JP2022147323A - charging controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充電制御装置に関する。 The present invention relates to a charging control device.
バッテリの性能の低下を抑制するために、バッテリへの急速充電の回数が所定回数以上になった場合に急速充電を禁止する技術が知られている(特許文献1参照)。 In order to suppress the deterioration of battery performance, there is known a technique of prohibiting rapid charging when the number of times of rapid charging of the battery exceeds a predetermined number (see Patent Document 1).
上述のように急速充電の回数のみに基づいて急速充電を禁止すると、必要以上に急速充電の機会を制限するおそれがある。 If rapid charging is prohibited based only on the number of times of rapid charging as described above, opportunities for rapid charging may be restricted more than necessary.
そこで本発明は、急速充電によるバッテリの性能の低下を抑制しつつ、急速充電の機会が過度に制限されることを回避した充電制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a charging control device that prevents the chances of rapid charging from being excessively restricted while suppressing deterioration in battery performance due to rapid charging.
上記目的は、バッテリを急速充電することによる前記バッテリへのダメージの蓄積量を示すダメージ蓄積量を算出する算出部と、前記ダメージ蓄積量が閾値未満の場合には前記バッテリへの急速充電を許可し、前記ダメージ蓄積量が前記閾値以上の場合には、前記ダメージ蓄積量が前記閾値未満の場合よりも前記バッテリへの急速充電を制限する充電制御部と、を備え、前記算出部は、急速充電時での前記バッテリの電流値である充電電流値が所定値より大きい期間が長くなるほど前記ダメージ蓄積量が増大し、前記充電電流値が前記所定値以下である期間が長くなるほど、及び前記バッテリの非充電の期間が長くなるほど前記ダメージ蓄積量が低下するように、前記ダメージ蓄積量を算出する、充電制御装置によって達成できる。 The above object is provided by a calculating unit for calculating a damage accumulated amount indicating an accumulated amount of damage to the battery due to rapid charging of the battery, and permitting rapid charging of the battery when the damage accumulated amount is less than a threshold. and a charging control unit that restricts rapid charging of the battery when the accumulated damage amount is equal to or greater than the threshold than when the accumulated damage amount is less than the threshold; The longer the period during which the charging current value, which is the current value of the battery during charging, is greater than a predetermined value, the greater the accumulated amount of damage. This can be achieved by a charging control device that calculates the amount of accumulated damage so that the amount of accumulated damage decreases as the non-charging period of the battery increases.
本発明によれば、急速充電によるバッテリの性能の低下を抑制しつつ、急速充電の機会が過度に制限されることを回避した充電制御装置を提供できる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a charging control device that avoids excessive limitation of opportunities for quick charging while suppressing degradation of battery performance due to quick charging.
[車両100の概略構成]
図1は、車両100の概略構成図である。車両100は、バッテリ110を搭載しており、バッテリ110に蓄えられた電力を用いてモータジェネレータ(以下「MG(Motor Generator)」と称する。)130により走行可能な電気自動車である。なお、車両100は、MG130に加えてエンジンをさらに搭載したハイブリッド車両であってもよいし、バッテリ110に加えて燃料電池をさらに搭載した燃料電池車等であってもよい。
[Schematic configuration of vehicle 100]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
バッテリ110は、車両100の外部に設けられた充電器から供給される電力により充電する外部充電が可能なバッテリである。本実施例では、充電スタンド200から供給される電力を用いてバッテリ110を急速充電する場合を示している。急速充電とは、普通充電(たとえば数十kW)よりも大電力(たとえば数百kW)の直流電力をバッテリ110に供給することにより短時間で充電を完了する充電方式である。充電スタンド200のコネクタ280が車両100のインレット150に接続された状態で、車両100及び充電スタンド200において、外部充電の実行が指示されると、充電スタンド200から車両100のバッテリ110が充電される。尚、バッテリ110への充電は充電スタンド200に限定されず、家庭用の商用電源を利用してもよい。
詳細には、車両100は、バッテリ110と、システムメインリレーSMRと、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」と称する。)120と、MG130と、動力伝達ギヤ135と、駆動輪140と、インレット150と、充電リレーRYと、ECU160と、HMI(Human Machine Interface)装置170と、充電装置180とを備えている。
Specifically,
バッテリ110は、充放電可能に構成され、たとえば、リチウムイオン電池或いはニッケル水素電池等の二次電池である。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池のほか、固体の電解質を用いた所謂全固体電池であってもよい。
バッテリ110は、充電装置180を介してインレット150に接続され、インレット150に接続された充電スタンド200によって外部充電される。バッテリ110は、蓄えられた電力を走行時にPCU120を通じてMG130へ供給する。また、バッテリ110は、車両制動中のMG130の回生発電時にPCU120を通じてMG130の発電電力を受けて充電される。
システムメインリレーSMRは、バッテリ110に接続される電力線PL1,NL1とPCU120との間に設けられ、図示しないスタートスイッチ等により車両システムが起動されるとECU160によってオンされる。
System main relay SMR is provided between power lines PL1, NL1 connected to
PCU120は、MG130を駆動する駆動装置であり、コンバータやインバータ等の電力変換装置を含んで構成される。PCU120は、ECU160によって制御され、バッテリ110から受ける直流電力を、MG130を駆動するための交流電力に変換する。また、PCU120は、MG130により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ110へ出力する。
PCU 120 is a driving device that drives MG 130 and includes a power conversion device such as a converter and an inverter. PCU 120 is controlled by ECU 160 and converts DC power received from
MG130は、代表的には交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。MG130は、PCU120により駆動されて回転駆動力を発生し、MG130が発生した駆動力は、動力伝達ギヤ135を通じて駆動輪140に伝達される。一方、車両の制動時等には、MG130は、発電機として動作し、回生発電を行なう。MG130が発電した電力は、PCU120を通じてバッテリ110に供給される。
The MG 130 is typically an AC rotary electric machine, such as a three-phase AC synchronous electric motor with permanent magnets embedded in the rotor. MG 130 is driven by PCU 120 to generate rotational driving force, and the driving force generated by MG 130 is transmitted to drive wheels 140 through
充電リレーRYは、充電装置180とバッテリ110との間の電路に設けられる。具体的には、充電リレーRYは、リレーK5,K6を含む。リレーK5は、充電装置180を介してインレット150に接続される電力線DCL1と、バッテリ110の正極に接続される電力線PL2との間に設けられる。リレーK6は、充電装置180を介してインレット150に接続される電力線DCL2と、バッテリ110の負極に接続される電力線NL2との間に設けられる。充電リレーRYは、ECU160によってON/OFFされる。
Charging relay RY is provided in an electric circuit between
インレット150は、外部充電の実行時に充電スタンド200から供給される充電電力を受ける。インレット150には、充電スタンド200のコネクタ280が接続される。そして、外部充電の実行時、充電スタンド200から出力される直流電力が、インレット150から充電装置180を介して電力線DCL1、DCL2、充電リレーRY、電力線PL2,NL2、及び電力線PL1、NL1を通じてバッテリ110に供給される。充電装置180は、充電スタンド200から出力される直流電力を所望の充電電流に変換し、バッテリ110を充電する。詳しくは後述するが、充電装置180はECU160からの指令により、外部充電としてバッテリ110を急速充電することが可能である。ECU160は、充電制御装置の一例であり、後述する算出部及び充電制御部を機能的に実現する。
Inlet 150 receives charging power supplied from charging
ECU160は、CPU(Central Processing Unit)162と、メモリ(RAM(Random Access Memory)及び読み書き可能なROM(Read Only Memory))164と、各種信号を入出力するための入出力ポート(図示せず)とを含んで構成される。CPU162は、ROMに格納されているプログラムをRAMに展開して実行する。ROMに格納されているプログラムには、ECU160の処理が記されている。ECU160は、インレット150にコネクタ280が接続されると、信号線SLを通じて充電スタンド200と各種メッセージをやり取りし、外部充電を実行する。また、ECU160は、バッテリ110のSOC(State Of Charge)を検出するSOCセンサ111、バッテリ110の温度を検出する温度センサ112、バッテリ110の電流値を検出する電流センサ113に電気的に接続されている。
The
ECU160は、車両の走行時には、システムメインリレーSMRをオンにするとともにPCU120を制御することにより、MG130の駆動及びバッテリ110の充放電を制御する。また、ECU160は、外部充電時には、充電リレーRYをオンにするとともに、信号線SLを通じて充電スタンド200と各種メッセージをやり取りすることにより、外部充電を実行する。さらに、ECU160は、バッテリ110のSOCが上限値に達すると、信号線SLを通じて充電スタンド200へ充電停止要求を送信するとともに充電リレーRYをオフにする。
When the vehicle is running,
充電スタンド200は、車両100へ電力を供給するための充電設備である。充電スタンド200は、例えば公共施設に設置され、充電電力(たとえば数十kW)よりも大電力(たとえば数百kW)の直流電力をバッテリ110に供給して急速充電を行うことが可能な充電スタンドである。尚、車両100と充電スタンド200とが接続されると、互いに通信可能となる。
HMI装置170は、車両100のユーザに様々な情報を提供したり、車両100のユーザの操作を受け付けたりする装置である。HMI装置170は、タッチパネルを備えたディスプレイやスピーカー等を含む。
The
[急速充電の詳細]
次に、バッテリ110の急速充電と、急速充電によるバッテリ110の抵抗増加率の推移について説明する。図2Aは、バッテリ110の急速充電の回数に応じた抵抗増加率の推移を示したグラフである。図2Aでは、1日1回~4回まで急速充電の回数に応じたバッテリ110の抵抗増加率を示している。図2Aでは、横軸は経過日数を示し、縦軸は抵抗増加率[%]を示している。図2Aでは、バッテリ110のSOCが0%から100%になるまで急速充電を行った場合を示している。
[Details of quick charging]
Next, the rapid charging of the
図2Aに示すように、1日に行う急速充電の回数が多いほど、日数が経過するにつれて抵抗増加率が上昇する。即ち、バッテリ110の性能が低下することを示している。従って、1日で行う急速充電の回数は少ない方が好ましいため、急速充電の回数を制限することが考えられる。しかしながら、バッテリ110の性能の低下は、急速充電の回数のみならず、充電時にバッテリ110に流れる電流値(以下、充電電流値Inと称する)や、充電時のSOCや温度にも影響する。一般的に、充電電流値Inが高いほど、SOCが大きいほど、及び温度が低いほど、バッテリ110の性能の低下に影響を与える。
As shown in FIG. 2A, as the number of times of rapid charging performed in a day increases, the rate of increase in resistance increases as the number of days elapses. That is, it indicates that the performance of the
図2Bは、急速充電時での充電電流値Inの推移を示したグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は電流値[A]を示している。図2Bでは、バッテリ110のSOCが0%から100%になるまで急速充電を行った場合を示しており、およそ45分から60分程度で完了する。充電電流値Inは、ECU160によりSOCに応じて制御される。具体的には、急速充電開始後のSOCが低い状態では充電電流値Inが高い値に維持され、SOCが所定値以上となると充電電流値Inは徐々に低下し、その後に充電電流値Inがゼロに制御されて急速充電は完了する。このように充電電流値Inは常に一定とは限らず、充電電流値Inが低い状態ではバッテリ110の性能の低下への影響は少ない。
FIG. 2B is a graph showing changes in the charging current value In during rapid charging. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates current value [A]. FIG. 2B shows a case where rapid charging is performed from 0% to 100% of the SOC of the
従って本実施例では、ECU160は充電電流値Inや、後述するSOCや温度を考慮して、急速充電がバッテリ110の性能の低下に影響を与える指標となるダメージ蓄積量QCd(Quick Charge damage)を算出し、ダメージ蓄積量QCdの大きさに応じてバッテリ110への急速充電の許可又は制限の何れかを決定する。
Therefore, in the present embodiment, the
ダメージ蓄積量QCdは以下のように算出される。
QCdn=QCdn-1+Δd…(1)
QCdnは今回値を示し、QCdn-1は前回値を示す。
Δdは、以下のように定義される。
Δd=(In-α)/(β-α)…(2)
Δd=-E…(3)
図3Aは、充電電流値Inに応じたΔdを示したグラフである。無限定格電流値αは、バッテリ110の性能の低下に影響を与えることが少ない、充電時に流れる最大の電流値を示す。無限定格電流値αは所定値の一例である。許容電流値βは、充電時にバッテリ110に流すことができる最大の電流値を示す。Δdは、充電電流値Inが無限定格電流値αよりも大きく許容電流値β以下の場合に(2)の式に従って算出され、無限定格電流値α以下の場合には(3)の式に従って算出される。例えば、Δdは、充電電流値Inが許容電流値βの場合に「D」(D>0)と算出され、充電電流値Inが無限定格電流値α以下の場合には「-E」と算出される。
The accumulated damage amount QCd is calculated as follows.
QCdn = QCdn -1 + Δd (1)
QCd n indicates the current value, and QCd n-1 indicates the previous value.
Δd is defined as follows.
Δd=(In−α)/(β−α) (2)
Δd=−E (3)
FIG. 3A is a graph showing Δd according to the charging current value In. The infinite rated current value α indicates the maximum current value that flows during charging and that has little effect on deterioration of the performance of
即ち、充電電流値Inが無限定格電流値αより大きく許容電流値β以下となる期間が長くなるほど、ダメージ蓄積量QCdにはΔdが加算されて増大する。これに対して充電電流値Inが無限定格電流値α以下となる期間が長くなるほど、ダメージ蓄積量QCdからΔdが減算されて低下する。ここで、充電が行われていない非充電の期間では、充電電流値Inが0として上記(2)の式に基づいてダメージ蓄積量QCdが算出される。即ち、この場合もダメージ蓄積量QCdはΔdが減算されて低下する。尚、「D」は例えば1であり、「-E」は例えば-0.2であるがこれに限定されない。 That is, the longer the period in which the charging current value In is greater than the infinite rated current value α and equal to or less than the allowable current value β, the longer the damage accumulation amount QCd is increased by adding Δd. On the other hand, the longer the period during which the charging current value In is equal to or less than the infinite rated current value α, the more the accumulated damage amount QCd is reduced by subtracting Δd. Here, in the non-charging period in which charging is not performed, the accumulated damage amount QCd is calculated based on the above equation (2) with the charging current value In set to 0. That is, in this case also, the amount of accumulated damage QCd is reduced by subtracting Δd. Note that "D" is, for example, 1, and "-E" is, for example, -0.2, but is not limited to these.
ここで無限定格電流値α及び許容電流値βは、充電時でのバッテリ110のSOC及び温度毎に異なる値をとる。図3Bは、充電時でのバッテリ110のSOC及び温度に応じた無限定格電流値α及び許容電流値βを規定したマップである。図3Bでは、2つの無限定格電流値αを無限定格電流値α1及びα2として示し、2つの許容電流値βをそれぞれ許容電流値β1及びβ2として示している。図3Bでは、許容電流値β1を実線、許容電流値β2を点線、無限定格電流値α1を一点鎖線、無限定格電流値α2を2点鎖線で示している。無限定格電流値α1及び許容電流値β1はバッテリ110が所定の温度である場合を示している。無限定格電流値α2及び許容電流値β2は、無限定格電流値α1及び許容電流値β1でのバッテリ110の温度よりも低い温度の場合を示している。バッテリ110の温度が高い場合の無限定格電流値α1の方が、温度が低い場合の無限定格電流値α2よりも高い値をとり、許容電流値β1及びβ2に関しても同様である。即ち、バッテリ110の温度が低いほど、バッテリ110の性能の低下に影響を与える可能性がある。
Here, the infinite rated current value α and the allowable current value β take different values depending on the SOC and temperature of the
また、SOCが増大するほど無限定格電流値α1及びα2、及び許容電流値β1及びβ2は低下する。詳細には、無限定格電流値α1及び許容電流値β1は、SOCが所定値未満の場合には一定値をとり、SOCが所定値以上の場合に徐々に低下する。無限定格電流値α2及び許容電流値β2は、SOCが低い値から増大するにつれて徐々に低下する。従って、SOCが増大するほど、バッテリ110の性能の低下に影響を与える可能性がある。
Also, as the SOC increases, the infinite rated current values α1 and α2 and the allowable current values β1 and β2 decrease. Specifically, the infinite rated current value α1 and the allowable current value β1 take constant values when the SOC is less than a predetermined value, and gradually decrease when the SOC is greater than or equal to the predetermined value. The infinite rated current value α2 and the allowable current value β2 gradually decrease as the SOC increases from a low value. Therefore, as the SOC increases, the performance of
図3Bのマップには、2つの異なる温度の無限定格電流値α1及びα2と許容電流値β1及びβ2のみを示しているが、実際にはさらに詳細な温度毎の無限定格電流値α及び許容電流値βが規定されており、ECU160のメモリ164に予め記憶されている。
The map in FIG. 3B shows only the infinite rated current values α1 and α2 and the allowable current values β1 and β2 at two different temperatures, but in reality the infinite rated current values α and allowable current values for each temperature are more detailed. A value β is defined and stored in
[ECU160が実行する制御]
次にECU160が実行する急速充電の許可又は制限を決定する制御について説明する。図4Aは、急速充電の許可又は制限を決定する制御の一例を示したフローチャートである。ECU160は、温度センサ112の検出結果に基づいてバッテリ110の温度が所定温度T以上であるか否かを判定する(ステップS1)。所定温度Tは、バッテリ110を急速充電可能な最低温度よりも所定のマージンだけ高い温度である。
[Control executed by ECU 160]
Next, the control for determining permission or restriction of rapid charging executed by
ステップS1でYesの場合、ECU160はダメージ蓄積量QCdが閾値R未満であるか否かを判定する(ステップS2)。閾値Rは、急速充電によるバッテリ110の性能の低下に影響を与えないダメージ蓄積量QCdの最大値に所定のマージンだけ低い値である。閾値Rは例えば3600であるがこれに限定されない。ステップS2でYesの場合、ECU160は急速充電を許可し(ステップS3)、本制御を終了する。急速充電が許可された状態では、充電電流値Inを許容電流値β以下に制御してバッテリ110への急速充電を実行することができる。充電電流値Inを許容電流値β以下の範囲で高い値に維持することにより、短時間でバッテリ110の充電を完了させることができる。
If Yes in step S1, the
ステップS1及びS2の何れか一方でNoの場合には、ECU160は急速充電を制限し(ステップS4)、本制御を終了する。本実施例では、急速充電が制限された状態では、充電電流値Inは無限定格電流値α以下に制限されて急速充電を実行することができる。充電電流値Inが無限定格電流値α以下に制限されることにより、このような制限がない場合と比較して充電完了までに時間を要するが、バッテリ110の性能の低下に影響を与えずに充電をすることができる。例えば、急速充電中にダメージ蓄積量QCdが閾値R以上に増大して急速充電が制限されると、ECU160は充電装置180を制御して充電電流値Inを無限定格電流値α以下に制限して充電を継続する。ステップS3及びS4の処理は、充電制御部が実行する処理の一例である。
If No in either one of steps S1 and S2, the
次にECU160が実行するダメージ蓄積量QCdの算出制御について説明する。図4Bは、ダメージ蓄積量QCdの算出制御の一例を示したフローチャートである。ECU160は、バッテリ110の急速充電中であるか否かを判定する(ステップS11)。例えば、電流センサ113が示す電流値が所定値以上の場合にバッテリ110は急速充電中であると判定できる。ステップS11でYesの場合には、ECU160は現在の充電電流値Inを取得し(ステップS12)、充電電流値Inが無限定格電流値αより大きいか否かを判定する(ステップS13)。
Next, calculation control of the accumulated damage amount QCd executed by the
ステップS13でYesの場合には、ECU160は上述した式(1)及び(2)によりダメージ蓄積量QCdを増加させ(ステップS14)、本制御を終了する。ステップS11及びS13の何れかでNoの場合には、上述した式(1)及び(3)によりダメージ蓄積量QCdを低下させ(ステップS15)、本制御を終了する。尚、図4A及び図4Bの制御は所定の時間ごとに繰り返し実行されるため、随時ダメージ蓄積量QCdが算出され、ダメージ蓄積量QCdの大きさに応じて急速充電の許可、制限が随時判断される。ステップS14及びS15の処理は、算出部が実行する処理の一例である。
In the case of Yes in step S13, the
以上のように、急速充電の許可、不許可を決定するためのダメージ蓄積量QCdは、充電電流値Inの大きさに基づいて算出されるため、例えば充電電流値Inを比較的低い値で急速充電する場合には急速充電が制限されにくく、急速充電の機会が過度に制限されることを回避できる。また、ダメージ蓄積量QCdは、充電電流値Inの大きさに加えてバッテリ110のSOCや温度も考慮されて算出されるため、より精度よくダメージ蓄積量QCdを算出することができ、急速充電の機会が過度に制限されることを回避できる。更にダメージ蓄積量QCdは、充電電流値Inが無限定格電流値α未満の場合や急速充電が行われていない場合では低下するため、バッテリ110の性能の回復がダメージ蓄積量QCdに反映され、これによっても急速充電の機会が過度に制限されることを回避できる。
As described above, the accumulated damage amount QCd for determining whether or not to permit rapid charging is calculated based on the magnitude of the charging current value In. In the case of charging, rapid charging is less likely to be restricted, and it is possible to avoid excessively restricting opportunities for rapid charging. In addition, since the accumulated damage amount QCd is calculated in consideration of the SOC and the temperature of the
次に、充電電流値Inとダメージ蓄積量QCdの推移について具体的に説明する。図5は、充電電流値Inを許容電流値βに維持して急速充電を実行しその後に急速充電を休止する場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。図5には、充電電流値In、無限定格電流値α、許容電流値β、及びダメージ蓄積量QCdの推移を示している。図3Bに示したように無限定格電流値α及び許容電流値βは、SOCに応じて変化する。時刻t0から充電を開始すると、充電電流値Inは許容電流値βに維持されているため、ダメージ蓄積量QCdは急速に増大する。時刻t1で充電が完了すると、ダメージ蓄積量QCdは徐々に低下し、時刻t2でダメージ蓄積量QCdはゼロにまで低下する。 Next, transitions of the charging current value In and the amount of accumulated damage QCd will be specifically described. FIG. 5 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when rapid charging is performed while maintaining the charging current value In at the allowable current value β, and then the rapid charging is suspended. FIG. 5 shows changes in the charging current value In, the infinite rated current value α, the allowable current value β, and the accumulated damage amount QCd. As shown in FIG. 3B, the infinite rated current value α and allowable current value β change according to the SOC. When charging starts at time t0, the charge current value In is maintained at the allowable current value β, so the accumulated damage amount QCd rapidly increases. When charging is completed at time t1, the damage accumulation amount QCd gradually decreases, and at time t2, the damage accumulation amount QCd decreases to zero.
図6は、充電電流値Inを無限定格電流値α以下で充電を開始してその後に急速充電を休止する場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。時刻t0から充電を開始すると、充電電流値Inは無限定格電流値α以下の所定値に維持されているため、ダメージ蓄積量QCdはゼロのままである。時刻t1で無限定格電流値αが低下して充電電流値Inが無限定格電流値α以上となると、ダメージ蓄積量QCdが増大し始める。その後に許容電流値βが低下して充電電流値Inが許容電流値βに維持されて、時刻t2で急速充電が完了すると、ダメージ蓄積量QCdは徐々に低下し、時刻t3でダメージ蓄積量QCdはゼロにまで低下する。 FIG. 6 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when charging is started at a charging current value In equal to or lower than the infinite rated current value α and then rapid charging is suspended. When charging is started at time t0, the charge current value In is maintained at a predetermined value equal to or lower than the infinite rated current value α, so the accumulated damage amount QCd remains zero. When the infinite rated current value α decreases and the charging current value In becomes equal to or greater than the infinite rated current value α at time t1, the accumulated damage amount QCd starts to increase. After that, when the allowable current value β decreases and the charging current value In is maintained at the allowable current value β, and the rapid charging is completed at time t2, the damage accumulation amount QCd gradually decreases, and at time t3, the damage accumulation amount QCd. drops to zero.
図5及び図6に示すように、充電電流値Inを許容電流値βに維持する場合の方が短時間で急速充電を完了させることができるが、ダメージ蓄積量QCdが大きく算出されるため、ダメージ蓄積量QCdがゼロに戻るまでに時間を要する。 As shown in FIGS. 5 and 6, when the charging current value In is maintained at the allowable current value β, rapid charging can be completed in a short time. It takes time for the accumulated damage amount QCd to return to zero.
[変形例]
上記実施例では、急速充電の制限として充電電流値Inが無限定格電流値α以下に制限される場合を例に説明した。本変形例では、急速充電の制限として、ダメージ蓄積量QCdがゼロになるまで充電を停止する場合を例に説明する。
[Modification]
In the above embodiment, the case where the charging current value In is limited to the infinite rated current value α or less as the limitation of the rapid charging is explained as an example. In this modified example, a case where charging is stopped until the accumulated damage amount QCd becomes zero will be described as an example of limiting rapid charging.
最初に、急速充電の制限として充電電流値Inが無限定格電流値α以下に制限される場合において、短時間で急速充電と放電を繰り返す場合について説明する。図7は、充電電流値Inを許容電流値βに維持する急速充電と放電を繰り返す場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。時刻t0から時刻t1まで急速充電を実行し、時刻t1から時刻t2までバッテリ110を放電させる。放電中ではダメージ蓄積量QCdは徐々に低下するが、時刻t2で再び急速充電を開始し、これによりダメージ蓄積量QCdが十分に低下する前に増大し始める。これを繰り返すことにより、時刻t3で急速充電中にダメージ蓄積量QCdが閾値R以上となり、急速充電が制限され充電電流値Inが無限定格電流値αに維持される。この状態でダメージ蓄積量QCdが低下して閾値R未満となると、急速充電の制限が解除され、再び充電電流値Inは許容電流値βに維持される。充電電流値Inが許容電流値βに維持されているとダメージ蓄積量QCdは再び閾値R以上となり、急速充電が再度制限される。このようにして充電中は充電電流値Inがハンチングし、バッテリ110の性能の低下に影響を与えるおそれがある。
First, a case where rapid charging and discharging are repeated in a short time when the charging current value In is limited to an infinite rated current value α or less as a limitation of rapid charging will be described. FIG. 7 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when rapid charging and discharging are repeated while maintaining the charging current value In at the allowable current value β. Rapid charging is performed from time t0 to time t1, and
図8は、充電電流値Inを無限定格電流値αに維持して急速充電と放電を繰り返す場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。時刻t0から時刻t1まで急速充電を実行し、時刻t1から時刻t2までバッテリ110を放電させる。このように急速充電と放電とを繰り返すと、時刻t3でダメージ蓄積量QCdが閾値R以上となって急速充電が制限される。その後の放電中にダメージ蓄積量QCdが閾値R未満となって急速充電の制限が解除されるが、再度急速充電が行われることにより再び急速充電が制限される。これによりダメージ蓄積量QCdが常に高い値に維持され、バッテリ110の性能の低下に影響を与えるおそれがある。
FIG. 8 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when rapid charging and discharging are repeated while the charging current value In is maintained at the infinite rated current value α. Rapid charging is performed from time t0 to time t1, and
本変形例では、急速充電の制限としてダメージ蓄積量QCdがゼロになるまで充電を停止する場合を例に説明する。図9は、充電電流値Inを許容電流値βに維持して急速充電と放電を繰り返して充電が停止される場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。図10は、充電電流値Inを無限定格電流値αに維持して急速充電と放電を繰り返して充電が停止される場合のダメージ蓄積量QCdの推移を示したタイミングチャートである。いずれの場合も、時刻t0から急速充電、及び放電が繰り替えされ時刻t1でダメージ蓄積量QCdが閾値Rとなると、ダメージ蓄積量QCdがゼロとなるまで充電が停止される。具体的には、ダメージ蓄積量QCdがゼロとなるまでECU160は充電リレーRYをOFFに維持する。これにより、上述した充電中での充電電流値Inのハンチングや、ダメージ蓄積量QCdが常に高い値に維持されることを回避でき、バッテリ110の性能の低下を抑制できる。
In this modification, an example will be described in which charging is stopped until the accumulated damage amount QCd becomes zero as a restriction on rapid charging. FIG. 9 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when charging is stopped after repeating rapid charging and discharging while maintaining the charging current value In at the allowable current value β. FIG. 10 is a timing chart showing changes in the amount of accumulated damage QCd when charging is stopped after repeating rapid charging and discharging while maintaining the charging current value In at the infinite rated current value α. In either case, rapid charging and discharging are repeated from time t0, and when the accumulated damage amount QCd reaches the threshold value R at time t1, charging is stopped until the accumulated damage amount QCd becomes zero. Specifically, the
[その他]
急速充電の制限の一例として、充電電流値Inが無限定格電流値α以下に制限しつつ充電が許容される場合と、ダメージ蓄積量QCdがゼロとなるまで充電を停止する場合とを説明したがこれに限定されない。例えば、急速充電が制限されない場合と比較して、充電電流値Inを所定値だけ低い値に維持して充電を実行してもよい。
[others]
As an example of rapid charging limitation, the case where charging is allowed while limiting the charging current value In to the infinite rated current value α or less, and the case where charging is stopped until the accumulated damage amount QCd becomes zero have been described. It is not limited to this. For example, charging may be performed while maintaining the charging current value In at a value lower by a predetermined value than when rapid charging is not limited.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
100 車両
110 バッテリ
120 PCU
130 MG
140 駆動輪
150 インレット
160 ECU(充電制御装置)
162 CPU
164 メモリ
170 HMI装置
180 充電装置
SMR システムメインリレー
RY 充電リレー
100
130MG
140
162 CPUs
164
Claims (1)
前記ダメージ蓄積量が閾値未満の場合には前記バッテリへの急速充電を許可し、前記ダメージ蓄積量が前記閾値以上の場合には、前記ダメージ蓄積量が前記閾値未満の場合よりも前記バッテリへの急速充電を制限する充電制御部と、を備え、
前記算出部は、急速充電時での前記バッテリの電流値である充電電流値が所定値より大きい期間が長くなるほど前記ダメージ蓄積量が増大し、前記充電電流値が前記所定値以下である期間が長くなるほど、及び前記バッテリの非充電の期間が長くなるほど前記ダメージ蓄積量が低下するように、前記ダメージ蓄積量を算出する、充電制御装置。
a calculation unit that calculates a damage accumulation amount indicating an accumulation amount of damage to the battery due to rapid charging of the battery;
rapid charging of the battery is permitted when the accumulated damage amount is less than a threshold; and a charging control unit that limits rapid charging,
The calculation unit calculates that the longer the period in which the charging current value, which is the current value of the battery during rapid charging, is greater than a predetermined value, the greater the amount of accumulated damage, and the longer the period in which the charging current value is equal to or less than the predetermined value. A charging control device that calculates the amount of accumulated damage so that the amount of accumulated damage decreases as the non-charging period of the battery increases.
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