JP2014171353A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動車両に関し、更に詳しくは、駆動力の少なくとも一部を負担する走行モータの電源であるバッテリーの内部温度上昇による劣化を、従来よりも効果的に防止できる電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle that can more effectively prevent deterioration due to an increase in internal temperature of a battery that is a power source of a travel motor that bears at least part of driving force.
近年、燃費向上と環境対策などの観点から、バッテリーを電源とする走行モータで駆動される電気自動車や、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を走行モータで代替するハイブリッド自動車などの電動車両が注目されている。 In recent years, from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental measures, there are electric vehicles such as an electric vehicle driven by a traveling motor that uses a battery as a power source and a hybrid vehicle that replaces at least a part of the driving force generated by the engine with a traveling motor. Attention has been paid.
それらの電動車両におけるバッテリーには、一般的にリチウムイオン電池が用いられる。このリチウムイオン電池は、頻繁な充放電に伴う発熱による内部温度の上昇により劣化するが、大電流放電による加熱が発生すると、劣化が促進されるという問題があった。 A lithium ion battery is generally used as a battery in these electric vehicles. Although this lithium ion battery deteriorates due to an increase in internal temperature due to heat generation due to frequent charge and discharge, there is a problem that deterioration is accelerated when heating due to large current discharge occurs.
このような問題を解決するため、バッテリーから放電される電流の時系列に沿った二乗積算値を算出し、その算出値に基づいてバッテリーから放電される電流を制限する制御を行うことが提案されている(例えば、特許文献1を参照。) In order to solve such a problem, it has been proposed to calculate a square integrated value along the time series of the current discharged from the battery, and to perform control for limiting the current discharged from the battery based on the calculated value. (For example, refer to Patent Document 1)
しかしながら、上記の特許文献1の制御方法では、バッテリーからの放熱を考慮していないため、電流制限の判定精度が低いという問題がある。
However, the control method disclosed in
本発明の目的は、駆動力の一部を発生可能な走行モータの電源であるバッテリーにおける内部温度の上昇による劣化を、従来よりも効果的に防止することができる電動車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle that can effectively prevent deterioration due to an increase in internal temperature in a battery, which is a power source of a travel motor capable of generating a part of driving force, as compared with the related art. .
上記の目的を達成する本発明の電動車両は、駆動力の少なくとも一部を負担する走行モータと、前記走行モータの電源であるバッテリーとを有する電動車両であって、前記バッテリーが前記走行モータに供給する電流を測定する電流測定手段と、その電流を制限する電流制限手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電流測定手段の測定値Iを用いた下記の(1)式で算出される判断値Yが予め定められたしきい値に達したときは、前記電流制限手段により前記バッテリーが前記走行モータに供給する電流の最大値を、予め定められた制限値未満に低下させる制御を行うことを特徴とするものである。
An electric vehicle of the present invention that achieves the above object is an electric vehicle having a travel motor that bears at least part of the driving force, and a battery that is a power source of the travel motor, and the battery is used as the travel motor. A current measuring unit for measuring a current to be supplied; a current limiting unit for limiting the current; and a control unit, wherein the control unit is expressed by the following equation (1) using the measured value I of the current measuring unit. When the calculated determination value Y reaches a predetermined threshold value, the maximum value of the current that the battery supplies to the travel motor is reduced by the current limiting means to be less than a predetermined limit value. It is characterized by performing control.
本発明の電動車両によれば、バッテリーからの放熱を考慮してバッテリーの内部温度を評価するようにしたので、バッテリーが放電する電流を制限する時期を精度良く判定できるため、内部温度の上昇によるバッテリーの劣化を従来よりも効果的に防止することができる。 According to the electric vehicle of the present invention, since the internal temperature of the battery is evaluated in consideration of heat dissipation from the battery, it is possible to accurately determine when to limit the current discharged by the battery. Battery deterioration can be prevented more effectively than before.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態からなる電動車両の構成を示す。 FIG. 1 shows a configuration of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention.
この電動車両は、いわゆるハイブリッド自動車1(以下、「HEV1」という。)であり、左右一対の駆動輪2、2に駆動力を伝達する出力軸3に変速機4を介して連結するディーゼルエンジン5及び走行モータ6と、その走行モータ6にインバータ7を通じて電気的に接続するリチウムイオン電池からなるバッテリー8とを備えている。また、変速機4とディーゼルエンジン5との間には、駆動力を断接する湿式多板クラッチ9等が設けられている。
This electric vehicle is a so-called hybrid vehicle 1 (hereinafter referred to as “HEV1”), and is connected to an output shaft 3 that transmits a driving force to a pair of left and
更に、インバータ7とバッテリー8との間には、バッテリー8から放電される電流値を測定する電流測定器10が設けられている。この電流測定器10の測定値は、信号線(点線)を通じて制御手段11により取得される。
Further, a
ディーゼルエンジン5の発生する駆動力は、HEV1の走行状態に応じてECU12により制御される。また、走行モータ6とバッテリー8との間の電力の供給は、ECU12からの指令を受けた制御手段11がインバータ7を介して制御する。
The driving force generated by the
また、HEV1の通常走行時における余剰エネルギーや制動時における回生エネルギーは、走行モータ6を発電機として使用することで回収され、インバータ7を通じてバッテリー8を充電する。
Further, surplus energy during normal travel of the
このようなHEV1における制御手段11の機能を、図2に基づいて以下に説明する。 The function of the control means 11 in such HEV1 is demonstrated below based on FIG.
まず、制御手段11は、電流測定器10の測定値Iを取得する(S10〜S20)。次に、下記の(1)式により判断値Yを計算する(S30)。
First, the control means 11 acquires the measured value I of the current measuring instrument 10 (S10 to S20). Next, the judgment value Y is calculated by the following equation (1) (S30).
但し、I0は初期電流値であり、例えば0(ゼロ)Aが用いられる。また、Kはバッテリーから放出される熱による内部温度の低下を補正する熱補正係数である。この熱補正係数Kは、バッテリーの仕様によって定まり、例えば普通自動車用のリチウムイオン電池では、0.5〜0.9の範囲の値となる。なお、nは電流測定器10による測定回数を示す自然数であり、iは級数における項数である。
However, I 0 is an initial current value, for example, 0 (zero) A is used. K is a thermal correction coefficient for correcting a decrease in internal temperature due to heat released from the battery. This thermal correction coefficient K is determined by the battery specifications, and is, for example, a value in the range of 0.5 to 0.9 in a lithium ion battery for ordinary automobiles. Note that n is a natural number indicating the number of measurements by the
そして、判定値Yが予め定められたしきい値に達したかを判断する(S40)。判定値Yがしきい値に達したときには、電流制限手段であるインバータ7を通じて、バッテリー8から走行モータ6に供給される電流の最大値を、予め定められた制限値未満(例えば、150A未満)に低下させる制御を行う(S50)。一方で、判定値Yがしきい値に達していないときには、所定の間隔をおいて、次回の電流値Iを測定する(S60〜S20)。
Then, it is determined whether the determination value Y has reached a predetermined threshold value (S40). When the determination value Y reaches the threshold value, the maximum value of the current supplied from the
このように、バッテリー8からの放熱を考慮してバッテリー8の内部温度を評価するようにしたので、バッテリー8が放電する電流を制限する時期を精度良く判定できるため、内部温度の上昇によるバッテリー8の劣化を従来よりも効果的に防止することができるのである。
As described above, since the internal temperature of the
上記の(1)式においては、更に精度を向上するために、バッテリー8の内部温度による補正を行うことが望ましい。そのような温度補正の方法としては、以下の(2)又は(3)式が用いられる。
In the above equation (1), it is desirable to perform correction based on the internal temperature of the
但し、Tは温度補正係数であり、バッテリー8に取り付けられた温度計13の測定値に基づいて、例えば図3に示すような関係を有する予め定められたマップから求められる。
However, T is a temperature correction coefficient, and is obtained from a predetermined map having a relationship as shown in FIG. 3, for example, based on the measured value of the
上記の(2)又は(3)式のいずれを用いるかは、HEV1の運転状態やバッテリー8の仕様に基づいて、制御手段11により適宜選択される。
Which of the above formulas (2) and (3) is used is appropriately selected by the control means 11 based on the operating state of the
図4は、本発明の第2の実施形態からなる電動車両を示す。 FIG. 4 shows an electric vehicle according to the second embodiment of the present invention.
この電動車両は、いわゆる電気自動車14(以下、「EV14」という。)であり、左右一対の駆動輪2、2に駆動力を伝達する出力軸3に変速機4を介して連結する走行モータ6と、その走行モータ6にインバータ7を通じて電気的に接続するリチウムイオン電池からなるバッテリー8とを備えている。
This electric vehicle is a so-called electric vehicle 14 (hereinafter, referred to as “EV14”), and a
また、インバータ7とバッテリー8との間には、バッテリー8から放電される電流値を測定する電流測定器10が設けられている。この電流測定器10の測定値は、信号線(点線)を通じて制御手段11により取得される。
Further, a
走行モータ6とバッテリー8との間の電力の供給は、EV14の走行状態に応じて、ECU12からの指令を受けた制御手段11がインバータ7を介して制御する。
Supply of electric power between the traveling
このようなEV14においても、制御手段11は、第1の実施形態に係るHEV1の場合と同様にして、バッテリー8から走行モータ6に供給される電流の最大値を制御する。また、上記の(2)又は(3)式を用いて、更に精度を向上することもできる。
Also in such EV14, the control means 11 controls the maximum value of the current supplied from the
なお、上記の第1及び第2の実施形態では、制御手段11とECU12とを別体にしているが、制御手段11の機能をECU12に担わせることも可能である。
In the first and second embodiments described above, the
本発明は、HEV1やEV14に限られることなく、頻繁な負荷変動のある走行モータ6に電力を供給するバッテリー8を有する電動車両に適用されるものである。
The present invention is not limited to HEV1 and EV14, but is applied to an electric vehicle having a
1 HEV
5 ディーゼルエンジン
6 走行モータ
7 インバータ
8 バッテリー
10 電流測定器
11 制御手段
13 温度計
14 EV
1 HEV
5
Claims (3)
前記バッテリーが前記走行モータに供給する電流を測定する電流測定手段と、その電流を制限する電流制限手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電流測定手段の測定値Iを用いた下記の(1)式で算出される判断値Yが予め定められたしきい値に達したときは、前記電流制限手段により前記バッテリーが前記走行モータに供給する電流の最大値を、予め定められた制限値未満に低下させる制御を行うことを特徴とする電動車両。
但し、I0は初期電流値を、Kは熱補正係数を、nは前記電流測定手段の測定回数を、それぞれ示す。 An electric vehicle having a travel motor that bears at least part of the driving force, and a battery that is a power source of the travel motor,
Current measuring means for measuring the current supplied by the battery to the traveling motor, current limiting means for limiting the current, and control means,
When the judgment value Y calculated by the following equation (1) using the measured value I of the current measuring means reaches a predetermined threshold value, the control means causes the battery to be reduced by the current limiting means. An electric vehicle that performs control to reduce the maximum value of the current supplied to the travel motor to a value less than a predetermined limit value.
Here, I 0 represents an initial current value, K represents a thermal correction coefficient, and n represents the number of times of measurement of the current measuring means.
The temperature measurement means for measuring the temperature of the battery is provided, and the control means obtains a temperature correction coefficient T from the measurement value of the temperature measurement means according to a predetermined map, and the determination value Y is expressed by the following (2) The electric vehicle according to claim 1, wherein the electric vehicle is corrected according to a formula.
In addition to temperature measurement means for measuring the temperature of the battery, the control means obtains a temperature correction coefficient T from the measurement value of the temperature measurement means according to a predetermined map, and the determination value Y is expressed by the following (3) The electric vehicle according to claim 1, wherein the electric vehicle is corrected according to a formula.
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