JP2020169897A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電装置の保護と使い切りとを両立できる制御装置を提供すること。【解決手段】蓄電装置の充放電を制御する制御装置であって、蓄電装置の蓄電状態を示すSOCを算出する状態算出部と、蓄電装置の充放電中における経過時間とともに増加するように、SOCの蓄積誤差を算出する誤差算出部と、SOC及び蓄積誤差に基づいて、蓄電装置からの電力の入出力が可能な最大電力を設定する電力設定部と、を備える。【選択図】 図2
Description
本発明は、蓄電装置を制御する制御装置に関する。
従来から、蓄電装置の充放電中に蓄電状態(SOC)を算出し、算出されたSOCに基づいて蓄電装置を制御する制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。この制御装置によれば、蓄電装置が過充電状態または過放電状態となることを抑制し、蓄電装置を保護できる。
しかし、充放電中に算出されるSOCは、例えば蓄電装置の充放電中に取得された電流の時間積分値を用いて算出されるため、このSOCには、電流の検出誤差の積算に応じた蓄積誤差が含まれる。従来では、この蓄積誤差として、蓄電装置の温度毎に定められる一定の蓄積誤差を設定し、この一定の蓄積誤差を含んだSOCを用いて、蓄電装置を制御していたため、蓄積誤差分の蓄電容量を使い切ることができない。蓄電容量を使い切るために、温度毎に定められる一定の蓄積誤差を過小に設定すると、蓄電装置が過充電状態または過放電状態となることを抑制できず、蓄電装置を保護できない。蓄電装置の保護と使い切りとを両立可能な技術が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の保護と使い切りとを両立できる制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するための第1の手段は、蓄電装置の充放電を制御する制御装置であって、前記蓄電装置の蓄電状態を示すSOCを算出する状態算出部と、前記蓄電装置の充放電中における経過時間とともに増加するように、前記SOCの蓄積誤差を算出する誤差算出部と、前記SOC及び前記蓄積誤差に基づいて、前記蓄電装置からの電力の入出力が可能な最大電力を設定する電力設定部と、を備える。
充放電中におけるSOCの蓄積誤差が、蓄電装置の充放電中における経過時間とともに増加するように算出される構成では、初期からの経過時間が短い場合、SOCの蓄積誤差が小さくなる。第1の手段の構成によれば、SOC及び蓄積誤差に基づいて蓄電装置の最大電力を設定するため、初期からの経過時間が短い場合には、最大電力の設定誤差である電力マージンが小さくなる。電力マージンの小さい最大電力に基づいて蓄電装置の充放電を制御することで、蓄電装置の保護と使い切りとを両立できる。
第2の手段では、所定のリセット条件が成立した場合に、前記蓄積誤差をリセットする誤差リセット部を備え、前記経過時間は、直前に前記蓄積誤差がリセットされたリセットタイミングからの経過時間である。
上記構成によれば、リセットタイミングからの経過時間が短い場合に、蓄電装置の保護と使い切りとを両立できる。
第3の手段では、前記蓄電装置の充放電中の電流を所定周期で取得する電流取得部を備え、前記誤差算出部は、前記蓄積誤差がリセットされたリセットタイミングにおける初期SOC誤差と、前記電流取得部により取得された電流に応じて前記SOCの誤差量を算出し、その誤差量の時間積分値と前記初期SOC誤差とを加算して前記蓄積誤差を算出しており、前記電流取得部により取得された電流が小さいほど、前記誤差量が大きくなるように算出する。
充放電中の電流が小さいほど、電流取得部により取得される電流における電流取得部の誤差の割合が大きくなり、SOCの誤差量が大きくなる。このように、充放電中の電流に基づいて、SOCの誤差量を算出できる。上記構成によれば、充放電中の電流に基づいてSOCの誤差量を算出し、算出されたSOCの誤差量によりSOCの蓄積誤差が経過時間とともに増加するように算出できる。
第4の手段では、前記蓄電装置の温度に応じて前記SOCの誤差量を算出する。
上記構成によれば、蓄電装置の温度に応じて、SOCの蓄積誤差が経過時間とともに増加するように算出できる。
第5の手段では、前記電力設定部は、前記蓄電装置の充電中において、前記SOCと前記蓄積誤差との加算値に基づいて前記最大電力を設定し、前記蓄電装置の放電中において、前記SOCから前記蓄積誤差を減算した減算値に基づいて前記最大電力を設定する。
上記構成によれば、SOC及び蓄積誤差に基づいて蓄電装置の最大電力を設定する際に、蓄電装置の充電中において、SOCと蓄積誤差との加算値に基づいて最大電力を設定するため、蓄電装置が過充電状態となることを好適に抑制できる。また、蓄電装置の放電中において、SOCから蓄積誤差を減算した減算値に基づいて最大電力を設定するため、蓄電装置が過放電状態となることを好適に抑制できる。
(第1実施形態)
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、走行動力源としてモータ13を有する電気自動車に適用されるものとしており、先ずは図1により車両システムの概要を説明する。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、走行動力源としてモータ13を有する電気自動車に適用されるものとしており、先ずは図1により車両システムの概要を説明する。
図1において、車両は、高電圧バッテリ11と、高電圧バッテリ11の直流電力を交流電力に変換するインバータ12と、インバータ12から出力される交流電力により駆動される走行駆動源としてのモータ13とを備えている。車両の走行時には、運転者によるアクセル操作に応じて、高電圧バッテリ11からインバータ12を介してモータ13に電力が供給され、その電力供給に伴うモータ13の力行駆動により車両に走行動力が付与される。モータ13は、力行機能に加えて発電機能を有する回転電機(モータジェネレータ)であり、例えば車両の減速時には、回生発電により生じる発電電力がインバータ12を介して高電圧バッテリ11に供給される。この場合、モータ13は、発電機として機能し、その発電電力により高電圧バッテリ11が充電される。なお、本実施形態において、高電圧バッテリ11は「蓄電装置」に相当する。
高電圧バッテリ11の電力は、モータ13以外に高電圧補機14にも供給される。高電圧補機14は、例えば車室内の空調を行う空調装置の電動コンプレッサであり、高電圧バッテリ11からの供給電力により駆動される。高電圧バッテリ11には、バッテリ温度TMを検出する温度センサ15が設けられている。なお、高電圧バッテリ11は、例えばリチウムイオン蓄電池であり、その端子間電圧は例えば200〜300V程度である。
高電圧バッテリ11には、電力変換器としてのDCDCコンバータ16を介して低電圧バッテリ17と低電圧補機18とが接続されている。DCDCコンバータ16は、高電圧系統と低電圧系統との間において双方向に電力変換を実施する。低電圧バッテリ17は、例えば定格12Vの鉛蓄電池である。低電圧補機18は、例えば電動パワステやバッテリファン等であり、DCDCコンバータ16を介して供給される高電圧バッテリ11からの電力により駆動可能であることに加え、低電圧バッテリ17からの電力供給により駆動可能となっている。DCDCコンバータ16は、高電圧バッテリ11の高電圧を、低電圧バッテリ17の電圧レベル又は低電圧補機18の電源電圧レベルまで降圧して、これら低電圧バッテリ17や低電圧補機18に対して電力を供給する。
また、本システムは、CPUや各種メモリを有するマイクロコンピュータを主体とするECU20を備えている。ECU20には、上述した温度センサ15以外に、高電圧バッテリ11の端子間電圧を検出する電圧センサ21、高電圧バッテリ11の入出力電流IBを検出する電流センサ22、運転者のアクセル操作量ACを検出するアクセルセンサ23、及び車速MVを検出する車速センサ24等が接続されている。また、ECU20には、車両の起動スイッチであるIGスイッチ25が接続されており、このIGスイッチ25のオン/オフ状態を監視する。ECU20は、高電圧バッテリ11の端子間電圧や入出力電流IB等に基づいて、高電圧バッテリ11の充放電を制御する。なお、本実施形態において、ECU20は「制御装置」に相当する。
この場合、ECU20は、高電圧バッテリ11の充放電中に、高電圧バッテリ11の蓄電状態を示すSOC(State Of Charge)を算出し、算出されたSOCにより高電圧バッテリ11からの入出力が可能な最大電力WBを設定する。また、算出されたSOCが上限閾値ST1又は下限閾値ST2(図12参照)に到達した場合に、高電圧バッテリ11の充放電を停止する。SOCに基づいて高電圧バッテリ11の充放電が制御されることで、高電圧バッテリ11が過充電状態又は過放電状態となることを抑制できる。
しかし、充放電中に算出されるSOCは、例えば充放電中に取得された入出力電流IBの時間積分値を用いて算出されるため、このSOCには、電流センサ22における入出力電流IBの検出誤差GIの積算に応じた蓄積誤差であるΔSOCが含まれる。従来では、ΔSOCとして、バッテリ温度TM毎に定められる一定のΔSOCを設定し、この一定のΔSOCを含んだSOCを用いて、最大電力WBを設定していたため、このΔSOCにより最大電力WBの設定誤差である電力マージンΔWBが生じ、この電力マージンΔWBによりΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができない。ここで、使い切りとは、充電時には、上限閾値ST1まで高電圧バッテリ11の蓄電容量を増加させることであり、放電時には、下限閾値ST2まで高電圧バッテリ11の蓄電容量を減少させることである。
一方、蓄電容量を使い切るために、バッテリ温度TM毎に定められる一定のΔSOCを過小に設定すると、高電圧バッテリ11が過充電状態または過放電状態となることを抑制できず、高電圧バッテリ11を保護できない。
本実施形態では、高電圧バッテリ11の保護と使い切りとの両立を図るべく、充放電中におけるΔSOCが、高電圧バッテリ11の充放電中における経過時間とともに増加するように算出される。そのため、初期からの経過時間が短い場合、ΔSOCが小さくなり、SOC及びΔSOCに基づいて設定される最大電力WBの電力マージンΔWBを小さくできる。電力マージンΔWBの小さい最大電力WBに基づいて高電圧バッテリ11の充放電を制御することで、蓄電装置の保護と使い切りとを両立できる。
図2は、高電圧バッテリ11の充放電を制御する制御処理の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、IGスイッチ25がオン状態とされている場合に、ECU20により所定周期で繰り返し実施される。
制御処理を開始すると、まずステップS10において、高電圧バッテリ11が充放電中であるかを判定する。IGスイッチ25がオン状態に切り替えられた直後であれば、高電圧バッテリ11がまだ充放電を開始していないため、ステップS10で否定判定される。この場合、ステップS12において、電圧センサ21を用いて高電圧バッテリ11の充放電停止中における高電圧バッテリ11の端子間電圧である開路電圧OCVを取得する。続くステップS14において、開路電圧OCVに基づいてSOCを算出し、制御処理を終了する。ECU20には、開路電圧OCVとSOCとが予め対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて、ステップS12で取得された開路電圧OCVに基づいてSOCを算出する。
一方、IGスイッチ25がオン状態に切り替えられてから所定期間が経過していれば、高電圧バッテリ11が充放電を開始しているため、ステップS10で肯定判定される。この場合、ステップS16において、電圧センサ21を用いて高電圧バッテリ11の充放電中における高電圧バッテリ11の端子間電圧である閉路電圧CCVを取得する。続くステップS18において、電流センサ22を用いて入出力電流IBを取得するとともに、温度センサ15を用いてバッテリ温度TMを取得する。つまり、高電圧バッテリ11の充放電中において、高電圧バッテリ11の充放電中の入出力電流IBは所定周期で取得される。なお、本実施形態においてステップS18の処理が「電流取得部、温度取得部」に相当する。
続くステップS20において、入出力電流IBの時間積分値に基づいてSOCを算出する。入出力電流IBの時間積分値に基づくSOCの算出では、開路電圧OCVに基づいて算出されたSOCの初期値に対して、所定周期で取得された入出力電流IBの時間積分値に応じたSOCの増減分を加算することでSOCを算出する。開路電圧OCVに基づいて算出されるSOCの初期値をSOC(ini)とし、高電圧バッテリ11の満充電容量をCBとすると、入出力電流IBの時間積分値に基づいて算出されるSOCは(式1)のように表される。なお、本実施形態においてステップS20の処理が「状態算出部」に相当する。
SOC=SOC(ini)+ΣIB・dt/CB・・・(式1)
続くステップS22において、ΔSOC算出処理を実施する。なお、本実施形態においてステップS22の処理が「誤差算出部」に相当する。
続くステップS22において、ΔSOC算出処理を実施する。なお、本実施形態においてステップS22の処理が「誤差算出部」に相当する。
図3に、ΔSOC算出処理のフローチャートを示す。ΔSOC算出処理では、高電圧バッテリ11の充放電中における経過時間TP(図8参照)とともに増加するように、SOCのΔSOCを算出する。
ΔSOC算出処理を開始すると、まずステップS70において、ΔSOCの初期値ΔSOC(ini)を算出する。初期値ΔSOC(ini)は、例えばΔSOCがリセットされたリセットタイミングにおける誤差量GSである。なお、本実施形態において、初期値ΔSOC(ini)が「初期SOC誤差」に相当する。
続くステップS71において、ステップS18で取得された入出力電流IB及びバッテリ温度TMに応じてSOCの誤差量GSを算出する。図5は、入出力電流IBと誤差量GSとの関係を示す図である。図5に示すように、入出力電流IBが小さいほど、誤差量GSは大きくなるように算出される。誤差量GSは、負の比例係数をJとし、入出力電流IBがゼロである場合の誤差量をSGZとすると、(式2)のように表される。
GS=J×IB+SGZ・・・(式2)
また、入出力電流IBは、バッテリ温度TMにより変動するため、誤差量GSもバッテリ温度TMにより変動する。ECU20には、入出力電流IB、バッテリ温度TM及び誤差量GSが予め対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて誤差量GSを算出する。
また、入出力電流IBは、バッテリ温度TMにより変動するため、誤差量GSもバッテリ温度TMにより変動する。ECU20には、入出力電流IB、バッテリ温度TM及び誤差量GSが予め対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて誤差量GSを算出する。
なお、算出された誤差量GSに基づいて、ΔSOCが経過時間TPとともに増加する時間増加率θ(図8参照)が決定される。時間増加率θは、入出力電流IBの取得周期である所定周期をTSとすると、(式3)のように表される。
θ=GS/TS・・・(式3)
続くステップS72において、初期からの誤差量GSを積算する。続くステップS74において、ステップS72で算出した誤差量GSの積算値とステップS70で算出した初期誤差量GSFとを加算してΔSOCを算出し、ΔSOC算出処理を終了する。初期値ΔSOC(ini)を用いて、ΔSOCは(式4)のように表される。
続くステップS72において、初期からの誤差量GSを積算する。続くステップS74において、ステップS72で算出した誤差量GSの積算値とステップS70で算出した初期誤差量GSFとを加算してΔSOCを算出し、ΔSOC算出処理を終了する。初期値ΔSOC(ini)を用いて、ΔSOCは(式4)のように表される。
ΔSOC=ΔSOC(ini)+ΣGS・dt・・・(式4)
なお、(式4)におけるΣGS・dtは、誤差量GSの時間積分値であり、(式2)を用いてΣ(J×IB+SGZ)・dtと表すことができる。このうち、IB・dtは、入出力電流IBの時間積分値、すなわち所定周期TSにおけるSOCの変動量を示す。
なお、(式4)におけるΣGS・dtは、誤差量GSの時間積分値であり、(式2)を用いてΣ(J×IB+SGZ)・dtと表すことができる。このうち、IB・dtは、入出力電流IBの時間積分値、すなわち所定周期TSにおけるSOCの変動量を示す。
ΔSOC算出処理を終了すると、図2に戻り、ステップS24において、ΔSOCリセット処理を実施する。なお、本実施形態においてステップS24の処理が「誤差リセット部」に相当する。
図4に、ΔSOCリセット処理のフローチャートを示す。ΔSOCリセット処理では、所定のリセット条件が成立した場合に、高電圧バッテリ11の充放電中にΔSOCをリセットする。
ΔSOCリセット処理を開始すると、まずステップS80において、ステップS72で算出されたΔSOCが所定の誤差閾値ΔST(図8参照)よりも大きいかを判定する。ここで、誤差閾値ΔSTは、高電圧バッテリ11の使い切りに支障が生じる蓄積誤差であり、バッテリ温度TM毎に予め設定されている。ステップS80で否定判定すると、ΔSOCをリセットすることなくΔSOCリセット処理を終了する。
一方、ステップS80で肯定判定すると、つまり、ΔSOCが誤差閾値ΔSTよりも大きい場合に、ステップS82において、ΔSOCが所定の基準誤差ΔSK(図8参照)よりも大きいかを判定する。ここで、基準誤差ΔSKは、高電圧バッテリ11の充放電中にΔSOCをリセットする際に生じるリセット誤差であり、ゼロよりも大きい値に予め設定されている。基準誤差ΔSKは、ステップS18で取得された入出力電流IB及びバッテリ温度TMに基づいて設定される。
図6は、入出力電流IBと基準誤差ΔSKとの関係を示す図である。図6に示すように、入出力電流IBが小さいほど、基準誤差ΔSKは大きく設定される。また、入出力電流IBは、バッテリ温度TMにより変動するため、基準誤差ΔSKもバッテリ温度TMにより変動する。ECU20には、入出力電流IB、バッテリ温度TM及び基準誤差ΔSKが予め対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて基準誤差ΔSKを設定する。
ステップS82で否定判定すると、リセットによりΔSOCが大きくなるため、ΔSOCをリセットすることなくΔSOCリセット処理を終了する。
一方、ステップS82で肯定判定すると、ステップS84において、車両が走行停止中であるかを判定する。ここで、車両の走行停止中とは、車速MVが略ゼロの状態、つまり車速MVがゼロ付近の所定速度よりも小さい状態であり、具体的には入出力電流IBが所定の電流閾値ITよりも小さい状態である。例えばステップS18で取得された入出力電流IBが、所定の電流閾値ITよりも小さい状態が判定期間YAに亘って継続している場合に、車両が走行停止中であると判定する(図10参照)。また例えばステップS16で取得された閉路電圧CCVの変動量ΔVが、所定の変動閾値ΔVTよりも小さい状態が判定期間YAに亘って継続している場合に、車両が走行停止中であると判定する(図10参照)。ここで、電流閾値ITは、高電圧バッテリ11からの電力供給のみによりモータ13が駆動可能な電流である。また、変動閾値ΔVTは、モータ13の駆動により生じる閉路電圧CCVの最小変動量である。
ステップS84で否定判定すると、ΔSOCをリセットすることなくΔSOCリセット処理を終了する。
一方、ステップS84で肯定判定すると、つまり走行停止中であると判定された場合に、ステップS86において、この走行停止中にΔSOCがリセットされたかを判定する。ステップS86で肯定判定すると、ステップS88において、前回ΔSOCがリセットされてから判定期間YAが経過したかを判定する。ステップS88で否定判定すると、ステップS90において、車両の走行再開を判定する。ここで、車両の走行再開とは、車両の走行停止中と判定された後に、車速MVがゼロ付近の所定速度よりも大きくなることであり、具体的には入出力電流IBが電流閾値ITよりも大きくなることである。例えば運転者によるアクセル操作量ACが、所定の第1アクセル閾値AT1(図10参照)よりも大きくなった場合に、車両の走行が再開されると判定する。
本実施形態では、アクセル操作量ACにより車両の走行再開を判定する上で、第1アクセル閾値AT1と第2アクセル閾値AT2とが定められており、そのうち第2アクセル閾値AT2が、高電圧バッテリ11からの電力供給により車両が走行可能な最小電力を生じさせるアクセル操作量である。第1アクセル閾値AT1は、第2アクセル閾値AT2よりも小さいアクセル操作量に設定されており、第1アクセル閾値AT1を用いることで、車両が実際に走行を再開する前に車両の走行再開を判定できる。
ステップS90で否定判定すると、ΔSOCがあまり大きくなっていないため、ΔSOCをリセットすることなくΔSOCリセット処理を終了する。
一方、ステップS86で否定判定、又は、ステップS88で肯定判定、又は、ステップS90で肯定判定すると、ステップS16で取得された閉路電圧CCVに基づいてΔSOCをリセットする。具体的には、ステップS92において、ステップS16で取得された閉路電圧CCVに基づいてSOCを算出し、SOCを更新する。続くステップS94において、ΔSOCを基準誤差ΔSKにリセットする。つまり、ステップS92でSOCを更新することでΔSOCをリセットする。そのため、ΔSOCのリセット後、ΔSOCは、経過時間TPとともに基準誤差ΔSKから増加するように算出される。続くステップS96において、経過時間TPをゼロにリセットし、ΔSOCリセット処理を終了する。
ΔSOCリセット処理終了すると、図2に戻り、ステップS26において、高電圧バッテリ11が充電中であるかを判定する。例えば電流センサ22は、高電圧バッテリ11に向かって流れる入出力電流IBを正の値、高電圧バッテリ11から流れ出る入出力電流IBを負の値として検出しており、ステップS18で取得された入出力電流IBがゼロよりも大きいかにより、高電圧バッテリ11が充電中であるかを判定できる。
ステップS26で肯定判定すると、ステップS28において、ステップS20又はステップS92で算出されたSOCと、ステップS72で算出されたΔSOCとを加算したものをSOCとして算出する。ステップS28において算出されたSOCは、ΔSOCに基づいて設定されるSOCの誤差範囲、つまり、SOCを中心として2倍のΔSOCの幅を有するSOCの誤差範囲のうち、最も大きいSOCである。続くステップS30において、ステップS28で算出されたSOCが上限閾値ST1よりも小さいかを判定する。
ステップS30で肯定判定すると、つまり、SOCが上限閾値ST1に到達していない場合、ステップS32において、ステップS28で算出されたSOCに基づいて最大電力WBを設定する。つまり、ステップS20又はステップS92で算出されたSOCと、ステップS72で算出されたΔSOCとの加算値に基づいて最大電力WBを設定する。ECU20には、SOCと最大電力WBとが予め対応付けられた対応情報(図12参照)が記憶されており、この対応情報を用いて、ステップS28で算出されたSOCに基づいて最大電力WBを設定する。対応情報は、上限閾値ST1から下限閾値ST2までの範囲のSOCに対して設定されており、バッテリ温度TM毎に規定されている。続くステップS34において、ステップS32で設定された最大電力WBを用いて高電圧バッテリ11の充放電を制御し、制御処理を終了する。なお、本実施形態においてステップS32の処理が「電力設定部」に相当する。
一方、ステップS30で否定判定すると、つまり、SOCが上限閾値ST1に到達した場合、ステップS36において、最大電力WBを基準入力電力WK1(図12(A)参照)に設定する。続くステップS38において、ステップS36で設定された基準入力電力WK1を用いて高電圧バッテリ11の充電を継続する。
ステップS38の充電制御は、SOCが上限閾値ST1よりも大きい高蓄電状態において実施される。この充電制御では、閉路電圧CCVを用いて充電停止を制御する。本実施形態では、閉路電圧CCVを用いて充電停止を制御する上で、高電圧バッテリ11の充電を停止するための高圧側制限範囲XH(図7(A)参照)が予め定められている。閉路電圧CCVが高圧側制限範囲XHに属するようになった場合、つまり、閉路電圧CCVが高圧側制限範囲XHの下限である上限電圧VT1に到達した場合、高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制するために高電圧バッテリ11の充電が停止される。
しかし、閉路電圧CCVは、入出力電流IBにより変動するため、高圧側制限範囲XHが入出力電流IBによらず一定であると、入出力電流IBによっては高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制できない。閉路電圧CCVは、高電圧バッテリ11の内部抵抗をRBとすると、(式5)のように表される。
CCV=OCV+IB×RB・・・(式5)
そこで、本実施形態では、ステップS40において、ステップS18で取得された入出力電流IBに基づいて高圧側制限範囲XHを可変に設定する。具体的には、入出力電流IBに基づいて閉路電圧CCVと高圧側制限範囲XHとが連動して変動するように設定される。これにより、入出力電流IB及びバッテリ温度TMによらず高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制できる。
そこで、本実施形態では、ステップS40において、ステップS18で取得された入出力電流IBに基づいて高圧側制限範囲XHを可変に設定する。具体的には、入出力電流IBに基づいて閉路電圧CCVと高圧側制限範囲XHとが連動して変動するように設定される。これにより、入出力電流IB及びバッテリ温度TMによらず高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制できる。
続くステップS42において、閉路電圧CCVが上限電圧VT1よりも大きいかを判定する。ステップS42で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップS42で肯定判定すると、ステップS44において、ステップS36で設定された基準入力電力WK1を制限し、制御処理を終了する。ステップS44では、例えば図7(A)に示すように、閉路電圧CCVが上限電圧VT1よりも大きくなるほど小さくなる補正係数が予め設定されており、この補正係数を基準入力電力WK1に積算することで基準入力電力WK1を制限する。そのため、閉路電圧CCVの上昇に伴い基準入力電力WK1は徐々に減少し、基準入力電力WK1がゼロとなることで充電が停止される。
一方、ステップS26で否定判定すると、ステップS46において、ステップS20又はステップS92で算出されたSOCから、ステップS72で算出されたΔSOCを減算したものをSOCとして算出する。ステップS46において算出されたSOCは、ΔSOCに基づいて設定されるSOCの誤差範囲のうち、最も小さいSOCである。続くステップS48において、ステップS46で算出されたSOCが下限閾値ST2よりも大きいかを判定する。
ステップS48で肯定判定すると、つまり、SOCが下限閾値ST2に到達していない場合、ステップS32に進む。この場合、ステップS32では、ステップS46で算出されたSOCに基づいて最大電力WBが設定される。一方、ステップS48で否定判定すると、つまり、SOCが下限閾値ST2に到達した場合、ステップS50において、最大電力WBを一定の基準出力電力WK2(図12(B)参照)に設定する。続くステップS52において、ステップS50で設定された基準出力電力WK2を用いて高電圧バッテリ11の放電を継続する。
ステップS50の放電制御は、SOCが下限閾値ST2よりも小さい低蓄電状態において実施される。この放電制御では、閉路電圧CCVを用いて放電停止を制御する。本実施形態では、閉路電圧CCVを用いて放電停止を制御する上で、高電圧バッテリ11の放電を停止するための低圧側制限範囲XL(図7(B)参照)が予め定められている。閉路電圧CCVが低圧側制限範囲XLに属するようになった場合、つまり、閉路電圧CCVが低圧側制限範囲XLの上限である下限電圧VT2に到達した場合、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制するために高電圧バッテリ11の放電が停止される。
本実施形態では、ステップS54において、ステップS18で取得された入出力電流IBに基づいて低圧側制限範囲XLを可変に設定する。具体的には、入出力電流IBに基づいて閉路電圧CCVと低圧側制限範囲XLとが連動して変動するように設定される。これにより、入出力電流IB及びバッテリ温度TMによらず高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制できる。
続くステップS56において、閉路電圧CCVが下限電圧VT2よりも小さいかを判定する。ステップS56で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップS56で肯定判定すると、ステップS58において、ステップS50で設定された基準出力電力WK2を制限し、制御処理を終了する。ステップS58では、例えば図7(B)に示すように、閉路電圧CCVが下限電圧VT2よりも小さくなるほど小さくなる補正係数が予め設定されており、この補正係数を基準入力電力WK1に積算することで基準出力電力WK2を制限する。そのため、閉路電圧CCVの低下に伴い基準出力電力WK2は徐々に減少し、基準出力電力WK2がゼロとなることで放電が停止される。
続いて、図8に、ΔSOC算出処理の一例を示す。図8は、高電圧バッテリ11の放電中におけるΔSOCの推移を示す。図8において、(A)は、SOCの推移を示し、(B)は、ΔSOCの推移を示し、(C)は、リセットフラグFRの推移を示す。ここで、リセットフラグFRは、ΔSOC算出処理のステップS80における判定結果を示すフラグであり、ステップS80で肯定判定されるとオンとなり、ステップS80で否定判定されるとオフとなる。
図8に示すように、時刻t1にIGスイッチ25がオン状態に切り替えられ、高電圧バッテリ11からの電力供給によりモータ13が駆動し、車両の走行が開始される。この時刻t1に、開路電圧OCVに基づいてSOCが算出され、ΔSOCはゼロにリセットされる。
車両の走行が開始されると、高電圧バッテリ11からモータ13への電力供給により、SOCが減少する。高電圧バッテリ11の放電中において、SOCは入出力電流IBの時間積分値に基づいて算出される。入出力電流IBの時間積分値を算出する際に、入出力電流IBを検出する電流センサ22の検出誤差GIが積算されるため、この検出誤差GIの積算によりΔSOCが生じる。
本実施形態では、ΔSOCは、時刻t1からの経過時間TPとともに増加するように算出される。具体的には、時刻t1からの経過時間TPに対して時間増加率θで増加するように算出される。この時間増加率θは正の値であり、入出力電流IB及びバッテリ温度TMにより変動する(時刻t7、時刻t8参照)。ΔSOCは経過時間TPとともに増加するため、時刻t2におけるΔSOCは、時刻t2よりも遅い時刻t3におけるΔSOCよりも小さくなる。
図9は、ΔSOCと最大電力WBの電力マージンΔWBとの関係を示す図である。図9に示すように、電力マージンΔWBは、ΔSOCが大きいほど大きくなり、この電力マージンΔWBが大きくなると、最大電力WBを適切に設定することができず、設定される最大電力WBによっては、高電圧バッテリ11のΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができず、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制することができない。
本実施形態では、ΔSOCが経過時間TPとともに増加するため、例えば時刻t2のように、ΔSOCが小さいタイミングが存在する。ΔSOCが小さいタイミングでは、電力マージンΔWBが小さく設定される。そのため、このΔSOCが小さいタイミングを用いることで、高電圧バッテリ11の使い切りと過放電状態の抑制とを両立できる。
その後の時刻t4にΔSOCが誤差閾値ΔSTに到達すると、リセットフラグFRがオンに切り替えられる。リセットフラグFRがオンに切り替えられた状態で、時刻t5に車両の走行が停止されると、車両が走行停止中となる時刻t5から時刻t6までのリセット期間YRにおいて、ΔSOCがリセットされる。これにより、ΔSOCが過度に増加することを抑制でき、例えばΔSOCの増加に伴う電力マージンΔWBの増加により、高電圧バッテリ11の使い切りに支障が生じることを抑制できる。
高電圧バッテリ11の放電中におけるΔSOCのリセットでは、ΔSOCは基準誤差ΔSKにリセットされる。基準誤差ΔSKは入出力電流IB及びバッテリ温度TMに基づいて設定される。そのため、入出力電流IB及びバッテリ温度TMによっては、基準誤差ΔSKを小さく設定することができ、高電圧バッテリ11の使い切りにおいて有利である。
時刻t5から時刻t6までのリセット期間YRでは、時刻t5に、この時刻t5における入出力電流IBに基づいて基準誤差ΔSKが設定され、この基準誤差ΔSKにΔSOCがリセットされる。ΔSOCのリセットに伴って、時刻t5にリセットフラグFRがオフに切り替えられるとともに、経過時間TPがゼロにリセットされる。そして、時刻t6に車両の走行を再開すると、経過時間TPの計時を再開する。そのため、経過時間TPは、直前にΔSOCがリセットされたリセットタイミングからの経過時間を示している、ということができる。
これ以降、上記と同様の制御が繰り返される。具体的には、時刻t9にΔSOCが誤差閾値ΔSTに到達すると、リセットフラグFRがオンに切り替えられる。リセットフラグFRがオンに切り替えられた状態で、時刻t10に車両の走行が停止されると、車両が走行停止中となる時刻t10から時刻t11までのリセット期間YRにおいて、ΔSOCがリセットされる。
続いて、図10に、ΔSOCリセット処理の一例を示す。図10は、リセット期間YRにおける入出力電流IB及び閉路電圧CCVの推移を示し、具体的には、図8の時刻t5から時刻t6までのリセット期間YRにおけるこれらの値の推移を示す。図10において、(A)は、車速MVの推移を示し、(B)は、アクセル操作量ACの推移を示し、(C)は、入出力電流IBの推移を示し、(D)は、閉路電圧CCVの推移を示し、(E)は、閉路電圧CCVの変動量ΔVの推移を示す。
図10に示すように、運転者によるアクセル操作量ACがゼロとされることで、時刻t5に車速MVがゼロとなると、高電圧バッテリ11からモータ13への電力供給が減少し、入出力電流IBが減少する。これに伴って、閉路電圧CCVが緩やかに開路電圧OCVに漸近するように上昇する。
入出力電流IB、及び閉路電圧CCVの上昇に伴う閉路電圧CCVの変動量ΔVは、時刻t5からの時間の経過とともに減少し、入出力電流IBは、時刻t21に電流閾値ITよりも低下し、変動量ΔVは、時刻t21よりも遅い時刻t22に変動閾値ΔVTよりも低下する。時刻t21と時刻t22とのうち、遅い時刻である時刻t22から判定期間YAに亘って、入出力電流IBが電流閾値ITよりも低い状態が継続しており、且つ変動量ΔVが変動閾値ΔVTよりも低い状態が継続している場合、時刻t22から判定期間YAが経過した時刻t23に、車両が走行停止中と判定される。
時刻t23に車両が走行停止中と判定されると、まず、この時刻t23にΔSOCがリセットされる。具体的には、SOCが、開路電圧OCVに漸近するまで上昇した閉路電圧CCVに基づいて算出されて更新され、これに伴ってΔSOCが基準誤差ΔSKにリセットされる。車両の走行停止中に閉路電圧CCVに基づいてΔSOCをリセットすることで、高電圧バッテリ11の充放電中でもΔSOCをリセットできる。
車両の走行停止中では、その後の車両の走行再開に備えるため、高電圧バッテリ11からモータ13への電力供給が継続されている。そのため、車両の走行停止中であっても、入出力電流IBが流れており、ΔSOCが増加する。したがって、車両の走行停止中では、ΔSOCは判定期間YA毎にリセットされており、例えば時刻t23から判定期間YAが経過した時刻t24に、ΔSOCがリセットされる。
また、車両の走行停止中では、前回ΔSOCがリセットされてから判定期間YAよりも短い期間YBしか経過しておらず、判定期間YAが経過していない場合でも、車両の走行が再開されると判定された場合には、実際に車両の走行が再開される前にΔSOCがリセットされる。
具体的には、時刻t25に運転者のアクセル操作が開始され、その後の時刻t26にアクセル操作量ACが第1アクセル閾値AT1を超えると、車両の走行が再開されると判定される。その後の時刻t6にアクセル操作量ACが第2アクセル閾値AT2を超えると、高電圧バッテリ11からの電力供給により車両の走行が再開される。これにより、車速MVが増加し、入出力電流IBが増加するとともに、閉路電圧CCVが開路電圧OCVから離間して低下する。第1アクセル閾値AT1を用いて車両の走行再開を判定することで、実際に車両の走行が再開されてΔSOCが増加を開始する前に、車両の走行停止中におけるΔSOCの増加分をリセットできる。これにより、車両の走行再開後にΔSOCが過度に増加することを抑制できる。
続いて、図11に、制御処理の一例を示す。図11は、高電圧バッテリ11の放電中における最大電力WBの推移を示す。図11において、(A)は、SOCの推移を示し、(B)は、最大電力WBの推移を示し、(C)は、閉路電圧CCVの推移を示す。なお、図11に示す範囲では、ΔSOCが誤差閾値ΔSTよりも大きくならないため、ΔSOCリセット処理が実施されないものとする。
図11に示すように、高電圧バッテリ11の放電中において、SOCは、高電圧バッテリ11からのモータ13への電力供給により低下する。このSOCの低下に伴って、閉路電圧CCVが低下するとともに、最大電力WBの設定値が変動する。最大電力WBは、SOCに基づいて設定される。これにより、高電圧バッテリ11の電力超過による高電圧バッテリ11の劣化を抑制でき、高電圧バッテリ11を保護できる。
具体的には、最大電力WBは、SOCと最大電力WBとの対応情報を用いて設定される。この対応情報は、高電圧バッテリ11の電力超過を考慮して予め設定されている。図12は、SOCと最大電力WBとの対応情報を示す図である。図12において、(A)は、充電時における対応情報を示し、(B)は、放電時における対応情報を示す。図12(B)に実線で示すように、放電時における対応情報では、SOCが大きいほど、最大電力WBは大きくなるように設定され、バッテリ温度TMが高いほど、最大電力WBが大きくなるように設定される。
高電圧バッテリ11の放電中では、高電圧バッテリ11の電力超過による高電圧バッテリ11の劣化を抑制するために、ΔSOCを含むSOC、具体的にはSOCからΔSOCを減算したもの(SOC−ΔSOC)をSOCとして算出し、このSOCに基づいて最大電力WBを設定する。以下、SOCからΔSOCを減算したものをSOLという。図11に示すように、SOLは、高電圧バッテリ11からのモータ13への電力供給により、SOCよりも先に下限閾値ST2に到達する。SOLが下限閾値ST2に到達した場合、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制することために、高電圧バッテリ11の放電を停止することが考えられる。
しかし、SOLが下限閾値ST2に到達した場合、SOCは下限閾値ST2にΔSOCを加えた値となっている。対応情報を用いて説明すると、図12(B)に破線で示すように、SOLに対応する対応情報は、実線で示すSOCに対応する対応情報に対して、SOLが増加する側にΔSOCだけシフトしている。そのため、SOLが下限閾値ST2に到達した場合に、高電圧バッテリ11の放電を停止すると、高電圧バッテリ11のΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができない。
本実施形態では、図12(B)に破線で示すように、SOLが下限閾値ST2に到達した場合、最大電力WBを基準出力電力WK2に設定して、SOCが下限閾値ST2に到達するまで高電圧バッテリ11の放電を継続する。そのため、SOLに基づいて最大電力WBを設定した場合でも、ΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができる。ここで、基準出力電力WK2は、対応情報において、下限閾値ST2に対応付けられている最大電力WBであり、SOCに関わらず一定の値である。基準出力電力WK2が対応情報に基づいて設定されることで、最大電力WBを基準出力電力WK2に設定した放電継続中においても、高電圧バッテリ11の電力超過による高電圧バッテリ11の劣化を抑制できる。なお、基準出力電力WK2は、モータ13により車両を走行させることが可能な電力に設定されている。
具体的には、図11に示すように、時刻t32にSOLが下限閾値ST2に到達すると、最大電力WBが基準出力電力WK2に設定され、高電圧バッテリ11の放電が継続される。この放電により、SOC及び閉路電圧CCVが低下する。この放電は、閉路電圧CCVが下限電圧VT2に到達するまで行われ、時刻t33に閉路電圧CCVが下限電圧VT2に到達すると、つまり閉路電圧CCVが低圧側制限範囲XLに属するようになると、図7(B)に示す補正係数により基準出力電力WK2が制限される。その結果、SOCが下限閾値ST2に到達する時刻t34に、最大電力WBがゼロとなり、閉路電圧CCVが使用下限電圧VLとなることで放電が停止される。
本実施形態では、下限電圧VT2は、入出力電流IB及びバッテリ温度TMに応じて設定される。図13は、入出力電流IBと上限電圧VT1及び下限電圧VT2との関係を示す図である。図13において、(A)は、充電時における入出力電流IBと上限電圧VT1との関係を示し、(B)は、放電時における入出力電流IBと下限電圧VT2との関係を示す。図13(B)に示すように、放電時において、入出力電流IBが大きいほど、下限電圧VT2は低圧側となるように設定され、バッテリ温度TMが高いほど、下限電圧VT2は低圧側となるように設定される。
図13(B)に、放電時における入出力電流IBと閉路電圧CCVとの関係を併せて示す。放電時において、閉路電圧CCVは、入出力電流IBが大きいほど低圧側に変動する。本実施形態では、閉路電圧CCVの入出力電流IB特性に連動させて下限電圧VT2を変動させる。これにより、入出力電流IBによらない一定の条件下で閉路電圧CCVが下限電圧VT2に到達したかを判定でき、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制できる。
なお、上記では、高電圧バッテリ11の放電中における最大電力WBの推移を示したが、高電圧バッテリ11の充電中における最大電力WBの推移についても同様である。具体的には、高電圧バッテリ11の充電中において、SOCは、モータ13の回生発電によるモータ13から高電圧バッテリ11への電力供給により増加する。このSOCの増加に伴って、閉路電圧CCVが増加するとともに、最大電力WBの設定値が変動する。具体的には、最大電力WBは、SOCと最大電力WBとの対応情報を用いて設定され、図12(A)に実線で示すように、充電時における対応情報では、SOCが大きいほど、最大電力WBは大きくなるように設定され、バッテリ温度TMが高いほど、最大電力WBが大きくなるように設定される。
高電圧バッテリ11の充電中では、高電圧バッテリ11の電力超過による高電圧バッテリ11の劣化を抑制するために、ΔSOCを含むSOC、具体的にはSOCにΔSOCを加算したもの(SOC+ΔSOC)をSOCとして算出し、このSOCに基づいて最大電力WBを設定する。以下、SOCにΔSOCを加算したものをSOH(図11参照)という。SOHは、モータ13から高電圧バッテリ11への電力供給により、SOCよりも先に上限閾値ST1に到達する。SOHが上限閾値ST1に到達した場合、高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制することために、高電圧バッテリ11の充電を停止することが考えられる。
しかし、SOHが上限閾値ST1に到達した場合、SOCは上限閾値ST1からΔSOCを引いた値となっている。対応情報を用いて説明すると、図12(A)に破線で示すように、SOHに対応する対応情報は、実線で示すSOCに対応する対応情報に対して、SOLが減少する側にΔSOCだけシフトしている。そのため、SOHが上限閾値ST1に到達した場合に、高電圧バッテリ11の充電を停止すると、高電圧バッテリ11のΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができない。
本実施形態では、図12(A)に破線で示すように、SOHが上限閾値ST1に到達した場合、最大電力WBを基準入力電力WK1に設定して、SOCが上限閾値ST1に到達するまで高電圧バッテリ11の充電を継続する。そのため、SOHに基づいて最大電力WBを設定した場合でも、ΔSOC分の蓄電容量を使い切ることができる。ここで、基準入力電力WK1は、対応情報において、上限閾値ST1に対応付けられている最大電力WBであり、SOCに関わらず一定の値である。基準入力電力WK1が対応情報に基づいて設定されることで、最大電力WBを基準入力電力WK1に設定した放電継続中においても、高電圧バッテリ11の電力超過による高電圧バッテリ11の劣化を抑制できる。
具体的には、SOHが上限閾値ST1に到達すると、最大電力WBが基準入力電力WK1に設定され、高電圧バッテリ11の充電が継続される。この充電により、SOC及び閉路電圧CCVが増加する。この充電は、閉路電圧CCVが上限電圧VT1に到達するまで行われ、閉路電圧CCVが上限電圧VT1に到達すると、つまり閉路電圧CCVが高圧側制限範囲XHに属するようになると、図7(A)に示す補正係数により基準入力電力WK1が制限される。その結果、SOCが上限閾値ST1に到達する時刻に充電が停止される。
本実施形態では、上限電圧VT1は、入出力電流IB及びバッテリ温度TMに応じて設定される。図13(A)に示すように、充電時において、入出力電流IBが大きいほど、上限電圧VT1は高圧側となるように設定され、バッテリ温度TMが高いほど、上限電圧VT1は高圧側となるように設定される。図13(A)に、充電時における入出力電流IBと閉路電圧CCVとの関係を併せて示す。充電時において、閉路電圧CCVは、入出力電流IBが大きいほど高圧側に変動する。本実施形態では、閉路電圧CCVの入出力電流IB特性に連動させて上限電圧VT1を変動させる。これにより、入出力電流IBによらない一定の条件下で、閉路電圧CCVが上限電圧VT1に到達したかを判定でき、高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制できる。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
・充放電中におけるΔSOCが、高電圧バッテリ11の充放電中における経過時間TPとともに増加するように算出される構成では、初期からの経過時間TPが短い場合、ΔSOCが小さくなる。本実施形態では、SOC及びΔSOCに基づいて高電圧バッテリ11の最大電力WBを設定するため、初期からの経過時間TPが短い場合には、最大電力WBの電力マージンΔWBが小さくなる。電力マージンΔWBの小さい最大電力WBに基づいて高電圧バッテリ11の充放電を制御することで、高電圧バッテリ11の保護と使い切りとを両立できる。
・特に、本実施形態では、経過時間TPが、ΔSOCがリセットされたリセットタイミングからの経過時間に設定されている。そのため、このリセットタイミングからの経過時間TPが短い場合に、高電圧バッテリ11の保護と使い切りとを両立できる。
・本実施形態では、入出力電流IBに応じてSOCの誤差量GSを算出し、この誤差量GSの積算によりΔSOCを算出している。この場合において、入出力電流IBが小さいほど、誤差量GSが大きくなるように算出する。入出力電流IBが小さいほど、入出力電流IBにおける検出誤差GIの割合が大きくなり、SOCの誤差量GSが大きくなる。このように、入出力電流IBに基づいて、誤差量GSを算出できる。入出力電流IBに基づいて誤差量GSを算出し、算出された誤差量GSによりΔSOCが経過時間TPとともに増加するようにΔSOCを算出できる。
・また、本実施形態では、バッテリ温度TMに応じて誤差量GSを算出する。これにより、バッテリ温度TMに応じて、ΔSOCが経過時間TPとともに増加するようにΔSOCを算出できる。
・本実施形態では、SOC及びΔSOCに基づいて高電圧バッテリ11の最大電力WBを設定する際に、蓄電装置の充電中において、SOCとΔSOCとの加算値であるSOHに基づいて最大電力WBを設定する。これにより、高電圧バッテリ11が過充電状態となることを好適に抑制できる。
・また、本実施形態では、SOC及びΔSOCに基づいて高電圧バッテリ11の最大電力WBを設定する際に、蓄電装置の放電中において、SOCからΔSOCを減算した減算値であるSOLに基づいて最大電力WBを設定する。これにより、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを好適に抑制できる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図14を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御処理において高電圧バッテリ11の劣化度DEを算出し、算出された劣化度DEに基づいて高圧側制限範囲XH及び低圧側制限範囲XLを可変に設定する点で第1実施形態と異なる。ここで、劣化度DEは、高電圧バッテリ11の初期状態における満充電容量CBに対する現在の満充電容量CBの割合を示す。
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図14を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御処理において高電圧バッテリ11の劣化度DEを算出し、算出された劣化度DEに基づいて高圧側制限範囲XH及び低圧側制限範囲XLを可変に設定する点で第1実施形態と異なる。ここで、劣化度DEは、高電圧バッテリ11の初期状態における満充電容量CBに対する現在の満充電容量CBの割合を示す。
図14に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。なお、図14において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
図14に示すように、本実施形態の制御処理では、ステップS38で、ステップS36で設定された基準入力電力WK1を用いて高電圧バッテリ11の充電を継続すると、ステップS39において、入出力電流IBの時間積分値に基づいて劣化度DEを算出する。具体的には、所定周期で取得された入出力電流IBの時間積分値を算出し、この時間積分値が大きいほど大きくなるように劣化度DEを算出する。
続くステップS40において、ステップS39で算出された劣化度DEに基づいて、高圧側制限範囲XHを可変に設定する。高電圧バッテリ11の充電中では、劣化度DEが大きいほど、上限電圧VT1は低圧側となるように設定される。
また、ステップS52で、ステップS50で設定された基準出力電力WK2を用いて高電圧バッテリ11の放電を継続すると、ステップS53において、入出力電流IBの時間積分値に基づいて劣化度DEを算出する。
続くステップS54において、ステップS53で算出された劣化度DEに基づいて、低圧側制限範囲XLを可変に設定する。高電圧バッテリ11の放電中では、劣化度DEが大きいほど、下限電圧VT2は高圧側となるように設定される。
・以上説明した本実施形態では、高電圧バッテリ11の劣化度DEに基づいて高圧側制限範囲XH及び低圧側制限範囲XLが可変に設定される。高電圧バッテリ11は、劣化により蓄電容量の最大値が変動し、これに伴って高圧側制限範囲XH及び低圧側制限範囲XLが変動する。高電圧バッテリ11の充放電中に劣化度DEを算出し、その劣化度DEに基づいて高圧側制限範囲XH及び低圧側制限範囲XLを可変に設定することで、高電圧バッテリ11の劣化を考慮して高電圧バッテリ11を適切に保護できる。
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・高電圧バッテリ11は、リチウムイオン蓄電池リチウムに限られず、充放電可能な他の二次電池であってもよい。
・上記実施形態では、SOCが上限閾値ST1又は下限閾値ST2に到達していない場合に、SOCに基づいて最大電力WBを設定する例を示したが、これに限られない。例えば、上記場合に、SOCに基づいて高電圧バッテリ11からの入出力が可能な最大電流を設定して、高電圧バッテリ11の充放電を行ってもよい。
・上記実施形態では、高電圧バッテリ11の充放電中に入出力電流IBの時間積分値に基づいてSOCを算出する例を示したが、これに限られない。例えば、1つの直流抵抗とRC等価回路とで構成された電池モデルに基づいてSOCを算出してもよい。劣化度DEの算出についても同様である。
・上記実施形態では、高蓄電状態において、閉路電圧CCVが上限電圧VT1に到達した場合に、高電圧バッテリ11の充電が停止される例を示したが、これに限られない。例えば、上記場合に、高電圧バッテリ11の最大電力WBを制限することにより、高電圧バッテリ11が過充電状態となることを抑制してもよい。
また、低蓄電状態において、閉路電圧CCVが下限電圧VT2に到達した場合に、高電圧バッテリ11の放電が停止される例を示したが、これに限られない。例えば、上記場合に、高電圧バッテリ11の最大電力WBを制限することにより、高電圧バッテリ11が過放電状態となることを抑制してもよい。
・上記実施形態では、ECU20が、温度センサ15を用いてバッテリ温度TMを取得する例を示したが、これに限られない。例えば、ECU20が、運転者のアクセル操作量ACや車速MVに基づいて、バッテリ温度TMを推定することでバッテリ温度TMを取得してもよい。
・上記実施形態では、入出力電流IB及びバッテリ温度TMに応じてSOCの誤差量GSを算出する例を示したが、これに限られない。例えば、誤差量GSは、入出力電流IB及びバッテリ温度TMによらず一定値であってもよい。この場合であっても、ΔSOCは、経過時間TPとともに増加するようにΔSOCを算出できる。
・入出力電流IBは、例えば車速MVなど、車両の走行状態によって決定される。そのため、入出力電流IBに応じてSOCの誤差量GSが算出される場合、車両の走行状態に応じてSOCの誤差量GSを算出することができる。
・経過時間TPとともに増加するようにΔSOCを算出する場合、初期からの経過時間TPが短ければ、ΔSOCが小さくなる。その一方、初期からの経過時間TPが長ければ、ΔSOCが大きくなる。例えばΔSOCが誤差閾値ΔSTまで増加した場合には、ΔSOCを一定値に維持してもよい。これにより、ΔSOCが過度に大きくなるのを抑制することができる。
・本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
11…高電圧バッテリ、20…ECU、IB…入出力電流、TP…経過時間。
Claims (5)
- 蓄電装置(11)の充放電を制御する制御装置(20)であって、
前記蓄電装置の蓄電状態を示すSOCを算出する状態算出部(S20)と、
前記蓄電装置の充放電中における経過時間(TP)とともに増加するように、前記SOCの蓄積誤差(ΔSOC)を算出する誤差算出部(S22)と、
前記SOC及び前記蓄積誤差に基づいて、前記蓄電装置からの電力の入出力が可能な最大電力を設定する電力設定部(S32)と、を備える制御装置。 - 所定のリセット条件が成立した場合に、前記蓄積誤差をリセットする誤差リセット部(S24)を備え、
前記経過時間は、直前に前記蓄積誤差がリセットされたリセットタイミングからの経過時間である請求項1に記載の制御装置。 - 前記蓄電装置の充放電中の電流(IB)を所定周期で取得する電流取得部(S18)を備え、
前記誤差算出部は、前記蓄積誤差がリセットされたリセットタイミングにおける初期SOC誤差(ΔSOC(ini))と、前記電流取得部により取得された電流に応じて前記SOCの誤差量を算出し、その誤差量の時間積分値と前記初期SOC誤差とを加算して前記蓄積誤差を算出しており、前記電流取得部により取得された電流が小さいほど、前記誤差量が大きくなるように算出する請求項1または請求項2に記載の制御装置。 - 前記蓄電装置の温度を取得する温度取得部(S18)を備え、
前記誤差算出部は、前記蓄電装置の温度に応じて前記SOCの誤差量を算出する請求項3に記載の制御装置。 - 前記電力設定部は、前記蓄電装置の充電中において、前記SOCと前記蓄積誤差との加算値に基づいて前記最大電力を設定し、前記蓄電装置の放電中において、前記SOCから前記蓄積誤差を減算した減算値に基づいて前記最大電力を設定する請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の制御装置。
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