JP2021192561A - 電動車両の駆動用電池の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の性能を十分に発揮させることができる電動車両の駆動用電池の制御方法を提供する。【解決手段】電動車両の駆動用電池の制御方法は、電動車両の駆動用電池の定格出力Ｗｒを超えて出力する実出力Ｗｍ４の上限値を、実出力Ｗｍ４を出力する前の駆動用電池の入出力履歴に基づいて設定する。一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の負荷考慮時間Ｔｂ内に駆動用電池に電力の入力Ｗｉが有った場合、その直後における駆動用電池の実出力Ｗｍ４による駆動用電池への負担が減少することから、実出力Ｗｍ４の上限値として、第１の実出力Ｗｍａｘを超える第２の実出力Ｗｍａｘ＋の出力を設定する。【選択図】図８Ｂ

Description

本発明は、電動車両の駆動用電池の制御方法に関する。

従来から、電動車両の駆動用電池の制御方法が知られている。例えば、特許文献１には、電池の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及び温度に基づいて、電池の上限閾値を決定する技術が開示されている。又、特許文献２には、サプライヤーが規定する閾値と他に規定した閾値との差分に基づいて、電池の上限閾値を決定する技術が開示されている。

特開２００２−５８１１３号公報 特開２００５−３９９８９号公報

上記の構成では、閾値を決定するときの誤差を十分に小さくしたり、簡便に構成したりすることが難しく、電池の性能を十分に発揮させることが難しい虞がある。

本発明の目的は、電池の性能を十分に発揮させることができる電動車両の駆動用電池の制御方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明の電動車両の駆動用電池の制御方法は、電動車両の駆動用電池の定格出力を超えて出力する実出力の上限値を、実出力によって出力する前の駆動用電池の入出力履歴に基づいて設定する。

本発明によれば、電池の性能を十分に発揮させることができる電動車両の駆動用電池の制御方法を実現することができる。

実施形態の電池を設けた車両の構成を示す模式図。 様々な走行モードにおける車両の出力と速度との関係を示すグラフ。 エンジンの始動を考慮した車両の出力とエンジンの始動からの経過時間との関係を示すグラフ。 電池の定格出力と、電池の定格出力を超えない実出力とを示すグラフ。 図４Ａの状態における各々の電池の電圧の変動を示すグラフ。 電池の定格出力と、電池の定格出力を一時的に超える実出力とを示すグラフ。 図５Ａの状態における各々の電池の電圧の変動を示すグラフ。 電池に電力をパルス状で１回入力した後、連続して又は間隔を空けて、電池に電力をパルス状で１回入力する状態を示す模式図。 図６Ａの状態における各々の電池の電圧を示すグラフ。 電池から電力をパルス状で１回出力した後、連続して又は間隔を空けて、電池に電力をパルス状で１回入力する状態を示す模式図。 図７Ａの状態における各々の電池の電圧を示すグラフ。 一定の定格出力継続時間内における、電池の定格出力の出力パターンと、電池の実出力の出力パターンとを示すグラフ。 図８Ａの状態を前提として、一定の定格出力継続時間の直前の定格出力継続時間内に、電池に電力の入力が有った場合における、各々の電池の出力パターンを示すグラフ。 図８Ａの状態を前提として、一定の定格出力継続時間の直前の定格出力継続時間内に、電池から電力の出力が有った場合における、各々の電池の出力パターンを示すグラフ。 電池１０の制御の一例を示すフローチャート。

［実施形態の電池１０の使用形態］
図１から図３を順に参照して、実施形態の電池１０の使用形態を説明する。

図１に、電池１０を設けた車両１の構成を示している。

車両１は、例えば、モータ２０及びエンジン３０を駆動源とするハイブリットタイプを想定している。モータ２０によってタイヤが駆動される場合、電池１０から出力された電力がインバータによって交流に変換されてモータ２０に供給される。エンジン３０によってタイヤが駆動される場合、燃料タンクから燃料がエンジン３０に供給される。発電機４０が併用される場合、車両１の減速に伴う回生エネルギーによって発電された電力や、エンジン３０の回転エネルギーによって発電された電力が、インバータによって直流に変換されてから、電池１０に入力される。電池１０は、モータ２０等に電力を出力し、かつ、発電機４０等から電力が入力される。電池１０には、例えば、充放電可能なリチウムイオン二次電池を用いることができる。

電池１０に対する電力の入出力は、制御部５０によって制御される。制御部５０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を有している。

制御部５０において、ＲＯＭは、制御プログラムを格納している。制御プログラムは、電池１０からモータ２０等に出力される電力やタイミング、及び発電機４０等から電池１０に入力される電力やタイミングの制御に関するプログラムである。ここで、ＲＯＭは、電力マップを格納している。電力マップは、電池１０の定格出力Ｗｒを、電池１０の定格出力継続時間Ｔｒ、ＳＯＣ及び温度等の条件に基づいて、詳細に定めたものである。又、電力マップは、定格出力Ｗｒを超えて出力できる第１の実出力Ｗｍａｘ等を定めたものである。

制御部５０において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラム及び電力マップに基づいて、電池１０、モータ２０、エンジン３０、発電機４０等などを制御して作動させる。制御の詳細については、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図９を参照して説明する。

制御部５０において、ＲＡＭは、ＣＰＵが制御プログラムを実行している間、電池１０、モータ２０、エンジン３０、発電機４０等に係る様々なデータを一時的に記憶する。データは、例えば、電池１０に対する電力の入出力に関するものである。

図２に、様々な走行モードにおける車両１の出力と速度との関係を示している。

ＥＶ走行モードは、例えば、一般道を相対的に短い距離で走行することを想定している。ＥＶ走行モードでは、エンジン３０を用いることなく、モータ２０のみを用いて車両１を走行させる。

シリーズ走行モードは、例えば、一般道を充電の頻度を下げて走行したり、相対的に長い距離を走行したり、相対的に負荷が掛かる条件で走行したりすることを想定している。シリーズ走行モードでは、例えば、モータ２０を用いて車両１を走行させつつ、電池１０の容量が低下した場合や、負荷が増加して高電力を必要とする場合等にエンジン３０を併用する。シリーズ走行モードは、ＥＶ走行モードと比較して、車両１の出力を高めることができる。

パラレル走行モードは、例えば、高速道路や渋滞していない道路を比較的長い距離で走行することを想定している。パラレル走行モードでは、例えば、エンジン３０を用いて車両１を走行させ、必要に応じてモータ２０を併用する。パラレル走行モードは、ＥＶ走行モードやシリーズ走行モードと比較して、車両１の出力及び速度を高めることができる。

図３に、エンジン３０の始動を考慮した車両１の出力とエンジン３０の始動からの経過時間との関係を示している。

エンジン３０を用いた走行モードは、図２を参照して説明した通り、シリーズ走行モードとパラレル走行モードである。ＥＶ走行モードでは、エンジン３０を用いることなく、モータ２０のみを用いて車両１を走行させる。しかしながら、車両１の走行中に、ＥＶ走行モードから、シリーズ走行モードやパラレル走行モードに切り替える場合がある。このため、ＥＶ走行モードであっても、エンジン３０の始動に必要な電力を確保した上で、電池１０からモータ２０等に対して電力を供給する必要がある。換言すると、仮に実施形態の構成を採用しなければ、ＥＶ走行モードの場合であっても、エンジン３０の始動を考慮して、電池１０の性能を十分に使うことができない。

［実施形態の電池１０の入出力の特性］
図４Ａから図７Ｂを順に参照して、実施形態の電池１０の入出力の特性を説明する。

図４Ａに、電池１０の定格出力Ｗｒと、電池１０の定格出力Ｗｒを超えない実出力Ｗｍ１とを示している。

定格出力Ｗｒは、電池１０から出力可能な仕様上の電力である。定格出力Ｗｒは、電池１０の定格出力継続時間Ｔｒ、ＳＯＣ及び温度等に基づいて定められる。定格出力Ｗｒは、定格出力継続時間Ｔｒにおいて、一定出力値Ｗａに設定されている。定格出力継続時間Ｔｒとは、電池１０から一定出力値Ｗａの電力を継続して出力できる時間である。電池１０は、一例として、時刻ｔａから時刻Ｔｂまでの定格出力継続時間Ｔｒと、時刻Ｔｂから時刻ｔｃまでの休止時間Ｔｓとの和を一周期Ｔｈとして、電力を出力する。休止時間Ｔｓとは、電池１０からの電力の出力が継続して停止される時間である。休止時間Ｔｓの上限は、一例として、定格出力継続時間Ｔｒとする。

実出力Ｗｍ１は、電池１０からモータ２０等に出力される実際の電力である。換言すると、実出力Ｗｍ１は、刻一刻と変化する車両１からの要求出力である。実出力Ｗｍ１は、実測値である。定格出力継続時間Ｔｒにおいて、実出力Ｗｍ１は、定格出力Ｗｒと比較して小さい。換言すると、実出力Ｗｍ１は、矩形状の波形からなる定格出力Ｗｒの領域内に、三角形状等を組み合わせた波形で収まっていることから、定格出力Ｗｒよりも必ず小さくなる。実出力Ｗｍ１は、運転状況が変化する車両１からの電力の要求に応じて、変動する。車両１が例えば加減速を繰り返すことによって、電池１０に要求される実出力Ｗｍ１は一定にならない。

実出力Ｗｍ１は、一定出力値Ｗａを越えないように設定されている。実出力Ｗｍ１で電力が出力される場合と、定格出力Ｗｒで電力が出力される場合とにおいて、電池１０のＳＯＣ及び温度等の条件は、時刻ｔａの時点で同一である。実出力Ｗｍ１は、図４Ａに示すように、定格出力継続時間Ｔｒにおいて、一定出力値Ｗａを超えない範囲で、大きく変動している。実出力Ｗｍ１は、定格出力継続時間Ｔｒ内の時刻ｔｘにおいて、一定出力値Ｗａと同一の出力値になっている。

図４Ｂに、図４Ａの状態における各々の電池１０の電圧の変動を示している。

定格出力Ｗｒで電池１０から電力が出力される場合、電池１０の電圧は、一定の定格出力継続時間Ｔｒの間に第１電圧Ｖａから第２電圧Ｖｂまで降下した後、休止時間Ｔｓの間に第２電圧Ｖｂから第３電圧Ｖｃまで上昇する。ここで、電池１０は、劣化を抑制し安全性を確保するために、電圧の下限値と上限値が設定されている。又、電池１０は、下限電圧値に近づく程、電力の入出力を行うときの負荷が大きくなる。このため、制御部５０は、電池１０の電圧が下限値に到達すると、電池１０からの出力を停止する。

電池１０は、一定の定格出力継続時間Ｔｒの第１電圧Ｖａと比較して、次の定格出力継続時間Ｔｒの第１電圧が、僅かに小さくなる。図４Ｂでは、縦軸の電圧値を誇張して示している。電池１０は、図４Ａを参照しながら説明した通り、定格出力継続時間Ｔｒと休止時間Ｔｓとの和を一周期Ｔｈとして、繰り返し電力を出力する。電池１０は、電力の出力を継続すると、終止電圧である下限電圧に到達する。このため、電池１０は、実出力Ｗｍ１が定格出力Ｗｒよりも小さいほど、継続して電力を出力できる時間を延ばすことができる。

実出力Ｗｍ１における電圧の変動は、実測値である。実出力Ｗｍ１で電池１０から電力が出力される場合、電池１０の電圧は、モータ２０等への電力の出力の状態に応じて、大きく変動している。実出力Ｗｍ１に基づく電池１０の電圧は、定格出力継続時間Ｔｒ内の時刻ｔｘにおいて、最も低い第４電圧Ｖｄまで降下する。第４電圧Ｖｄは、電池１０の下限電圧よりも高い。図４Ａを参照して説明した通り、実出力Ｗｍ１は、時刻ｔｘにおいて、定格出力Ｗｒと同等の最大出力となっている。

ここで、実出力Ｗｍ１が定格出力Ｗｒを超えていない場合、図４Ｂに示すように、実出力Ｗｍ１に基づいて最も電圧降下した第４電圧Ｖｄは、定格出力Ｗｒに基づいて最も電圧降下した第２電圧Ｖｂと比べて、十分に高い。換言すると、実出力Ｗｍ１が定格出力Ｗｒを超えていないことから、実出力Ｗｍ１によって電池１０から電力が出力される場合は、定格出力Ｗｒによって電池１０から電力が出力される場合と比べて、電池１０の電圧降下が十分に抑制されることを実証できた。

図５Ａに、電池１０の定格出力Ｗｒと、電池１０の定格出力Ｗｒを一時的に超える実出力Ｗｍ２とを示している。

実出力Ｗｍ２は、電池１０からモータ２０等に出力される実際の電力である。実出力Ｗｍ２は、実測値である。定格出力継続時間Ｔｒにおいて、実出力Ｗｍ２は、定格出力Ｗｒと比較して小さい。実出力Ｗｍ２は、運転状況が変化する車両１からの電力の要求に応じて、変動する。

実出力Ｗｍ２は、定格出力Ｗｒを一時的に越えることが可能なように設定されている。換言すると、実出力Ｗｍ２は、定格出力継続時間Ｔｒ内において間欠的であれば、定格出力Ｗｒを超えることができる。実出力Ｗｍ２で電力が出力される場合と、定格出力Ｗｒで電力が出力される場合とにおいて、電池１０のＳＯＣ及び温度等の条件は、時刻ｔａの時点で同一である。実出力Ｗｍ２は、図５Ａに示すように、定格出力継続時間Ｔｒにおいて、一定出力値Ｗａを一時的に超えつつ、大きく変動している。実出力Ｗｍ２は、定格出力継続時間Ｔｒ内の時刻ｔｙの近傍の前後において、一定出力値Ｗａを越える出力値になっている。実出力Ｗｍ２は、時刻ｔｙにおいて、一定出力値Ｗａを最も超える最大出力値Ｗｂになっている。

図５Ｂに、図５Ａの状態における各々の電池１０の電圧の変動を示している。

実出力Ｗｍ２で電池１０から電力が出力される場合、電池１０の電圧は、モータ２０等への電力の出力の状態に応じて、大きく変動している。実出力Ｗｍ２における電圧の変動は、実測値である。実出力Ｗｍ２に基づく電池１０の電圧は、定格出力継続時間Ｔｒ内の時刻ｔｙにおいて、第２電圧Ｖｂに相当する最も低い最低電圧まで降下する。図５Ａを参照して説明した通り、実出力Ｗｍ２は、時刻ｔｙにおいて、定格出力Ｗｒの一定出力値Ｗａを超える最大出力値Ｗｂとなっている。

ここで、実出力Ｗｍ２が定格出力Ｗｒを一時的に超えている場合であっても、図５Ｂに示すように、実出力Ｗｍ２に基づいて最も電圧降下した最低電圧は、定格出力Ｗｒに基づいて最も電圧降下した第２電圧Ｖｂと、同等である。換言すると、実出力Ｗｍ２が定格出力Ｗｒを一時的に超えていたとしても、実出力Ｗｍ２によって電池１０から電力が出力される場合は、定格出力Ｗｒによって電池１０から電力が出力される場合と同等に、電池１０の電圧降下が十分に抑制されることを実証できた。

図６Ａに、電池１０に電力をパルス状で１回入力した後、連続して又は間隔を空けて、電池１０に電力をパルス状で１回入力する状態を示している。

第１の実験Ｇ１として、電池１０に第１入力電力Ａを入力した後、所定の間隔を空けることなく連続して、電池１０に第２入力電力Ｂを入力する実験を行った。所定の間隔は、電池１０にとって、電力の入出力の休止時間に相当する。第１入力電力Ａ及び第２入力電力Ｂは、電池１０に対して三角のパルス状の波形で入力される電力であって、電池１０に入力されるタイミングだけが異なる。なお、第１の実験Ｇ１と、以下の第２の実験Ｇ２及び第３の実験Ｇ３において、実験開始直前の各々の電池１０のＳＯＣ及び温度等の条件は、同一である。

第２の実験Ｇ２として、電池１０に第１入力電力Ａを入力した後、時間ｔｐを空けて、電池１０に第２入力電力Ｂを入力する実験を行った。時間ｔｐは、第１入力電力Ａのパルス幅の１／３である。

第３の実験Ｇ３として、電池１０に第１入力電力Ａを入力した後、時間ｔｑを空けて、電池１０に第２入力電力Ｂを入力する実験を行った。時間ｔｑは、時間ｔｐの３倍の長さであって、第１入力電力Ａのパルス幅と同一である。

図６Ｂに、図６Ａの状態における各々の電池１０の電圧を示している。

第１の実験Ｇ１、第２の実験Ｇ２、及び第３の実験Ｇ３の後、各々の電池１０の電圧を測定した結果、第１電圧Ｖｅ、第２電圧Ｖｆ、及び第３電圧Ｖｇが得られた。電圧値の大小は、第１電圧Ｖｅ＞第２電圧Ｖｆ＞第３電圧Ｖｇとなった。第１電圧Ｖｅ、第２電圧Ｖｆ及び第３電圧Ｖｇが得られたときの電池１０の休止時間は、図６Ａを参照して説明した通り、０、時間ｔｐ及び時間ｔｑである。この実験結果から、電池１０は、第１入力電力Ａと第２入力電力Ｂとの間の休止時間が長い程、第２入力電力Ｂを入力し易いことを実証できた。換言すると、電池１０に第２入力電力Ｂを入力する場合、電池１０に第１入力電力Ａが入力された後の休止時間が短い程、入力し難くなることを実証できた。このように、電池１０によって、休止時間が短いほど、必要な到達電圧値が上昇して入力条件が厳しくなり、上限入力値が小さくなる。

図７Ａに、電池１０から電力をパルス状で１回出力した後、連続して又は間隔を空けて、電池１０に電力をパルス状で１回入力する状態を示している。

第１の実験Ｇ４として、電池１０から第１出力電力Ｃを出力した後、所定の間隔を空けることなく連続して、電池１０に第１入力電力Ｄを入力する実験を行った。第１出力電力Ｃ及び第１入力電力Ｄは、三角のパルス状の波形で出力及び入力される電力であって、電力の正負と電池１０に入力されるタイミングだけが異なる。なお、第１の実験Ｇ４と、以下の第２の実験Ｇ５及び第３の実験Ｇ６において、実験開始直前の各々の電池１０のＳＯＣ及び温度等の条件は、同一である。

第２の実験Ｇ５として、電池１０から第１出力電力Ｃを出力した後、時間ｔｐを空けて、電池１０に第１入力電力Ｄを入力する実験を行った。時間ｔｐは、第１出力電力Ｃのパルス幅の１／３である。

第３の実験Ｇ６として、電池１０から第１出力電力Ｃを出力した後、時間ｔｑを空けて、電池１０に第１入力電力Ｄを入力する実験を行った。時間ｔｑは、時間ｔｐの３倍の長さであって、第１出力電力Ｃのパルス幅と同一である。

図７Ｂに、図７Ａの状態における各々の電池１０の電圧を示している。

第１の実験Ｇ４、第２の実験Ｇ５、及び第３の実験Ｇ６の後、各々の電池１０の電圧を測定した結果、第１電圧Ｖｈ、第２電圧Ｖｉ、及び第３電圧Ｖｊが得られた。電圧値の大小は、第１電圧Ｖｈ＜第２電圧Ｖｉ＜第３電圧Ｖｊとなった。第１電圧Ｖｈ、第２電圧Ｖｉ及び第３電圧Ｖｊが得られたときの電池１０の休止時間は、図７Ａを参照して説明した通り、０、時間ｔｐ及び時間ｔｑである。この実験結果から、電池１０は、第１出力電力Ｃと第１入力電力Ｄとの間の休止時間が短い程、第１入力電力Ｄを入力し易いことを実証できた。換言すると、電池１０に第１入力電力Ｄを入力する場合、電池１０から第１出力電力Ｃが出力された後の休止時間が長い程、入力し難くなることを実証できた。このように、電池１０によって、休止時間が短いほど、必要な到達電圧値が降下して入力条件が緩和され、上限入力値が大きくなる。

［実施形態の電池１０の制御方法］
図８Ａから図９を順に参照して、実施形態の電池１０の制御方法を説明する。

図８Ａに、一定の定格出力継続時間Ｔｒ内における、電池１０の定格出力Ｗｒの出力パターンＥと、電池１０の実出力Ｗｍ３の出力パターンＦとを示している。

定格出力Ｗｒの出力パターンＥに示すように、電池１０は、仕様上、定格出力継続時間Ｔｒの範囲内において、定格出力Ｗｒで電力を出力することができる。定格出力Ｗｒは、電池１０の定格出力継続時間Ｔｒ、ＳＯＣ及び温度等に基づいて定められる。

実出力Ｗｍ３の出力パターンＦに示すように、電池１０は、仕様上、定格出力継続時間Ｔｒの実出力時間Ｔｋ内において、定格出力Ｗｒを超える第１の実出力Ｗｍａｘの電力を出力することができる。実出力Ｗｍ３は、定格出力継続時間Ｔｒよりも短時間であれば、定格出力Ｗｒを超えることができる。実出力Ｗｍ３は、電池１０の性能に影響を与えることなく、定格出力Ｗｒを超えて出力可能な瞬時出力に相当する。

図８Ｂに、図８Ａの状態を前提として、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内に、電池１０に電力の入力Ｗｉが有った場合における、電池１０の定格出力Ｗｒの出力パターンＥと、電池１０の実出力Ｗｍ４の出力パターンＧとを示している。

実出力Ｗｍ４の出力パターンＧに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内に電池１０に電力の入力Ｗｉが有った場合、電池１０は、第１の実出力Ｗｍａｘを超える第２の実出力Ｗｍａｘ＋の電力を出力することができる。一定の定格出力継続時間Ｔｒは、図８Ｂに示すように、０［ｓｅｃ］からＴｒ［ｓｅｃ］までの時間に相当する。一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂは、図８Ｂに示すように、−Ｔｂ［ｓｅｃ］から０［ｓｅｃ］までの時間に相当する。

ここで、矩形状からなる定格出力Ｗｒによる電池１０への負担と、三角形状等を組み合わせた形状からなる実出力Ｗｍ４による電池１０への負担とを比較するために、影響度を定義する。影響度は、定格出力Ｗｒによる電池１０への負担を基準とした場合における、実出力Ｗｍ４による電池１０への負担の度合である。図８Ｂに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内において電池１０に電力の入力Ｗｉが有った場合、一定の定格出力継続時間Ｔｒ内において影響度が相対的に小さくなる。

換言すると、電池１０に電力の入力Ｗｉが有ると、その直後における電池１０の実出力Ｗｍ４による負担が減少する。このようなことから、電池１０は、第１の実出力Ｗｍａｘを超える第２の実出力Ｗｍａｘ＋の電力を出力することができる。影響度は、電池の種類、ＳＯＣ、劣化度及び温度等によって異なる。このように、影響度は、電力の入力Ｗｉに相当する前負荷の有無を考慮して、電池１０の下限電圧等に基づいて決定する。電池１０に対する電力の入力Ｗｉは、電池１０の実出力Ｗｍ４の直前に行われることから、前負荷と称する。ここで、実出力Ｗｍ４における影響度は、定格出力Ｗｒにおける影響度と同等である。

図８Ｃに、図８Ａの状態を前提として、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内に電池１０から電力の出力Ｗｏが有った場合における、電池１０の定格出力Ｗｒの出力パターンＥと、電池１０の実出力Ｗｍ５の出力パターンＨとを示している。

実出力Ｗｍ５の出力パターンＨに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内に電池１０から電力の出力Ｗｏが有った場合、電池１０は、第１の実出力Ｗｍａｘに満たない第３の実出力Ｗｍａｘ−の電力を出力する。

ここで、図８Ｃに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂ内において電池１０から電力の出力Ｗｏが有った場合、一定の定格出力継続時間Ｔｒ内において影響度が相対的に大きくなる。

換言すると、電池１０から電力の出力Ｗｏが有ると、その直後における電池１０の実出力Ｗｍ５による負担が増加する。このようなことから、電池１０は、第１の実出力Ｗｍａｘに満たない第３の実出力Ｗｍａｘ−の電力を出力する。このように、影響度は、電力の出力Ｗｏに相当する前負荷の有無も考慮して、電池１０の下限電圧等に基づいて決定する。電池１０からの電力の出力Ｗｏは、電池１０の実出力Ｗｍ５の直前に行われることから、入力Ｗｉと同様に、前負荷と称する。ここで、実出力Ｗｍ５における影響度は、定格出力Ｗｒにおける影響度と同等である。

図９に、電池１０の制御の一例を示すフローチャートを示している。

先ず、ステップ１に示すように、制御部５０によって、第１の実出力Ｗｍａｘを取得する。ここで、第１の実出力Ｗｍａｘは、車両１に設けた制御部５０のＲＯＭに格納されている。

次に、ステップ２に示すように、制御部５０によって、前負荷を検出する。具体的には、制御部５０は、例えば図８Ａに示す一定の定格出力継続時間Ｔｒの直前の前負荷考慮時間Ｔｂである−Ｔｂ［ｓｅｃ］から０［ｓｅｃ］までの時間に、電池１０に対する電力の入出力に相当する前負荷が有ったかを検出する。

次に、ステップ３に示すように、制御部５０によって、前負荷が有るかを判断し、図８Ｂや図８Ｃに示すように前負荷が有る場合にはステップ４に進み（Ｙｅｓ）、図８Ａに示すように前負荷が無い場合には終了する（Ｎｏ）。

次に、ステップ４に示すように、制御部５０によって、前負荷が入力かを判断し、図８Ｂに示すように前負荷が入力Ｗｉの場合にはステップ５に進み（Ｙｅｓ）、図８Ｃに示すように前負荷が出力Ｗｏの場合にはステップ６に進む（Ｎｏ）。

ここで、ステップ５に進んだ場合、制御部５０は、図８Ｂに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの実出力時間Ｔｋ内において、電池１０の出力を、第１の実出力Ｗｍａｘから第２の実出力Ｗｍａｘ＋に増加させる。

一方、ステップ６に進んだ場合、制御部５０は、図８Ｃに示すように、一定の定格出力継続時間Ｔｒの実出力時間Ｔｋ内において、電池１０の出力を、第１の実出力Ｗｍａｘから第３の実出力Ｗｍａｘ−に減少させる。

制御部５０は、車両１が駆動されている間、ステップ１からステップ９に示す制御を、定格出力継続時間Ｔｒ毎に連続して行う。

［実施形態の電池１０の制御方法の効果］
実施形態の電池１０の制御方法によれば、電動車両の駆動用の電池１０の定格出力Ｗｒを超えて出力する実出力Ｗｍの上限値を、実出力Ｗｍによって出力する前の電池１０の入出力履歴に基づいて設定する。このような制御によれば、精度良く計測することが可能な電池１０の入出力履歴に基づいて、電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。この結果、電池１０の性能を十分に発揮させることができる。

ここで、実施形態の電池１０の制御方法によれば、運転状況が刻一刻と変化することよって要求出力が大きく変動するような車両１に十分に対応して、電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。

なお、仮に、電池のＳＯＣ、温度及び内部抵抗等を実測して、それらの実測値に基づいて電池の実出力の上限値を推定しようとした場合、実測するときの誤差に起因して精度良く推定することが難しい。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、上限値を出力可能な時間の長さを、入出力履歴に基づいて設定する。このような制御によれば、精度良く計測することが可能な電池１０の上限値を出力可能な時間の長さに基づいて、電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。上限値を出力可能な時間は、例えば、実出力時間Ｔｋである。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、入出力履歴が入力の場合、実出力Ｗｍの上限値を相対的に高く設定する。このような制御によれば、精度良く計測することが可能な電池１０の入力履歴に基づいて、相対的に高くする電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。換言すると、電池１０の実出力Ｗｍを可能な限り高めることができる。具体的には、図８Ｂを参照して説明した通り、電池１０に電力の入力Ｗｉが有ると、その入力Ｗｉに基づいて、その後の電池１０の負担を可能な限り減少させることができる。このため、電池１０は、図８Ｂに示す第１の実出力Ｗｍａｘを超える第２の実出力Ｗｍａｘ＋の電力を、可能な限り高めることができる。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、入出力履歴が出力の場合、実出力Ｗｍの上限値を相対的に低く設定する。このような制御によれば、精度良く計測することが可能な電池１０の入力履歴に基づいて、相対的に低くする電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。換言すると、電池１０の実出力Ｗｍの低下を可能な限り抑制することができる。具体的には、図８Ｃを参照して説明した通り、電池１０から電力の出力Ｗｏが有ると、その出力Ｗｏに基づいて、その後の電池１０の負担が増加する。しかしながら、電池１０は、図８Ｃに示す第１の実出力Ｗｍａｘに満たない第３の実出力Ｗｍａｘ−の電力の低下を、可能な限り抑制することができる。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、定格出力で出力可能な第１の時間（定格出力継続時間Ｔｒ）があり、上限値を出力可能な時間を第２の時間（実出力時間Ｔｋ）とすると、第２の時間は第１の時間よりも短い。このような制御によれば、第１の時間と第２の時間に基づいて、電池１０の性能を十分に発揮させることができる。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、入出力履歴は、第２の時間（実出力時間Ｔｋ）を含む一定の第１の時間（定格出力継続時間Ｔｒ）の直前の他の第３の時間（前負荷考慮時間Ｔｂ）に基づく。このような制御によれば、直前の電池１０の入出力履歴に基づいて、電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、定格出力Ｗｒと実出力Ｗｍとは、電力である。入出力履歴は、電力の入出力の履歴である。このような制御によれば、非常に精度良く計測することが可能であり、かつ、測定が容易な電池１０の電力の入出力履歴に基づいて、電池１０の実出力Ｗｍの上限値を正しく設定することができる。

実施形態の電池１０の制御方法によれば、電池の最大出力からエンジンの始動に必要な最小出力を引いた実出力を、エンジンを停止し、モータ起動によって走行する場合にモータに対する出力の上限値に設定する。このような構成によれば、車両１の走行中に、例えば、ＥＶ走行モードから、シリーズ走行モードやパラレル走行モードに切り替える場合に、エンジン３０の始動に必要な電力を確保した上で、電池１０からモータ２０等に対して最大限の電力を供給することができる。この結果、エンジン３０の始動を考慮した上で、電池１０の性能を十分に使うことができる。

「実施形態の電池１０の制御方法の態様」
本発明を実施するに当たり、上記の実施形態は一例であり、具体的な態様を種々に変更して実施できる。

電池１０は、リチウムイオン二次電池を想定している。これに代えて、例えば、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池としてもよい。

電池１０は、車両１に設けることを想定している。

１…車両、１０…電池、２０…モータ、３０…エンジン、４０…発電機、５０…制御部、Ｗｒ…定格出力、Ｗｍ，Ｗｍ１，Ｗｍ２，Ｗｍ３，Ｗｍ４，Ｗｍ５…実出力、Ｗｍａｘ…第１の実出力、Ｗｍａｘ＋…第２の実出力、Ｗｍａｘ−…第３の実出力、Ｗｉ…入力、Ｗｏ…出力、Ｔｒ…定格出力継続時間（第１の時間）、Ｔｓ…休止時間、Ｔｋ…実出力時間（第２の時間）、Ｔｂ…前負荷考慮時間（第３の時間）、Ｔｈ…一周期。

Claims (8)

1. 電動車両の駆動用電池の定格出力を超えて出力する実出力の上限値を、前記実出力によって出力する前の前記駆動用電池の入出力履歴に基づいて設定する電動車両の駆動用電池の制御方法。
2. 前記上限値を出力可能な時間の長さを、前記入出力履歴に基づいて設定する請求項１に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
3. 前記入出力履歴が入力の場合、前記実出力の前記上限値を相対的に高く設定する、請求項１または２に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
4. 前記入出力履歴が出力の場合、前記実出力の前記上限値を相対的に低く設定する、請求項１または２に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
5. 前記駆動用電池は、定格出力で出力可能な第１の時間があり、前記上限値を出力可能な時間を第２の時間とすると、前記第２の時間は前記第１の時間よりも短い、請求項２から４のいずれか１項に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
6. 前記入出力履歴は、前記第２の時間を含む一の前記第１の時間の直前の他の前記第１の時間の時間内に基づく、請求項５に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
7. 前記定格出力と前記実出力とは、電力であり、
   前記入出力履歴は、前記電力の入出力の履歴である、請求項１から６のいずれか１項に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。
8. 前記駆動用電池の最大出力からエンジンの始動に必要な最小出力を引いた前記実出力を、エンジンを停止し、モータの起動によって走行する場合に前記モータに対する出力の上限値に設定する、請求項６に記載の電動車両の駆動用電池の制御方法。

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