JP2015119558A - 蓄電システム - Google Patents

蓄電システム Download PDF

Info

Publication number
JP2015119558A
JP2015119558A JP2013261429A JP2013261429A JP2015119558A JP 2015119558 A JP2015119558 A JP 2015119558A JP 2013261429 A JP2013261429 A JP 2013261429A JP 2013261429 A JP2013261429 A JP 2013261429A JP 2015119558 A JP2015119558 A JP 2015119558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
internal resistance
power
current
resistance value
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.)
Granted
Application number
JP2013261429A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5888315B2 (ja
Inventor
鈴木 雄介
Yusuke Suzuki
雄介 鈴木
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 JP2013261429A priority Critical patent/JP5888315B2/ja
Priority to CN201480063003.8A priority patent/CN105745116B/zh
Priority to US15/022,034 priority patent/US9973018B2/en
Priority to PCT/JP2014/005979 priority patent/WO2015092986A1/en
Publication of JP2015119558A publication Critical patent/JP2015119558A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5888315B2 publication Critical patent/JP5888315B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15Preventing overcharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H02J2007/0067
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302Overcharge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】 蓄電装置の劣化を考慮した上で、放電を許容する上限電圧値や、充電を許容する上限電圧値を設定する。【解決手段】 現在における電圧値および電流値と、蓄電装置の現在の内部抵抗値とを用いて基準電圧値を算出する。基準電圧値と、現在の内部抵抗値(R_now)よりも高くなるように予め設定された所定の内部抵抗値(R_old)とを用いて放電可能電力値(TWout)を算出する。蓄電装置に要求される放電電力値を一時的に増加させるとき、放電可能電力値を放電電力許容値(Wout)として設定する。基準電圧値は、現在の内部抵抗値から算出されるため、電流値および電圧値の関係に関わらず固定値となる。これにより、放電可能電力値も一定となる。所定の内部抵抗値は現在の内部抵抗値よりも高いため、蓄電装置の劣化を考慮しながら、放電可能電力値を設定することができる。【選択図】 図4

Description

本発明は、蓄電装置の放電を許容する上限の電力値や、蓄電装置の充電を許容する上限の電力値を設定する蓄電システムに関する。
特許文献1では、一時的に放電の制限を緩和するときの放電電力許容値を算出している。具体的には、現在の電流値および電圧値と、現在のバッテリの内部抵抗値とに基づいて、バッテリの電圧値が下限電圧値に到達するまで、バッテリの放電電力を増加させたときの電流値(最大放電可能電流値)を算出している。このとき、放電電力許容値(最大放電可能電力)は、最大放電可能電流値および下限電圧値を乗算した値となる。
特許第4961830号公報
時間の経過や充放電の繰り返しなどによって、バッテリが劣化することが知られている。バッテリの劣化が進行すれば、バッテリの内部抵抗値が上昇する。したがって、バッテリの劣化後における内部抵抗値を考慮して、放電電力許容値を算出することが好ましい。特許文献1に基づいて放電電力許容値を算出するとき、現在の内部抵抗値の代わりに、劣化後の内部抵抗値を用いると、現在における電流値および電圧値の関係に応じて、放電電力許容値が変化してしまう。
図20には、バッテリを充放電したときにおいて、電流値および電圧値の関係を示す。図20において、縦軸はバッテリの電圧値であり、横軸はバッテリの電流値である。ここで、バッテリを放電したときの電流値を正の値としている。
図20において、直線(一点鎖線)L11は、バッテリを充放電したときにおける電流値および電圧値の関係を示す。直線L11の傾きは、バッテリの現在の内部抵抗値を示す。特許文献1に記載されているように、現在の内部抵抗値を考慮すると、点A11における電流値および下限電圧値Vb_lowを乗算した値が放電電力許容値となる。バッテリを充放電したときの電流値および電圧値は、直線L11上に位置するため、電流値および電圧値の関係に関わらず、点A11に基づいて放電電力許容値が算出される。
一方、バッテリの現在の内部抵抗値ではなく、劣化後の内部抵抗値を考慮するときには、直線L11よりも大きな傾きを有する直線(例えば、直線L21,L22)が用いられる。劣化後の内部抵抗値は、現在の内部抵抗値よりも高くなるため、直線L21,L22の傾きは、直線L11の傾きよりも大きくなる。なお、直線L21,L22の傾きは等しい。
現在の電流値および電圧値が点A12にあるとき、点A12を通る直線L21に基づいて点A13が求められる。点A13は、下限電圧値Vb_lowと、下限電圧値Vb_lowに対応する電流値Ib_old1との関係を示す。下限電圧値Vb_lowおよび電流値Ib_old1を乗算した値が、点A12から算出される放電電力許容値となる。
一方、現在の電流値および電圧値が点A14にあるとき、点A14を通る直線L22に基づいて点A15が求められる。点A15は、下限電圧値Vb_lowと、下限電圧値Vb_lowに対応する電流値Ib_old2との関係を示す。下限電圧値Vb_lowおよび電流値Ib_old2を乗算した値が、点A14から算出される放電電力許容値となる。
電流値Ib_old1は、電流値Ib_old2よりも大きいため、点A13の放電電力許容値は、点A15の放電電力許容値よりも高くなる。このように、劣化後の内部抵抗値を考慮すると、現在における電流値および電圧値の関係に応じて、放電電力許容値が変化してしまう。
本願第1の発明である蓄電システムは、蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、放電電力許容値を設定するコントローラと、を有する。放電電力許容値は、蓄電装置の放電を許容する上限電力値である。
コントローラは、現在における電圧値および電流値と、蓄電装置の現在の内部抵抗値とを用いて基準電圧値を算出する。基準電圧値とは、電流が流れていないときの電圧値である。コントローラは、基準電圧値および所定の内部抵抗値を用いて放電可能電力値を算出する。所定の内部抵抗値とは、現在の内部抵抗値よりも高くなるように予め設定された値(定数)である。放電可能電力値とは、蓄電装置の放電電力値の増加によって電圧値が下限電圧値に到達するときの電力値である。コントローラは、蓄電装置に要求される放電電力値を一時的に増加させるとき、放電可能電力値を放電電力許容値として設定する。
本願第1の発明によれば、現在における電流値および電圧値の関係に関わらず、放電可能電力値を一定にすることができる。これにより、現在における電流値および電圧値の関係に関わらず、一定の放電可能電力値を設定することができる。ここで、電流値および電圧値の関係は、現在の内部抵抗値に依存する。基準電圧値は、現在の内部抵抗値から算出されるため、電流値および電圧値の関係に関わらず固定値となる。所定の内部抵抗値は一定であるため、基準電圧値が固定値であれば、放電可能電力値も一定となる。
また、蓄電装置の劣化に応じて、蓄電装置の内部抵抗値が上昇する。所定の内部抵抗値は現在の内部抵抗値よりも高くなるように設定されているため、所定の内部抵抗値から算出される放電可能電力値を、現在の内部抵抗値から算出される放電可能電力値よりも低くすることができる。これにより、蓄電装置の劣化を考慮しながら、放電可能電力値を設定することができる。そして、蓄電装置の内部抵抗値が所定の内部抵抗値に到達(上昇)するまでの間、放電可能電力値を一定にすることができる。
放電可能電力値は、下記式(I)に基づいて算出することができる。
上記式(I)において、TWoutは放電可能電力値である。Vb_nowは現在の電圧値であり、Ib_nowは現在の電流値である。R_nowは現在の内部抵抗値であり、R_oldは所定の内部抵抗値である。Vb_lowは下限電圧値である。
現在の内部抵抗値を算出して、蓄電装置の放電時において放電可能電力値を算出するとき、現在の内部抵抗値を、現在の内部抵抗値よりも低い値に補正することができる。現在の内部抵抗値は、例えば、電流値および電圧値に基づいて算出できる。現在の内部抵抗値を、現在の内部抵抗値よりも低い値に補正すると、補正後の内部抵抗値から算出される放電可能電力値は、現在(補正前)の内部抵抗値から算出される放電可能電力値よりも低くなる。
現在の内部抵抗値を算出(推定)するとき、算出誤差(推定誤差)によって、現在の内部抵抗値は実際の内部抵抗値(真値)よりも高くなることがある。この場合において、現在の内部抵抗値から算出される放電可能電力値は、実際の内部抵抗値から算出される放電可能電力値よりも高くなる。ここで、現在の内部抵抗値から算出される放電可能電力値を放電電力許容値に設定してしまうと、電圧値が下限電圧値よりも低くなってしまうおそれがある。上述したように、現在の内部抵抗値を補正して、放電可能電力値を低下させることにより、電圧値が下限電圧値よりも低くなってしまうことを抑制できる。
現在の内部抵抗値を算出して、蓄電装置の充電時において放電可能電力値を算出するとき、現在の内部抵抗値を、現在の内部抵抗値よりも高い値に補正することができる。これにより、補正後の内部抵抗値から算出される放電可能電力値は、現在(補正前)の内部抵抗値から算出される放電可能電力値よりも低くなる。
現在の内部抵抗値を算出(推定)するとき、算出誤差(推定誤差)によって、現在の内部抵抗値は実際の内部抵抗値(真値)よりも低くなることがある。この場合において、現在の内部抵抗値から算出される放電可能電力値は、実際の内部抵抗値から算出される放電可能電力値よりも高くなる。これに伴い、上述したように、電圧値が下限電圧値よりも低くなってしまうことがある。上述したように、現在の内部抵抗値を補正して、放電可能電力値を低下させることにより、電圧値が下限電圧値よりも低くなってしまうことを抑制できる。
所定の内部抵抗値は予め定められた値であるため、蓄電装置の劣化の進行状態によっては、現在の内部抵抗値が所定の内部抵抗値よりも高くなってしまうことも考えられる。この場合には、所定の内部抵抗値の代わりに、現在の内部抵抗値を用いて、放電可能電力値を算出することができる。これにより、現在の内部抵抗値が所定の内部抵抗値よりも高くなってしまったときには、現在の内部抵抗値に応じた放電可能電力値を設定することができる。
本願第2の発明である蓄電システムは、蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、充電電力許容値を設定するコントローラと、を有する。充電電力許容値は、蓄電装置の充電を許容する上限電力値である。ここで、充電時の電力値を負の値としたとき、本願第2の発明における充電電力値は、充電電力値(負の値)の絶対値となる。
コントローラは、現在における電圧値および電流値と、蓄電装置の現在の内部抵抗値とを用いて基準電圧値を算出する。基準電圧値は、電流が流れていないときの電圧値である。コントローラは、基準電圧値および所定の内部抵抗値を用いて充電可能電力値を算出する。所定の内部抵抗値とは、現在の内部抵抗値よりも高くなるように予め設定された値(定数)である。充電可能電力値は、蓄電装置の充電電力値の増加によって電圧値が上限電圧値に到達するときの電力値である。コントローラは、蓄電装置に要求される充電電力値を一時的に増加させるとき、充電可能電力値を充電電力許容値として設定する。
本願第2の発明によれば、現在における電流値および電圧値の関係に関わらず、充電可能電力値を一定にすることができる。これにより、現在における電流値および電圧値の関係に関わらず、一定の充電可能電力値を設定することができる。上述したように、基準電圧値が一定になるため、充電可能電力値も一定となる。また、所定の内部抵抗値は現在の内部抵抗値よりも高くなるように設定されているため、所定の内部抵抗値から算出される充電可能電力値を、現在の内部抵抗値から算出される充電可能電力値よりも低くすることができる。これにより、蓄電装置の劣化を考慮しながら、充電可能電力値を設定することができる。そして、蓄電装置の内部抵抗値が所定の内部抵抗値に到達(上昇)するまでの間、充電可能電力値を一定にすることができる。
充電可能電力値は、下記式(II)に基づいて算出することができる。
上記式(II)において、TWinは充電可能電力値である。Vb_nowは現在の電圧値であり、Ib_nowは現在の電流値である。R_nowは現在の内部抵抗値であり、R_oldは所定の内部抵抗値である。Vb_highは上限電圧値である。
現在の内部抵抗値を算出して、蓄電装置の放電時において充電可能電力値を算出するとき、現在の内部抵抗値を、現在の内部抵抗値よりも高い値に補正することができる。これにより、補正後の内部抵抗値から算出される充電可能電力値は、現在(補正前)の内部抵抗値から算出される充電可能電力値よりも低くなる。
現在の内部抵抗値を算出(推定)するとき、算出誤差(推定誤差)によって、現在の内部抵抗値は実際の内部抵抗値(真値)よりも低くなることがある。この場合において、現在の内部抵抗値から算出される充電可能電力値は、実際の内部抵抗値から算出される充電可能電力値よりも高くなる。これに伴い、電圧値が上限電圧値よりも高くなってしまうおそれがある。上述したように、現在の内部抵抗値を補正して、充電可能電力値を低下させることにより、電圧値が上限電圧値よりも高くなってしまうことを抑制できる。
現在の内部抵抗値を算出して、蓄電装置の充電時において充電可能電力値を算出するとき、現在の内部抵抗値を、現在の内部抵抗値よりも低い値に補正することができる。これにより、補正後の内部抵抗値から算出される充電可能電力値は、現在(補正前)の内部抵抗値から算出される充電可能電力値よりも低くなる。
現在の内部抵抗値を算出(推定)するとき、算出誤差(推定誤差)によって、現在の内部抵抗値は実際の内部抵抗値(真値)よりも高くなることがある。この場合において、現在の内部抵抗値から算出される充電可能電力値は、実際の内部抵抗値から算出される充電可能電力値よりも高くなる。これに伴い、電圧値が上限電圧値よりも高くなってしまうことがある。上述したように、現在の内部抵抗値を補正して、充電可能電力値を低下させることにより、電圧値が上限電圧値よりも高くなってしまうことを抑制できる。
所定の内部抵抗値は予め定められた値であるため、蓄電装置の劣化の進行状態によっては、現在の内部抵抗値が所定の内部抵抗値よりも高くなってしまうことも考えられる。この場合には、所定の内部抵抗値の代わりに、現在の内部抵抗値を用いて、充電可能電力値を算出することができる。これにより、現在の内部抵抗値が所定の内部抵抗値よりも高くなってしまったときには、現在の内部抵抗値に応じた充電可能電力値を設定することができる。
電池システムの構成を示す図である。 放電電力許容値と、充電電力許容値と、SOCとの関係を示す図である。 放電電力許容値と、充電電力許容値と、電池温度との関係を示す図である。 実施例1において、放電電力許容値を設定する処理を説明するフローチャートである。 内部抵抗値を算出する方法を説明する図である。 放電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 実施例1において、充電電力許容値を設定する処理を説明するフローチャートである。 充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 放電又は充電による分極が発生したときの電流値および電圧値の関係を示す図である。 実施例2において、放電電力許容値を設定する処理を説明するフローチャートである。 実施例2において、充電電力許容値を設定する処理を説明するフローチャートである。 放電時において、放電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 充電時において、充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 充電時において、充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 放電時において、充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 放電時において、放電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 充電時において、放電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 充電時において、充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 放電時において、充電可能電力値を算出する方法を説明する図である。 現在の電流値および電圧値から放電可能電力値を算出する方法を説明する図である。
以下、本発明の実施例について説明する。
図1は、本実施例における電池システム(本発明の蓄電システムに相当する)の構成を示す。本実施例の電池システムは、車両(いわゆるハイブリッド自動車)に搭載されている。この車両は、後述するように、組電池およびエンジンを併用しながら走行することができる。
なお、組電池の出力だけを用いて走行することができる車両(いわゆる電気自動車)においても、本発明を適用することができる。また、本実施例で説明する電池システムに限らず、組電池を充放電することができるシステムであれば、本発明を適用することができる。
組電池(本発明の蓄電装置に相当する)10は、直列に接続された複数の単電池11を有する。単電池11としては、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を用いることができる。組電池10には、並列に接続された複数の単電池11が含まれていてもよい。
電圧センサ20は、組電池10の電圧値Vbを検出し、検出結果をコントローラ30に出力する。温度センサ21は、組電池10(単電池11)の温度(電池温度)Tbを検出し、検出結果をコントローラ30に出力する。電流センサ22は、組電池10の電流値Ibを検出し、検出結果をコントローラ30に出力する。本実施例において、組電池10を放電しているときの電流値Ibを正の値とし、組電池10を充電しているときの電流値Ibを負の値とする。
コントローラ30は、メモリ31を有する。メモリ31は、コントローラ30が所定処理(特に、本実施例で説明する処理)を行うための各種の情報を記憶する。本実施例では、メモリ31がコントローラ30に内蔵されているが、メモリ31を、コントローラ30の外部に設けることもできる。
組電池10の正極端子には、正極ラインPLが接続され、組電池10の負極端子には、負極ラインNLが接続されている。正極ラインPLには、システムメインリレーSMR−Bが設けられている。負極ラインNLには、システムメインリレーSMR−Gが設けられている。システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは、コントローラ30からの駆動信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
組電池10は、正極ラインPLおよび負極ラインNLを介して、インバータ23と接続されている。コントローラ30がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンにすることにより、組電池10およびインバータ23が接続される。これにより、図1に示す電池システムが起動状態(Ready-On)になる。
コントローラ30は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンにする。イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わると、コントローラ30は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオフにする。これにより、組電池10およびインバータ23の接続が遮断され、図1に示す電池システムが停止状態(Ready-Off)になる。
インバータ23は、組電池10から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータMG2に出力する。モータ・ジェネレータMG2は、インバータ23から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギ(動力)を生成する。モータ・ジェネレータMG2が生成した運動エネルギを駆動輪24に伝達することにより、車両を走行させることができる。
動力分割機構25は、エンジン26の動力を、駆動輪24に伝達したり、モータ・ジェネレータMG1に伝達したりする。モータ・ジェネレータMG1は、エンジン26の動力を受けて発電する。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力(交流電力)は、インバータ23を介して、モータ・ジェネレータMG2に供給されたり、組電池10に供給されたりする。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力を、モータ・ジェネレータMG2に供給すれば、モータ・ジェネレータMG2が生成した運動エネルギによって、駆動輪24を駆動することができる。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力を組電池10に供給すれば、組電池10を充電することができる。
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MG2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。インバータ23は、モータ・ジェネレータMG2が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池10に出力する。これにより、組電池10は、回生電力を蓄えることができる。
図1に示す電池システムにおいて、組電池10およびインバータ23の間の電流経路には、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、組電池10の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ23に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ23の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池10に出力することができる。
組電池10の充放電を制御するときには、放電電力許容値Woutや充電電力許容値Winが設定される。放電電力許容値Woutは、組電池10を放電することができる上限の電力値である。上述したように、放電時の電流値Ibを正の値としているため、放電電力許容値Woutは正の値となる。ここで、組電池10の放電電力値が放電電力許容値Woutよりも高くならないように、組電池10の放電が制御される。
充電電力許容値Winは、組電池10を充電することができる上限の電力値である。上述したように、充電時の電流値Ibを負の値としているため、充電電力許容値Winは負の値となる。ここで、組電池10の充電電力値が充電電力許容値Winよりも低くならないように、組電池10の充電が制御される。
放電電力許容値Woutを設定する上では、基準値としての放電電力許容値Wout_refが用いられる。放電電力許容値Wout_refでの放電が所定時間の間継続されても、電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowよりも低くならないことを考慮して、放電電力許容値Wout_refが設定される。下限電圧値Vb_lowは、組電池10の過放電を防止する観点に基づいて設定された電圧値Vbである。
放電電力許容値Wout_refを用いるときには、組電池10の放電電力値が放電電力許容値Wout_refよりも高くならないように、組電池10の放電が制御される。すなわち、放電電力許容値Wout_refに基づいて、組電池10の放電が制限される。
充電電力許容値Winを設定する上では、基準値としての充電電力許容値Win_refが用いられる。充電電力許容値Win_refでの充電が所定時間の間継続されても、電圧値Vbが上限電圧値Vb_highよりも高くならないことを考慮して、充電電力許容値Win_refが設定される。上限電圧値Vb_highは、組電池10の過充電を防止する観点に基づいて設定された電圧値Vbである。
充電電力許容値Win_refを用いるときには、組電池10の充電電力値が充電電力許容値Win_refよりも低くならないように、組電池10の充電が制御される。すなわち、充電電力許容値Win_refに基づいて、組電池10の充電が制限される。
放電電力許容値Wout_refや充電電力許容値Win_refは、組電池10のSOC(State of Charge)および電池温度Tbの少なくとも一方に基づいて算出される。SOCとは、満充電容量に対する充電容量の割合である。
組電池10のSOCに基づいて放電電力許容値Wout_refを算出するときには、SOCおよび放電電力許容値Wout_refの対応関係を予め求めておけばよい。この対応関係は、マップ又は演算式として表すことができ、対応関係を特定する情報は、メモリ31に記憶することができる。組電池10のSOCを算出(推定)すれば、このSOCに対応した放電電力許容値Wout_refを算出することができる。
組電池10のSOCに基づいて充電電力許容値Win_refを算出するときには、SOCおよび充電電力許容値Win_refの対応関係を予め求めておけばよい。この対応関係は、マップ又は演算式として表すことができ、対応関係を特定する情報は、メモリ31に記憶することができる。組電池10のSOCを算出(推定)すれば、このSOCに対応した充電電力許容値Win_refを算出することができる。
例えば、SOCおよび放電電力許容値Wout_refの対応関係や、SOCおよび充電電力許容値Win_refの対応関係は、図2に示すように表すことができる。図2において、縦軸は放電電力許容値Wout_refや充電電力許容値Win_refを示し、横軸は組電池10のSOCを示す。図2の横軸に関して、右側に進むほど、SOCが高くなる。
組電池10のSOCが第1閾値SOC_th1以上であるとき、放電電力許容値Wout_refは、組電池10のSOCに関わらず固定値(正の値)となる。組電池10のSOCが第1閾値SOC_th1よりも低いとき、放電電力許容値Wout_refは固定値(正の値)よりも低くなる。ここで、SOCが低くなるほど、放電電力許容値Wout_refが低下する。放電電力許容値Wout_refが低下するほど、組電池10の放電が制限されやすくなる。放電電力許容値Wout_refが0[kW]であるとき、組電池10の放電が行われない。
組電池10のSOCが第2閾値SOC_th2以下であるとき、充電電力許容値Win_refは、組電池10のSOCに関わらず固定値(負の値)となる。第2閾値SOC_th2は、第1閾値SOC_th1よりも高い。組電池10のSOCが第2閾値SOC_th1よりも高いとき、充電電力許容値Win_refは固定値(負の値)よりも高くなる。ここで、SOCが高くなるほど、充電電力許容値Win_refが上昇する。言い換えれば、SOCが高くなるほど、充電電力許容値Win_refの絶対値が低下する。充電電力許容値Win_refの絶対値が低下するほど、組電池10の充電が制限されやすくなる。充電電力許容値Win_refが0[kW]であるとき、組電池10の充電が行われない。
電池温度Tbに基づいて放電電力許容値Wout_refを算出するときには、電池温度Tbおよび放電電力許容値Wout_refの対応関係を予め求めておけばよい。この対応関係は、マップ又は演算式として表すことができ、対応関係を特定する情報は、メモリ31に記憶することができる。温度センサ21を用いて電池温度Tbを検出すれば、この電池温度Tbに対応した放電電力許容値Wout_refを算出することができる。
電池温度Tbに基づいて充電電力許容値Win_refを算出するときには、電池温度Tbおよび充電電力許容値Win_refの対応関係を予め求めておけばよい。この対応関係は、マップ又は演算式として表すことができ、対応関係を特定する情報は、メモリ31に記憶することができる。温度センサ21を用いて電池温度Tbを検出すれば、この電池温度Tbに対応した充電電力許容値Win_refを算出することができる。
例えば、電池温度Tbおよび放電電力許容値Wout_refの対応関係や、電池温度Tbおよび充電電力許容値Win_refの対応関係は、図3に示すように表すことができる。図3において、縦軸は放電電力許容値Wout_refや充電電力許容値Win_refを示し、横軸は電池温度Tbを示す。図3の横軸に関して、右側に進むほど、電池温度Tbが高くなる。
電池温度Tbが第1閾値Tb_th1および第2閾値Tb_th2の範囲内にあるときには、放電電力許容値Wout_refは、電池温度Tbに関わらず固定値(正の値)となる。第1閾値Tb_th1は、第2閾値Tb_th2よりも高い。
電池温度Tbが第1閾値Tb_th1よりも高いとき、放電電力許容値Wout_refは固定値(正の値)よりも低くなる。ここで、電池温度Tbが高くなるほど、放電電力許容値Wout_refが低下する。また、電池温度Tbが第2閾値Tb_th2よりも低いとき、放電電力許容値Wout_refは固定値(正の値)よりも低くなる。ここで、電池温度Tbが低くなるほど、放電電力許容値Wout_refが低下する。
電池温度Tbが第1閾値Tb_th1および第2閾値Tb_th2の範囲内にあるときには、充電電力許容値Win_refは、電池温度Tbに関わらず固定値(負の値)となる。電池温度Tbが第1閾値Tb_th1よりも高いとき、充電電力許容値Win_refは固定値(負の値)よりも高くなる。ここで、電池温度Tbが高くなるほど、充電電力許容値Win_refが上昇する。言い換えれば、電池温度Tbが高くなるほど、充電電力許容値Win_refの絶対値が低下する。
電池温度Tbが第2閾値Tb_th1よりも低いとき、充電電力許容値Win_refは固定値(負の値)よりも高くなる。ここで、電池温度Tbが低くなるほど、充電電力許容値Win_refが上昇する。言い換えれば、電池温度Tbが低くなるほど、充電電力許容値Win_refの絶対値が低下する。
図3に示す例において、放電電力許容値Wout_refを低下させるときの電池温度Tb(第1閾値Tb_th1、第2閾値Tb_th2)は、充電電力許容値Win_refの絶対値を低下させるときの電池温度Tb(第1閾値Tb_th1、第2閾値Tb_th2)と同じであるが、これに限るものではない。すなわち、第1閾値Tb_th1および第2閾値Tb_th2の少なくとも一方に関して、放電電力許容値Wout_refを低下させるときの電池温度Tbが、充電電力許容値Win_refの絶対値を低下させるときの電池温度Tbと異なっていてもよい。
一方、図3に示す例において、放電電力許容値Wout_refが0[kW]となるときの電池温度Tbは、充電電力許容値Win_refが0[kW]となるときの電池温度Tbと同じであるが、互いに異なっていてもよい。
なお、組電池10のSOCおよび電池温度Tbに基づいて、放電電力許容値Wout_refを算出するときには、SOC、電池温度Tbおよび放電電力許容値Wout_refの対応関係を予め求めておけばよい。また、組電池10のSOCおよび電池温度Tbに基づいて、充電電力許容値Win_refを算出するときには、SOC、電池温度Tbおよび充電電力許容値Win_refの対応関係を予め求めておけばよい。
上述した放電電力許容値Wout_refに基づいて、組電池10の放電が制限されるが、このような放電の制限を一時的に緩和するときには、放電可能電力値TWoutが算出される。一方、上述した充電電力許容値Win_refに基づいて、組電池10の充電が制限されるが、このような充電の制限を一時的に緩和するときには、充電可能電力値TWinが算出される。放電可能電力値TWoutおよび充電可能電力値TWinの算出方法については後述する。
次に、放電電力許容値Woutを設定する処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。図4に示す処理は、コントローラ30によって実行される。
ステップS101において、コントローラ30は、組電池10の電圧値Vb、電流値Ibおよび電池温度Tbを検出する。電圧値Vbは、電圧センサ20によって検出される。電流値Ibは、電流センサ22によって検出される。電池温度Tbは、温度センサ21によって検出される。
ステップS102において、コントローラ30は、組電池10のSOCを算出(推定)する。SOCを算出する方法としては、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、電流値Ibを積算し続けることにより、SOCを算出することができる。一方、組電池10の充放電を停止しているときには、組電池10のOCVを測定することができる。OCVおよびSOCは、所定の対応関係があるため、この対応関係を予め求めておけば、測定したOCVに対応するSOCを算出することができる。このSOCと、電流値Ibの積算値とに基づいて、現在のSOCを算出することができる。
ステップS103において、コントローラ30は、組電池10の現在の内部抵抗値R_nowを算出する。公知のように、電圧値Vbおよび電流値Ibに基づいて、内部抵抗値R_nowを算出することができる。
例えば、組電池10の充放電を行っている間、電圧値Vbおよび電流値Ibを検出し続けておき、電圧値Vbおよび電流値Ibのそれぞれを座標軸とした座標系において、電圧値Vbおよび電流値Ibの関係をプロットする。図5は、電圧値Vbおよび電流値Ibを座標軸とした座標系を示す。図5では、電圧値Vbおよび電流値Ibの関係が複数プロットされている。図5に示すように、複数のプロットに近似する直線L_nowを算出すれば、この直線L_nowの傾きが内部抵抗値R_nowとなる。内部抵抗値R_nowは、電池温度Tbおよび組電池10のSOCに依存するため、電池温度Tb毎およびSOC毎に内部抵抗値R_nowを算出することができる。
ステップS104において、コントローラ30は、放電電力許容値Wout_refを算出する。上述したように、組電池10のSOCおよび電池温度Tbの少なくとも一方に基づいて、放電電力許容値Wout_refを算出することができる。
ステップS105において、コントローラ30は、放電制限の緩和要求があるか否かを判別する。ここでいう放電制限とは、放電電力許容値Wout_refに基づく放電制限である。放電制限の緩和要求があるか否かは、組電池10に要求される放電電力値に基づいて判別される。ここで、組電池10の放電電力値を一時的に増加させる必要があるとき、コントローラ30は、放電制限の緩和要求があると判別する。例えば、エンジン26を始動させるときや、アクセルペダルの操作によって組電池10からモータ・ジェネレータMG2への放電電力値を増加させるときには、組電池10の放電電力値を一時的に増加させる必要がある。
放電制限の緩和要求がないとき、コントローラ30は、ステップS106において、放電電力許容値Woutを設定する。具体的には、コントローラ30は、ステップS104の処理で算出された放電電力許容値Wout_refを放電電力許容値Woutとして設定する。
放電制限の緩和要求があるとき、コントローラ30は、ステップS107において、放電可能電力値TWoutを算出する。放電可能電力値TWoutは、放電制限の緩和に伴う放電によって、組電池10の電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowまで低下するときの電力値である。このような放電可能電力値TWoutを用いることにより、電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowよりも低下することを抑制できる。
本実施例において、放電可能電力値TWoutは、組電池10が劣化したときの内部抵抗値(予め定められた定数)R_oldを考慮して算出される。内部抵抗値R_oldは、本発明における所定の内部抵抗値に相当する。放電可能電力値TWoutを算出する方法については後述する。ステップS108において、コントローラ30は、ステップS107の処理で算出された放電可能電力値TWoutを放電電力許容値Woutとして設定する。なお、マージンを考慮して、放電可能電力値TWoutよりも低い電力値を放電電力許容値Woutとして設定することもできる。
次に、放電可能電力値TWoutを算出する方法について説明する。放電可能電力値TWoutは、下記式(1)に基づいて算出される。
上記式(1)において、Vb_nowは組電池10の現在の電圧値Vbであり、Ib_nowは組電池10の現在の電流値Ibである。R_nowは組電池10の現在の内部抵抗値であり、図4に示すステップS102の処理で算出された値が用いられる。Vb_lowは下限電圧値である。
R_oldは、組電池10の劣化後における内部抵抗値(予め定められた定数)である。具体的には、所定時間が経過したときの組電池10の内部抵抗値を想定したとき、この内部抵抗値がR_oldとなる。所定時間としては、例えば、組電池10を使用し続けることができる目標時間とすることができる。内部抵抗値R_oldは、内部抵抗値R_nowよりも高くなるように設定される。上記式(1)に基づいて、放電可能電力値TWoutを算出するとき、電池温度Tbおよび組電池10のSOCのそれぞれが同一であるときの内部抵抗値R_old,R_nowを用いることができる。
上記式(1)によれば、図6に示す点A1に対応した電力値が放電可能電力値TWoutとなる。すなわち、放電可能電力値TWoutは、点A1における下限電圧値Vb_lowおよび電流値Ib_maxを乗算した値となる。
図6において、点A2は、現在における電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。点A2および現在の内部抵抗値R_nowに基づいて、点A3が算出される。すなわち、点A3は、点A2を通る直線L_nowにおいて、電流値Ibが0[A]であるときの状態を示す。このため、点A3は、組電池10のOCV(OCV_now、本発明の基準電圧値に相当する)を示す。
点A3および劣化後の内部抵抗値R_oldに基づいて、点A1が算出される。すなわち、点A1は、点A3を通る直線L_oldにおいて、電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowであるときの状態を示す。直線L_oldの傾きは、内部抵抗値R_oldを示す。点A1では、電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowとなり、電流値Ibが電流値Ib_maxとなる。
現在の組電池10における電流値Ibおよび電圧値Vbは、直線L_now上に位置する。上述したように放電可能電力値(点A1の電力値)TWoutを算出するときには、電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係が直線L_now上のいかなる位置にあっても、放電可能電力値TWoutは一定(点A1の電力値)となる。これにより、電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係に関わらず、放電可能電力値TWoutを一定にすることができる。
時間の経過などによって、組電池10が劣化して、組電池10の内部抵抗値が上昇する。本実施例では、現在の内部抵抗値R_nowではなく、劣化後の内部抵抗値R_oldを考慮して、放電可能電力値TWoutを設定している。これにより、組電池10の内部抵抗値が劣化前(いわゆる初期状態)の内部抵抗値から内部抵抗値R_oldに到達するまでの間、放電可能電力値TWoutを一定にすることができる。初期状態とは、組電池10を製造した直後の新品の状態である。
なお、図6では、組電池10を放電しているときにおいて、放電可能電力値(点A1の電力値)TWoutを算出しているが、これに限るものではない。すなわち、組電池10を充電しているときにも、放電可能電力値TWoutを算出することができる。この場合にも、図6で説明した場合と同様の方法によって、放電可能電力値TWoutを算出することができる。
次に、充電電力許容値Winを設定する処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。図7に示す処理は、コントローラ30によって実行される。
ステップS201において、コントローラ30は、組電池10の電圧値Vb、電流値Ibおよび電池温度Tbを検出する。ステップS201の処理は、図4に示すステップS101の処理と同じである。ステップS202において、コントローラ30は、組電池10のSOCを算出(推定)する。ステップS202の処理は、図4に示すステップS102の処理と同じである。
ステップS203において、コントローラ30は、組電池10の内部抵抗値R_nowを算出する。ステップS203の処理は、図4に示すステップS103の処理と同じである。ステップS204において、コントローラ30は、充電電力許容値Win_refを算出する。上述したように、組電池10のSOCおよび電池温度Tbの少なくとも一方に基づいて、充電電力許容値Win_refを算出することができる。
ステップS205において、コントローラ30は、充電制限の緩和要求があるか否かを判別する。ここでいう充電制限とは、充電電力許容値Win_refに基づく充電制限である。充電制限の緩和要求があるか否かは、組電池10に要求される充電電力値に基づいて判別される。ここで、組電池10の充電電力値を一時的に増加させる必要があるとき、コントローラ30は、充電制限の緩和要求があると判別する。
例えば、ブレーキペダルの操作によってモータ・ジェネレータMG2に要求される回生トルクの大きさ(絶対値)が所定値以上となったときには、モータ・ジェネレータMG2の発電によって生成される電力値を増加させる必要がある。このような場合には、組電池10の充電電力値を一時的に増加させる必要がある。
充電制限の緩和要求がないとき、コントローラ30は、ステップS206において、充電電力許容値Winを設定する。具体的には、コントローラ30は、ステップS204の処理で算出された充電電力許容値Win_refを充電電力許容値Winとして設定する。
充電制限の緩和要求があるとき、コントローラ30は、ステップS207において、充電可能電力値TWinを算出する。充電可能電力値TWinは、充電制限の緩和に伴う充電によって、組電池10の電圧値Vbが上限電圧値Vb_highまで上昇するときの電力値である。このような充電可能電力値TWinを用いることにより、電圧値Vbが上限電圧値Vb_highよりも高くなることを抑制できる。
本実施例において、充電可能電力値TWinは、組電池10が劣化したときの内部抵抗値を考慮して算出される。充電可能電力値TWinを算出する方法については後述する。ステップS208において、コントローラ30は、ステップS207の処理で算出された充電可能電力値TWinを充電電力許容値Winとして設定する。
次に、充電可能電力値TWinを算出する方法について説明する。充電可能電力値TWinは、下記式(2)に基づいて算出される。
上記式(2)において、Vb_nowは組電池10の現在の電圧値Vbであり、Ib_nowは組電池10の現在の電流値Ibである。R_nowは組電池10の現在の内部抵抗値であり、図7に示すステップS202の処理で算出された値が用いられる。Vb_highは上限電圧値である。
R_oldは、組電池10の劣化後における内部抵抗値(予め定められた定数)である。具体的には、所定時間が経過したときの組電池10の内部抵抗値を想定したとき、この内部抵抗値がR_oldとなる。所定時間としては、例えば、組電池10を使用し続けることができる目標時間とすることができる。内部抵抗値R_oldは、内部抵抗値R_nowよりも高くなるように設定される。上記式(2)に基づいて、充電可能電力値TWinを算出するとき、電池温度Tbおよび組電池10のSOCのそれぞれが同一であるときの内部抵抗値R_old,R_nowを用いることができる。
上記式(2)によれば、図8に示す点B1に対応した電力値が充電可能電力値TWinとなる。すなわち、充電可能電力値TWinは、点B1における上限電圧値Vb_highおよび電流値Ib_minを乗算した値となる。
図8において、点B2は、現在における電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。点B2および現在の内部抵抗値R_nowに基づいて、点B3が算出される。すなわち、点B3は、点B2を通る直線L_nowにおいて、電流値Ibが0[A]であるときの状態を示す。このため、点B3は、組電池10のOCV(OCV_now、本発明の基準電圧値に相当する)を示す。
点B3および劣化後の内部抵抗値R_oldに基づいて、点B1が算出される。すなわち、点B1は、点B3を通る直線L_oldにおいて、電圧値Vbが上限電圧値Vb_highであるときの状態を示す。直線L_oldの傾きは、内部抵抗値R_oldを示す。点B1では、電圧値Vbが上限電圧値Vb_highとなり、電流値Ibが電流値Ib_minとなる。
現在の組電池10における電流値Ibおよび電圧値Vbは、直線L_now上に位置する。上述したように充電可能電力値(点B1の電力値)TWinを算出するときには、電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係が直線L_now上のいかなる位置にあっても、充電可能電力値TWinは一定(点B1の電力値)となる。これにより、電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係に関わらず、充電可能電力値TWinを一定にすることができる。
本実施例では、現在の内部抵抗値R_nowではなく、劣化後の内部抵抗値R_oldを考慮して、充電可能電力値TWinを設定している。これにより、組電池10の内部抵抗値が劣化前(いわゆる初期状態)の内部抵抗値から内部抵抗値R_oldに到達するまでの間、充電可能電力値TWinを一定にすることができる。
なお、図8では、組電池10を充電しているときにおいて、充電可能電力値(点B1の電力値)TWinを算出しているが、これに限るものではない。すなわち、組電池10を放電しているときにも、充電可能電力値TWinを算出することができる。この場合にも、図8で説明した場合と同様の方法によって、充電可能電力値TWinを算出することができる。
組電池10では、放電又は充電に伴う分極が発生することがある。放電による分極が発生したときの電圧値Vbは、分極が発生していないときの電圧値Vbよりも低くなり、これらの電圧値Vbの差は、放電時の分極に伴う電圧変化量ΔV_dyn1に相当する。一方、充電による分極が発生したときの電圧値Vbは、分極が発生していないときの電圧値Vbよりも高くなり、これらの電圧値Vbの差は、充電時の分極に伴う電圧変化量ΔV_dyn2に相当する。
図9において、直線L1は、分極が発生していない組電池10において、電流値Ibおよび電圧値Vbの関係を示す。直線L2は、放電による分極が発生した組電池10において、電流値Ibおよび電圧値Vbの関係を示す。直線L3は、充電による分極が発生した組電池10において、電流値Ibおよび電圧値Vbの関係を示す。各直線L2,L3では、分極状態が等しい。
組電池10の現在の内部抵抗値R_nowは変わらないため、直線L1,L2,L3の傾きは同じである。直線L1,L2の間隔(電流値Ibが同じであるときの電圧差)が電圧変化量ΔV_dyn1に相当する。また、直線L1,L3の間隔(電流値Ibが同じであるときの電圧差)が電圧変化量ΔV_dyn2に相当する。
放電又は充電に伴う分極が組電池10に発生していても、本発明を適用することができる。放電に伴う分極が発生しているときには、図9に示す直線L2が、図6や図8に示す直線L_nowに相当する。ここで、直線L2において、電流値Ibが0[A]であるときの電圧値Vbは、図6に示す点A3又は図8に示す点B3に相当し、本発明における基準電圧値に相当する。
また、充電に伴う分極が発生しているときには、図9に示す直線L3が、図6や図8に示す直線L_nowに相当する。ここで、直線L3において、電流値Ibが0[A]であるときの電圧値Vbは、図6に示す点A3又は図8に示す点B3に相当し、本発明における基準電圧値に相当する。これにより、本実施例と同様に、放電又は充電に伴う分極が発生しているときにおいて、放電可能電力値TWoutや充電可能電力値TWinを算出することができる。
なお、放電電力許容値Woutおよび充電電力許容値Winを設定するときには、図4および図7に示す処理のうち、少なくとも一方を行うことができる。
本発明の実施例2について説明する。本実施例において、実施例1で説明した構成と同じ構成については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1と異なる点について主に説明する。
組電池10の劣化が進行することにより、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高くなってしまうことが考えられる。例えば、組電池10を使用し続けた時間が、上記式(1)や上記式(2)で説明した所定時間(目標時間)よりも長くなったときには、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高くなることがある。本実施例では、このような状況を考慮して、放電電力許容値Woutや充電電力許容値Winを設定するようにしている。
図10は、本実施例において、放電電力許容値Woutを設定する処理を示すフローチャートである。図10に示す処理は、図4に示す処理に対応している。ここで、図4に示す処理と同じ処理については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、図4に示す処理と異なる点について、主に説明する。
ステップS105の処理において、放電制限の緩和要求があるとき、コントローラ30は、ステップS109において、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高いか否かを判別する。内部抵抗値R_nowは、ステップS103の処理で算出された値である。内部抵抗値R_oldは、上記式(1)で説明した値である。また、内部抵抗値R_old,R_nowとしては、電池温度Tbおよび組電池10のSOCのそれぞれが同一であるときの内部抵抗値を用いることができる。
内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高いとき、コントローラ30は、ステップS110の処理を行う。内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_old以下であるとき、コントローラ30は、ステップS107の処理を行う。ステップS110において、コントローラ30は、上記式(1)に基づいて、放電可能電力値TWoutを算出する。ここで、上記式(1)に示す内部抵抗値R_oldの代わりに、内部抵抗値R_nowが用いられる。
図11は、本実施例において、充電電力許容値Winを設定する処理を示すフローチャートである。図11に示す処理は、図7に示す処理に対応している。ここで、図7に示す処理と同じ処理については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、図7に示す処理と異なる点について、主に説明する。
ステップS205の処理において、充電制限の緩和要求があるとき、コントローラ30は、ステップS209において、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高いか否かを判別する。内部抵抗値R_nowは、ステップS203の処理で算出された値である。内部抵抗値R_oldは、上記式(2)で説明した値である。また、内部抵抗値R_old,R_nowとしては、電池温度Tbおよび組電池10のSOCのそれぞれが同一であるときの内部抵抗値を用いることができる。
内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高いとき、コントローラ30は、ステップS210の処理を行う。内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_old以下であるとき、コントローラ30は、ステップS207の処理を行う。ステップS210において、コントローラ30は、上記式(2)に基づいて、充電可能電力値TWinを算出する。ここで、上記式(2)に示す内部抵抗値R_oldの代わりに、内部抵抗値R_nowが用いられる。
本実施例によれば、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_oldよりも高くなってしまったときには、内部抵抗値R_nowに基づいて、放電可能電力値TWoutや充電可能電力値TWinを算出している。これにより、放電制限を緩和するときには、放電電力許容値Woutとして、内部抵抗値R_nowに対応した放電可能電力値TWoutを設定することができる。また、充電制限を緩和するときには、充電電力許容値Winとして、内部抵抗値R_nowに対応した充電可能電力値TWinを設定することができる。
本発明の実施例3について説明する。本実施例において、実施例1で説明した構成と同じ構成については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1,2と異なる点について主に説明する。なお、本実施例は、各実施例1,2において適用することができる。
実施例1で説明したように算出された内部抵抗値R_nowは、実際の内部抵抗値(真値)R_realからずれてしまうことがある。これに応じて、上記式(1)から算出される放電可能電力値TWoutや、上記式(2)から算出される充電可能電力値TWinがずれてしまう。
まず、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも低い場合について説明する。
図12に示す点C1は、組電池10を放電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点C2に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点C3に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。点C2の放電可能電力値TWoutは、点C3の放電可能電力値TWoutよりも低くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_realから算出される放電可能電力値TWoutに対して過小評価していることになる。
図13に示す点D1は、組電池10を充電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点D2に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点D3に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。点D2の放電可能電力値TWoutは、点D3の放電可能電力値TWoutよりも高くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_realから算出される放電可能電力値TWoutに対して過大評価していることになる。
図14に示す点E1は、組電池10を充電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点E2に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点E3に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。点E2の充電可能電力値(絶対値)TWinは、点E3の充電可能電力値(絶対値)TWinよりも低くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値TWinは、内部抵抗値R_realから算出される充電可能電力値TWinに対して過小評価していることになる。
図15に示す点F1は、組電池10を放電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点F2に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点F3に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。点F2の充電可能電力値(絶対値)TWinは、点F3の充電可能電力値(絶対値)TWinよりも高くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値TWinは、内部抵抗値R_realから算出される充電可能電力値TWinに対して過大評価していることになる。
次に、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも高い場合について説明する。
図16に示す点G1は、組電池10を放電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点G2に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点G3に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。点G2の放電可能電力値TWoutは、点G3の放電可能電力値TWoutよりも高くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_realから算出される放電可能電力値TWoutに対して過大評価していることになる。
図17に示す点H1は、組電池10を充電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点H2に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて放電可能電力値TWoutを算出すると、点H3に相当する電力値が放電可能電力値TWoutとなる。点H2の放電可能電力値TWoutは、点H3の放電可能電力値TWoutよりも低くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_realから算出される放電可能電力値TWoutに対して過小評価していることになる。
図18に示す点I1は、組電池10を充電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点I2に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点I3に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。点I2の充電可能電力値(絶対値)TWinは、点I3の充電可能電力値(絶対値)TWinよりも高くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値TWinは、内部抵抗値R_realから算出される充電可能電力値TWinに対して過大評価していることになる。
図19に示す点J1は、組電池10を放電しているときにおいて、現在の電流値Ib_nowおよび電圧値Vb_nowの関係を示す。直線L_realの傾きは内部抵抗値R_realを示す。実施例1で説明したように、内部抵抗値R_nowに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点J2に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。
一方、内部抵抗値R_realに基づいて充電可能電力値TWinを算出すると、点J3に相当する電力値が充電可能電力値TWinとなる。点J2の充電可能電力値(絶対値)TWinは、点J3の充電可能電力値(絶対値)TWinよりも低くなる。したがって、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値TWinは、内部抵抗値R_realから算出される充電可能電力値TWinに対して過小評価していることになる。
図12から図19で説明した内容をまとめたものを下記表1に示す。
放電可能電力値TWoutに関して過大評価を行っているときには、電圧値Vbが下限電圧値Vb_lowよりも低くなってしまうおそれがある。また、充電可能電力値TWinに関して過大評価を行っているときには、電圧値Vbが上限電圧値Vb_highよりも高くなってしまうおそれがある。本実施例では、このような状態が発生することを抑制するために、放電可能電力値TWoutや充電可能電力値TWinの算出式を変更している。
組電池10を放電しているときに、放電可能電力値TWoutを算出するときには、下記式(3)を用いることができる。
上記式(3)では、内部抵抗値R_nowに補正係数k1を乗算して、内部抵抗値R_nowを補正している。補正係数k1は、1よりも小さい値であり、適宜設定することができる。補正係数k1は、1よりも小さい値であるため、内部抵抗値R_nowに補正係数k1を乗算した値(補正後の内部抵抗値)は、内部抵抗値R_nowよりも低くなる。
これにより、補正後の内部抵抗値から算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutよりも低くなる。すなわち、上記式(3)から算出される放電可能電力値TWoutは、図16に示す点G2よりも電流値Ibが小さい側にシフトした点に相当する電力値となる。これに伴い、放電可能電力値TWoutが上述したように過大評価されることを抑制できる。
上記表1によれば、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも高く、組電池10を放電するときに、放電可能電力値TWoutが過大評価される。ここで、内部抵抗値R_now,R_realの高低関係は分からないため、放電可能電力値TWoutの過大評価を抑制する上では、組電池10を放電するときに、上記式(3)に基づいて放電可能電力値TWoutを算出すればよい。
組電池10を充電しているときに、放電可能電力値TWoutを算出するときには、下記式(4)を用いることができる。
上記式(4)では、内部抵抗値R_nowに補正係数k2を乗算して、内部抵抗値R_nowを補正している。補正係数k2は、1よりも大きい値であり、適宜設定することができる。補正係数k2は、1よりも大きい値であるため、内部抵抗値R_nowに補正係数k2を乗算した値(補正後の内部抵抗値)は、内部抵抗値R_nowよりも高くなる。
これに伴い、補正後の内部抵抗値から算出される放電可能電力値TWoutは、内部抵抗値R_nowから算出される放電可能電力値TWoutよりも低くなる。そして、上記式(4)から算出される放電可能電力値TWoutは、図13に示す点D2よりも電流値Ibが小さい側にシフトした点に相当する電力値となる。したがって、放電可能電力値TWoutが上述したように過大評価されることを抑制できる。
上記表1によれば、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも低く、組電池10を充電するときに、放電可能電力値TWoutが過大評価される。ここで、内部抵抗値R_now,R_realの高低関係は分からないため、放電可能電力値TWoutの過大評価を抑制する上では、組電池10を充電するときに、上記式(4)に基づいて放電可能電力値TWoutを算出すればよい。
組電池10を放電しているときに、充電可能電力値TWinを算出するときには、下記式(5)を用いることができる。
上記式(5)では、内部抵抗値R_nowに補正係数k3を乗算して、内部抵抗値R_nowを補正している。補正係数k3は、1よりも大きい値であり、適宜設定することができる。補正係数k3は、1よりも大きい値であるため、内部抵抗値R_nowに補正係数k3を乗算した値(補正後の内部抵抗値)は、内部抵抗値R_nowよりも高くなる。
これに伴い、補正後の内部抵抗値から算出される充電可能電力値(絶対値)TWinは、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値(絶対値)TWinよりも低くなる。そして、上記式(5)から算出される充電可能電力値TWinは、図15に示す点F2よりも電流値Ibが大きい側にシフトした点に相当する電力値となる。したがって、充電可能電力値(絶対値)TWinが上述したように過大評価されることを抑制できる。
上記表1によれば、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも低く、組電池10を放電するときに、充電可能電力値TWinが過大評価される。ここで、内部抵抗値R_now,R_realの高低関係は分からないため、充電可能電力値TWinの過大評価を抑制する上では、組電池10を放電するときに、上記式(5)に基づいて充電可能電力値TWinを算出すればよい。
組電池10を充電しているときに、充電可能電力値TWinを算出するときには、下記式(6)を用いることができる。
上記式(6)では、内部抵抗値R_nowに補正係数k4を乗算して、内部抵抗値R_nowを補正している。補正係数k4は、1よりも小さい値であり、適宜設定することができる。補正係数k4は、1よりも小さい値であるため、内部抵抗値R_nowに補正係数k4を乗算した値(補正後の内部抵抗値)は、内部抵抗値R_nowよりも低くなる。
これにより、補正後の内部抵抗値から算出される充電可能電力値(絶対値)TWinは、内部抵抗値R_nowから算出される充電可能電力値(絶対値)TWinよりも低くなる。すなわち、上記式(6)から算出される充電可能電力値TWinは、図18に示す点I2よりも電流値Ibが大きい側にシフトした点に相当する電力値となる。これに伴い、充電可能電力値TWinが上述したように過大評価されることを抑制できる。
上記表1によれば、内部抵抗値R_nowが内部抵抗値R_realよりも高く、組電池10を充電するときに、充電可能電力値TWinが過大評価される。ここで、内部抵抗値R_now,R_realの高低関係は分からないため、充電可能電力値TWinの過大評価を抑制する上では、組電池10を充電するときに、上記式(6)に基づいて充電可能電力値TWinを算出すればよい。
10:組電池(蓄電装置)、11:単電池、20:電圧センサ、21:温度センサ、
22:電流センサ、23:インバータ、24:駆動輪、25:動力分割機構、
26:エンジン、30:コントローラ、31:メモリ

Claims (10)

  1. 蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
    前記蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
    前記蓄電装置の放電を許容する上限電力値である放電電力許容値を設定するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、
    現在における前記電圧値および前記電流値と、前記蓄電装置の現在の内部抵抗値とを用いて、電流が流れていないときの前記電圧値である基準電圧値を算出し、
    前記基準電圧値と、現在の前記内部抵抗値よりも高くなるように予め設定された所定の内部抵抗値とを用いて、前記蓄電装置の放電電力値の増加によって前記電圧値が下限電圧値に到達するときの電力値である放電可能電力値を算出し、
    前記蓄電装置に要求される放電電力値を一時的に増加させるとき、前記放電可能電力値を前記放電電力許容値として設定する、
    ことを特徴とする蓄電システム。
  2. 前記コントローラは、下記式(I)に基づいて、前記放電可能電力値を算出する、

    上記式(I)において、TWoutは前記放電可能電力値、Vb_nowは現在の前記電圧値、Ib_nowは現在の前記電流値、R_nowは現在の前記内部抵抗値、Vb_lowは前記下限電圧値、R_oldは前記所定の内部抵抗値である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
  3. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値を算出して、前記蓄電装置の放電時において前記放電可能電力値を算出するとき、現在の前記内部抵抗値を、現在の前記内部抵抗値よりも低い値に補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電システム。
  4. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値を算出して、前記蓄電装置の充電時において前記放電可能電力値を算出するとき、現在の前記内部抵抗値を、現在の前記内部抵抗値よりも高い値に補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電システム。
  5. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値が前記所定の内部抵抗値よりも高くなったとき、前記所定の内部抵抗値の代わりに、現在の前記内部抵抗値を用いて、前記放電可能電力値を算出することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の蓄電システム。
  6. 蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
    前記蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
    前記蓄電装置の充電を許容する上限電力値である充電電力許容値を設定するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、
    現在における前記電圧値および前記電流値と、前記蓄電装置の現在の内部抵抗値とを用いて、電流が流れていないときの前記電圧値である基準電圧値を算出し、
    前記基準電圧値と、現在の前記内部抵抗値よりも高くなるように予め設定された所定の内部抵抗値とを用いて、前記蓄電装置の充電電力値の増加によって前記電圧値が上限電圧値に到達するときの電力値である充電可能電力値を算出し、
    前記蓄電装置に要求される充電電力値を一時的に増加させるとき、前記充電可能電力値を前記充電電力許容値として設定する、
    ことを特徴とする蓄電システム。
  7. 前記コントローラは、下記式(II)に基づいて、前記充電可能電力値を算出する、

    上記式(II)において、TWinは前記充電可能電力値、Vb_nowは現在の前記電圧値、Ib_nowは現在の前記電流値、R_nowは現在の前記内部抵抗値、Vb_highは前記上限電圧値、R_oldは前記所定の内部抵抗値である、
    ことを特徴とする請求項6に記載の蓄電システム。
  8. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値を算出して、前記蓄電装置の放電時において前記充電可能電力値を算出するとき、現在の前記内部抵抗値を、現在の前記内部抵抗値よりも高い値に補正することを特徴とする請求項6又は7に記載の蓄電システム。
  9. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値を算出して、前記蓄電装置の充電時において前記充電可能電力値を算出するとき、現在の前記内部抵抗値を、現在の前記内部抵抗値よりも低い値に補正することを特徴とする請求項6又は7に記載の蓄電システム。
  10. 前記コントローラは、現在の前記内部抵抗値が前記所定の内部抵抗値よりも高くなったとき、前記所定の内部抵抗値の代わりに、現在の前記内部抵抗値を用いて、前記充電可能電力値を算出することを特徴とする請求項6から9のいずれか1つに記載の蓄電システム。
JP2013261429A 2013-12-18 2013-12-18 蓄電システム Active JP5888315B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013261429A JP5888315B2 (ja) 2013-12-18 2013-12-18 蓄電システム
CN201480063003.8A CN105745116B (zh) 2013-12-18 2014-11-28 电动车的蓄电系统
US15/022,034 US9973018B2 (en) 2013-12-18 2014-11-28 Electric storage system
PCT/JP2014/005979 WO2015092986A1 (en) 2013-12-18 2014-11-28 Electric power storage system for an electric vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013261429A JP5888315B2 (ja) 2013-12-18 2013-12-18 蓄電システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015119558A true JP2015119558A (ja) 2015-06-25
JP5888315B2 JP5888315B2 (ja) 2016-03-22

Family

ID=52293100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013261429A Active JP5888315B2 (ja) 2013-12-18 2013-12-18 蓄電システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9973018B2 (ja)
JP (1) JP5888315B2 (ja)
CN (1) CN105745116B (ja)
WO (1) WO2015092986A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017055551A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電池制御装置
JP2019049482A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 トヨタ自動車株式会社 電池出力監視装置及び方法
CN110915056A (zh) * 2018-01-03 2020-03-24 株式会社Lg化学 用于优化电池的内阻的电池管理系统和方法
KR20200093462A (ko) * 2019-01-28 2020-08-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 방전 전력 한계값 및 충전 전력 한계값을 결정하기 위한 시스템
WO2020203454A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 株式会社デンソー 制御装置
JP2023013857A (ja) * 2021-07-16 2023-01-26 本田技研工業株式会社 車両用蓄電システム
JP2023102052A (ja) * 2022-01-11 2023-07-24 本田技研工業株式会社 蓄電システム

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6383704B2 (ja) 2015-07-02 2018-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置
WO2017199629A1 (ja) * 2016-05-18 2017-11-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置
CN106256593B (zh) * 2016-08-02 2018-12-07 威马汽车科技集团有限公司 一种双电池系统放电控制方法及系统
US10509076B2 (en) * 2016-09-19 2019-12-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Battery performance monitoring
JP6489102B2 (ja) * 2016-12-01 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 車両
DE102017217958A1 (de) * 2017-10-09 2019-04-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Hochvoltspeichers
JP7021511B2 (ja) * 2017-11-28 2022-02-17 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP7003751B2 (ja) * 2018-03-12 2022-01-21 トヨタ自動車株式会社 電池診断装置及び電池診断方法
US11121569B2 (en) * 2018-04-04 2021-09-14 International Business Machines Corporation Battery state-of-charge indication
JP7087983B2 (ja) * 2018-12-19 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 車両の充電システム
JP2022158378A (ja) * 2021-04-02 2022-10-17 トヨタ自動車株式会社 車両用熱マネージメントシステム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09218251A (ja) * 1996-02-09 1997-08-19 Nissan Motor Co Ltd 電池の最大充放電電力の演算装置
JP2006129588A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の電力制御方法及び電源装置
JP2007306771A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Toyota Motor Corp 蓄電装置の充放電制御装置およびそれを搭載した電動車両
JP2012200075A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Toyota Motor Corp 二次電池の制御装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3503313B2 (ja) * 1995-12-20 2004-03-02 日産自動車株式会社 バッテリパワー演算装置
JP3750318B2 (ja) * 1997-11-14 2006-03-01 日産自動車株式会社 モジュール充放電器
JPH11317243A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Nissan Motor Co Ltd 自動車用電池交換時の容量演算方法
JP3410022B2 (ja) * 1998-05-20 2003-05-26 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP4294884B2 (ja) * 2001-04-05 2009-07-15 本田技研工業株式会社 燃料電池電源装置
CA2348586A1 (en) * 2001-05-25 2002-11-25 Corporation Avestor Inc. Power management system
US20030236601A1 (en) * 2002-03-18 2003-12-25 Club Car, Inc. Control and diagnostic system for vehicles
JP4061965B2 (ja) * 2002-05-14 2008-03-19 ソニー株式会社 電池容量算出方法
JP4078880B2 (ja) * 2002-05-24 2008-04-23 日産自動車株式会社 蓄電システム
JP4228760B2 (ja) * 2002-07-12 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 バッテリ充電状態推定装置
JP3714333B2 (ja) * 2003-02-28 2005-11-09 日産自動車株式会社 二次電池の入出力可能電力推定装置
US7227335B2 (en) * 2003-07-22 2007-06-05 Makita Corporation Method and apparatus for diagnosing the condition of a rechargeable battery
JP4547908B2 (ja) * 2003-12-25 2010-09-22 日産自動車株式会社 二次電池の入出力可能電力推定装置
JP4780965B2 (ja) * 2005-01-14 2011-09-28 三洋電機株式会社 電池の残容量検出方法及び電源装置
JP4286842B2 (ja) * 2005-03-30 2009-07-01 株式会社ピーシーエヌ 車載バッテリー管理装置
JP5050325B2 (ja) * 2005-07-12 2012-10-17 日産自動車株式会社 組電池用制御装置
JP4692246B2 (ja) * 2005-11-29 2011-06-01 日産自動車株式会社 二次電池の入出力可能電力推定装置
JP4786355B2 (ja) * 2006-01-31 2011-10-05 株式会社日本自動車部品総合研究所 車両用電源電圧制御方法
JP4535039B2 (ja) * 2006-07-25 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP5109304B2 (ja) * 2006-08-03 2012-12-26 日産自動車株式会社 電池の残存容量検出装置
JP2008265518A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Fujitsu Ten Ltd 電源管理装置及びプログラム
JP4954791B2 (ja) * 2007-05-24 2012-06-20 株式会社Kri 蓄電デバイスの電圧予測方法
JP5181900B2 (ja) 2008-07-29 2013-04-10 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置出力予測装置およびハイブリッド車両制御システム
US8575897B2 (en) * 2008-10-03 2013-11-05 Denso Corporation Battery temperature control system
US8674664B2 (en) * 2008-11-21 2014-03-18 Honda Motor Co., Ltd Charge controller
JP2010270747A (ja) * 2009-04-23 2010-12-02 Denso Corp エンジン自動制御装置
WO2011043173A1 (ja) * 2009-10-05 2011-04-14 日本碍子株式会社 制御装置、制御装置網及び制御方法
JP5365582B2 (ja) 2010-06-03 2013-12-11 新神戸電機株式会社 電池制御システム
US8872481B2 (en) * 2011-04-27 2014-10-28 General Electric Company Systems and methods for predicting battery power-delivery performance
JP2012247339A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路およびその動作方法
JP2013118724A (ja) * 2011-12-01 2013-06-13 Toyota Motor Corp 制御装置および制御方法
JP2014077681A (ja) * 2012-10-10 2014-05-01 Gs Yuasa Corp 蓄電素子の充放電可能電力推定装置、蓄電装置、および充放電可能電力推定方法
JP6182588B2 (ja) * 2013-02-19 2017-08-16 古河電気工業株式会社 二次電池劣化判定方法及び二次電池劣化判定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09218251A (ja) * 1996-02-09 1997-08-19 Nissan Motor Co Ltd 電池の最大充放電電力の演算装置
JP2006129588A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の電力制御方法及び電源装置
JP2007306771A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Toyota Motor Corp 蓄電装置の充放電制御装置およびそれを搭載した電動車両
JP2012200075A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Toyota Motor Corp 二次電池の制御装置

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10879570B2 (en) 2015-09-09 2020-12-29 Vehicle Energy Japan Inc. Storage battery control device
WO2017043236A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電池制御装置
CN107852010A (zh) * 2015-09-09 2018-03-27 日立汽车系统株式会社 蓄电池控制装置
US11532841B2 (en) 2015-09-09 2022-12-20 Vehicle Energy Japan Inc. Storage battery control device
JP2017055551A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電池制御装置
CN107852010B (zh) * 2015-09-09 2021-01-08 日本汽车能源株式会社 蓄电池控制装置
JP2019049482A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 トヨタ自動車株式会社 電池出力監視装置及び方法
JP2020520624A (ja) * 2018-01-03 2020-07-09 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーの内部抵抗を最適化するためのバッテリー管理システム及び方法
US11193982B2 (en) 2018-01-03 2021-12-07 Lg Chem, Ltd. Battery management system and method for optimizing internal resistance of battery
CN110915056A (zh) * 2018-01-03 2020-03-24 株式会社Lg化学 用于优化电池的内阻的电池管理系统和方法
CN110915056B (zh) * 2018-01-03 2023-04-07 株式会社Lg新能源 用于优化电池的内阻的电池管理系统和方法
KR20200093462A (ko) * 2019-01-28 2020-08-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 방전 전력 한계값 및 충전 전력 한계값을 결정하기 위한 시스템
KR102344538B1 (ko) 2019-01-28 2021-12-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀의 방전 전력 한계값 및 충전 전력 한계값을 결정하기 위한 시스템
JP2020171143A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社デンソー 制御装置
WO2020203454A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 株式会社デンソー 制御装置
JP7111044B2 (ja) 2019-04-03 2022-08-02 株式会社デンソー 制御装置
JP2023013857A (ja) * 2021-07-16 2023-01-26 本田技研工業株式会社 車両用蓄電システム
JP7382366B2 (ja) 2021-07-16 2023-11-16 本田技研工業株式会社 車両用蓄電システム
JP2023102052A (ja) * 2022-01-11 2023-07-24 本田技研工業株式会社 蓄電システム
JP7489411B2 (ja) 2022-01-11 2024-05-23 本田技研工業株式会社 蓄電システム

Also Published As

Publication number Publication date
US9973018B2 (en) 2018-05-15
CN105745116A (zh) 2016-07-06
JP5888315B2 (ja) 2016-03-22
WO2015092986A1 (en) 2015-06-25
CN105745116B (zh) 2018-01-02
US20160233693A1 (en) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5888315B2 (ja) 蓄電システム
JP5708668B2 (ja) 蓄電システム
JP5772965B2 (ja) 非水二次電池の制御装置および制御方法
JP5862631B2 (ja) 蓄電システム
US9428177B2 (en) Vehicle
JP6160473B2 (ja) 蓄電システム
JP5321757B2 (ja) 蓄電装置の制御装置および制御方法
JP5765375B2 (ja) 制御装置及び制御方法
JP5741389B2 (ja) 蓄電装置の満充電容量推定方法及び蓄電システム。
JP2002369391A (ja) 二次電池の残存容量制御方法および装置
JP2009071986A (ja) 車載バッテリの劣化度演算装置
JP2014217179A (ja) 車両
JP2013171691A (ja) 蓄電システム
JP5803849B2 (ja) 蓄電システム
JP2015131573A (ja) ハイブリッド車両
JP2014147222A (ja) 電池システム
JP2013083525A (ja) 車両用制御装置および残容量推定方法
JP5867373B2 (ja) 電池システムおよび、リチウムイオン二次電池の内部抵抗の推定方法
JP2016022907A (ja) 車両
JP2018157694A (ja) 車載バッテリの充電制御装置
JP2016149885A (ja) 二次電池の制御装置
JP2015095917A (ja) 車両
JP6102714B2 (ja) 蓄電システム
JP2014155401A (ja) 蓄電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160201

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5888315

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151