JP4089691B2 - Vehicle battery control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To collect excessive traveling torque efficiently by controlling remaining capacity SOC during the period of time when a car is driven considering the self discharging of HV battery 5 during the stop period of time of an engine and the like, and to make it possible to reliably start vehicles including a hybrid vehicle. <P>SOLUTION: The controller 1 of the HV battery 5 calculates the lower limit of usable range NLSOC of the remaining capacity SOC considering the self discharging, by executing a main routine by a battery ECU 14. Then, an HV control ECU 15 controls the remaining capacity SOC based on the lower limit of the usable range NLSOC. Also, a value of self-discharging rate SDR is corrected using a predicted value of an average temperature during the stop period. This makes it possible to control the remaining capacity SOC considering self-discharging capacity. As a result, the excessive traveling torque can be collected efficiently and the engine can be started reliably. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、車両用電池の残存容量を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device that controls the remaining capacity of a vehicle battery.
〔従来の技術〕
従来より、地球温暖化や石油資源枯渇などの問題に対して、充電可能な電池から走行トルクを得ることができるハイブリッド自動車や電気自動車などが注目されている。
これらの車両では、減速等により生じる余分の走行トルクを電力に変換して電池を充電する回生充電が行われている。余分の走行トルクは、電池が満充電状態で充電できない場合、機械式ブレーキなどにより消費されてしまう。このため、余分の走行トルクを無駄なく効率的に回収するには、電池の残存容量をできるだけ低く維持することが要望される。
[Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like that can obtain running torque from rechargeable batteries have been attracting attention for problems such as global warming and oil resource depletion.
In these vehicles, regenerative charging is performed in which extra traveling torque generated by deceleration or the like is converted into electric power to charge the battery. Excess travel torque is consumed by a mechanical brake or the like when the battery is not fully charged. For this reason, in order to efficiently recover the excess running torque without waste, it is desired to keep the remaining capacity of the battery as low as possible.
しかし、ハイブリッド自動車では、エンジンの起動も同じ電池からの出力を用いて行われるため、残存容量が低すぎるとエンジン起動が不可能となる。また、電気自動車でも、残存容量が低すぎると発進が不可能となる。よって、ハイブリッド自動車のエンジンの起動や電気自動車の発進のような車両の始動を確実に行うという点では、電池の残存容量をできるだけ高く維持することが要望される。   However, in a hybrid vehicle, the engine is also started using the output from the same battery. Therefore, if the remaining capacity is too low, the engine cannot be started. Even in an electric vehicle, it is impossible to start if the remaining capacity is too low. Therefore, it is desired to maintain the remaining capacity of the battery as high as possible in terms of reliably starting the vehicle such as starting the engine of the hybrid vehicle or starting the electric vehicle.
そこで、電池の残存容量を電池温度または気温に応じて制御することにより、車両の始動を確保する方法が考えられている(例えば、特許文献1参照)。この方法は、電池温度や気温の低下とともに電池の出力が低下という点に着目している。そして、これらの温度に応じて電池の残存容量の使用範囲下限を制御することにより、車両の始動を確保するとともに余分の走行トルクの回収を行っている。   In view of this, there has been considered a method of ensuring the start of the vehicle by controlling the remaining capacity of the battery according to the battery temperature or the air temperature (see, for example, Patent Document 1). This method focuses on the point that the output of the battery decreases as the battery temperature and temperature decrease. Then, by controlling the lower limit of the use range of the remaining capacity of the battery in accordance with these temperatures, the vehicle is secured and excess travel torque is recovered.
〔従来の技術の不具合〕
しかし、エンジンや電気モータなどの走行用駆動源が停止している停止期間でも、電池の残存容量は自己放電により低下する。このため、電池の残存容量が不十分となって、車両の始動を行うのに必要な出力を得ることができなくなる虞がある。
特開2002−345165号公報
[Deficiencies of conventional technology]
However, the remaining capacity of the battery decreases due to self-discharge even during the stop period in which the driving source for driving such as the engine or the electric motor is stopped. For this reason, the remaining capacity of the battery becomes insufficient, and there is a possibility that the output necessary for starting the vehicle cannot be obtained.
JP 2002-345165 A
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、停止期間の電池の自己放電を考慮して電池の残存容量を制御することにより、余分の走行トルクを効率的に回収するとともに、車両の始動を確実に行うことができる車両用電池の制御装置の提供にある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its purpose is to control the remaining capacity of the battery in consideration of the self-discharge of the battery during the stop period, thereby efficiently removing the excess running torque. The vehicle battery control device is capable of recovering automatically and starting the vehicle reliably.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に電池から放電される自己放電量に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、電池の残存容量を制御する充放電制御手段とを備える。
これにより、自己放電量を考慮しながら電池の残存容量を制御することができる。この結果、余分の走行トルクを効率的に回収できるとともに、車両の始動を確実に行えるようになる。
[Means of Claim 1]
The vehicle battery control device according to claim 1 includes: a remaining capacity lower limit calculating means for calculating a lower limit of a remaining use range of the battery according to a self-discharge amount discharged from the battery during the stop period; Charge / discharge control means for controlling the remaining capacity of the battery based on a value calculated by the calculation means.
Thereby, the remaining capacity of the battery can be controlled while taking the self-discharge amount into consideration. As a result, excess traveling torque can be efficiently recovered and the vehicle can be started reliably.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段を備え、残存容量下限算出手段は、平均気温予測手段による予測値に応じて自己放電量を算出する。
自己放電量は、温度依存性があり温度が高いほど多くなる。このような温度依存性を自己放電量の算出に反映させることにより、さらに精度の高い自己放電量を算出することができる。
[Means of claim 2]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle battery control apparatus comprising: an average temperature predicting unit that predicts an average temperature during a stop period; and the remaining capacity lower limit calculating unit calculates a self-discharge amount according to a predicted value by the average temperature predicting unit. calculate.
The self-discharge amount is temperature dependent and increases as the temperature increases. By reflecting such temperature dependence in the calculation of the self-discharge amount, a more accurate self-discharge amount can be calculated.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の単位時間当たりの自己放電量である自己放電率を、停止期間に電池の電圧を計測することにより更新する。
自己放電率は、電池の使用に伴い変動する虞がある。また、制御回路などに流れる暗電流が変動することにより、見かけ上、変動することもある。
そこで、電池の電圧の計測値を用いて自己放電率を更新することにより、上記のような変動に関わらず、正確な自己放電率を用いて電池の残存容量の使用範囲下限を算出することができる。
[Means of claim 3]
The vehicle battery control apparatus according to claim 3 updates the self-discharge rate, which is the self-discharge amount per unit time in the stop period, by measuring the battery voltage during the stop period.
The self-discharge rate may vary as the battery is used. Further, the dark current flowing through the control circuit or the like may fluctuate and appear to fluctuate.
Therefore, by updating the self-discharge rate using the measured value of the voltage of the battery, it is possible to calculate the lower limit of the remaining usage range of the battery using the accurate self-discharge rate regardless of the above fluctuations. it can.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、出力予測手段による予測値と車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、停止期間の経過後に車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段とを備え、残存容量下限算出手段は、必要残存容量予測手段による予測値に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する。
これにより、自己放電量ばかりでなく、車両を始動するのに必要な出力も考慮しながら、電池の残存容量を制御することができる。この結果、車両の始動の確実性がさらに向上する。
[Means of claim 4]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle battery control device that predicts an output that can be obtained from the battery after the stop period has elapsed, a predicted value by the output prediction means, and an output required to start the vehicle. The required remaining capacity predicting means for predicting the remaining capacity required to start the vehicle after the stop period has elapsed according to the comparison result, and the remaining capacity lower limit calculating means The lower limit of the use range of the remaining capacity of the battery is calculated according to the predicted value by the capacity prediction means.
Thus, the remaining capacity of the battery can be controlled while considering not only the self-discharge amount but also the output required to start the vehicle. As a result, the certainty of starting the vehicle is further improved.
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段を備え、出力予測手段は、最低気温予測手段による予測値に応じて、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する。
電池から得ることができる出力は、温度依存性があり温度が低いほど少なくなる。このような温度依存性を出力予測手段に反映させることにより、電池から得ることができる出力を、より高精度に算出することができる。
[Means of claim 5]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle battery control apparatus comprising: a minimum temperature predicting unit that predicts a minimum temperature during a stop period; Predict the output that can be obtained from the battery.
The output that can be obtained from the battery is temperature dependent and decreases with decreasing temperature. By reflecting such temperature dependency on the output predicting means, the output obtainable from the battery can be calculated with higher accuracy.
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の車両用電池の制御装置によれば、出力予測手段は、電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行う。
この結果、簡易な電気回路のモデルを用いて、電池から得ることができる出力を予測することができる。
[Means of claim 6]
According to the vehicle battery control apparatus of the sixth aspect, the output prediction means performs prediction using an equivalent circuit in which the battery is modeled by an electric circuit including a resistor and a capacitor.
As a result, the output that can be obtained from the battery can be predicted using a simple electrical circuit model.
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の車両用電池の制御装置によれば、等価回路のインピーダンスは、電池から得られる電流の計測値および電池の電圧の計測値を用いて更新される。
これにより、電池の劣化などに伴う出力特性の経時変化を、出力予測手段に反映させることができる。このため、電池から得ることができる出力を、さらに高精度に算出することができる。
[Means of Claim 7]
According to the vehicle battery control apparatus of the seventh aspect, the impedance of the equivalent circuit is updated using the measured value of the current obtained from the battery and the measured value of the voltage of the battery.
As a result, it is possible to reflect the change over time in the output characteristics accompanying the deterioration of the battery in the output predicting means. For this reason, the output obtainable from the battery can be calculated with higher accuracy.
〔請求項8の手段〕
請求項8に記載の車両用電池の制御装置によれば、等価回路のインピーダンスは、電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新される。
これにより、一部の単位セルの劣化による出力特性の経時変化を、出力予測手段に反映させることができる。このため、電池から得ることができる出力を、さらに高精度に算出することができる。
[Means of Claim 8]
According to the vehicle battery control apparatus of the eighth aspect, the impedance of the equivalent circuit is updated when overcharge or overdischarge of the unit cell constituting the battery is detected.
As a result, it is possible to reflect the change in output characteristics with time due to deterioration of some unit cells in the output prediction means. For this reason, the output obtainable from the battery can be calculated with higher accuracy.
〔請求項9の手段〕
請求項9に記載の車両用電池の制御装置によれば、コンデンサの容量は、電圧の計測値から算出される残存容量、および電流の計測値から算出される電池の充電量の変化量を用いて更新される。
この手段は、等価回路のインピーダンスに含まれるコンデンサの容量を更新する手段の一形態である。
[Means of Claim 9]
According to the vehicle battery control apparatus of claim 9, the capacity of the capacitor uses the remaining capacity calculated from the measured voltage value and the amount of change in the charge amount of the battery calculated from the measured current value. Updated.
This means is a form of means for updating the capacitance of the capacitor included in the impedance of the equivalent circuit.
〔請求項10の手段〕
請求項10に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、インピーダンスの現在値およびインピーダンスの初期値に基づいて指標を算出する。
これにより、電池の劣化の程度を数値的に把握できるようになり、電池の異常や交換時期を知る目安をユーザに提示できる。
[Means of Claim 10]
The vehicle battery control device according to claim 10 calculates an index based on the current value of the impedance and the initial value of the impedance as a guide for battery maintenance.
As a result, the degree of battery deterioration can be grasped numerically, and a guideline for knowing battery abnormality and replacement time can be presented to the user.
〔請求項11の手段〕
請求項11に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、電池から得ることができる出力に基づいて指標を算出する。
これにより、請求項8と同様の効果が得られる。
[Means of Claim 11]
The vehicle battery control device according to claim 11 calculates an index based on an output obtainable from the battery as a guide for battery maintenance.
Thus, the same effect as in the eighth aspect can be obtained.
〔請求項12の手段〕
請求項12に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、電池の残存容量の使用範囲下限に基づいて指標を算出する。
これにより、請求項8と同様の効果が得られる。
[Means of Claim 12]
The vehicle battery control apparatus according to claim 12 calculates an index based on the lower limit of the use range of the remaining capacity of the battery as a guide for battery maintenance.
Thus, the same effect as in the eighth aspect can be obtained.
〔請求項13の手段〕
請求項13に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段と、始動可否判定手段により始動不可能と判定された場合に、この判定結果をユーザに報知する通信手段とを備える。
残存容量が使用範囲下限を下回らないように制御されても、停止期間が想定値以上に長くなる、または、停止期間中の気温の急激な変動などにより自己放電量が計算値以上に増加するなどの原因により、残存容量が、車両を始動するのに必要な残存容量よりも低くなる虞がある。
このような場合に、ユーザは、次回の始動が危ぶまれることを事前に知ることができるので、電池を充電させるなどの必要な措置をとることができる。
[Means of Claim 13]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the vehicle battery control device calculates the amount of change in the remaining capacity of the battery by measuring the voltage of the battery at regular time intervals during the stop period, and the vehicle is based on the amount of change. Next, it is provided with startability determination means for determining whether or not it can be started next, and communication means for notifying the user of the determination result when it is determined that start is not possible by the startability determination means.
Even if the remaining capacity is controlled so that it does not fall below the lower limit of the usage range, the stop period becomes longer than expected, or the self-discharge amount increases beyond the calculated value due to sudden fluctuations in temperature during the stop period, etc. For this reason, the remaining capacity may be lower than the remaining capacity required to start the vehicle.
In such a case, the user can know in advance that the next start-up will be jeopardized, and thus can take necessary measures such as charging the battery.
〔請求項14の手段〕
請求項14に記載の車両用電池の制御装置によれば、通信手段は、ユーザからの指令を伝達するために用いることができ、充放電制御手段は、ユーザからの充電指令が通信手段を介して伝達されることにより作動して、電池の残存容量を上昇させる。
これにより、ユーザは、次回の始動が危ぶまれることを知ることができるとともに、遠隔操作により電池を充電させることができる。
[Means of Claim 14]
According to the vehicle battery control apparatus of the fourteenth aspect, the communication unit can be used to transmit a command from the user, and the charge / discharge control unit receives the charge command from the user via the communication unit. The remaining capacity of the battery is increased.
Thereby, the user can know that the next start is in danger and can charge the battery by remote control.
〔請求項15の手段〕
請求項15に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段を備え、充放電制御手段は、始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、電池の残存容量を上昇させる。
これにより、停止期間に次回の始動が危ぶまれる状態になっても、自動的に電池が充電される。なお、この場合、ユーザは何ら操作を行う必要がない。
[Means of Claim 15]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the vehicle battery control device calculates the amount of change in the remaining capacity of the battery by measuring the voltage of the battery at regular time intervals during the stop period, and the vehicle operates based on the amount of change. Next, it is provided with startability determination means for determining whether or not it can be started next, and the charge / discharge control means automatically operates when the startability determination means determines that start is impossible, and increases the remaining capacity of the battery. .
As a result, the battery is automatically charged even if the next start is in danger during the stop period. In this case, the user does not need to perform any operation.
〔請求項16の手段〕
請求項16に記載の車両用電池の制御装置によれば、電池は車両の走行トルクを得るための電源である。
[Means of claim 16]
According to the vehicle battery control apparatus of the sixteenth aspect, the battery is a power source for obtaining a running torque of the vehicle.
〔請求項17の手段〕
請求項17に記載の車両用電池の制御装置によれば、電池はリチウムイオン電池である。
リチウムイオン電池は、ニッケル水素電池や鉛蓄電池などに比べて出力密度およびエネルギ密度が高く、また残存容量の演算精度が高いので、請求項1ないし請求項15の効果が特に大きい。
[Means of Claim 17]
According to the vehicle battery control device of the seventeenth aspect, the battery is a lithium ion battery.
Since the lithium ion battery has higher output density and energy density than the nickel metal hydride battery and lead storage battery, and the calculation accuracy of the remaining capacity is high, the effects of claims 1 to 15 are particularly great.
最良の形態1の車両用電池の制御装置は、停止期間に電池から放電される自己放電量に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、電池の残存容量を制御する充放電制御手段と、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段と、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、出力予測手段による予測値と車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、停止期間の経過後に車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段と、停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段と、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段とを備える。   The control device for a vehicle battery according to the best mode 1 includes a remaining capacity lower limit calculating means for calculating a lower limit of the remaining capacity of the battery according to a self-discharge amount discharged from the battery during the stop period, and a remaining capacity lower limit calculating Based on the calculated value by the means, the charge / discharge control means for controlling the remaining capacity of the battery, the average temperature prediction means for predicting the average temperature during the stop period, and the output that can be obtained from the battery after the stop period has elapsed Compare the output prediction means and the predicted value by the output prediction means with the output value required to start the vehicle, and according to the comparison result, the remaining capacity required to start the vehicle after the stop period has elapsed The required remaining capacity predicting means for predicting the minimum battery temperature, the minimum temperature predicting means for predicting the minimum temperature during the stop period, and the battery voltage are measured at regular intervals during the stop period, thereby calculating the amount of change in the remaining capacity of the battery Shi And a start determination unit that determines whether the vehicle can then start on the basis of the variation amount.
残存容量下限算出手段は、平均気温予測手段による予測値に応じて自己放電量を算出し、必要残存容量予測手段による予測値に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する。
出力予測手段は、最低気温予測手段による予測値に応じて、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する。また、出力予測手段は、電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行う。
等価回路のインピーダンスは、電池から得られる電流の計測値および電池の電圧の計測値を用いて更新される。また、等価回路のインピーダンスは、電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新される。
充放電制御手段は、始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、電池の残存容量を上昇させる。
The remaining capacity lower limit calculating means calculates the self-discharge amount according to the predicted value by the average temperature predicting means, and calculates the lower limit of the use range of the remaining capacity of the battery according to the predicted value by the necessary remaining capacity predicting means.
The output predicting means predicts the output that can be obtained from the battery after the lapse of the stop period, according to the predicted value by the minimum temperature predicting means. The output prediction means performs prediction using an equivalent circuit in which the battery is modeled by an electric circuit including a resistor and a capacitor.
The impedance of the equivalent circuit is updated using the measured current value obtained from the battery and the measured voltage value of the battery. Further, the impedance of the equivalent circuit is updated when overcharge or overdischarge of the unit cell constituting the battery is detected.
The charge / discharge control means automatically operates when the startability determination means determines that the start is impossible, and increases the remaining capacity of the battery.
最良の形態2の車両用電池の制御装置によれば、コンデンサの容量は、電圧の計測値から算出される残存容量、および電流の計測値から算出される電池の充電量の変化量を用いて更新される。   According to the vehicle battery control device of the best mode 2, the capacity of the capacitor is determined by using the remaining capacity calculated from the measured voltage value and the amount of change in the charge amount of the battery calculated from the measured current value. Updated.
〔実施例1の構成〕
実施例1の車両用電池の制御装置1を図面に基づいて説明する。制御装置1は、例えば、図1に示すようにエンジン2とモータジェネレータ3とを駆動源とするハイブリッド自動車4に搭載され、モータジェネレータ3との間で充放電を行うHV電池5の残存容量を制御する。ハイブリッド自動車4は、エンジン2、モータジェネレータ3、インバータ6、動力分割統合装置7、変速伝達装置8およびHV電池5を備える周知の構造をなしている。
[Configuration of Example 1]
A vehicle battery control apparatus 1 according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. For example, as shown in FIG. 1, the control device 1 is mounted on a hybrid vehicle 4 that uses an engine 2 and a motor generator 3 as driving sources, and the remaining capacity of the HV battery 5 that charges and discharges with the motor generator 3. Control. The hybrid vehicle 4 has a known structure including the engine 2, the motor generator 3, the inverter 6, the power split and integration device 7, the transmission transmission device 8, and the HV battery 5.
ここで、ハイブリッド自動車4の作動を説明する。
まず、ハイブリッド自動車4の発進時または加速時などには、モータジェネレータ3が、HV電池5からの放電を受けて電気モータとして機能しモータトルクを発生する。そして、このモータトルクが動力分割統合装置7にてエンジントルクと統合されてタイヤ9に伝達されることにより、走行トルクのアシストが行われる。
また、エンジン2の起動時にも、モータジェネレータ3が、HV電池5からの放電を受けて電気モータとして機能しモータトルクを発生する。そして、このモータトルクが動力分割統合装置7を介してエンジン2に伝達されることにより、エンジン2がクランキングされて起動する。
Here, the operation of the hybrid vehicle 4 will be described.
First, when the hybrid vehicle 4 starts or accelerates, the motor generator 3 receives a discharge from the HV battery 5 and functions as an electric motor to generate motor torque. The motor torque is integrated with the engine torque by the power split and integration device 7 and transmitted to the tire 9 to assist the running torque.
In addition, when the engine 2 is started, the motor generator 3 receives electric discharge from the HV battery 5 and functions as an electric motor to generate motor torque. Then, this motor torque is transmitted to the engine 2 via the power split and integration device 7, whereby the engine 2 is cranked and started.
次に、ハイブリッド自動車4の減速時などには、余分のエンジントルクが動力分割統合装置7にて分割されてモータジェネレータ3に伝達される。これにより、モータジェネレータ3は発電機として機能して電力を発生し電池の充電を行う。なお、HV電池5が満充電状態などで充電できない場合、余分のエンジントルクはタイヤ9に伝達されて、機械式ブレーキなどにより消費される。   Next, when the hybrid vehicle 4 is decelerated, the excess engine torque is divided by the power split / integration device 7 and transmitted to the motor generator 3. Thus, the motor generator 3 functions as a generator to generate electric power and charge the battery. When the HV battery 5 cannot be charged due to a fully charged state or the like, excess engine torque is transmitted to the tire 9 and consumed by a mechanical brake or the like.
HV電池5は、図2に示すように、60個のリチウムイオン電池の単位セル11を直列に配置した組電池であり、6個の単位セル11を1グループとするモジュール12に分割されている。すなわち、HV電池5は、10個のモジュール12により構成されている。   As shown in FIG. 2, the HV battery 5 is an assembled battery in which unit cells 11 of 60 lithium ion batteries are arranged in series, and is divided into modules 12 in which the six unit cells 11 are grouped. . That is, the HV battery 5 is composed of ten modules 12.
制御装置1は、インバータ6とHV電池5との間に介在する。この制御装置1は、個々の単位セル11の電圧を監視するセル監視回路13、HV電池5の状態を制御する電池ECU14、モータジェネレータ3の作動を制御するHV車両制御ECU15、車両位置検知手段16、通信手段17などを有する。   Control device 1 is interposed between inverter 6 and HV battery 5. The control device 1 includes a cell monitoring circuit 13 that monitors the voltage of each unit cell 11, a battery ECU 14 that controls the state of the HV battery 5, an HV vehicle control ECU 15 that controls the operation of the motor generator 3, and vehicle position detection means 16. And communication means 17.
セル監視回路13は、個々のモジュール12に配置されている。セル監視回路13は、個々の単位セル11の両端が接続されて単位セル11の電圧を検出する。これにより、セル監視回路13は、モジュール12を構成する個々の単位セル11の電圧がセル電圧上限とセル電圧下限との範囲内にあるか否かを監視するとともに、単位セル11同士の電圧のばらつきが所定の範囲内に収まるように、個々の単位セル11の電圧を調整することができる。   The cell monitoring circuit 13 is disposed in each module 12. The cell monitoring circuit 13 detects the voltage of the unit cell 11 by connecting both ends of each unit cell 11. Thereby, the cell monitoring circuit 13 monitors whether or not the voltages of the individual unit cells 11 constituting the module 12 are within the range between the cell voltage upper limit and the cell voltage lower limit, and The voltage of each unit cell 11 can be adjusted so that the variation is within a predetermined range.
電池ECU14は、中央処理装置(CPU)、記憶装置、入力装置、出力装置などを具備するコンピュータを有する。そして、電池ECU14は、各種信号が入力されるとともに、記憶された各種のルーチンを実行して各種信号を合成、出力することによりHV電池5の状態(例えば、残存容量)を制御する。   The battery ECU 14 includes a computer including a central processing unit (CPU), a storage device, an input device, an output device, and the like. The battery ECU 14 receives various signals and controls the state (for example, remaining capacity) of the HV battery 5 by executing various stored routines to synthesize and output the various signals.
電池ECU14は、個々のモジュール12の両端が接続されて、個々のモジュール12の電圧を計測するための信号が入力される。これにより、電池ECU14は、HV電池5全体の電圧Vを計測することができ、この計測値に基づいてHV電池5の残存容量SOCを算出することができる。さらに、電池ECU14は、組電池を構成する個々のモジュール12の電圧が上限と下限との範囲内にあるか否かを監視することができ、モジュール12同士の電圧のばらつきが所定の範囲内に収まるように、個々のモジュール12の電圧を調整することができる。   The battery ECU 14 is connected to both ends of each module 12 and receives a signal for measuring the voltage of each module 12. Thereby, battery ECU14 can measure the voltage V of the HV battery 5 whole, and can calculate the remaining capacity SOC of the HV battery 5 based on this measured value. Further, the battery ECU 14 can monitor whether or not the voltages of the individual modules 12 constituting the assembled battery are within the range between the upper limit and the lower limit, and the voltage variation between the modules 12 is within a predetermined range. The voltage of the individual modules 12 can be adjusted to fit.
また、電池ECU14は、個々のセル監視回路13から過充放電検出信号線21が接続されて、過充放電検出信号を検出することができる。ここで、過充放電検出信号とは、個々の単位セル11の電圧がセル電圧上限以上またはセル電圧下限以下であることを検知するための信号であり、個々の単位セル11の電圧がセル電圧上限以上またはセル電圧下限以下になったときにセル監視回路13から出力される。   Further, the battery ECU 14 can detect the overcharge / discharge detection signal by connecting the overcharge / discharge detection signal line 21 from each cell monitoring circuit 13. Here, the overcharge / discharge detection signal is a signal for detecting that the voltage of each unit cell 11 is equal to or higher than the cell voltage upper limit or lower than the cell voltage lower limit, and the voltage of each unit cell 11 is the cell voltage. It is output from the cell monitoring circuit 13 when the upper limit is exceeded or the cell voltage lower limit is reached.
また、電池ECU14は、インバータ6とHV電池5との間に流れる電流を計測するための電流センサ22から電流検出信号線23が接続されて、電流検出信号が入力される。ここで、電流検出信号とは、インバータ6とHV電池5との間に流れる電流Iを計測するための信号である。   In addition, the battery ECU 14 is connected to a current detection signal line 23 from a current sensor 22 for measuring a current flowing between the inverter 6 and the HV battery 5 and receives a current detection signal. Here, the current detection signal is a signal for measuring the current I flowing between the inverter 6 and the HV battery 5.
また、電池ECU14は、HV電池5の温度(以下、電池温度と呼ぶ)を計測するためにHV電池5に取り付けられたHV電池温度センサ25から電池温度検出信号線24が接続されて、電池温度検出信号が入力される。ここで、電池温度検出信号とは、電池温度を計測するための信号である。   Further, the battery ECU 14 is connected to a battery temperature detection signal line 24 from an HV battery temperature sensor 25 attached to the HV battery 5 in order to measure the temperature of the HV battery 5 (hereinafter referred to as battery temperature). A detection signal is input. Here, the battery temperature detection signal is a signal for measuring the battery temperature.
また、電池ECU14は、HV電池5の近傍の環境温度を計測するための環境温度センサ26から環境温度検出信号線27が接続されて、環境温度検出信号が入力される。ここで、環境温度検出信号とは、HV電池5の近傍の環境温度を計測するための信号である。
また、電池ECU14は、HV車両制御ECU15からの通信線28により、後記する最低気温の予測値または平均気温の予測値が入力される。
The battery ECU 14 is connected to an environmental temperature detection signal line 27 from an environmental temperature sensor 26 for measuring the environmental temperature in the vicinity of the HV battery 5 and receives an environmental temperature detection signal. Here, the environmental temperature detection signal is a signal for measuring the environmental temperature in the vicinity of the HV battery 5.
Further, the battery ECU 14 receives a predicted value of the minimum temperature or a predicted value of the average temperature, which will be described later, via the communication line 28 from the HV vehicle control ECU 15.
そして、電池ECU14は、これらの各種の計測値や入力値に基づいて、後記するメインルーチン、SDR更新ルーチン、R更新ルーチン、Rct更新ルーチン、Rs更新ルーチンおよび充電ルーチンを実行する。これらの実行により、電池ECU14は、各種の算出、更新を行うとともに各種の信号を合成して、HV車両制御ECU15に出力する。これにより、残存容量SOCが制御される。
また、電池ECU14は、HV電池5に交換、修理などの手入れを行う目安としての劣化指標SOHを算出する。
Then, the battery ECU 14 executes a main routine, an SDR update routine, an R update routine, an Rct update routine, an Rs update routine, and a charge routine, which will be described later, based on these various measured values and input values. With these executions, the battery ECU 14 performs various calculations and updates, synthesizes various signals, and outputs them to the HV vehicle control ECU 15. Thereby, the remaining capacity SOC is controlled.
Further, the battery ECU 14 calculates a deterioration index SOH as a guide for performing maintenance such as replacement and repair of the HV battery 5.
HV車両制御ECU15は、中央処理装置(CPU)、記憶装置、入力装置、出力装置などを具備するコンピュータを有する。そして、HV車両制御ECU15は、電池ECU14から各種の信号(例えば、後記するSOC下限の算出値)が入力されるとともに、各種の制御信号を合成してインバータ6へ出力することによりモータジェネレータ3の作動を制御する。これにより、HV車両制御ECU15は、残存容量SOCを制御する充放電制御手段として機能する。   The HV vehicle control ECU 15 includes a computer including a central processing unit (CPU), a storage device, an input device, an output device, and the like. The HV vehicle control ECU 15 receives various signals (for example, a calculated value of the SOC lower limit described later) from the battery ECU 14, combines various control signals, and outputs them to the inverter 6. Control the operation. Thereby, the HV vehicle control ECU 15 functions as a charge / discharge control means for controlling the remaining capacity SOC.
また、HV車両制御ECU15は、カーナビなどの車両位置検知手段16からの入力信号により現在の車両位置や日付を検知する。そして、検知された車両位置における気象情報マップ(図3(a)参照)から、エンジン2が停止している停止期間の平均気温および最低気温を予測し、これらの予測値を電池ECU14に出力する。すなわち、HV車両制御ECU15は、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段、および停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段としても機能する。   The HV vehicle control ECU 15 detects the current vehicle position and date based on an input signal from the vehicle position detection means 16 such as a car navigation system. Then, the average temperature and the minimum temperature during the stop period in which the engine 2 is stopped are predicted from the weather information map (see FIG. 3A) at the detected vehicle position, and these predicted values are output to the battery ECU 14. . That is, the HV vehicle control ECU 15 also functions as an average temperature predicting unit that predicts the average temperature during the stop period and a minimum temperature predicting unit that predicts the minimum temperature during the stop period.
通信手段17は、HV車両制御ECU15から入力される各種信号(例えば、劣化指標SOHの値)を、ユーザの携帯端末31やインターネット接続パソコンなどに送信する。また、ユーザからの指令信号(例えば、残存容量SOCを上昇させるための充電指令信号)を受信するとともにHV車両制御ECU15へ出力する。   The communication means 17 transmits various signals (for example, the value of the degradation index SOH) input from the HV vehicle control ECU 15 to the user's portable terminal 31 or an Internet-connected personal computer. Further, a command signal from the user (for example, a charge command signal for increasing the remaining capacity SOC) is received and output to the HV vehicle control ECU 15.
〔実施例1の制御方法〕
実施例1の制御方法を図面に基づいて説明する。
実施例1では、エンジン2が起動している間、電池ECU14により図4に示すメインルーチンが実行されて残存容量SOCの使用範囲下限NLSOCが算出されるとともに、残存容量SOCが使用範囲下限NLSOCを下回らないようにHV車両制御ECU15により残存容量SOCが制御される。メインルーチンは、エンジン2の起動中に所定の時間間隔ごとに実行され、使用範囲下限NLSOCはその都度更新される。
[Control Method of Example 1]
The control method of Example 1 is demonstrated based on drawing.
In the first embodiment, while the engine 2 is running, the battery ECU 14 executes the main routine shown in FIG. 4 to calculate the use range lower limit NLSOC of the remaining capacity SOC, and the remaining capacity SOC satisfies the use range lower limit NLSOC. The remaining capacity SOC is controlled by the HV vehicle control ECU 15 so as not to fall below. The main routine is executed at predetermined time intervals while the engine 2 is running, and the use range lower limit NLSOC is updated each time.
使用範囲下限NLSOCは、停止期間経過後にエンジン2を起動するのに必要な必要残存容量SLSOCおよび自己放電量を用いて算出される。ここで、自己放電量とは、停止期間中の残存容量SOCの低下量である。すなわち、使用範囲下限NLSOCは、必要残存容量SLSOCに自己放電量を加算することで求められる。なお、自己放電量は、停止期間の単位時間あたりの自己放電量である自己放電率SDRと、想定される停止期間とを乗算することにより算出される。   The use range lower limit NLSOC is calculated using the necessary remaining capacity SLSOC and the self-discharge amount necessary for starting the engine 2 after the stop period has elapsed. Here, the self-discharge amount is a decrease amount of the remaining capacity SOC during the stop period. That is, the use range lower limit NLSOC is obtained by adding the self-discharge amount to the required remaining capacity SLSOC. The self-discharge amount is calculated by multiplying the self-discharge rate SDR, which is the self-discharge amount per unit time of the stop period, and the assumed stop period.
必要残存容量SLSOCは、メインルーチンにおいて試行錯誤法により算出される。すなわち、「メインルーチンを実行する時の残存容量SOC」、または「前回のメインルーチンにより算出された必要残存容量SLSOC」の値を必要残存容量SLSOCの仮値とし、この必要残存容量SLSOCの仮値を更新することにより必要残存容量SLSOCを算出する。また、必要残存容量SLSOCの値を更新するための計算を実行する際には、図5に示すようにHV電池5を起電力Vo、電荷移動抵抗Rs、界面抵抗Rctおよび電気二重層容量Cからなる電気回路でモデル化した等価回路が用いられる。そして、電荷移動抵抗Rs、界面抵抗Rctおよび電気二重層容量Cにより、等価回路のインピーダンスが構成される。   The required remaining capacity SLSOC is calculated by a trial and error method in the main routine. That is, the value of “remaining capacity SOC when executing the main routine” or “required remaining capacity SLSOC calculated by the previous main routine” is set as a provisional value of the necessary remaining capacity SLSOC, and the provisional value of the necessary remaining capacity SLSOC Is updated to calculate the required remaining capacity SLSOC. Further, when the calculation for updating the value of the required remaining capacity SLSOC is executed, the HV battery 5 is obtained from the electromotive force Vo, the charge transfer resistance Rs, the interface resistance Rct, and the electric double layer capacity C as shown in FIG. An equivalent circuit modeled by an electrical circuit is used. The impedance of the equivalent circuit is configured by the charge transfer resistance Rs, the interface resistance Rct, and the electric double layer capacitance C.
ところで、自己放電率SDRの値は、HV電池5の使用に伴い変動する虞がある。また、制御回路などに流れる暗電流が変動することにより、見かけ上、自己放電率SDRが変動することもある。このため、メインルーチンとは別のSDR更新ルーチン(図6参照)によりSDRマップが更新される。ここで、SDRマップとは、図3(c)に示すように、自己放電率SDRと電池温度との相関を示すマップである。SDR更新ルーチンは、エンジン2の停止中にタイマ等で所定の時間間隔毎(例えば、1日毎または10日毎)に、一時的に電池ECU14を起動することにより実行される。   By the way, the value of the self-discharge rate SDR may vary as the HV battery 5 is used. In addition, when the dark current flowing through the control circuit or the like varies, the self-discharge rate SDR may vary apparently. For this reason, the SDR map is updated by an SDR update routine (see FIG. 6) different from the main routine. Here, the SDR map is a map showing the correlation between the self-discharge rate SDR and the battery temperature, as shown in FIG. The SDR update routine is executed by temporarily starting the battery ECU 14 at predetermined time intervals (for example, every day or every 10 days) with a timer or the like while the engine 2 is stopped.
また、電荷移動抵抗Rsの値および界面抵抗Rctの値は、HV電池5の劣化による経時変化が顕著に見られる。このため、メインルーチンとは別のR更新ルーチン(図7参照)によりRsマップおよびRctマップが更新される。ここで、Rsマップとは、図8(c)に示すように、電荷移動抵抗Rsと残存容量SOCおよび電池温度との相関を示すマップである。また、Rctマップとは、図8(d)に示すように、界面抵抗Rctと残存容量SOCおよび電池温度との相関を示すマップである。R更新ルーチンは、イグニッションキーがオンされた直後のようにHV電池5の電圧が安定しているときに実行される。   Further, the value of the charge transfer resistance Rs and the value of the interface resistance Rct are remarkably changed over time due to deterioration of the HV battery 5. For this reason, the Rs map and the Rct map are updated by an R update routine (see FIG. 7) different from the main routine. Here, the Rs map is a map showing the correlation between the charge transfer resistance Rs, the remaining capacity SOC, and the battery temperature, as shown in FIG. 8C. The Rct map is a map showing the correlation between the interface resistance Rct, the remaining capacity SOC, and the battery temperature, as shown in FIG. 8 (d). The R update routine is executed when the voltage of the HV battery 5 is stable, just after the ignition key is turned on.
さらに、界面抵抗Rctの値は、電極表面に生じる不活性被膜の影響を受けて上昇する。このため、Rctマップは、R更新ルーチンとは別のRct更新ルーチン(図9参照)によっても更新される。なお、不活性被膜は、エンジン2が停止してHV電池5から積極的な充放電が行われなくなると発生し停止期間の長さに応じて成長するが、エンジン2の起動などにより大電流が流れると破壊され、界面抵抗Rctの値に影響を及ぼさなくなる。Rct更新ルーチンは、長期間(例えば、1ヶ月以上)のエンジン2の停止後、イグニッションキーがオンされた時に実行される。   Further, the value of the interface resistance Rct increases due to the influence of the inactive film generated on the electrode surface. For this reason, the Rct map is also updated by an Rct update routine (see FIG. 9) different from the R update routine. The inert coating is generated when the engine 2 is stopped and no active charge / discharge from the HV battery 5 is performed, and grows according to the length of the stop period. When it flows, it is destroyed and does not affect the value of the interface resistance Rct. The Rct update routine is executed when the ignition key is turned on after the engine 2 has been stopped for a long period (for example, one month or longer).
また、HV電池5では一部の単位セル11が劣化することにより、インピーダンスの抵抗成分が変動することがある。そこで、この変動による一部の単位セル11の過充電または過放電を防止するため、R更新ルーチンとは別のRs更新ルーチン(図10参照)によりRsマップが更新される。なお、単位セル11の過充電または過放電を防止するにあたり、インピーダンスの抵抗成分の中で電荷移動抵抗Rsのみが更新されるのは、電気二重層容量Cと並列に配置された界面抵抗Rctよりも電気二重層容量Cと直列に配置された電荷移動抵抗Rsの方が通電時の応答が速く、確実に過充電または過放電を防止することができるからである。Rs更新ルーチンは、エンジン2の起動中に所定の時間間隔ごとに実行される。   Moreover, in the HV battery 5, when some unit cells 11 deteriorate, the resistance component of impedance may fluctuate. Therefore, in order to prevent overcharge or overdischarge of some unit cells 11 due to this fluctuation, the Rs map is updated by an Rs update routine (see FIG. 10) different from the R update routine. In preventing the unit cell 11 from being overcharged or overdischarged, only the charge transfer resistance Rs is updated among the resistance components of the impedance from the interface resistance Rct arranged in parallel with the electric double layer capacitance C. This is because the charge transfer resistor Rs arranged in series with the electric double layer capacitor C has a faster response when energized and can reliably prevent overcharge or overdischarge. The Rs update routine is executed at predetermined time intervals while the engine 2 is running.
以上のように、エンジン2の起動中は、主にメインルーチンが実行されることにより残存容量SOCが制御される。しかし、エンジン2の起動中に残存容量SOCが使用範囲下限NLSOCを下回らないように制御したとしても、停止期間が想定値以上に長くなると残存容量SOCが必要残存容量SLSOCよりも低くなる虞がある。また、停止期間の平均気温が予想値よりも高くなると、自己放電量が計算値以上に増加し、残存容量SOCが必要残存容量SLSOCよりも低くなる虞もある。そこで、エンジン2の停止中は、充電ルーチン(図11参照)により、残存容量SOCが必要残存容量SLSOCよりも低くならないようにしている。充電ルーチンは、エンジン2の停止中にタイマ等で一定の時間間隔毎(例えば、1日毎または10日毎)に、一時的に電池ECU14を起動することにより実行される。
なお、劣化指標SOHの算出はメインルーチンを用いて電池ECU14により行われる。この劣化指標SOHの算出は、所定の時間間隔毎に実施される。
As described above, during startup of the engine 2, the remaining capacity SOC is controlled mainly by executing the main routine. However, even if the remaining capacity SOC is controlled so that the remaining capacity SOC does not fall below the use range lower limit NLSOC during the startup of the engine 2, the remaining capacity SOC may become lower than the required remaining capacity SLSOC if the stop period becomes longer than the expected value. . Further, if the average temperature during the stop period becomes higher than the expected value, the self-discharge amount increases beyond the calculated value, and the remaining capacity SOC may be lower than the required remaining capacity SLSOC. Therefore, when the engine 2 is stopped, the remaining capacity SOC is prevented from becoming lower than the required remaining capacity SLSOC by a charging routine (see FIG. 11). The charging routine is executed by temporarily starting the battery ECU 14 at regular time intervals (for example, every day or every 10 days) with a timer or the like while the engine 2 is stopped.
The deterioration index SOH is calculated by the battery ECU 14 using the main routine. The calculation of the deterioration index SOH is performed at predetermined time intervals.
以下に、メインルーチン、SDR更新ルーチン、R更新ルーチン、Rct更新ルーチン、Rs更新ルーチンおよび充電ルーチンの各ステップ、および劣化指標SOHの算出を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, the main routine, the SDR update routine, the R update routine, the Rct update routine, the Rs update routine, the charge routine, and the calculation of the deterioration index SOH will be described with reference to the drawings.
最初に、メインルーチンのステップを、図4に基づいて説明する。
まずステップ1で、停止期間経過後にエンジン2を起動するのに必要な出力WESを算出する。出力WESは、図示しないエンジン起動必要出力マップを用いて算出される。エンジン起動必要出力マップは、エンジン2を起動するのに必要な出力と温度との相関を示すマップである。出力WESは温度が低いほど大きくなる。よって、出力WESは、HV車両制御ECU15から電池ECU14に入力された最低気温の予測値をエンジン起動必要出力マップに当てはめることにより算出される。
First, the steps of the main routine will be described with reference to FIG.
First, in step 1, an output WES required to start the engine 2 after the stop period has elapsed is calculated. The output WES is calculated using an engine start required output map (not shown). The engine start required output map is a map showing the correlation between the output and the temperature required for starting the engine 2. The output WES increases as the temperature decreases. Therefore, the output WES is calculated by applying the predicted value of the minimum temperature input from the HV vehicle control ECU 15 to the battery ECU 14 to the engine start required output map.
次にステップ2で、エンジン2の起動時にHV電池5から得ることができるエンジン起動電流の最大値IESmaxを算出する。エンジン起動電流の最大値IESmaxは、図3(b)に示されたエンジン起動電流パターンに基づいて算出される。エンジン起動電流パターンは、エンジン2の起動時にHV電池5から得られる電流の経時変化を示すマップである。エンジン起動電流パターンは、常温および高温のパターンaと、低温のパターンbとに分けて設定されている。パターンbは、クランキング時間の増大に対応させるため、電流の出力時間がパターンaよりも長く設定されている。そして、パターンa、bのいずれか一方が、停止期間の最低気温の予測値に基づいて選択され、選択されたパターンからエンジン起動電流の最大値IESmaxが算出される。なお、パターンbは、最低気温の予測値が−20℃以下のときに選択される。   Next, in step 2, the maximum value IESmax of the engine starting current that can be obtained from the HV battery 5 when the engine 2 is started is calculated. The maximum value IESmax of the engine starting current is calculated based on the engine starting current pattern shown in FIG. The engine start current pattern is a map showing a change with time of current obtained from the HV battery 5 when the engine 2 is started. The engine starting current pattern is set to be divided into a normal temperature and high temperature pattern a and a low temperature pattern b. The pattern b is set to have a longer current output time than the pattern a in order to cope with an increase in the cranking time. Then, one of the patterns a and b is selected based on the predicted value of the minimum temperature during the stop period, and the maximum value IESmax of the engine start current is calculated from the selected pattern. The pattern b is selected when the predicted value of the minimum temperature is −20 ° C. or lower.
次にステップ3で起電力Voを算出する。起電力Voは、図8(a)に示されたセル起電力マップを用いて算出される。セル起電力マップは、単位セル11の1個当たりの起電力(以下、セル起電力と呼ぶ)と残存容量SOCとの相関を示すマップである。そして、残存容量SOCに必要残存容量SLSOCの値を当てはめることによりセル起電力が算出され、このセル起電力の値に単位セル11の数を乗じることにより起電力Voが算出される。   Next, in step 3, the electromotive force Vo is calculated. The electromotive force Vo is calculated using the cell electromotive force map shown in FIG. The cell electromotive force map is a map showing the correlation between the electromotive force per unit cell 11 (hereinafter referred to as cell electromotive force) and the remaining capacity SOC. Then, the cell electromotive force is calculated by applying the value of the required remaining capacity SLSOC to the remaining capacity SOC, and the electromotive force Vo is calculated by multiplying the value of the cell electromotive force by the number of unit cells 11.
次にステップ4で電荷移動抵抗Rsを算出する。電荷移動抵抗Rsは、図8(c)に示されたRsマップを用いて算出される。そして、Rsマップにおいて、残存容量SOCに必要残存容量SLSOCの値を当てはめるとともに、電池温度に停止期間の最低気温の予測値を当てはめることにより電荷移動抵抗Rsが算出される。   Next, at step 4, the charge transfer resistance Rs is calculated. The charge transfer resistance Rs is calculated using the Rs map shown in FIG. In the Rs map, the charge transfer resistance Rs is calculated by applying the value of the required remaining capacity SLSOC to the remaining capacity SOC and applying the predicted value of the minimum temperature during the stop period to the battery temperature.
次にステップ5で界面抵抗Rctを算出する。界面抵抗Rctは、図8(d)に示されたRctマップを用いて算出される。そして、Rctマップにおいて、残存容量SOCに必要残存容量SLSOCの値を当てはめるとともに、電池温度に停止期間の最低気温の予測値を当てはめることにより界面抵抗Rctが算出される。   Next, in step 5, the interface resistance Rct is calculated. The interface resistance Rct is calculated using the Rct map shown in FIG. In the Rct map, the interface resistance Rct is calculated by applying the value of the required remaining capacity SLSOC to the remaining capacity SOC and applying the predicted value of the minimum temperature during the stop period to the battery temperature.
次にステップ6で、等価回路にエンジン起動電流の最大値IESmaxを入力したときの応答電圧VBminを算出する。エンジン起動電流の最大値IESmaxは、パターンa、bのいずれか一方の最大値であるから、応答電圧VBminは、等価回路にパターンa、bのいずれか一方を入力したときの応答電圧パターンの最小値となる。また、等価回路の起電力Voはステップ3で算出された値が用いられ、電荷移動抵抗Rsはステップ4で算出された値が用いられ、界面抵抗Rctはステップ5で算出された値が用いられる。なお、電気二重層容量Cの値は固定値が用いられる。   Next, at step 6, a response voltage VBmin when the maximum engine startup current value IESmax is input to the equivalent circuit is calculated. Since the maximum value IESmax of the engine starting current is the maximum value of one of the patterns a and b, the response voltage VBmin is the minimum of the response voltage pattern when either the pattern a or b is input to the equivalent circuit. Value. In addition, the value calculated in step 3 is used as the electromotive force Vo of the equivalent circuit, the value calculated in step 4 is used as the charge transfer resistance Rs, and the value calculated in step 5 is used as the interface resistance Rct. . A fixed value is used as the value of the electric double layer capacitance C.
次にステップ7で、停止期間経過後にHV電池5から得ることができる出力WBを算出する。出力WBは、数式1のようにエンジン起動電流の最大値IESmaxと応答電圧VBminとを乗ずることにより算出される。
Next, in step 7, the output WB that can be obtained from the HV battery 5 after the stop period has elapsed is calculated. The output WB is calculated by multiplying the maximum value IESmax of the engine start current and the response voltage VBmin as shown in Equation 1.
次にステップ8で、出力WBが出力WESに充分に近似しているか否かを判定する。この判定は、出力WBの値と出力WESの値とを比較することにより行われる。この比較は、数式2に示すように、出力WBと出力WESとの数値的な差が所定値εよりも小さいか否かを判断することにより行われる。なお、数式2において、ABS(X)はXの絶対値を示すものとし、以下の説明等においても同様とする。そして、出力WBと出力WESとの差の絶対値がεよりも小さい場合は、出力WBが出力WESに充分に近似していると判定される。
そして、出力WBが出力WESに充分に近似していない(NO)と判定されたらステップ9へ進み、出力WBが出力WESに充分に近似している(YES)と判定されたらステップ10へ進む。
Next, in step 8, it is determined whether or not the output WB is sufficiently close to the output WES. This determination is performed by comparing the value of the output WB with the value of the output WES. This comparison is performed by determining whether or not the numerical difference between the output WB and the output WES is smaller than a predetermined value ε, as shown in Formula 2. In Equation 2, ABS (X) indicates the absolute value of X, and the same applies in the following description and the like. When the absolute value of the difference between the output WB and the output WES is smaller than ε, it is determined that the output WB is sufficiently approximate to the output WES.
If it is determined that the output WB is not sufficiently approximated to the output WES (NO), the process proceeds to step 9. If it is determined that the output WB is sufficiently approximated to the output WES (YES), the process proceeds to step 10.
ステップ9では、必要残存容量SLSOCを数式3により更新する。数式3では、出力WBが出力WESよりも大きい場合にΔSLSOCの値を負の値とし、出力WBが出力WESよりも小さい場合にΔSLSOCの値を正の値とする。これにより、必要残存容量SLSOCを試行錯誤法により確定して算出することが可能となる。
In step 9, the required remaining capacity SLSOC is updated by Equation 3. In Expression 3, when the output WB is larger than the output WES, the value of ΔSLSOC is a negative value, and when the output WB is smaller than the output WES, the value of ΔSLSOC is a positive value. As a result, the required remaining capacity SLSOC can be determined and calculated by a trial and error method.
ステップ10では、使用範囲下限NLSOCを数式4により算出する。なお、数式4において、TLは想定される停止期間である。本実施例では、停止期間TLを月単位(例えば2ヶ月)とし、自己放電率SDRを1ヶ月あたりの残存容量SOCの低下量としている。自己放電率SDRの値は、SDRマップにおいて、電池温度に停止期間の平均気温の予測値を当てはめることにより算出される。
使用範囲下限NLSOCの算出値は、電池ECU14からHV車両制御ECU15へ出力され、残存容量SOCの制御に用いられる。
In step 10, the use range lower limit NLSOC is calculated by Equation 4. In Equation 4, TL is an assumed stop period. In the present embodiment, the stop period TL is set as a monthly unit (for example, two months), and the self-discharge rate SDR is set as a decrease amount of the remaining capacity SOC per month. The value of the self-discharge rate SDR is calculated by applying a predicted value of the average temperature during the stop period to the battery temperature in the SDR map.
The calculated value of the use range lower limit NLSOC is output from the battery ECU 14 to the HV vehicle control ECU 15 and used for controlling the remaining capacity SOC.
以上により、メインルーチンを記憶するとともに実行する電池ECU14は、自己放電量および必要残存容量SLSOCに応じて使用範囲下限NLSOCを算出する残存容量下限算出手段、出力WBを予測する出力予測手段、および出力WBの予測値と出力WESの値とを比較しこの比較結果に応じて必要残存容量SLSOCを予測する必要残存容量予測手段をなしている。   As described above, the battery ECU 14 that stores and executes the main routine, the remaining capacity lower limit calculating means for calculating the use range lower limit NLSOC according to the self-discharge amount and the required remaining capacity SLSOC, the output predicting means for predicting the output WB, and the output A required remaining capacity predicting means for comparing the predicted value of WB and the value of output WES and predicting the required remaining capacity SLSOC according to the comparison result is provided.
続いて、SDR更新ルーチンを図6に基づいて説明する。
まずステップ21で、HV電池5の電圧Vを計測する。次にステップ22で、電圧Vの計測値を単位セル11の数で除算した後、図8(a)のセル起電力マップに当てはめて残存容量SOCを算出する。次にステップ23で、この残存容量SOCの算出値と前回のSDR更新ルーチン実行時に算出された残存容量SOCの値との差をSDR更新ルーチンが実行される時間間隔で除算することにより自己放電率SDRの仮値SDR′を算出する。次にステップ24で、仮値SDR′の値を基準温度での値に換算し、新たに仮値SDR′の値とする。
Next, the SDR update routine will be described with reference to FIG.
First, at step 21, the voltage V of the HV battery 5 is measured. Next, at step 22, the measured value of the voltage V is divided by the number of unit cells 11, and then applied to the cell electromotive force map of FIG. 8A to calculate the remaining capacity SOC. Next, at step 23, the self-discharge rate is calculated by dividing the difference between the calculated value of the remaining capacity SOC and the value of the remaining capacity SOC calculated at the previous execution of the SDR update routine by the time interval at which the SDR update routine is executed. A provisional value SDR ′ of the SDR is calculated. Next, at step 24, the value of the temporary value SDR 'is converted into a value at the reference temperature, and is newly set as the value of the temporary value SDR'.
次にステップ25で、前回のSDR更新ルーチンで求めた仮値SDR′の前回値と、今回のSDR更新ルーチンで求めた仮値SDR′の今回値との大小比較を行い、今回値の方が大きい場合(YES)はステップ26に進む。そしてステップ26で、今回値と前回値との比に基づいて、SDRマップを更新する。   Next, in step 25, the previous value of the provisional value SDR 'obtained in the previous SDR update routine is compared with the current value of the provisional value SDR' obtained in the current SDR update routine. If larger (YES), the process proceeds to step 26. In step 26, the SDR map is updated based on the ratio between the current value and the previous value.
続いて、R更新ルーチンを図7に基づいて説明する。
まずステップ41、42で、イグニッションキーがオンされてから微小時間Δt0が経過した時に、HV電池5の電圧VとHV電池5から得られる電流Iとを計測することにより、放電開始直後のHV電池5の電圧降下ΔV0、放電開始直後にHV電池5から得られる電流I0を算出する。
Next, the R update routine will be described with reference to FIG.
First, in Steps 41 and 42, when a minute time Δt0 has elapsed since the ignition key was turned on, the voltage V of the HV battery 5 and the current I obtained from the HV battery 5 are measured, whereby the HV battery immediately after the start of discharge. A voltage drop ΔV0 of 5 and a current I0 obtained from the HV battery 5 immediately after the start of discharge are calculated.
次にステップ43で、数式5を用いて電荷移動抵抗Rsの劣化係数ksを算出する。劣化係数ksは、HV電池5の劣化による電荷移動抵抗Rsの経時変化の度合を示すパラメータである。なお、数式5のRsには、現在の電池温度および残存容量SOCの値をRsマップに当てはめることにより算出された値が代入される。
Next, in step 43, the deterioration coefficient ks of the charge transfer resistance Rs is calculated using Equation 5. The deterioration coefficient ks is a parameter indicating the degree of change with time of the charge transfer resistance Rs due to deterioration of the HV battery 5. Note that the value calculated by applying the current battery temperature and the value of the remaining capacity SOC to the Rs map is substituted for Rs in Formula 5.
次にステップ44、45で、イグニッションキーがオンされてから時間Δt1(例えば、2秒)が経過した時に、HV電池5の電圧VとHV電池5から得られる電流Iとを計測することにより、放電開始直後から時間Δt1が経過するまでの間のHV電池5の電圧降下ΔV1、時間Δt1経過時にHV電池5から得られる電流I1を算出する。   Next, in Steps 44 and 45, when a time Δt1 (for example, 2 seconds) has elapsed since the ignition key was turned on, by measuring the voltage V of the HV battery 5 and the current I obtained from the HV battery 5, A voltage drop ΔV1 of the HV battery 5 from immediately after the start of discharge until the time Δt1 elapses, and a current I1 obtained from the HV battery 5 when the time Δt1 elapses are calculated.
次にステップ46で、数式6および数式7を用いて界面抵抗Rctの劣化係数kctを算出する。劣化係数kctは、HV電池5の劣化による界面抵抗Rctの経時変化の度合を示すパラメータである。なお、数式7のRctには、現在の電池温度および残存容量SOCの値をRctマップに当てはめることにより算出された値が代入される。
ここで、数式6のIAVEは、電流I0と電流I1との平均値である。なお、数式5および数式7は、通電時の等価回路の電荷収支から導かれる数式である。また、数式7において、exp(X)は自然対数の底eの指数関数を示すものとする。
以上により、算出された劣化係数ksおよび劣化係数kctの値に基づいて、RsマップおよびRctマップが更新される。
Next, in step 46, the deterioration coefficient kct of the interface resistance Rct is calculated using Equation 6 and Equation 7. The deterioration coefficient kct is a parameter indicating the degree of change with time of the interface resistance Rct due to deterioration of the HV battery 5. Note that a value calculated by applying the current battery temperature and the remaining capacity SOC value to the Rct map is substituted for Rct in Expression 7.
Here, IAVE in Expression 6 is an average value of the current I0 and the current I1. Equations 5 and 7 are equations derived from the charge balance of the equivalent circuit when energized. In Expression 7, exp (X) represents an exponential function of the base e of the natural logarithm.
As described above, the Rs map and the Rct map are updated based on the calculated values of the degradation coefficient ks and the degradation coefficient kct.
続いて、Rct更新ルーチンを図9に基づいて説明する。
まずステップ61で、エンジン2の起動時のHV電池5の電圧VESおよびエンジン2の起動時にHV電池5から得られる電流IESを計測する。次にステップ62で、電流IESの計測値を等価回路に当てはめて推定起動電圧VPESを算出する。
Next, the Rct update routine will be described with reference to FIG.
First, at step 61, the voltage VES of the HV battery 5 at the time of starting the engine 2 and the current IES obtained from the HV battery 5 at the time of starting the engine 2 are measured. Next, in step 62, the estimated startup voltage VPES is calculated by applying the measured value of the current IES to the equivalent circuit.
次にステップ63で、エンジン2の起動前のHV電池5の電圧と電圧VESとの差、すなわちエンジン2の起動によるHV電池5の電圧降下の計測値ΔVESを算出する。また、エンジン2の起動前のHV電池5の電圧と推定起動電圧VPESとの差、すなわちエンジン2の起動によるHV電池5の電圧降下の推定値ΔVPESを算出する。次にステップ64で、数式8を用いて界面抵抗上昇係数klrを算出する。
以上により算出された界面抵抗上昇係数klrの値に基づいて、Rctマップが更新される。
Next, in step 63, a difference between the voltage of the HV battery 5 and the voltage VES before the engine 2 is started, that is, a measured value ΔVES of the voltage drop of the HV battery 5 due to the start of the engine 2 is calculated. Further, a difference between the voltage of the HV battery 5 before starting the engine 2 and the estimated starting voltage VPES, that is, an estimated value ΔVPES of the voltage drop of the HV battery 5 due to starting of the engine 2 is calculated. Next, at step 64, the interface resistance increase coefficient klr is calculated using Equation 8.
The Rct map is updated based on the value of the interface resistance increase coefficient klr calculated as described above.
続いて、Rs更新ルーチンを図10に基づいて説明する。
まずステップ81で、HV電池5の放電中にいずれかの単位セル11の電圧vがセル電圧下限vLを下回ったか否か、またはHV電池5の充電中にいずれかの単位セル11の電圧vがセル電圧上限vUを上回ったか否かが判定される。この判定は、過充放電検出信号がセル監視回路13から電池ECU14に入力されたか否かに基づいて行うことができる。なお、本実施例では、放電の際に電流Iの計測値が正の値となり、充電の際に電流Iの計測値が負の値となる。そして、上記の条件が成り立つ場合(YES)にはステップ82へ進む。
Next, the Rs update routine will be described with reference to FIG.
First, in step 81, whether the voltage v of any unit cell 11 falls below the cell voltage lower limit vL during the discharge of the HV battery 5, or the voltage v of any unit cell 11 is charged during the charging of the HV battery 5. It is determined whether or not the cell voltage upper limit vU is exceeded. This determination can be made based on whether or not an overcharge / discharge detection signal is input from the cell monitoring circuit 13 to the battery ECU 14. In the present embodiment, the measured value of the current I becomes a positive value during discharging, and the measured value of the current I becomes a negative value during charging. If the above condition is satisfied (YES), the process proceeds to step 82.
ステップ82では、現時点の残存容量SOCの算出値をセル起電力マップに当てはめることにより、平均セル電圧vMOを算出する。次にステップ83で、数式9または数式10を用いて最大セル抵抗rMAXを算出する。すなわち、放電時には数式9が用いられ、充電時には数式10が用いられる。
In step 82, the average cell voltage vMO is calculated by fitting the calculated value of the current remaining capacity SOC to the cell electromotive force map. Next, in step 83, the maximum cell resistance rMAX is calculated using Equation 9 or Equation 10. That is, Equation 9 is used during discharging, and Equation 10 is used during charging.
次にステップ84で、数式11を用いて新たな劣化係数ksを算出する。劣化係数ksは、最大セル抵抗rMAXを平均セル電荷移動抵抗rsで除算することにより算出される。平均セル電荷移動抵抗rsは、電荷移動抵抗Rsの値をセル数で除算することにより算出される。なお、この計算に用いられる電荷移動抵抗Rsの値は、残存容量SOCの値と電池温度とを現在のRsマップに当てはめることにより算出される。
以上により、算出された劣化係数ksの値に基づいて、Rsマップが更新される。
Next, in step 84, a new deterioration coefficient ks is calculated using equation (11). The degradation coefficient ks is calculated by dividing the maximum cell resistance rMAX by the average cell charge transfer resistance rs. The average cell charge transfer resistance rs is calculated by dividing the value of the charge transfer resistance Rs by the number of cells. The value of the charge transfer resistance Rs used in this calculation is calculated by applying the value of the remaining capacity SOC and the battery temperature to the current Rs map.
As described above, the Rs map is updated based on the calculated value of the degradation coefficient ks.
続いて、充電ルーチンを図11に基づいて説明する。
まずステップ101で、HV電池5の電圧Vを計測する。次にステップ102で、この計測値をセル数で除算し、この除算された値をセル起電力マップに当てはめることにより、残存容量SOCを算出する。次にステップ103で、この残存容量SOCの値と前回の充電ルーチンで算出された残存容量SOCの値との差(以下、変化量ΔSOCと呼ぶ)を算出する。
Next, the charging routine will be described based on FIG.
First, at step 101, the voltage V of the HV battery 5 is measured. Next, at step 102, the remaining capacity SOC is calculated by dividing this measured value by the number of cells and applying this divided value to the cell electromotive force map. Next, in step 103, a difference (hereinafter referred to as a change amount ΔSOC) between the value of the remaining capacity SOC and the value of the remaining capacity SOC calculated in the previous charging routine is calculated.
次にステップ104で、現時点の残存容量SOCがエンジン2を起動するのに充分な値であるか否かを判定する。この判定は、数式12に示すように、今回の充電ルーチンで算出された残存容量SOCの値と必要残存容量SLSOCの値との差が、変化量ΔSOCより大きいか否かを判定することにより行われる。
Next, at step 104, it is determined whether or not the current remaining capacity SOC is a value sufficient to start the engine 2. This determination is performed by determining whether or not the difference between the value of the remaining capacity SOC calculated in the current charging routine and the value of the required remaining capacity SLSOC is greater than the change amount ΔSOC, as shown in Expression 12. Is called.
この結果、残存容量SOCの値と必要残存容量SLSOCの値との差が、変化量ΔSOCより大きい場合(YES)は、ステップ105へ進み残りの停止可能時間を算出する。この停止可能時間は、エンジン2を起動することができる残存容量SOCが確保されている時間である。停止可能時間は、電池ECU14からHV車両制御ECU15に出力され、さらに通信手段17を介してユーザの携帯端末31やインターネット接続パソコンなどに入力される。   As a result, if the difference between the value of the remaining capacity SOC and the value of the required remaining capacity SLSOC is larger than the change amount ΔSOC (YES), the routine proceeds to step 105 and the remaining stoppable time is calculated. This stoppable time is a time during which a remaining capacity SOC capable of starting the engine 2 is secured. The stoppable time is output from the battery ECU 14 to the HV vehicle control ECU 15, and is further input to the user's mobile terminal 31, Internet-connected personal computer, or the like via the communication unit 17.
また、残存容量SOCの値と必要残存容量SLSOCの値との差が、変化量ΔSOCより小さい場合(NO)は、ステップ106へ進み充電促進指令を合成する。充電促進指令は、電池ECU14からHV車両制御ECU15に出力される。そして、充電促進指令が入力されるとエンジン2が起動するとともに、HV車両制御ECU15は自動的に作動して残存容量SOCを上昇させる。
以上により、充電ルーチンを記憶するとともに実行する電池ECU14は、エンジン2の停止中に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより変化量ΔSOCを算出し、変化量ΔSOCに基づいてハイブリッド自動車4が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段をなす。
Further, when the difference between the value of the remaining capacity SOC and the value of the required remaining capacity SLSOC is smaller than the change amount ΔSOC (NO), the process proceeds to step 106 and a charge promotion command is synthesized. The charge promotion command is output from the battery ECU 14 to the HV vehicle control ECU 15. When the charge promotion command is input, the engine 2 is started and the HV vehicle control ECU 15 is automatically operated to increase the remaining capacity SOC.
As described above, the battery ECU 14 that stores and executes the charging routine calculates the change amount ΔSOC by measuring the voltage of the battery at regular time intervals while the engine 2 is stopped, and the hybrid vehicle 4 based on the change amount ΔSOC. It is possible to determine whether or not the engine can be started next.
続いて、劣化指標SOHの算出について説明する。
本実施例の劣化指標SOHは、使用範囲下限NLSOCに基づいて算出される。劣化指標SOHの算出に用いられる使用範囲下限NLSOCの値は、所定の劣化指標算出用の基準温度を用いてメインルーチンと同様のステップを実行することにより算出される。この使用範囲下限NLSOCの算出値を数式13に代入することにより、劣化指標SOHの値が算出される。
数式13において、NLSOCuは使用範囲下限NLSOCの最大値であり、NLSOC0は出荷時などのHV電池5の初期状態における値、すなわち使用範囲下限NLSOCの初期値である。本実施例では、最大値NLSOCuを70%とし、初期値NLSOC0を40%としている。なお、劣化指標SOHの値は、図8(b)に示すように、初期状態(使用範囲下限NLSOCが40%の状態)で1.0であり、使用範囲下限NLSOCの値が増加するにつれて直線的に減少する。そして、使用範囲下限NLSOCが70%の状態で0になる。
Next, calculation of the deterioration index SOH will be described.
The deterioration index SOH of the present embodiment is calculated based on the use range lower limit NLSOC. The value of the use range lower limit NLSOC used for calculating the deterioration index SOH is calculated by executing the same steps as the main routine using a predetermined reference temperature for deterioration index calculation. By substituting the calculated value of the use range lower limit NLSOC into Equation 13, the value of the deterioration index SOH is calculated.
In Expression 13, NLSOCu is the maximum value of the use range lower limit NLSOC, and NLSOC0 is a value in the initial state of the HV battery 5 at the time of shipment, that is, an initial value of the use range lower limit NLSOC. In this embodiment, the maximum value NLSOCu is 70%, and the initial value NLSOC0 is 40%. As shown in FIG. 8B, the value of the degradation index SOH is 1.0 in the initial state (the state where the use range lower limit NLSOC is 40%), and becomes a straight line as the value of the use range lower limit NLSOC increases. Decrease. And when the use range lower limit NLSOC is 70%, it becomes 0.
劣化指標SOHの算出値は、電池ECU14からHV車両制御ECU15に出力され、さらにカーナビのディスプレイなどのように図示しない運転席の情報端末装置や、通信手段17を介してユーザの携帯端末31やインターネット接続パソコンなどに入力される。これにより、ユーザに劣化指標SOHの値が提示される。   The calculated value of the deterioration index SOH is output from the battery ECU 14 to the HV vehicle control ECU 15, and further, an information terminal device of a driver's seat (not shown) such as a car navigation display, the user's portable terminal 31 and the Internet via the communication means 17. Input to connected PC. Thereby, the value of the degradation index SOH is presented to the user.
〔実施例1の効果〕
実施例1の制御装置1は、電池ECU14にてメインルーチンを実行することにより、自己放電量を考慮した使用範囲下限NLSOCを算出する。そして、HV車両制御ECU15にて、この使用範囲下限NLSOCに基づく残存容量SOCの制御が行われる。
これにより、自己放電量を考慮しながら残存容量SOCを制御することができるので、余分の走行トルクを効率的に回収できるとともに、エンジン2の起動を確実に行えるようになる。
[Effect of Example 1]
The control device 1 according to the first embodiment calculates the use range lower limit NLSOC considering the self-discharge amount by executing a main routine in the battery ECU 14. The HV vehicle control ECU 15 controls the remaining capacity SOC based on the use range lower limit NLSOC.
As a result, the remaining capacity SOC can be controlled in consideration of the amount of self-discharge, so that excess travel torque can be recovered efficiently and the engine 2 can be reliably started.
実施例1の制御装置1は、メインルーチンを実行する際に、停止期間の平均気温の予測値を電池温度に当てはめることにより、自己放電率SDRの値を算出する。
自己放電率SDRの値は、温度が高いほど大きくなる。このような温度依存性を自己放電率SDRの算出に反映させることにより、さらに精度の高い自己放電量を算出することができる。
When executing the main routine, the control device 1 according to the first embodiment calculates the value of the self-discharge rate SDR by applying the predicted value of the average temperature during the stop period to the battery temperature.
The value of the self-discharge rate SDR increases as the temperature increases. By reflecting such temperature dependence in the calculation of the self-discharge rate SDR, it is possible to calculate a more accurate self-discharge amount.
実施例1の制御装置1は、電池ECU14にてSDR更新ルーチンを実行することにより、SDRマップを更新する。この更新は、停止期間に定期的に計測されるHV電池5の電圧Vの計測値を用いて行われる。
これにより、HV電池5の使用などに伴う自己放電率SDRの変動を、自己放電率SDRの値に反映させることができる。このため、HV電池5の使用などに伴う自己放電率SDRの変動に関わりなく、メインルーチンの実行結果を信頼することができる。
The control device 1 according to the first embodiment updates the SDR map by executing an SDR update routine in the battery ECU 14. This update is performed using the measured value of the voltage V of the HV battery 5 that is periodically measured during the stop period.
Thereby, the fluctuation | variation of the self-discharge rate SDR accompanying use of the HV battery 5 etc. can be reflected in the value of the self-discharge rate SDR. For this reason, the execution result of the main routine can be trusted regardless of the fluctuation of the self-discharge rate SDR accompanying the use of the HV battery 5 or the like.
実施例1の制御装置1は、メインルーチンを実行する際に、停止期間経過後にHV電池5から得ることができる出力WBを予測するとともに、出力WBの予測値が、エンジン2を起動するの必要な出力WESの値に略一致するように、試行錯誤法により必要残存容量SLSOCの値を算出する。そして、このように算出された必要残存容量SLSOCと自己放電量とに応じて、使用範囲下限NLSOCを算出する。
これにより、自己放電量ばかりでなく、エンジン2を起動するの必要な出力WESも考慮しながら残存容量SOCを制御することができる。この結果、車両の始動の確実性がさらに向上する。
When executing the main routine, the control device 1 according to the first embodiment predicts the output WB that can be obtained from the HV battery 5 after the stop period has elapsed, and the predicted value of the output WB needs to start the engine 2. The value of the required remaining capacity SLSOC is calculated by a trial and error method so as to substantially match the value of the correct output WES. Then, the use range lower limit NLSOC is calculated according to the required remaining capacity SLSOC and the self-discharge amount calculated in this way.
Thus, the remaining capacity SOC can be controlled in consideration of not only the self-discharge amount but also the output WES required to start the engine 2. As a result, the certainty of starting the vehicle is further improved.
実施例1の制御装置1は、HV電池5を起電力Vo、電荷移動抵抗Rs、界面抵抗Rctおよび電気二重層容量Cからなる電気回路でモデル化した等価回路を用いて、停止期間経過後にHV電池5から得ることができる出力WBを予測する。
これにより、簡易な電気回路のモデルを用いて、出力WBを算出することができる。
The control device 1 according to the first embodiment uses an equivalent circuit in which the HV battery 5 is modeled by an electric circuit including an electromotive force Vo, a charge transfer resistance Rs, an interface resistance Rct, and an electric double layer capacitance C. The output WB that can be obtained from the battery 5 is predicted.
Thus, the output WB can be calculated using a simple electrical circuit model.
実施例1の制御装置1は、停止期間の最低気温の予測値を電池温度に当てはめることにより、電荷移動抵抗Rsおよび界面抵抗Rctを算出する。
HV電池5から得ることができる出力は温度が低いほど少なくなる。このような出力特性の温度依存性は、等価回路の電荷移動抵抗Rsおよび界面抵抗Rctに反映させることができる。よって、出力に対する温度条件が最も厳しい最低気温を用いて、電荷移動抵抗Rsおよび界面抵抗Rctを算出することにより、エンジン2の起動に対する確実性を向上させることができる。
The control device 1 according to the first embodiment calculates the charge transfer resistance Rs and the interface resistance Rct by applying the predicted value of the minimum temperature during the stop period to the battery temperature.
The output that can be obtained from the HV battery 5 decreases as the temperature decreases. Such temperature dependence of output characteristics can be reflected in the charge transfer resistance Rs and the interface resistance Rct of the equivalent circuit. Therefore, by calculating the charge transfer resistance Rs and the interface resistance Rct using the lowest temperature where the temperature conditions for the output are the strictest, the certainty for starting the engine 2 can be improved.
実施例1の制御装置1は、電池ECU14にてR更新ルーチンおよびRct更新ルーチンを実行することにより、等価回路の電荷移動抵抗Rsおよび界面抵抗Rctの値を更新する。そして、この更新は、HV電池5から得られる電流IおよびHV電池5の電圧Vの計測値を用いて行われる。
これにより、HV電池5の劣化などに伴う出力特性の経時変化を、等価回路に反映させることができる。このため、HV電池5の経時変化に関わりなく、メインルーチンの実行結果を信頼することができる。
The control device 1 according to the first embodiment updates the values of the charge transfer resistance Rs and the interface resistance Rct of the equivalent circuit by executing the R update routine and the Rct update routine in the battery ECU 14. This update is performed using measured values of the current I obtained from the HV battery 5 and the voltage V of the HV battery 5.
Thereby, the time-dependent change of the output characteristics accompanying the deterioration of the HV battery 5 can be reflected in the equivalent circuit. For this reason, the execution result of the main routine can be trusted regardless of the aging of the HV battery 5.
実施例1の制御装置1は、電池ECU14にてRs更新ルーチンを実行することにより、等価回路の電荷移動抵抗Rsの値を更新する。この更新は、セル監視回路13から電池ECU14に過充放電検出信号が入力されたときに行われる。
実施例1の等価回路では、電荷移動抵抗Rsが電気二重層容量Cと直列に配置され界面抵抗Rctが電気二重層容量Cと並列に配置されている。このため、電荷移動抵抗Rsの方が界面抵抗Rctよりも通電時の応答が速い。
よって、過充放電検出信号が検出されたときに電荷移動抵抗Rsの値を更新するようにすれば、より早期に、単位セル11の過充電および過放電の影響を解消することができる。
The control device 1 of the first embodiment updates the value of the charge transfer resistance Rs of the equivalent circuit by executing an Rs update routine in the battery ECU 14. This update is performed when an overcharge / discharge detection signal is input from the cell monitoring circuit 13 to the battery ECU 14.
In the equivalent circuit of the first embodiment, the charge transfer resistance Rs is arranged in series with the electric double layer capacitance C, and the interface resistance Rct is arranged in parallel with the electric double layer capacitance C. For this reason, the charge transfer resistance Rs has a faster response when energized than the interface resistance Rct.
Therefore, if the value of the charge transfer resistance Rs is updated when the overcharge / discharge detection signal is detected, the effects of overcharge and overdischarge of the unit cell 11 can be eliminated earlier.
実施例1の制御装置1は、使用範囲下限NLSOCに基づいて劣化指標SOHを算出する。
これにより、HV電池5の劣化の程度を数値的に把握できるようになり、HV電池5の異常や交換時期を知る目安をユーザに提示できる。
The control device 1 according to the first embodiment calculates the deterioration index SOH based on the use range lower limit NLSOC.
Thereby, the degree of deterioration of the HV battery 5 can be grasped numerically, and a guideline for knowing the abnormality of the HV battery 5 and the replacement time can be presented to the user.
実施例1の制御装置1は、停止期間中、定期的にHV電池5の電圧Vを計測することにより残存容量SOCの変化量ΔSOCを算出する。この変化量ΔSOCが残存容量SOCの値と必要残存容量SLSOCの値との差よりも大きくなったら、電池ECU14からHV車両制御ECU15に充電促進指令が出力される。そして、充電促進指令に基づいてエンジン2が起動するとともに、HV車両制御ECU15は残存容量SOCを上昇させる。
これにより、停止期間に次回のエンジン2の起動が危ぶまれる状態になっても、自動的にHV電池5が充電される。
The control device 1 of the first embodiment calculates the change amount ΔSOC of the remaining capacity SOC by measuring the voltage V of the HV battery 5 periodically during the stop period. When the amount of change ΔSOC is greater than the difference between the value of remaining capacity SOC and the value of required remaining capacity SLSOC, a charge acceleration command is output from battery ECU 14 to HV vehicle control ECU 15. Then, the engine 2 is started based on the charge promotion command, and the HV vehicle control ECU 15 increases the remaining capacity SOC.
As a result, the HV battery 5 is automatically charged even when the next start-up of the engine 2 is in danger during the stop period.
〔実施例2の制御方法〕
実施例2の電池ECU14は、等価回路の電気二重層容量C(以下、コンデンサの容量Cとする)の値を、HV電池5の劣化を反映した値にするため、C更新ルーチンにより更新する。この更新は、コンデンサの容量Cの劣化係数kcpを、HV電池5の初期の(工場出荷時の)満充電量Qf0に対する現在の可能満充電量Qfの比率として算出し、算出された劣化係数kcpを初期の容量C0に乗算することで、実行される。
[Control Method of Example 2]
The battery ECU 14 according to the second embodiment updates the value of the electric double layer capacity C (hereinafter referred to as capacitor capacity C) of the equivalent circuit by a C update routine so as to reflect the deterioration of the HV battery 5. In this update, the deterioration coefficient kcp of the capacity C of the capacitor is calculated as a ratio of the current possible full charge amount Qf to the initial (factory shipment) full charge amount Qf0 of the HV battery 5, and the calculated deterioration coefficient kcp is calculated. Is multiplied by the initial capacity C0.
ここで、HV電池5は、満充電状態、すなわち残存容量SOCが100%の状態で使用されることはなく、通常、60%程度で使用される。このため、可能満充電量Qfは、所定期間Tctにおける残存容量SOCの変化量と、所定期間Tctにおける充電量の変化量ΔQとの比率に基づいて算出される。   Here, the HV battery 5 is not used in a fully charged state, that is, in a state where the remaining capacity SOC is 100%, and is normally used at about 60%. Therefore, the possible full charge amount Qf is calculated based on the ratio between the change amount of the remaining capacity SOC during the predetermined period Tct and the change amount ΔQ of the charge amount during the predetermined period Tct.
そして、残存容量SOCの変化量は、所定期間TctにおけるHV電池5の電圧Vの初期値V1および最終値V2の計測値を、図8(a)に示すセル起電力マップに当てはめて残存容量SOCの初期値SOC1および最終値SOC2を求め、その差(SOC1−SOC2)を求めることで算出される。また、所定期間Tctにおける充電量の変化量ΔQは、HV電池5から得られる電流Iの計測値を、逐次、積算することで算出される。   The amount of change in the remaining capacity SOC is determined by applying the measured values of the initial value V1 and the final value V2 of the voltage V of the HV battery 5 in the predetermined period Tct to the cell electromotive force map shown in FIG. The initial value SOC1 and the final value SOC2 are obtained, and the difference (SOC1-SOC2) is obtained. Further, the change amount ΔQ of the charge amount in the predetermined period Tct is calculated by sequentially integrating the measured value of the current I obtained from the HV battery 5.
以下に、C更新ルーチンを、図12を用いて説明する。
まず、ステップ121で電圧Vの初期値V1および最終値V2の計測に適した時期か否かを判定する。
Hereinafter, the C update routine will be described with reference to FIG.
First, in step 121, it is determined whether or not it is a time suitable for measuring the initial value V1 and the final value V2 of the voltage V.
HV電池5からインバータ6に本格的に電流Iが流れている状態では、セル起電力マップに電圧Vの計測値を当てはめても、残存容量SOCを正確に求めることができない。よって、初期値V1および最終値V2の計測は、イグニッションキーのオン直後や、モータジェネレータ3が作動していない時のように、電流Iが本格的に流れていない状態で行う必要がある。そこで、ステップ121では、初期値V1および最終値V2の計測に適した時期か否か、つまり、電流Iが本格的に流れていない状態であるか否かを判定する。   In a state where the current I is flowing from the HV battery 5 to the inverter 6 in earnest, even if the measured value of the voltage V is applied to the cell electromotive force map, the remaining capacity SOC cannot be obtained accurately. Therefore, it is necessary to measure the initial value V1 and the final value V2 in a state where the current I is not flowing in earnest, such as immediately after the ignition key is turned on or when the motor generator 3 is not operating. Therefore, in step 121, it is determined whether or not it is a time suitable for measurement of the initial value V1 and the final value V2, that is, whether or not the current I is not flowing in earnest.
そして、初期値V1および最終値V2の計測時期であると判定されたら(YES)、ステップ122に進み、初期値V1および最終値V2の計測時期ではないと判定されたら(NO)、再度、ステップ121で同様の判定を行う。   If it is determined that it is the measurement time of the initial value V1 and the final value V2 (YES), the process proceeds to step 122. If it is determined that it is not the measurement time of the initial value V1 and the final value V2 (NO), the step is again performed. A similar determination is made at 121.
次に、ステップ122で初期値V1を計測し、ステップ123で、初期値V1の計測値をセル起電力マップに当てはめて、残存容量SOCの初期値SOC1を算出する。さらに、ステップ124で充電量の変化量ΔQの積算を開始する。なお、このステップ124は、上記のように電流Iの計測値を、逐次、積算することで実行される。   Next, the initial value V1 is measured in step 122, and in step 123, the initial value SOC1 of the remaining capacity SOC is calculated by applying the measured value of the initial value V1 to the cell electromotive force map. Further, in step 124, integration of the change amount ΔQ of the charge amount is started. This step 124 is executed by sequentially integrating the measured values of the current I as described above.
次に、ステップ125で所定期間Tctが経過したか否かを判定する。この判定は、初期値V1および最終値V2の計測時期であると判定された(ステップ121でYESと判定された)時点から、所定期間Tctが経過したか否かを判定するものである。そして、所定期間Tctが経過したと判定されたら(YES)、ステップ126に進み、所定期間Tctが経過していないと判定されたら(NO)、再度、ステップ125で同様の判定を行う。   Next, in step 125, it is determined whether or not a predetermined period Tct has elapsed. This determination is to determine whether or not the predetermined period Tct has elapsed since it was determined that it was the measurement time of the initial value V1 and the final value V2 (determined as YES in step 121). If it is determined that the predetermined period Tct has elapsed (YES), the process proceeds to step 126. If it is determined that the predetermined period Tct has not elapsed (NO), the same determination is performed again in step 125.
次に、ステップ126で変化量ΔQの積算を終了し、ステップ127で変化量ΔQの絶対値ABS(ΔQ)が、所定値ΔQctよりも大きいか否か、すなわち数式14が成立するか否かを判定する。
Next, in step 126, the integration of the change amount ΔQ is terminated, and in step 127, it is determined whether or not the absolute value ABS (ΔQ) of the change amount ΔQ is larger than a predetermined value ΔQct, that is, whether equation 14 is satisfied. judge.
そして、ステップ127で絶対値ABS(ΔQ)が所定値ΔQctよりも大きいと判定されたら(YES)、ステップ128に進み、絶対値ABS(ΔQ)が所定値ΔQct以下と判定されたら(NO)、ステップ121に戻る。   If it is determined in step 127 that the absolute value ABS (ΔQ) is larger than the predetermined value ΔQct (YES), the process proceeds to step 128. If the absolute value ABS (ΔQ) is determined to be equal to or smaller than the predetermined value ΔQct (NO), Return to step 121.
次に、ステップ128で最終値V2を計測し、ステップ129で、最終値V2の計測値をセル起電力マップに当てはめて、残存容量SOCの最終値SOC2を算出する。そして、ステップ130で変化量ΔQの最終の積算値、残存容量SOCの初期値SOC1および最終値SOC2を下記の数式15に当てはめて、現在の可能満充電量Qfを算出する。
Next, the final value V2 is measured in step 128, and in step 129, the measured value of the final value V2 is applied to the cell electromotive force map to calculate the final value SOC2 of the remaining capacity SOC. In step 130, the final integrated value of the change amount ΔQ, the initial value SOC1 and the final value SOC2 of the remaining capacity SOC are applied to the following formula 15, and the current possible full charge amount Qf is calculated.
次に、ステップ131で現在の可能満充電量Qfの算出値および初期の満充電量Qf0の値を下記の数式16に当てはめて、劣化係数kcpを算出する。
以上により算出された劣化係数kcpを、初期の容量C0に乗算することでコンデンサの容量Cが更新される。
Next, in step 131, the current calculated value of the possible full charge amount Qf and the initial value of the full charge amount Qf0 are applied to the following equation 16 to calculate the deterioration coefficient kcp.
The capacitance C of the capacitor is updated by multiplying the initial capacitance C0 by the deterioration coefficient kcp calculated as described above.
なお、ステップ127で、変化量ΔQの絶対値ABS(ΔQ)が所定値ΔQctよりも大きいか否かを判定したり、ステップ125で所定期間Tctの経過を判定した後、変化量ΔQの積算を終了するのは、可能満充電量Qfを高精度に算出するためである。   In step 127, it is determined whether or not the absolute value ABS (ΔQ) of the change amount ΔQ is larger than the predetermined value ΔQct. In step 125, it is determined whether the predetermined period Tct has elapsed, and then the change amount ΔQ is integrated. The reason for ending is to calculate the possible full charge amount Qf with high accuracy.
すなわち、可能満充電量Qfは、上記の数式15により算出される。このため、可能満充電量Qfを高精度に算出するには、変化量ΔQの絶対値ABS(ΔQ)が大きい方が好ましい。さらに、残存容量SOCの初期値SOC1および最終値SOC2を正確に求めるには、電流Iが本格的に流れるまでの極めて短い期間に初期値V1および最終値V2を計測しなければならない。そこで、ステップ125において経過時間の閾値として所定期間Tctが導入され、ステップ127において変化量ΔQの絶対値ABS(ΔQ)の閾値として所定値ΔQctが導入されている。   In other words, the possible full charge amount Qf is calculated by the above mathematical formula 15. For this reason, in order to calculate the possible full charge amount Qf with high accuracy, it is preferable that the absolute value ABS (ΔQ) of the change amount ΔQ is large. Furthermore, in order to accurately obtain the initial value SOC1 and the final value SOC2 of the remaining capacity SOC, the initial value V1 and the final value V2 must be measured in a very short period until the current I flows in earnest. Therefore, in step 125, a predetermined period Tct is introduced as a threshold value for the elapsed time, and in step 127, a predetermined value ΔQct is introduced as a threshold value for the absolute value ABS (ΔQ) of the change amount ΔQ.
〔実施例2の効果〕
実施例2では、C更新ルーチンを実行することにより、等価回路のコンデンサの容量Cの値を更新する。この更新は、HV電池5の電圧Vの計測値から算出される残存容量SOC、およびHV電池5から得られる電流Iの計測値から算出される充電量の変化量ΔQを用いて行われる。
これにより、等価回路のコンデンサの容量Cの値が、HV電池5の経時劣化に応じて更新される。このため、等価回路のインピーダンスの精度が向上するので、メインルーチンの実行結果の信頼性がさらに向上する。
[Effect of Example 2]
In the second embodiment, the value of the capacitance C of the capacitor of the equivalent circuit is updated by executing a C update routine. This update is performed using the remaining capacity SOC calculated from the measurement value of the voltage V of the HV battery 5 and the change amount ΔQ of the charge amount calculated from the measurement value of the current I obtained from the HV battery 5.
Thereby, the value of the capacity C of the capacitor of the equivalent circuit is updated according to the aging deterioration of the HV battery 5. For this reason, since the accuracy of the impedance of the equivalent circuit is improved, the reliability of the execution result of the main routine is further improved.
〔変形例〕
実施例1では、充電促進指令により自動的にHV電池5の充電が行われたが、HV電池5の充電不足を通信手段17によりユーザに報知し、ユーザに遠隔操作させることによりHV電池5の充電が行われるようにしてもよい。あるいは、ユーザには充電不足を報知するのみで、ユーザの手動操作によりエンジン2を起動させてHV電池5の充電を行うようにしてもよい。
[Modification]
In the first embodiment, the HV battery 5 is automatically charged according to the charge promotion command. However, the communication unit 17 informs the user of insufficient charging of the HV battery 5 and causes the user to remotely control the HV battery 5. Charging may be performed. Alternatively, it is possible to charge the HV battery 5 by starting the engine 2 by a user's manual operation only by notifying the user of insufficient charging.
実施例1では、使用範囲下限NLSOCに基づいて劣化指標SOHを算出したが、劣化係数ks、劣化係数kctや界面抵抗上昇係数klr、コンデンサ容量Cの劣化係数kcpの値を用いて劣化指標SOHを算出してもよい。ここで、界面抵抗上昇係数klrの値は電池温度や残存容量SOCの値に左右されないので、界面抵抗上昇係数klrに基づく劣化指標SOHの算出は、特に容易である。また、HV電池5から得ることができる出力も、HV電池5の劣化により経時変化するので、劣化指標SOHの算出に用いることができる。   In the first embodiment, the degradation index SOH is calculated based on the use range lower limit NLSOC. However, the degradation index SOH is calculated using the degradation coefficient ks, the degradation coefficient kct, the interface resistance increase coefficient klr, and the degradation coefficient kcp of the capacitor capacitance C. It may be calculated. Here, since the value of the interface resistance increase coefficient klr does not depend on the value of the battery temperature or the remaining capacity SOC, the calculation of the deterioration index SOH based on the interface resistance increase coefficient klr is particularly easy. Further, since the output that can be obtained from the HV battery 5 also changes with time due to deterioration of the HV battery 5, it can be used to calculate the deterioration index SOH.
実施例1では、制御装置1を、エンジン2とモータジェネレータ3とを駆動源とするハイブリッド自動車4のHV電池5の制御に用いたが、モータジェネレータ3のみを駆動源とする電気自動車の電池や、従来のガソリン車などのスタータ用電池などの制御に用いてもよい。
実施例1では、HV電池5としてリチウムイオン電池を用いたが、ニッケル水素電池や鉛蓄電池などを用いてもよい。
In the first embodiment, the control device 1 is used to control the HV battery 5 of the hybrid vehicle 4 using the engine 2 and the motor generator 3 as drive sources. Alternatively, it may be used for controlling a starter battery for a conventional gasoline vehicle or the like.
In Example 1, although the lithium ion battery was used as the HV battery 5, a nickel metal hydride battery, a lead acid battery, etc. may be used.
ハイブリッド自動車の構成を示す説明図である(実施例1)。1 is an explanatory diagram showing a configuration of a hybrid vehicle (Example 1). FIG. 制御装置の構成を示す説明図である(実施例1)。It is explanatory drawing which shows the structure of a control apparatus (Example 1). (a)は気象情報マップの一例であり、(b)はエンジン起動電流パターンを示すマップであり、(c)はSDRマップの一例である(実施例1)。(A) is an example of a weather information map, (b) is a map showing an engine starting current pattern, and (c) is an example of an SDR map (Example 1). メインルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。3 is a flowchart illustrating a main routine (first embodiment). 等価回路を示す説明図である(実施例1)。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit (Example 1). SDR更新ルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。6 is a flowchart illustrating an SDR update routine (Example 1). R更新ルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。10 is a flowchart illustrating an R update routine (Example 1). (a)はセル起電力マップであり、(b)は使用範囲下限と劣化指標との相関を示すマップであり、(c)はRsマップの一例であり、(d)はRctマップの一例である(実施例1)。(A) is a cell electromotive force map, (b) is a map showing the correlation between the lower limit of the range of use and the degradation index, (c) is an example of an Rs map, and (d) is an example of an Rct map. There is (Example 1). Rct更新ルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。10 is a flowchart illustrating an Rct update routine (first embodiment). Rs更新ルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。7 is a flowchart illustrating an Rs update routine (Example 1). 充電ルーチンを示すフローチャートである(実施例1)。3 is a flowchart showing a charging routine (Example 1). C更新ルーチンを示すフローチャートである(実施例2)。10 is a flowchart illustrating a C update routine (second embodiment).
符号の説明Explanation of symbols
1 制御装置
2 エンジン(駆動源)
3 モータジェネレータ(駆動源)
4 ハイブリッド自動車(車両)
5 HV電池(電池)
11 単位セル
14 電池ECU(残存容量下限算出手段、出力予測手段、必要残存容量予測手段、始動可否判定手段)
15 HV車両制御ECU(充放電制御手段、平均気温予測手段、最低気温予測手段)
17 通信手段
SOC 残存容量
TL 停止期間
NLSOC 使用範囲下限(残存容量の使用範囲下限)
SDR 自己放電率
V 電圧(電池の電圧)
WES 出力(車両を始動するのに必要な出力)
WB 出力(電池から得ることができる出力)
SLSOC 必要残存容量(車両を始動するのに必要な残存容量)
I 電流(電池から得られる電流)
SOH 劣化指標(指標)
C 容量(電気二重層容量、コンデンサの容量)
ΔQ 変化量(電池の充電量の変化量)
1 Control device 2 Engine (drive source)
3 Motor generator (drive source)
4 Hybrid vehicles (vehicles)
5 HV battery (battery)
11 unit cell 14 battery ECU (remaining capacity lower limit calculating means, output predicting means, required remaining capacity predicting means, startability determination means)
15 HV vehicle control ECU (charge / discharge control means, average temperature prediction means, minimum temperature prediction means)
17 Communication means SOC Remaining capacity TL Stop period NLSOC Use range lower limit (Remaining capacity use range lower limit)
SDR Self-discharge rate V Voltage (battery voltage)
WES output (output required to start the vehicle)
WB output (output obtainable from battery)
SLSOC required remaining capacity (remaining capacity required to start the vehicle)
I Current (current obtained from the battery)
SOH degradation index (index)
C Capacity (electric double layer capacity, capacitor capacity)
ΔQ change amount (change amount of battery charge)

Claims (17)

  1. 車両に搭載される電池の残存容量を制御する車両用電池の制御装置において、
    前記車両の駆動源が停止している停止期間に前記電池から放電される自己放電量に応じて、前記電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、
    この残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、前記電池の残存容量を制御する充放電制御手段とを備える車両用電池の制御装置。
    In a vehicle battery control device for controlling the remaining capacity of a battery mounted on a vehicle,
    A remaining capacity lower limit calculating means for calculating a lower limit of a use range of the remaining capacity of the battery according to a self-discharge amount discharged from the battery during a stop period in which the drive source of the vehicle is stopped;
    A vehicle battery control device comprising charge / discharge control means for controlling the remaining capacity of the battery based on a value calculated by the remaining capacity lower limit calculating means.
  2. 請求項1に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段を備え、
    前記残存容量下限算出手段は、前記平均気温予測手段による予測値に応じて、前記自己放電量を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to claim 1,
    An average temperature predicting means for predicting the average temperature during the stop period;
    The remaining capacity lower limit calculating unit calculates the self-discharge amount in accordance with a predicted value by the average temperature predicting unit.
  3. 請求項1または請求項2に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間の単位時間当たりの自己放電量である自己放電率を、前記停止期間に前記電池の電圧を計測することにより更新することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    In the vehicle battery control device according to claim 1 or 2,
    The vehicle battery control device updates a self-discharge rate, which is a self-discharge amount per unit time of the stop period, by measuring a voltage of the battery during the stop period.
  4. 請求項1ないし請求項3に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間の経過後に前記電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、
    この出力予測手段による予測値と前記車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、前記停止期間の経過後に前記車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段とを備え、
    前記残存容量下限算出手段は、前記必要残存容量予測手段による予測値に応じて、前記電池の残存容量の使用範囲下限を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 3,
    Output predicting means for predicting output that can be obtained from the battery after elapse of the stop period;
    The predicted value by the output predicting means is compared with the value of the output required to start the vehicle, and the remaining capacity required to start the vehicle after the stop period has elapsed according to the comparison result. A necessary remaining capacity predicting means for predicting,
    The vehicle battery control apparatus, wherein the remaining capacity lower limit calculating means calculates a lower limit of a use range of the remaining capacity of the battery according to a predicted value by the required remaining capacity predicting means.
  5. 請求項4に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段を備え、
    前記出力予測手段は、前記最低気温予測手段による予測値に応じて、前記停止期間の経過後に前記電池から得ることができる出力を予測することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to claim 4,
    Comprising a minimum temperature predicting means for predicting the minimum temperature during the suspension period;
    The output predicting means predicts an output that can be obtained from the battery after elapse of the stop period, according to a predicted value by the minimum temperature predicting means.
  6. 請求項4または請求項5に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記出力予測手段は、前記電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行うことを特徴とする車両用電池の制御装置。
    In the vehicle battery control device according to claim 4 or 5,
    The vehicle battery control apparatus, wherein the output prediction means performs prediction using an equivalent circuit in which the battery is modeled by an electric circuit including a resistor and a capacitor.
  7. 請求項6に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記等価回路のインピーダンスは、前記電池から得られる電流の計測値および前記電池の電圧の計測値を用いて更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to claim 6,
    The vehicle battery control apparatus, wherein the impedance of the equivalent circuit is updated using a measured value of current obtained from the battery and a measured value of voltage of the battery.
  8. 請求項6または請求項7に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記等価回路のインピーダンスは、前記電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    In the vehicle battery control device according to claim 6 or 7,
    The vehicle battery control device according to claim 1, wherein the impedance of the equivalent circuit is updated when overcharge or overdischarge of a unit cell constituting the battery is detected.
  9. 請求項7に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記コンデンサの容量は、前記電圧の計測値から算出される残存容量、および前記電流の計測値から算出される前記電池の充電量の変化量を用いて更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to claim 7,
    The capacity of the capacitor is updated using a remaining capacity calculated from the measured value of the voltage and a change amount of the charge amount of the battery calculated from the measured value of the current. Control device.
  10. 請求項7ないし請求項9に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記電池の手入れを行う目安として、前記インピーダンスの現在値および前記インピーダンスの初期値に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 7 to 9,
    The vehicle battery control apparatus according to claim 1, wherein an index is calculated based on a current value of the impedance and an initial value of the impedance as a guide for cleaning the battery.
  11. 請求項1ないし請求項9に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記電池の手入れを行う目安として、前記電池から得ることができる出力に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 9,
    The vehicle battery control apparatus according to claim 1, wherein an index is calculated based on an output obtainable from the battery as a guide for cleaning the battery.
  12. 請求項1ないし請求項9に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記電池の手入れを行う目安として、前記電池の残存容量の使用範囲下限に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 9,
    The vehicle battery control device according to claim 1, wherein an index is calculated based on a lower limit of a use range of the remaining capacity of the battery as a guide for cleaning the battery.
  13. 請求項1ないし請求項12に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間に一定の時間間隔で前記電池の電圧を計測することにより、前記電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて、前記車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段と、
    この始動可否判定手段により始動不可能と判定された場合に、この判定結果をユーザに報知する通信手段とを備える車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 12,
    By measuring the voltage of the battery at regular intervals during the stop period, the amount of change in the remaining capacity of the battery is calculated, and based on this amount of change, it is determined whether the vehicle can be started next. Startability determination means to perform,
    A vehicle battery control device comprising: a communication unit that notifies the user of the determination result when it is determined that the start is impossible by the start possibility determination unit.
  14. 請求項13に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記通信手段は、ユーザからの指令を伝達するために用いることができ、
    前記充放電制御手段は、ユーザからの充電指令が前記通信手段を介して伝達されることにより作動して、前記電池の残存容量を上昇させることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to claim 13,
    The communication means can be used to transmit a command from a user,
    The vehicle battery control apparatus, wherein the charge / discharge control means is activated when a charge command from a user is transmitted via the communication means to increase the remaining capacity of the battery.
  15. 請求項1ないし請求項12に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記停止期間に一定の時間間隔で前記電池の電圧を計測することにより、前記電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて、前記車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段を備え、
    前記充放電制御手段は、前記始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、前記電池の残存容量を上昇させることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 12,
    By measuring the voltage of the battery at regular intervals during the stop period, the amount of change in the remaining capacity of the battery is calculated, and based on this amount of change, it is determined whether the vehicle can be started next. A startability determination means for performing,
    The vehicle battery control device, wherein the charge / discharge control means automatically operates when the startability determination means determines that the start is impossible, and increases the remaining capacity of the battery.
  16. 請求項1ないし請求項15に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記電池は、前記車両の走行トルクを得るための電源であることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 15,
    The vehicle battery control device, wherein the battery is a power source for obtaining a running torque of the vehicle.
  17. 請求項1ないし請求項16に記載の車両用電池の制御装置において、
    前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする車両用電池の制御装置。
    The vehicle battery control device according to any one of claims 1 to 16,
    The vehicle battery control device, wherein the battery is a lithium ion battery.
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