JP2019038327A - Storage battery management device and hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide a storage battery management device for managing SOC of a storage battery device along an operation plan of a vehicle.SOLUTION: A storage battery management device generates necessary vehicle output plan data when a vehicle travels on a track by receiving operation time data, track data and cargo transportation plan data, and specifies a section t1-t2 of the track where the vehicle cannot travel only by output of an internal combustion engine based on the necessary vehicle output plan data, and calculates a discharge power quantity Edis-bat of a battery in the section t1-t2, and calculates the sum total of a dischargeable power quantity and the discharge power quantity Edis-bat corresponding to a minimum value SOC-min by referring to a map MP, and calculates an SOC target value SOC-target for realizing the dischargeable power quantity of the battery corresponding to the sum total, and starts charging of the battery by using output of the internal combustion engine before the time t1, and calculates the charging starting period time t0 of becoming larger than the discharge power quantity Edis-bat in the charging power quantity of the battery in the time t1.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明の実施形態は、蓄電池管理装置およびハイブリッド車両に関する。   Embodiments described herein relate generally to a storage battery management device and a hybrid vehicle.

例えば、鉄道の貨物車両の運行時刻データ(出発時刻、到着時刻)は、顧客の要求に沿って、路線データ(曲線、勾配)や、貨物の負荷などに基づいて作成される。
近年、例えば内燃機関と蓄電池装置とを搭載したハイブリッド車両が提案されている。ハイブリッド車両を鉄道車両として用いる場合、例えば、運行時刻データに基づいて要求されるトルクが演算され、内燃機関の出力により満たすことができないトルクを蓄電池装置から得られるエネルギーにより補って鉄道車両を走行させることが可能である。
For example, the operation time data (departure time and arrival time) of a railway freight vehicle is created based on route data (curve, slope), freight load, and the like according to customer requirements.
In recent years, for example, hybrid vehicles equipped with an internal combustion engine and a storage battery device have been proposed. When a hybrid vehicle is used as a railway vehicle, for example, the required torque is calculated based on the operation time data, and the railway vehicle is made to travel by supplementing the torque that cannot be satisfied by the output of the internal combustion engine with the energy obtained from the storage battery device. It is possible.

特開2015−91683号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-91683

ハイブリッド車両は、内燃機関と蓄電池装置との両方を組み合わせて構成されるため、搭載される部品点数が多くなる傾向がある。ハイブリッド車両の内燃機関の容量と蓄電池装置のバッテリ容量とは、例えば、車両の製造コストや大きさなどが許容される範囲内で決定される。
ハイブリッド車両は様々な路線を走行する可能性があり、ハイブリッド車両の性能にて出発地から目的地まで運行可能とするために、蓄電池装置の充電状態(SOC:state of charge)を制御することが必要であった。
Since the hybrid vehicle is configured by combining both the internal combustion engine and the storage battery device, the number of components to be mounted tends to increase. The capacity of the internal combustion engine of the hybrid vehicle and the battery capacity of the storage battery device are determined within a range in which, for example, the manufacturing cost and size of the vehicle are allowed.
The hybrid vehicle may travel on various routes, and the state of charge (SOC) of the storage battery device can be controlled so that the hybrid vehicle can be operated from the starting point to the destination with the performance of the hybrid vehicle. It was necessary.

例えば、ハイブリッド車両が勾配の大きい区間を走行するときには、内燃機関の性能のみにより要求トルクを満たすことができず、蓄電池装置から供給されるエネルギーが必須となる状況が想定される。このような場合には、貨物車両が勾配の大きい区間を走行する前に、蓄電装置に十分なエネルギーが充電されていることが必要である。
また、ハイブリッド車両が内燃機関の性能のみで運転可能な区間では、モータからの回生電流により蓄電池装置のバッテリを充電可能とし、エネルギーを有効利用することが望ましい。
For example, when the hybrid vehicle travels in a section with a large gradient, it is assumed that the required torque cannot be satisfied only by the performance of the internal combustion engine and the energy supplied from the storage battery device is essential. In such a case, it is necessary for the power storage device to be charged with sufficient energy before the freight vehicle travels in a section with a large gradient.
Further, in a section where the hybrid vehicle can be operated only by the performance of the internal combustion engine, it is desirable that the battery of the storage battery device can be charged by the regenerative current from the motor and the energy is used effectively.

本発明の実施形態は、上記事情を鑑みて成されたものであって、車両の運行時刻データに沿って蓄電池装置のバッテリのSOCを管理する蓄電池管理装置およびハイブリッド車両を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention are made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a storage battery management device and a hybrid vehicle that manage the SOC of the battery of the storage battery device along the operation time data of the vehicle. To do.

実施形態による蓄電池管理装置は、内燃機関の出力と蓄電池装置の出力との少なくとも一方を利用して駆動される車両の前記蓄電池装置のバッテリのSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを算出する装置であって、前記車両の運行時刻データ、路線データ、および、貨物運搬計画データを外部から取得するデータ抽出部と、前記データ抽出部から運行時刻データ、路線データおよび貨物運搬計画データを受け取り、前記車両が路線を走行する際の必要車両出力計画データを生成する必要車両出力計画データ生成部と、前記必要車両出力計画データを受け取り、前記車両が前記内燃機関の出力のみで走行できない前記路線の区間を特定し、前記区間における前記バッテリの放電電力量を算出するバッテリ放電電力量算出部と、前記バッテリのSOCに対応する放電可能電力量のマップを参照し、前記バッテリを充電しなかったときの前記区間の開始時刻における前記バッテリのSOCに対応する放電可能電力量と、前記放電電力量との和を算出し、前記和に対応する前記バッテリの放電可能電力量を実現するSOCを算出し、前記区間の開始時刻における前記バッテリのSOC目標値を算出するSOC目標値算出部と、前記区間の開始時刻に先立って前記内燃機関の出力を利用して前記バッテリの充電を開始したとき、前記区間の開始時刻にて前記バッテリの充電電力量が前記バッテリの前記放電電力量よりも大きくなるタイミングを算出するバッテリ充電開始期限時刻算出部と、を備える。   The storage battery management device according to the embodiment calculates the SOC target value of the battery of the storage battery device and the battery charging start time limit of the vehicle driven using at least one of the output of the internal combustion engine and the output of the storage battery device. The operation time data, route data, and freight transportation plan data of the vehicle are obtained from outside, and the operation time data, route data and freight transportation plan data are received from the data extraction unit, A necessary vehicle output plan data generating unit that generates necessary vehicle output plan data when the vehicle travels on a route, and a section of the route that receives the necessary vehicle output plan data and the vehicle cannot travel only with the output of the internal combustion engine A battery discharge power amount calculation unit that calculates a discharge power amount of the battery in the section; and Referring to the map of the dischargeable electric energy corresponding to the SOC of the battery, the sum of the dischargeable electric energy and the dischargeable electric energy corresponding to the SOC of the battery at the start time of the section when the battery is not charged An SOC target value calculation unit that calculates an SOC that realizes the dischargeable electric energy of the battery corresponding to the sum, calculates an SOC target value of the battery at a start time of the section, and a start of the section When charging of the battery is started using the output of the internal combustion engine prior to the time, a timing at which the charge power amount of the battery becomes larger than the discharge power amount of the battery at the start time of the section is calculated. A battery charging start time limit calculating unit.

図1は、本実施形態の蓄電池管理装置を搭載した地上システムと、車載システムとの構成例を概略的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a ground system on which the storage battery management device of this embodiment is mounted and an in-vehicle system. 図2は、蓄電池管理装置によりSOCを管理されるバッテリを搭載した車両の一構成例を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration example of a vehicle equipped with a battery whose SOC is managed by the storage battery management device. 図3は、通常運転モードおよびハイブリッドパワーモードについて、車両の速度と車両の牽引力との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the vehicle speed and the vehicle traction force in the normal operation mode and the hybrid power mode. 図4は、本実施形態の蓄電池管理装置の構成例を概略的に示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration example of the storage battery management device of the present embodiment. 図5は、本実施形態の蓄電池管理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the operation of the storage battery management device of the present embodiment. 図6は、バッテリの放電可能電力マップの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a battery dischargeable power map. 図7は、バッテリのSOCと放電可能電力量との関係の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the SOC of the battery and the amount of electric power that can be discharged. 図8は、実施形態のハイブリッド車両における車両制御装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of the operation of the vehicle control device in the hybrid vehicle of the embodiment. 図9は、蓄電池管理装置で演算されたSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを用いて、走行シミュレーションを行った結果の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a result of running simulation using the SOC target value calculated by the storage battery management device and the battery charging start time limit. 図10は、蓄電池管理装置で演算されたSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを用いて、走行シミュレーションを行った結果の他の例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a result of running simulation using the SOC target value calculated by the storage battery management device and the battery charging start time limit.

以下、実施形態の蓄電池管理装置およびハイブリッド車両について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の蓄電池管理装置を搭載した地上システムと、車載システムとの構成例を概略的に示すブロック図である。
Hereinafter, a storage battery management device and a hybrid vehicle of an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a ground system on which the storage battery management device of this embodiment is mounted and an in-vehicle system.

地上システムは、運行管理装置10と蓄電池管理装置20とを備えている。地上システムは、複数の車載システムと通信可能に構成されている。
運行管理装置10は、路線データと、貨物運搬計画データと、運行時刻データとを備えている。
路線データは、複数の路線のそれぞれについて、駅の位置情報と線路の曲率の位置情報と、線路の勾配の位置情報とを含む。
運行時刻データは、車両が走行する路線の複数の駅のそれぞれにおける、車両の到着時刻と出発時刻とを含む。
貨物運搬計画データは、車両の運行における各駅での負荷状態(荷物の総重量を示す値)と、負荷状態における速度制限情報とを含む。
The ground system includes an operation management device 10 and a storage battery management device 20. The ground system is configured to be able to communicate with a plurality of in-vehicle systems.
The operation management device 10 includes route data, cargo transportation plan data, and operation time data.
The route data includes, for each of a plurality of routes, station position information, track curvature position information, and track gradient position information.
The operation time data includes the arrival time and departure time of the vehicle at each of a plurality of stations on the route on which the vehicle travels.
The cargo transportation plan data includes a load state (a value indicating the total weight of the load) at each station in the operation of the vehicle and speed limit information in the load state.

蓄電池管理装置20は、例えば、CPU(central processing unit)やMPU(micro processing unit)などのプロセッサを少なくとも1つと、メモリと、を備えた演算装置である。蓄電池管理装置20は、運行管理装置10から路線データと、貨物運搬計画データと、運行時刻データとを取得し、車両に搭載された蓄電池装置(図2に示す)のSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを演算可能である。
なお、蓄電池管理装置20は、路線を走行する車両の性能に関するデータ(バッテリの容量、バッテリの使用履歴、バッテリおよび内燃機関の最大出力などのデータ)を備えていてもよく、車両の性能に関するデータを外部から取得可能に構成されてもよい。
The storage battery management device 20 is an arithmetic device that includes at least one processor such as a central processing unit (CPU) or a micro processing unit (MPU) and a memory. The storage battery management device 20 acquires route data, freight transportation plan data, and operation time data from the operation management device 10, and starts the SOC target value and battery charging of the storage battery device (shown in FIG. 2) mounted on the vehicle. The deadline time can be calculated.
The storage battery management device 20 may include data relating to the performance of the vehicle traveling on the route (data such as battery capacity, battery usage history, battery and maximum output of the internal combustion engine), and data relating to vehicle performance. May be obtained from the outside.

車載システムは、車両制御装置7を備えている。車両制御装置7は、車両に搭載された様々な機器を協働制御する。
図2は、蓄電池管理装置によりSOCを管理されるバッテリを搭載した車両の一構成例を概略的に示すブロック図である。
The in-vehicle system includes a vehicle control device 7. The vehicle control device 7 cooperatively controls various devices mounted on the vehicle.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration example of a vehicle equipped with a battery whose SOC is managed by the storage battery management device.

車両は、内燃機関1と、発電機2と、コンバータ3と、インバータ4と、蓄電池装置5と、モータ6と、車両制御装置7と、を備えたハイブリッド車両である。
内燃機関1は、例えばディーゼルエンジンである。内燃機関1は、車両制御装置7からの出力指令に基づいて出力を制御可能である。
The vehicle is a hybrid vehicle including an internal combustion engine 1, a generator 2, a converter 3, an inverter 4, a storage battery device 5, a motor 6, and a vehicle control device 7.
The internal combustion engine 1 is, for example, a diesel engine. The internal combustion engine 1 can control the output based on an output command from the vehicle control device 7.

発電機2は、例えば、内燃機関1の出力により発電し、適切な交流電力(電気エネルギー)に変換してコンバータ3へ出力可能である。また、発電機2は、例えば、コンバータ3から供給された電気エネルギーを変換して得られた機械エネルギーを内燃機関1へ供給し、内燃機関1のシャフトを回転駆動することが可能である。発電機2から出力された交流電力は、コンバータ3へ供給される。発電機2は、車両制御装置7からの制御信号により動作を制御される。   For example, the generator 2 can generate electric power from the output of the internal combustion engine 1, convert it into appropriate AC power (electric energy), and output it to the converter 3. Further, the generator 2 can supply, for example, mechanical energy obtained by converting electrical energy supplied from the converter 3 to the internal combustion engine 1 to drive the shaft of the internal combustion engine 1 to rotate. The AC power output from the generator 2 is supplied to the converter 3. The operation of the generator 2 is controlled by a control signal from the vehicle control device 7.

コンバータ3は、直流リンクから供給された直流電力を交流電力に変換して発電機2へ出力可能に構成されている。また、発電機2から供給された交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力可能に構成されている。コンバータ3は、車両制御装置7からの制御信号により動作を制御される。コンバータ3は、直流リンクを介して、インバータ4と蓄電池装置5と電気的に接続可能に構成されている。   The converter 3 is configured to convert DC power supplied from the DC link into AC power and output the AC power to the generator 2. Further, the AC power supplied from the generator 2 is converted into DC power and output to the DC link. The operation of the converter 3 is controlled by a control signal from the vehicle control device 7. Converter 3 is configured to be electrically connectable to inverter 4 and storage battery device 5 via a DC link.

蓄電池装置5は、例えば、バッテリと、バッテリの電圧、電流、および、温度を検出する検出回路と、電池制御回路と、車両制御装置7と通信を行う通信回路と(いずれも図示せず)、を備えている。   The storage battery device 5 includes, for example, a battery, a detection circuit that detects the voltage, current, and temperature of the battery, a battery control circuit, and a communication circuit that communicates with the vehicle control device 7 (all not shown), It has.

バッテリは、例えば、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池、などの電池セルを複数備えている。バッテリの正極端子は高電位側の直流リンクと電気的に接続可能であり、バッテリの負極端子は低電位側の直流リンクと電気的に接続可能である。   The battery includes a plurality of battery cells such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries. The positive terminal of the battery can be electrically connected to the high potential side DC link, and the negative terminal of the battery can be electrically connected to the low potential side DC link.

電池制御回路は、検出回路から受信するバッテリの電圧、電流、および、温度などの情報から、バッテリの充電状態(SOC:state of charge)の推定値を演算することができる。電池制御回路は、演算した充電状態の推定値を、通信回路を介して車両制御装置7へ送信してもよい。電池制御回路は、例えば、車両制御装置7からの制御信号により動作を制御される。電池制御回路は、例えばCPUやMPUなどの少なくとも1つのプロセッサと、メモリとを備えた演算装置である。   The battery control circuit can calculate an estimated value of the state of charge (SOC) of the battery from information such as the voltage, current, and temperature of the battery received from the detection circuit. The battery control circuit may transmit the calculated estimated value of the state of charge to the vehicle control device 7 via the communication circuit. The operation of the battery control circuit is controlled by a control signal from the vehicle control device 7, for example. The battery control circuit is an arithmetic unit that includes at least one processor such as a CPU and an MPU, and a memory.

インバータ4は、直流リンクを介して、コンバータ3および蓄電池装置5と電気的に接続可能に構成されている。インバータ4は、交流電力ラインを介してモータ6と電気的に接続している。インバータ4は、例えば、直流電力と3相交流電力とを相互に変換可能な電力変換器である。インバータ4は、直流リンクから供給される直流電力を交流電力に変換して交流電力ラインへ出力可能である。また、インバータ4は、交流電力ラインを介してモータ6から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力可能である。インバータ4は、車両制御装置7からの制御信号により動作を制御される。   Inverter 4 is configured to be electrically connectable to converter 3 and storage battery device 5 via a DC link. The inverter 4 is electrically connected to the motor 6 via an AC power line. The inverter 4 is a power converter that can convert DC power and three-phase AC power, for example. The inverter 4 can convert DC power supplied from the DC link into AC power and output it to the AC power line. Further, the inverter 4 can convert AC power supplied from the motor 6 through the AC power line into DC power and output it to the DC link. The operation of the inverter 4 is controlled by a control signal from the vehicle control device 7.

モータ6は、インバータ4から供給される電気エネルギー(交流電力)を機械エネルギーに変換可能であるとともに、車輪から伝達される機械エネルギーを電気エネルギー(交流電力)に変換可能な電動機である。モータ6は、車両制御装置7からの制御信号により動作を制御される。モータ6から出力された軸トルクが車輪に伝達され、車両はモータ6に駆動される。   The motor 6 is an electric motor that can convert electrical energy (AC power) supplied from the inverter 4 into mechanical energy and can convert mechanical energy transmitted from the wheels into electrical energy (AC power). The operation of the motor 6 is controlled by a control signal from the vehicle control device 7. The shaft torque output from the motor 6 is transmitted to the wheels, and the vehicle is driven by the motor 6.

車両制御装置7は、例えばCPUやMPUなどの少なくとも1つのプロセッサと、メモリとを備えた演算装置である。車両制御装置7は、内燃機関1と、発電機2と、コンバータ3と、蓄電池装置5と、インバータ4と、モータ6と、通信可能であって、車両に含まれる構成の動作を制御可能である。   The vehicle control device 7 is an arithmetic device including at least one processor such as a CPU or MPU and a memory. The vehicle control device 7 can communicate with the internal combustion engine 1, the generator 2, the converter 3, the storage battery device 5, the inverter 4, and the motor 6, and can control the operation of the configuration included in the vehicle. is there.

本実施形態では、車両制御装置7は、通常運転モードと、ハイブリッドパワーモードとを切替えて車両を動作させることが可能である。
図3は、通常運転モードおよびハイブリッドパワーモードについて、車両の速度と車両の牽引力との関係の一例を示す図である。
通常運転モードは、車両制御装置7が内燃機関1の出力を優先して利用して車両を走行させるモードである。通常運転モードでは、車両の出力が内燃機関1の最大出力以下であり、通常運転モードにおける車両の最大出力Psys_norm(kw)は、内燃機関1の出力を最大とし、蓄電池装置5の出力をゼロとしたときの車両の出力である。
In the present embodiment, the vehicle control device 7 can operate the vehicle by switching between the normal operation mode and the hybrid power mode.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the vehicle speed and the vehicle traction force in the normal operation mode and the hybrid power mode.
The normal operation mode is a mode in which the vehicle control device 7 causes the vehicle to travel using the output of the internal combustion engine 1 with priority. In the normal operation mode, the output of the vehicle is less than or equal to the maximum output of the internal combustion engine 1, and the maximum output Psys_norm (kw) of the vehicle in the normal operation mode maximizes the output of the internal combustion engine 1 and sets the output of the storage battery device 5 to zero. This is the output of the vehicle when

なお、車両制御装置7は、通常運転モードにおいて内燃機関1の出力のみで車両を走行させる必要はなく、内燃機関1と蓄電池装置5との少なくとも一方の出力で車両を走行させることができる。車両制御装置7は、内燃機関1の効率や蓄電池装置5のバッテリのSOCを考慮して内燃機関1の出力と蓄電池装置5の出力との配分を決定することができる。また、車両制御装置7は、通常運転モードにおいて内燃機関1の出力を最大とし、走行に利用されないエネルギーにて蓄電池装置5のバッテリを充電することができる。   The vehicle control device 7 does not need to run the vehicle only with the output of the internal combustion engine 1 in the normal operation mode, and can run the vehicle with at least one output of the internal combustion engine 1 and the storage battery device 5. The vehicle control device 7 can determine the distribution between the output of the internal combustion engine 1 and the output of the storage battery device 5 in consideration of the efficiency of the internal combustion engine 1 and the SOC of the battery of the storage battery device 5. Further, the vehicle control device 7 can maximize the output of the internal combustion engine 1 in the normal operation mode and charge the battery of the storage battery device 5 with energy that is not used for traveling.

ハイブリッドパワーモードは、車両制御装置7が蓄電池装置5の出力を積極的に利用して車両を走行させるモードである。ハイブリッドパワーモードでは、車両の出力が内燃機関1の最大出力よりも大きくなる。ハイブリッドパワーモードにおける車両の最大出力Psys_max(kw)は、内燃機関1の出力を最大とし、蓄電池装置5の出力を最大としたときの車両の出力である。なお、車両制御装置7は、ハイブリッドパワーモードにおいて内燃機関1の出力を常に最大とする必要はなく、内燃機関1の効率や蓄電池装置5のバッテリのSOCを考慮して内燃機関1の出力と蓄電池装置5の出力との配分を決定することができる。   The hybrid power mode is a mode in which the vehicle control device 7 causes the vehicle to travel by actively using the output of the storage battery device 5. In the hybrid power mode, the output of the vehicle is greater than the maximum output of the internal combustion engine 1. The maximum output Psys_max (kw) of the vehicle in the hybrid power mode is the output of the vehicle when the output of the internal combustion engine 1 is maximized and the output of the storage battery device 5 is maximized. The vehicle control device 7 does not always need to maximize the output of the internal combustion engine 1 in the hybrid power mode, and the output of the internal combustion engine 1 and the storage battery in consideration of the efficiency of the internal combustion engine 1 and the SOC of the battery of the storage battery device 5. The distribution with the output of the device 5 can be determined.

通常運転モードとハイブリッドパワーモードとのいずれにおいても、車両が走行を開始し所定の速度となるまで牽引力は最大となり、所定の速度を超えると速度が大きくなるほど牽引力が小さくなる。牽引力が低下し始める車両の速度は、通常運転モードよりもハイブリッドパワーモードの方が大きく、高速で走行する車両は、同じ速度であればハイブリッドパワーモードの方が通常運転モードよりも牽引力が大きくなる。   In both the normal operation mode and the hybrid power mode, the traction force becomes maximum until the vehicle starts traveling and reaches a predetermined speed, and when the vehicle exceeds the predetermined speed, the traction force decreases as the speed increases. The vehicle speed at which the traction force starts to decrease is higher in the hybrid power mode than in the normal operation mode, and a vehicle that runs at a high speed has a higher traction force in the hybrid power mode than in the normal operation mode at the same speed. .

図4は、本実施形態の蓄電池管理装置の構成例を概略的に示すブロック図である。
本実施形態の蓄電池管理装置20は、データ抽出部22と、必要車両出力計画データ生成部24と、バッテリ放電電力量算出部26と、SOC目標値算出部28と、バッテリ充電開始期限時刻算出部29と、メモリ20Mと、を備えている。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration example of the storage battery management device of the present embodiment.
The storage battery management device 20 of the present embodiment includes a data extraction unit 22, a required vehicle output plan data generation unit 24, a battery discharge power amount calculation unit 26, an SOC target value calculation unit 28, and a battery charge start time limit calculation unit. 29 and a memory 20M.

データ抽出部22と、必要車両出力計画データ生成部24と、バッテリ放電電力量算出部26と、SOC目標値算出部28と、バッテリ充電開始期限時刻算出部29とは、ハードウエアにより構成されてもよく、ソフトウエアにより構成されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより構成されてもよい。データ抽出部22と、必要車両出力計画データ生成部24と、バッテリ放電電力量算出部26と、SOC目標値算出部28と、バッテリ充電開始期限時刻算出部29とは、メモリ20Mにアクセス可能であって、メモリ20Mに記録されたデータを取得することができる。   The data extraction unit 22, the necessary vehicle output plan data generation unit 24, the battery discharge power amount calculation unit 26, the SOC target value calculation unit 28, and the battery charge start time limit calculation unit 29 are configured by hardware. Alternatively, it may be configured by software, or may be configured by a combination of hardware and software. The data extraction unit 22, the necessary vehicle output plan data generation unit 24, the battery discharge power amount calculation unit 26, the SOC target value calculation unit 28, and the battery charge start time limit calculation unit 29 can access the memory 20M. Thus, the data recorded in the memory 20M can be acquired.

メモリ20Mは、例えば、蓄電池管理装置20の各構成でプログラムを実行するために必要な作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)と、蓄電池管理装置20の各構成で実行するための基本的なプログラムを記憶するためのROM(Read Only Memory)とを含む。また、メモリ20Mは、例えば、運行管理装置10から取得したデータを記憶してもよい。また、メモリ20Mの記憶領域を補助するための補助記憶装置の記憶媒体として、半導体メモリ(メモリカード、SSD(Solid State Drive))などを備えていてもよい。   The memory 20M is, for example, a RAM (Random Access Memory) used as a work area necessary for executing a program in each configuration of the storage battery management device 20, and a basic configuration for execution in each configuration of the storage battery management device 20. ROM (Read Only Memory) for storing the program. Further, the memory 20M may store data acquired from the operation management device 10, for example. Further, a semiconductor memory (memory card, SSD (Solid State Drive)) or the like may be provided as a storage medium of an auxiliary storage device for assisting the storage area of the memory 20M.

データ抽出部22は、運行管理装置10にアクセスして、例えば所定の車両や所定の路線について、運行時刻データ、路線データ、貨物運搬計画データを要求して、必要なデータを取得可能である。データ抽出部22は、例えば運行管理装置10から定期的に必要なデータを取得してもよい。また、データ抽出部22は、例えば複数の車両について複数の運行時刻データ、路線データおよび貨物運搬計画データを一括して取得してもよい。   The data extraction unit 22 can access the operation management device 10 to request operation time data, route data, and cargo transportation plan data for a predetermined vehicle or a predetermined route, for example, and acquire necessary data. The data extraction unit 22 may acquire necessary data periodically from the operation management device 10, for example. Moreover, the data extraction part 22 may acquire several operation time data, route data, and cargo transportation plan data collectively, for example about several vehicle.

必要車両出力計画データ生成部24は、データ抽出部22から運行時刻データ、路線データ、および、貨物運搬計画データを受け取り、車両の最大性能にて路線の走行シミュレーションを行い、車両が出発してから目標地点に到着するまでの区間における、時系列に沿った必要車両出力計画データPrefを生成する。
必要車両出力計画データPrefは、単位時間毎の必要車両出力の値を複数含む。複数の必要車両出力の値は時刻と関連付けられている。必要車両出力計画データPrefに含まれる値は、時刻表や、路線の勾配および曲線や、車両の負荷などにより決定される。
例えば車両の出発時刻が12時であって目的地への到着時刻が14時であり、必要車両出力計画データPrefが1秒毎の必要車両出力の値を複数含むものであるとき、必要車両出力計画データPrefは、12時から14時までの1秒毎の車両の出力(kW)のデータを備えるものである。
The necessary vehicle output plan data generation unit 24 receives the operation time data, route data, and freight transportation plan data from the data extraction unit 22, performs a running simulation of the route with the maximum performance of the vehicle, and after the vehicle departs Necessary vehicle output plan data Pref along the time series in the section until arrival at the target point is generated.
The necessary vehicle output plan data Pref includes a plurality of necessary vehicle output values per unit time. A plurality of necessary vehicle output values are associated with time. The value included in the necessary vehicle output plan data Pref is determined by a timetable, route gradient and curve, vehicle load, and the like.
For example, when the departure time of the vehicle is 12:00, the arrival time at the destination is 14:00, and the required vehicle output plan data Pref includes a plurality of values of the required vehicle output per second, the required vehicle output plan data Pref includes vehicle output (kW) data per second from 12:00 to 14:00.

バッテリ放電電力量算出部26は、必要車両出力計画データ生成部24で算出された必要車両出力計画データPrefを受信し、車両が通常運転モードにて走行できない区間があるか否か判断し、通常運転モードにて走行できない区間(区間t1−t2)におけるバッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)を算出する。   The battery discharge energy calculation unit 26 receives the required vehicle output plan data Pref calculated by the required vehicle output plan data generation unit 24, determines whether there is a section where the vehicle cannot travel in the normal operation mode, and A battery discharge power amount Edis_bat (kWh) in a section in which the vehicle cannot travel in the operation mode (section t1-t2) is calculated.

SOC目標値算出部28は、バッテリ放電電力量算出部26で算出されたバッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)を受信し、バッテリのSOC放電可能電力マップMP(図6に示す)から得られた放電可能電力量と、バッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)とを用いて、車両がハイブリッドパワーモードにて走行を開始する時点(時刻t1)において必要なバッテリのSOC値(SOC目標値)を算出して、車両システムの車両制御装置7へ出力する。   The SOC target value calculation unit 28 receives the battery discharge power amount Edis_bat (kWh) calculated by the battery discharge power amount calculation unit 26, and discharges obtained from the SOC dischargeable power map MP (shown in FIG. 6) of the battery. Using the possible electric energy and the battery discharge electric energy Edis_bat (kWh), the required SOC value (SOC target value) of the battery is calculated at the time when the vehicle starts traveling in the hybrid power mode (time t1). And output to the vehicle control device 7 of the vehicle system.

バッテリ充電開始期限時刻算出部29は、SOC目標値算出部28で算出されたSOC目標値を受信し、バッテリのSOCの最小値SOC_min(バッテリを使用可能なSOCの範囲の下限値)からSOC目標値となるまで充電するために必要な電力量(バッテリ充電電力量)Echg_bat(kWh)を、例えば下記式を用いて算出すことができる。
Echg_bat=∫(Psys_norm−(Pref/ηsys_effi−Pmargin))dt
なお、上記式において、ηsys_effiはバッテリから出力されるエネルギーに対する車両出力の割合(システム効率)であり、Pmarginは、誤差などによる余剰分や不足分を補うためのマージンである。
The battery charge start deadline time calculation unit 29 receives the SOC target value calculated by the SOC target value calculation unit 28, and determines the SOC target from the minimum SOC value SOC_min of the battery (the lower limit value of the SOC range in which the battery can be used). The amount of electric power (battery charging electric energy) Echg_bat (kWh) required for charging until reaching a value can be calculated using, for example, the following equation.
Echg_bat = ∫ (Psys_norm− (Pref / ηsys_effi−Pmargin)) dt
In the above equation, ηsys_effi is the ratio of vehicle output to the energy output from the battery (system efficiency), and Pmargin is a margin for compensating for surplus or deficiency due to errors or the like.

バッテリ充電開始期限時刻算出部29は、区間t1−t2の開始時刻t1に先立って内燃機関1の出力を最大としてバッテリを充電したときに、バッテリ充電電力量Echg_batがバッテリ放電電力量Edis_batよりも大きくなるタイミングを時刻t1から遡って算出し、バッテリ充電開始期限時刻t0として車両システムの車両制御装置7へ出力する。
すなわち、バッテリ充電開始期限時刻t0は、車両制御装置7が蓄電池装置5のバッテリの充電を開始したときに、時刻t1までにバッテリをSOC目標値まで充電可能な期限である。したがって、車両制御装置7は、バッテリ充電開始期限時刻t0に、若しくは、車両が走行開始してからバッテリ充電開始期限時刻t0よりも前に、蓄電池装置5のバッテリの充電を開始することにより、時刻t1におけるバッテリのSOCがSOC目標値以上となるようにしている。これによって、車両制御装置7は、蓄電池装置5の出力の補助が必要な時刻t1から時刻t2までの期間、ハイブリッドパワーモードで車両を走行させることができる。
When the battery charging start time limit calculating unit 29 charges the battery with the output of the internal combustion engine 1 being maximized prior to the start time t1 of the section t1-t2, the battery charging power amount Echg_bat is larger than the battery discharging power amount Edis_bat. Is calculated retroactively from the time t1, and is output to the vehicle control device 7 of the vehicle system as the battery charging start time limit t0.
That is, the battery charging start time limit t0 is a time limit for charging the battery to the SOC target value by time t1 when the vehicle control device 7 starts charging the battery of the storage battery device 5. Therefore, the vehicle control device 7 starts charging the battery of the storage battery device 5 at the battery charge start deadline time t0 or before the battery charge start deadline time t0 after the vehicle starts running. The SOC of the battery at t1 is set to be equal to or higher than the SOC target value. As a result, the vehicle control device 7 can drive the vehicle in the hybrid power mode during the period from time t1 to time t2 when the output of the storage battery device 5 needs to be assisted.

図5は、本実施形態の蓄電池管理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
蓄電池管理装置20は、運行管理装置10から路線情報、貨物運搬計画、および運行計画を抽出する。(ステップSA1)
続いて、蓄電池管理装置20は、路線を走行する車両の最大性能にて、走行シミュレーションを行い、出発地点から到着地までのPref必要車両出力計画データPrefを生成する。蓄電池管理装置20は、運行管理装置10から抽出した情報を用いて、Pref必要車両出力計画データPrefを生成することが可能である。(ステップSA2)
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the operation of the storage battery management device of the present embodiment.
The storage battery management device 20 extracts route information, a cargo transportation plan, and an operation plan from the operation management device 10. (Step SA1)
Subsequently, the storage battery management device 20 performs a travel simulation with the maximum performance of the vehicle traveling on the route, and generates Pref necessary vehicle output plan data Pref from the departure point to the arrival point. The storage battery management device 20 can generate the Pref necessary vehicle output plan data Pref using the information extracted from the operation management device 10. (Step SA2)

蓄電池管理装置20は、例えば車両の踏面出力P(kW)を演算し、踏面出力P(kW)に基づいてPref必要車両出力計画データPrefを生成してもよい。時刻tにおける車両の踏面出力P(kW)は、車両牽引力Ftraction(kN)と時刻(t)での車両速度V(t)(m/s)との積(P(kW)=Ftraction(kN)xV(t)(m/s))により演算される。車両速度V(t)(m/s)は、車両加速度Acc(m・s−2)と時刻との積と車両初期速度V0(t)(m/s)との和(V(t)(m/s)=Acc(m・s−2)xt+V0(t)(m/s))により演算される。 The storage battery management device 20 may calculate, for example, the tread output P (kW) of the vehicle and generate Pref required vehicle output plan data Pref based on the tread output P (kW). The tread output P (kW) of the vehicle at time t is the product of vehicle traction force Ftraction (kN) and vehicle speed V (t) (m / s) at time (t) (P (kW) = Ftraction (kW)) xV (t) (m / s)). The vehicle speed V (t) (m / s) is the sum of the product of the vehicle acceleration Acc (m · s −2 ) and time and the vehicle initial speed V 0 (t) (m / s) (V (t) ( m / s) = Acc (m · s −2 ) xt + V0 (t) (m / s)).

車両加速度Acc(m・s−2)は、車両牽引力Ftractionから全体車両抵抗力Rres(kN)を引いた差を車両重量(車両+貨物)M(kg)で除した値(Acc=(Ftraction−Rres)/M(kg))である。
全体車両抵抗力Rres(kN)は、起動抵抗力および勾配抵抗力(Rg)と走行抵抗力(Rrun)との和(Rres=Rg+Rrun)である。
The vehicle acceleration Acc (m · s −2 ) is obtained by dividing the difference obtained by subtracting the total vehicle resistance force Rres (kN) from the vehicle traction force Ftraction by the vehicle weight (vehicle + cargo) M (kg) (Acc = (Ftraction− Rres) / M (kg)).
The total vehicle resistance force Rres (kN) is the sum of the starting resistance force and the gradient resistance force (Rg) and the running resistance force (Rrun) (Rres = Rg + Rrun).

起動抵抗力および勾配抵抗力Rg(kN)は、車両および貨物の重量Mと重力gとの積を勾配X(‰)で除した値(Rg(kN)=M×g/X)である。走行抵抗力Rrun(kN)は、車両および貨物の重量M(kg)による係数A(kN)と、車両および貨物の重量M(kg)による係数Bと車両速度V(m/s)との積と、空気抵抗による係数Cと車両速度V(m/s)の二乗との積と、の和(Rrun(kN)=A+BV+CV)である。 The starting resistance force and the gradient resistance force Rg (kN) are values (Rg (kN) = M × g / X) obtained by dividing the product of the weight M of the vehicle and cargo and the gravity g by the gradient X (‰). The running resistance Rrun (kN) is a product of a coefficient A (kN) based on the weight M (kg) of the vehicle and cargo, a coefficient B based on the weight M (kg) of the vehicle and cargo, and the vehicle speed V (m / s). And the product of the coefficient C of air resistance and the square of the vehicle speed V (m / s) (Rrun (kN) = A + BV + CV 2 ).

続いて、蓄電池管理装置20は、Pref必要車両出力計画データPrefを参照して、必要車両出力が、通常運転モードにおける車両最大出力Psys_normよりも大きくなる区間があるか否かを判断する。(ステップSA3)
本実施形態では通常運転モードは、内燃機関1のみにより駆動可能な能力により車両走行を行うモードであり、車両最大出力Psys_normは、内燃機関1のみで出力可能な車両最大出力である。なお、通常運転モードにおいて、内燃機関1の出力と蓄電池装置5の出力との配分は、内燃機関1の運転効率や蓄電池装置5のバッテリSOCを考慮し、車両制御装置7により決定され得る。
Subsequently, the storage battery management device 20 refers to the Pref necessary vehicle output plan data Pref and determines whether or not there is a section where the required vehicle output is larger than the vehicle maximum output Psys_norm in the normal operation mode. (Step SA3)
In the present embodiment, the normal operation mode is a mode in which the vehicle travels with the capability of being driven only by the internal combustion engine 1, and the vehicle maximum output Psys_norm is the vehicle maximum output that can be output only by the internal combustion engine 1. In the normal operation mode, the distribution between the output of the internal combustion engine 1 and the output of the storage battery device 5 can be determined by the vehicle control device 7 in consideration of the operation efficiency of the internal combustion engine 1 and the battery SOC of the storage battery device 5.

蓄電池管理装置20は、Pref必要車両出力計画データPrefを参照して、必要車両出力が通常運転モードにおける車両最大出力Psys_normよりも大きくなる区間がないと判断したときには、処理を終了する。   When the storage battery management device 20 refers to the Pref necessary vehicle output plan data Pref and determines that there is no section in which the required vehicle output is greater than the vehicle maximum output Psys_norm in the normal operation mode, the process ends.

蓄電池管理装置20は、Pref必要車両出力計画データPrefの中で、必要車両出力が通常運転モードにおける車両最大出力Psys_normよりも大きくなる区間t1−t2があると判断したときには、区間t1−t2を特定し、この区間で必要なバッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)を算出する。(ステップSA4)   When the storage battery management device 20 determines that there is a section t1-t2 in the Pref required vehicle output plan data Pref where the required vehicle output is greater than the vehicle maximum output Psys_norm in the normal operation mode, the section t1-t2 is specified. Then, the battery discharge power amount Edis_bat (kWh) required in this section is calculated. (Step SA4)

なお、通常運転モードにおける車両最大出力Psys_normよりも大きくなる区間が複数ある場合には、蓄電池管理装置20は、複数の期間について以下のステップSA5−SA7を行うことができる。   When there are a plurality of sections that are larger than the vehicle maximum output Psys_norm in the normal operation mode, the storage battery management device 20 can perform the following steps SA5 to SA7 for a plurality of periods.

本実施形態では蓄電池管理装置20は、ハイブリッドパワーモードでの走行を終了する時刻t2において、蓄電池装置5のSOCを最小値SOC_minとしている。
蓄電池管理装置20は、バッテリ放電電力量Edis_batとSOC放電可能電力マップから得られる電力量とから、時刻t1での蓄電池装置5のバッテリSOC(SOC目標値SOC_target)を決定する。
In the present embodiment, the storage battery management device 20 sets the SOC of the storage battery device 5 to the minimum value SOC_min at time t2 when the traveling in the hybrid power mode is finished.
The storage battery management device 20 determines the battery SOC (SOC target value SOC_target) of the storage battery device 5 at time t1 from the battery discharge power amount Edis_bat and the power amount obtained from the SOC dischargeable power map.

図6は、バッテリの放電可能電力マップの一例を示す図である。
バッテリの放電可能電力マップMPはメモリ20Mに記録されている。放電可能電力マップMPは、蓄電池装置5のバッテリの複数のSOC値それぞれに対応する放電可能電力量を格納している。図6に示す例では、放電可能電力マップMPは、バッテリの使用可能範囲の複数のSOC値に対応する放電可能電力量を格納している。放電可能電力量は、バッテリのSOCが所定の最小値(使用可能範囲の下限値)SOC_minとなるまで放電したときのバッテリの放電電力量である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a battery dischargeable power map.
The battery dischargeable power map MP is recorded in the memory 20M. The dischargeable power map MP stores dischargeable electric energy corresponding to each of a plurality of SOC values of the battery of the storage battery device 5. In the example shown in FIG. 6, the dischargeable power map MP stores dischargeable power amounts corresponding to a plurality of SOC values in the battery usable range. The dischargeable electric energy is a discharge electric energy of the battery when discharged until the SOC of the battery reaches a predetermined minimum value (lower limit value of usable range) SOC_min.

放電可能電力マップMPによれば、バッテリのSOC値が20%からSOC値が最小値SOC_min(20%)となるまで放電したときのバッテリの放電可能電力量はE20(kWh)であり、E20はゼロとなる。バッテリのSOC値が21%からSOC値が最小値SOC_min(20%)となるまで放電したときのバッテリの放電可能電力量はE21(kWh)である。なお、図6では、放電可能電力マップMPは、1%毎に異なるSOC値に対応した放電可能電力量を格納しているがこれに限定されるものではない。   According to the dischargeable power map MP, the dischargeable electric energy of the battery when discharging from the SOC value of the battery to 20% to the SOC value of the minimum value SOC_min (20%) is E20 (kWh), and E20 is It becomes zero. The amount of electric power that can be discharged when the battery is discharged from the SOC value of 21% until the SOC value reaches the minimum value SOC_min (20%) is E21 (kWh). In FIG. 6, the dischargeable power map MP stores dischargeable power amounts corresponding to different SOC values every 1%, but is not limited to this.

図7は、バッテリのSOCと放電可能電力量との関係の一例を示す図である。
蓄電池管理装置20は、例えば、最小値SOC_min(%)に対応する放電可能電力量E20(kWh)とバッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)との和を算出する。ここで演算された和(E20+Edis_bat(kWh))は、時刻t2におけるバッテリのSOCを最小値SOC_min(%)としたときの、時刻t1におけるバッテリの放電可能電力量の目標値である。蓄電池管理装置20は、演算した和(E20+Edis_bat(kWh))を実現するSOCをバッテリの放電可能電力マップMPから読み出して、SOC目標値SOC_target(%)とする。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the SOC of the battery and the amount of electric power that can be discharged.
For example, the storage battery management device 20 calculates the sum of the dischargeable electric energy E20 (kWh) and the battery discharge electric energy Edis_bat (kWh) corresponding to the minimum value SOC_min (%). The sum (E20 + Edis_bat (kWh)) calculated here is a target value of the dischargeable electric energy of the battery at time t1 when the SOC of the battery at time t2 is the minimum value SOC_min (%). The storage battery management device 20 reads the SOC that realizes the calculated sum (E20 + Edis_bat (kWh)) from the battery dischargeable power map MP and sets it as the SOC target value SOC_target (%).

なお、蓄電池管理装置20が演算した和(E20+Edis_bat(kWh))と等しい放電可能電力量が放電可能電力マップMPに格納されていないときには、E20+Edis_bat(kWh)よりも大きい値であってE20+Edis_bat(kWh)との差が最も小さい放電可能電力量に対応するSOC値をSOC目標値SOC_target(%)としてもよい。(ステップSA5)   When the dischargeable power amount equal to the sum (E20 + Edis_bat (kWh)) calculated by the storage battery management device 20 is not stored in the dischargeable power map MP, the value is larger than E20 + Edis_bat (kWh) and E20 + Edis_bat (kWh) The SOC value corresponding to the dischargeable electric energy having the smallest difference with the value may be the SOC target value SOC_target (%). (Step SA5)

続いて、蓄電池管理装置20は、バッテリのSOCが最小値SOC_min(%)からSOC目標値SOC_target(%)となるまで充電するために必要なバッテリ充電電力量Echg_bat(kWh)を、例えば下記式を用いて算出する。
Echg_bat=∫(Psys_norm−(Pref/ηsys_effi−Pmargin))dt
なお、上記式において、ηsys_effiはバッテリから出力されるエネルギーに対する車両出力の割合(システム効率)であり、Pmarginは、誤差などによる不足分を補うためのマージンである。
Subsequently, the storage battery management device 20 calculates the battery charge power amount Echg_bat (kWh) necessary for charging until the SOC of the battery reaches the SOC target value SOC_target (%) from the minimum value SOC_min (%), for example, using the following formula: Use to calculate.
Echg_bat = ∫ (Psys_norm− (Pref / ηsys_effi−Pmargin)) dt
In the above equation, ηsys_effi is the ratio of the vehicle output to the energy output from the battery (system efficiency), and Pmargin is a margin for compensating for the shortage due to errors or the like.

蓄電池管理装置20は、内燃機関1の出力を最大としてバッテリを充電したときに、バッテリ充電電力量Echg_bat(kWh)がバッテリ放電電力量Edis_bat(kWh)よりも大きくなるタイミングを、時刻t1から遡ってバッテリ充電開始期限時刻t0とする。
なお、本実施形態では、充電開始する時点におけるバッテリのSOCを、最小値SOC_min(%)としてバッテリ充電電力量Echg_bat(kWh)を算出している。実際の車両走行時には、回生電流等によりバッテリが充電された状態となる可能性があるが、上記のように、初期値を最小値SOC_min(%)として求めたバッテリ充電電力量Echg_bat(kWh)を用いることにより、時刻t1時点におけるバッテリのSOCをSOC目標値以上とすることが可能である。また、この場合、時刻t2時点におけるバッテリのSOCは最小値SOC_min(%)よりも大きくなる。(ステップSA6)
When the battery management device 20 charges the battery with the output of the internal combustion engine 1 being maximized, the battery charge power amount Echg_bat (kWh) becomes larger than the battery discharge power amount Edis_bat (kWh) from the time t1. It is assumed that the battery charging start time limit t0.
In the present embodiment, the battery charging power amount Echg_bat (kWh) is calculated with the SOC of the battery at the time of starting charging as the minimum value SOC_min (%). While the vehicle is actually running, there is a possibility that the battery is charged due to a regenerative current or the like. As described above, the battery charge power amount Echg_bat (kWh) obtained by setting the initial value as the minimum value SOC_min (%) is used. By using it, it is possible to make the SOC of the battery at the time point t1 equal to or higher than the SOC target value. In this case, the SOC of the battery at time t2 is greater than the minimum value SOC_min (%). (Step SA6)

蓄電池管理装置20は、車両制御装置7へ、バッテリ充電開始期限時刻t0と、SOC目標値SOC_target(%)とを送信し、処理を終了する。(ステップSA7)   The storage battery management device 20 transmits the battery charge start time limit t0 and the SOC target value SOC_target (%) to the vehicle control device 7, and ends the process. (Step SA7)

図8は、実施形態のハイブリッド車両における車両制御装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
車両制御装置7は、蓄電池管理装置20から、バッテリ充電開始期限時刻t0とSOC目標値SOC_target(%)とを受信する。(ステップSB1)
FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of the operation of the vehicle control device in the hybrid vehicle of the embodiment.
The vehicle control device 7 receives from the storage battery management device 20 the battery charging start time limit t0 and the SOC target value SOC_target (%). (Step SB1)

車両制御装置7は、車両の出発時刻からバッテリ充電開始期限時刻t0となったら(若しくはバッテリ充電開始期限時刻t0よりも前に)、内燃機関1の出力を最大とし、発電機2、コンバータ3、および直流リンクを介して蓄電池装置5のバッテリの充電を開始する。(ステップSB2)   The vehicle control device 7 maximizes the output of the internal combustion engine 1 when the battery charge start time limit t0 from the vehicle departure time (or before the battery charge start time limit t0), and the generator 2, the converter 3, And charging of the battery of the storage battery device 5 is started via the DC link. (Step SB2)

車両制御装置7は、蓄電池装置5からバッテリのSOCの値を周期的に取得し、バッテリのSOCを監視している。車両制御装置7は、蓄電装置5から取得した現在(時刻t)のバッテリのSOC(t)とSOC目標値SOC_targetとを比較して、蓄電池装置5のバッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上か否かを判断する。(ステップSB3)
車両制御装置7は、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上であると判断すると、内燃機関1の出力を走行に必要な値としてバッテリの充電を終了し、ハイブリッドパワーモードでの走行を許可する。(ステップSB7)
The vehicle control device 7 periodically acquires the SOC value of the battery from the storage battery device 5 and monitors the SOC of the battery. The vehicle control device 7 compares the SOC (t) of the current (time t) battery acquired from the power storage device 5 with the SOC target value SOC_target, and the SOC (t) of the battery of the storage battery device 5 is determined as the SOC target value SOC_target. (%) Judge whether or not. (Step SB3)
When determining that the SOC (t) of the battery is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 ends the charging of the battery with the output of the internal combustion engine 1 as a value necessary for traveling, and in the hybrid power mode. Allow running. (Step SB7)

車両制御装置7は、バッテリのSOCがSOC目標値SOC_target(%)未満であると判断すると、車両がハイブリッドモードで走行する区間に到達したか否かを判断する。車両制御装置7は、例えば、時刻t1に到達したときに、ハイブリッドモードで走行する区間に到達したと判断することができる。   When determining that the SOC of the battery is less than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 determines whether or not the vehicle has reached a section in which the vehicle travels in the hybrid mode. For example, the vehicle control device 7 can determine that the vehicle travels in the hybrid mode when time t1 is reached.

なお、車両制御装置7は、車両に搭載されたGPSから車両の位置情報を取得可能である場合には、車両の位置情報に基づいて、ハイブリッドモードで走行する区間に到達したか否かを判断することができる。
また、車両制御装置7は、センサにより読み取り可能であり、線路に設置された表示体(文字列、記号、図形、凹凸形状などを含む)などから線路の位置情報を取得可能である場合には、線路の位置情報に基づいて、ハイブリッドモードで走行する区間に到達したか否かを判断することができる。(ステップSB4)
Note that if the vehicle position information can be acquired from the GPS mounted on the vehicle, the vehicle control device 7 determines whether or not the vehicle travels in the hybrid mode based on the vehicle position information. can do.
Further, the vehicle control device 7 can be read by a sensor and can acquire the position information of the track from a display body (including a character string, a symbol, a figure, an uneven shape, etc.) installed on the track. Based on the position information of the track, it can be determined whether or not the vehicle has traveled in the hybrid mode. (Step SB4)

車両制御装置7は、車両がハイブリッドモードで走行する区間に到達していないと判断したときには、上記のステップSB3に戻り、蓄電池装置5のバッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上か否かを判断する。   When it is determined that the vehicle has not reached the section in which the vehicle travels in the hybrid mode, the vehicle control device 7 returns to the above step SB3, and the SOC (t) of the battery of the storage battery device 5 is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). Determine whether or not.

車両制御装置7は、車両がハイブリッドモードで走行する区間に到達したと判断したときには、車両の各構成に対して停車するように要求する。車両が停車すると、内燃機関1の出力の全てをバッテリの充電に利用可能となり、バッテリの充電を進めることができる。(ステップSB5)   When it is determined that the vehicle has reached the section where the vehicle travels in the hybrid mode, the vehicle control device 7 requests each component of the vehicle to stop. When the vehicle stops, all of the output of the internal combustion engine 1 can be used for charging the battery, and the battery can be charged. (Step SB5)

車両制御装置7は、現在(時刻t)のバッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上か否かを判断し、SOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上となるまで、車両を停車させる。(ステップSB6)
車両制御装置7は、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上であると判断すると、ハイブリッドパワーモードでの走行を許可する。(ステップSB7)
The vehicle control device 7 determines whether or not the SOC (t) of the current battery (time t) is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), and until the SOC (t) becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). Stop the vehicle. (Step SB6)
When the vehicle control device 7 determines that the SOC (t) of the battery is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 permits the traveling in the hybrid power mode. (Step SB7)

図9は、蓄電池管理装置で演算されたSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを用いて、走行シミュレーションを行った結果の一例を示す図である。
図9には、必要車両出力計画データPrefと、バッテリ出力計画(kw)と、バッテリのSOC計画(%)とのシミュレーション結果の一例を時系列で示している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a result of running simulation using the SOC target value calculated by the storage battery management device and the battery charging start time limit.
FIG. 9 shows an example of simulation results of necessary vehicle output plan data Pref, battery output plan (kw), and battery SOC plan (%) in time series.

この走行シミュレーションにおいて、バッテリ充電開始期限時刻は時刻t0であり、バッテリのSOC目標値はSOC_target(%)である。また、この走行シミュレーションでは、車両は、時刻t1から時刻t2までの走行区間をハイブリッドパワーモードで走行し、時刻t1以前と時刻t2以降の走行区間を通常運転モードで走行するように設定されている。
なお、バッテリのSOCの初期値は最小値SOC_min(%)である。車両制御装置7は、通常運転モードにおいて、バッテリの放電は行わず回生電流によりバッテリの充電を行うことが可能である。
In this travel simulation, the battery charging start deadline time is time t0, and the SOC target value of the battery is SOC_target (%). In this travel simulation, the vehicle is set to travel in the hybrid power mode in the travel section from time t1 to time t2, and to travel in the normal operation mode in the travel section before time t1 and after time t2. .
The initial value of the battery SOC is the minimum value SOC_min (%). The vehicle control device 7 can charge the battery with a regenerative current without discharging the battery in the normal operation mode.

車両制御装置7は、車両の走行を開始してからバッテリ充電開始期限時刻t0まで通常運転モードにて車両を動作させる。この期間、車両制御装置7は、回生電流により蓄電池装置5のバッテリを適宜充電することもあるため、バッテリ充電開始期限時刻t0において、バッテリのSOCは最小値SOC_min(%)よりも大きくなっている。   The vehicle control device 7 operates the vehicle in the normal operation mode from the start of the vehicle travel to the battery charging start time limit t0. During this period, since the vehicle control device 7 may appropriately charge the battery of the storage battery device 5 with the regenerative current, the battery SOC is larger than the minimum value SOC_min (%) at the battery charging start time limit t0. .

車両制御装置7は、バッテリ充電開始期限時刻t0となったときに、内燃機関1の出力を最大とする。バッテリ充電開始期限時刻t0以降、車両制御装置7は、蓄電池装置5のバッテリのSOCがSOC目標値SOC_target(%)以上となるまで、走行に必要な出力よりも高い出力となるように内燃機関1を動作させる。車両制御装置7は、走行に必要な出力と内燃機関1との出力との差分を利用して蓄電池装置5のバッテリを充電する。   The vehicle control device 7 maximizes the output of the internal combustion engine 1 when the battery charging start time limit t0 is reached. After the battery charging start time limit t0, the vehicle control device 7 causes the internal combustion engine 1 to output higher than the output required for traveling until the SOC of the battery of the storage battery device 5 becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). To work. The vehicle control device 7 charges the battery of the storage battery device 5 using the difference between the output required for traveling and the output from the internal combustion engine 1.

車両制御装置7は、蓄電池装置5からバッテリの現在のSOC(t)の値を周期的に取得し、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上であるか否か判断する。バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上となったときに、車両制御装置7は、内燃機関1の出力を走行に必要な値とし、バッテリの充電を終了する。なお、この例では、時刻t0におけるバッテリのSOCが最小値SOC_min(%)よりも大きくなっているため、バッテリの充電は時刻t1よりも前に終了する。   The vehicle control device 7 periodically acquires the current SOC (t) value of the battery from the storage battery device 5, and determines whether or not the SOC (t) of the battery is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). When the SOC (t) of the battery becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 sets the output of the internal combustion engine 1 to a value necessary for traveling and ends the charging of the battery. In this example, since the SOC of the battery at time t0 is larger than the minimum value SOC_min (%), charging of the battery is terminated before time t1.

車両制御装置7は、時刻t1において、車両をハイブリッドパワーモードにて運転しなければならない区間にさしかかる。この時刻において、蓄電池装置5のバッテリのSOCが目標値SOC_target(%)以上であり、時刻t1から時刻t2までは、車両は内燃機関1の出力のみで走行することができないため、車両制御装置7はハイブリッドパワーモードにて車両を動作させる。すなわち、蓄電池装置5のバッテリに蓄えられたエネルギーが放電され、走行のために利用される。   The vehicle control device 7 approaches a section where the vehicle must be operated in the hybrid power mode at time t1. At this time, the SOC of the battery of the storage battery device 5 is equal to or greater than the target value SOC_target (%), and the vehicle cannot travel only from the output of the internal combustion engine 1 from time t1 to time t2, so the vehicle control device 7 Operates the vehicle in hybrid power mode. That is, the energy stored in the battery of the storage battery device 5 is discharged and used for traveling.

時刻t2にて、バッテリのSOCは最小値SOC_min(%)となり、時刻t2以降、車両制御装置7は、通常運転モードにて車両を動作させる。このシミュレーションによれば、車両制御装置7は、事前に(バッテリ充電開始期限時刻t0までに)バッテリの充電を開始することにより、時刻t1の時点(ハイブリッドパワーモードで走行開始するとき)のバッテリのSOCを所定の目標値以上とし、時刻t1から時刻t2までの走行区間において車両をバッテリパワーモードにて走行させることが可能である。   At time t2, the SOC of the battery becomes the minimum value SOC_min (%), and after time t2, the vehicle control device 7 operates the vehicle in the normal operation mode. According to this simulation, the vehicle control device 7 starts charging the battery in advance (by the battery charging start time limit t0), so that the battery at the time t1 (when running in the hybrid power mode) is started. It is possible to drive the vehicle in the battery power mode in the travel section from time t1 to time t2 with the SOC set to a predetermined target value or more.

図10は、蓄電池管理装置で演算されたSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを用いて、走行シミュレーションを行った結果の他の例を説明する図である。
ここでは、車両走行時に必要車両出力計画データ通りに運転が成されなかった場合を想定し、例えば、時刻t0以降に走行に利用される内燃機関1の出力が、演算された必要車両出力計画の値Prefより大きくなるように、変更した必要車両出力計画Pref´を用いてシミュレーションを行った結果について説明する。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a result of running simulation using the SOC target value calculated by the storage battery management device and the battery charging start time limit.
Here, it is assumed that the vehicle has not been operated according to the required vehicle output plan data when the vehicle is traveling. For example, the output of the internal combustion engine 1 used for traveling after time t0 is calculated from the calculated required vehicle output plan. A description will be given of the result of simulation using the changed required vehicle output plan Pref ′ so as to be larger than the value Pref.

図10には、変更後の必要車両出力計画データPref´と、バッテリ出力計画(kw)と、バッテリのSOC計画(%)とのシミュレーション結果の一例を時系列で示している。
この走行シミュレーションにおいて、バッテリ充電開始期限時刻はt0であり、バッテリのSOC目標値はSOC_target(%)である。この走行シミュレーションでは、車両は、時刻t1から時刻t2までの区間にハイブリッドパワーモードで走行するように設定され、時刻t1以前と時刻t2以降は通常運転モードで走行する。
なお、バッテリのSOCの初期値は最小値SOC_min(%)である。車両制御装置7は、通常運転モードにおいて、バッテリの放電は行わず、回生電流によりバッテリの充電を行うことが可能である。
FIG. 10 shows an example of simulation results of the necessary vehicle output plan data Pref ′ after change, the battery output plan (kw), and the battery SOC plan (%) in time series.
In this travel simulation, the battery charging start deadline time is t0, and the battery SOC target value is SOC_target (%). In this travel simulation, the vehicle is set to travel in the hybrid power mode in the section from time t1 to time t2, and travels in the normal operation mode before time t1 and after time t2.
The initial value of the battery SOC is the minimum value SOC_min (%). In the normal operation mode, the vehicle control device 7 can charge the battery with a regenerative current without discharging the battery.

本シミュレーションにおいて、車両制御装置7は、車両の走行を開始してからバッテリ充電開始期限時刻t0まで通常運転モードにて車両を動作させる。この期間、車両制御装置7は、回生電流により蓄電池装置5のバッテリを適宜充電することもあるため、バッテリ充電開始期限時刻t0において、バッテリのSOCは最小値SOC_min(%)よりも大きくなっている。   In this simulation, the vehicle control device 7 operates the vehicle in the normal operation mode from the start of the vehicle travel to the battery charging start time limit t0. During this period, since the vehicle control device 7 may appropriately charge the battery of the storage battery device 5 with the regenerative current, the battery SOC is larger than the minimum value SOC_min (%) at the battery charging start time limit t0. .

続いて、車両制御装置7は、バッテリ充電開始期限時刻t0となったときに、内燃機関1の出力を最大とする。
バッテリ充電開始期限時刻t0以降、車両制御装置7は、蓄電池装置5のバッテリのSOCがSOC目標値SOC_target(%)以上となるまで、走行に必要な出力よりも高い出力となるように内燃機関1を動作させる。車両制御装置7は、走行に必要な出力と内燃機関1との出力との差分を利用して蓄電池装置5のバッテリを充電する。
Subsequently, the vehicle control device 7 maximizes the output of the internal combustion engine 1 when the battery charging start time limit t0 is reached.
After the battery charging start time limit t0, the vehicle control device 7 causes the internal combustion engine 1 to output higher than the output required for traveling until the SOC of the battery of the storage battery device 5 becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). To work. The vehicle control device 7 charges the battery of the storage battery device 5 using the difference between the output required for traveling and the output from the internal combustion engine 1.

車両制御装置7は、蓄電池装置5からバッテリの現在のSOC(t)の値を周期的に取得し、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上であるか否か判断する。バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上となったときに、車両制御装置7は、内燃機関1の出力を、走行に必要な値としバッテリの充電を終了する。   The vehicle control device 7 periodically acquires the current SOC (t) value of the battery from the storage battery device 5, and determines whether or not the SOC (t) of the battery is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%). When the SOC (t) of the battery becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 sets the output of the internal combustion engine 1 to a value necessary for traveling and ends the charging of the battery.

車両制御装置7は、上述のバッテリの充電の動作と並行して、車両がハイブリッドパワーモードで走行する区間に到達したか否かを判断する。車両制御装置7は、時刻t1に到達したときに、ハイブリッドパワーモードで走行する区間に到達したと判断することができる。
なお、車両制御装置7は、車に搭載したGPSにより取得した車両の位置情報に基づいて判断することが可能であり、また、線路に設置された表示体等から得られる線路の位置情報に基づいて判断することが可能である。図10に示す例では、車両制御装置7は、時刻t1にてハイブリッドパワーモードで走行する区間に到達したものと判断する。
The vehicle control device 7 determines whether or not the vehicle has reached a section where the vehicle travels in the hybrid power mode in parallel with the above-described battery charging operation. The vehicle control device 7 can determine that the vehicle travels in the hybrid power mode when time t1 is reached.
The vehicle control device 7 can make a determination based on the position information of the vehicle acquired by the GPS mounted on the vehicle, and based on the position information of the track obtained from a display body or the like installed on the track. It is possible to judge. In the example illustrated in FIG. 10, the vehicle control device 7 determines that the vehicle travels in the hybrid power mode at time t1.

ハイブリッドパワーモードで走行する区間に到達したと判断した場合、車両制御装置7は、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上か否かを判断する。
この例では、時刻t0以降に内燃機関1の出力が走行に利用される分が当初算出された値よりも大きくなっており、時刻t1におけるバッテリのSOC(t1)がSOC目標値SOC_target(%)に到達せず、時刻t1時点にてバッテリの充電が継続されている。
時刻t1時点にて、バッテリのSOC(t1)がSOC目標値SOC_target(%)以上となっていないため、車両制御装置7は、車両の各構成に対して停車するように要求し、車両を停車させる。
When it is determined that the vehicle travels in the hybrid power mode, the vehicle control device 7 determines whether or not the SOC (t) of the battery is equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%).
In this example, the amount that the output of the internal combustion engine 1 is used for traveling after time t0 is larger than the initially calculated value, and the SOC (t1) of the battery at time t1 is the SOC target value SOC_target (%). The battery is continuously charged at time t1.
At time t1, since the SOC (t1) of the battery is not equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 requests each component of the vehicle to stop and stops the vehicle. Let

車両が停車すると、内燃機関1の出力が全てバッテリの充電に利用されることとなり、バッテリの充電が進む。車両制御装置7は、現在(時刻t)のバッテリのSOC(t)を監視し、バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上となるまで車両を停車させる。   When the vehicle stops, all the output of the internal combustion engine 1 is used for charging the battery, and the charging of the battery proceeds. The vehicle control device 7 monitors the current SOC (t) of the battery (time t), and stops the vehicle until the SOC (t) of the battery becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%).

バッテリのSOC(t)がSOC目標値SOC_target(%)以上となると、車両制御装置7は、バッテリの充電を終了し、車両の各構成に対してハイブリッドパワーモードで走行することを許可する。
これにより、蓄電池装置5のバッテリのSOCが目標値SOC_target(%)以上となった状態で車両のハイブリッドパワーモードによる走行が開始され、車両制御装置7は、車両が内燃機関1の出力のみで走行することができない区間を、蓄電池装置5の出力を利用してハイブリッドパワーモードにて車両を動作させることができる。すなわち、蓄電池装置5のバッテリに蓄えられたエネルギーが放電され、走行のために利用される。
When the SOC (t) of the battery becomes equal to or higher than the SOC target value SOC_target (%), the vehicle control device 7 terminates the charging of the battery and permits each component of the vehicle to travel in the hybrid power mode.
Thus, the vehicle is started to travel in the hybrid power mode in a state where the SOC of the battery of the storage battery device 5 is equal to or higher than the target value SOC_target (%), and the vehicle control device 7 causes the vehicle to travel only with the output of the internal combustion engine 1. The vehicle can be operated in the hybrid power mode using the output of the storage battery device 5 in the section that cannot be performed. That is, the energy stored in the battery of the storage battery device 5 is discharged and used for traveling.

ハイブリッドパワーモードにて走行する区間の終了時刻t2´にて、バッテリのSOCは最小値SOC_min(%)となり、時刻t2´以降、車両制御装置7は、通常運転モードにて車両を動作させる。なお、この例では、時刻t2´は、車両が停車していた分だけ時刻t2よりも遅れた時刻となる。   At the end time t2 ′ of the section running in the hybrid power mode, the SOC of the battery becomes the minimum value SOC_min (%), and after time t2 ′, the vehicle control device 7 operates the vehicle in the normal operation mode. In this example, the time t2 ′ is a time delayed from the time t2 by the amount that the vehicle has stopped.

上記シミュレーションのように、車両制御装置7は、車両が当初の必要車両出力計画データ通りに運転されず、ハイブリッドパワーモードにて走行する区間が開始する時点にてバッテリのSOCがSOC目標値に到達しなかった場合であっても、バッテリのSOCが所定の目標値となるまで充電を行った後に、車両をバッテリパワーモードにて走行させることが可能である。   As in the above simulation, the vehicle controller 7 does not drive the vehicle according to the initial required vehicle output plan data, and the SOC of the battery reaches the SOC target value at the time when the section in which the vehicle travels in the hybrid power mode starts. Even if not, it is possible to drive the vehicle in the battery power mode after charging until the SOC of the battery reaches a predetermined target value.

例えば、車両が勾配の大きい上り坂を走行する場合、内燃機関の性能のみにより車両の要求トルクを満たすことができず、蓄電池装置5から供給されるエネルギーが必須となる状況が想定される。このように蓄電池装置5からのエネルギー供給が必須となる状況において、勾配が大きい上り坂の走行を開始する時点で蓄電池装置5のバッテリが十分充電されていないと、坂を上りきる前に車両が走行不可能となる可能性がある。車両が走行不可能となり停止するとメンテナンス作業が必要となるため、貨物を計画通りに運搬することができない。
そこで、本実施形態では、車両が勾配の大きい上り坂等を走行する前に、予め、内燃機関1の出力を利用して蓄電池装置5のバッテリに十分なエネルギーを充電し、内燃機関1と蓄電池装置5との出力を利用して車両を目的地まで走行させている。
For example, when the vehicle travels on an uphill with a large gradient, it is assumed that the required torque of the vehicle cannot be satisfied only by the performance of the internal combustion engine, and the energy supplied from the storage battery device 5 is essential. Thus, in a situation where the energy supply from the storage battery device 5 is essential, if the battery of the storage battery device 5 is not sufficiently charged at the time of starting traveling on an uphill with a large gradient, the vehicle is It may become impossible to run. If the vehicle becomes unmovable and stops, maintenance work is required, so the cargo cannot be transported as planned.
Therefore, in the present embodiment, before the vehicle travels on an uphill or the like with a large gradient, the battery of the storage battery device 5 is charged with sufficient energy using the output of the internal combustion engine 1 in advance, and the internal combustion engine 1 and the storage battery. The vehicle is driven to the destination by using the output with the device 5.

また、例えば、内燃機関1の出力により十分走行可能な区間において蓄電池装置5のバッテリが充電された状態であって、回生電流によりバッテリを充電することができない場合、車両のエネルギー利用効率が低下する可能性がある。
そこで、本実施形態では、車両制御装置7は、蓄電池装置5のバッテリのSOCを必要最低限の値とし、通常運転モードで走行する期間において蓄電池装置5のバッテリを満充電とせずに、回生エネルギーや走行に必要な出力と内燃機関1との出力との差分を充電可能としている。
Further, for example, when the battery of the storage battery device 5 is charged in a section that can be sufficiently traveled by the output of the internal combustion engine 1 and the battery cannot be charged by the regenerative current, the energy use efficiency of the vehicle decreases. there is a possibility.
Therefore, in the present embodiment, the vehicle control device 7 sets the SOC of the battery of the storage battery device 5 to the minimum necessary value, and does not fully charge the battery of the storage battery device 5 during the period of traveling in the normal operation mode. Further, the difference between the output required for traveling and the output of the internal combustion engine 1 can be charged.

上述の実施形態は、バッテリ充電開始期限時刻t0時点で、蓄電池装置5のバッテリのSOCが使用可能範囲の最小値SOC_minであったとしても、車両は時刻t1からハイブリッドパワーモードで走行可能である。また、時刻t2には蓄電池装置5のバッテリのSOCは最小値SOC_minとなり、時刻t2以降に車両が通常運転モードにて走行中に回生エネルギーを充電可能となる。   In the above-described embodiment, even when the SOC of the battery of the storage battery device 5 is the minimum value SOC_min in the usable range at the battery charging start time limit t0, the vehicle can travel in the hybrid power mode from the time t1. Further, the SOC of the battery of the storage battery device 5 becomes the minimum value SOC_min at time t2, and the regenerative energy can be charged while the vehicle is traveling in the normal operation mode after time t2.

すなわち、本実施形態によれば、車両の運行時刻データに沿って蓄電池装置のバッテリのSOCを管理する蓄電池管理装置およびハイブリッド車両を提供することができる。   That is, according to this embodiment, it is possible to provide a storage battery management device and a hybrid vehicle that manage the SOC of the battery of the storage battery device along the operation time data of the vehicle.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…内燃機関、2…発電機、3…コンバータ、4…インバータ、5…蓄電池装置、6…モータ、7…車両制御装置、10…運行管理装置、20…蓄電池管理装置、20M…メモリ、22…データ抽出部、24…必要車両出力計画データ生成部、26…バッテリ放電電力量算出部、28…SOC目標値算出部、29…バッテリ充電開始期限時刻算出部、t0…バッテリ充電開始期限時刻、SOC_target…SOC目標値   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Generator, 3 ... Converter, 4 ... Inverter, 5 ... Storage battery apparatus, 6 ... Motor, 7 ... Vehicle control apparatus, 10 ... Operation management apparatus, 20 ... Storage battery management apparatus, 20M ... Memory, 22 ... Data extraction unit, 24 ... Necessary vehicle output plan data generation unit, 26 ... Battery discharge power amount calculation unit, 28 ... SOC target value calculation unit, 29 ... Battery charge start time limit calculation unit, t0 ... Battery charge start time limit, SOC_target ... SOC target value

Claims (2)

内燃機関の出力と蓄電池装置の出力との少なくとも一方を利用して駆動される車両の前記蓄電池装置のバッテリのSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻とを算出する装置であって、
前記車両の運行時刻データ、路線データ、および、貨物運搬計画データを外部から取得するデータ抽出部と、
前記データ抽出部から運行時刻データ、路線データおよび貨物運搬計画データを受け取り、前記車両が路線を走行する際の必要車両出力計画データを生成する必要車両出力計画データ生成部と、
前記必要車両出力計画データを受け取り、前記車両が前記内燃機関の出力のみで走行できない前記路線の区間を特定し、前記区間における前記バッテリの放電電力量を算出するバッテリ放電電力量算出部と、
前記バッテリのSOCに対応する放電可能電力量のマップを参照し、前記バッテリを充電しなかったときの前記区間の開始時刻における前記バッテリのSOCに対応する放電可能電力量と、前記放電電力量との和を算出し、前記和に対応する前記バッテリの放電可能電力量を実現するSOCを算出し、前記区間の開始時刻における前記バッテリのSOC目標値を算出するSOC目標値算出部と、
前記区間の開始時刻に先立って前記内燃機関の出力を利用して前記バッテリの充電を開始したとき、前記区間の開始時刻にて前記バッテリの充電電力量が前記バッテリの前記放電電力量よりも大きくなるタイミングを算出するバッテリ充電開始期限時刻算出部と、を備えたことを特徴とする蓄電池管理装置。
An apparatus for calculating an SOC target value and a battery charging start time limit of a battery of the storage battery device of a vehicle driven using at least one of an output of an internal combustion engine and an output of the storage battery device,
A data extraction unit for obtaining the operation time data, route data, and freight transportation plan data of the vehicle from the outside;
A required vehicle output plan data generation unit that receives operation time data, route data, and freight transportation plan data from the data extraction unit, and generates necessary vehicle output plan data when the vehicle travels on the route;
A battery discharge power amount calculation unit that receives the necessary vehicle output plan data, identifies a section of the route in which the vehicle cannot travel only with the output of the internal combustion engine, and calculates a discharge power amount of the battery in the section;
With reference to a map of the dischargeable electric energy corresponding to the SOC of the battery, the dischargeable electric energy corresponding to the battery SOC at the start time of the section when the battery is not charged, and the discharge electric energy An SOC target value calculating unit that calculates an SOC that realizes the dischargeable electric energy of the battery corresponding to the sum, and calculates an SOC target value of the battery at a start time of the section;
When charging of the battery is started using the output of the internal combustion engine prior to the start time of the section, the charge power amount of the battery is larger than the discharge power amount of the battery at the start time of the section. A storage battery management apparatus comprising: a battery charge start time limit calculation unit for calculating
内燃機関と、
前記内燃機関の出力により発電する発電機と、
バッテリを含む蓄電池装置と、
直流リンクを介して前記蓄電池装置および前記発電機と電気的に接続し、前記直流リンクから供給される直流電力を交流電力に変換して出力可能なインバータと、
前記インバータから出力された交流電力により駆動されるモータと、
前記モータの出力が伝達される車輪と、
外部から前記バッテリのSOC目標値とバッテリ充電開始期限時刻と、を受信し、走行開始後であって前記バッテリ充電開始期限時刻以前に、前記内燃機関の出力を利用して前記バッテリを充電し、前記内燃機関と前記バッテリとから得られるエネルギーを利用して走行を開始するときの前記バッテリのSOCを前記SOC目標値以上とする
ことを特徴とするハイブリッド車両。
An internal combustion engine;
A generator for generating electricity by the output of the internal combustion engine;
A storage battery device including a battery;
An inverter that is electrically connected to the storage battery device and the generator via a DC link, and that can convert DC power supplied from the DC link to AC power and output the AC power;
A motor driven by AC power output from the inverter;
Wheels to which the output of the motor is transmitted;
The SOC target value of the battery and the battery charging start deadline time are received from the outside, and the battery is charged using the output of the internal combustion engine after the start of traveling and before the battery charging start deadline time, The hybrid vehicle characterized in that the SOC of the battery when starting running using the energy obtained from the internal combustion engine and the battery is equal to or greater than the SOC target value.
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