JP2019161930A - On-board auxiliary machine device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は車載用補機装置に関する。 The present disclosure relates to an in-vehicle accessory device.
車両には、例えば補助空調用ヒーターのような車載用補機装置が搭載される。車載用補機装置は蓄電装置を備えており、蓄電装置からヒーター等の補機に電力を供給することにより補機を動作させる。また、蓄電装置から補機に供給される電力の大きさは、スイッチング素子等からなるスイッチング部の開閉動作によって調整される。 A vehicle-mounted auxiliary device such as an auxiliary air conditioning heater is mounted on the vehicle. The in-vehicle auxiliary device includes a power storage device, and operates the auxiliary device by supplying power from the power storage device to an auxiliary device such as a heater. In addition, the magnitude of the electric power supplied from the power storage device to the auxiliary machine is adjusted by an opening / closing operation of a switching unit including a switching element or the like.
例えばリチウムイオンバッテリのような蓄電装置では、充電のために蓄電装置に供給される電流が所定値を超えている状態が長時間に亘り継続されると、蓄電装置の電極表面においてリチウム金属が析出し、その性能が低下してしまうことが知られている。 For example, in a power storage device such as a lithium ion battery, if a state where the current supplied to the power storage device for charging exceeds a predetermined value is continued for a long time, lithium metal is deposited on the electrode surface of the power storage device. However, it is known that the performance is degraded.
車両の走行中において回生等によって生じた電力は、可能な限り蓄電装置に蓄える方が好ましい。このため、蓄電装置に供給される電流は、リチウム金属の析出を防止し得る範囲内の大きさを維持しながら、可能な限り大きな値となるように調整されることが好ましい。 It is preferable to store power generated by regeneration or the like while the vehicle is running in the power storage device as much as possible. For this reason, it is preferable that the current supplied to the power storage device is adjusted to be as large as possible while maintaining the magnitude within a range in which the deposition of lithium metal can be prevented.
補機に供給される電流の大きさは、スイッチング部の開閉動作に伴って周期的に変動する。このため、蓄電装置に供給(充電)される電流には、上記変動に伴うリプル電流が重畳される。蓄電装置に供給される電流が変動し、リチウム金属の析出を防止し得る範囲の上限を長時間に亘って超えてしまうと、リチウム金属の析出が生じてしまう可能性がある。 The magnitude of the current supplied to the auxiliary machine varies periodically with the opening / closing operation of the switching unit. For this reason, the ripple current accompanying the said fluctuation is superimposed on the current supplied (charged) to the power storage device. If the current supplied to the power storage device fluctuates and exceeds the upper limit of the range in which lithium metal deposition can be prevented over a long period of time, lithium metal deposition may occur.
そこで、下記特許文献1に記載の電動車両では、蓄電装置への入力電流に重畳されたリプル電流の周波数が所定周波数よりも低いときにのみ、入力電力を制限し低く抑えることとしている。これにより、入力電流が短時間だけ上限を超えてしまうことは許容される一方で、入力電流が長時間に亘って上限を超えてしまうことは防止される。その結果、蓄電装置への入力電流を可能な限り大きく維持しながら、リチウム金属の析出を防止することが可能となっている。
Therefore, in the electric vehicle described in
例えばヒーターの温度が上昇し過ぎた場合のように、補機の動作状態が異常となった場合には、安全のために補機への電力供給が停止されることがある。このとき、蓄電装置への充電が行われていた場合には、蓄電装置に供給される電流の大きさは補機の停止に伴って増加し、リチウム金属の析出を防止し得る範囲の上限を長時間に亘って超えてしまうおそれがある。その結果、蓄電装置の性能が低下してしまうおそれがある。 For example, when the operating state of the auxiliary machine becomes abnormal, for example, when the temperature of the heater has risen too much, the power supply to the auxiliary machine may be stopped for safety. At this time, if the power storage device has been charged, the magnitude of the current supplied to the power storage device increases as the auxiliary machine stops, and the upper limit of the range in which lithium metal deposition can be prevented. There is a risk of exceeding for a long time. As a result, the performance of the power storage device may be degraded.
本開示は、補機への電力供給が停止された場合であっても、蓄電装置の性能低下を防止することのできる車載用補機装置を提供すること、を目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an in-vehicle auxiliary device that can prevent a decrease in performance of a power storage device even when power supply to the auxiliary device is stopped.
本開示に係る車載用補機装置(10)は、蓄電装置(20)と、蓄電装置から電力の供給を受ける補機(31,32)と、補機に供給される電力の大きさを、開閉動作することにより調整するスイッチング部(41,42)と、スイッチング部の開閉動作を制御するスイッチング制御部(131)と、蓄電装置に少なくとも充電動作を行う電気装置(60)と、電気装置から蓄電装置に充電される充電状態を制御する充電制御部(120)と、を備える。この車載用補機装置は、蓄電装置への充電が行われている際において、少なくとも補機が停止する前に、充電制御部に通知した後、補機の動作を停止する。 The in-vehicle auxiliary device (10) according to the present disclosure includes a power storage device (20), an auxiliary device (31, 32) that receives power supply from the power storage device, and a magnitude of power supplied to the auxiliary device, From the switching unit (41, 42) that adjusts by opening and closing operation, the switching control unit (131) that controls the opening and closing operation of the switching unit, the electric device (60) that performs at least charging operation on the power storage device, A charge control unit (120) for controlling a charge state charged in the power storage device. The in-vehicle auxiliary device stops the operation of the auxiliary device after notifying the charging control unit at least before stopping the auxiliary device when the power storage device is being charged.
このような構成の車載用補機装置では、蓄電装置への充電が行われている際に、少なくとも補機が停止する前に、充電制御部への通知及び補機の動作の停止が行われる。 In the on-vehicle auxiliary device having such a configuration, when the power storage device is being charged, at least before the auxiliary device stops, the notification to the charging control unit and the operation of the auxiliary device are stopped. .
補機が停止すると、それに伴って蓄電装置に供給される電流は増加する。しかしながら、充電抑制部は予め通知を受けているので、当該電流を小さくしておく等の対応を行うことができる。これにより、増加後の当該電流が長時間に亘って大きくなり過ぎて、蓄電装置を劣化させてしまうような事態を防止することができる。 When the auxiliary machine stops, the current supplied to the power storage device increases accordingly. However, since the charge suppression unit has received the notification in advance, it is possible to take measures such as reducing the current. Thus, it is possible to prevent a situation in which the increased current becomes too large over a long period of time and deteriorates the power storage device.
本開示によれば、補機への電力供給が停止された場合であっても、蓄電装置の性能低下を防止することのできる車載用補機装置が提供される。 According to the present disclosure, there is provided an in-vehicle auxiliary device device that can prevent the performance of the power storage device from being deteriorated even when the power supply to the auxiliary device is stopped.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
図1を参照しながら、第1実施形態に係る車載用補機装置10の構成について説明する。車載用補機装置10は不図示の車両に搭載される装置であって、補機であるヒーター31、32によって空気を直接又は間接的に(例えば水を介して)加熱し、車室内の暖房を補助するための装置として構成されている。車載用補機装置10は、蓄電装置20と、ヒーター装置30と、駆動回路40と、コンデンサ50と、電気装置60と、リレーシステム70と、検出回路81、82と、バッテリECU120と、ヒーターECU130と、上位ECU110と、を備えている。
With reference to FIG. 1, the configuration of the in-vehicle
蓄電装置20は、電力の充放電を行うための装置であって、本実施形態ではリチウムイオンバッテリである。蓄電装置20は、後述のヒーター装置30に電流を供給し、これによりヒーター31、32を動作(つまり発熱)させる。蓄電装置20に蓄えられている電力は、後述の電気装置60から供給されたものである。蓄電装置20の充放電は、後述のバッテリECU120によって制御される。
The
ヒーター装置30は、ヒーター31、32の発熱によって空気を加熱するための装置である。ヒーター31、32は、いずれも蓄電装置20から電力の供給を受けて発熱するものであり、車載用補機装置10の「補機」に該当する。ヒーター31、32としては、例えばNiCrを利用したものや、PTCを利用したものを用いることができる。本実施形態では、ヒーター装置30には2つのヒーター31、32が備えられているのであるが、ヒーター31等の個数は特に限定されない。ヒーター31、32のそれぞれに供給される電力の大きさは、次に述べる駆動回路40によって調整される。これにより、ヒーター31、32における発熱量が調整される。
The
駆動回路40は、補機であるヒーター31、32のそれぞれに供給される電力の大きさを、スイッチング素子41、42の開閉動作によって調整するものである。本実施形態では、スイッチング素子41、42としてIGBTが用いられている。スイッチング素子41は、蓄電装置20から電流が供給される経路上において、ヒーター31に対して直列となる位置に配置されている。また、スイッチング素子42は、蓄電装置20から電流が供給される経路上において、ヒーター32に対して直列となる位置に配置されている。
The
スイッチング素子41が閉状態になると、ヒーター31には蓄電装置20からの電力が供給される。また、スイッチング素子41が開状態になると、ヒーター31に対する電力の供給が停止される。同様に、スイッチング素子42が閉状態になると、ヒーター32には蓄電装置20からの電力が供給される。また、スイッチング素子42が開状態になると、ヒーター32に対する電力の供給が停止される。
When the
駆動回路40は、スイッチング素子41、42のそれぞれが繰り返し開閉動作する際のデューティを調整することにより、ヒーター31、32に供給される電力の大きさを調整する。スイッチング素子41、42の開閉動作はヒーターECU130によって制御される。このようなスイッチング素子41、42は、本実施形態における「スイッチング部」に該当するものである。
The
コンデンサ50は、所謂「平滑コンデンサ」として機能するものである。コンデンサ50は、ヒーター装置30及び駆動回路40に対して並列となる位置に配置されている。
The
電気装置60は、少なくとも蓄電装置20に電流を供給し充電を行う(つまり充電動作を行う)ための装置である。本実施形態では、車両に搭載されたモータージェネレータが電気装置60として用いられている。このため、電気装置60は、蓄電装置20に対して放電動作も、充電動作もできる。図1に示されるように、電気装置60から蓄電装置20へと電流を流すための一対の線は、コンデンサ50の両端となる位置にそれぞれ接続されている。電気装置60から蓄電装置20に供給される(つまり充電される)電流の大きさは、バッテリECU120が行う制御によって調整される。
The
リレーシステム70は、蓄電装置20とヒーター装置30との間における開閉を切り換える安全装置である。リレーシステム70はリレー71とリレー73とを有しており、これらが、蓄電装置20とヒーター装置30とを繋ぐ電流経路上に配置されている。また、リレー71が配置されている電流経路は途中で分岐しており、この分岐した経路上にはリレー72と抵抗74とが直列に並ぶように配置されている。
The
通常時においては、リレーシステム70は閉状態とされている。このとき、リレー71とリレー73とは閉状態となっており、リレー72は開状態となっている。車載用補機装置10において何らかの異常が生じた際には、リレー71、73のいずれもが開状態に切り換えられる。これにより、ヒーター装置30への電力の供給が遮断される。
In normal times, the
リレーシステム70が開状態から閉状態に切り換わる際には、リレー71を開状態のままとした上で、先ずリレー72とリレー73とが閉状態とされる。その後、リレー72が開状態とされ、同時にリレー71が閉状態とされる。このような制御が行われると、先ず抵抗74を介して電流が供給され始めることとなるので、ヒーター装置30に大きな突入電流が流れてしまうことが防止される。
When the
検出回路81は、蓄電装置20で充電又は放電される電流、蓄電装置20の端子間電圧、及び蓄電装置20の温度等を検出するための回路である。検出回路81は、蓄電装置20の周囲に設けられた各種のセンサ(不図示)からの信号に基づいて、上記の電流値等を検出する。検出回路81によって検出された電流値等はバッテリECU120により取得される。尚、蓄電装置20に供給(充電)される電流の値は、ローパスフィルタ83を介して検出回路81により検知される。これにより、電流値の取得におけるノイズの影響が除去される。
The
また、検出回路81は、蓄電装置20における充電率(所謂「SOC」)を検知することも可能となっている。検知された充電率はバッテリECU120により取得される。
The
検出回路82は、ヒーター31、32を流れる電流、ヒーター31、32に印加されている電圧、ヒーター31、32の温度等を検出するための回路である。検出回路82は、ヒーター31、32の周囲に設けられた各種のセンサ(不図示)からの信号に基づいて、上記の電流値等を検出する。検出回路82によって検出された電流値等はヒーターECU130により取得される。
The
バッテリECU120は、蓄電装置20の充放電を制御するための制御装置である。バッテリECU120は、電気装置60から蓄電装置20に充電される充電状態を制御する。バッテリECU120は、CPU、ROM、RAM等を有するコンピュータシステムとして構成されている。後に説明するヒーターECU130、及び上位ECU110についても同様である。既に述べたように、バッテリECU120は、検出回路81によって検知された蓄電装置20の各種情報(電流値等)を取得することができる。
バッテリECU120は、蓄電装置20からの電力によってヒーター31の発熱が行われているときにおいても、電気装置60の制御を行い、電気装置60からの電流を蓄電装置20に充電することができる。このようなバッテリECU120は、電気装置60から蓄電装置20に供給される電流を制御する「充電制御部」に該当する。
The
上位ECU110から送信される充電要求信号を受信すると、バッテリECU120は、蓄電装置20への充電を開始する。このとき、バッテリECU120は、検出回路81(電流検知部)により検知される電流の値が、充電要求信号に示される目標値に一致するように、蓄電装置20に設けられた不図示の電力変換器の動作を制御する。
When the charging request signal transmitted from the
ヒーターECU130は、ヒーター装置30の動作(つまり発熱)を制御するための制御装置である。ヒーターECU130は、機能的な制御ブロックとして、スイッチング制御部131と、停止判定部132と、を有している。
The
スイッチング制御部131は、スイッチング素子41、42の開閉動作を制御し、これによりヒーター31、32の発熱量を調整する部分である。スイッチング制御部131は、駆動回路40に制御信号を送信することにより、スイッチング素子41、42のそれぞれの開閉動作におけるデューティを調整する。スイッチング制御部131は、ヒーター31、32における発熱量が、上位ECU110から送信される要求熱量に一致するように、上記のようなデューティの調整を行う。
The switching
尚、上記の「要求熱量」は、ヒーター31の発熱量の目標値と、ヒーター32の発熱量の目標値と、のそれぞれを個別に含むものとして送信されてもよく、ヒーター31の発熱量と、ヒーター32の発熱量と、を合計したものの目標値として送信されてもよい。
The “required heat amount” may be transmitted as individually including the target value of the heat generation amount of the
本実施形態に係るヒーターECU130は、ヒーター31、32のいずれかの温度が上昇し過ぎると、安全のためにスイッチング素子41、42を何れも開状態に切り換えて、ヒーター31、32を停止させる処理を行うように構成されている。停止判定部132は、蓄電装置20への充電が行われている際において、ヒーター31、32が上記のように停止する可能性が高いか否か、を判定する部分である。
When the temperature of any of the
上位ECU110は、車載用補機装置10の全体の動作を統括制御するための制御装置である。既に述べたように、上位ECU110は、バッテリECU120に向けて充電要求信号を送信し、蓄電装置20への充電を開始又は継続させる処理を行う。また、上位ECU110は、ヒーターECU130に向けて要求熱量を送信し、ヒーター31、32における発熱量を調整させる処理を行う。更に、上位ECU110は、バッテリECU120とヒーターECU130との間において、両者の間の通信を媒介する処理も行うことが可能となっている。
The
尚、以上のような制御装置の構成はあくまでも一例である。例えば、バッテリECU120、ヒーターECU130、及び上位ECU110が、3つの装置に分かれているのではなく、全体が一つのコンピュータシステムとして構成されているような態様であってもよい。また、バッテリECU120、ヒーターECU130、及び上位ECU110のうち少なくとも一つが、車両に搭載された他のECUの一部として構成されているような態様であってもよい。
The configuration of the control device as described above is merely an example. For example, the
図2を参照しながら、蓄電装置20に供給される電流の調整方法について説明する。図2の線L10に示されるのは、蓄電装置20に供給される電流の、実際の値の変化を示すグラフである。尚、図2では、蓄電装置20から出力(つまり放電)される電流が流れる方向を正(横軸よりも上側)とし、蓄電装置20に供給(つまり充電)される電流が流れる方向を負(横軸よりも下側)としている。ただし、以下の説明において「蓄電装置20に供給される電流」というときは、上記の符号を考慮することなく、その絶対値を示すものとする。
A method for adjusting the current supplied to the
図2に示される例では、蓄電装置20への充電と、ヒーター31、32への電力供給とが同時に行われている。このため、ヒーター31等に供給される電流の値が、スイッチング素子41等のスイッチング動作に伴って、線L10に示されるように矩形波状に変動している。
In the example shown in FIG. 2, charging of the
既に述べたように、蓄電装置20に供給される電流の値は、ローパスフィルタ83及び検出回路81を介して、バッテリECU120によって検知される。また、バッテリECU120は、検出回路81からの信号を所定の周期でサンプリングすることによって、蓄電装置20に供給される電流の値を検知する。このため、バッテリECU120によって検知される当該電流の値は、線L10に示されるような実際の電流の値とは異なり、線L11に示されるように平均化された値となる。
As already described, the value of the current supplied to the
本実施形態では、蓄電装置20に充電される際に流れる電流について、蓄電装置20の電極表面にリチウム金属が析出することを防止し得る電流値の範囲の上限、として保護閾値が設定されている。蓄電装置20に供給される電流値が保護閾値を越えた状態となり、当該状態が一定の期間継続されてしまうと、蓄電装置20の電極表面にリチウム金属が析出する可能性が高くなる。
In the present embodiment, a protection threshold is set as an upper limit of a current value range that can prevent lithium metal from being deposited on the electrode surface of the
図2の線L20は、上記の保護閾値の時間変化を示す線となっている。保護閾値の値は常に一定なのではなく、蓄電装置20の充放電履歴などに応じて都度設定される。このため、線L20に示されるように、保護閾値の値は時間の経過に伴って変化する。尚、充放電履歴などに応じて保護閾値を設定するための方法としては、公知の方法を用いることができる。このため、ここではその具体的な方法についての説明を省略する。
A line L20 in FIG. 2 is a line indicating the change over time of the protection threshold. The value of the protection threshold is not always constant, but is set each time according to the charge / discharge history of the
本実施形態では、線L11で示される電流が、線L20で示される保護閾値よりも僅かに小さくなるように、上位ECU110からバッテリECU120へと充電要求信号が送信される。線L11で示される電流と、線L20で示される保護閾値との差分の絶対値は、線L10で示される電流の振幅よりも小さい。このため、通常時(後述の電流抑制制御が行われていないとき)においては図2に示されるように、蓄電装置20に供給される実際の電流(線L10)が保護閾値(L20)を跨いで変動している。すなわち、充電制御部であるバッテリECU120は、スイッチング素子41、42の開閉動作に伴って、蓄電装置20に供給される実際の電流(線L10)が保護閾値(L20)を跨いで変動するように、当該電流を制御している。
In the present embodiment, the charge request signal is transmitted from the
尚、上記のような制御が行われると、蓄電装置20に供給される実際の電流が、保護閾値を繰り返し超えてしまうこととなる。しかしながら、電流が保護閾値を越えている時間は、スイッチング素子41、42の動作周期程度の短い時間である。このため、蓄電装置20の電極表面にリチウム金属が析出する現象の発生は防止される。
When the above control is performed, the actual current supplied to the
本実施形態では、蓄電装置20に供給される電流を、上記のように保護閾値に近づけている。これにより、電気装置60から得られる回生電力を可能な限り無駄にすることなく、蓄電装置20に充電して有効活用することが可能となっている。
In the present embodiment, the current supplied to the
ところで、以上のような制御が行われている際において、ヒーター31、32を安全のために停止する処理が行われると、蓄電装置20に供給される電流が、その時点から保護閾値を越えてしまうこととなる。これについて、図3を参照しながら説明する。図3に示される例では、時刻t10において、ヒーター31、32への電力の供給が停止されており、これによりヒーター31、32がその動作を停止している。
By the way, when the above-described control is performed, if a process for stopping the
これに伴い、電気装置60から蓄電装置20へと供給される電流の大きさは、時刻t10以降ではそれまでよりも大きくなっている。その結果、時刻t10以降の期間では、蓄電装置20に供給される電流が保護閾値を越えた状態となっている。また、スイッチング素子41、42の開閉動作は停止しているので、上記の状態が長時間に亘り継続される。既に述べたように、このような状態が継続されてしまうと、蓄電装置20の電極表面にリチウム金属が析出する可能性が高くなる。
Accordingly, the magnitude of the current supplied from the
本実施形態では、図3に示される状態となってしまうことを防止するために、充電制御部であるバッテリECU120が電流抑制制御を行うこととしている。電流抑制制御の概要について、図4を参照しながら説明する。
In the present embodiment, in order to prevent the state shown in FIG. 3, the
図4に示される例では、図3の場合と同様に、ヒーター31、32への電力の供給が時刻t10において停止されている。
In the example shown in FIG. 4, as in the case of FIG. 3, the supply of power to the
時刻t10よりも前の時刻t01では、停止判定部132によって、ヒーター31、32が停止する可能性が高いと判定されている。このような判定が行われると、バッテリECU120は電流抑制制御を行う。「電流抑制制御」とは、蓄電装置20に充電される充電量(例えば電流)を、それまで(図4の例では時刻t01まで)よりも小さくする制御のことである。
At time t01 prior to time t10, the
時刻t01以降では、電流抑制制御が行われることにより、線L10、L11のそれぞれに示される電流の値は小さくなる。その結果、線L20に示される保護閾値と、L11に示される電流値との差は次第に大きくなっている。 After time t01, the current suppression control is performed, so that the current values shown on the lines L10 and L11 are reduced. As a result, the difference between the protection threshold indicated by the line L20 and the current value indicated by L11 gradually increases.
時刻t10において、ヒーター31、32が停止すると、図4に示される例でも図3の場合と同様に、蓄電装置20に供給される電流は大きくなる。しかしながら、図4に示される例では、予め上記の電流抑制制御が行われたことにより、線L10、L11のそれぞれに示される電流値はいずれも、線L20に示される保護閾値よりも小さく抑えられている。図4には、時刻t10以降において蓄電装置20に供給される電流の増加量が「ΔI」として示されている。このようなΔIの大きさは、検出回路81によって取得される各種の物理量に基づいて推定することができる。
When
電流抑制制御を行うにあたり、バッテリECU120は、線L11で示される電流値からΔIを差し引いた値が、線L20で示される保護閾値よりも僅かに小さな値(図4のグラフでは僅かに上側の値)となるように、時刻t01から時刻t10までの期間において蓄電装置20に供給される電流の値を調整する。つまり、電流抑制制御において、バッテリECU120は、ヒーター31、32がその後の時刻t10に停止された場合でも、蓄電装置20に供給される電流(線L10、L11)が保護閾値(L20)を越えることの無いように、蓄電装置20に供給される電流を時刻t10よりも前の時点から小さくしている。
In performing the current suppression control, the
このような電流抑制制御が行われることにより、時刻t10以降においても、蓄電装置20に供給される電流が保護閾値よりも小さく維持されている。これにより、蓄電装置20の電極表面にリチウム金属が析出する現象が防止される。
By performing such current suppression control, the current supplied to the
尚、電流抑制制御が行われた後、ヒーター31、32が停止する可能性が低いとの判定が停止判定部132によってなされた場合には、電流抑制制御は中断され、蓄電装置20に供給される電流の値は元の値に戻される。図5には、このような場合の例が示されている。
If the
図5に示される例では、図4の場合と同様に、ヒーター31、32が停止する可能性が高いとの判定が、時刻t01において停止判定部132により行われている。このため、時刻t01以降においては電流抑制制御が行われ、線L10、L11のそれぞれに示される電流の値は小さくなっている。
In the example illustrated in FIG. 5, as in the case of FIG. 4, the
その後の時刻t11では、ヒーター31、32が停止する可能性が低いとの判定が、停止判定部132により行われている。このような判定が行われると、バッテリECU120は電流抑制制御を中断する。このため、図11以降においては、線L11で示される電流値は次第に増加して行き、線L20に示される保護閾値よりも僅かに小さな値(つまり元の値)に戻される。その結果、電流抑制制御が中断された時刻t11以降においては、蓄電装置20に供給される実際の電流(線L10)が、再び保護閾値(L20)を跨いで変動するように、バッテリECU120による電流の制御が行われる。
At the subsequent time t11, the
以上のような電流抑制制御を実現するために行われる具体的な処理の内容について、図6を参照しながら説明する。図6に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、ヒーターECU130によって繰り返し実行されるものである。尚、スイッチング素子41、42のそれぞれのスイッチング動作を行わせる処理は、図6に示される一連の処理と並行して、スイッチング制御部131によって別途行われている。
The content of the specific process performed in order to implement | achieve the above electric current suppression controls is demonstrated referring FIG. The series of processes shown in FIG. 6 is repeatedly executed by the
最初のステップS01では、通信によって、上位ECU110から各種情報を取得する処理が行われる。ここで取得される情報には、蓄電装置20の動作状態(具体的には充電中であるか否か)や、蓄電装置20の充電率等、バッテリECU120から上位ECU110を経由して得られる情報が含まれる。
In the first step S01, processing for acquiring various types of information from the
ステップS01に続くステップS02では、蓄電装置20が充電中であり、且つ、蓄電装置20の充電率が所定値以上であるか否かが判定される。当該所定値は、蓄電装置20の性能が低下してしまうような高い充電率(例えば80%)よりも低めの値(例えば60%)として、予め設定されているものである。ステップS02の判定が「肯定(Yes)」である場合には、ステップS03に移行する。ステップS03では、電流抑制制御を行うことなく、スイッチング素子41、42のスイッチング動作をそれまで通り行う処理が継続される。この場合、蓄電装置20に供給される電流を調整する制御(つまりバッテリECU120が行う制御)については、図2を参照しながら説明したような通常の制御が行われることとなる。
In step S02 following step S01, it is determined whether or not the
ステップS02における判定が「否定(No)」であった場合には、ステップS04に移行する。ステップS04では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方の温度が、第2閾値以上であるか否かが判定される。
If the determination in step S02 is “No”, the process proceeds to step S04. In step S04, it is determined whether or not the temperature of at least one of the
本実施形態では、ヒーター31、32の温度に関し、安全のためにヒーター31、32への電力供給を停止させる温度、すなわち、補機の動作の継続が許容される温度範囲の上限として「第1閾値」が設定されている。上記の「第2閾値」とは、第1閾値よりも小さな値(つまり低い温度)として予め設定された閾値である。本実施形態では、第1閾値として90℃が設定されており、第2閾値として70℃が設定されている。尚、第1閾値及び第2閾値としては、常に固定された値が用いられてもよく、状況に応じて変更される値が用いられてもよい。
In this embodiment, regarding the temperature of the
ステップS04において、ヒーター31、32の温度がいずれも第2閾値未満であった場合には、ステップS05に移行する。ステップS05に移行した場合には、ヒーター31、32の温度が第1閾値に比べて十分に低い。このため、停止判定部132は、ヒーター31、32が停止する可能性が低いと判定する。ステップS05では、当該判定の結果が上位ECU110へと通知される。当該通知は、上位ECU110を経由してバッテリECU120へも送られる。
If the temperatures of the
このとき、バッテリECU120によって電流抑制制御が仮に行われていた場合には、電流抑制制御が中断される。この場合、蓄電装置20に供給される電流の値は、図5の時刻t11以降のように推移することとなる。バッテリECU120によって電流抑制制御が行われていなかった場合には、その状態がそのまま継続される。
At this time, if the current suppression control is temporarily performed by the
尚、電流抑制制御を中断するための処理は、ステップS05の通知を上位ECU110経由で受信したバッテリECU120によって行われる。このような態様に替えて、上位ECU110が、バッテリECU120に送信される充電要求信号の内容を変更すること(具体的には充電電流の目標値を下げること)により、電流抑制制御を中断するための処理が行われることとしてもよい。
The process for interrupting the current suppression control is performed by the
ステップS05の後は、先に述べたステップS03に移行する。この場合、蓄電装置20に供給される電流を調整する制御(つまりバッテリECU120が行う制御)については、必要に応じて電流抑制制御を中断する処理が行われた後、図2を参照しながら説明したような通常の制御が行われることとなる。 After step S05, the process proceeds to step S03 described above. In this case, the control for adjusting the current supplied to the power storage device 20 (that is, the control performed by the battery ECU 120) will be described with reference to FIG. 2 after the processing for interrupting the current suppression control is performed as necessary. Such normal control is performed.
ステップS04において、ヒーター31、32のうち少なくとも一方の温度が第2閾値以上であった場合には、ステップS06に移行する。ステップS06に移行した場合には、ヒーター31、32の温度が上昇して第1閾値に近づいている。このため、停止判定部132は、ヒーター31、32が停止する可能性が高いと判定する。ステップS06では、当該判定の結果が上位ECU110へと通知される。当該通知は、上位ECU110を経由してバッテリECU120へも送られる。
In step S04, when the temperature of at least one of the
上記の通知を受信したバッテリECU120は、図4を参照しながら説明したようなバッテリ抑制制御を開始する。バッテリECU120は、図4の時刻t01以降のように、蓄電装置20に供給される電流の値を低下させる。尚、ステップS06への移行時において電流抑制制御が既に行われていた場合には、引き続き電流抑制制御が継続される。
The
ステップS06に続くステップS07では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方の温度が、第1閾値以上であるか否かが判定される。ヒーター31、32の温度がいずれも第1閾値未満である場合には、ステップS08に移行する。ステップS08では、電流抑制制御を継続しながら、スイッチング素子41、42のスイッチング動作をそれまで通り行う処理が継続される。
In step S07 following step S06, it is determined whether or not the temperature of at least one of the
ステップS07において、ヒーター31、32のうち少なくとも一方の温度が第1閾値以上である場合には、ステップS09に移行する。ステップS09では、安全のためにヒーター31、32への電力供給を停止させる処理が行われる。具体的には、スイッチング素子41、42を何れも開状態とする処理が、スイッチング制御部131によって行われる。これにより、蓄電装置20に供給される電流の値は、図4の例における時刻t10以降のように推移することとなる。蓄電装置20に供給される電流の値は増加するのであるが、予め電流抑制制御が行われていたことにより、当該電流の値が保護閾値を越えてしまうことは無い。
In step S07, when the temperature of at least one of the
以上に述べたように、本実施形態に係る車載用補機装置10では、蓄電装置20への充電が行われている際において、少なくともヒーター31、32(つまり補機)が停止する前に、バッテリECU120(つまり充電制御部)への通知が行われ、その後においてヒーター31、32の動作が停止される。これにより、バッテリECU120が、ヒーター31、32の停止前において必要な措置をとることが可能となっている。具体的には、停止判定部132により、ヒーター31、32(つまり補機)が停止する可能性が高いと判定された場合には、バッテリECU120(つまり充電制御部)は、蓄電装置20に供給される電流をそれまでよりも小さくする制御、である電流抑制制御を行う。
As described above, in the in-vehicle
これにより、ヒーター31、32への電力供給がその後に停止された場合であっても、蓄電装置20に供給される電流が保護閾値を越えた状態のままとなってしまうことが無い。蓄電装置20の電極におけるリチウム金属の析出を防止し、蓄電装置20の性能低下を防止することができる。
Thereby, even if the power supply to the
バッテリECU120は、ヒーター31、32が停止する可能性が高いと停止判定部132により判定され、且つ、蓄電装置20における充電率が所定値以上である場合(つまり、ステップS02の判定がYesである場合)に、電流抑制制御を行う。
蓄電装置20の電極におけるリチウム金属の析出は、蓄電装置20における充電率が高くなっている場合に特に生じやすいことが知られている。本実施形態では、電流抑制制御が実行される場面を、上記のように電極におけるリチウム金属の析出が生じやすいときに限定している。これにより、蓄電装置20への充電機会がより多く確保される。
It is known that the deposition of lithium metal at the electrode of the
本実施形態では、ヒーター31、32の温度について、補機の動作の継続が許容される範囲の上限である第1閾値と、当該第1閾値よりも小さな値である第2閾値と、がそれぞれ設定されている。また、停止判定部132は、上記温度が第2閾値を越えたとき(ステップS04の判定がYesであるとき)に、補機が停止する可能性が高いと判定する。
In the present embodiment, for the temperatures of the
第1閾値及び第2閾値と比較されるヒーター31、32の温度は、補機の動作状態を示すパラメータということができる。このようなパラメータとしては、次に説明する第2実施形態のように、「ヒーター31、32の温度」以外の物理量が用いられてもよい。また、複数の物理量が上記のパラメータとして用いられてもよい。
It can be said that the temperature of the
第2実施形態について説明する。本実施形態では、補機の動作状態を示すパラメータ、すなわち第1閾値及び第2閾値と比較されるパラメータとして、ヒーター31、32の温度ではなく、ヒーター31、32の電圧値が用いられる。当該電圧値は、検出回路82によって検出され、ヒーターECU130へと送信されるものである。
A second embodiment will be described. In the present embodiment, not the temperature of the
図7に示される一連の処理は、本実施形態に係るヒーターECU130によって実行される処理であり、図6に示される一連の処理に替えて実行されるものである。図7に示される一連の処理は、図6におけるステップS04をステップS14に置き換えて、図6におけるステップS07をステップS17に置き換えた処理となっている。以下では、図6に示される処理との相違点について主に説明する。
A series of processes shown in FIG. 7 is a process executed by the
ステップS14では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方における印加電圧の値が、第2閾値以上であるか否かが判定される。
In step S14, it is determined whether or not the value of the applied voltage in at least one of the
本実施形態では、ヒーター31、32への印加電圧に関し、安全のためにヒーター31、32への電力供給を停止させる電圧値、すなわち、補機の動作の継続が許容される電圧値の範囲の上限として「第1閾値」が設定されている。上記の「第2閾値」とは、第1閾値よりも小さな値(つまり低い電圧)として予め設定された閾値である。本実施形態では、第1閾値として600Vが設定されており、第2閾値として500Vが設定されている。
In the present embodiment, the voltage applied to the
ステップS14において、ヒーター31、32の電圧値がいずれも第2閾値未満であった場合には、ステップS05に移行する。以降の処理は、図6を参照しながら説明したものと同じである。
If the voltage values of the
ヒーター31、32のうち少なくとも一方の電圧値が第2閾値以上であった場合には、ステップS06に移行する。既に述べたように、ステップS06において停止判定部132は、ヒーター31、32が停止する可能性が高いと判定する。ステップS06では、当該判定の結果が上位ECU110へと通知される。当該通知は、上位ECU110を経由してバッテリECU120へも送られる。これにより、電流抑制制御が開始される。
When the voltage value of at least one of the
ステップS06に続くステップS17では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方の電圧値が、第1閾値以上であるか否かが判定される。ヒーター31、32の電圧値がいずれも第1閾値未満である場合には、ステップS08に移行する。ステップS08では、電流抑制制御を継続しながら、スイッチング素子41、42のスイッチング動作をそれまで通り行う処理が継続される。
In step S17 following step S06, it is determined whether or not the voltage value of at least one of the
ステップS17において、ヒーター31、32のうち少なくとも一方の電圧値が第1閾値以上である場合には、ステップS09に移行する。以降の処理は、図6を参照しながら説明したものと同じである。以上のような態様でも、第1実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。
In step S17, when the voltage value of at least one of the
第3実施形態について説明する。本実施形態では、補機の動作状態を示すパラメータ、すなわち第1閾値及び第2閾値と比較されるパラメータとして、ヒーター31、32の温度ではなく、ヒーター31、32の電流値が用いられる。当該電流値は、検出回路82によって検出され、ヒーターECU130へと送信されるものである。
A third embodiment will be described. In the present embodiment, the current value of the
図8に示される一連の処理は、本実施形態に係るヒーターECU130によって実行される処理であり、図6に示される一連の処理に替えて実行されるものである。図8に示される一連の処理は、図6におけるステップS04をステップS24に置き換えて、図6におけるステップS07をステップS27に置き換えた処理となっている。以下では、図6に示される処理との相違点について主に説明する。
A series of processes shown in FIG. 8 is a process executed by the
ステップS24では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方を流れる電流の値が、第2閾値以上であるか否かが判定される。
In step S24, it is determined whether or not the value of the current flowing through at least one of the
本実施形態では、ヒーター31、32のそれぞれを流れる電流に関し、安全のためにヒーター31、32への電力供給を停止させる電流値、すなわち、補機の動作の継続が許容される電流値の範囲の上限として「第1閾値」が設定されている。上記の「第2閾値」とは、第1閾値よりも小さな値として予め設定された閾値である。本実施形態では、第1閾値として120Aが設定されており、第2閾値として80Aが設定されている。
In the present embodiment, regarding the current flowing through each of the
ステップS24において、ヒーター31、32の電流値がいずれも第2閾値未満であった場合には、ステップS05に移行する。以降の処理は、図6を参照しながら説明したものと同じである。
If the current values of the
ヒーター31、32のうち少なくとも一方の電流値が第2閾値以上であった場合には、ステップS06に移行する。既に述べたように、ステップS06において停止判定部132は、ヒーター31、32が停止する可能性が高いと判定する。ステップS06では、当該判定の結果が上位ECU110へと通知される。当該通知は、上位ECU110を経由してバッテリECU120へも送られる。これにより、電流抑制制御が開始される。
When the current value of at least one of the
ステップS06に続くステップS27では、検出回路82によって検出されたヒーター31、32のうち少なくとも一方の電流値が、第1閾値以上であるか否かが判定される。ヒーター31、32の電流値がいずれも第1閾値未満である場合には、ステップS08に移行する。ステップS08では、電流抑制制御を継続しながら、スイッチング素子41、42のスイッチング動作をそれまで通り行う処理が継続される。
In step S27 following step S06, it is determined whether or not the current value of at least one of the
ステップS27において、ヒーター31、32のうち少なくとも一方の電流値が第1閾値以上である場合には、ステップS09に移行する。以降の処理は、図6を参照しながら説明したものと同じである。以上のような態様でも、第1実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。
In step S27, when the current value of at least one of the
第4実施形態について説明する。本実施形態では、保護閾値の設定方法について第1実施形態と異なっている。 A fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the method for setting the protection threshold is different from that in the first embodiment.
図9では、先に説明した図4と同様に、蓄電装置20に供給される電流の時間変化の一例が示されている。図9に示される線L21は、蓄電装置20の電極にリチウム金属が析出してしまうような電流値、すなわち、当該値を僅かでも超えたままの状態が維持されてしまうと、リチウム金属の析出が極めて生じやすくなるような電流値の時間変化である。このような電流値は、蓄電装置20の充放電履歴などに応じて都度算出される。
FIG. 9 shows an example of a change over time of the current supplied to the
第1実施形態においては、上記のように算出される電流値がそのまま保護閾値(図4の線L20)として設定されていた。これに対し、本実施形態では、上記のように算出される電流値(線L21)から、所定のマージンMを差し引くことによって得られた値が、保護閾値(図9の線L20)として設定される。保護閾値が第1実施形態よりも小さめの値として設定され、電流値がそれを超えないように電流抑制制御が実行されるので、蓄電装置20の電極にリチウム金属が析出してしまう現象をより確実に防止することができる。
In the first embodiment, the current value calculated as described above is directly set as the protection threshold (line L20 in FIG. 4). On the other hand, in the present embodiment, a value obtained by subtracting the predetermined margin M from the current value (line L21) calculated as described above is set as the protection threshold (line L20 in FIG. 9). The Since the protection threshold is set as a value smaller than that of the first embodiment and the current suppression control is performed so that the current value does not exceed the threshold value, the phenomenon that lithium metal is deposited on the electrode of the
以上においては、蓄電装置20から電力の供給を受ける補機として、空気を加熱するためのヒーター31、32が用いられる例について説明した。ヒーター31、32は、空気ではなく水を加熱するためのものであってもよい。また、蓄電装置20から電力の供給を受ける補機として、ヒーター以外の装置が用いられる態様としてもよい。
In the above, the example in which the
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those in which those skilled in the art appropriately modify the design of these specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. Each element included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.
10:車載用補機装置
20:蓄電装置
31,32:ヒーター
41,42:スイッチング素子
60:電気装置
131:スイッチング制御部
120:バッテリECU
10: In-vehicle auxiliary equipment 20:
Claims (10)
蓄電装置(20)と、
前記蓄電装置から電力の供給を受ける補機(31,32)と、
前記補機に供給される電力の大きさを、開閉動作することにより調整するスイッチング部(41,42)と、
前記スイッチング部の開閉動作を制御するスイッチング制御部(131)と、
前記蓄電装置に少なくとも充電動作を行う電気装置(60)と、
前記電気装置から前記蓄電装置に充電される充電状態を制御する充電制御部(120)と、を備え、
前記蓄電装置への充電が行われている際において、少なくとも前記補機が停止する前に、前記充電制御部に通知した後、前記補機の動作を停止する車載用補機装置。 A vehicle-mounted auxiliary device (10),
A power storage device (20);
Auxiliaries (31, 32) that receive power from the power storage device;
Switching units (41, 42) for adjusting the magnitude of power supplied to the auxiliary machine by opening and closing;
A switching control unit (131) for controlling the opening and closing operation of the switching unit;
An electric device (60) for performing at least a charging operation on the power storage device;
A charge control unit (120) for controlling a charge state charged from the electric device to the power storage device,
A vehicle-mounted auxiliary device that stops the operation of the auxiliary device after notifying the charging control unit at least before the auxiliary device stops when the power storage device is being charged.
前記停止判定部により、前記補機が停止する可能性が高いと判定された場合には、
前記充電制御部は、前記蓄電装置に充電される充電量をそれまでよりも小さくする制御、である電流抑制制御を行う、請求項1に記載の車載用補機装置。 A stop determination unit (132) for determining whether or not the auxiliary machine is likely to stop;
When it is determined by the stop determination unit that the auxiliary machine is highly likely to stop,
The in-vehicle auxiliary device according to claim 1, wherein the charge control unit performs current suppression control, which is control for making the amount of charge charged in the power storage device smaller than before.
前記補機の動作の継続が許容される範囲の上限である第1閾値と、
前記第1閾値よりも小さな値である第2閾値と、がそれぞれ設定されており、
前記停止判定部は、前記パラメータが前記第2閾値を越えたときに、前記補機が停止する可能性が高いと判定する、請求項2に記載の車載用補機装置。 About the parameter indicating the operating state of the auxiliary machine,
A first threshold that is an upper limit of a range in which the operation of the auxiliary machine is allowed to continue;
A second threshold value that is smaller than the first threshold value is set, and
The in-vehicle accessory device according to claim 2, wherein the stop determination unit determines that the accessory is likely to stop when the parameter exceeds the second threshold value.
前記停止判定部により、前記補機が停止する可能性が高いと判定され、且つ、前記蓄電装置における充電率が所定値以上である場合に、前記電流抑制制御を行う、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の車載用補機装置。 The charge controller is
The current suppression control is performed when the stop determination unit determines that the auxiliary machine is highly likely to stop and the charge rate of the power storage device is equal to or higher than a predetermined value. The in-vehicle auxiliary machine device according to any one of the above.
前記蓄電装置の電極表面にリチウム金属が析出することを防止し得る電流値の範囲の上限、として保護閾値が設定されており、
前記電流抑制制御において、前記充電制御部は、
前記補機が停止された場合でも、前記蓄電装置に充電される電流が前記保護閾値を越えることの無いように、前記蓄電装置に充電される電流を小さくする、請求項6に記載の車載用補機装置。 About the current that flows when the power storage device is charged,
A protection threshold is set as an upper limit of a current value range that can prevent lithium metal from being deposited on the electrode surface of the power storage device,
In the current suppression control, the charge control unit,
The in-vehicle use according to claim 6, wherein the current charged in the power storage device is reduced so that the current charged in the power storage device does not exceed the protection threshold even when the auxiliary machine is stopped. Auxiliary equipment.
前記蓄電装置の電極にリチウム金属が析出してしまうような電流値から、所定のマージン(M)を差し引くことによって得られた値である、請求項7に記載の車載用補機装置。 The protection threshold is
The in-vehicle auxiliary device according to claim 7, wherein the on-vehicle auxiliary device is a value obtained by subtracting a predetermined margin (M) from a current value at which lithium metal is deposited on the electrode of the power storage device.
前記充電制御部は、
前記スイッチング部の開閉動作に伴って、前記蓄電装置に充電される電流が前記保護閾値を跨いで変動するように当該電流を制御する、請求項7又は8に記載の車載用補機装置。 When the current suppression control is not performed,
The charge controller is
The in-vehicle accessory device according to claim 7 or 8, wherein the current is controlled so that the current charged in the power storage device varies across the protection threshold in accordance with the opening / closing operation of the switching unit.
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