JP2017060313A - Vehicle electric power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system mounted on a vehicle.
従来から、ハイブリッド自動車や電気自動車のように、電力を利用して走行する電動車両が広く知られている。かかる電動車両には、電力を充放電するための蓄電装置が搭載されている。こうした車載の蓄電装置は、通常、充放電可能な電池要素を複数、電気的に接続して構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, electric vehicles that travel using electric power, such as hybrid vehicles and electric vehicles, are widely known. Such an electric vehicle is equipped with a power storage device for charging and discharging electric power. Such an in-vehicle power storage device is usually configured by electrically connecting a plurality of chargeable / dischargeable battery elements.
ここで、複数の電池要素は、使用していくなかで、徐々に電圧値のバラツキが生じることが知られている。こうした電圧値のバラツキが生じると、一部の電池要素の過充電や過放電を招く恐れがあった。そこで、従来から、複数の電池要素それぞれの電圧値を監視し、複数の電池要素における電圧値のバラツキが生じているときには、電圧値のバラツキが許容範囲内となるように、一部の電池要素を放電させる均等化処理を行う技術が知られている。(例えば特許文献1等)。
Here, it is known that the voltage values gradually vary as the plurality of battery elements are used. When such variations in voltage value occur, there is a risk that some battery elements are overcharged or overdischarged. Therefore, conventionally, the voltage values of each of the plurality of battery elements are monitored, and when there are variations in the voltage values of the plurality of battery elements, some of the battery elements are set so that the variations in the voltage values are within an allowable range. There is known a technique for performing an equalization process for discharging the gas. (For example,
かかる均等化処理を行うことで、電池要素の電圧値のバラツキを効果的に解消できる。しかしながら、こうした均等化処理は、電池要素が充放電を行っている間は、原則として、実施できない。そのため、車両によっては、均等化処理の機会を十分に確保できないおそれがあった。 By performing the equalization process, it is possible to effectively eliminate variations in the voltage values of the battery elements. However, such equalization processing cannot be performed in principle while the battery element is charging and discharging. Therefore, depending on the vehicle, there is a possibility that sufficient equalization processing opportunities cannot be secured.
特に、近年、太陽光で発電した電力を用いて蓄電装置を充電するソーラ充電機能を備えた電動車両が提案されている(例えば特許文献2等)。こうしたソーラ充電は、日中、比較的、長い時間をかけて実行される。そのため、こうしたソーラ充電機能を備えた電動車両では、蓄電装置が充電も放電もされていない時間が少なく、均等化処理の実施機会が確保しづらかった。 In particular, recently, an electric vehicle having a solar charging function for charging a power storage device using electric power generated by sunlight has been proposed (for example, Patent Document 2). Such solar charging is performed over a relatively long time during the day. Therefore, in an electric vehicle having such a solar charging function, there is little time during which the power storage device is neither charged nor discharged, and it is difficult to ensure an equalization processing opportunity.
そこで、本発明では、車載の蓄電装置に対して均等化処理を実施する機会をより確実に確保できる電源システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply system that can more reliably ensure an opportunity to perform equalization processing on an in-vehicle power storage device.
本発明の電源システムは、車両に搭載される電源システムであって、充放電可能な電池要素を複数接続して構成される蓄電装置と、太陽光によって発電するソーラ発電装置と、前記ソーラ発電装置で発電した電力で、前記蓄電装置を充電するソーラ充電装置と、前記複数の電池要素間の電圧バラツキを解消するために、一部の電池要素を放電させる均等化処理を実施する均等化回路と、少なくとも前記均等化回路の駆動を制御する制御部であって、前記蓄電装置の充放電中は、前記均等化処理の実施を禁止する制御部と、を備え、前記制御部は、前記均等化処理の未実施時間が予め規定された基準時間以上となった場合は、前記ソーラ充電実行中における均等化処理の実施を許可する、ことを特徴とする。 The power supply system of the present invention is a power supply system mounted on a vehicle, and is a power storage device configured by connecting a plurality of chargeable / dischargeable battery elements, a solar power generation device that generates power by sunlight, and the solar power generation device. A solar charging device that charges the power storage device with the electric power generated by the battery, and an equalization circuit that performs an equalization process for discharging some of the battery elements in order to eliminate voltage variations between the battery elements. A control unit that controls at least the drive of the equalization circuit, the control unit prohibiting execution of the equalization process during charging and discharging of the power storage device, and the control unit includes the equalization circuit When the non-execution time of the process is equal to or more than a predetermined reference time, the equalization process is permitted during the solar charging.
本発明によれば、均等化処理の未実施時間が予め規定された基準時間以上となった場合は、ソーラ充電実行中における均等化処理の実施を許可するため、蓄電装置に対して均等化処理を実施する機会をより確実に確保できる。 According to the present invention, when the non-equalization time of the equalization process is equal to or more than a predetermined reference time, the equalization process is performed on the power storage device in order to allow the equalization process to be performed during the solar charge execution. It is possible to secure the opportunity to implement
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態である電源システム10の構成を示す図である。この電源システム10は、電動車両、例えば、ハイブリッド車両や、電気自動車に搭載される。この電源システム10に設けられたメインバッテリ12は、外部電源からの供給電力による充電(以下「外部充電」という)、モータジェネレータ100の回生電力による充電(以下「回生充電」という)に加え、さらに、太陽光発電により得られた電力による充電が出来るようになっている。以下、この電源システム10について詳説する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
電源システム10は、三つのバッテリ、すなわち、メインバッテリ12、補機バッテリ14、追加バッテリ16を有している。メインバッテリ12は、車両の走行用エネルギを蓄積するバッテリで、充放電可能な蓄電装置である。このメインバッテリ12は、1以上の電池スタックを有しており、各電池スタックは、複数の電池セル32(図2参照)を直列接続して構成される。電池セル32は、例えば、充放電可能な二次電池であり、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池等である。
The
メインバッテリ12には、電池要素である電池セル32間での電圧値のバラツキを解消するための均等化回路34が組み込まれている。均等化回路34は、後に詳説するように、各電池セル32ごとに設けられている。そして、電圧値が高い電池セル32を放電させることで、電池要素間での電圧値のバラツキを解消する。
The
メインバッテリ12は、リレー104を介して電力変換装置102に接続され、電力変換装置102および車両走行用のモータジェネレータ100に電力を供給する。電力変換装置102およびモータジェネレータ100は、車両に搭載され、メインバッテリ12から供給される電力によって車両を走行させるための駆動力を発生させる。また、モータジェネレータ100は、発電も可能であり、この発電された電力を、電力変換装置102を介してメインバッテリ12に供給することで、メインバッテリ12が回生充電される。
The
メインバッテリ12には、さらに、外部充電を可能にするための充電器24およびコネクタ26,28も接続されている。コネクタは、AC電源に接続されるACコネクタ26と、DC電源に接続されるDCコネクタ28と、を有している。DCコネクタ28は、充電リレー29を介してメインバッテリ12に接続されている。また、ACコネクタ26は、AC/DC変換を行う充電器24および充電リレー29を介してメインバッテリ12に接続されている。補機バッテリ14は、周知の通り、車両に搭載された補機、例えば、空調装置や、制御部30等に駆動用電力を供給する。
The
ソーラパネル18は、車両に搭載され、太陽光によって発電するソーラ発電装置である。ソーラパネル18で発電された電力は、追加バッテリ16に供給され蓄積される。また、ソーラパネル18で発電された電力の一部は、降圧コンバータ22により降圧されて補機バッテリ14にも供給される。なお、図1における白抜きの矢印は、ソーラ発電で得られた電力の流れを示している。このソーラパネル18による発電、すなわち、ソーラ発電は、当然ながら、太陽が出ている日中にのみ行われる。
The solar panel 18 is a solar power generation device that is mounted on a vehicle and generates power using sunlight. The electric power generated by the solar panel 18 is supplied to and stored in the
追加バッテリ16は、ソーラ発電で得られた電力を一時的に蓄積する二次電池である。追加バッテリ16に蓄積された電力は、昇圧コンバータ20で昇圧されてメインバッテリ12に供給されたり、降圧コンバータ22で降圧され補機バッテリ14に供給されたりする。図1における破線の矢印は、追加バッテリ16からの電力の流れを示している。このうち、追加バッテリ16の電力をメインバッテリ12に供給し、メインバッテリ12を充電する処理を「ソーラ充電」と呼ぶ。そして、この追加バッテリ16と、当該追加バッテリ16をソーラパネル18およびメインバッテリ12に接続する回路と、がソーラパネル18で発電した電力で、メインバッテリ12を充電するソーラ充電装置に該当する。
The
ソーラ充電は、原則として、車両が走行しておらず、かつ、外部充電が行われていない時間に実行される。ここで、このソーラ充電は、夜間であっても一応実行可能である。しかし、追加バッテリ16の容量は、メインバッテリ12に比べて非常に小さいため、通常、ソーラ発電された電力でメインバッテリ12を満充電にするためには、ソーラ発電とソーラ充電とを繰り返し実行する必要がある。その結果、現実的には、ソーラ充電の実行時間帯は、ソーラ発電と同じく、日中に限定される。
In principle, solar charging is performed when the vehicle is not running and no external charging is performed. Here, this solar charging can be executed even at night. However, since the capacity of the
制御部30は、電源システム10を構成する各部の駆動を制御するもので、例えば、CPUとメモリ等で構成される。本実施形態の制御部30は、後述するように、均等化回路の駆動を制御する。この制御のために、制御部30には、各種センサで検知された電池セルの電圧値や回路に流れる電流値等が入力される。また、制御部30は、均等化回路の駆動を制御するために、車両の走行履歴、特に、夜間走行の時間等を記憶している。
The
次に、メインバッテリ12の均等化処理について図2を参照して説明する。図2は、電池スタックの回路構成を示す図である。既述した通り、メインバッテリ12は、1以上の電池スタックを有しており、各電池スタックは、直列に接続された複数の電池セル32を有している。電池スタックを構成する電池セル32の数は、電池スタックの要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。
Next, the equalization process of the
各電池セル32には、均等化回路34および電圧監視IC36が、電池セル32に対して並列に接続されている。電圧監視IC36は、対応する電池セル32の電圧値を検出し、制御部30に出力する。均等化回路34は、抵抗38とスイッチ40とを直列に接続した回路である。均等化回路34のスイッチ40がオンされることで、対応する電池セル32が放電される。この均等化回路34は、電池セル32間の電圧値を揃えるために用いられる。例えば、特定の電池セル32の電圧値が、他の電池セル32の電圧値よりも高いときには、特定の電池セル32に対応した均等化回路34のスイッチ40がオンされ、特定の電池セル32を放電させる。
In each
このように均等化回路34を用いて電池セル32間の電圧値のバラツキを解消するのは、充放電の動作領域を確保するためである。これについて図3を参照して説明する。図3は、複数(図示例では五つ)の電池セル32の電圧値のバラツキの一例を示す図である。一般に、電池セル32の電圧は、過充電や過放電を避けるために、予め定められた下限電圧値以上、上限電圧値以下に制御されている。図3に示すように、複数の電池セル32において、電圧値のバラツキが発生した状態の場合、過放電を避けるためには、電圧値の低い電池セル32(図3の例ではセル3)が下限電圧値に達すれば、他の電池セル32が下限電圧値に達していなくてもメインバッテリ12からの放電を停止しなければならない。また、過充電を避けるためには、電圧値の高い電池セル32(図3の例ではセル2)が上限電圧値に達すれば、他の電池セル32が上限電圧値に達していなくてもメインバッテリ12への充電を停止しなければならない。つまり、電圧値のバラツキが発生している場合、バラツキが発生していない場合と比べ、早期に充電または放電を停止しなければならず、充放電の動作領域(電圧の許容変動範囲)が狭くなる。
The reason why the variation in the voltage value between the
そこで、従来から、各電池セル32の電圧を監視し、電圧値のバラツキが発生した場合には、電圧値の高い電池セル32を放電させて、電圧値を均等化させる均等化処理を行うことが提案されている。かかる均等化処理を行うことで、充放電の動作領域が狭くなることを防止できる。なお、本実施形態では、電圧監視IC36や均等化回路34を、電池セル32ごとに設けているが、こうした構成に加えて、または、替えて、電池スタックごとの電圧を検知する電圧監視IC36や、電圧スタックごとの放電を行う均等化回路34を設けてもよい。
Therefore, conventionally, the voltage of each
ところで、こうした均等化処理は、電池セル32の電圧が安定した状態、すなわち、分極に伴う電圧変動量がない状態で実施されることが望ましい。通常、二次電池の分極は、充放電により生じるが、二次電池を充放電せずに放置すれば、分極は、解消される。そのため、均等化処理は、原則として、メインバッテリ12が充放電されていないときに実施される。
By the way, such equalization processing is desirably performed in a state where the voltage of the
しかしながら、この原則に厳密に従った場合、ソーラ充電機能を有した車両では、均等化処理の機会が得られないおそれがあった。すなわち、既述した通り、通常、ソーラ充電は、日中に行われることが多い。そのため、ソーラ充電機能を有した車両において、均等化処理が実施できるのは、車両走行も外部充電も行われていない夜間になりやすい。そして、夜間走行の頻度の高い車両の場合、例えば、夜間も営業を続けるタクシー等の場合、均等化処理の実施機会が少なくなるおそれがあった。 However, if this principle is strictly followed, a vehicle having a solar charging function may not have an equalization process. That is, as described above, solar charging is usually performed during the day. Therefore, in a vehicle having a solar charging function, the equalization process can be performed at night when the vehicle is neither running nor being externally charged. In the case of a vehicle that frequently travels at night, for example, in the case of a taxi or the like that continues to operate at night, there is a possibility that the equalization processing opportunity may be reduced.
そこで、本実施形態では、夜間走行が多く、均等化処理の未実施時間が所定の基準時間以上であると推測できる場合には、例外的に、ソーラ充電と均等化処理とを並行して行うようにしている。すなわち、通常、均等化処理のために電池セル32を放電させる場合には、電圧監視IC36で検知した電池セル32の電圧値に応じて均等化回路34のスイッチ40のオンオフを切り替えるフィードバック制御を行っている。これにより、各電池セル32の電圧を正確に調整することができ、高精度な均等化処理が可能となる。
Therefore, in this embodiment, when it is estimated that there are many night runs and the non-equalization time is equal to or longer than a predetermined reference time, solar charging and equalization processing are performed in parallel, as an exception. I am doing so. That is, normally, when discharging the
ソーラ充電を実行している際には、各電池セル32の電圧値が安定しないため、上述したようなフィードバック制御ができず、高精度での均等化処理は困難である。しかし、ソーラ充電中は、他の充放電処理、例えば、外部充電処理や、車両走行のための放電処理の実施中に比べて、メインバッテリ12に流れる電流値が非常に小さく、分極に起因する電圧変動も小さい。そのため、完全に分極が解消した場合(完全に充放電されていない場合)と比べると精度は落ちるものの、ソーラ充電中においても、一応、均等化処理が可能となる。そこで、本実施形態では、夜間走行の頻度が多いなど特定の条件を満たす場合には、ソーラ充電と均等化処理との並行実施を許容している。
When solar charging is being performed, the voltage value of each
なお、ソーラ充電中は、電池セル32の電圧値が安定していないため、検出電圧値に応じて放電を制御するフィードバック制御は、困難となる。そこで、ソーラ充電と並行して均等化処理を行う場合は、各電池セル32ごとに、必要な放電容量を演算により算出し、さらに、その放電容量分の放電に必要な放電時間を算出し、算出された放電時間分、放電を継続するというフィードフォワード制御を行う。以下では、ソーラ充電との並行実施を許容するフィードフォワード制御による均等化処理を「ソーラ中均等化処理」、充放電が完全に停止した状態で行うフィードバック制御による均等化処理を「通常均等化処理」と呼び、区別する。ソーラ中均等化処理、通常均等化処理の具体的な制御の流れについては、後に詳説する。
In addition, since the voltage value of the
次に、図4を参照して、均等化処理の実施可否を決定する流れについて説明する。均等化処理の実施可否を決定するために、制御部30は、まず、メインバッテリ12が放電中または外部充電中か否かを確認する(S10)。メインバッテリ12が放電中または外部充電中の場合、各電池セル32の電圧は安定していないため、この場合、制御部30は、通常均等化処理、ソーラ中均等化処理のいずれも行わない。
Next, a flow for determining whether or not to perform equalization processing will be described with reference to FIG. In order to determine whether or not the equalization process can be performed, the
一方、メインバッテリ12が放電中、外部充電中のいずれでもない場合、制御部30は、現在が夜間であるか否かを判定する(S12)。この判定は、例えば、車両に搭載された時計で得られた時刻に基づいて行うようにしてもよい。また、ソーラ発電が所定以上実施されていない場合、夜間であると判定するようにしてもよい。判定の結果、現在が夜間である場合、メインバッテリ12は、放電も外部充電も、ソーラ充電もされていないと判断できる。したがって、この場合は、通常均等化処理が実施できるため、ステップS28に進む。
On the other hand, when the
ステップS28では、制御部30は、電池セル32の分極が解消された否かを判定する。分極状態は、無負荷条件が成立してから経過時間に基づいて判断される。具体的には、制御部30は、消費電流が0A、または、消費電力が0Wとなってからの経過時間をカウントする。そして、制御部30は、この経過時間が、所定の分極解消時間を越えれば、分極が解消したと判断する。なお、分極解消時間は、温度によって変動するため、温度に対する分極解消時間を予めマップ等の形式で記憶しておくことが望ましい。
In step S28, the
分極が解消していない場合、制御部30は、分極が解消するまで待機する。そして、分極が解消したと判断できれば、制御部30は、各電池セル32の電圧値(開放電圧値:OCV)を取得し、得られた電圧値に基づいて、通常均等化処理を実施する(S30,32)。
When the polarization has not been eliminated, the
一方、ステップS12で夜間でないと判定された場合、制御部30は、続いて、ソーラ充電中か否かを確認する(S14)。ソーラ充電中でない場合、すなわち、追加バッテリ16からメインバッテリ12への電力供給がなされていない場合は、やはり、通常均等化処理が実施できるため、制御部30は、ステップS28に進み、通常均等化処理(S30,32)を実施する。
On the other hand, when it is determined in step S12 that it is not nighttime, the
ステップS14でソーラ充電中、すなわち、追加バッテリ16からメインバッテリ12への電力供給がなされていると判定された場合、制御部30は、続いて、夜間走行の頻度が高いか否かを判定する(S16)。夜間走行の頻度は、例えば、所定時間(例えば1ヶ月等)中の夜間走行の積算時間や、所定時間(例えば1ヶ月等)中に規定時間以上の夜間走行を実施した積算日数等で評価すればよい。また、これら積算時間や積算日数は、単純に加算するのではなく、直近の走行時間、走行日数ほど評価が高くなるように重み付け加算するようにしてもよい。いずれにしても、制御部30は、これら夜間走行の頻度を示す数値が、予め規定された閾値を越える場合に、夜間走行の頻度が高いと判定する。
If it is determined in step S14 that the solar battery is being charged, that is, if power is supplied from the
ここで、既述した通り、夜間走行の頻度が高い場合は、均等化処理の未実施時間が長い可能性が高い。一方、夜間走行の頻度が高くない場合には、過去の夜間の間に均等化処理が実施できており、均等化処理の未実施時間は短いと推測できる。したがって、夜間走行の頻度が高くなく、均等化処理の未実施時間が所定の基準時間よりも短いと推測できる場合には、現時点では均等化処理を実施せず、処理を終了する。 Here, as described above, when the frequency of night driving is high, there is a high possibility that the time during which the equalization processing is not performed is long. On the other hand, when the frequency of night driving is not high, the equalization process can be performed during the past night, and it can be estimated that the time during which the equalization process is not performed is short. Therefore, when it can be estimated that the frequency of night travel is not high and the non-equalization processing non-execution time is shorter than the predetermined reference time, the equalization processing is not performed at the present time and the processing ends.
一方、夜間走行の頻度が高く、均等化処理の未実施時間が所定の基準時間よりも長いと推測できる場合には、ソーラ充電中であっても、均等化処理を実施することが望ましい。したがって、この場合には、制御部30は、ソーラ中均等化処理を実施する(S24)。ソーラ中均等化処理を実施する場合には、まず、現在実行中のソーラ充電を一時的に禁止し(S18)、各電池セル32の分極が解消するまで待機する(S20)。そして、分極が解消すれば、各電池セル32の電圧値(開放電圧値:OCV)を取得する(S22)。そして、開放電圧値OCVが得られれば、その値に基づいてソーラ中均等化処理を実施する(S24)。また、このソーラ中均等化処理と並行してソーラ充電の実施を許可する(S26)。
On the other hand, when the frequency of night driving is high and it can be estimated that the non-equalization time is longer than the predetermined reference time, it is desirable to perform the equalization process even during solar charging. Therefore, in this case, the
このように、夜間走行の頻度が高く、均等化処理の未実施時間が長いと推測できる場合には、ソーラ充電と均等化処理とを並行実施することで、均等化処理の実施機会をより確実に確保できる。 In this way, when it is estimated that the frequency of night driving is high and the non-equalization process is long, the solar charging and the equalization process are performed in parallel, so that the equalization process can be performed more reliably. Can be secured.
次に、通常均等化処理およびソーラ中均等化処理について図5、図6を参照して説明する。通常均等化処理を行う場合には、制御部30は、まず、複数の電池セル32のうち、最大の電圧値Vmaxと最小の電圧値Vminとの差分値ΔV=|Vmax−Vmin|を、規定の基準値ΔVdefと比較する(S40)。比較の結果、差分値ΔVが、基準値ΔVdefより小さい場合、複数の電池セル32は既に均等化されていると判断し、均等化処理を終了する。一方、差分値ΔVが、基準値ΔVdef以上の場合には、均等化のために一部の電池セル32を放電する。
Next, the normal equalization process and the solar equalization process will be described with reference to FIGS. When performing normal equalization processing, the
具体的には、制御部30は、i番目の電池セル32の電圧値Vciと最小電圧値Vminとの差分値ΔVciを算出し、この差分値ΔVciと基準値ΔVdefとを比較する(S42)。比較の結果、差分値ΔVciが基準値ΔVdef未満の場合は、i番目の電池セル32の放電は不要であると判断し、次の電池セル32に進む(S48,S49)。一方、差分値ΔVciが基準値ΔVdef以上であれば、i番目の電池セル32に対応する均等化回路34のスイッチ40をオンにして、i番目の電池セル32の放電を開始する(S44)。そして、電圧監視IC36で検知される電圧値Vciが、最小の電圧値Vminに達するまで放電を継続する(S46)。放電の結果、i番目の電池セル32の電圧値Vciが、最小の電圧値Vminに達すれば、放電を終了する(S47)。以降、同様の処理を、全ての電池セル32に対して行う。
Specifically, the
以上の通り、通常均等化処理では、放電中に、電圧監視IC36で検知される電圧値Vciをモニタリングし、この電圧値Vciに応じて、放電の継続、切替を行っている。そのため、電池セル32を高精度で目標電圧値(Vmin)にすることができ、結果として、高精度で均等化できる。
As described above, in the normalization process, the voltage value Vci detected by the
次に、ソーラ中均等化処理について図6を参照して説明する。ソーラ中均等化処理においても、制御部30は、まず、複数の電池セル32のうち、最大の電圧値Vmaxと最小の電圧値Vminとの差分値ΔV=|Vmax−Vmin|を、規定の基準値ΔVdefと比較する(S50)。そして、ΔV<ΔVdefの場合には、均等化処理を終了する。一方、ΔV≧ΔVdef以上の場合には、均等化のために一部の電池セル32を放電する。
Next, the in-solar equalization process will be described with reference to FIG. Also in the solar equalization process, the
具体的には、制御部30は、i番目の電池セル32の電圧値Vciと最小電圧値Vminとの差分値ΔVciを算出し、この差分値ΔVciと基準値ΔVdefとを比較する(S52)。比較の結果、差分値ΔVciが基準値ΔVdef未満の場合は、i番目の電池セル32の放電は不要であると判断し、次の電池セル32に進む(S58,S59)。一方、差分値ΔVciが基準値ΔVdef以上であれば、差分値ΔVci(=|Vci−Vm|)から必要放電時間Tciを算出する(S53)。すなわち、電圧の差分値ΔVciが分かれば、i番目の電池セル32の電圧をVminまで降下させるために必要な放電容量が演算で算出できる。そして、この必要放電容量が判れば、当該必要放電量だけ放電するために必要な必要放電時間Tciも演算により算出できる。
Specifically, the
制御部30は、必要放電時間Tciが算出できれば、i番目の電池セル32の放電を開始する(S54)。この放電は、算出された必要放電時間Tciが経過するまで継続する(S56)。そして、i番目の電池セル32の放電時間が、必要放電時間Tciに達すれば、放電を終了する(S57)。以降、同様の処理を、全ての電池セル32に対して行う。
If the required discharge time Tci can be calculated, the
以上の説明から明らかな通り、ソーラ均等化処理では、各電池セルの電圧値と目標電圧値(最小の電圧値)との差分に基づいて必要放電時間を算出し、この必要放電時間に従ってフィードフォワード制御を行っている。また、この必要放電時間の算出に用いられるセルの電圧値および目標電圧値は、いずれも、ソーラ充電を一時的に禁止した時間中に得られた開放電圧値OCVであり、信頼性の高い値である。そのため、フィードバック制御を行う通常均等化処理よりも精度が劣るものの、ある程度の精度で、均等化が可能となる。 As apparent from the above description, in the solar equalization process, the required discharge time is calculated based on the difference between the voltage value of each battery cell and the target voltage value (minimum voltage value), and feedforward is performed according to this required discharge time. Control is in progress. Further, the cell voltage value and the target voltage value used for calculating the necessary discharge time are both open circuit voltage values OCV obtained during the time in which solar charging is temporarily prohibited, and are highly reliable values. It is. Therefore, although the accuracy is inferior to that of the normal equalization process in which feedback control is performed, equalization can be performed with a certain degree of accuracy.
なお、これまで説明した構成は、一例であり、均等化処理の未実施時間が予め規定された基準時間以上となった場合は、ソーラ充電中における均等化処理の実施を許可するのであれば、その他の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、本実施形態では、夜間走行の頻度から均等化処理の未実施時間を推測する構成としているが、均等化処理の実施履歴を記録しておき、当該記録を参照して均等化処理の未実施時間を取得するようにしてもよい。また、本実施形態では、ソーラ充電中の均等化処理と、充放電を全く行っていない時に行う均等化処理とで、処理内容を異ならせているが、両者は、同じ内容であってもよい。また、図5、図6に示すフローチャートでは、電池セル32を一つずつ順番に放電する処理となっているが、複数の電池セル32を同時に放電するようにしてもよい。いずれにしても、特定の条件を満たす場合にソーラ充電と均等化処理との並行実施を許容することで、均等化処理の実施機会をより確実に確保することができる。
The configuration described so far is an example, and when the non-equalization time of the equalization process is equal to or more than a predetermined reference time, if the equalization process is allowed to be performed during solar charging, Other configurations may be changed as appropriate. For example, in the present embodiment, the configuration is such that the non-equalization process execution time is estimated from the frequency of night driving, but the equalization process execution history is recorded and the equalization process is not performed with reference to the record. You may make it acquire implementation time. Further, in the present embodiment, the processing content is different between the equalization processing during solar charging and the equalization processing performed when charging / discharging is not performed at all, but both may have the same content. . In the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6, the
10 電源システム、12 メインバッテリ、14 補機バッテリ、16 追加バッテリ、18 ソーラパネル、20 昇圧コンバータ、22 降圧コンバータ、24 充電器、26,28 コネクタ、29 充電リレー、30 制御部、32 電池セル、34 均等化回路、36 電圧監視IC、38 抵抗、40 スイッチ、100 モータジェネレータ、102 電力変換装置、104 リレー。
10 power supply system, 12 main battery, 14 auxiliary battery, 16 additional battery, 18 solar panel, 20 step-up converter, 22 step-down converter, 24 charger, 26, 28 connector, 29 charge relay, 30 control unit, 32 battery cell, 34 equalization circuit, 36 voltage monitoring IC, 38 resistance, 40 switch, 100 motor generator, 102 power converter, 104 relay.
Claims (1)
充放電可能な電池要素を複数接続して構成される蓄電装置と、
太陽光によって発電するソーラ発電装置と、
前記ソーラ発電装置で発電した電力で、前記蓄電装置を充電するソーラ充電装置と、
前記複数の電池要素間の電圧バラツキを解消するために、一部の電池要素を放電させる均等化処理を実施する均等化回路と、
少なくとも前記均等化回路の駆動を制御する制御部であって、前記蓄電装置の充放電中は、前記均等化処理の実施を禁止する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記均等化処理の未実施時間が予め規定された基準時間以上となった場合は、前記ソーラ充電実行中における均等化処理の実施を許可する、
ことを特徴とする車両の電源システム。
A power supply system mounted on a vehicle,
A power storage device configured by connecting a plurality of chargeable / dischargeable battery elements;
A solar power generation device that generates power by sunlight;
A solar charging device that charges the power storage device with the power generated by the solar power generation device; and
An equalization circuit for performing an equalization process for discharging some of the battery elements in order to eliminate voltage variation between the plurality of battery elements;
A control unit that controls at least the driving of the equalization circuit, and during the charge and discharge of the power storage device, a control unit that prohibits the execution of the equalization process;
With
When the non-execution time of the equalization process is equal to or more than a predetermined reference time, the control unit permits the execution of the equalization process during execution of the solar charging.
A power supply system for a vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015183471A JP2017060313A (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Vehicle electric power system |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=58391799
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107508463A (en) * | 2017-08-14 | 2017-12-22 | 华为技术有限公司 | Photovoltaic DC converter exports pressure limiting method and device |
KR101916682B1 (en) * | 2018-06-27 | 2018-11-12 | 주식회사 휴네이트 | Background cell balancing system and method thereof |
-
2015
- 2015-09-16 JP JP2015183471A patent/JP2017060313A/en active Pending
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