JP4640391B2 - 電源システムおよびそれを備えた車両 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の実施の形態に係る電源システムを搭載した車両の概略構成図である。
次に、図2および図3を参照して、本実施の形態に従う電源システムにおける外部充電動作を実現するための制御構造について説明する。
(1) SOCによる充電管理
最初に、第1の充電終了条件としては、蓄電部のSOCが目標値(以下、目標SOC*とも称す)に到達したことが設定される。目標SOC*は、所定の制御周期ごとに、第1蓄電部10の電池ブロックB11〜B1nの電池温度Tb11〜Tb1nおよび第2蓄電部20の電池ブロックB21〜B2nの電池温度Tb21〜Tb2nに基づいて設定される。
再び図4を参照して、第2の充電終了条件としては、蓄電部10,20の充電時間が満充電予定時間tch*に到達したことが設定される。満充電予定時間tch*は、外部充電の開始時に、満充電状態(たとえばSOCが100%)と蓄電部10,20のSOCとの差に基づいて次式により演算される。
ただし、Qfullは蓄電部10,20の満充電容量であり、Pbは単位時間当たりの充電電力である。
再び図4を参照して、第3の充電終了条件としては、蓄電部10,20の電池温度Tbが予め定められた所定の許容温度Tb_lim以上となったことが設定される。所定の許容温度Tb_limは、充電が継続されることによって発生する蓄電部10,20の異常発熱を防止可能な電池温度に設定されている。
さらに、第4の充電終了条件としては、蓄電部10,20の電池温度Tbにおいて、外部充電開始時からの上昇温度ΔTbが予め設定された所定の基準上昇温度ΔTb_std以上となったことが設定される。所定の基準上昇温度ΔTb_stdは、電池温度の急激な上昇によって発生する蓄電部10,20の異常発熱を防止可能な電池温度に設定されている。
また、第5の充電終了条件としては、蓄電部10,20の電池電圧(充電電圧)Vbat1,Vbat2が予め設定された所定の電池電圧上限値Vb_upに到達したことが設定される。
図8を参照して、電池電圧上限値Vb_upは、電池温度Tbが高くなるに従って電圧値が低くなるように設定される。コンバータ制御部520は、図8の電池温度Tbと電池電圧上限値Vb_upとの関係を予め電池電圧上限値設定用マップとして図示しない記憶領域に格納しておき、所定の制御周期ごとに電池温度Tbが与えられると、電池電圧上限値設定用マップから対応する電圧値を抽出して電池電圧上限値Vb_upとして設定する。そして、コンバータ制御部520は、第1蓄電部10の電池電圧Vbat1および第2蓄電部20の電池電圧Vbat2が電池電圧上限値Vb_upに到達したか否かを判断する。電池電圧Vbat1およびVbat2のいずれか一方が電池電圧上限値Vb_upに到達した場合には、コンバータ制御部520は、蓄電部10,20が第5の充電終了条件を満たしていると判断する。
再び図4を参照して、最後に、第6の充電終了条件としては、第1蓄電部10の充電許容電力Win1および第2蓄電部20の充電許容電力Win2の合計値である充電許容電力合計値(=Win1+Win2)が、外部電源62からの供給電力PAC以下となったことが設定される。
最後に、図10〜図13を用いて、コンバータ制御部520における外部充電動作を実現するための制御構造について説明する。
Claims (9)
- 充放電可能な複数の蓄電機構と、
前記複数の蓄電機構にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部と、
前記複数の電圧変換部が互いに並列接続された電力線対と、
外部電源から電力を受けて前記複数の蓄電機構を外部充電するための充電部と、
前記複数の蓄電機構の各々についての残存容量を推定する状態推定部と、
前記複数の電圧変換部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記複数の蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときに、前記複数の蓄電機構が前記充電部からの充電電流で充電されるように対応の電圧変換部を制御する充電手段と、
前記複数の蓄電機構に対する外部充電の実行中に、推定された残存容量に基づいて前記複数の蓄電機構の各々についての充電許容電力を導出する充電許容電力導出手段と、
導出された前記複数の蓄電機構の各々についての充電許容電力の合計値である充電許容電力合計値と、予め設定された所定値との大小関係を判断する第1の判断手段と、
前記第1の判断手段によって、前記充電許容電力合計値が前記所定値以下と判断された場合に、前記複数の蓄電機構に対する外部充電を終了する充電終了手段とを含む、電源システム。 - 前記第1の判断手段は、前記所定値を、前記外部電源から供給される電力実績値に設定する、請求項1に記載の電源システム。
- 前記複数の蓄電機構の各々は、充放電可能な複数の蓄電部を直列接続して構成され、
前記状態推定部は、前記複数の蓄電部の各々についての残存容量を推定し、
前記充電許容電力導出手段は、推定された残存容量が最大となる蓄電部の残存容量に基づいて、対応する蓄電機構についての充電許容電力を導出する、請求項1に記載の電源システム。 - 前記状態推定部は、前記複数の蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときに、前記複数の蓄電機構の各々についての電圧値に基づいて対応する蓄電機構の残存容量を基準値にリセットする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電源システム。
- 前記複数の蓄電機構の各々についての温度を取得するとともに、取得された前記複数の蓄電機構の各々についての温度に基づいて、対応する蓄電機構についての上昇温度を取得する蓄電機構温度取得部と、
前記複数の蓄電機構の各々についての電圧値を取得する蓄電機構電圧値取得部とをさらに備え、
前記制御部は、
取得された前記複数の蓄電機構の各々についての温度に基づいて、前記複数の蓄電機構についての残存容量目標値を設定するとともに、推定された前記複数の蓄電機構の各々についての残存容量が前記残存容量目標値に到達したか否かを判断する第2の判断手段と、
取得された前記複数の蓄電機構の各々についての温度が所定の許容上限温度に達したか否かを判断する第3の判断手段と、
取得された前記複数の蓄電機構の各々についての上昇温度が所定の基準値以上であるか否かを判断する第4の判断手段と、
取得された前記複数の蓄電機構の各々についての電圧値が所定の上限電圧値に達したか否かを判断する第5の判断手段と、
推定された前記複数の蓄電機構の各々についての残存容量と満充電状態との差に基づいて、前記複数の蓄電機構に対する外部充電が完了するまでの所要時間である満充電予定時
間を演算するとともに、外部充電の実行時間が演算された前記満充電予定時間に達したか否かを判断する第6の判断手段とをさらに含み、
前記充電終了手段は、前記第1の判断手段によって前記充電許容電力合計値が前記所定値以下と判断された場合、前記第2の判断手段によって前記複数の蓄電機構のいずれか1つについての残存容量が前記残存容量目標値に達したと判断された場合、前記第3の判断手段によって前記複数の蓄電機構のいずれか1つについての温度が前記所定の許容上限温度に達したと判断された場合、前記第4の判断手段によって前記複数の蓄電機構のいずれか1つについての上昇温度が前記所定の基準値以上であると判断された場合、前記第5の判断手段によって前記複数の蓄電機構のいずれか1つについての電圧値が前記所定の上限電圧値に達したと判断された場合、および前記第6の判断手段によって前記複数の蓄電機構のいずれか1つについての外部充電の実行時間が前記満充電予定時間に達したと判断された場合のいずれか1つが成立したときに、前記複数の蓄電機構に対する外部充電を終了する、請求項1に記載の電源システム。 - 前記状態推定部は、前記複数の蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときに、前記複数の蓄電機構の各々についての電圧値に基づいて対応する蓄電機構の残存容量を基準値にリセットし、
前記第6の判断手段は、前記状態推定部が前記複数の蓄電機構の各々についての残存容量を前記基準値にリセットした後に、推定された前記複数の蓄電機構の各々についての残存容量と満充電状態との差に基づいて、前記満充電予定時間を推定する、請求項5に記載の電源システム。 - 前記複数の蓄電機構の各々は、充放電可能な複数の蓄電部を直列接続して構成され、
前記蓄電機構温度取得部は、前記複数の蓄電機構の各々について、蓄電部ごとの温度を取得すると、所定の温度範囲を最も逸脱する蓄電部の温度を、対応する蓄電機構の温度の代表値として出力する、請求項5に記載の電源システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電源システムと、
前記電源システムから前記電力線対を介して供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える、車両。 - 前記複数の蓄電機構は、前記充電部に対して並列に接続される、請求項1に記載の電源システム。
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