JP2012210083A - Battery controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電池の制御に関する。 The present invention relates to control of a battery mounted on a vehicle.
特開2010−193602号公報(特許文献1)には、バッテリを備えた車両において、バッテリの温度が乗員室内の温度未満でかつしきい温度以下のときに、冷却ファンを作動させて乗員室内の空気をバッテリに供給することによって、低温化によるバッテリ電力の入出力制限がかからないようにバッテリの温度を制御する技術が開示されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2010-193602 (Patent Document 1) discloses that in a vehicle equipped with a battery, when the temperature of the battery is lower than the temperature in the passenger compartment and below the threshold temperature, the cooling fan is operated to A technique is disclosed in which the temperature of a battery is controlled by supplying air to the battery so that input / output of battery power is not limited due to low temperature.
ところで、電池を冷却した後の温かい排風が車内に排出される構成を有する車両においては、その排風が乗員室へ逆流すると、排風の温かさによる不快感(もやつき感)を乗員に与えてしまうという問題がある。 By the way, in a vehicle having a configuration in which the warm exhaust air after cooling the battery is discharged into the vehicle, if the exhaust air flows back to the passenger compartment, the discomfort (feeling of haze) due to the warmness of the exhaust air is caused to the passenger. There is a problem of giving.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、乗員室内から吸入した空気を電池ケース内を通過させて車内に排出する電池冷却装置を備えた車両において、電池冷却装置からの排風の温かさによる不快感を乗員に与えないようにすることである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a vehicle including a battery cooling device that allows air sucked from the passenger compartment to pass through the battery case and be discharged into the vehicle. It is to prevent the passenger from feeling uncomfortable due to the warmth of the exhaust air from the battery cooling device.
この発明に係る制御装置は、車両に搭載される電池を制御する。車両は、乗員室から吸入した空気を電池ケース内を通過させて車内に排出する電池冷却装置を備える。制御装置は、乗員室内温度を検出する検出部と、電池冷却装置の吸気温と電池を流れる電流とに基づいて電池飽和温度を推定する推定部と、電池飽和温度と乗員室内温度との温度差が電池冷却装置の排気の暖かさを乗員が感じる温度差を越える場合、電池の充放電電力を制限することによって電池の発熱を抑制する発熱抑制部とを備える。 A control device according to the present invention controls a battery mounted on a vehicle. The vehicle includes a battery cooling device that discharges air sucked from the passenger compartment through the battery case and discharged into the vehicle. The control device includes a detection unit that detects a passenger cabin temperature, an estimation unit that estimates a battery saturation temperature based on an intake air temperature of the battery cooling device and a current flowing through the battery, and a temperature difference between the battery saturation temperature and the passenger cabin temperature. Includes a heat generation suppression unit that suppresses the heat generation of the battery by limiting the charge / discharge power of the battery when the temperature difference between which the occupant feels the warmth of the exhaust of the battery cooling device is exceeded.
本発明によれば、乗員室内から吸入した空気を電池ケース内を通過させて車内に排出する電池冷却装置を備えた車両において、電池冷却装置からの排風の温かさによる不快感を乗員に与えないようにすることができる。 According to the present invention, in a vehicle equipped with a battery cooling device that discharges air sucked from the passenger compartment through the battery case and exhausts the air into the vehicle, the passenger does not feel uncomfortable due to the temperature of the exhaust air from the battery cooling device. Can be.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態に従う制御装置を備えた車両1を模式的に表わす側面図である。車両1は、モータの駆動力で走行可能な電動車両(代表的には電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車など)である。車両1の室内には、乗員室53と、荷室54とが設けられる。
FIG. 1 is a side view schematically showing a
乗員室53には、乗員(ユーザ)が座るためのフロントシート51およびリヤシート52が、車両進行方向の前後に並んで設けられている。荷室54は、リヤシート52の後方に形成されている。乗員室53と荷室54とは、リヤシート52の上方で連通されている。
In the
乗員室53の空調は、乗員室53よりも車両前側に設けられた空調ユニット20によって行なわれる。空調ユニット20は、車外から空気を取り入れる外気導入モードと車室内の空気を循環させる内気循環モードとを切り替えるための内外気切り替ドアを含む。外気導入モードのときには、車外の空気が空調ユニット20に吸入され、空調ユニット20で冷却された後、乗員室53に排出される。内気循環モードのときには、乗員室53の空気が空調ユニット20に吸入され、空調ユニット20で冷却された後、再び乗員室53に戻される。
Air conditioning of the
荷室54には、電池ユニット10が設けられる。電池ユニット10は、車両駆動用のモータに供給する電力を蓄える電池11Aと、電池11Aを内部に収容する電池ケース11とで構成される。この電池11Aは充放電によって発熱する。
In the
電池11Aは、吸気ダクト12、冷却ファン13、排気ダクト14で構成される電池冷却装置で冷却される。吸気ダクト12は、乗員室53と電池ケース11の内部とを連通するように配置される。冷却ファン13は、吸気ダクト12と電池ケース11との間に設けられる。排気ダクト14は、電池ケース11の内部と荷室54とを連通するように配置される。図1の矢印αは、冷却風の流れを示す。冷却ファン13が駆動されると、乗員室53内の空気が冷却風として吸気ダクト12を通って電池ケース11の内部に取り込まれる。電池ケース11の内部に取り込まれた冷却風は、電池11Aと熱交換を行ない、電池11Aを冷却した後、排気ダクト14を通って荷室54内に排出される。このように、車両1には、乗員室53内から吸気して荷室54(乗員室53以外の車内)に排出する電池冷却装置(吸気ダクト12、冷却ファン13、排気ダクト14)を備える。
The
さらに、車両1は、吸気ダクト12内を流れる空気の温度(以下「吸気温T1」という)、乗員室53内の温度(以下「室内温度T2」という)、電池11Aを流れる電流(以下「電池電流Ib」という)、電池11Aの温度など、車両1の状態を検出するさまざまなセンサ(いずれも図示せず)と、これらのセンサの検出結果が入力される電子制御装置(以下、「ECU」という)100を備える。
Further, the
ECU100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報と各センサの検出結果とに基づいて、所定の演算処理を実行し、その結果に応じて車両1に搭載される各機器を制御する。
The
ECU100は、電池11Aの保護を図るために、電池11Aの状態に応じて入力可能電力値Winおよび出力可能電力値Woutを設定し、電池11Aの実際の入力電力および出力電力をそれぞれ入力可能電力値Winおよび出力可能電力値Woutを超えないように制御する。
In order to protect the
以上のような構成を有する車両1において、電池ユニット10を冷却するために電池冷却装置の冷却ファン13を作動させると、乗員室53の空気が電池ユニット10の内部を通過して荷室54内に排気される。この際、外気導入モードでは、乗員室53内と荷室54内との圧力差は生じ難い。一方、内気循環モードでは、乗員室53内よりも荷室54内のほうが圧力が高くなり、電池11Aとの熱交換によって暖められた温かい排風が荷室54から乗員室53へと逆流する場合がある(矢印β参照)。この逆流する排風の温度と室内温度T2との差が大きいと、逆流する排風の温かさによる不快感(以下、「もやつき感」ともいう)を乗員に与えてしまうことになる。
In the
そこで、本実施の形態に従うECU100は、吸気温T1および電池電流Ibに基づいて電池飽和温度T3を予測し、電池飽和温度T3と室内温度T2との差(=T3−T2)を乗員が感じるもやつき感想のレベルを示す指標として算出する。そして、ECU100は、その差(=T3−T2)が所定値ΔTを超える場合は、将来的に乗員にもやつき感を与える可能性があるとして、電池11Aの入出力を制限することによって電池11Aの発熱を抑制する。なお、所定値ΔTは、乗員がもやつき感を感じる温度差であって、実験等によって予め決定される値である。
Therefore,
図2は、ECU100の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートの各ステップ(以下、ステップを「S」と略す)は、ハードウェアによって実現してもよいしソフトウェアによって実現してもよい。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the
S10にて、ECU100は、冷却ファン13の駆動中であるか否かを判断する。冷却ファン13の駆動中でない場合(S10にてNO)、この処理は終了される。
In S10, ECU 100 determines whether or not cooling
冷却ファン13の駆動中である場合(S10にてYES)、ECU100は、S11にて、内気循環モードであるか否かを判断する。内気循環モードでない場合(S11にてNO)、この処理は終了される。
When
内気循環モードである場合(S11にてYES)、ECU100は、S12にて一定時間A[sec]の電池電流Ibの2乗平均値を計測し、S13にて吸気温度T1および電池電流Ibの2乗平均値から電池飽和温度T3を算出(予測)する。ここで、電池飽和温度T3とは、現在の一定時間Aの充放電状態が継続されたと仮定した場合に電池11Aの温度が飽和状態になるときの電池11Aの予測温度であって、逆流する排風の最大温度に対応する温度である。電池飽和温度T3の算出手法としては、たとえば吸気温度T1および電池電流Ibの2乗平均値をパラメータとして電池飽和温度T3をマップ化したデータを予め記憶しておき、このマップデータを用いて現在の吸気温度T1および電池電流Ibの2乗平均値に対応する電池飽和温度T3を算出するようにすればよい。
When the internal air circulation mode is set (YES in S11),
S14にて、ECU100は、電池飽和温度T3と室内温度T2との差(=T3−T2)が上述した所定値ΔT(乗員がもやつき感を感じる温度差)を越えているか否かを判断する。
In S14,
T3−T2>ΔTである場合(S14にてYES)、ECU100は、S15にて、電池11Aの入力制限を行なう。具体的には、入力可能電力値Winを所定レート(たとえばB[kW]/A[sec])で低下させる。これにより、電池11Aの実際の入力電力が制限前よりも小さくなるため、電池11Aの発熱が抑制される。
If T3-T2> ΔT (YES in S14),
S16にて、ECU100は、電池11Aの入力制限が上限レベルであるか否か(いれ以上入力制限できないレベルであるか否か)を判断する。
In S16,
電池11Aの入力制限が上限レベルである場合(S16にてYES)、ECU100は、S17にて電池11Aの出力制限を行なう。具体的には、出力可能電力値Woutを所定レート(たとえばB[kW]/A[sec])で低下させる。これにより、電池11Aの実際の入力電力に加えて出力電力も小さくなるため、電池11Aの発熱がさらに抑制される。また、このように入力制限(S15の処理)よりも出力制限(S17の処理)を後に行なうことによって、出力制限による車両走行性能への影響を最小限に抑えることができる。
If the input limit of
一方、T3−T2<ΔTである場合(S14にてNO)、ECU100は、出力制限中であるか否かを判断し(S18)、出力制限中である場合(S18にてYES)、低下されていた出力可能電力値Woutを所定レート(たとえばB[kW]/A[sec])で増加させて出力制限を解除する(S19)。
On the other hand, if T3-T2 <ΔT (NO in S14),
出力制限中でない場合(S18にてNO)、ECU100は、入力制限中であるか否かを判断し(S20)、入力制限中である場合(S20にてYES)、低下されていた入力可能電力値Winを所定レート(たとえばB[kW]/A[sec])で増加させて入力制限を解除する(S21)。このように、制限解除の際には、出力制限解除(S19の処理)を入力制限解除(S21の処理)よりも優先させることによって、出力制限による車両走行性能への影響を最小限に抑えることができる。
If the output is not being restricted (NO in S18),
以上のように、本実施の形態によるECU100は、乗員室53内から吸入した空気を電池ケース11内を通過させて荷室54(乗員室53以外の車内)に排出する電池冷却装置を備えた車両1において、吸気温T1および電池電流Ibに基づいて電池飽和温度T3を予測し、電池飽和温度T3と室内温度T2との差(=T3−T2)が乗員が感じるもを感じる温度差ΔTを超える場合は、将来的に乗員にもやつき感を与える可能性があるとして、電池11Aの入出力を制限する。これにより、電池11Aの発熱が抑制され、乗員にもやつき感を与えないようにすることができる。
As described above, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 車両、10 電池ユニット、11 電池ケース、11A 電池、12 吸気ダクト、13 冷却ファン、14 排気ダクト、20 空調ユニット、51 フロントシート、52 リヤシート、53 乗員室、54 荷室、100 ECU。 1 vehicle, 10 battery unit, 11 battery case, 11A battery, 12 intake duct, 13 cooling fan, 14 exhaust duct, 20 air conditioning unit, 51 front seat, 52 rear seat, 53 passenger compartment, 54 cargo compartment, 100 ECU.
Claims (1)
前記制御装置は、
乗員室内温度を検出する検出部と、
前記電池冷却装置の吸気温と前記電池を流れる電流とに基づいて電池飽和温度を推定する推定部と、
前記電池飽和温度と前記乗員室内温度との温度差が前記電池冷却装置の排気の暖かさを乗員が感じる温度差を越える場合、前記電池の充放電電力を制限することによって前記電池の発熱を抑制する発熱抑制部とを備える、電池の制御装置。 A battery control device mounted on a vehicle, the vehicle including a battery cooling device that allows air taken from a passenger compartment to pass through a battery case and be discharged into the vehicle,
The controller is
A detection unit for detecting the passenger cabin temperature;
An estimation unit that estimates a battery saturation temperature based on an intake air temperature of the battery cooling device and a current flowing through the battery;
When the temperature difference between the battery saturation temperature and the passenger cabin temperature exceeds the temperature difference where the passenger feels the warmth of the exhaust of the battery cooling device, the heat generation of the battery is suppressed by limiting the charge / discharge power of the battery A battery control device comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2011074207A JP2012210083A (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Battery controller |
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2011
- 2011-03-30 JP JP2011074207A patent/JP2012210083A/en not_active Withdrawn
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