JP2024014584A - Warming promotion system - Google Patents
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Abstract
【課題】車両に搭載されたバッテリの暖気を行う暖気促進システムを提供する。【解決手段】暖気促進システム1は、互いに並列に接続された複数のバッテリ10と、複数のバッテリ10の夫々に対する電力を遮断可能な遮断部20と、バッテリ10の夫々の状態を示す状態情報に基づいて、複数のバッテリ10のうち、一部のバッテリ10に対する電力を遮断させる遮断指示を遮断部20に出力する制御部30と、を備える。【選択図】図1The present invention provides a warm-up promotion system that warms up a battery mounted on a vehicle. A warm-up promotion system 1 includes a plurality of batteries 10 connected in parallel to each other, a cutoff unit 20 capable of cutting off power to each of the plurality of batteries 10, and state information indicating the state of each battery 10. The control unit 30 outputs a cutoff instruction to cut off power to some of the batteries 10 from among the plurality of batteries 10 based on the cutoff unit 20 . [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、車両に搭載されたバッテリの暖気を促進する暖気促進システムに関する。 The present invention relates to a warming-up promotion system that promotes warming up of a battery mounted on a vehicle.
従来、電気エネルギーによって駆動する車両(以下「電動車両」)が利用されている。電動車両には、駆動力を出力するモータと、当該モータに電力供給を行うバッテリとが備えられる。このようなバッテリは、例えば温度が低いと性能が低下することから、温度が高い場合に比べて放電(出力)や充電が制限される。そこで、バッテリの暖気を促進する技術が検討されてきた(例えば特許文献1)。 Conventionally, vehicles driven by electrical energy (hereinafter referred to as "electric vehicles") have been used. An electric vehicle is equipped with a motor that outputs driving force and a battery that supplies power to the motor. For example, the performance of such a battery decreases when the temperature is low, so that discharging (output) and charging are restricted compared to when the temperature is high. Therefore, techniques for promoting battery warming have been studied (for example, Patent Document 1).
特許文献1には、車両用バッテリの加温装置が記載されている。この加温装置は、バッテリの温度を温度センサで検出し、バッテリの温度が予め設定された温度より低い場合に、電気ヒータに通電してバッテリを暖気するように構成されている。
特許文献1に記載の技術は、バッテリを暖気するために電気ヒータを備える必要があるため、コストアップの要因となる。また、例えば夏場など、バッテリの暖気が不要な時期であっても、車両に電気ヒータが搭載されているので軽量化できず、電費(燃費)の悪化にもつながる。
The technique described in
そこで、コストアップ及び電費の悪化を抑制しつつ、バッテリの暖気を行うことが可能な暖気促進システムが求められる。 Therefore, there is a need for a warming-up promotion system that can warm up the battery while suppressing cost increases and deterioration of electricity consumption.
本発明に係る暖気促進システムの特徴構成は、車両に搭載されたバッテリの暖気を促進する暖気促進システムであって、互いに並列に接続された複数のバッテリと、前記バッテリの夫々に対する電力を遮断可能な遮断部と、前記バッテリの夫々の状態を示す状態情報に基づいて、複数の前記バッテリのうち、一部の前記バッテリに対する前記電力を遮断させる遮断指示を前記遮断部に出力する制御部と、を備える点にある。 The warming-up promotion system according to the present invention is a warming-up promotion system that promotes warming up of a battery mounted on a vehicle, and is capable of cutting off power to a plurality of batteries connected in parallel to each other and to each of the batteries. a control unit that outputs a cutoff instruction to cut off the power to some of the batteries among the plurality of batteries to the cutoff unit, based on state information indicating the state of each of the batteries; The point is to have the following.
このような特徴構成とすれば、バッテリの状態情報に基づいて電力を遮断し、当該バッテリを不使用状態にすることができる。これにより、複数のバッテリのうち、不使用状態でないバッテリの暖気を促進することが可能となる。これは、バッテリに流れる電流値の2乗に比例してバッテリが発熱するため、不使用状態のバッテリを増やしてバッテリの並列数を減少させることで、バッテリの自己発熱により暖気を促進することが可能となるからである。また、遮断部によってバッテリに対する電力を遮断する場合には、例えば電気ヒータによってバッテリを暖気する場合に比べて、軽量化及び低コスト化することが可能となる。このように、コストアップ及び電費の悪化を抑制しつつ、バッテリの暖気を行うことが可能な暖気促進システムとなっている。 With such a characteristic configuration, it is possible to cut off power based on the battery status information and put the battery in an unused state. This makes it possible to promote warming up of the batteries that are not in an unused state among the plurality of batteries. This is because batteries generate heat in proportion to the square of the current flowing through them, so by increasing the number of unused batteries and reducing the number of batteries in parallel, it is possible to promote warming through self-heating of the batteries. This is because it becomes possible. Further, when the power to the battery is cut off by the cutoff section, it is possible to reduce the weight and cost, compared to, for example, when the battery is warmed up by an electric heater. In this way, the warming-up promotion system is capable of warming up the battery while suppressing cost increases and deterioration of electricity consumption.
また、前記遮断部は、複数の前記バッテリの夫々の出力端子と前記バッテリの前記電力が供給される負荷装置との間に設けられ、前記バッテリの夫々から前記負荷装置への電力供給を遮断可能に構成されており、前記制御部は、前記状態情報に基づいて、複数の前記バッテリのうち、一部の前記バッテリの前記電力供給を遮断させる遮断指示を前記遮断部に出力すると好適である。 Further, the cutoff section is provided between an output terminal of each of the plurality of batteries and a load device to which the power of the batteries is supplied, and is capable of cutting off power supply from each of the batteries to the load device. Preferably, the control unit outputs a cutoff instruction to cut off the power supply to some of the batteries among the plurality of batteries to the cutoff unit, based on the state information.
このような構成とすれば、バッテリの状態情報に基づいて電力供給を遮断し、当該バッテリを不使用状態にすることができる。これにより、複数のバッテリのうち、不使用状態でないバッテリから電力供給を行わせ、電力供給を行っているバッテリの暖気を促進することが可能となる。 With such a configuration, the power supply can be cut off based on the battery status information, and the battery can be put into an unused state. This makes it possible to supply power from a battery that is not in use among the plurality of batteries, thereby promoting warming up of the battery that is supplying power.
また、前記状態情報に前記バッテリの温度を示す温度情報が含まれ、複数の前記バッテリのうち、予め設定された温度閾値よりも低い温度の低温バッテリを判定する温度判定部と、前記バッテリに対する要求電力が、前記温度判定部で判定された前記低温バッテリで供給可能か否かを判定する供給可能判定部と、を更に備え、前記制御部は、前記供給可能判定部により前記要求電力が少なくとも1つの前記低温バッテリで供給可能であると判定された場合に、前記少なくとも1つの低温バッテリ以外の前記バッテリの前記電力供給を遮断させると好適である。 Further, the state information includes temperature information indicating the temperature of the battery, and a temperature determination unit that determines a low-temperature battery whose temperature is lower than a preset temperature threshold value among the plurality of batteries, and a request for the battery. The controller further includes a suppliability determination unit that determines whether or not the low-temperature battery determined by the temperature determination unit can supply power, and the control unit is configured to determine whether or not the requested power is at least 1 When it is determined that the power can be supplied by one of the low-temperature batteries, it is preferable that the power supply to the batteries other than the at least one low-temperature battery is cut off.
このような構成とすれば、予め設定された温度閾値よりも低い温度の低温バッテリで供給可能な電力により要求電力を満たすことが可能であるような低負荷運転時等には、複数のバッテリのうちの低温バッテリ以外のバッテリを不使用状態にする。その結果、単位セルあたりの電流量を増大させ、低温バッテリの発熱量を増やして暖気を促進することが可能となる。 With such a configuration, multiple batteries can be used during low-load operation, etc., when the required power can be met with the power that can be supplied by low-temperature batteries whose temperature is lower than a preset temperature threshold. Disable all batteries other than my low temperature battery. As a result, it becomes possible to increase the amount of current per unit cell, increase the amount of heat generated by the low-temperature battery, and promote warming.
また、前記状態情報に前記バッテリの充電率を示す充電率情報が含まれ、複数の前記バッテリにおける前記充電率の最大値に対する、複数の前記バッテリの夫々の前記充電率の差異を算定する差異算定部を更に備え、前記制御部は、前記充電率の差異が予め設定された差異閾値よりも大きい場合に、複数の前記バッテリのうち、少なくとも前記充電率の差異が最も大きい前記バッテリの前記電力供給を遮断させると好適である。 Further, the state information includes charging rate information indicating a charging rate of the battery, and difference calculation is performed to calculate a difference in the charging rate of each of the plurality of batteries with respect to a maximum value of the charging rate of the plurality of batteries. The controller further comprises a control unit, when the difference in the charging rate is larger than a preset difference threshold, the control unit controls the power supply to at least the battery having the largest difference in the charging rate among the plurality of batteries. It is preferable to block the
バッテリの状態情報に基づいて複数のバッテリのうちの一部のバッテリを不使用状態にした場合、不使用状態としたバッテリと、使用状態であるバッテリとの間で充電率に大きな差異が生じる可能性がある。そこで、このような構成とすれば、充電率に応じて不使用状態とするバッテリを切り替えるため、複数のバッテリの夫々のバッテリの充電率のばらつきを抑制できる。したがって、充電率が低下したバッテリで電力供給を継続して行うことで、電力供給ができないといった状況に至ることを回避できると共に、特定のバッテリの劣化を抑制することが可能となる。 If some of the batteries out of multiple batteries are set to unused status based on the battery status information, there may be a large difference in the charging rate between the unused batteries and the used batteries. There is sex. Therefore, with such a configuration, since the battery to be left in an unused state is switched depending on the charging rate, it is possible to suppress variations in the charging rate of each of the plurality of batteries. Therefore, by continuing to supply power with a battery whose charging rate has decreased, it is possible to avoid a situation in which power cannot be supplied, and it is possible to suppress deterioration of a specific battery.
また、複数の前記バッテリの夫々に対して冷却水を流通させるポンプと、前記ポンプからの前記冷却水を、複数の前記バッテリのうちの第1バッテリから、複数の前記バッテリのうちの前記第1バッテリとは異なる第2バッテリへ流通させる第1状態と、前記冷却水を、前記第2バッテリから、前記第1バッテリへ流通させる第2状態とに切り替え可能な切替弁と、を更に備え、前記制御部は、前記第1バッテリの温度が前記第2バッテリの温度よりも高い場合は、前記切替弁を前記第1状態にし、前記第2バッテリの温度が前記第1バッテリの温度よりも高い場合は、前記切替弁を前記第2状態にすると好適である。 A pump for circulating cooling water to each of the plurality of batteries; and a pump for supplying the cooling water from the pump to the first battery of the plurality of batteries. further comprising a switching valve capable of switching between a first state in which the cooling water is caused to flow to a second battery different from the battery and a second state in which the cooling water is caused to flow from the second battery to the first battery; The control unit sets the switching valve to the first state when the temperature of the first battery is higher than the temperature of the second battery, and when the temperature of the second battery is higher than the temperature of the first battery. It is preferable that the switching valve is placed in the second state.
このような構成とすれば、バッテリの温度に応じて冷却水の流れを切り替え、複数のバッテリのうち、温度が高い方から低い方に向けて冷却水を流通させることができる。これにより、冷却水を介して温度が低いバッテリの暖気を促進することが可能となる。このような冷却水の流れの切り替えは、バッテリの電力供給の切り替えに応じて行ってもよいし、バッテリの電力供給の切り替えとは独立して行ってもよい。
なお、冷却水の温度がバッテリの温度より高い場合には、温度が低いバッテリから高いバッテリに冷却水を流すことで効率的にバッテリの暖気を行うことが可能である。このため、必ず温度が高いバッテリから低いバッテリに冷却水を流すわけではない。すなわち、バッテリ(第1バッテリ及び第2バッテリ)の温度だけでなく、冷却水の温度も用いて切替弁の状態を変更する(第1状態又は第2状態に変更する)と好適である。
With such a configuration, the flow of cooling water can be switched according to the temperature of the battery, and the cooling water can be distributed from the battery with the highest temperature to the battery with the lowest temperature among the plurality of batteries. This makes it possible to promote warming up of the battery, which has a low temperature, via the cooling water. Such switching of the flow of cooling water may be performed in response to switching of the battery power supply, or may be performed independently of the switching of the battery power supply.
Note that when the temperature of the cooling water is higher than the temperature of the battery, it is possible to efficiently warm up the battery by flowing the cooling water from the battery with a lower temperature to the battery with a higher temperature. For this reason, cooling water does not always flow from a battery with a high temperature to a battery with a low temperature. That is, it is preferable to change the state of the switching valve (change to the first state or the second state) using not only the temperature of the batteries (the first battery and the second battery) but also the temperature of the cooling water.
本発明に係る暖気促進システムは、電気自動車(「車両」の一例)に搭載されたバッテリの暖気を促進することが可能である。以下、本実施形態の暖気促進システム1について説明する。
The warming-up promotion system according to the present invention can promote warming-up of a battery mounted on an electric vehicle (an example of a "vehicle"). Hereinafter, the warm-
図1は、暖気促進システム1の構成を模式的に示したブロック図である。図1に示されるように、暖気促進システム1は、バッテリ10、遮断部20、制御部30、温度判定部40、供給可能判定部50、差異算定部60、ポンプ70、及び切替弁80を備えて構成される。制御部30、温度判定部40、供給可能判定部50、及び差異算定部60の各機能部は、バッテリ10の暖気に係る処理を行うために、CPUを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the warm-
バッテリ10は、電気自動車の負荷装置2に電流を供給する。負荷装置2とは、電気自動車に搭載され、バッテリ10からの電力を動力源として駆動される装置である。バッテリ10は複数備えられる。本実施形態では、複数のバッテリ10は、第1バッテリ11と第2バッテリ12とから構成される。第1バッテリ11と第2バッテリ12とは、互いに並列に接続されている。以下では、第1バッテリ11と第2バッテリ12とを互いに区別しない場合にはバッテリ10として説明する。
The
遮断部20は、複数のバッテリ10の夫々の出力端子10Aとバッテリ10の電力が供給される負荷装置2との間に設けられる。複数のバッテリ10とは、本実施形態では第1バッテリ11及び第2バッテリ12が相当する。バッテリ10の出力端子10Aとは、バッテリ10から電圧及び電流が出力される端子である。具体的には正端子及び負端子が相当するが、図1では正端子のみを示している。以下では、第1バッテリ11の出力端子10Aは出力端子11Aとして説明し、第2バッテリ12の出力端子10Aは出力端子12Aとして説明する。バッテリ10の電力が供給される負荷装置2とは、図1の例では電気自動車を走行させる動力を出力する走行モータ4と、走行モータ4の上流側に設けられ、バッテリ10からの直流電力を走行モータ4の駆動に適した交流電力に変換するインバータ3とが相当する。したがって、遮断部20は、第1バッテリ11の出力端子11A及び第2バッテリ12の出力端子12Aの夫々とインバータ3との間に設けられる。
The
遮断部20は、バッテリ10の夫々から負荷装置2への電力供給を遮断可能に構成される。バッテリ10の夫々から負荷装置2への電力供給とは、第1バッテリ11からインバータ3への電力供給と、第2バッテリ12からインバータ3への電力供給とが相当する。電力供給を遮断可能とは、バッテリ10からインバータ3に供給されている電力を遮断して、インバータ3に供給しないようにできることを意味する。本実施形態では、遮断部20は、第1バッテリ11からインバータ3への電力供給の遮断と、第2バッテリ12からインバータ3への電力供給の遮断とを、互いに独立して行うことができるように構成されている。
The
本実施形態では、遮断部20は2つのリレー(継電器)を含んで構成される。この2つのリレーの一方を第1リレー21とし、他方を第2リレー22とすると、第1バッテリ11の出力端子11Aに、第1リレー21のスイッチ21Aの一方の端子が接続され、スイッチ21Aの他方の端子はインバータ3に接続される。第1リレー21のコイル21Bは後述する制御部30に接続される。また、第2バッテリ12の出力端子12Aに、第2リレー22のスイッチ22Aの一方の端子が接続され、スイッチ22Aの他方の端子はインバータ3に接続される。第2リレー22のコイル22Bは後述する制御部30に接続される。
In this embodiment, the
本実施形態では、第1リレー21及び第2リレー22の夫々は、a接点のリレーを用いて構成される。これにより、コイル21Bに通電することでスイッチ21Aが閉状態となり、第1バッテリ11からインバータ3へ電力供給が行われ、コイル21Bへの通電を停止することでスイッチ21Aが開状態となり、第1バッテリ11からインバータ3へ電力供給が遮断される。また、コイル21Bに通電することでスイッチ22Aが閉状態となり、第2バッテリ12からインバータ3へ電力供給が行われ、コイル22Bへの通電を停止することでスイッチ22Aが開状態となり、第2バッテリ12からインバータ3へ電力供給が遮断される。
In this embodiment, each of the
もちろん、第1リレー21及び第2リレー22の夫々をb接点のリレーを用いて構成することも可能であるし、第1リレー21及び第2リレー22の一方をa接点のリレーを用いて構成し、他方をb接点のリレーを用いて構成することも可能である。
Of course, it is also possible to configure each of the
制御部30は、バッテリ10の夫々の状態を示す状態情報に基づいて、複数のバッテリ10のうち、一部のバッテリ10の電力供給を遮断させる遮断指示を遮断部20に出力する。バッテリ10の夫々の状態を示す状態情報とは、本実施形態では、バッテリ10の温度を示す温度情報が相当する。バッテリ10の温度を測定するために、第1バッテリ11(例えば筐体)に第1温度センサ13を設け、第2バッテリ12(例えば筐体)に第2温度センサ14を設けるとよい。
The
本実施形態では、上述したようにバッテリ10は第1バッテリ11及び第2バッテリ12である。したがって、複数のバッテリ10のうち、一部のバッテリ10とは、第1バッテリ11、又は、第2バッテリ12が相当する。電力供給を遮断させる遮断指示とは、第1リレー21のコイル21Bへの通電の停止、及び第2リレー22のコイル22Bへの通電の停止が相当する。
In this embodiment, the
ここで、本実施形態では、第1温度センサ13及び第2温度センサ14の夫々からの温度情報は、温度判定部40に伝達される。温度判定部40は、複数のバッテリ10のうち、予め設定された温度閾値(例えば0℃)よりも低い温度の低温バッテリを判定する。複数のバッテリ10とは、第1バッテリ11及び第2バッテリ12である。温度判定部40には、第1温度センサ13及び第2温度センサ14の夫々から、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の夫々の温度を示す温度情報が伝達される。予め設定された温度閾値とは、バッテリ10からの電力供給を停止させるか否かを判定するための判定閾値に相当する。このような温度閾値は、予め温度判定部40に記憶させておくとよい。暖気促進システム1では、この温度閾値よりも低い温度を有するバッテリ10は、低温バッテリとして扱われる。したがって、温度判定部40は、第1温度センサ13から伝達される温度情報に基づいて、第1バッテリ11の温度が温度閾値よりも低いか否かを判定し、第1バッテリ11の温度が温度閾値よりも低い場合には第1バッテリ11を低温バッテリと判定する。また、温度判定部40は、第2温度センサ14から伝達される温度情報に基づいて、第2バッテリ12の温度が温度閾値よりも低いか否かを判定し、第2バッテリ12の温度が温度閾値よりも低い場合には第2バッテリ12を低温バッテリと判定する。温度判定部40の判定結果は、後述する供給可能判定部50に伝達される。
Here, in this embodiment, temperature information from each of the
供給可能判定部50は、バッテリ10に対する要求電力が、温度判定部40で判定された低温バッテリで供給可能か否かを判定する。バッテリ10に対する要求電力とは、インバータ3及び走行モータ4に供給しなければいけない電力であって、例えば上位システムから要求電力を示す要求電力情報として伝達される。また、要求電力は、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じて走行モータ4に要求される出力トルクを示すトルク情報を取得し、供給可能判定部50がトルク情報に基づいて要求電力を算定してもよい。
The
温度判定部40によって第1バッテリ11のみが低温バッテリであると判定された場合には、供給可能判定部50は、第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるか否かを判定し、温度判定部40によって第2バッテリ12のみが低温バッテリであると判定された場合には、供給可能判定部50は、第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるか否かを判定する。
When the
また、温度判定部40によって第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方が低温バッテリであると判定された場合には、供給可能判定部50は、第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるか否かを判定すると共に、第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるか否かを判定する。供給可能判定部50の判定結果は、制御部30に伝達される。
Further, when the
制御部30は、供給可能判定部50により要求電力が少なくとも1つの低温バッテリで供給可能であると判定された場合に、少なくとも1つの低温バッテリ以外のバッテリ10の電力供給を遮断させる。
When the supply
例えば、第1バッテリ11の温度をT1とし、第2バッテリ12の温度をT2としたときにT1<T2であって、第1バッテリ11のみが低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であると判定された場合(第1バッテリ11が供給可能な電力をW1とし、要求電力をWDとしたときにWD≦W1である場合)、第1バッテリ11以外の第2バッテリ12の電力供給を遮断させる。具体的には、図2に示されるように、第2リレー22のコイル22Bへの通電を停止し、第1リレー21のコイル21Bへの通電を行う。これにより、第2リレー22のスイッチ22Aが開状態となると共に第1リレー21のスイッチ21Aが閉状態となり、第2バッテリ12の電力供給が遮断され、第1バッテリ11のみが電力供給を行うことになる。
For example, when the temperature of the
また、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方が低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるが、第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することができないと判定された場合にも、図2に示されるように、第2リレー22のコイル22Bへの通電を停止し、第1リレー21のコイル21Bへの通電を行う。これにより、第2リレー22のスイッチ22Aが開状態となると共に第1リレー21のスイッチ21Aが閉状態となり、第2バッテリ12の電力供給が遮断され、第1バッテリ11のみが電力供給を行うことになる。
Further, in a case where it is determined that both the
一方、T1>T2であって、第2バッテリ12のみが低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であると判定された場合(第1バッテリ11が供給可能な電力をW2とし、要求電力をWDとしたときにWD≦W2である場合)、第2バッテリ12以外の第1バッテリ11の電力供給を遮断させる。具体的には、図3に示されるように、第1リレー21のコイル21Bへの通電を停止し、第2リレー22のコイル22Bへの通電を行う。これにより、第1リレー21のスイッチ21Aが開状態となると共に第2リレー22のスイッチ22Aが閉状態となり、第1バッテリ11の電力供給が遮断され、第2バッテリ12のみが電力供給を行うことになる。
On the other hand, when T1>T2 and it is determined that only the
更に、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方が低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であるが、第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することができないと判定された場合にも、図3に示されるように、第1リレー21のコイル21Bへの通電を停止し、第2リレー22のコイル22Bへの通電を行う。これにより、第1リレー21のスイッチ21Aが開状態となると共に第2リレー22のスイッチ22Aが閉状態となり、第1バッテリ11の電力供給が遮断され、第2バッテリ12のみが電力供給を行うことになる。
Furthermore, when it is determined that both the
第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方が低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であり、更に、第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することが可能であると判定された場合には、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のいずれか一方の電力供給を遮断させるために、第1リレー21のコイル21B又は第2リレー22のコイル22Bへの通電を停止する。このとき、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のうち、より温度が低い方の通電を停止するようにするとよい。また、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の温度が互いに等しい場合には、例えば充電率が低い方の通電を停止するようにしてもよいし、出力電圧の電圧値が低い方の通電を停止するようにしてもよい。
When it is determined that both the
なお、T1<T2であって、第1バッテリ11のみが低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第1バッテリ11のみで要求電力を満たす電力を供給することができないと判定された場合(WD>W1である場合)や、T1>T2であって、第2バッテリ12のみが低温バッテリであると判定された場合において、供給可能判定部50により第2バッテリ12のみで要求電力を満たす電力を供給することができないと判定された場合(WD>W2である場合)は、図4に示されるように、第1リレー21のコイル21Bへの通電を行うと共に第2リレー22のコイル22Bへの通電を行う。これにより、第1リレー21のスイッチ21Aが閉状態となると共に第2リレー22のスイッチ22Aが閉状態となり、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方から電力供給が行われることになる。
Note that when T1<T2 and it is determined that only the
ここで、バッテリ10の夫々の状態を示す状態情報として、バッテリ10の充電率を示す充電率情報を扱ってもよい。充電率とは、バッテリ10の満充電容量(十分に充電したバッテリ10を完全に放電するまでに放電できる電気量)と放電量(バッテリ10から放電された電気量)との差に充電量(バッテリ10を充電した電気量)を加えた値を、満充電容量で除した値の百分率に相当する。すなわち、バッテリ10の充電率とは、バッテリ10の満充電状態における電気量に対する、現在の電気量の割合にあたる。このような充電率は、バッテリ10の出力電圧や、充電電流や、放電電流を用いて算定可能である。充電率情報は、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の夫々から、後述する差異算定部60に伝達される。
Here, charging rate information indicating the charging rate of the
差異算定部60は、複数のバッテリ10における充電率の最大値に対する、複数のバッテリ10の夫々の充電率の差異を算定する。本実施形態では、複数のバッテリ10は、第1バッテリ11及び第2バッテリ12であることから、充電率の最大値とは、第1バッテリ11の充電率と第2バッテリ12の充電率とのうち、大きい方の充電率が相当する。差異算定部60は、この大きい方の充電率と、他のバッテリ10(本実施形態では第1バッテリ11の充電率と第2バッテリ12の充電率とのうち、小さい方の充電率のバッテリ10)の充電率との差異を算定する。すなわち、第1バッテリ11の充電率が第2バッテリ12の充電率よりも大きい場合には、差異算定部60は、第1バッテリ11の充電率から第2バッテリ12の充電率を減じて、第1バッテリ11の充電率に対する第2バッテリ12の充電率の差異を算定する。同様に、第2バッテリ12の充電率が第1バッテリ11の充電率よりも大きい場合には、差異算定部60は、第2バッテリ12の充電率から第1バッテリ11の充電率を減じて、第2バッテリ12の充電率に対する第1バッテリ11の充電率の差異を算定する。差異算定部60による算定結果は、制御部30に伝達される。
The
制御部30は、充電率の差異が予め設定された差異閾値(例えば5%)よりも大きい場合に、複数のバッテリ10のうち、少なくとも充電率の差異が最も大きいバッテリ10の電力供給を遮断させる。充電率の差異は、上述した差異算定部60から伝達される。予め設定された差異閾値とは、バッテリ10からの電力供給を停止させるか否かを判定するための判定閾値に相当する。このような差異閾値は、予め制御部30に記憶させておくとよい。制御部30は、差異算定部60から伝達される充電率の差異が差異閾値よりも大きいか否かを判定する。
When the difference in charging rate is larger than a preset difference threshold (for example, 5%), the
例えば、第1バッテリ11の充電率が第2バッテリ12の充電率よりも大きい場合(第1バッテリ11の充電率をCR1とし、第2バッテリ12の充電率をCR2としたときにCR1>CR2である場合)であって、第1バッテリ11の充電率に対する第2バッテリ12の充電率の差異が差異閾値よりも大きいとき(差異閾値をTHとしたときに、CR1-CR2>THであるとき)は、制御部30は、第2バッテリ12の電力供給を遮断させる。具体的には、図2に示されるように、第2リレー22のコイル22Bへの通電を停止し、第1リレー21のコイル21Bへの通電を行う。これにより、第2リレー22のスイッチ22Aが開状態となると共に第1リレー21のスイッチ21Aが閉状態となり、第2バッテリ12の電力供給が遮断され、第1バッテリ11のみが電力供給を行うことになる。
For example, if the charging rate of the
一方、第2バッテリ12の充電率が第1バッテリ11の充電率よりも大きい場合(CR1<CR2である場合)において、第2バッテリ12の充電率に対する第1バッテリ11の充電率の差異が差異閾値よりも大きいとき(CR2-CR1>THであるとき)は、制御部30は、第1バッテリ11の電力供給を遮断させる。具体的には、図3に示されるように、第1リレー21のコイル21Bへの通電を停止し、第2リレー22のコイル22Bへの通電を行う。これにより、第1リレー21のスイッチ21Aが開状態となると共に第2リレー22のスイッチ22Aが閉状態となり、第1バッテリ11の電力供給が遮断され、第2バッテリ12のみが電力供給を行うことになる。
On the other hand, when the charging rate of the
なお、第1バッテリ11の充電率が第2バッテリ12の充電率よりも大きい場合(CR1>CR2である場合)において、第1バッテリ11の充電率に対する第2バッテリ12の充電率の差異が差異閾値以下であるとき(CR1-CR2≦THであるとき)や、第2バッテリ12の充電率が第1バッテリ11の充電率よりも大きい場合(CR1<CR2である場合)において、第2バッテリ12の充電率に対する第1バッテリ11の充電率の差異が差異閾値以下であるとき(CR2-CR1≦THであるとき)は、図4に示されるように、第1リレー21のコイル21Bへの通電を行うと共に第2リレー22のコイル22Bへの通電を行う。これにより、第1リレー21のスイッチ21Aが閉状態となると共に第2リレー22のスイッチ22Aが閉状態となり、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方から電力供給が行われる。
Note that when the charging rate of the
以上のように、暖気促進システム1は、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のうち、温度が低い方のバッテリ10の電力供給で、要求電力を満たすことができる場合には、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のうち、温度が高い方のバッテリ10の電力供給を遮断して、温度が低い方のバッテリ10の暖気を促進する。また、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のうち、充電率が低い方のバッテリ10の電力供給を遮断して、充電率が低い方のバッテリ10の充電を促進する。このように暖気促進システム1は、電気的にバッテリ10の暖気を促進することができるように構成されている。
As described above, in the warm-up
また、暖気促進システム1は、上記のようにバッテリ10の温度に基づいて複数のバッテリ10のうちの一部からの電力供給を遮断するが、例えば電力供給を行っているバッテリ10の温度が所定値よりも高くなった場合には、当該バッテリ10の電力供給を遮断し、電力供給が遮断されていたバッテリ10から電力供給を行うようにするとよい。
Further, the warm-up
更に、本実施形態の暖気促進システム1は、電気的にバッテリ10の暖気を促進することができるだけでなく、冷却水を利用してバッテリ10の暖気を促進することができるように構成されている。このような冷却水を利用したバッテリ10の暖気の促進は、後述するようにポンプ70と切替弁80とによって実現される。
Furthermore, the warming-up
ポンプ70は、複数のバッテリ10の夫々に対して冷却水を流通させるように構成されている。本実施形態では、図1に示されるように、ポンプ70は、エバポレータとして機能し、冷却水の放熱を行うチラー部91と、当該チラー部91に対する冷却水の供給と遮断とを可能にする切替弁80とを介して、第1バッテリ11及び第2バッテリ12に冷却水を流通させる。また、第1バッテリ11及び第2バッテリ12を流通した冷却水は、切替弁80と、三方弁92と、冷却水を冷却するラジエータ93とを介してポンプ70に戻る。したがって、本実施形態では、複数のバッテリ10は電気的には並列に接続されているが、冷却システム上は、冷却水が流通する流路が直列に接続して設けられている。
また、チラー部91には、冷媒を圧縮するコンプレッサ94、コンデンサ95、及び開閉弁96を介して冷媒が循環するように構成されており、更に、チラー部91から見て、コンプレッサ94及びコンデンサ95と並列に、膨張弁97と車室の空調を行うエバポレータとして機能する熱交換器98とが設けられている。
In addition, the
切替弁80は、第1状態と第2状態とに切り替え可能に構成されている。第1状態とは、ポンプ70からの冷却水を、第1バッテリ11から第2バッテリ12へ流通させる状態である。この第1状態では、図5に示されるように、ポンプ70からの冷却水が、チラー部91、切替弁80、第1バッテリ11、第2バッテリ12、切替弁80、三方弁92、ラジエータ93の順に流通し、ポンプ70に戻るように構成される。第2状態とは、ポンプ70からの冷却水を、第2バッテリ12から第1バッテリ11へ流通させる状態である。この第2状態では、図6に示されるように、ポンプ70からの冷却水が、チラー部91、切替弁80、第2バッテリ12、第1バッテリ11、切替弁80、三方弁92、ラジエータ93の順に流通し、ポンプ70に戻るように構成される。
The switching
このような切替弁80における第1状態と第2状態との切り替えは、制御部30により行われる。本実施形態では、制御部30は、第1バッテリ11の温度T1が第2バッテリ12の温度T2よりも高い場合(T1>T2の場合)に、切替弁80を第1状態にし、第2バッテリ12の温度T2が第1バッテリ11の温度T1よりも高い場合(T2>T1の場合)は、切替弁80を第2状態にする。これにより、冷却水を、第1バッテリ11及び第2バッテリ12のうち、まず温度が高い方へ流通させ、次に温度が低い方へ流通させることで、温度が低い方のバッテリ10の暖気を促進することが可能となる。
Such switching of the switching
次に、暖気促進システム1による処理を図7のフローチャートを用いて説明する。まず、温度判定部40が第1バッテリ11の温度を示す温度情報、及び第2バッテリ12の温度を示す温度情報を取得する(ステップ#1)。第1バッテリ11の温度及び第2バッテリ12の温度が、共に予め設定された温度閾値(例えば0℃)以上であれば(ステップ#2:No)、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の暖気を促進する必要がないため処理を終了する。
Next, the processing by the warm-up
ステップ#2において、第1バッテリ11の温度及び第2バッテリ12の温度のうち、少なくともいずれか一方が、予め設定された温度閾値より低い場合には(ステップ#2:Yes)、温度閾値よりも低い温度のバッテリを低温バッテリとし、低温バッテリとは異なる他のバッテリの電力供給を遮断しても低温バッテリにより要求電力を満たすことが可能か否かを供給可能判定部50が判定する(ステップ#3)。低温バッテリとは異なる他のバッテリの電力供給を遮断した際に低温バッテリにより要求電力を満たすことができない場合には(ステップ#3:No)、第1バッテリ11及び第2バッテリ12の双方から電力を供給する並列運転を行い(ステップ#4)、ステップ#1に戻り処理を継続する。
In
ステップ#3において、低温バッテリとは異なる他のバッテリの電力供給を遮断した際に低温バッテリにより要求電力を満たすことが可能である場合には(ステップ#3:Yes)、制御部30は低温バッテリとは異なる他のバッテリの電力供給を停止させる(ステップ#5)。この状態で、低温バッテリの温度が温度閾値よりも低い場合(ステップ#6:No)、ステップ#3~ステップ#6の処理を繰り返す。
In
ステップ#6において、低温バッテリの温度が温度閾値よりも高くなった場合には(ステップ#6:Yes)、第1バッテリ11の充電率及び第2バッテリ12の充電率のうちの大きい方の充電率に対する、小さい方の充電率の差異を算定し、この差異が予め設定された差異閾値(例えば5%)よりも大きい場合(ステップ#7:Yes)、現在、電力供給を行っているバッテリと、電力供給が遮断されているバッテリとを切り替える(ステップ#8)。
In
更に、制御部30は、温度が高いバッテリから温度が低いバッテリへ冷却水が流れるように切替弁80の状態を変更し(ステップ#9)、ステップ#2から処理を継続する。ステップ#7において、差異が予め設定された差異閾値以下である場合には(ステップ#7:No)、電力供給しているバッテリを切り替えることなく、ステップ#9から処理を継続する。暖気促進システム1は、以上のようなフローに沿って処理を行う。なお、図7に示すフローチャートは一例であって、適宜変更することが可能である。例えば、#6(温度閾値判定)及び#7(差異閾値判定)の何れか一方がYes判定の場合に、#8のバッテリ切り替えを実行してもよい。
Further, the
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、暖気促進システム1が、電気自動車に搭載されているバッテリ10の暖気を促進する場合の例を挙げて説明した。しかしながら、バッテリ10は電気自動車とは異なる他の車両(例えばハイブリッド車両や、非電動車両)に搭載されたものであってもよい。
[Other embodiments]
In the embodiment described above, an example has been described in which the warm-up
上記実施形態では、複数のバッテリ10が第1バッテリ11及び第2バッテリ12であるとして説明した。しかしながら、複数のバッテリ10は3つ以上であってもよい。この場合でも、夫々のバッテリ10は電気的には並列に接続して設け、冷却システム上は、冷却水が流通する流路を直列に接続して設けるとよい。この場合、当該流路における一方側のバッテリ10の温度と他方側のバッテリ10の温度とのうち、温度が高い方のバッテリ10側から温度が低い方のバッテリ10側へ冷却水が流通するようにするとよい。また、3つ以上のバッテリ10を設ける場合には、要求電力に応じて2つ以上のバッテリ10の電力供給を遮断してもよいし、2つ以上のバッテリ10から電力を供給するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the plurality of
上記実施形態では、制御部30が、バッテリ10の温度と充電率とに基づいてバッテリ10の電力供給を遮断するとして説明した。しかしながら、制御部30は、バッテリ10の温度及び充電率のいずれか一方に基づいてバッテリ10の電力供給を遮断するように構成してもよい。
In the embodiment described above, the
上記実施形態では、負荷装置2としてインバータ3や走行モータ4を例示したが、電力を消費する車載装置(例えばポンプやカメラ等)であれば特に限定されない。また、本実施形態における暖気促進システム1は、車両走行中のみならず車両停車中に実行してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態における遮断部20は、図8に示すように、充電機器等の電力供給装置5からバッテリ10へ電力を供給する回路に使用してもよい。この場合、遮断部20Aは、電力供給装置5とバッテリ10との間に設けられ、電力供給装置5からバッテリ10への電力供給を遮断することとなる。この場合、温度判定部40により判定された温度閾値よりも温度の低いバッテリ10から順に充電して暖気を促進してもよく、ポンプ70及び切替弁80を作動させて温度が高いバッテリ10から温度が低いバッテリ10へと冷却水を循環させてもよい。なお、本変形例に対する制御フローは、図7のステップ#3~ステップ#4の処理が省略されることとなる。つまり、上記実施形態におけるバッテリ10の夫々から負荷装置2への電力供給を遮断可能な遮断部20と、電力供給装置5からバッテリ10への電力供給を遮断可能な遮断部20Aとを、上位概念化して、バッテリ10の夫々に対する電力を遮断可能な遮断部20と称する。
The
上記実施形態では、制御部30は、第1バッテリ11の温度が第2バッテリ12の温度よりも高い場合は、切替弁80を第1状態にし、第2バッテリ12の温度が第1バッテリ11の温度よりも高い場合は、切替弁80を第2状態にするとして説明した。しかしながら、冷却水の温度がバッテリ10の温度より高い場合には、温度が低いバッテリ10から高いバッテリ10に冷却水を流すことで効率的にバッテリ10の暖気を行うことが可能である。このため、必ず温度が高いバッテリ10から低いバッテリ10に冷却水を流す必要はなく、バッテリ10(第1バッテリ11及び第2バッテリ12)の温度だけでなく、冷却水の温度も用いて切替弁80の状態を変更する(第1状態又は第2状態に変更する)と好適である。この場合には、ポンプ70から吐出された冷却水の温度を測定する冷却水温度センサを備えるとよい。なお、冷却水温度センサを設ける場所は、例えば、切替弁80の上流側(三方弁92側)であると好適である。
In the embodiment described above, when the temperature of the
本発明は、車両に搭載されたバッテリの暖気を促進する暖気促進システムに用いることが可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be used for the warming-up promotion system which promotes warming up of the battery mounted in a vehicle.
1:暖気促進システム
2:負荷装置
10:バッテリ
10A:出力端子
20:遮断部
30:制御部
40:温度判定部
50:供給可能判定部
60:差異算定部
70:ポンプ
80:切替弁
1: Warm-up promotion system 2: Load device 10:
Claims (5)
互いに並列に接続された複数のバッテリと、
前記バッテリの夫々に対する電力を遮断可能な遮断部と、
前記バッテリの夫々の状態を示す状態情報に基づいて、複数の前記バッテリのうち、一部の前記バッテリに対する前記電力を遮断させる遮断指示を前記遮断部に出力する制御部と、を備える暖気促進システム。 A warming-up promotion system that promotes warming up of a battery installed in a vehicle,
multiple batteries connected in parallel with each other,
a cutoff unit capable of cutting off power to each of the batteries;
A warm-up promotion system comprising: a control unit that outputs a cutoff instruction to cut off the power to some of the plurality of batteries to the cutoff unit based on status information indicating the status of each of the batteries. .
前記制御部は、前記状態情報に基づいて、複数の前記バッテリのうち、一部の前記バッテリの前記電力供給を遮断させる遮断指示を前記遮断部に出力する請求項1に記載の暖気促進システム。 The cutoff unit is provided between an output terminal of each of the plurality of batteries and a load device to which the power of the battery is supplied, and is configured to be able to cut off power supply from each of the batteries to the load device. has been
The warm-up promotion system according to claim 1, wherein the control unit outputs a cutoff instruction to cut off the power supply to some of the batteries among the plurality of batteries to the cutoff unit, based on the state information.
複数の前記バッテリのうち、予め設定された温度閾値よりも低い温度の低温バッテリを判定する温度判定部と、
前記バッテリに対する要求電力が、前記温度判定部で判定された前記低温バッテリで供給可能か否かを判定する供給可能判定部と、を更に備え、
前記制御部は、前記供給可能判定部により前記要求電力が少なくとも1つの前記低温バッテリで供給可能であると判定された場合に、前記少なくとも1つの低温バッテリ以外の前記バッテリの前記電力供給を遮断させる請求項2に記載の暖気促進システム。 The state information includes temperature information indicating the temperature of the battery,
a temperature determination unit that determines a low-temperature battery whose temperature is lower than a preset temperature threshold among the plurality of batteries;
further comprising a supply capability determination unit that determines whether or not the requested power for the battery can be supplied by the low temperature battery determined by the temperature determination unit;
The control unit is configured to cut off the power supply to the batteries other than the at least one low-temperature battery when the supply possibility determination unit determines that the requested power can be supplied by at least one of the low-temperature batteries. The warm-up promotion system according to claim 2.
複数の前記バッテリにおける前記充電率の最大値に対する、複数の前記バッテリの夫々の前記充電率の差異を算定する差異算定部を更に備え、
前記制御部は、前記充電率の差異が予め設定された差異閾値よりも大きい場合に、複数の前記バッテリのうち、少なくとも前記充電率の差異が最も大きい前記バッテリの前記電力供給を遮断させる請求項2又は3に記載の暖気促進システム。 The state information includes charging rate information indicating a charging rate of the battery,
further comprising a difference calculation unit that calculates a difference in the charging rate of each of the plurality of batteries with respect to the maximum value of the charging rate in the plurality of batteries,
The control unit is configured to cut off the power supply to at least the battery having the largest difference in the charging rate among the plurality of batteries when the difference in the charging rate is larger than a preset difference threshold. Warm-up promotion system according to 2 or 3.
前記ポンプからの前記冷却水を、複数の前記バッテリのうちの第1バッテリから、複数の前記バッテリのうちの前記第1バッテリとは異なる第2バッテリへ流通させる第1状態と、前記冷却水を、前記第2バッテリから、前記第1バッテリへ流通させる第2状態とに切り替え可能な切替弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記第1バッテリの温度が前記第2バッテリの温度よりも高い場合は、前記切替弁を前記第1状態にし、前記第2バッテリの温度が前記第1バッテリの温度よりも高い場合は、前記切替弁を前記第2状態にする請求項1又は2に記載の暖気促進システム。 a pump that circulates cooling water to each of the plurality of batteries;
a first state in which the cooling water from the pump is distributed from a first battery of the plurality of batteries to a second battery different from the first battery of the plurality of batteries; , further comprising a switching valve capable of switching between a second state and a second state in which the battery flows from the second battery to the first battery,
When the temperature of the first battery is higher than the temperature of the second battery, the control unit sets the switching valve to the first state, and the temperature of the second battery is higher than the temperature of the first battery. The warm-up promotion system according to claim 1 or 2, wherein if the switching valve is in the second state.
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