JP2013110912A - Power storage system, and control device of vehicle mounted with power storage system - Google Patents

Power storage system, and control device of vehicle mounted with power storage system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve user convenience by giving priority to power supply with respect to commercial power of a power storage system mounted in a vehicle.SOLUTION: The power storage system mounted in the vehicle includes: a power storage device for charging and discharging; a power conversion unit for converting power from the power storage device to output commercial power; and a control unit for controlling power supply with respect to a vehicle demand output corresponding to load operating by receiving power from the power storage device and a commercial power demand output corresponding to an external device operating by receiving commercial power, respectively. When a user operation which gives priority to supply of commercial power to the external device is performed, the control unit calculates an upper limit value of power supply with respect to the vehicle demand output corresponding to power supply with respect to the commercial power demand output from an upper output limit value of the power storage device and controls power supply with respect to the vehicle demand output by limiting it to the calculated upper limit value.

Description

本発明は、蓄電システムに関し、より詳しくは、車両走行用電源及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器に供給する商用交流電源として使用される蓄電システムの出力制御に関する。   The present invention relates to a power storage system, and more particularly to output control of a power storage system used as a commercial AC power supply that is supplied to a vehicle running power supply and an external device connected to an outlet provided in the vehicle.

特許文献1は、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に電力を供給する電源装置を商用交流電源として併用し、車室内に設けられたコンセントを介して接続される外部機器に交流電力を出力するとともに、電源装置のSOC及び外部機器の消費電力に基づいて、商用交流電源の出力制限を行っている。   Patent Document 1 uses a power supply device that supplies power to a vehicle driving motor or a power consuming device such as an air conditioner or an electronic device mounted on the vehicle as a commercial AC power source, and via an outlet provided in the vehicle interior. The AC power is output to the connected external device, and the output of the commercial AC power source is limited based on the SOC of the power supply device and the power consumption of the external device.

特許文献1では、SOCが高い状態ではコンセントを介して接続される外部機器への電力供給を所定上限値まで可能としつつ、SOCが低い状態である場合には外部機器への電力供給を禁止するのではなく、外部機器へ出力される電力の上限値を低くして低電力での供給を行うようにしている。   In Patent Document 1, power supply to an external device connected via an outlet can be performed up to a predetermined upper limit value when the SOC is high, and power supply to the external device is prohibited when the SOC is low. Instead, the upper limit value of the power output to the external device is lowered to supply at low power.

特開2004−282837号公報JP 2004-282837 A 特開2004−236472号公報JP 2004-236472 A 特開2008−312395号公報JP 2008-312395 A 特開2009−225587号公報JP 2009-225587 A

しかしながら、特許文献1のように、電源装置のSOCが低い状態である場合に外部機器に対する低電力供給を許容して外部機器への電力供給を確保しても、例えば、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に出力する車両要求出力が、電源装置の最大出力と同程度となった場合、言い換えれば、電源装置の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用される場合は、外部機器に供給可能な電力を確保できないので、外部機器への電力供給ができない。   However, as disclosed in Patent Document 1, even when the power supply device has a low SOC and the low power supply to the external device is permitted and the power supply to the external device is ensured, for example, If the required vehicle output output to power consuming equipment such as an air conditioner or electronic device mounted on the vehicle is about the same as the maximum output of the power supply device, in other words, most of the maximum output of the power supply device is the vehicle required output. When it is used, power that can be supplied to the external device cannot be secured, and thus power cannot be supplied to the external device.

つまり、従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しているため、電源装置の最大出力に対する車両要求出力の関係により、外部機器への出力を優先させたい場合でも外部機器への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用交流電源の使用が制限されてしまう。   In other words, conventionally, priority is given to the power supply for the vehicle required output, so the power supply to the external device cannot be performed even if priority is given to the output to the external device due to the relationship of the vehicle required output to the maximum output of the power supply device. A situation arises and the use of commercial AC power is limited.

本願第1の発明である車両に搭載される蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。   The power storage system mounted on the vehicle according to the first aspect of the present invention includes a power storage device that performs charging / discharging, a power conversion unit that converts power from the power storage device and outputs commercial power, and power received from the power storage device. And a control unit that performs power supply control with respect to each of the vehicle required output corresponding to the operating load and the commercial power required output corresponding to the external device operating in response to the commercial power. When there is a user operation that prioritizes the supply of commercial power to an external device, the control unit sets an upper limit value of power supply for the vehicle request output according to the power supply for the commercial power request output from the output upper limit value of the power storage device. Calculation is performed, and power supply control is performed on the required vehicle output by limiting to the calculated upper limit value.

本願第1の発明によれば、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。   According to the first invention of this application, when the commercial power priority mode is selected by the user's operation, priority is given to the power supply to the commercial power, and the power supply to the vehicle request output is suppressed with respect to the output upper limit value of the power storage device. Thus, commercial power can be ensured and user convenience can be improved.

制御部は、蓄電装置の出力上限値と商用電力要求出力との差分を、車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することができる。   The control unit can calculate the difference between the output upper limit value of the power storage device and the commercial power request output as the power supply upper limit value for the vehicle request output.

ユーザによって操作される外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに備えることができる。   A selection switch for prioritizing supply of commercial power to an external device operated by a user can be further provided.

負荷として、蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータや車両に搭載された蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器を用いることができる。   As the load, a motor / generator that receives power from the power storage device and generates kinetic energy used for traveling of the vehicle, or a power consuming device that operates by receiving power from the power storage device mounted on the vehicle can be used.

本願第2の発明である蓄電システムを搭載した車両の制御装置は、充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。   A control device for a vehicle equipped with a power storage system according to the second aspect of the present invention receives a vehicle request output corresponding to a load that operates by receiving power from a power storage device that performs charging and discharging, and receives power from the power storage device as commercial power. A control unit that performs power supply control with respect to each of the commercial power request outputs corresponding to the external devices that operate. When there is a user operation that prioritizes the supply of commercial power to an external device, the control unit sets an upper limit value of power supply for the vehicle request output according to the power supply for the commercial power request output from the output upper limit value of the power storage device. Calculation is performed, and power supply control is performed on the required vehicle output by limiting to the calculated upper limit value.

車両に搭載される電池システムの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a battery system mounted on a vehicle. 組電池の最大出力とSOCの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the maximum output of an assembled battery, and SOC. 組電池の最大出力と温度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the maximum output of an assembled battery, and temperature. 組電池の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the commercial power with respect to the largest output of an assembled battery, and a vehicle request | requirement output. 商用電力を優先させた組電池の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the limit value of the vehicle request output with respect to the maximum output of the assembled battery which gave priority to commercial power. 組電池の最大出力に対する商用電力、制限された車両要求出力の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the commercial electric power with respect to the largest output of an assembled battery, and the vehicle request output restrict | limited. 組電池の電力供給制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power supply control of an assembled battery. 車両要求出力を優先させた組電池の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the limit value of commercial electric power with respect to the maximum output of the assembled battery which gave priority to vehicle request output.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本発明の実施例1である電池システム(蓄電システムに相当する)について説明する。図1は、本実施例の電池システムの構成ブロック図である。本実施例の電池システムは、車両走行用電力及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器の商用交流電力を供給するものであり、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、組電池だけを備えている。
Example 1
A battery system (corresponding to a power storage system) that is Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the battery system according to this embodiment. The battery system of the present embodiment supplies electric power for vehicle travel and commercial AC power of an external device connected to an outlet provided in the vehicle, and can be mounted on the vehicle. Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes an engine or a fuel cell as a power source for running the vehicle, in addition to the assembled battery described later. An electric vehicle includes only an assembled battery as a power source for the vehicle.

組電池10は、例えば、直列に接続された複数の単電池で構成することができる。単電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることができる。組電池10を構成する単電池の数は、要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。また、組電池10は、並列に接続された複数の単電池を含んでいてもよい。   The assembled battery 10 can be composed of, for example, a plurality of single cells connected in series. As the single battery, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery. The number of single cells constituting the assembled battery 10 can be appropriately set based on the required output. The assembled battery 10 may include a plurality of unit cells connected in parallel.

組電池10は、接続ラインを介して昇圧コンバータ23に接続されている。組電池10の正極端子と昇圧コンバータ23との間にシステムメインリレー21が設けられ、組電池10の負極端子と昇圧コンバータ23との間にシステムメインリレー22が設けられている。システムメインリレー21,22は、コントローラ50からの制御信号を受けて、オン(接続状態)およびオフ(遮断状態)の間で切り替わる。   The assembled battery 10 is connected to the boost converter 23 via a connection line. A system main relay 21 is provided between the positive terminal of the assembled battery 10 and the boost converter 23, and a system main relay 22 is provided between the negative terminal of the assembled battery 10 and the boost converter 23. The system main relays 21 and 22 are switched between on (connected state) and off (cut off state) in response to a control signal from the controller 50.

電圧センサ11は、組電池10の端子間電圧を検出する。また、組電池10を構成する直列に接続された各単電池それぞれの電圧を検出することもできる。電圧センサ11はコントローラ50に接続され、検出結果をコントローラ50に出力する。電流センサ12は、充放電を行う組電池10の充放電電流を検出してコントローラ50に検出結果を出力する。また、電流センサ21は、後述する充電器30を介して組電池10に流れる外部充電電流を検出し、コントローラ50に検出結果を出力する。温度センサ13は、組電池10の温度を検出する。温度センサ13は、コントローラ50に接続され、検出結果をコントローラ50に出力する。   The voltage sensor 11 detects the voltage between the terminals of the assembled battery 10. Moreover, the voltage of each unit cell connected in series constituting the assembled battery 10 can also be detected. The voltage sensor 11 is connected to the controller 50 and outputs a detection result to the controller 50. The current sensor 12 detects the charging / discharging current of the assembled battery 10 that performs charging / discharging, and outputs the detection result to the controller 50. In addition, the current sensor 21 detects an external charging current flowing through the assembled battery 10 via a charger 30 described later, and outputs a detection result to the controller 50. The temperature sensor 13 detects the temperature of the assembled battery 10. The temperature sensor 13 is connected to the controller 50 and outputs a detection result to the controller 50.

昇圧コンバータ23は、組電池10の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ24に出力する。また、昇圧コンバータ23は、インバータ24の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池10に出力する。昇圧コンバータ23は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ23は、コントローラ50からの制御信号を受けて動作する。   Boost converter 23 boosts the output voltage of battery pack 10 and outputs the boosted power to inverter 24. Further, the boost converter 23 steps down the output voltage of the inverter 24 and outputs the lowered power to the assembled battery 10. The step-up converter 23 can be composed of, for example, a chopper circuit. Boost converter 23 operates in response to a control signal from controller 50.

インバータ24は、昇圧コンバータ23から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ(MG)25に出力する。モータ・ジェネレータ25としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ24は、モータ・ジェネレータ25から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ23に出力する。   The inverter 24 converts the DC power output from the boost converter 23 into AC power, and outputs the AC power to the motor generator (MG) 25. For example, a three-phase AC motor can be used as the motor / generator 25. The inverter 24 converts AC power output from the motor / generator 25 into DC power and outputs the DC power to the boost converter 23.

モータ・ジェネレータ25は、インバータ24からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ25は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ25によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ25は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。モータ・ジェネレータ25によって生成された交流電力は、インバータ24に出力される。これにより、回生電力を組電池10に蓄えることができる。   The motor / generator 25 receives AC power from the inverter 24 and generates kinetic energy for running the vehicle. The motor / generator 25 is connected to wheels, and the kinetic energy generated by the motor / generator 25 is transmitted to the wheels. When the vehicle is decelerated or stopped, the motor / generator 25 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The AC power generated by the motor / generator 25 is output to the inverter 24. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.

本実施例の電池システムでは、昇圧コンバータ23を用いているが、昇圧コンバータ23を省略することもできる。すなわち、組電池10をインバータ24と接続することができる。   In the battery system of this embodiment, the boost converter 23 is used, but the boost converter 23 may be omitted. That is, the assembled battery 10 can be connected to the inverter 24.

DC/DCコンバータ26は、昇圧コンバータ23と組電池10との間に接続され、組電池10の電力を受けて動作する補機27(電力消費機器)が接続されている。DC/DCコンバータ26は、組電池10から出力される電流電圧を所定の電流電圧に降圧して補機27に出力する。補機27は、例えば、車両に搭載された車室空調装置(エアコンのインバータやモータ等)、AV機器、照明装置等である。組電池10から補機27に供給される電力は、コントローラ50によって制御される。本実施例の電池システムは、負荷として、モータ・ジェネレータ25や補機27を含む。   The DC / DC converter 26 is connected between the boost converter 23 and the assembled battery 10, and an auxiliary device 27 (power consuming device) that operates by receiving the electric power of the assembled battery 10 is connected. The DC / DC converter 26 steps down the current voltage output from the assembled battery 10 to a predetermined current voltage and outputs it to the auxiliary device 27. The auxiliary machine 27 is, for example, a passenger compartment air conditioner (such as an air conditioner inverter or a motor) mounted on a vehicle, an AV device, a lighting device, or the like. The power supplied from the assembled battery 10 to the auxiliary machine 27 is controlled by the controller 50. The battery system of this embodiment includes a motor / generator 25 and an auxiliary machine 27 as loads.

充電器30は、組電池10に接続される。充電器30は、外部電源60から供給された交流電力を直流電力に変換する不図示のAC/DCコンバータや外部電源60又はAC/DCコンバータから出力される外部充電電流(直流電流)を昇圧して組電池10に出力するDC/DCコンバータ等を含むことができる。外部電源60としては、例えば、商用電源を用いることができる。   The charger 30 is connected to the assembled battery 10. The charger 30 boosts an AC / DC converter (not shown) that converts AC power supplied from the external power source 60 into DC power, an external charging current (DC current) that is output from the external power source 60 or the AC / DC converter. DC / DC converter etc. which output to the assembled battery 10 can be included. As the external power source 60, for example, a commercial power source can be used.

充電器30と組電池10の正極端子との間の電流経路上に充電リレー31が設けられ、充電器30と組電池10の負極端子との間に電流経路上に充電リレー32が設けられている。充電リレー31,32は、コントローラ50からの制御信号を受けて、オン(接続状態に相当する)およびオフ(遮断状態に相当する)の間で切り替わる。   A charging relay 31 is provided on the current path between the charger 30 and the positive terminal of the assembled battery 10, and a charging relay 32 is provided on the current path between the charger 30 and the negative terminal of the assembled battery 10. Yes. The charge relays 31 and 32 are switched between ON (corresponding to a connected state) and OFF (corresponding to a cut-off state) in response to a control signal from the controller 50.

充電器30は、本実施例の電池システムを搭載する車両の側部に設けられるインレット35と接続される。インレット35には、外部電源60に連結する接続プラグ61を有する充電ケーブル62が接続される。   The charger 30 is connected to an inlet 35 provided on a side portion of a vehicle on which the battery system of this embodiment is mounted. A charging cable 62 having a connection plug 61 connected to an external power source 60 is connected to the inlet 35.

DC/ACインバータ40は、組電池10を昇圧コンバータ23との間に接続され、組電池10から出力される直流電圧を、外部機器に応じた商用交流電圧(例えば、AC100V)に変換する電力変換器である。DC/ACインバータ40は、車室内に設けられた出力するアクセサリコンセント41に接続される外部機器42に、AC100V等の商用電力を出力する。   The DC / AC inverter 40 is connected between the battery pack 10 and the step-up converter 23, and converts the DC voltage output from the battery pack 10 into a commercial AC voltage (for example, AC 100V) corresponding to an external device. It is a vessel. The DC / AC inverter 40 outputs commercial power such as AC 100 V to an external device 42 connected to an accessory outlet 41 provided in the passenger compartment.

アクセサリコンセント41は、外部機器42に商用電力を出力する出力手段であり、外部機器42の接続端子(プラグ)と接続される差し込み口である。アクセサリコンセント41は、乗員が乗降することができる乗車スペース及び荷物等を収納するラゲッジスペース(luggage area)を含む車両内に1つ又は複数設けることができる。   The accessory outlet 41 is an output unit that outputs commercial power to the external device 42, and is an insertion port connected to a connection terminal (plug) of the external device 42. One or a plurality of accessory outlets 41 can be provided in a vehicle including a boarding space where passengers can get on and off and a luggage space for storing luggage and the like.

外部機器42は、車両とは個別に設けられた機器であり、アクセサリコンセント41を介してDC/ACインバータ40から出力される商用電力を受けて動作する。外部機器42としては、例えば、家電製品などがある。   The external device 42 is a device provided separately from the vehicle, and operates by receiving commercial power output from the DC / AC inverter 40 via the accessory outlet 41. Examples of the external device 42 include home appliances.

商用電力スイッチ43は、車両内からユーザが操作するスイッチである。例えば、商用電力スイッチ43がユーザによってON操作されることで、DC/ACインバータ40は、アクセサリコンセント41を介した外部機器42への商用電力供給を許容し、OFF操作されることで、アクセサリコンセント41を介した外部機器42への商用電力供給を停止(禁止)する。商用電力スイッチ43のON/OFF操作の信号は、DC/ACインバータ40を介してコントローラ50に出力され、コントローラ50は、商用電力スイッチ43のON/OFFに基づいて、DC/ACインバータ40を介した商用電力の供給制御を行う。   The commercial power switch 43 is a switch operated by the user from within the vehicle. For example, when the commercial power switch 43 is turned ON by the user, the DC / AC inverter 40 allows commercial power supply to the external device 42 via the accessory outlet 41 and is turned OFF, so that the accessory outlet The commercial power supply to the external device 42 via 41 is stopped (prohibited). An ON / OFF operation signal of the commercial power switch 43 is output to the controller 50 via the DC / AC inverter 40, and the controller 50 passes through the DC / AC inverter 40 based on the ON / OFF of the commercial power switch 43. Supply control of commercial power.

また、商用電力スイッチ43は、ユーザが商用電力優先モード(ユーザがアクセサリコンセントを使用する際の商用電力の優先度)を選択するための選択スイッチとして機能する。例えば、商用電力スイッチ43をユーザがON操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをONにすることができる。また、商用電力優先モードをOFFにするときは、商用電力スイッチ43をユーザがOFF操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをOFFにすることができる。商用電力優先モードのON/OFF信号は、商用電力スイッチ43からDC/ACインバータ40を介して又は直接に、コントローラ50に出力される。なお、商用電力スイッチ43とは別に、商用電力優先モードを選択するスイッチを設けることもできる。   The commercial power switch 43 functions as a selection switch for the user to select a commercial power priority mode (priority of commercial power when the user uses an accessory outlet). For example, when the user turns on the commercial power switch 43, the commercial power priority mode can be turned on by pressing and holding the commercial power switch 43. Further, when turning off the commercial power priority mode, the commercial power priority mode can be turned off by pressing and holding the commercial power switch 43 when the user performs an OFF operation. The commercial power priority mode ON / OFF signal is output from the commercial power switch 43 to the controller 50 via the DC / AC inverter 40 or directly. In addition to the commercial power switch 43, a switch for selecting the commercial power priority mode may be provided.

コントローラ50は、電池システムの入出力制御を行う制御装置である。コントローラ50は、車両全体で要求される負荷に応じた車両要求出力を算出し、組電池10に蓄えられた電力を昇圧コンバータ23及び/又はDC/DCコンバータ26に供給する車両要求出力制御と、アクセサリコンセント41に接続された外部機器42の消費電力を算出し、組電池10に蓄えられた電力をDC/ACインバータ40(外部機器42)に出力する給電制御とを遂行する。   The controller 50 is a control device that performs input / output control of the battery system. The controller 50 calculates a vehicle required output corresponding to a load required for the entire vehicle, and supplies a vehicle required output control for supplying the electric power stored in the assembled battery 10 to the boost converter 23 and / or the DC / DC converter 26; Power consumption of the external device 42 connected to the accessory outlet 41 is calculated, and power supply control is performed to output the power stored in the assembled battery 10 to the DC / AC inverter 40 (external device 42).

車両要求出力は、昇圧コンバータ23を介してモータ・ジェネレータ25に供給される走行用電力と、DC/DCコンバータ26を介して補機27に供給される電力とを含むことができる。なお、コントローラ50は、充電器30を介した外部電源60の電力を組電池10に充電する外部充電制御を行うこともできる。コントローラ50は、外部電源60から延設された接続プラグ61がインレット35に接続されたことを検出すると、充電リレー31,32をオフからオンに切り替えて充電器30と組電池10とを接続し、充電器30を介した外部充電を行う。   The vehicle required output can include travel power supplied to the motor / generator 25 via the boost converter 23 and power supplied to the auxiliary machine 27 via the DC / DC converter 26. The controller 50 can also perform external charging control for charging the assembled battery 10 with the power of the external power supply 60 via the charger 30. When the controller 50 detects that the connection plug 61 extending from the external power source 60 is connected to the inlet 35, the controller 50 switches the charging relays 31 and 32 from off to on to connect the charger 30 and the assembled battery 10. External charging through the charger 30 is performed.

コントローラ50は、車両要求出力に基づいてモータ・ジェネレータ25(昇圧コンバータ23)に組電池10の電力を出力する放電制御とともに、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池10に充電する充電制御を行うことができる。なお、ハイブリッド自動車の場合、コントローラ50は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいてエンジン及び/又は電池システムの出力制御を行う制御装置として構成される。   The controller 50 regenerates power during vehicle braking when the vehicle decelerates or stops, along with discharge control that outputs the power of the assembled battery 10 to the motor / generator 25 (boost converter 23) based on the vehicle request output. The charging control for charging the assembled battery 10 can be performed. In the case of a hybrid vehicle, the controller 50 is configured as a control device that calculates a required vehicle output required for the entire vehicle and performs output control of the engine and / or battery system based on the required vehicle output.

コントローラ50は、車両要求出力及び外部機器42への給電に対する電力供給制御を行うに当たり、組電池10の最大出力を算出し、算出された組電池10の最大出力の範囲内で、車両要求出力と外部機器の消費電力それぞれに対する電力分配を行う。   The controller 50 calculates the maximum output of the assembled battery 10 in performing the power supply control for the vehicle required output and the power supply to the external device 42, and within the range of the calculated maximum output of the assembled battery 10, the vehicle required output and Distributes power for each power consumption of external devices.

コントローラ50は、組電池10のSOC及び電池温度の少なくとも一方に基づいて、組電池10の最大出力(出力上限値)を算出することができる。   The controller 50 can calculate the maximum output (output upper limit value) of the assembled battery 10 based on at least one of the SOC of the assembled battery 10 and the battery temperature.

SOC(State of Charge)は、組電池の満充電容量に対する現在充電容量の割合を示すものであり、コントローラ50は、組電池10のSOCを管理するために、電圧センサ11による検出結果を用いて組電池10のSOCを算出したり特定する処理を行い、SOC情報を記憶して管理することができる。   The SOC (State of Charge) indicates the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity of the assembled battery, and the controller 50 uses the detection result of the voltage sensor 11 to manage the SOC of the assembled battery 10. Processing for calculating or specifying the SOC of the battery pack 10 can be performed, and SOC information can be stored and managed.

組電池10のSOCは、組電池10のOCV(開放電圧:Open Circuit Voltage)から特定することができる。SOC及びOCVは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、OCVからSOCを特定することができる。組電池10のOCVは、電圧センサ11によって検出された組電池10のCCV(端子電圧:Closed Circuit Voltage)から算出することができる。一方、電流センサ12を用いて組電池10の充放電電流を検出し、組電池10の充放電の際の電流値を積算することにより、組電池10のSOCを算出することができる。コントローラ50は、電圧センサ11、電流センサ12の各検出結果を用いて、組電池10のSOCを算出する。   The SOC of the assembled battery 10 can be specified from the OCV (Open Circuit Voltage) of the assembled battery 10. Since SOC and OCV are in a correspondence relationship, if this correspondence relationship is obtained in advance, the SOC can be specified from the OCV. The OCV of the assembled battery 10 can be calculated from the CCV (terminal voltage: Closed Circuit Voltage) of the assembled battery 10 detected by the voltage sensor 11. On the other hand, the SOC of the battery pack 10 can be calculated by detecting the charge / discharge current of the battery pack 10 using the current sensor 12 and integrating the current values at the time of charge / discharge of the battery pack 10. The controller 50 calculates the SOC of the battery pack 10 using the detection results of the voltage sensor 11 and the current sensor 12.

図2は、組電池10の最大出力とSOCの関係を示す図である。図2に示すように、組電池10のSOCが高くなるにつれて最大出力は大きくなり、C1以上のSOCでは、組電池10の最大出力は、所定の上限値で一定となっている。一方、C1よりも低いSOCでは、組電池10のSOCが低くなればなるほど最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the maximum output of the battery pack 10 and the SOC. As shown in FIG. 2, the maximum output increases as the SOC of the battery pack 10 increases, and the maximum output of the battery pack 10 is constant at a predetermined upper limit value for SOCs of C1 or higher. On the other hand, with an SOC lower than C1, the maximum output decreases as the SOC of the battery pack 10 decreases, and the maximum output is limited.

図3は、組電池10の最大出力と温度の関係を示す図である。図3に示すように、組電池10の電池温度が高くなるにつれて最大出力は大きくなり、温度t1から温度t2の範囲では、組電池10の最大出力が所定の上限値で一定となっている。一方、温度t1よりも低い電池温度では、組電池10の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。また、温度t2よりも高い電池温度でも、組電池10の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the maximum output of the battery pack 10 and the temperature. As shown in FIG. 3, the maximum output increases as the battery temperature of the assembled battery 10 increases, and the maximum output of the assembled battery 10 is constant at a predetermined upper limit value in the range from the temperature t1 to the temperature t2. On the other hand, at the battery temperature lower than the temperature t1, the maximum output of the assembled battery 10 becomes small and the maximum output is limited. Even at a battery temperature higher than the temperature t2, the maximum output of the assembled battery 10 becomes small, and the maximum output is limited.

これら図2、図3で示した最大出力とSOC、電池温度の各関係は、コントローラ50が組電池10の最大出力算出マップとして予め保持することができ、コントローラ50は、コントローラ50は、算出した組電池10のSOCや温度センサ13によって検出された電池温度に基づいて、組電池10の最大出力を算出することができる。なお、図2、図3の例では、組電池10のSOCと電池温度とで個別の最大出力算出マップを例示したが、最大出力と組電池10のSOC及び電池温度との関係を示す最大出力算出マップを予め保持し、組電池10のSOC及び電池温度から組電池10の最大出力を算出するようにしてもよい。   Each relationship between the maximum output, the SOC, and the battery temperature shown in FIG. 2 and FIG. 3 can be held in advance by the controller 50 as a maximum output calculation map of the assembled battery 10, and the controller 50 calculated by the controller 50 Based on the SOC of the assembled battery 10 and the battery temperature detected by the temperature sensor 13, the maximum output of the assembled battery 10 can be calculated. 2 and 3, the individual maximum output calculation maps are illustrated for the SOC and battery temperature of the assembled battery 10, but the maximum output indicating the relationship between the maximum output and the SOC and battery temperature of the assembled battery 10. A calculation map may be held in advance, and the maximum output of the assembled battery 10 may be calculated from the SOC of the assembled battery 10 and the battery temperature.

図4は、組電池10の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。出力電力P3は、車両要求出力P2及び外部機器42に供給する商用電力P1に対する組電池10の出力値であり、車両要求出力P2及び商用電力P1の合計値である。   FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the commercial power and the vehicle required output with respect to the maximum output of the assembled battery 10. The output power P3 is an output value of the assembled battery 10 with respect to the vehicle required output P2 and the commercial power P1 supplied to the external device 42, and is a total value of the vehicle required output P2 and the commercial power P1.

図4に示すように、コントローラ50は、算出した最大出力Pxを組電池10の出力上限値として設定し、出力上限値Pxの範囲内で車両要求出力P2及び商用電力P1それぞれに対する電力供給制御を行う。図4に示す例では、コントローラ50は、車両要求出力P2及び商用電力P1全体の出力電力P3が、組電池10の出力上限値Pxに範囲内に収まっている組電池10の出力制御を示している。   As shown in FIG. 4, the controller 50 sets the calculated maximum output Px as the output upper limit value of the assembled battery 10, and performs power supply control for the vehicle request output P2 and the commercial power P1 within the range of the output upper limit value Px. Do. In the example shown in FIG. 4, the controller 50 indicates output control of the assembled battery 10 in which the vehicle required output P2 and the output power P3 of the entire commercial power P1 are within the range of the output upper limit value Px of the assembled battery 10. Yes.

図2、図3で示したように、組電池10のSOCが低い状態や電池温度が低温又は高温の状態では、組電池10の最大出力が低く制限される。このため、車両要求出力が最大出力と同程度となった場合などでは、車両要求出力と商用電力の合計値が組電池10の最大出力を上回るので、車両要求出力及び商用電力に対する少なくとも一方又は両方の電力供給量を制限しなければならない。   As shown in FIGS. 2 and 3, the maximum output of the assembled battery 10 is limited to be low when the SOC of the assembled battery 10 is low or the battery temperature is low or high. For this reason, in the case where the vehicle required output is about the same as the maximum output, the total value of the vehicle required output and the commercial power exceeds the maximum output of the assembled battery 10, and therefore at least one or both of the vehicle required output and the commercial power is required. The amount of power supply must be limited.

上述したように従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しており、組電池10の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用されると、外部機器42に供給可能な電力を確保できないので、外部機器42への電力供給ができず、商用電力の出力を優先させたい場合でも外部機器42への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用電力の使用が制限されていた。   As described above, in the prior art, priority is given to the power supply for the vehicle required output, and when most of the maximum output of the assembled battery 10 is used for the vehicle required output, it is not possible to secure the power that can be supplied to the external device 42. Even when it is not possible to supply power to the external device 42 and it is desired to prioritize the output of commercial power, a situation in which power cannot be supplied to the external device 42 occurs, and the use of commercial power is restricted.

本実施例では、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先して、車両要求出力に対する電力供給を制限し、外部機器42への電力供給を優先させたいユーザの利便性を向上させる。   In the present embodiment, when the commercial power priority mode is selected by the user's operation, the power supply for the commercial power is prioritized, the power supply for the vehicle request output is limited, and the power supply to the external device 42 is prioritized. Improve user convenience.

図5は、商用電力を優先させた組電池10の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。本実施例では、算出された組電池10の最大出力のうち商用電力を確保した残りの電力を車両要求出力の制限値として設定し、コントローラ50は、組電池10の最大出力ではなく、商用電力を優先させた車両要求出力の制限値を上限値とする範囲内で、車両要求出力に対する電力供給制御を遂行する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a calculation example of the limit value of the vehicle request output with respect to the maximum output of the assembled battery 10 giving priority to the commercial power. In the present embodiment, the remaining power that secures commercial power out of the calculated maximum output of the assembled battery 10 is set as the limit value of the vehicle required output, and the controller 50 is not the maximum output of the assembled battery 10 but the commercial power. The power supply control for the required vehicle output is performed within a range in which the limit value of the required vehicle output with priority given to the upper limit is set.

コントローラ50は、アクセサリコンセント41に接続された外部機器42の消費電力を計算し、必要な商用電力(商用電力要求出力)を算出する。コントローラ50は、図5に示したように組電池10の最大出力から算出した商用電力を差し引いた電力を、車両要求出力に対する制限値として算出することができる。   The controller 50 calculates power consumption of the external device 42 connected to the accessory outlet 41 and calculates necessary commercial power (commercial power request output). The controller 50 can calculate the power obtained by subtracting the calculated commercial power from the maximum output of the assembled battery 10 as shown in FIG. 5 as a limit value for the vehicle required output.

図6は、組電池10の最大出力に対する商用電力及び制限された車両要求出力の関係を示した図である。図6に示すように、コントローラ50は、商用電力に対する電力供給を制限せずに、車両要求出力が組電池10の最大出力Pxよりも低い制限値Paの範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を制限する電力供給制御を行う。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the commercial power and the limited vehicle required output with respect to the maximum output of the battery pack 10. As shown in FIG. 6, the controller 50 does not limit the power supply for the commercial power, and the vehicle required output is set so that the vehicle required output falls within the range of the limit value Pa lower than the maximum output Px of the assembled battery 10. Power supply control is performed to limit the power supply to the.

図7は、本実施例の電池システムの電力供給制御のフローチャートを示す図である。電力供給制御は、コントローラ50によって遂行される。車両のイグニッションスイッチがOFFからONに切り替わると、電池システムが起動され、コントローラ50は、電池システムの電力供給制御を開始する。   FIG. 7 is a diagram showing a flowchart of power supply control of the battery system of the present embodiment. The power supply control is performed by the controller 50. When the ignition switch of the vehicle is switched from OFF to ON, the battery system is activated, and the controller 50 starts power supply control of the battery system.

コントローラ50は、電池システムの起動に伴い、システムメインリレー21,22をOFFからONに切り替えて、組電池10と昇圧コンバータ23、DC/DCコンバータ26及びDC/ACインバータ40とを接続する。本実施例の電力供給制御は、組電池10から供給される電力によって車両が走行するEV走行中以外にも電池システム起動後の停車中にDC/DCコンバータ26を介して補機27に電力を供給する際に遂行される。   The controller 50 switches the system main relays 21 and 22 from OFF to ON as the battery system is activated, and connects the assembled battery 10 to the boost converter 23, the DC / DC converter 26, and the DC / AC inverter 40. In the power supply control of the present embodiment, power is supplied to the auxiliary machine 27 via the DC / DC converter 26 while the vehicle is stopped after starting the battery system, as well as during EV driving where the vehicle is driven by the power supplied from the assembled battery 10. Performed when supplying.

ステップS101において、コントローラ50は、電圧センサ11及び電流センサ12の検出結果から算出した組電池10のSOC情報及び/又は温度センサ13の検出結果を取得する。ステップS102において、コントローラ50は、取得したSOC情報及び/又は電池温度から、組電池10の最大出力を算出する。   In step S <b> 101, the controller 50 acquires the SOC information of the assembled battery 10 and / or the detection result of the temperature sensor 13 calculated from the detection results of the voltage sensor 11 and the current sensor 12. In step S102, the controller 50 calculates the maximum output of the assembled battery 10 from the acquired SOC information and / or battery temperature.

ステップS103において、コントローラ50は、商用電力スイッチ70がON操作されているか否かを判別する。商用電力スイッチ70がONである場合、ステップS104に進み、コントローラ50は、さらに商用電力優先モードが選択されているか否かを判別する。   In step S103, the controller 50 determines whether or not the commercial power switch 70 is turned on. When the commercial power switch 70 is ON, the process proceeds to step S104, and the controller 50 further determines whether or not the commercial power priority mode is selected.

ステップS104において商用電力優先モードが選択されていると判別された場合、ステップS105に進み、コントローラ50は、アクセサリコンセント41に接続されている外部機器42の消費電力を算出する。   If it is determined in step S104 that the commercial power priority mode is selected, the process proceeds to step S105, and the controller 50 calculates the power consumption of the external device 42 connected to the accessory outlet 41.

コントローラ50は、ステップS106において、算出された外部機器42に消費電力とステップS102で算出された組電池10の最大出力とに基づいて、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出する。例えば、組電池10の最大出力から算出した外部機器42の消費電力を差し引いて車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出することができる。   In step S106, the controller 50 calculates the upper limit value of the power supply amount for the vehicle required output based on the power consumption of the calculated external device 42 and the maximum output of the assembled battery 10 calculated in step S102. For example, the upper limit value of the power supply amount for the vehicle required output can be calculated by subtracting the power consumption of the external device 42 calculated from the maximum output of the assembled battery 10.

ステップS107において、コントローラ50は、算出した車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、外部機器42に消費電力(商用電力)を優先した車両要求出力に対する電力供給の制限値として設定する。   In step S107, the controller 50 sets the upper limit value of the power supply amount for the calculated vehicle request output as a power supply limit value for the vehicle request output giving priority to power consumption (commercial power) to the external device 42.

コントローラ50は、ステップS108において、設定した車両要求出力に対する電力供給制限値の範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を行いつつ、商用電力に対する電力供給を行う。   In step S108, the controller 50 supplies electric power to the commercial power while supplying electric power to the vehicle required output so as to be within the range of the electric power supply limit value for the set required vehicle output.

なお、ステップ103において商用電力スイッチ70がOFFであると判別された場合、外部機器42に供給される電力が0なので、コントローラ50は、ステップS110に進み、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池10の最大出力(出力上限値)に設定する。なお、ステップS105において、アクセサリコンセント41に接続されている外部機器42の消費電力の算出値が0である場合、コントローラ50は、組電池10の最大出力が車両要求出力に対する電力供給量の上限値として算出されるので、ステップS110と同様に、ステップS107において車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池10の最大出力(出力上限値)に設定することになる。   If it is determined in step 103 that the commercial power switch 70 is OFF, since the power supplied to the external device 42 is 0, the controller 50 proceeds to step S110 and the upper limit value of the power supply amount for the vehicle required output. Is set to the maximum output (output upper limit value) of the battery pack 10. When the calculated value of the power consumption of the external device 42 connected to the accessory outlet 41 is 0 in step S105, the controller 50 indicates that the maximum output of the assembled battery 10 is the upper limit value of the power supply amount with respect to the vehicle required output. Therefore, as in step S110, the upper limit value of the power supply amount for the vehicle required output is set to the maximum output (output upper limit value) of the assembled battery 10 in step S107.

また、ステップ104において商用電力優先モードが選択されていないと判別された場合、ステップS109に進み、車両要求出力に対する電力供給を優先して、商用電力に対する電力供給を制限した電力供給制御を行うことができる。   If it is determined in step 104 that the commercial power priority mode is not selected, the process proceeds to step S109, and power supply control is performed in which the power supply for the commercial power is restricted by giving priority to the power supply for the vehicle request output. Can do.

図8は、車両要求出力を優先させた組電池10の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。図8に示すように、組電池10の最大出力と車両出力要求との差分よりも小さい場合、商用電力は制限され、例えば、車両要求出力がPa(Px−P1)を超えて組電池10の最大出力に近づくにつれて、商用電力が低く制限される。   FIG. 8 is a diagram illustrating a calculation example of the limit value of the commercial power with respect to the maximum output of the assembled battery 10 that prioritizes the vehicle request output. As shown in FIG. 8, when the difference between the maximum output of the assembled battery 10 and the vehicle output request is smaller, the commercial power is limited. For example, the vehicle required output exceeds Pa (Px−P1) and As the maximum output is approached, commercial power is limited lower.

コントローラ50は、ステップS109において、組電池10の最大出力と車両出力要求との差分を算出し、算出した差分を商用電力の制限値として設定して、設定された制限値を上限値とする範囲内で、商用電力に対する電力供給制御を遂行することができる。   In step S109, the controller 50 calculates a difference between the maximum output of the assembled battery 10 and the vehicle output request, sets the calculated difference as a limit value of commercial power, and sets the set limit value as an upper limit value. The power supply control for the commercial power can be performed.

このように本実施例の電力供給制御は、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制(制限)して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。   As described above, in the power supply control of this embodiment, when the commercial power priority mode is selected by the user's operation, the power supply with respect to the commercial power is prioritized and the power with respect to the vehicle request output with respect to the output upper limit value of the power storage device. Supply can be suppressed (restricted) to secure commercial power, and user convenience can be improved.

10 組電池
11 電圧センサ
12 電流センサ
13 温度センサ
23 昇圧コンバータ
24 インバータ
25 モータ・ジェネレータ(MG)
26 DC/DCコンバータ
27 補機
30 充電器
40 DC/AVインバータ
41 アクセサリコンセント
42 外部機器
50 コントローラ
60 外部電源
70 商用電力スイッチ
10 assembled battery 11 voltage sensor 12 current sensor 13 temperature sensor 23 step-up converter 24 inverter 25 motor generator (MG)
26 DC / DC converter 27 Auxiliary machine 30 Charger 40 DC / AV inverter 41 Accessory outlet 42 External device 50 Controller 60 External power supply 70 Commercial power switch

Claims (5)

車両に搭載される蓄電システムであって、
充放電を行う蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、
前記蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする蓄電システム。
A power storage system mounted on a vehicle,
A power storage device for charging and discharging; and
A power conversion unit that converts power from the power storage device and outputs commercial power;
A control unit that performs power supply control for each of a vehicle request output according to a load that operates by receiving power from the power storage device and a commercial power request output according to an external device that operates by receiving commercial power, and
When there is a user operation that prioritizes the supply of commercial power to the external device, the control unit powers the vehicle request output according to the power supply from the output upper limit value of the power storage device to the commercial power request output. A power storage system that calculates an upper limit value of supply and performs power supply control on the vehicle request output by limiting to the calculated upper limit value.
前記制御部は、前記蓄電装置の出力上限値と前記商用電力要求出力との差分を、前記車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。   The power storage system according to claim 1, wherein the control unit calculates a difference between an output upper limit value of the power storage device and the commercial power request output as an upper limit value of power supply with respect to the vehicle request output. ユーザによって操作される前記外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載に蓄電システム。   The power storage system according to claim 1, further comprising a selection switch for prioritizing supply of commercial power to the external device operated by a user. 前記負荷は、前記蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータおよび車両に搭載された前記蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の蓄電システム。   The load is at least one of a motor / generator that receives electric power from the power storage device and generates kinetic energy used for traveling of the vehicle and a power consuming device that operates by receiving power from the power storage device mounted on the vehicle. The power storage system according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 蓄電システムを搭載した車両の制御装置であって、
充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および前記蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする制御装置。
A control device for a vehicle equipped with a power storage system,
Electric power supply control for a vehicle required output corresponding to a load that operates by receiving power from a power storage device that performs charging and discharging, and a commercial power request output that corresponds to an external device that operates by receiving power from the power storage device as commercial power A control unit for performing
When there is a user operation that prioritizes the supply of commercial power to the external device, the control unit powers the vehicle request output according to the power supply from the output upper limit value of the power storage device to the commercial power request output. A control device that calculates an upper limit value of supply and performs power supply control on the vehicle required output by limiting to the calculated upper limit value.
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