JP2020099127A - Battery temperature management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ温度管理装置に関する。 The present invention relates to a battery temperature management device.
近年、エンジンと電動モータとを併用することで車両の燃料消費率(燃費)を効果的に向上させることができるハイブリッド自動車(HV)やプラグイン・ハイブリッド自動車(PHV)が広く実用化されている。また、電動モータのみを動力源とし、排気ガスを排出しない電気自動車(EV)も実用化されている。例えば、このようなハイブリッド自動車や電気自動車では、ニッケル水素電池などの二次電池(電池セル)を複数直列に接続した組電池(電池モジュール)が用いられている。 In recent years, a hybrid vehicle (HV) and a plug-in hybrid vehicle (PHV) capable of effectively improving the fuel consumption rate (fuel consumption) of a vehicle by using an engine and an electric motor together have been widely put into practical use. .. An electric vehicle (EV) that uses only an electric motor as a power source and does not emit exhaust gas has also been put into practical use. For example, in such hybrid vehicles and electric vehicles, an assembled battery (battery module) in which a plurality of secondary batteries (battery cells) such as nickel-hydrogen batteries are connected in series is used.
ところで、ニッケル水素電池は、充電後に、自己放電による反応熱によって電池温度が上昇することがある。より詳細には、ニッケル水素電池は、次の化学式(1)で示されるように、充電時に、正極側の水酸化ニッケル(II)(Ni(OH)2)が水酸化物イオン(OH−)と結合して水酸化ニッケル(NiOOH)と水(H2O)を生成する。
Ni(OH)2+OH−→NiOOH+H2O+e− ・・・(1)
ここで、水酸化ニッケル(NiOOH)には安定したβ型と不安定なγ型があり、γ型は、次の化学式(2)で示されるように、水酸化ニッケル(II)(Ni(OH)2)に自己分解して酸素を発生する。
4NiOOH+2H2O→4Ni(OH)2+O2 ・・・(2)
そして、酸素が負極側の金属水素化物と結合し、次の化学式(3)で示されるように、水が生成されるとともに反応熱が生じる。
4MH+O2→4M+2H2O+反応熱 ・・・(3)
その結果、ニッケル水素電池の性能が劣化するおそれや、異常温度に至るおそれがある。
By the way, in a nickel-hydrogen battery, the battery temperature may increase after charging due to reaction heat due to self-discharge. More specifically, in the nickel-hydrogen battery, as shown by the following chemical formula (1), nickel hydroxide (II) (Ni(OH) 2 ) on the positive electrode side is hydroxide ion (OH-) at the time of charging. To form nickel hydroxide (NiOOH) and water (H 2 O).
Ni(OH) 2 +OH − →NiOOH+H 2 O+e − (1)
Here, nickel hydroxide (NiOOH) is classified into a stable β type and an unstable γ type, and the γ type has nickel hydroxide (II) (Ni(OH) as shown by the following chemical formula (2). ) 2 ) self-decomposes to generate oxygen.
4NiOOH+2H 2 O→4Ni(OH) 2 +O 2 ... (2)
Then, oxygen binds to the metal hydride on the negative electrode side, and as shown by the following chemical formula (3), water is generated and reaction heat is generated.
4MH+O 2 → 4M+2H 2 O+ heat of reaction (3)
As a result, the performance of the nickel-hydrogen battery may be deteriorated or an abnormal temperature may be reached.
これに対して、特許文献1には、電池温度の最大値の上昇を抑制した上で、なおかつ、複数のニッケル水素電池(セル)からなる電池パックの全セルを均等に満充電できるようにする二次電池の充電装置が開示されている。より具体的には、この充電装置では、複数の二次電池セルを直列に接続した組電池を充電する二次電池の充電装置において、二次電池を満充電させるまで充電し、充電完了直後に、短時間の間、所定の放電電流の準備放電を行う。
On the other hand, in
この充電装置によれば、充電完了直後に、微量の準備放電を行うことによって、充電後の温度上昇を抑制することができる。より詳細には、充電完了直後に準備放電を実施することにより、充電の過程で正極に発生した酸素ガスが正極に吸収される結果、水素と再結合して水を生成する化学反応が抑制されるので、電池温度のピークの上昇を抑制することができる。このため、温度上昇による問題なく、電池パックの全セルを均等に満充電することができる。 According to this charging device, the temperature rise after charging can be suppressed by performing a small amount of preliminary discharge immediately after the completion of charging. More specifically, by performing the preparatory discharge immediately after the completion of charging, the oxygen gas generated in the positive electrode during the charging process is absorbed by the positive electrode, and as a result, the chemical reaction that recombines with hydrogen to generate water is suppressed. Therefore, it is possible to suppress an increase in the peak of the battery temperature. Therefore, all the cells of the battery pack can be fully charged evenly without any problem due to temperature rise.
しかしながら、上述した充電装置では、満充電完了後に、必ず準備放電を行うため、すなわち、準備放電を行う必要がないときにも準備放電が行われるため、電力のロス(損失)が増大するおそれがある。また、上述した充電装置では、満充電完了時以外の状況は考慮されていないため、すなわち、満充電完了時以外では準備放電が行われないため、例えば、走行中に減速回生によって組電池(電池モジュール)の充電が行われ、その状態で、車両が停止されてレディ・オフ(すなわちコンタクタが開放)された場合などに、走行終了後、組電池(電池モジュール)の温度上昇が発生するおそれがある。 However, in the above-described charging device, the preparatory discharge is always performed after the full charge is completed, that is, the preparatory discharge is performed even when it is not necessary to perform the preparatory discharge, so that the loss of power may increase. is there. Further, in the above-described charging device, since the situation other than the time when the full charge is completed is not considered, that is, the preparatory discharge is not performed except the time when the full charge is completed. If the vehicle is stopped and ready-off (that is, the contactor is opened) in that state, the temperature of the assembled battery (battery module) may rise after the traveling is completed. is there.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、車両に搭載される、ニッケル水素電池(バッテリ)の温度を管理するバッテリ温度管理装置において、走行終了後に、不必要な放電を防止しつつ、バッテリ温度が上昇することを抑制することが可能なバッテリ温度管理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a battery temperature management device for managing the temperature of a nickel-hydrogen battery (battery) mounted in a vehicle, unnecessary discharge is generated after traveling. It is an object of the present invention to provide a battery temperature management device capable of preventing the battery temperature from rising while preventing it.
本発明に係るバッテリ温度管理装置は、放電抵抗を介して、ニッケル水素電池の放電を行う放電手段と、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する指標値を取得する指標値取得手段と、指標値取得手段により取得された指標値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、走行終了後に放電する必要があるか否かを判断する放電要否判断手段と、放電要否判断手段により放電が必要であると判断された場合に、放電手段を駆動して放電を行う放電制御手段とを備えることを特徴とする。 A battery temperature management device according to the present invention is a discharging unit that discharges a nickel-hydrogen battery via a discharging resistor, and an index-value acquiring unit that acquires an index value having a correlation with a temperature increase of the nickel-hydrogen battery after traveling. And a discharge necessity determining means for determining whether or not it is necessary to discharge after traveling based on whether the index value acquired by the index value acquiring means is equal to or more than a predetermined threshold value, Discharging control means for driving the discharging means to perform discharging when the necessity determining means determines that discharging is required.
本発明に係るバッテリ温度管理装置によれば、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する指標値が取得され、取得された指標値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、走行終了後に放電する必要があるか否かが判断され、放電が必要であると判断された場合に放電が行われる。そのため、充電後の正極の表面に溜まったγ型水酸化ニッケル(NiOOH)が放電によって除去されることにより、γ型水酸化ニッケルの自己分解量が減少し、バッテリの温度上昇を抑制することができる。その結果、走行終了後に、不必要な放電を防止しつつ、バッテリ温度が上昇することを抑制することが可能となる。 According to the battery temperature management device of the present invention, the index value having a correlation with the temperature rise of the nickel-hydrogen battery after traveling is acquired, and whether or not the acquired index value is equal to or more than a predetermined threshold value Based on the result, it is determined whether or not discharging is necessary after the traveling is completed, and when it is determined that discharging is necessary, discharging is performed. Therefore, the amount of γ-type nickel hydroxide (NiOOH) accumulated on the surface of the positive electrode after charging is removed by discharging, so that the amount of self-decomposition of γ-type nickel hydroxide is reduced and the temperature rise of the battery can be suppressed. it can. As a result, it is possible to prevent the battery temperature from rising while preventing unnecessary discharge after the traveling ends.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、指標値取得手段が、走行終了直前の所定期間における充放電電流量を取得する充放電電流量取得手段を有し、放電要否判断手段が、充放電電流量取得手段により取得された充放電電流量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、放電する必要があるか否かを判断することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, the index value acquisition means has a charge/discharge current amount acquisition means for acquiring the charge/discharge current amount in a predetermined period immediately before the end of traveling, and the discharge necessity determination means is the charge/discharge current. It is preferable to determine whether or not it is necessary to discharge, based on whether or not the amount of charging/discharging current acquired by the amount acquiring means is equal to or more than a predetermined threshold value.
この場合、充放電電流量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、放電する必要があるか否かが判断される。そのため、ニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する充放電電流量に基づいて放電の要否を適確に判断することが可能となる。 In this case, it is determined whether or not it is necessary to discharge, based on whether or not the charge/discharge current amount is equal to or greater than a predetermined threshold value. Therefore, it becomes possible to accurately determine the necessity of discharging based on the charge/discharge current amount that correlates with the temperature rise of the nickel-hydrogen battery.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、指標値取得手段が、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する複数の指標値を取得し、放電要否判断手段が、複数の指標値それぞれについて、各指標値が対応する所定のしきい値以上である場合に、重み付けを付与し、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, the index value acquisition means acquires a plurality of index values having a correlation with the temperature increase of the nickel-hydrogen battery after the end of traveling, and the discharge necessity determination means determines the plurality of index values respectively. Regarding, regarding each index value is greater than or equal to a corresponding predetermined threshold value, weighting is given, and discharge is necessary when the sum of weighting of each of the plurality of index values is greater than or equal to a predetermined discharge determination threshold value. It is preferable to judge that
この場合、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する複数の指標値が取得され、複数の指標値それぞれについて、各指標値が対応する所定のしきい値以上である場合に、重み付けが付与され、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断される。そのため、複数の指標値、及び、その重み付けの総和を用いることにより、より適確に放電の要否を判断することが可能となる。 In this case, a plurality of index values having a correlation with the temperature increase of the nickel-hydrogen battery after traveling is acquired, and for each of the plurality of index values, when each index value is equal to or greater than a corresponding predetermined threshold value, weighting is performed. Is given, and it is determined that the discharge is necessary when the total sum of the weights of the plurality of index values is equal to or more than a predetermined discharge determination threshold value. Therefore, by using a plurality of index values and the sum of their weighting, it becomes possible to more accurately determine the necessity of discharging.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、指標値取得手段が、走行終了直前の所定期間におけるニッケル水素電池の充放電電流量を取得する充放電電流量取得手段、及び、ニッケル水素電池の充電状態を取得する充電状態取得手段を有することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, the index value acquisition means, the charge/discharge current amount acquisition means for acquiring the charge/discharge current amount of the nickel-hydrogen battery in the predetermined period immediately before the end of traveling, and the charge state of the nickel-hydrogen battery. It is preferable to have a charge state acquisition means for acquiring.
このようにすれば、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有するニッケル水素電池の充放電電流量及び充電状態を考慮することにより、より適確に放電の要否を判断することが可能となる。 By doing so, it is possible to more accurately determine the necessity of discharging by considering the charging/discharging current amount and the charging state of the nickel-hydrogen battery, which has a correlation with the temperature increase of the nickel-hydrogen battery after traveling. It will be possible.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、指標値取得手段が、ニッケル水素電池の電池温度を検出する電池温度検出手段をさらに有することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, it is preferable that the index value acquisition unit further includes a battery temperature detection unit that detects the battery temperature of the nickel hydrogen battery.
このようにすれば、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有するニッケル水素電池の電池温度をさらに考慮することにより、より適確に放電の要否を判断することが可能となる。 By doing so, it becomes possible to more accurately determine the necessity of discharging by further considering the battery temperature of the nickel-hydrogen battery having a correlation with the temperature increase of the nickel-hydrogen battery after traveling.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、指標値取得手段が、ニッケル水素電池の周囲の環境温度を検出する環境温度検出手段をさらに有することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, it is preferable that the index value acquisition unit further includes an environmental temperature detection unit that detects an environmental temperature around the nickel hydrogen battery.
このようにすれば、走行終了後のニッケル水素電池の温度上昇と相関を有するニッケル水素電池の周囲の環境温度をさらに考慮することにより、より適確に放電の要否を判断することが可能となる。 By doing this, it is possible to more accurately determine the necessity of discharging by further considering the environmental temperature around the nickel-hydrogen battery, which has a correlation with the temperature increase of the nickel-hydrogen battery after traveling. Become.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、放電要否判断手段が、複数の指標値それぞれについて、各指標値が、対応する所定のしきい値以上である場合に、各指標値と対応する所定のしきい値との偏差に応じて重み付けを付与し、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断することが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, the discharge necessity determination means determines, for each of the plurality of index values, a predetermined threshold value corresponding to each index value when each index value is equal to or higher than a corresponding predetermined threshold value. It is preferable that weighting is given according to the deviation from the threshold value, and it is determined that the discharge is necessary when the sum of the weighting of each of the plurality of index values is equal to or more than a predetermined discharge determination threshold value.
この場合、複数の指標値それぞれについて、各指標値が、対応する所定のしきい値以上である場合に、各指標値と対応する所定のしきい値との偏差に応じて重み付けが付与され、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断される。すなわち、各指標値と所定のしきい値との偏差に応じて、それぞれに重み付けが付与される。よって、各指標値の温度上昇に対する寄与度をより正確に反映することが可能となる。 In this case, for each of the plurality of index values, when each index value is greater than or equal to the corresponding predetermined threshold value, weighting is given according to the deviation between each index value and the corresponding predetermined threshold value, When the sum of weighting of each of the plurality of index values is equal to or larger than a predetermined discharge determination threshold value, it is determined that the discharge is necessary. That is, weighting is given to each index value according to the deviation between the index value and a predetermined threshold value. Therefore, it is possible to more accurately reflect the contribution of each index value to the temperature rise.
本発明に係るバッテリ温度管理装置では、放電が必要であると判断された場合に、放電制御手段が、複数の指標値それぞれの重み付けの総和と所定の放電判断しきい値との偏差に応じて放電量を設定し、該放電量に応じて放電を行うことが好ましい。 In the battery temperature management device according to the present invention, when it is determined that the discharge is necessary, the discharge control means determines, according to the deviation between the sum of the weighting of each of the plurality of index values and the predetermined discharge determination threshold value. It is preferable to set the discharge amount and perform the discharge according to the discharge amount.
この場合、放電が必要であると判断された場合に、複数の指標値それぞれの重み付けの総和と所定の放電判断しきい値との偏差に応じて放電量が設定され、該放電量に応じて放電が行われる。すなわち、複数の指標値それぞれの重み付けの総和と所定の放電判断しきい値との偏差に応じて放電量を可変することができる。よって、温度上昇をより確実に防止することが可能となる。 In this case, when it is determined that the discharge is necessary, the discharge amount is set according to the deviation between the sum of the weighting of each of the plurality of index values and the predetermined discharge determination threshold value, and the discharge amount is set according to the discharge amount. Discharge is performed. That is, the discharge amount can be changed according to the deviation between the sum of weighting of each of the plurality of index values and the predetermined discharge determination threshold value. Therefore, it becomes possible to more reliably prevent the temperature rise.
本発明に係るバッテリ温度管理装置は、ニッケル水素電池の正極に接続される正極電源ライン、及び/又は、ニッケル水素電池の負極に接続される負極電源ラインに直列に介装され、正極電源ライン、及び/又は、負極電源ラインを電気的に断接する電磁開閉器を備え、車両停止後、電磁開閉器の開放要求があったときに、放電要否判断手段が、放電する必要があるか否かを判断し、放電する必要があると判断された場合に、放電制御手段が、放電を実行した後に電磁開閉器を開放することを許可することが好ましい。 The battery temperature control device according to the present invention is provided in series with a positive electrode power source line connected to a positive electrode of a nickel hydrogen battery and/or a negative electrode power source line connected to a negative electrode of a nickel hydrogen battery, And/or whether or not the discharge necessity determination means is required to be provided with an electromagnetic switch that electrically connects and disconnects the negative electrode power supply line, and when there is a request to open the electromagnetic switch after the vehicle is stopped. It is preferable that the discharge control means permits the electromagnetic switch to be opened after performing the discharge when it is determined that the discharge is necessary.
この場合、車両停止後、電磁開閉器の開放要求があったときに、放電する必要があるか否かが判断され、放電する必要があると判断された場合、放電が実行された後に電磁開閉器を開放すること(すなわち、レディ・オフすること)が許可される。よって、車両停止後、電磁開閉器が開放される前に放電を行うことができ、その後のニッケル水素電池の温度上昇を確実に防止することが可能となる。 In this case, when there is a request to open the electromagnetic switch after the vehicle is stopped, it is determined whether or not it is necessary to discharge, and if it is determined that it is necessary to discharge, the electromagnetic switching is performed after the discharge is executed. Opening the vessel (i.e. ready-off) is allowed. Therefore, after the vehicle is stopped, it is possible to perform the discharge before the electromagnetic switch is opened, and it is possible to reliably prevent the subsequent temperature increase of the nickel hydrogen battery.
本発明によれば、車両に搭載される、ニッケル水素電池(バッテリ)の温度を管理するバッテリ温度管理装置において、走行終了後に、不必要な放電を防止しつつ、バッテリ温度が上昇することを確実に抑制することが可能となる。 According to the present invention, in a battery temperature management device for managing the temperature of a nickel-hydrogen battery (battery) mounted on a vehicle, it is possible to prevent the battery temperature from rising while preventing unnecessary discharge after traveling. Can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、ここでは、本発明を、電動車両(例えば、HVやPHVなど)に適用した場合を例にして説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Moreover, in each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. In addition, here, a case where the present invention is applied to an electric vehicle (for example, an HV or a PHV) will be described as an example.
まず、図1を用いて、実施形態に係るバッテリ温度管理装置1の構成について説明する。図1は、バッテリ温度管理装置1、及び、該バッテリ温度管理装置1が適用されたバッテリパック10等の構成を示すブロック図である。
First, the configuration of the battery
バッテリ温度管理装置1は、電動モータを駆動力源として備えた電動車両に搭載される、複数のニッケル水素電池(電池セル)111〜11nを含む組電池(電池モジュール)11の温度を管理する。より具体的には、バッテリ温度管理装置1は、車両の走行終了後に、不必要な放電を防止しつつ(放電によるロスを低減しつつ)、γ型水酸化ニッケルの自己分解に起因する反応熱によって組電池11の温度が上昇することを抑制する。
The battery
バッテリ温度管理装置1は、主として、バッテリコントロールユニット(以下「BCU」という)13、放電回路40、電流センサ136、電池温度センサ137、環境温度センサ138を備えて構成されている。また、BCU13は、主として、総電圧検出部(総電圧センサ)131、放電要否判断部132、放電制御部133、充電状態取得部134、充放電電流量取得部135を備えて構成されている。なお、各構成要素の詳細については後述する。
The battery
バッテリ温度管理装置1が適用されたバッテリパック10は、主として、組電池(電池モジュール)11、正極側コンタクタ121、負極側コンタクタ122、BCU13を有して構成されている。
The
組電池(電池モジュール)11は、電池セル111〜11nが、例えば、数十から百数十個、直列に接続されて構成(すなわち、数十から数百Vの高電圧バッテリとして構成)されている。
The assembled battery (battery module) 11 is configured by connecting several tens to several hundreds of
組電池11の正極には正極電源ライン21の一端が接続されている。同様に、組電池11の負極には負極電源ライン22の一端が接続されている。正極電源ライン21の他端には、組電池11の電力が供給されるインバータ30の正極が接続されている。同様に、負極電源ライン22の他端にはインバータ30の負極が接続されている。
One end of a positive
組電池11の正極と、インバータ30の正極とを電気的に接続する正極電源ライン21には、当該正極電源ライン21を電気的に断接する正極側コンタクタ121がシリーズ(直列)に介装されている。同様に、組電池11の負極と、インバータ30の負極とを電気的に接続する負極電源ライン22には、当該負極電源ライン22を電気的に断接する負極側コンタクタ122がシリーズ(直列)に介装されている。なお、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122それぞれは、電磁石により接点を開閉する電磁開閉器/電磁接触器である。正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122それぞれは、HEV−CU50、及び、BCU13により開閉が制御される。
In the positive electrode
インバータ30は、主として、スイッチング部30a、電圧検出部31、平滑コンデンサ32を有して構成されている。
The
スイッチング部30aは、例えば、複数のIGBT又はMOSFETなどのスイッチング素子を有して構成され、組電池11の直流電力を三相交流の電力に変換してモータ・ジェネレータ33に供給する。なお、モータ・ジェネレータ33は、例えば、三相交流タイプの交流同期モータである。スイッチング部30a(インバータ30)は、HEV−CU50から受信したトルク指令値に基づいて、モータ・ジェネレータ33を駆動する。一方、スイッチング部30a(インバータ30)は、モータ・ジェネレータ33で発電した交流電圧を直流電圧に変換して組電池11を充電する。
The
平滑コンデンサ32は、一端が正極電源ライン21に接続され、他端が負極電源ライン22に接続されている。平滑コンデンサ32は、インバータ30(スイッチング部30a)でのスイッチング動作によって発生するノイズを平滑化する。
The smoothing
電圧検出部(電圧センサ)31は、平滑コンデンサ32と並列(すなわち、正極電源ライン21と負極電源ライン22との間)に接続され、平滑コンデンサ32の端子間電圧(すなわち、正極電源ライン21と負極電源ライン22との間の電位差)を検出する。
なお、検出された電圧値(電圧データ)はCAN100を介してBCU13に送信される。
The voltage detection unit (voltage sensor) 31 is connected in parallel with the smoothing capacitor 32 (that is, between the positive electrode
The detected voltage value (voltage data) is transmitted to the
放電回路40は、例えば、組電池11の直流高電圧を略12Vまで降圧するDC−DCコンバータの中に収められている。放電回路40は、主として、放電抵抗41、スイッチング素子(例えばトランジスタ)42、制御部(CPU)43を有して構成されている。
The
放電回路40は、放電抵抗41を有し、平滑コンデンサ32と並列に接続(すなわち、一端が正極電源ライン21に接続され、他端が負極電源ライン22に接続)されている。放電回路40は、放電抵抗41を介して、組電池(電池モジュール)11の放電を行う。すなわち、放電回路40は、特許請求の範囲に記載の放電手段として機能する。
The
放電抵抗41は、平滑コンデンサ32に並列に接続されている。トランジスタ42(放電スイッチ)は、制御部(CPU)43によりオン・オフ(開閉)が制御される。トランジスタ42がオンされると、放電抵抗41を介して電流が流れ、組電池11の放電が行われる。制御部43は、BCU13の指令を受けてトランジスタ42をオン・オフする信号を出力する。
The
HEV−CU50は、BCU13、インバータ30、放電回路40(DC−DCコンバータ)を総合的に制御する。HEV−CU50は、CAN100を介して、BCU13、インバータ30、放電回路40(DC−DCコンバータ)等と相互に通信可能に接続されている。
The HEV-
HEV−CU50は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、その記憶内容が保持されるバックアップRAM、及び入出力I/F等を有して構成されている。HEV−CU50は、制御部51を機能的に有している。HEV−CU50では、EEPROMなどに記憶されているプログラムがCPUによって実行されることにより、制御部51の機能が実現される。
The HEV-
制御部51は、正極側コンタクタ121の開閉、及び、負極側コンタクタ122の開閉を制御する。制御部51は、正極側コンタクタ121、及び、負極側コンタクタ122の閉開を切り替える制御信号(要求信号)を、CAN100を介して出力する。
The
BCU13は、モータ・ジェネレータ33に電力を供給する組電池11の充電状態(SOC:State Of Charge)を検知・管理する。また、BCU13は、複数のニッケル水素電池111〜11nを含む組電池(電池モジュール)11の温度を管理する。
The
BCU13は、組電池(電池モジュール)11の端子電圧(総電圧)を検出する総電圧検出部(総電圧センサ)131を有している。総電圧検出部131は、BCU13のA/D入力端子と電気的に接続されており、組電池11の端子電圧(総電圧)に対応した信号(電圧値)が、A/D変換された後、BCU13に読み込まれる。同様に、BCU13には、組電池11の充放電電流を検出する電流センサ136、組電池11(電池セル111〜11n)の電池温度(バッテリ温度)を検出する電池温度センサ137、及び、組電池11の周囲の環境温度(雰囲気温度)を検出する環境温度センサ138も接続されている。電流センサ136、電池温度センサ137(電池温度検出手段に相当)、環境温度センサ138(環境温度検出手段に相当)は、走行終了後(すなわち、車両が停止され、レディ・オフされた後)の組電池11の温度上昇と相関を有する指標値(パラメータ)を取得する指標値取得手段を構成する。
The
BCU13は、演算を行うCPU、該CPUに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するEEPROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、及び、正極側コンタクタ121、負極側コンタクタ122を駆動するドライバ回路やCANドライバ等のI/Fを有して構成されている。BCU13は、走行終了後(すなわち、車両停止からのレディ・オフ後)に、不必要な放電を防止しつつ(放電によるロスを低減しつつ)、γ型水酸化ニッケルの自己分解に起因する反応熱によってバッテリ温度が上昇することを抑制する機能を有している。
The
ここで、ニッケル水素電池は、次の化学式(1)で示されるように、充電時に、正極側の水酸化ニッケル(II)(Ni(OH)2)が水酸化物イオン(OH−)と結合して水酸化ニッケル(NiOOH)と水(H2O)を生成する。
Ni(OH)2+OH−→NiOOH+H2O+e− ・・・(1)
ここで、水酸化ニッケル(NiOOH)には安定したβ型と不安定なγ型があり、γ型は、次の化学式(2)で示されるように、水酸化ニッケル(II)(Ni(OH)2)に自己分解して酸素を発生する。
4NiOOH+2H2O→4Ni(OH)2+O2 ・・・(2)
そして、酸素が負極側の金属水素化物と結合し、次の化学式(3)で示されるように、水が生成されるとともに反応熱が生じる。
4MH+O2→4M+2H2O+反応熱 ・・・(3)
Here, in the nickel-hydrogen battery, as shown by the following chemical formula (1), nickel hydroxide (II) (Ni(OH) 2 ) on the positive electrode side is bonded to hydroxide ion (OH-) during charging. To produce nickel hydroxide (NiOOH) and water (H 2 O).
Ni(OH) 2 +OH − →NiOOH+H 2 O+e − (1)
Here, nickel hydroxide (NiOOH) is classified into a stable β type and an unstable γ type, and the γ type has nickel hydroxide (II) (Ni(OH) as shown by the following chemical formula (2). ) 2 ) self-decomposes to generate oxygen.
4NiOOH+2H 2 O→4Ni(OH) 2 +O 2 ... (2)
Then, oxygen binds to the metal hydride on the negative electrode side, and as shown by the following chemical formula (3), water is generated and reaction heat is generated.
4MH+O 2 → 4M+2H 2 O+ heat of reaction (3)
BCU13は、上述したように、総電圧検出部(総電圧センサ)131、放電要否判断部132、放電制御部133、充電状態取得部134、及び、充放電電流量取得部135を機能的に有している。BCU13では、EEPROMなどに記憶されているプログラムがCPUによって実行されることにより、総電圧検出部131、放電要否判断部132、放電制御部133、充電状態取得部134、及び、充放電電流量取得部135の機能が実現される。
As described above, the
充電状態取得部134は、組電池(電池モジュール)11の充電状態(SOC)を取得する。より具体的には、充電状態取得部134は、組電池11の電圧値・電流値を読込み、例えば電流積分法などを用いて組電池11の充電状態(充電量)(%)を検出する。充電状態取得部134は、特許請求の範囲に記載の充電状態取得手段として機能する。なお、取得された、充電状態(SOC)は、放電要否判断部132に出力される。
The charge
充放電電流量取得部135は、走行終了直前、すなわち、車両が停止されレディ・オフされる直前の所定期間における充放電電流量を取得する。より具体的には、充放電電流量取得部135は、所定の時間(期間)、充放電の電流値(図4参照)を積分することにより、充放電電流量(Ah)を求める。充放電電流量取得部135は、特許請求の範囲に記載の充放電電流量取得手段として機能する。ここで、充放電電流量がプラス(+)の場合には、充電状態で停車したと判断でき、充放電電流量がマイナス(−)の場合には、放電状態で停車したと判断することができる。取得された、充放電電流量は、放電要否判断部132に出力される。
The charging/discharging current
放電要否判断部132は、取得された指標値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、走行終了後(車両が停止された後、レディ・オフされる前)に放電する必要があるか否かを判断する。すなわち、放電要否判断部132は、特許請求の範囲に記載の放電要否判断手段として機能する。
The discharge
特に、放電要否判断部132は、複数の指標値(充放電電流量、充電状態(SOC)、電池温度、環境温度)それぞれについて、各指標値が、対応する所定のしきい値以上である場合に、重み付けを付与し、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断する。
In particular, the discharge necessity/
より詳細には、放電要否判断部132は、充放電電流量が所定のしきい値(例えばA(Ah))以上である場合に、重み付けとして所定値(例えばE)を付与し、第1バッファ(RAM)に一時的に記憶する。一方、充放電電流量が所定のしきい値未満であるときには、放電要否判断部132は、重み付けとしてゼロを付与し、第1バッファに一時的に記憶する。
More specifically, the discharge
同様に、放電要否判断部132は、図5に示されるように、充電状態(SOC)が所定のしきい値(例えばB(%))以上である場合に、重み付けとして所定値(例えばF)を付与し、第2バッファ(RAM)に一時的に記憶する。一方、充電状態(SOC)が所定のしきい値未満であるときには、放電要否判断部132は、重み付けとしてゼロを付与し、第2バッファに一時的に記憶する。
Similarly, the discharge
また、放電要否判断部132は、図6に示されるように、電池温度が所定のしきい値(例えばC(℃))以上である場合に、重み付けとして所定値(例えばG)を付与し、第3バッファ(RAM)に一時的に記憶する。一方、電池温度が所定のしきい値未満であるときには、放電要否判断部132は、重み付けとしてゼロを付与し、第3バッファに一時的に記憶する。
Further, as shown in FIG. 6, the discharge
さらに、放電要否判断部132は、図7に示されるように、環境温度が所定のしきい値(例えばD(℃))以上である場合に、重み付けとして所定値(例えばH)を付与し、第4バッファ(RAM)に一時的に記憶する。一方、環境温度が所定のしきい値未満であるときには、放電要否判断部132は、重み付けとしてゼロを付与し、第4バッファに一時的に記憶する。なお、各重み付けは、例えば、E>F>G、Hとなるように設定される。
Further, as shown in FIG. 7, the discharge
そして、放電要否判断部132は、第1バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第2バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第3バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第4バッファに一時的に記憶されている重み付けの値とを加算し、その加算結果(すなわち、各指標値の重み付けの総和)が、所定の放電判断しきい値(例えばJ)以上である場合には、組電池11の放電が必要であると判断する。一方、加算結果(各指標値の重み付けの総和)が、所定の放電判断しきい値未満であるときには、放電が不要であると判断する。
Then, the discharge necessity/
なお、放電要否判断部132は、車両停止後、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122の開放要求があったときに、放電する必要があるか否かを判断する。放電要否判断部132による放電要否判断結果は、放電制御部133に出力される。
It should be noted that the discharge
放電制御部133は、放電が必要であると判断された場合に、放電回路40(トランジスタ42)を駆動して、所定の値(規定値)だけ、組電池11の放電を行う。その際に、放電制御部133は、放電回路40(トランジスタ42)のオン・オフ制御情報を、CAN100を介して出力することにより、放電回路40のオン・オフを制御する。すなわち、制御部51は、特許請求の範囲に記載の放電制御手段として機能する。
When it is determined that discharging is necessary, the discharging
また、放電制御部133は、放電を実行した後に、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122を開放する(すなわち、レディ・オフする)ことを許可する。
Further, the
次に、図2及び図3を併せて参照しつつ、バッテリ温度管理装置1の動作について説明する。図2及び図3は、バッテリ温度管理装置1によるバッテリ温度管理処理の処理手順を示すフローチャートである。図2及び図3に示される処理は、主としてBCU13によって、所定のタイミングで繰り返して実行される。
Next, the operation of the battery
まず、ステップS100では、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122が閉じられる(すなわち、レディ・オン状態とされる)。
First, in step S100, the positive
次に、ステップS102では、充放電電流量が所定のしきい値(例えばA(Ah))以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、充放電電流量が所定のしきい値以上である場合には、重み付けとして所定値(例えばE)が付与され、第1バッファに一時的に記憶される(ステップS104)。一方、充放電電流量が所定のしきい値未満であるときには、重み付けとしてゼロが付与され、第1バッファに一時的に記憶される(ステップS106)。その後、ステップS108に処理が移行する。なお、充放電電流量の取得方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Next, in step S102, it is determined whether or not the charge/discharge current amount is equal to or greater than a predetermined threshold value (for example, A(Ah)). Here, when the charge/discharge current amount is equal to or larger than the predetermined threshold value, a predetermined value (for example, E) is added as weighting and is temporarily stored in the first buffer (step S104). On the other hand, when the charge/discharge current amount is less than the predetermined threshold value, zero is given as a weight and is temporarily stored in the first buffer (step S106). Then, the process proceeds to step S108. Since the method of acquiring the charge/discharge current amount is as described above, detailed description will be omitted here.
ステップS108では、充電量(SOC)が所定のしきい値(例えばB(%))以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、充電量(SOC)が所定のしきい値以上である場合には、重み付けとして所定値(例えばF)が付与され、第2バッファに一時的に記憶される(ステップS110)。一方、充電量(SOC)が所定のしきい値未満であるときには、重み付けとしてゼロが付与され、第2バッファに一時的に記憶される(ステップS112)。その後、ステップS114に処理が移行する。なお、充電量(SOC)の取得方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 In step S108, it is determined whether or not the charge amount (SOC) is equal to or greater than a predetermined threshold value (for example, B(%)). Here, when the charge amount (SOC) is equal to or more than the predetermined threshold value, a predetermined value (for example, F) is added as weighting and is temporarily stored in the second buffer (step S110). On the other hand, when the state of charge (SOC) is less than the predetermined threshold value, zero is given as a weight and is temporarily stored in the second buffer (step S112). Then, the process proceeds to step S114. Since the method of obtaining the state of charge (SOC) is as described above, detailed description will be omitted here.
ステップS114では、電池温度(バッテリ温度)が所定のしきい値(例えばC(℃))以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、電池温度が所定のしきい値以上である場合には、重み付けとして所定値(例えばG)が付与され、第3バッファに一時的に記憶される(ステップS116)。一方、電池温度が所定のしきい値未満であるときには、重み付けとしてゼロが付与され、第3バッファに一時的に記憶される(ステップS118)。その後、ステップS120に処理が移行する。 In step S114, it is determined whether or not the battery temperature (battery temperature) is equal to or higher than a predetermined threshold value (for example, C (° C.)). Here, when the battery temperature is equal to or higher than the predetermined threshold value, a predetermined value (for example, G) is given as weighting and is temporarily stored in the third buffer (step S116). On the other hand, when the battery temperature is lower than the predetermined threshold value, zero is given as a weight and is temporarily stored in the third buffer (step S118). Then, the process proceeds to step S120.
ステップS120では、環境温度(雰囲気温度)が所定のしきい値(例えばD(℃))以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、環境温度が所定のしきい値以上である場合には、重み付けとして所定値(例えばH)が付与され、第4バッファに一時的に記憶される(ステップS120)。一方、環境温度が所定のしきい値未満であるときには、重み付けとしてゼロが付与され、第4バッファに一時的に記憶される(ステップS122)。その後、ステップS126に処理が移行する。 In step S120, it is determined whether or not the environmental temperature (ambient temperature) is equal to or higher than a predetermined threshold value (for example, D (° C.)). Here, when the environmental temperature is equal to or higher than the predetermined threshold value, a predetermined value (for example, H) is given as weighting and is temporarily stored in the fourth buffer (step S120). On the other hand, when the environmental temperature is lower than the predetermined threshold value, zero is given as a weight and is temporarily stored in the fourth buffer (step S122). Then, the process proceeds to step S126.
ステップS126では、車両が停止され、正極側コンタクタ121及び/又は負極側コンタクタ122の開放要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、正極側コンタクタ121及び/又は負極側コンタクタ122の開放要求がない場合には、ステップS102に処理が移行し、開放要求があるまで、上述したステップS102〜ステップS126の処理が繰り返して実行される。一方、正極側コンタクタ121及び/又は負極側コンタクタ122の開放要求があるときには、ステップS128に処理が移行する。
In step S126, the vehicle is stopped, and it is determined whether or not there is a request for opening the
ステップS128では、第1バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第2バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第3バッファに一時的に記憶されている重み付けの値と、第4バッファに一時的に記憶されている重み付けの値とが加算され、その加算結果(すなわち、各指標値の重み付けの総和)が、所定の放電判断しきい値(例えばJ)以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、加算結果(総和)が、所定の放電判断しきい値以上である場合には、放電が必要であると判断され、ステップS130に処理が移行する。一方、加算結果(総和)が、所定の放電判断しきい値未満であるときには、放電は不要であると判断され、ステップS132に処理が移行する。 In step S128, the weighting value temporarily stored in the first buffer, the weighting value temporarily stored in the second buffer, and the weighting value temporarily stored in the third buffer. And the weighting value temporarily stored in the fourth buffer are added, and the addition result (that is, the sum of the weighting of each index value) is equal to or larger than a predetermined discharge determination threshold value (for example, J). A determination is made as to whether there is. Here, if the addition result (sum) is greater than or equal to the predetermined discharge determination threshold value, it is determined that discharge is necessary, and the process proceeds to step S130. On the other hand, when the addition result (sum) is less than the predetermined discharge determination threshold value, it is determined that the discharge is unnecessary, and the process proceeds to step S132.
ステップS130では、放電回路40(トランジスタ42)がオンされ、放電抵抗41を介して、所定の値(規定値)だけ、組電池(電池モジュール)11の放電が行われる。その後、ステップS132に処理が移行する。
In step S130, the discharge circuit 40 (transistor 42) is turned on, and the assembled battery (battery module) 11 is discharged through the
ステップS132では、正極側コンタクタ121及び/又は負極側コンタクタ122の開放が許可され、正極側コンタクタ121及び/又は負極側コンタクタ122を開くように制御指示が出力される。その後、本処理から抜ける。
In step S132, opening of the positive
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、走行終了後の組電池(電池モジュール)11の温度上昇と相関を有する指標値が取得され、取得された指標値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、走行終了後に放電する必要があるか否かが判断され、放電が必要であると判断された場合に、放電が行われる。そのため、充電後の正極の表面に溜まったγ型水酸化ニッケル(NiOOH)が放電によって除去されることにより、γ型水酸化ニッケルの自己分解量が減少し、バッテリの温度上昇を抑制することができる。その結果、走行終了後に、不必要な放電を防止しつつ(放電によるロスを低減しつつ)、γ型水酸化ニッケルの自己分解に起因する反応熱によってバッテリ温度が上昇することを抑制することが可能となる。 As described above in detail, according to the present embodiment, the index value having a correlation with the temperature increase of the assembled battery (battery module) 11 after the traveling is acquired, and the acquired index value has the predetermined threshold. Based on whether or not the value is greater than or equal to the value, it is determined whether or not discharging is necessary after the traveling is completed, and when it is determined that discharging is necessary, discharging is performed. Therefore, the amount of γ-type nickel hydroxide (NiOOH) accumulated on the surface of the positive electrode after charging is removed by discharging, so that the amount of self-decomposition of γ-type nickel hydroxide is reduced and the temperature rise of the battery can be suppressed. it can. As a result, it is possible to prevent the battery temperature from rising due to reaction heat due to self-decomposition of γ-type nickel hydroxide while preventing unnecessary discharge (while reducing loss due to discharge) after the end of traveling. It will be possible.
特に、本実施形態によれば、走行終了後の組電池(電池モジュール)11の温度上昇と相関を有する複数の指標値(充放電電流量、充電状態(SOC)、電池温度、環境温度)が取得され、複数の指標値それぞれについて、各指標値が対応する所定のしきい値以上である場合に、重み付けが付与され、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断される。そのため、複数の指標値、及び、その重み付けの総和を用いることにより、適確に放電の要否を判断することが可能となる。 In particular, according to the present embodiment, a plurality of index values (charge/discharge current amount, state of charge (SOC), battery temperature, environmental temperature) having a correlation with the temperature rise of the assembled battery (battery module) 11 after the traveling is completed are obtained. For each of the plurality of index values acquired, if each index value is equal to or more than a corresponding predetermined threshold value, weighting is given, and the sum of weighting of each of the plurality of index values is equal to or more than a predetermined discharge determination threshold value. In this case, it is determined that discharge is necessary. Therefore, by using the plurality of index values and the sum of their weighting, it becomes possible to accurately determine the necessity of discharging.
その際に、本実施形態によれば、走行終了後の組電池(電池モジュール)11の温度上昇と相関を有する充放電電流量、充電状態(SOC)、電池温度、環境温度を考慮することにより、より適確に放電の要否を判断することが可能となる。 At that time, according to the present embodiment, the charging/discharging current amount, the state of charge (SOC), the battery temperature, and the environmental temperature, which are correlated with the temperature rise of the assembled battery (battery module) 11 after the traveling ends, are considered. Therefore, it becomes possible to more accurately determine the necessity of discharging.
本実施形態によれば、車両停止後、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122の開放要求があったときに、放電する必要があるか否かが判断され、放電する必要があると判断された場合、放電が実行された後に正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122を開放すること(すなわち、レディ・オフすること)が許可される。よって、車両停止後、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122が開放される前に、放電を行うこと(完了すること)ができ、その後の組電池11の温度上昇を確実に防止することが可能となる。
According to the present embodiment, after the vehicle is stopped, when there is a request for opening the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、電磁開閉器としてコンタクタを用いたが、コンタクタに代えてリレーなどを用いてもよい。また、上記実施形態では、一つの組電池(電池モジュール)11を備えている場合を例にして説明したが、組電池(電池モジュール)11が、複数、並列に接続されていてもよい。さらに、上記実施形態では、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122を備える構成としたが、正極側コンタクタ121及び負極側コンタクタ122の内いずれか一方のみを備える構成としてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made. For example, although the contactor is used as the electromagnetic switch in the above embodiment, a relay or the like may be used instead of the contactor. Further, in the above embodiment, the case where one battery pack (battery module) 11 is provided has been described as an example, but a plurality of battery packs (battery module) 11 may be connected in parallel. Furthermore, in the above-described embodiment, the positive
また、バッテリ温度管理装置1のシステム構成や、各コントロールユニット(CU)の機能分担は、上記実施形態には限られない。例えば、放電要否判断部132、放電制御部133、充電状態取得部134、及び/又は、充放電電流量取得部135などの機能をBCU13に代えて、例えば、HEV−CU50やインバータ30等が有していてもよい。同様に、放電回路40は、例えば、インバータ30等の中に設けられていてもよい。
Further, the system configuration of the battery
上記実施形態では、充放電電流量、充電状態(SOC)、電池温度、環境温度等の指標値が、対応する所定のしきい値を超えた場合に、一定の重み付けを付与する構成としたが、複数の指標値それぞれについて、各指標値が、対応する所定のしきい値以上である場合に、各指標値と対応する所定のしきい値との偏差に応じて重み付けを付与し(例えば、偏差と重み付けとを乗算した結果を付与し)、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断する構成としてもよい。このようにすれば、各指標値と所定のしきい値との偏差に応じてそれぞれに重み付けが付与されるため、各指標値(パラメータ)の温度上昇に対する寄与度をより正確に反映することが可能となる。 In the above-described embodiment, when the charge/discharge current amount, the state of charge (SOC), the battery temperature, the environmental temperature, and other index values exceed the corresponding predetermined threshold values, a certain weight is given. For each of the plurality of index values, when each index value is equal to or greater than a corresponding predetermined threshold value, weighting is given according to the deviation between each index value and the corresponding predetermined threshold value (for example, The result of multiplying the deviation and the weighting may be given), and the discharge may be determined to be necessary when the sum of the weighting of each of the plurality of index values is equal to or greater than a predetermined discharge determination threshold value. In this way, weighting is given to each index value according to the deviation between the index value and the predetermined threshold value, so that the contribution of each index value (parameter) to the temperature rise can be reflected more accurately. It will be possible.
また、放電が必要であると判断された場合に、複数の指標値それぞれの重み付けの総和と所定の放電判断しきい値との偏差に応じて放電量を設定し、該放電量に応じて放電を行う構成としてもよい。このようにすれば、複数の指標値それぞれの重み付けの総和と所定の放電判断しきい値との偏差に応じて放電量を可変することができるため、組電池11の温度上昇をより確実に防止することが可能となる。
Further, when it is determined that the discharge is necessary, the discharge amount is set according to the deviation between the sum of the weighting of each of the plurality of index values and the predetermined discharge determination threshold value, and the discharge is performed according to the discharge amount. It may be configured to perform. With this configuration, the amount of discharge can be varied according to the deviation between the sum of weighting of each of the plurality of index values and the predetermined discharge determination threshold value, so that the temperature rise of the assembled
上記実施形態では、4つの指標値(パラメータ)を用いたが、必ずしも4つの指標値すべてを用いる必要はない。例えば、充放電電流量のみに基づいて(すなわち、充放電電流量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて)放電する必要があるか否かを判断する構成としてもよい。このようにすれば、コストや処理負荷を低減しつつ、組電池(電池モジュール)11の放電の要否を判断することができる。一方、上述した4つの指標値(パラメータ)以外の指標値を考慮する構成としてもよい。 Although four index values (parameters) are used in the above embodiment, it is not always necessary to use all four index values. For example, it may be configured to determine whether or not it is necessary to perform the discharge based on only the charge/discharge current amount (that is, based on whether the charge/discharge current amount is equal to or more than a predetermined threshold value). By doing so, it is possible to determine whether or not the assembled battery (battery module) 11 needs to be discharged while reducing costs and processing load. On the other hand, an index value other than the above-mentioned four index values (parameters) may be considered.
1 バッテリ温度管理装置
10 バッテリパック
11 組電池(電池モジュール)
111,112,113,・・・,11n ニッケル水素電池(電池セル)
121 正極側コンタクタ(電磁開閉器)
122 負極側コンタクタ(電磁開閉器)
13 BCU
131 総電圧検出部(総電圧センサ)
132 放電要否判断部
133 放電制御部
134 充電状態取得部
135 充放電電流量取得部
136 電流センサ
137 電池温度センサ
138 環境温度センサ
21 正極電源ライン
22 負極電源ライン
30 インバータ
30a スイッチング部
31 電圧検出部(電圧センサ)
32 平滑コンデンサ
40 放電回路
41 放電抵抗
50 HEV−CU
51 制御部
100 CAN
1 Battery
111, 112, 113,..., 11n NiMH battery (battery cell)
121 Contactor on the positive electrode side (electromagnetic switch)
122 Negative contactor (electromagnetic switch)
13 BCU
131 Total Voltage Detector (Total Voltage Sensor)
132 Discharge
32 smoothing
51
Claims (9)
走行終了後の前記ニッケル水素電池の温度上昇と相関を有する指標値を取得する指標値取得手段と、
前記指標値取得手段により取得された指標値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、走行終了後に放電する必要があるか否かを判断する放電要否判断手段と、
前記放電要否判断手段により放電が必要であると判断された場合に、前記放電手段を駆動して放電を行う放電制御手段と、を備えることを特徴とするバッテリ温度管理装置。 Discharging means for discharging the nickel-hydrogen battery via the discharge resistor,
Index value acquisition means for acquiring an index value having a correlation with the temperature rise of the nickel-hydrogen battery after the end of travel,
Based on whether or not the index value acquired by the index value acquisition means is equal to or greater than a predetermined threshold value, a discharge necessity determination means for determining whether or not it is necessary to discharge after traveling,
A battery temperature management device, comprising: a discharge control unit that drives the discharge unit to perform discharge when the discharge necessity determination unit determines that discharge is necessary.
前記放電要否判断手段は、前記充放電電流量取得手段により取得された充放電電流量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、放電する必要があるか否かを判断することを特徴とする請求項1に記載のバッテリ温度管理装置。 The index value acquisition means has a charge/discharge current amount acquisition means for acquiring a charge/discharge current amount in a predetermined period immediately before the end of traveling,
The discharge necessity determination means determines whether or not it is necessary to discharge, based on whether the charge/discharge current amount acquired by the charge/discharge current amount acquisition means is equal to or more than a predetermined threshold value. The battery temperature management device according to claim 1, wherein:
前記放電要否判断手段は、複数の指標値それぞれについて、各指標値が対応する所定のしきい値以上である場合に、重み付けを付与し、複数の指標値それぞれの重み付けの総和が所定の放電判断しきい値以上の場合に放電が必要であると判断することを特徴とする請求項1に記載のバッテリ温度管理装置。 The index value acquisition means acquires a plurality of index values having a correlation with the temperature rise of the nickel-hydrogen battery after the end of traveling,
The discharge necessity determination means assigns weighting to each of the plurality of index values when each index value is equal to or higher than a corresponding predetermined threshold value, and the sum of the weighting of each of the plurality of index values is the predetermined discharge value. The battery temperature management device according to claim 1, wherein the battery temperature management device determines that discharging is required when the threshold value is equal to or higher than a determination threshold value.
前記放電要否判断手段は、車両停止後、前記電磁開閉器の開放要求があったときに、放電する必要があるか否かを判断し、
前記放電制御手段は、放電する必要があると判断された場合に、放電を実行した後に前記電磁開閉器を開放することを許可することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のバッテリ温度管理装置。 The positive electrode power supply line connected to the positive electrode of the nickel-hydrogen battery and/or the negative electrode power supply line connected to the negative electrode of the nickel-hydrogen battery is connected in series, and the positive electrode power supply line and/or the negative electrode power supply is provided. Equipped with an electromagnetic switch that electrically connects and disconnects the line,
The discharge necessity determination means determines whether or not it is necessary to discharge when there is a request to open the electromagnetic switch after the vehicle is stopped,
The discharge control means permits the electromagnetic switch to be opened after performing discharge when it is determined that discharge is necessary. The battery temperature management device described.
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JP2018236044A JP2020099127A (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Battery temperature management device |
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