JP2015080345A - Charge-and-discharge controller of storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池の充放電制御装置に関する。 The present invention relates to a charge / discharge control device for a storage battery.
従来から、バッテリの充電量を制御する技術が知られている(たとえば、特許文献1〜5を参照)。
Conventionally, techniques for controlling the amount of charge of a battery are known (see, for example,
たとえば、特許文献1に記載のバッテリ充電方法では、少なくとも1つのバッテリを第1電圧において第1時間期間充電し、少なくとも1つのバッテリを第2電圧において第2時間期間充電する。さらに、この充電方法は、第2時間期間の終了時に、少なくとも1つのバッテリの充電状態を判定し、第2時間期間の終了時に少なくとも1つのバッテリがほぼ完全に充電されていない場合、総充電時間を評価して、第3時間期間以上の時間期間にわたって少なくとも1つのバッテリを充電したか否か判定を行い、総充電時間が第3時間未満である場合、少なくとも1つのバッテリを第1電圧で第1時間期間充電し、バッテリを第2電圧で第2時間期間充電するステップを繰り返す、さらに、この充電方法は、第2時間期間の終了時において、少なくとも1つのバッテリがほぼ完全に充電されている場合、少なくとも1つのバッテリの充電を中止するか、あるいは第2時間期間の終了時において、総充電時間が第3時間期間以上である場合、少なくとも1つのバッテリの充電を中止する。
For example, in the battery charging method described in
しかしながら、バッテリは、プラトー領域で使用されると、反応にムラが発生するという問題がある。特許文献1〜5では、このような反応ムラの発生を軽減することができない。反応ムラによって、燃費が悪化し、出力が低下するという問題がある。 However, when the battery is used in the plateau region, there is a problem that unevenness occurs in the reaction. In patent documents 1-5, generation | occurrence | production of such a reaction nonuniformity cannot be reduced. Due to the uneven reaction, there is a problem that the fuel consumption deteriorates and the output decreases.
それゆえに、本発明は、プラトー領域での使用に伴う反応ムラの発生を軽減することができる蓄電池の充放電制御装置を提供することである。 Therefore, this invention is providing the charging / discharging control apparatus of the storage battery which can reduce generation | occurrence | production of the reaction nonuniformity accompanying the use in a plateau area | region.
本発明は、蓄電池の充放電制御装置であって、蓄電池のSOC(State of Charge)に対する蓄電池の電圧を表わす特性曲線が、40%以上かつ60%以下の範囲にプラトー領域とステップ領域とを有する。蓄電池のSOCを推定するSOC推定部と、蓄電地のSOCの制御目標値であるSOC制御中心を設定する設定部と、SOC制御中心と推定されたSOCとの比較に基づいて、蓄電地に対する放電要求または充電要求を行なう充放電要求部とを備える。設定部は、SOC制御中心をステップ領域内に設定する。 The present invention is a charge / discharge control device for a storage battery, wherein a characteristic curve representing the voltage of the storage battery with respect to the SOC (State of Charge) of the storage battery has a plateau region and a step region in a range of 40% or more and 60% or less. . Based on the comparison between the SOC estimation unit that estimates the SOC of the storage battery, the setting unit that sets the SOC control center that is the control target value of the SOC of the storage battery, and the SOC that is estimated as the SOC control center, the discharge to the storage battery A charge / discharge requesting unit that makes a request or a charge request. The setting unit sets the SOC control center in the step region.
本発明によれば、プラトー領域での使用に伴う反応ムラの発生を軽減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of reaction unevenness accompanying use in the plateau region.
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態に従う蓄電池の充放電制御装置を搭載した車両100の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1を参照して、車両100は、蓄電池6と、PCU(Power Control Unit)8と、モータジェネレータ(MG:Motor Generator)10と、ECU1と、電圧測定部12と、電流測定部14と、温度測定部16とを含む。この車両100は、モータジェネレータ10の駆動力と、図示しないエンジンの駆動力の少なくともいずれか一方により走行するハイブリッド車両である。なお、ハイブリッド車両に代えて、燃料電池を搭載した燃料自動車やモータジェネレータの駆動力だけで走行する電気自動車であってもよい。
Referring to FIG. 1,
蓄電池6は、複数の電池セルを一体化した電池モジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池であり、一例として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などからなる。そして、蓄電池6は、PCU8を介して充放電されるように構成される。 The storage battery 6 is an assembled battery configured by connecting a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are integrated in series, and includes, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. And the storage battery 6 is comprised so that it may be charged / discharged via PCU8.
PCU8は、車両100の力行時には、蓄電池6から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ10へ供給する一方、車両100の回生制動時には、モータジェネレータ10が発生する交流電力を直流電力に変換し、蓄電池6へ供給することで、車両100の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、PCU8は、蓄電池6から供給される直流電力を昇圧したり、モータジェネレータ10から供給される直流電圧を降圧したりする昇降圧コンバータ(DC/DCコンバータ)を含んでもよい。
The PCU 8 converts the DC power supplied from the storage battery 6 into AC power when the
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド車両の運転者によるフットブレーキ操作があった場合における発電制動を伴う制動、およびフットブレーキ操作をしないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで発電制動をさせながら減速(または加速を中止)することを含む。 The regenerative braking here refers to braking with power generation braking when the driver of the hybrid vehicle performs a foot braking operation, and power generation braking by turning off the accelerator pedal during traveling, although no foot brake operation is performed. Including decelerating (or stopping acceleration).
モータジェネレータ10は、たとえば三相交流回転電機であり、PCU8から供給される交流電力を受けて電動機として機能し、車両100を走行させるための駆動力を図示しない車輪に伝達する。また、モータジェネレータ10は、車輪を介して伝達される回転駆動力を受けて発電機として機能し、車両100が有する運動エネルギーを電力に変換して、PCU8を介して蓄電池6に回生する。
ECU1は、車両100の運転状態、アクセル開度、シフトポジション、蓄電池のSOC、ならびにECU1に内蔵されたROM(Read Only Memory)3に格納されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ECU1は、運転者の操作指示に応じた運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。
The ECU 1 performs arithmetic processing based on the driving state of the
ECU1には、蓄電池6の充放電電圧VBATを測定する電圧測定部12と、蓄電池6の入出力電流IBATを測定する電流測定部14と、蓄電池の電池温度TBATを測定する温度測定部16とが接続されている。そして、ECU1は、SOC推定部2、設定部7および充放電要求部5を含む。
The
SOC推定部2は、それぞれ電圧測定部12、電流測定部14および温度測定部16が測定する、蓄電池6の充放電電圧VBAT、蓄電池6の入出力電流IBATおよび蓄電池6の電池温度TBATに基づいて、蓄電池6のSOCを逐次推定する。推定された蓄電池6のSOC推定値は、ECU1に内蔵されたRAM(Random Access Memory)4に格納される。
The SOC estimation unit 2 is based on the charge / discharge voltage VBAT of the storage battery 6, the input / output current IBAT of the storage battery 6, and the battery temperature TBAT of the storage battery 6 which are measured by the
図2は、蓄電池6のSOCに対する蓄電池6の開放電圧(以下OCV:open circuit voltage)のある例を表わす充放電曲線を表わす図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a charge / discharge curve representing an example of an open circuit voltage (hereinafter referred to as OCV) of the storage battery 6 with respect to the SOC of the storage battery 6.
図2の充放電曲線は、SOCが40%以上かつ60%以下の範囲に、ステップ領域Sと第1プラトー領域P1と第2プラトー領域P2とを有する。本実施の形態において、プラトー領域とは、SOCの変化量に対するOCVの変化量(ΔSOC/ΔOCV)が第1の所定値(TH1)以下となる領域である。また、ステップ領域とは、SOCの変化量に対するOCVの変化量(ΔSOC/ΔOCV)が第2の所定値(TH2)を超える領域である。ただし、TH2>TH1である。 The charge / discharge curve in FIG. 2 has a step region S, a first plateau region P1, and a second plateau region P2 in a range where the SOC is 40% or more and 60% or less. In the present embodiment, the plateau region is a region where the change amount of OCV (ΔSOC / ΔOCV) with respect to the change amount of SOC is equal to or less than a first predetermined value (TH1). The step region is a region where the OCV change amount (ΔSOC / ΔOCV) exceeds the second predetermined value (TH2) with respect to the SOC change amount. However, TH2> TH1.
図2において、第1プラトー領域P1のSOCは、ステップ領域SのSOCよりも低い。第2プラトー領域P2のSOCは、ステップ領域SのSOCよりも高い。 In FIG. 2, the SOC of the first plateau region P1 is lower than the SOC of the step region S. The SOC of the second plateau region P2 is higher than the SOC of the step region S.
設定部7は、ステップ領域Sに含まれるSOCの値SAをSOC制御中心に設定し、充放電曲線においてSAに対応するVAの値を電圧制御中心に設定する。
The
設定部7は、第1プラトー領域P1に含まれるSOCの値SBをSOC下限値に設定し、充放電曲線においてSBに対応する電圧の値VBを電圧下限値に設定する。
The
設定部7は、第2プラトー領域P2に含まれるSOCの値SCをSOC上限値に設定し、充放電曲線においてSCに対応する電圧の値VCを電圧上限値に設定する。
The
図3は、蓄電池6のSOCに対する蓄電池6のOCVを表わす充放電曲線の別の例を表わす図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a charge / discharge curve representing the OCV of storage battery 6 with respect to the SOC of storage battery 6.
図3の充放電曲線は、SOCが40%以上かつ60%以下の範囲に、プラトー領域Pと第1ステップ領域S1と第2ステップ領域S2とを有する。 The charge / discharge curve in FIG. 3 has a plateau region P, a first step region S1, and a second step region S2 in a range where the SOC is 40% or more and 60% or less.
図3において、第1ステップ領域S1のSOCは、プラトー領域PのSOCよりも低い。第2ステップ領域S2のSOCは、プラトー領域PのSOCよりも高い。 In FIG. 3, the SOC of the first step region S <b> 1 is lower than the SOC of the plateau region P. The SOC of the second step region S2 is higher than the SOC of the plateau region P.
設定部7は、プラトー領域Pに含まれるSOCの値SDをSOC制御中心に設定し、充放電曲線においてSDに対応する電圧の値VDを電圧制御中心に設定する。
The
設定部7は、第1ステップ領域S1に含まれるSOCの値SEをSOC下限値に設定し、充放電曲線においてSEに対応する電圧の値VEを電圧下限値に設定する。
The
設定部7は、第2ステップ領域S2に含まれるSOCの値SFをSOC上限値に設定し、充放電曲線においてSFに対応する電圧の値VFを電圧上限値に設定する。
The
充放電要求部5は、RAM4に格納されたSOC推定値に応じて、PCU8に制御指令を与える。 Charging / discharging request unit 5 gives a control command to PCU 8 according to the estimated SOC value stored in RAM 4.
充放電要求部5は、SOC制御中心よりもSOC推定値が大きいときは、蓄電池6に対する放電要求を行なう。充放電要求部5は、SOC制御中心よりもSOC推定値が小さいときは、蓄電池6に対する充電要求を行なう。 The charge / discharge request unit 5 makes a discharge request to the storage battery 6 when the estimated SOC value is larger than the SOC control center. When the estimated SOC value is smaller than the SOC control center, the charge / discharge request unit 5 requests the storage battery 6 to be charged.
充放電要求部5は、SOC推定値がSOC下限値以下の場合に、蓄電池6の放電を禁止する。充放電要求部5は、SOC推定値がSOC上限値以上の場合に、蓄電池6への充電を禁止する。 The charge / discharge request unit 5 prohibits the discharge of the storage battery 6 when the estimated SOC value is equal to or lower than the SOC lower limit value. The charge / discharge request unit 5 prohibits charging of the storage battery 6 when the estimated SOC value is equal to or higher than the SOC upper limit value.
なお、本実施の形態では、SOCに対するOCVを表わす充放電曲線におけるステップ領域とプラトー領域に基づいて、SOC制御中心、SOC上限値、およびSOC下限値を設定したが、これに限定するものではない。SOCに対するVBATを表わす充放電曲線におけるテップ領域とプラトー領域に基づいて、SOC制御中心、SOC上限値、およびSOC下限値を設定するものとしてもよい。 In the present embodiment, the SOC control center, the SOC upper limit value, and the SOC lower limit value are set based on the step region and the plateau region in the charge / discharge curve representing the OCV with respect to the SOC. However, the present invention is not limited to this. . The SOC control center, the SOC upper limit value, and the SOC lower limit value may be set based on the step region and the plateau region in the charge / discharge curve representing VBAT with respect to the SOC.
以上のように、本実施の形態によれば、充放電曲線が、40%以上かつ60%以下の範囲にプラトー領域とステップ領域とを有する場合に、そのステップ領域内にSOC制御中心を設定する。使用時間が長くなるSOC制御中心をステップ領域内に設定することによって、プラトー領域での動作を抑制することができ、蓄電池の反応ムラを防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the charge / discharge curve has a plateau region and a step region in the range of 40% to 60%, the SOC control center is set in the step region. . By setting the SOC control center in which the usage time is long in the step region, it is possible to suppress the operation in the plateau region and prevent the reaction irregularity of the storage battery.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2 SOC推定部、5 充放電要求部、6 蓄電池、7 設定部、10 モータジェネレータ、12 電圧測定部、14 電流測定部、16 温度測定部、TBAT 電池温度、VBAT 充放電電圧、OCV 開放電圧。 2 SOC estimation unit, 5 charge / discharge request unit, 6 storage battery, 7 setting unit, 10 motor generator, 12 voltage measurement unit, 14 current measurement unit, 16 temperature measurement unit, TBAT battery temperature, VBAT charge / discharge voltage, OCV open voltage.
Claims (1)
前記蓄電池のSOCを推定する推定部と、
前記蓄電地のSOCの制御目標値であるSOC制御中心を設定する設定部と、
前記SOC制御中心と前記推定されたSOCとの比較に基づいて、前記蓄電地に対する放電要求または充電要求を行なう充放電要求部とを備え、
前記設定部は、前記SOC制御中心を前記ステップ領域内に設定する、蓄電池の充放電制御装置。
A charge / discharge control device for a storage battery, wherein the characteristic curve representing the voltage of the storage battery relative to the SOC (State of Charge) of the storage battery has a step region and a plateau region in a range of 40% or more and 60% or less,
An estimation unit for estimating the SOC of the storage battery;
A setting unit for setting an SOC control center that is a control target value of the SOC of the power storage location;
A charge / discharge requesting unit that performs a discharge request or a charge request to the storage location based on a comparison between the SOC control center and the estimated SOC;
The said setting part is a charging / discharging control apparatus of a storage battery which sets the said SOC control center in the said step area | region.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013216238A JP2015080345A (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Charge-and-discharge controller of storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013216238A Pending JP2015080345A (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Charge-and-discharge controller of storage battery |
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2013
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