JP4685158B2 - Ｈｅｖ及びｅｖのための電池パック管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法に関し、特に、スタートキーによる車輌の始動において、電池パックから車輌モータ部の電力変換回路にサージ電流が印加されたときに、電力変換回路の平滑キャパシタ又は関連素子が損傷を受けることを予め防止できるように、電池パックの電池制御部（ＢＭＳ）又は車輌制御装置を通じて電池パックと電力変換回路の間に備えられる電池パック連結回路を適切に制御することができるようにし、運転中に電池パック連結回路のプリチャージ抵抗に過電流が流れたとき又は電池パック連結回路のプリチャージリレーが過電流若しくは過電圧によってオフされたときに、警告手段を通じて運転手に診断結果を知らせて車輌の安全運転に寄与できるようにするＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法に関する。

一般的に、ガソリン、軽油又はＬＰＧを燃料として使用する車輌は、多量の有害排気ガスを発生させて大気を汚染させると共に地球温暖化も誘発させて、その結果、地球環境だけでなく人類にも被害を引き起している。それ故に、大部分の関連業界ではこのような問題を解決するために、排気ガスの発生がほとんどないハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や排気ガスの発生が全くない電気自動車（ＥＶ）についての研究が活発に進んでいる。

ＨＥＶは、ガソリン、軽油又はＬＰＧを燃料として使用する内燃機関によって走行するだけでなく、主電池から電力変換回路を通じて供給される電気を動力源として使用する駆動モータによっても走行する。さらには、各走行状況に対応して車輌の燃費を最大限に向上させるように制御するようになっている。

ＨＥＶの駆動モータは、車輌がブレーキをかけられたとき又は減速されたときに、ＨＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の制御によって動力モードから発電モードに転換される。このとき、主電池は、ＨＣＵと接続された電池制御部（ＢＭＳ；Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の制御によって発電機（又は駆動モータ）から発生する電気エネルギーで充電される。発電機から主電池に印加される電流は、車輌の走行状況によって異なり且つ不連続である。

一方、前記駆動モータのための電力変換回路と主電池の間には、図１に示されたように、電池パック連結回路１が備えられている。電池パック連結回路１は、車輌が電気エネルギーによって走行するように、発電モード時には駆動モータ（又は発電機）から主電池に充電電流を印加し、駆動モード時には主電池から駆動モータに駆動電流を印加する。

電池パック連結回路１には、主電池から電力変換回路に電流を印加するＨＶ（−）導線及びＨＶ（＋）導線がそれぞれ所定のパターンで接続されている。ＨＶ（＋）導線の入力端子には、車輌が始動されたときに、主電池から電力変換回路に印加されるサージ過電流を制限するプリチャージ抵抗（Ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｅ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）２が接続されている。さらに、プリチャージ抵抗と出力端子の間には、過電流を制御可能にする高電圧プリチャージリレー（Ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｅ Ｒｅｌａｙ）３及び高電圧主電源用リレー４がそれぞれ異なる経路を介して接続されている。一方、ＨＶ（−）導線には、主電池から駆動モータに印加される過電流を制御可能にするセパレートリレー４ａが備えられている。

２つの主電源用リレー４，４ａ及びプリチャージリレー３には、主電池から１２Ｖの電流が印加される制御導線を通じて接続されるコンデンサがそれぞれ備えられている。各コンデンサは、電池制御部の制御によって各対応リレー３，４，４ａをオン／オフさせることができる。電池パック連結回路の出力端子を通じて流れる電流は、ＨＶ（−）導線の出力端子に備えられるホールセンサー又はトランスフォーマによって測定される（図１及び図２参照）。

しかし、従来のハイブリッド自動車や電気自動車の電池パック連結回路には警告手段が設けられていない。従って、電池パック連結回路の高電圧プリチャージ抵抗に過電流が流れ又は過電圧が印加され、且つプリチャージリレーがオン状態であるときでさえも、運転手がそのような非常状況に適切に対処することができない。さらには、車輌の駆動モータの電力変換回路に過電流が流れ、その結果、平滑キャパシタを損傷させる。

従って、本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたものである。

本発明の目的は、スタートキーによる車輌の始動において、電池パックから車輌モータ部の電力変換回路にサージ電流が印加されたときに、電池制御部（ＢＭＳ）又は車輌制御装置を通じて電力変換回路と電池パックの間に配置される電池パック連結回路で電力変換回路の平滑キャパシタ又は関連素子が損傷を受けることを予め防止するところにある。

本発明の他の目的は、運転中に電池パック連結回路のプリチャージ抵抗に過電流が流れたとき又は電池パック連結回路のプリチャージリレーが過電流若しくは過電圧によってオフされたときに、警告手段を通じて運転手に診断結果を知らせて車輌の安全運転に寄与するところにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法は、電池制御部（ＢＭＳ）又は車輌制御装置を通じて電池パック連結回路のリレーに制御信号用電源を印加するステップと、前記電池パック連結回路のプリチャージ抵抗から電流又は電圧を検出するステップと、前記検出された値が前記電池パックの正常範囲内であるか否かを判断するために、前記検出された電流又は電圧を電池制御部（ＢＭＳ）のメモリ部に予め保存された標準対応情報と比べるステップと、前記判断の結果として、前記検出された値が正常範囲内であれば正常な充電作業を行い、そうでなければ前記電池パック連結回路のプリチャージリレーをオフさせた後、電池制御部と電気的に接続される警告手段を通じて運転手に警告信号を提供するステップと、を含む。

上記の内容並びに本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面とともに説明される以下の詳細な記述からより明確にされる。

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照して説明する。以下の本発明の実施例では、公知の機能及び構造についての詳細な記述は、本発明の主題が不明確にならない場合には省略される。

図３は、本発明の実施例に係るＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法を示すフローチャートである。

以下、前述したように構成されたＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法について図３を参照して説明する。

まず、車輌が始動されたときには、電池制御部（ＢＭＳ）又は車輌制御装置を通じて電池パック連結回路１のリレー３，４，４ａに制御信号用電源を印加する（Ｓ３００）。

次いで、電池パック連結回路１のプリチャージ抵抗２から電流又は電圧を検出する（Ｓ３０５）。

次いで、検出された電流又は電圧を電池制御部（ＢＭＳ）のメモリ部（図示せず）に予め保存された標準対応情報と比べる（Ｓ３１０）。その後、検出された値が電池パックの正常範囲内であるか否かを判断する（Ｓ３１５）。

判断の結果として、検出された値が正常範囲内であれば正常な充電作業を行い（Ｓ３２５）、そうでなければ電池パック連結回路のプリチャージリレー３をオフさせた後（Ｓ３３５）、電池制御部と電気的に接続される警告手段（図示せず）を通じて運転手に警告信号を送る（Ｓ３５０）。

ここで、判断ステップ（Ｓ３１５）を通じて得られた測定値と標準対応情報との各比較結果はメモリ部に保存されることが望ましい（Ｓ３２０，Ｓ３３０）。

さらに、プリチャージリレーをオフさせるステップ（Ｓ３３５）は、プリチャージリレー３から検出されるリレー制御信号が待機された状態で行われることが望ましい。

プリチャージリレー３がオフされれば、プリチャージリレーから車輌のモータ部に印加される過電流又は過電圧が遮断され、それによってモータ部内の平滑キャパシタが過電流又は過電圧から安全に保護される。

一方、警告手段は、表示ランプ又はスピーカであっても良く、表示ランプは車輌のダッシュボードパネルに備えられることが望ましい。

次いで、プリチャージリレーがオフされれば、プリチャージリレー３のオフ回数をメモリ部に累積させる（Ｓ３４０）。

その後、プリチャージリレー３の累積オフ回数がメモリ部に予め設定されたプリチャージリレーの許容オフ回数以内であるか否かを判断する（Ｓ３４５）。

判断の結果として、累積オフ回数が許容オフ回数以内であれば、警告手段を通じて運転手に警告信号を提供する（Ｓ３５０）。一方、逆に累積オフ回数が許容オフ回数を超過すれば、電池パックの運用を遮断する（Ｓ３５５）。

前述したように、本発明によれば、車輌の始動において、電池パックから車輌モータ部の電力変換回路にサージ電流が印加され、電力変換回路と電池パックの間に配置される電池パック連結回路を通じて電力変換回路の平滑キャパシタ又は関連素子が損傷を受けることを予め防止すること。

さらに、本発明は、運転中に電池パック連結回路のプリチャージ抵抗に過電流が流れたとき又は電池パック連結回路のプリチャージリレーが過電流若しくは過電圧によってオフされたときに、警告手段を通じて運転手に診断結果を知らせて車輌の安全運転に寄与する。

本発明は、ある望ましい実施例に基づいて示され且つ記述されたが、添付の特許請求の範囲から画定されるような本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、多様な形式及び詳細の変更が可能であることは当業者であれば理解できるであろう。

一般的に電池パックの電池パック連結回路に備えられるＨＶリレー制御ユニットを示す図である。 ＨＶリレー制御ユニットの出力端子で行われる電池パックの電流及び電圧を測定するための構造を示す。 本発明の実施例に係るＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法を示すフローチャートである。

Claims (5)

1. 電池制御部（ＢＭＳ）又は車輌制御装置を通じて電池パック連結回路のリレーに制御信号用電源を印加するステップと、
   前記電池パック連結回路のプリチャージ抵抗から電流又は電圧を検出するステップと、 前記検出された値が前記電池パックの正常範囲内であるか否かを判断するために、前記検出された電流又は電圧を電池制御部のメモリ部に予め保存された標準対応情報と比べるステップと、
   前記判断の結果として、前記検出された値が正常範囲内であれば正常な充電作業を行い、そうでなければ前記電池パック連結回路のプリチャージリレーをオフさせるステップと、
   前記プリチャージリレーの累積オフ回数が予め設定されたプリチャージリレーの許容オフ回数以内であるか否かを判断し、前記累積オフ回数が前記許容オフ回数以内であれば、前記電池制御部と電気的に接続される警告手段を通じて運転手に警告信号を提供し、前記累積オフ回数が前記許容オフ回数を超過すれば、前記電池パックの運用を遮断するステップと、
   を含むＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法。
2. 前記判断ステップを通じて得られた測定値と前記標準対応情報との各比較結果は、メモリ部に保存される請求項１に記載のＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法。
3. 前記プリチャージリレーをオフさせるステップにおいて、前記プリチャージリレーがオフされれば、該プリチャージリレーから車輌のモータ部に印加される過電流又は過電圧が遮断され、該モータ部内の平滑キャパシタが保護される請求項１に記載のＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法。
4. 前記警告手段は、表示ランプ又はスピーカである請求項１に記載のＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法。
5. 前記表示ランプは、車輌のダッシュボードに備えられる請求項４に記載のＨＥＶ及びＥＶのための電池パック管理方法。

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