JP2015080328A - Electric vehicle power supply system - Google Patents

Electric vehicle power supply system Download PDF

Info

Publication number
JP2015080328A
JP2015080328A JP2013215579A JP2013215579A JP2015080328A JP 2015080328 A JP2015080328 A JP 2015080328A JP 2013215579 A JP2013215579 A JP 2013215579A JP 2013215579 A JP2013215579 A JP 2013215579A JP 2015080328 A JP2015080328 A JP 2015080328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main battery
battery
voltage
controller
voltage converters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013215579A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩二 原
Koji Hara
浩二 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013215579A priority Critical patent/JP2015080328A/en
Publication of JP2015080328A publication Critical patent/JP2015080328A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for suppressing generation of overcharging and over-discharging of each secondary battery even if any of voltage converters connected to a plurality of secondary batteries constituting a main battery of an electric vehicle stops and remaining charge capacities disperse among the plurality of secondary batteries.SOLUTION: An electric vehicle disclosed in the present specification includes: a main battery to which a plurality of secondary batteries is connected in series; a plurality of voltage converters connected to input ends of the respective secondary batteries; and a controller controlling a residual charge capacity of the main battery. Output ends of the respective voltage converters are connected in parallel and the voltage converters supply electric power to accessories connected to the output ends. The controller starts charging the main battery if the remaining charge capacity of the main battery falls below a remaining capacity lower limit, and stops charging if the remaining charge capacity exceeds a remaining capacity upper limit. If it is detected that an abnormality occurs to any of the voltage converters (S3), the controller narrows a main battery usage range from the remaining capacity lower limit to the remaining capacity upper limit (S6).

Description

本発明は、電気自動車用の電源システムに関する。なお、本明細書における「電気自動車」には、モータとともにエンジンを備えるハイブリッド車を含む。   The present invention relates to a power supply system for an electric vehicle. The “electric vehicle” in this specification includes a hybrid vehicle that includes an engine together with a motor.

電気自動車では、車両を駆動するために数十キロワットクラスの高出力のモータを利用する。このため、モータに供給する電力を蓄えるバッテリは大容量化が進んでいる。他方、電気自動車は、オーディオや照明等、作動電圧がモータよりも低い機器を駆動するためのバッテリも搭載している。2つのバッテリを区別するため、本明細書では、前者をメインバッテリと称し、後者を補機バッテリと称する。また、補機バッテリが電力を供給するデバイス群を補機群と総称する。典型的には、メインバッテリの出力電圧は100ボルト以上であるのに対して、補機バッテリの出力電圧は12ボルトや24ボルトである。また、メインバッテリは、通常、複数の二次電池(リチャージャブルバッテリ)を直列に接続して高電圧出力を確保する。   An electric vehicle uses a high-power motor of several tens of kilowatts to drive the vehicle. For this reason, the capacity | capacitance of the battery which stores the electric power supplied to a motor is progressing. On the other hand, an electric vehicle is also equipped with a battery for driving a device whose operating voltage is lower than that of a motor, such as audio and lighting. In order to distinguish the two batteries, in the present specification, the former is referred to as a main battery and the latter is referred to as an auxiliary battery. In addition, a group of devices that supply power from the auxiliary battery is collectively referred to as an auxiliary machine group. Typically, the output voltage of the main battery is 100 volts or more, while the output voltage of the auxiliary battery is 12 volts or 24 volts. In addition, the main battery normally secures a high voltage output by connecting a plurality of secondary batteries (rechargeable batteries) in series.

典型的な電気自動車では、メインバッテリは、ジェネレータやバックアップ電源などからの電力、もしくはモータからの回生電力により充電され、補機バッテリはメインバッテリで充電される。そのような電気自動車では、メインバッテリの電圧を降圧して補助バッテリに供給する電圧コンバータを備える。メインバッテリの出力電圧を降圧する一つの電圧コンバータを備える電気自動車もあるが、メインバッテリを構成する複数の二次電池の夫々に小型の電圧コンバータを接続する構成が提案されている(特許文献1)。電圧コンバータの出力電圧は補機バッテリの出力電圧に調整されており、複数の電圧コンバータの出力は並列に接続され、補機バッテリ(あるいは補機)に電力を供給する。特許文献1によると、複数の電圧コンバータを備える電源システムは、直列に接続する二次電池の個数を変更することにより、補機バッテリの電圧は同じであるがメインバッテリの出力電圧が異なる複数種類の電気自動車の電源システムを提供できる利点がある、とされている。   In a typical electric vehicle, the main battery is charged by power from a generator, a backup power source, or the like, or regenerative power from a motor, and the auxiliary battery is charged by the main battery. Such an electric vehicle includes a voltage converter that steps down the voltage of the main battery and supplies it to the auxiliary battery. Some electric vehicles include one voltage converter that steps down the output voltage of the main battery. However, a configuration in which a small voltage converter is connected to each of a plurality of secondary batteries constituting the main battery has been proposed (Patent Document 1). ). The output voltage of the voltage converter is adjusted to the output voltage of the auxiliary battery, and the outputs of the plurality of voltage converters are connected in parallel to supply power to the auxiliary battery (or auxiliary machine). According to Patent Document 1, a power supply system including a plurality of voltage converters has a plurality of types in which the voltage of the auxiliary battery is the same but the output voltage of the main battery is different by changing the number of secondary batteries connected in series. It is said that there is an advantage that it can provide a power supply system for electric vehicles.

また、メインバッテリに利用される二次電池は、例えば、リチウム電池であり、そのような二次電池は、過充電又は過放電が起こると活物質等の材料が分解し、劣化が進行する。そのため、メインバッテリは、充電残量(SOC:State Of Charge)が所定の範囲内(SOCの使用範囲)を維持するように充電される。ここで、特許文献2には、劣化の進行を抑制すべく、劣化が進行するとSOCの使用範囲を狭めることが提案されている。   Moreover, the secondary battery utilized for the main battery is, for example, a lithium battery. When such a secondary battery is overcharged or overdischarged, a material such as an active material is decomposed and deterioration proceeds. Therefore, the main battery is charged such that the remaining charge (SOC: State Of Charge) is maintained within a predetermined range (SOC usage range). Here, in Patent Document 2, it is proposed to narrow the use range of the SOC as the deterioration progresses in order to suppress the progress of the deterioration.

特開2002−10410号公報JP 2002-10410 A 特開2008−308122号公報JP 2008-308122 A

特許文献1の技術のように、メインバッテリを複数の二次電池の直列接続で構成するとともに、各二次電池に電圧コンバータを接続し、その出力を並列化するタイプの電気自動車は、いずれかの電圧コンバータが停止しても残りの電圧コンバータで補機バッテリへの電力供給を継続できるという利点もある。しかし、一つの(あるいは幾つかの)電圧コンバータが停止している一方で残りの電圧コンバータを通じて補機バッテリへの電力供給を行うと、複数の二次電池のSOCにばらつきが生じる。即ち、電圧コンバータが停止している二次電池は、電圧コンバータが作動している二次電池ほどにはSOCが減少しない。そのような状況において、メインバッテリ全体のSOCに応じて充電を繰り返すと、幾つかの二次電池で過放電あるいは過充電が起こり、劣化が進む可能性がある。   As in the technique of Patent Document 1, a main battery is configured by connecting a plurality of secondary batteries in series, and a voltage converter is connected to each secondary battery, and the output of the electric vehicle is parallelized is There is also an advantage that even if the voltage converter is stopped, the power supply to the auxiliary battery can be continued with the remaining voltage converter. However, when power is supplied to the auxiliary battery through the remaining voltage converters while one (or several) voltage converters are stopped, the SOCs of the plurality of secondary batteries vary. That is, the secondary battery in which the voltage converter is stopped does not decrease the SOC as much as the secondary battery in which the voltage converter is operating. In such a situation, if charging is repeated according to the SOC of the entire main battery, overcharge or overcharge may occur in some secondary batteries, and deterioration may progress.

本明細書が開示する技術は、上記課題に鑑みて創作された。その目的は、メインバッテリを複数の二次電池の直列接続で構成するとともに、各二次電池に電圧コンバータを接続するタイプの電気自動車用電源システムにおいて、一つの(あるいは幾つかの)電圧コンバータが停止した場合であっても補機バッテリへの充電を継続しつつ、メインバッテリを構成する二次電池の劣化を抑制することにある。   The technology disclosed in this specification was created in view of the above problems. The purpose is to configure a main battery by connecting a plurality of secondary batteries in series, and in a power supply system for an electric vehicle in which a voltage converter is connected to each secondary battery, one (or several) voltage converters are provided. Even if it is a case where it stops, it is in suppressing deterioration of the secondary battery which comprises a main battery, continuing charging to an auxiliary machine battery.

本明細書が開示する電源システムは、メインバッテリ、複数の電圧コンバータ、コントローラを備える。メインバッテリは、前述したように、複数の二次電池を直列に接続したバッテリであって走行用のモータに電力を供給するバッテリである。複数の電圧コンバータは、各電圧コンバータの入力端が各二次電池に接続されており、出力端が並列に接続されている。並列化された出力(電力)は、補機バッテリあるいは補機群に供給される。コントローラは、メインバッテリの充電残量が残量下限値を下回ったらメインバッテリの充電を開始し、充電残量が残量上限値を超えたら充電を停止する。充電は、ハイブリッド車では、典型的にはジェネレータで行われるが、外部電源(プラグイン電気自動車の場合)、あるいは、キャパシタなどの補助電源を使ってもよい。なお、充電残量(SOC)の単位は%(現在の電力量/充電可能な電力量)であるが、一般に、充電残量とバッテリの出力電圧の間には一意の関係が存在するため(充電残量が低下するとバッテリ出力電圧も低下する)、充電残量を計測する指標としてはバッテリの出力電圧が用いられる。   The power supply system disclosed in this specification includes a main battery, a plurality of voltage converters, and a controller. As described above, the main battery is a battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series, and supplies power to the motor for traveling. In the plurality of voltage converters, an input end of each voltage converter is connected to each secondary battery, and an output end is connected in parallel. The parallelized output (electric power) is supplied to an auxiliary battery or an auxiliary machine group. The controller starts charging the main battery when the remaining charge amount of the main battery falls below the remaining amount lower limit value, and stops charging when the remaining charge amount exceeds the remaining amount upper limit value. Charging is typically performed by a generator in a hybrid vehicle, but an external power source (in the case of a plug-in electric vehicle) or an auxiliary power source such as a capacitor may be used. The unit of the remaining charge (SOC) is% (current electric energy / chargeable electric energy), but generally there is a unique relationship between the remaining charge and the output voltage of the battery ( When the remaining charge level decreases, the battery output voltage also decreases), and the output voltage of the battery is used as an index for measuring the remaining charge level.

本明細書が開示する電源システムでは、メインバッテリを構成する複数の二次電池の劣化の進捗に関わらず、各二次電池に接続されている電圧コンバータのいずれかで異常が検知された場合、異常が検知されていない電圧コンバータで補機バッテリ(補機群)への電力供給を継続するとともに、残量下限値から残量上限値までのメインバッテリの使用範囲を狭める。そうすることで、充電残量の使用範囲に余裕をもたせ、各二次電池の充電残量がばらついても過充電や過放電を起こり難くする。   In the power supply system disclosed in this specification, when an abnormality is detected in any of the voltage converters connected to each secondary battery regardless of the progress of deterioration of the plurality of secondary batteries constituting the main battery, The voltage converter in which no abnormality is detected continues to supply power to the auxiliary battery (auxiliary machine group) and narrows the use range of the main battery from the remaining amount lower limit value to the remaining amount upper limit value. By doing so, an allowance is provided in the use range of the remaining charge, and overcharge and overdischarge are less likely to occur even if the remaining charge of each secondary battery varies.

なお、メインバッテリの使用範囲(充電残量の使用範囲)を狭めることは、残量下限値を高めること、又は、残量上限値を低くすること、あるいはその両方を採用することで実現される。また、本明細書が開示する技術は、複数の電圧コンバータのいずれかで異常が検知された場合にメインバッテリの使用範囲を狭める、と表現したが、いずれかの電圧コンバータが停止している場合のみならず、その出力がわずかである場合も、実質的に、その電圧コンバータは異常であると見なして上記した制御を行うことが好ましい。   Note that narrowing the use range of the main battery (use range of remaining charge) is realized by increasing the remaining charge lower limit value, lowering the remaining charge upper limit value, or both. . In addition, the technology disclosed in this specification is expressed as narrowing the use range of the main battery when an abnormality is detected in any of a plurality of voltage converters, but when any of the voltage converters is stopped In addition, even when the output is small, it is preferable to perform the above-described control by regarding that the voltage converter is substantially abnormal.

本明細書が開示する技術によれば、電源システムのメインバッテリを構成する複数の二次電池に接続された電圧コンバータのいずれかが停止し、各二次電池の充電残量がばらついても、各二次電池の過充電及び過放電の発生を抑制することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   According to the technology disclosed in this specification, even if one of the voltage converters connected to the plurality of secondary batteries constituting the main battery of the power supply system stops and the remaining charge amount of each secondary battery varies, The occurrence of overcharge and overdischarge of each secondary battery can be suppressed. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施形態の電気自動車用の電源システムの電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the power supply system for electric vehicles of embodiment. 実施形態の電気自動車用の電源システムが二次電池のSOC(充電残量)の使用範囲を決定する過程を示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the process in which the power supply system for electric vehicles of embodiment determined the use range of SOC (remaining charge) of a secondary battery.

図1を参照して実施例の電気自動車の電源システムを説明する。実施例は、走行用モータとエンジンを備えるハイブリッド車に搭載されている電源システム2である。   With reference to FIG. 1, the power supply system of the electric vehicle of an Example is demonstrated. The embodiment is a power supply system 2 mounted on a hybrid vehicle including a traveling motor and an engine.

実施例の電源システム2は、電源としてメインバッテリ3及び補機バッテリ6を備えていると共に、メインバッテリ3の充電残量(SOC:State Of Charge)が所定の使用範囲(SOCの使用範囲)となるように制御するコントローラ8を備えている。メインバッテリ3は、走行用モータ9(以下、モータ9)を駆動するための電力を蓄えるバッテリである。補機バッテリ6は、メインバッテリ3よりも出力電圧が低く、モータ9以外の電気デバイスに電力を供給する。   The power supply system 2 of the embodiment includes a main battery 3 and an auxiliary battery 6 as power sources, and the remaining charge (SOC: State Of Charge) of the main battery 3 is within a predetermined use range (SOC use range). A controller 8 is provided for controlling so as to be. The main battery 3 is a battery that stores electric power for driving a traveling motor 9 (hereinafter referred to as a motor 9). The auxiliary battery 6 has an output voltage lower than that of the main battery 3 and supplies electric power to electric devices other than the motor 9.

メインバッテリ3は、リチウム電池である二次電池4が5個直列に接続されて構成されている。メインバッテリ3に蓄えられた電力は、インバータ13を経てモータ9に供給される。インバータ13は、メインバッテリ3の直流電力をモータ9の駆動に適した交流電力に変換する。インバータ13は昇圧コンバータも含んでおり、メインバッテリ3の出力電力を昇圧した後に交流に変換する。   The main battery 3 is configured by connecting five secondary batteries 4 which are lithium batteries in series. The electric power stored in the main battery 3 is supplied to the motor 9 via the inverter 13. The inverter 13 converts the DC power of the main battery 3 into AC power suitable for driving the motor 9. The inverter 13 also includes a boost converter, which boosts the output power of the main battery 3 and converts it to alternating current.

メインバッテリ3を構成する二次電池4には夫々電圧コンバータ(5a、5b)が接続されている。各電圧コンバータ(5a、5b)の入力端は各二次電池4に接続される。各電圧コンバータ(5a、5b)の出力端は互いに並列に接続されると共に、補機バッテリ6に接続されている。これにより、各二次電池4の蓄えられた電力は、各電圧コンバータにより補機バッテリ6の出力電圧に調整され、補機バッテリ6に供給される。   Voltage converters (5a, 5b) are connected to the secondary batteries 4 constituting the main battery 3, respectively. The input terminal of each voltage converter (5a, 5b) is connected to each secondary battery 4. The output terminals of the voltage converters (5a, 5b) are connected in parallel to each other and connected to the auxiliary battery 6. Thereby, the electric power stored in each secondary battery 4 is adjusted to the output voltage of the auxiliary battery 6 by each voltage converter and supplied to the auxiliary battery 6.

補機バッテリ6には、オーディオ機器7a、ルームランプ7bが接続されている。また、コントローラ8も、補機バッテリ6に接続されている。別言すれば、オーディオ機器7a、ルームランプ7b、及び、コントローラ8は、補機バッテリ6から電力の供給を受けて動作する。なお、補機バッテリ6には、他にも複数の電子デバイスが接続されている。図1では、簡素化のため、他の電子デバイスの図示が省略されている。オーディオ機器7a、ルームランプ7b、コントローラ8、他の電子デバイスを総称して補機群7と総称する。   An audio device 7a and a room lamp 7b are connected to the auxiliary battery 6. The controller 8 is also connected to the auxiliary battery 6. In other words, the audio device 7a, the room lamp 7b, and the controller 8 operate by receiving power from the auxiliary battery 6. A plurality of other electronic devices are connected to the auxiliary battery 6. In FIG. 1, other electronic devices are not shown for simplification. The audio equipment 7a, the room lamp 7b, the controller 8, and other electronic devices are collectively referred to as an auxiliary machine group 7.

ここで、電圧コンバータ5aはその他の電圧コンバータ5bと信号線18で接続され、電圧コンバータ5aがコントローラ8と信号線17で接続されている。各電圧コンバータ5bの信号は電圧コンバータ5aにより一括されてコントローラ8に伝達され、逆にコントローラ8の信号は電圧コンバータ5aから他の電圧コンバータ5bに伝達される。すなわち、複数の電圧コンバータは電圧コンバータ5aがマスターとなり、他のコンバータ5bがスレーブとなって協調して動作する。なお、電圧コンバータから伝達される信号は、電圧コンバータの異常を検知する信号、電圧コンバータの出力電圧、入力電圧等である。   Here, the voltage converter 5 a is connected to the other voltage converter 5 b via the signal line 18, and the voltage converter 5 a is connected to the controller 8 via the signal line 17. The signals of each voltage converter 5b are collectively transmitted to the controller 8 by the voltage converter 5a, and conversely, the signals of the controller 8 are transmitted from the voltage converter 5a to the other voltage converter 5b. In other words, the plurality of voltage converters operate in cooperation with the voltage converter 5a serving as a master and the other converter 5b serving as a slave. The signal transmitted from the voltage converter is a signal for detecting an abnormality of the voltage converter, an output voltage of the voltage converter, an input voltage, or the like.

モータ9の出力軸とエンジン12の出力軸は動力分配機構14に連結されている。モータ9の出力トルクとエンジン12の出力トルクは動力分配機構14により合成され、その出力はデフギア15を介して車輪16に伝達される。動力分配機構7は基本的には遊星歯車ギアであり、モータ9の出力軸はサンギアに連結され、エンジン12の出力軸はプラネタリキャリアに連結され、出力軸(デフギア15に連結している車軸)はリングギアに連結されている。また、動力分配機構14は、エンジン12の出力トルクをモータ12と出力軸に振り分ける場合もある。その場合、電源システム2が搭載されたハイブリッド車は、エンジン12の出力で走行しながらモータ9で発電する。発電で得られた電力はインバータ13により直流電力に変換されメインバッテリ3に充電される。   The output shaft of the motor 9 and the output shaft of the engine 12 are connected to the power distribution mechanism 14. The output torque of the motor 9 and the output torque of the engine 12 are combined by the power distribution mechanism 14, and the output is transmitted to the wheels 16 via the differential gear 15. The power distribution mechanism 7 is basically a planetary gear, the output shaft of the motor 9 is connected to the sun gear, the output shaft of the engine 12 is connected to the planetary carrier, and the output shaft (the axle connected to the differential gear 15). Is connected to the ring gear. The power distribution mechanism 14 may distribute the output torque of the engine 12 between the motor 12 and the output shaft. In that case, the hybrid vehicle equipped with the power supply system 2 generates electric power with the motor 9 while traveling with the output of the engine 12. The electric power obtained by power generation is converted into DC power by the inverter 13 and charged to the main battery 3.

コントローラ8は、メインバッテリ3のSOCが所定の使用範囲(SOCの使用範囲)内となるように、インバータ13を駆動し、メインバッテリ3を充電する。コントローラ8は、メインバッテリ3のSOCが、上記の使用範囲の下限値(SOC下限値)を下回ると充電を開始し、使用範囲の上限値(SOC上限値)を上回ると充電を停止するように、インバータ13の駆動を制御する。なお、メインバッテリ3のSOCはメインバッテリ3の出力電圧に基づいてインバータ13により計測される。   The controller 8 drives the inverter 13 to charge the main battery 3 so that the SOC of the main battery 3 is within a predetermined usage range (SOC usage range). The controller 8 starts charging when the SOC of the main battery 3 falls below the lower limit value (SOC lower limit value) of the use range, and stops charging when the SOC exceeds the upper limit value (SOC upper limit value) of the use range. The drive of the inverter 13 is controlled. Note that the SOC of the main battery 3 is measured by the inverter 13 based on the output voltage of the main battery 3.

また、コントローラ8は、二次電池4の蓄電容量が均等化されるように電圧コンバータ(5a、5b)を駆動し、補機バッテリ6を充電する。電圧コンバータ5aは、他の電圧コンバータ5bから各二次電池4の出力電圧値を受信して、二次電池4の出力電圧の平均値(電圧平均値)を算出する。電圧コンバータ5aから他の電圧コンバータ5bへ、電圧平均値がコントローラ8から送られた出力電流の指令値と共に送信される。各電圧コンバータ5bは、電圧平均値と各電圧コンバータにより計測される二次電池4の出力電圧との差に応じて、各電圧コンバータの出力電流を調整する。例えば、二次電池4の出力電圧が電圧平均値より高い二次電池4に接続されている電圧コンバータは、放電量を他の電圧コンバータよりも多くするために、電流指令値の105%に相当する電流を出力する。また、出力電圧が電圧平均値より低い二次電池に接続されている電圧コンバータは、逆に、電流指令値の95%に相当する電流を出力する。   Further, the controller 8 drives the voltage converter (5a, 5b) so as to equalize the storage capacity of the secondary battery 4, and charges the auxiliary battery 6. The voltage converter 5a receives the output voltage value of each secondary battery 4 from the other voltage converter 5b, and calculates the average value (voltage average value) of the output voltage of the secondary battery 4. The voltage average value is transmitted from the voltage converter 5a to the other voltage converter 5b together with the command value of the output current sent from the controller 8. Each voltage converter 5b adjusts the output current of each voltage converter according to the difference between the voltage average value and the output voltage of the secondary battery 4 measured by each voltage converter. For example, a voltage converter connected to the secondary battery 4 in which the output voltage of the secondary battery 4 is higher than the voltage average value corresponds to 105% of the current command value in order to increase the discharge amount more than other voltage converters. Output current. On the contrary, the voltage converter connected to the secondary battery whose output voltage is lower than the voltage average value outputs a current corresponding to 95% of the current command value.

図2を参照して、コントローラ8がメインバッテリ3のSOCの使用範囲を制御する処理について説明する。図2の処理は、ハイブリッド車が走行を開始したと同時に開始され、ハイブリッド車の走行が停止したときに終了する。先ず、ハイブリッド車が通常走行を開始すると、コントローラ8により、メインバッテリ3のSOCの使用範囲が決定される(S1)。SOCの使用範囲は、初期状態では、下限値が20%で、上限値が80%となる。コントローラ8は、後述するフェール走行状態(S6)になるまで、SOCが上記の使用範囲となるように、メインバッテリ3を充電する。   A process in which the controller 8 controls the SOC usage range of the main battery 3 will be described with reference to FIG. The process of FIG. 2 is started at the same time when the hybrid vehicle starts traveling, and ends when the hybrid vehicle stops traveling. First, when the hybrid vehicle starts normal running, the controller 8 determines the SOC usage range of the main battery 3 (S1). In the initial state, the SOC usage range has a lower limit of 20% and an upper limit of 80%. The controller 8 charges the main battery 3 so that the SOC is in the above-described use range until a failure running state (S6) described later is reached.

ステップS1の後、コントローラ8は、各二次電池4のSOCのばらつきの程度をチェックする(S2)。具体的には、コントローラ8は、各二次電池4の出力電圧の平均値と各二次電池4の出力電圧との差の絶対値が閾値0.5Vより大きいか否かを、各二次電池すべてにおいて確認する。いずれかの二次電池4で電圧の差の絶対値が0.5Vより大きい場合(S2:YES)、コントローラ8は、その二次電池4に異常が発生していると判断して、二次電池異常処置の状態となる(S9)。この時、コントローラ8は、ダイアグノーシス(不図示)に二次電池4に異常が発生したことを記憶させると共に、コーションランプ(不図示)を点灯させる。ここで、ダイアグノーシスとは、自己診断装置であり、車載機器に異常があった時にその情報を記憶する装置のことである。その後、コントローラ8は、車両を停止させる(S10)。一方、すべての二次電池4において電圧の差の絶対値が0.5V以下である場合(S2:NO)、ステップS3の処理に進む。   After step S1, the controller 8 checks the degree of variation in the SOC of each secondary battery 4 (S2). Specifically, the controller 8 determines whether or not the absolute value of the difference between the average value of the output voltage of each secondary battery 4 and the output voltage of each secondary battery 4 is greater than the threshold value 0.5V. Check on all batteries. When the absolute value of the voltage difference is greater than 0.5 V in any of the secondary batteries 4 (S2: YES), the controller 8 determines that an abnormality has occurred in the secondary battery 4, and the secondary battery 4 A battery abnormality treatment state is entered (S9). At this time, the controller 8 stores in the diagnosis (not shown) that an abnormality has occurred in the secondary battery 4 and lights a caution lamp (not shown). Here, the diagnosis is a self-diagnosis device that stores information when there is an abnormality in the in-vehicle device. Thereafter, the controller 8 stops the vehicle (S10). On the other hand, when the absolute value of the voltage difference is 0.5 V or less in all the secondary batteries 4 (S2: NO), the process proceeds to step S3.

ステップS3の処理では、コントローラ8は、各電圧コンバータ(5a、5b)のいずれかに異常が検知されていないかを確認する。異常が検知されていない場合(S3:NO)、コントローラ8はステップS2の処理へ戻る。異常が検知された場合(S3:YES)、コントローラ8はステップS4の処理に進む。この処理では、異常が検知された電圧コンバータが停止される。異常が検知されていない電圧コンバータは、継続運転される。その次の処理では、電圧コンバータ異常処置となり、コントローラ8は、電圧コンバータに異常が発生していることをダイアグノーシスに記憶させ、コーションランプを点灯させる(S5)。その後、ステップS6の処理に進む。   In step S3, the controller 8 confirms whether any abnormality is detected in any of the voltage converters (5a, 5b). When abnormality is not detected (S3: NO), the controller 8 returns to the process of step S2. If an abnormality is detected (S3: YES), the controller 8 proceeds to the process of step S4. In this process, the voltage converter in which the abnormality is detected is stopped. A voltage converter in which no abnormality is detected is continuously operated. In the next processing, voltage converter abnormality treatment is performed, and the controller 8 stores in the diagnosis that abnormality has occurred in the voltage converter, and turns on the caution lamp (S5). Thereafter, the process proceeds to step S6.

ステップS6の処理で、コントローラ8は、メインバッテリ3のSOCの使用範囲を狭める。コントローラ8は、SOC使用範囲の上限値を80%から60%に下げ、さらに、SOCの使用範囲の下限値を20%から40%に上げる。一般に、車両に異常が発生し、走行性能を制限して走行を続けることをフェール走行と称する。本実施例では、SOCの使用範囲を通常走行時よりも狭めて走行を続けることが、フェール走行に相当する。その後、ステップS2の処理と同様に各二次電池4のSOCのばらつきを確認する(S7)。ステップS2と同様に、コントローラ8は、各二次電池4の出力電圧の平均値と各二次電池4の出力電圧との差の絶対値が閾値より大きい否かを、各二次電池すべてにおいて確認する。ここで、閾値は1.0Vとし、ステップS2よりもばらつきの許容値が大きくされる。ステップS6にてSOC使用範囲の上限値が80%から60%に下がったため、過充電になるまで20%の余裕が生じることとなる。このため、各二次電池4の出力電圧のばらつきについても、この余裕幅を超えない分だけ、許容値を大きくすることができる。各二次電池4で電圧の差の絶対値が1.0V以下である場合(S7:NO)、コントローラ8は各二次電池4に異常は無いと判断し、フェール走行を継続させると共に、S7の処理を反復して行う。一方、少なくとも一つの二次電池4で電圧の差の絶対値が1.0Vより大きい場合(S7:YES)、コントローラ8は二次電池4に異常が発生していると判断し、車両を停止する(S8)。   In step S6, the controller 8 narrows the SOC usage range of the main battery 3. The controller 8 lowers the upper limit value of the SOC usage range from 80% to 60%, and further increases the lower limit value of the SOC usage range from 20% to 40%. In general, failure running in a vehicle and limiting the running performance to continue running is called fail running. In the present embodiment, it is equivalent to the failure traveling that the traveling is continued with the SOC use range narrower than that in the normal traveling. Thereafter, the variation in the SOC of each secondary battery 4 is confirmed in the same manner as the process of step S2 (S7). Similarly to step S2, the controller 8 determines whether or not the absolute value of the difference between the average value of the output voltage of each secondary battery 4 and the output voltage of each secondary battery 4 is greater than a threshold value for each secondary battery. Check. Here, the threshold value is 1.0 V, and the allowable value of variation is made larger than that in step S2. In step S6, since the upper limit value of the SOC usage range has decreased from 80% to 60%, a 20% margin will be generated until overcharging occurs. For this reason, the allowable value can be increased for the variation in the output voltage of each secondary battery 4 by an amount not exceeding the margin. When the absolute value of the voltage difference between the secondary batteries 4 is 1.0 V or less (S7: NO), the controller 8 determines that there is no abnormality in each secondary battery 4, and continues the fail travel, and S7 Repeat the process. On the other hand, when the absolute value of the voltage difference is greater than 1.0 V in at least one secondary battery 4 (S7: YES), the controller 8 determines that an abnormality has occurred in the secondary battery 4 and stops the vehicle. (S8).

以下、上述の実施例により得られる利点について説明する。上述のように、電圧コンバータは各二次電池のSOCを均等化しているため、いずれかの電圧コンバータに異常が発生すると各二次電池のSOCは均等化されなくなる。よって、各二次電池4のSOCのばらつきが大きくなる。しかし、実施例の電源システム2では、コントローラ8がいずれかの電圧コンバータの異常を検知した場合に、メインバッテリ3のSOCの使用範囲を狭める。これにより、二次電池が過充電及び過放電の状態になるまでに余裕が生じる。よって、各二次電池4のSOCのばらつきが大きくなっても、各二次電池4の過充電及び過放電が防止される。このため、メインバッテリ3を劣化から守るために電源システム2を停止しなくてもよい。よって、ハイブリッド車の走行を継続することができる。   Hereinafter, advantages obtained by the above-described embodiment will be described. As described above, since the voltage converter equalizes the SOC of each secondary battery, if an abnormality occurs in any of the voltage converters, the SOC of each secondary battery is not equalized. Therefore, the variation in SOC of each secondary battery 4 increases. However, in the power supply system 2 of the embodiment, when the controller 8 detects any abnormality of the voltage converter, the use range of the SOC of the main battery 3 is narrowed. Thereby, a margin arises until the secondary battery is overcharged and overdischarged. Therefore, even if the variation in the SOC of each secondary battery 4 becomes large, overcharge and overdischarge of each secondary battery 4 are prevented. For this reason, it is not necessary to stop the power supply system 2 in order to protect the main battery 3 from deterioration. Therefore, the hybrid vehicle can continue to travel.

また、修理については、異常が検知された電圧コンバータのみを交換すればよい。これにより、修理費の低減と作業性を改善することができる。なお、各二次電池4に生じたSOCのばらつきは、正常な電圧コンバータに交換した後、走行しながら自動的に均等化される。   For repair, only the voltage converter in which an abnormality is detected needs to be replaced. Thereby, reduction of repair cost and workability | operativity can be improved. It should be noted that the variation in the SOC generated in each secondary battery 4 is automatically equalized while traveling after being replaced with a normal voltage converter.

なお、SOCの使用範囲を狭めることは、車両の走行性能を低下させることになる。本明細書で開示する技術は、車両の走行性能が低下しても、車両の走行維持を優先することを目的としている点に留意されたい。   In addition, narrowing the SOC usage range reduces the running performance of the vehicle. It should be noted that the technology disclosed in the present specification aims to give priority to maintaining the traveling of the vehicle even when the traveling performance of the vehicle is deteriorated.

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。実施例の電源システム2を搭載する電気自動車は走行用にモータとエンジンを備えるハイブリッド車であった。本明細書が開示する技術は、エンジンを備えず、モータだけで走行するピュアEVに適用することも可能である。この場合、メインバッテリ3はモータからの回生電力及び外部電源や補助電源により充電される。   Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. The electric vehicle equipped with the power supply system 2 of the example was a hybrid vehicle including a motor and an engine for running. The technology disclosed in this specification can also be applied to a pure EV that does not include an engine and runs only by a motor. In this case, the main battery 3 is charged by regenerative power from the motor, an external power source, and an auxiliary power source.

また、実施例では、メインバッテリ3は5個の二次電池を直列に繋いで構成されていたが、メインバッテリ3は複数の二次電池を直列に繋いで構成されていればよい。   In the embodiment, the main battery 3 is configured by connecting five secondary batteries in series. However, the main battery 3 may be configured by connecting a plurality of secondary batteries in series.

また、図2で示されているSOC使用範囲の上限値及び下限値の数値、各二次電池4のSOCのばらつきを判断する閾値は、実施例で示される値には限らない。適用する二次電池の種類及び電気自動車の種類等により適当な値が選ばれることに留意されたい。   Also, the numerical values of the upper limit value and the lower limit value of the SOC use range shown in FIG. 2 and the threshold values for determining the variation in the SOC of each secondary battery 4 are not limited to the values shown in the embodiment. It should be noted that an appropriate value is selected depending on the type of secondary battery to be applied and the type of electric vehicle.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:電源システム
3:メインバッテリ
4:二次電池
5a、5b:電圧コンバータ
6:補機バッテリ
7:補機群
8:コントローラ
9:モータ
12:エンジン
13:インバータ
2: Power supply system 3: Main battery 4: Secondary battery 5a, 5b: Voltage converter 6: Auxiliary battery 7: Auxiliary equipment group 8: Controller 9: Motor 12: Engine 13: Inverter

Claims (1)

複数の二次電池が直列に接続されたメインバッテリと、
入力端が各二次電池に接続されており、出力端が並列に接続されており補機群に電力を供給する複数の電圧コンバータと、
メインバッテリの充電残量が残量下限値を下回ったらメインバッテリの充電を開始し、当該充電残量が残量上限値を超えたら充電を停止するコントローラと、
を備えており、
前記コントローラは、前記複数の電圧コンバータのいずれかに異常が検知された場合、前記残量下限値から前記残量上限値までのメインバッテリ使用範囲を狭めることを特徴とする電気自動車用の電源システム。
A main battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series;
A plurality of voltage converters whose input ends are connected to each secondary battery and whose output ends are connected in parallel to supply power to the auxiliary machinery group;
A controller that starts charging the main battery when the remaining charge of the main battery falls below the remaining charge lower limit value, and stops charging when the remaining charge exceeds the remaining charge upper limit value;
With
The controller narrows a main battery usage range from the remaining capacity lower limit value to the remaining capacity upper limit value when an abnormality is detected in any of the plurality of voltage converters. .
JP2013215579A 2013-10-16 2013-10-16 Electric vehicle power supply system Pending JP2015080328A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013215579A JP2015080328A (en) 2013-10-16 2013-10-16 Electric vehicle power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013215579A JP2015080328A (en) 2013-10-16 2013-10-16 Electric vehicle power supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015080328A true JP2015080328A (en) 2015-04-23

Family

ID=53011307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013215579A Pending JP2015080328A (en) 2013-10-16 2013-10-16 Electric vehicle power supply system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015080328A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110943509A (en) * 2019-10-17 2020-03-31 浙江合众新能源汽车有限公司 Electric vehicle charging overcharge protection method and system
CN111731149A (en) * 2020-06-30 2020-10-02 广州小鹏汽车科技有限公司 Battery control method and device and battery management system
WO2021059833A1 (en) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 Conversion device and conversion system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021059833A1 (en) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 Conversion device and conversion system
CN110943509A (en) * 2019-10-17 2020-03-31 浙江合众新能源汽车有限公司 Electric vehicle charging overcharge protection method and system
CN110943509B (en) * 2019-10-17 2021-09-10 浙江合众新能源汽车有限公司 Electric vehicle charging overcharge protection method and system
CN111731149A (en) * 2020-06-30 2020-10-02 广州小鹏汽车科技有限公司 Battery control method and device and battery management system
CN111731149B (en) * 2020-06-30 2021-10-12 广州小鹏汽车科技有限公司 Battery control method and device and battery management system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103192729B (en) Elec. vehicle
US8410755B2 (en) Fault tolerant modular battery management system
CN102574470B (en) Vehicle charging system and electric vehicle equipped with same
JP2017085888A (en) Electric automobile
JP6493363B2 (en) Electric car
JP5510283B2 (en) Power storage unit protection system for vehicles
CN103221246A (en) Vehicle charging device
US20190225096A1 (en) Vehicle
JP2014143817A (en) Vehicular power system
JP6187341B2 (en) In-vehicle charging system
JP5720538B2 (en) Storage device control device
JP2015199470A (en) vehicle control system
JP2009033830A (en) Controller and control method for electric system, program achieving the method, and recording medium recording the program
JP2010028886A (en) System for controlling charge and discharge of energy storage device
KR20190043269A (en) Battery system for vehicle
JP2020099111A (en) Battery system, electric vehicle and control method thereof
JP2013112098A (en) Hybrid vehicle
JP2010022128A (en) Charge/discharge control system for electric storage device
JP2019119392A (en) Control device of hybrid system in vehicle
JP2015080328A (en) Electric vehicle power supply system
JP2012050281A (en) Battery charging system of electric vehicle
KR20170025605A (en) Power conversion control method of for using high voltage vehicle
JP2017070077A (en) Power storage device, transportation equipment, and control method
JP6701976B2 (en) Electric vehicle
CN107592953B (en) Charge/discharge control device, mobile body, and power share determination method