JP5928650B2 - Battery control device and power supply control method - Google Patents
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Description
本発明は、電池制御装置および電力供給制御方法に関するものである。 The present invention relates to a battery control device and a power supply control method.
本出願は、2013年2月18日に出願された日本国特許出願の特願2013―28657号に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-28657 filed on Feb. 18, 2013. For designated countries that are allowed to be incorporated by reference, The contents of this application are incorporated into this application by reference and made a part of the description of this application.
アルミニウム空気電池などのエネルギー密度の高い第1電源と、リチウムイオン二次電池などの第1電源よりもエネルギー密度の低い第2電源とを併用する電動車において、車両の走行負荷と第2電源の状態(SOC)とに基づいて、第1電源から第2電源に電力を供給する際における出力目標値を設定する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 In an electric vehicle that uses a first power source having a high energy density such as an aluminum air battery and a second power source having a lower energy density than the first power source such as a lithium ion secondary battery, the running load of the vehicle and the second power source A technique for setting an output target value when power is supplied from a first power supply to a second power supply based on the state (SOC) is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来技術においては、車両の走行負荷に関する種々の情報や第2電源の状態に関する情報に基づいて、第1電源から第2電源に電力を供給する際における出力目標値を演算する必要があるため、出力目標値を求めるための演算量が大きくなり、そのため、複雑な制御が必要となるという課題があった。 However, in the above prior art, it is necessary to calculate an output target value when power is supplied from the first power source to the second power source based on various information related to the vehicle running load and information on the state of the second power source. For this reason, there is a problem that the amount of calculation for obtaining the output target value is large, and therefore complicated control is required.
本発明が解決しようとする課題は、負荷に電力を供給するための第1の電池と、第1の電池に電力を供給するための第2の電池とを備える構成において、第2の電池から第1の電池への電力の供給を、比較的簡易な制御にて、かつ効率的に行うことができる電池制御装置を提供することにある。 A problem to be solved by the present invention is a configuration including a first battery for supplying power to a load and a second battery for supplying power to the first battery. An object of the present invention is to provide a battery control device capable of efficiently supplying power to a first battery with relatively simple control.
本発明は、負荷に電力を供給するための第1の電池に、第2の電池から電力を供給する際に、第1の電池の充放電状態を検出し、前記第1の電池の充放電状態に基づいて、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を制御することにより、上記課題を解決する。 The present invention detects the charge / discharge state of the first battery when supplying power from the second battery to the first battery for supplying power to the load, and charges / discharges the first battery. The above problem is solved by controlling the power supply from the second battery to the first battery based on the state.
本発明によれば、第2の電池から第1の電池へ電力を供給するか否かを、第1の電池の充放電状態に基づいて判断でき、これにより、第2の電池から第1の電池への電力の供給を、比較的簡易な制御にて、かつ効率的に行うことができる。 According to the present invention, whether to supply power from the second battery to the first battery can be determined based on the charge / discharge state of the first battery. It is possible to efficiently supply power to the battery with relatively simple control.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1は、本実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。
本実施形態に係る電池制御装置は、たとえば、電気自動車に搭載される電源装置であり、図1に示すように、コントローラ10と、複数のセルが直列接続されて構成されてなる第1バッテリ20と、同じく複数のセルが直列接続されて構成されてなる第2バッテリ30とを備えている。第1バッテリ20は、インバータ70および車両駆動用モータ80に電力を供給するためのバッテリであり、図1に示すように、強電ハーネスを介して、インバータ70および車両駆動用モータ80に電力を供給する。一方、第2バッテリ30は、第1バッテリ20に電力を供給するためのバッテリであり、リレー41,42を介して、第1バッテリ20と接続されている。<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing a battery control device according to this embodiment.
The battery control device according to the present embodiment is, for example, a power supply device mounted on an electric vehicle. As shown in FIG. 1, a
第1バッテリ20および第2バッテリ30としては、特に限定されないが、本実施形態では、図2に示すように、第1バッテリ20としては、高出力密度タイプのバッテリを、また、第2バッテリ30としては、高エネルギー密度タイプのバッテリを、それぞれ用いる。第1バッテリ20を構成する高出力密度タイプのバッテリとしては、たとえば、リチウムイオン二次電池などが挙げられ、また、第2バッテリ30を構成する高エネルギー密度タイプのバッテリとしては、アルミニウム空気電池などの金属空気電池などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、第1バッテリ20および第2バッテリ30は、直列接続された複数のセルが、さらに並列接続されて構成されたものであってもよい。
Although it does not specifically limit as the
そして、本実施形態の電池制御装置においては、リレー41,42が閉じられることで、このような第1バッテリ20と第2バッテリ30とが接続され、これにより、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力が供給され、第1バッテリ20が充電される。
And in the battery control apparatus of this embodiment, such a
また、インバータ70は、第1バッテリ20からの電力を三相交流電力に変換し、これを車両駆動用モータ80に供給するための装置であり、図3に示すように、半導体スイッチ(たとば、IGBTなどのトランジスタといったスイッチング素子)71a〜71f、還流用ダイオード72a〜72f、および平滑コンデンサ73で構成される電力変換回路を有するものとすることができる。
The
また、図1に示すように、第1バッテリ20の近傍には、第1バッテリ20を制御するためのバッテリコントローラ50が備えられている。バッテリコントローラ50は、不図示の車両コントローラからの指令に基づき、第1バッテリ20の充放電を制御する。また、バッテリコントローラ50は、第1バッテリ20の端子電圧およびSOC(State of Charge)の検出も行う。
As shown in FIG. 1, a
コントローラ10は、第1バッテリ20とインバータ70とを接続している強電ハーネスに設けられた出力検出装置60からの信号に基づき、第1バッテリ20の充放電状態を検出し、検出結果に応じて、リレー41,42の開閉制御を行う。具体的には、コントローラ10は、出力検出装置60からの信号に基づいて、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われているか否か(すなわち、第1バッテリ20が充電あるいは放電されているか否か)を検出する。そして、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われていない場合には、リレー41,42を「閉」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30とを接続し、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力を供給する。一方、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われている場合には、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放する。すなわち、図4に示すように、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われていない場合に、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を行い、一方、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われている場合には、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を中止する。
The
なお、本実施形態において、コントローラ10による、このようなリレー41,42の開閉制御は、常時行うような構成としてもよいが、通常は、第1バッテリ20の充電容量が低下したときに行うものとする。すなわち、コントローラ10は、バッテリコントローラ50から第1バッテリ20のSOCの情報を取得し、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満であるか否かの判定を行い、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満である場合に、第1バッテリ20の充電容量が低下しており、第1バッテリ20の充電が必要と判定し、上述したリレー41,42の開閉制御を行う。なお、第1バッテリ20の充電容量が低下したとき以外にも、たとえば、ユーザにより第1バッテリ20の充電要求がなされた場合に、コントローラ10による、このようなリレー41,42の開閉制御を行うような構成としてもよい。
In the present embodiment, the
なお、出力検出装置60としては、特に限定されず、第1バッテリ20とインバータ70との間における電力の供給の有無(すなわち、第1バッテリ20の充電あるいは放電の有無)を検出可能なものであればよいが、たとえば、強電ハーネスに流れる電流を検出する電流センサなどが挙げられる。
The
次いで、本実施形態の動作例を説明する。図5は、本実施形態の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作例は、コントローラ10により、所定の間隔(たとえば、10ms)で繰り返し実行される。
Next, an operation example of this embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the present embodiment. The following operation example is repeatedly executed by the
まず、ステップS1では、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満であるか否かの判定が行われる。その結果、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満である場合には、第1バッテリ20の充電容量が低下しており、第1バッテリ20の充電が必要と判定し、ステップS2に進む。一方、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値以上であると判定された場合には、ステップS1で待機する。
First, in step S1, it is determined whether or not the SOC of the
ステップS2では、出力検出装置60からの信号に基づき、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われているか否か(すなわち、第1バッテリ20が充電あるいは放電されているか否か)を判定する処理が行われる。そして、判定の結果、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われていない場合には、ステップS3に進み、コントローラ10は、リレー41,42を「閉」とすることで、第1バッテリ20と第2バッテリ30とを接続し、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力を供給する。一方、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われている場合には、コントローラ10は、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放する。そして、再度、ステップS1に戻り、ステップS1〜S4の処理を繰返し実行する。
In step S2, whether power is supplied between the
本実施形態によれば、第1バッテリ20の充放電状態、具体的には、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われているか否か(すなわち、第1バッテリ20が充電あるいは放電されているか否か)に基づいて、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を行うか否かを決定するものであるため、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を、比較的簡易な制御にて、しかも効率的に行うことができる。特に、本実施形態によれば、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われていない場合に、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を行い、一方、第1バッテリ20とインバータ70との間で電力の供給が行われている場合に、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を中止するという比較的簡易な制御により、第1バッテリ20とインバータ70との間における電力供給を適切なものとしながら、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給を適切、かつ効率的に行うことができる。
According to the present embodiment, whether or not electric power is being supplied between the
加えて、本実施形態においては、第1バッテリ20として、高出力密度タイプのバッテリを用いるため、インバータ70に十分な出力での電力の供給を可能とすることができる。また、第2バッテリ30として、高エネルギー密度タイプのバッテリを用いるため、電池容量を十分に確保しながら、バッテリのサイズを小型化することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、このような高出力密度タイプの第1バッテリ20と、高エネルギー密度タイプの第2バッテリ30とを併用することにより、インバータ70への電力供給を十分なものとしながら、バッテリのサイズを小型化することができる。
In addition, in the present embodiment, since a high output density type battery is used as the
《第2実施形態》
次いで、本発明の第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。第2実施形態に係る電池制御装置は、第2バッテリ30と、リレー41,42との間に、非絶縁型の電力変換回路90を備える以外は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用を奏する。<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing a battery control device according to the second embodiment of the present invention. The battery control device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, except that the non-insulated
すなわち、図6に示すように、第2実施形態に係る電池制御装置は、第2バッテリ30と、リレー41,42との間に、コイル91、ダイオード92、平滑コンデンサ93,94、半導体スイッチ95、およびこれと逆並列に接続された還流用ダイオード96からなる非絶縁型の電力変換回路90を備えている。そして、このような非絶縁型の電力変換回路90によれば、半導体スイッチ95のデューティを制御することで、第2バッテリ30から出力される電力の出力電圧を所望の電圧に変換することができる。
That is, as shown in FIG. 6, the battery control device according to the second embodiment includes a
第2実施形態によれば、上述した第1実施形態による効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、第2実施形態によれば、このような非絶縁型の電力変換回路90を備えることにより、第2バッテリ30から出力される電力の出力電圧を可変とすることができ、これにより、第2バッテリ30を小型化することができる。特に、第2実施形態によれば、第2バッテリ30を構成するためのセルの種類および配列を、第1バッテリ20を構成するセルの種類や配列によらず設定することができ、そのため、第2バッテリ30を、よりエネルギー密度が高く、より小型なものとすることが可能となる。According to 2nd Embodiment, in addition to the effect by 1st Embodiment mentioned above, there exist the following effects.
That is, according to the second embodiment, by providing such a non-insulated
《第3実施形態》
次いで、本発明の第3実施形態について説明する。
図7は、本発明の第3実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。第3実施形態に係る電池制御装置は、第2バッテリ30と、リレー41,42との間に、絶縁型の電力変換回路100を備える以外は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用を奏する。<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a block diagram showing a battery control device according to the third embodiment of the present invention. The battery control device according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment described above except that the insulated
すなわち、図7に示すように、第3実施形態に係る電池制御装置は、第2バッテリ30と、リレー41,42との間に、半導体スイッチ101a〜101dと、これらと逆並列に接続された還流用ダイオード102a〜102dと、一対のコイル104,105と、ダイオード106a〜106dと、平滑コンデンサ106,107とからなる絶縁型の電力変換回路100を備えている。そして、このような絶縁型の電力変換回路100によれば、一対のコイル104,105の巻き数を制御することで、第2バッテリ30から出力される電力の出力電圧を所望の電圧に変換することができる。
That is, as shown in FIG. 7, the battery control device according to the third embodiment is connected between the
第3実施形態によれば、上述した第1実施形態による効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、第3実施形態によれば、このような絶縁型の電力変換回路100を備えることにより、上述した第2実施形態と同様に、第2バッテリ30から出力される電力の出力電圧を可変とすることができ、これにより、第2バッテリ30を小型化することができる。特に、第3実施形態によれば、上述した第2実施形態と同様に、第2バッテリ30を構成するためのセルの種類および配列を、第1バッテリ20を構成するセルの種類や配列によらず設定することができ、そのため、第2バッテリ30を、よりエネルギー密度が高く、より小型なものとすることが可能となる。According to 3rd Embodiment, in addition to the effect by 1st Embodiment mentioned above, there exist the following effects.
That is, according to the third embodiment, by providing such an insulating
《第4実施形態》
次いで、本発明の第4実施形態について説明する。
図8は、本発明の第4実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。第4実施形態に係る電池制御装置は、出力検出装置60aが、インバータ70と車両駆動用モータ80とを接続しているモータ電源ハーネスに設けられている以外は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用を奏する。<< 4th Embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a block diagram showing a battery control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The battery control device according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment described above except that the
すなわち、図8に示すように、第4実施形態に係る電池制御装置は、インバータ70と車両駆動用モータ80とを接続しているモータ電源ハーネスに出力検出装置60aが設けられている。なお、出力検出装置60aとしては、たとえば、モータ電源ハーネスを構成する3本のハーネスのうち、任意の2本のハーネスに流れる電流を検出する電流センサなどを用いることができる。そして、第4実施形態においては、コントローラ10は、このような出力検出装置60aからの信号に基づき、第1バッテリ20の充放電状態を検出し、検出結果に応じて、リレー41,42の開閉制御を行う。具体的には、コントローラ10は、出力検出装置60aからの信号に基づいて、インバータ70と車両駆動用モータ80との間で電力の供給が行われていない場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電も行われていないと判定する。そして、この場合には、リレー41,42を「閉」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30とを接続し、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力を供給する。一方、インバータ70と車両駆動用モータ80との間で電力の供給が行われている場合には、第1バッテリ20とインバータ70との間で充電または放電が行われていると判定し、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放する。
That is, as shown in FIG. 8, in the battery control device according to the fourth embodiment, the
以上のように、第4実施形態によれば、出力検出装置60aにより、インバータ70と車両駆動用モータ80との間で電力の供給の有無を検出し、これに基づいて、第1バッテリ20の充放電状態を検出するものであり、これにより、上述した第1実施形態と同様に動作し、第1実施形態と同様の効果を奏するものである。なお、図8においては、インバータ70と車両駆動用モータ80とを接続しているモータ電源ハーネスに、出力検出装置60aを設けるような構成を例示したが、たとえば、インバータ70を制御するためのインバータ制御装置(不図示)からの出力に応じて、第1バッテリ20の充放電状態を検出してもよく、特に、この場合には、1制御周期分だけ応答を早くすることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
《第5実施形態》
次いで、本発明の第5実施形態について説明する。
図9は、本発明の第5実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。第5実施形態に係る電池制御装置は、出力検出装置60に代えて、車両駆動用モータ80に、モータ回転数検出装置60bが設けられている以外は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用を奏する。<< 5th Embodiment >>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a block diagram showing a battery control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The battery control device according to the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment described above except that the
すなわち、図9に示すように、第5実施形態に係る電池制御装置は、車両駆動用モータ80に、モータ回転数検出装置60bが設けられている。そして、第5実施形態においては、コントローラ10は、このようなモータ回転数検出装置60bからの信号に基づき、第1バッテリ20の充放電状態を検出し、検出結果に応じて、リレー41,42の開閉制御を行う。具体的には、コントローラ10は、モータ回転数検出装置60bからの信号に基づいて、車両駆動用モータ80が回転していない場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電も行われていないと判定する。そして、この場合には、リレー41,42を「閉」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30とを接続し、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力を供給する。一方、車両駆動用モータ80が回転している場合には、第1バッテリ20とインバータ70との間で充電または放電が行われていると判定し、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放する。
That is, as shown in FIG. 9, in the battery control device according to the fifth embodiment, the
以上のように、第5実施形態によれば、モータ回転数検出装置60bにより、車両駆動用モータ80の回転の有無を検出し、これに基づいて、第1バッテリ20の充放電状態を検出するものであり、これにより、上述した第1実施形態と同様に動作し、第1実施形態と同様の効果を奏するものである。なお、図9においては、車両駆動用モータ80に、モータ回転数検出装置60bを設けるような構成を例示したが、たとえば、車両駆動用モータ80に減速機や変速機を介して結合された車軸に設けるような構成としてもよい。
As described above, according to the fifth embodiment, the motor rotation
《第6実施形態》
次いで、本発明の第6実施形態について説明する。
図10は、本発明の第6実施形態に係る電池制御装置を示すブロック図である。第6実施形態に係る電池制御装置は、コントローラ10が、出力検出装置60からの信号に代えて、車両に備えられた各種センサ等(スタータスイッチ111、シフト位置検出センサ112、車輪速センサ113、およびアクセル開度センサ114)からの出力に基づいて、第1バッテリ20の充放電状態を検出し、これによりリレー41,42の開閉制御を行う以外は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用を奏する。<< 6th Embodiment >>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a block diagram showing a battery control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In the battery control device according to the sixth embodiment, the
すなわち、第6実施形態に係る電池制御装置においては、図10に示すように、コントローラ10は、車両に備えられた各種センサ、具体的には、スタータスイッチ111、シフト位置検出センサ112、車輪速センサ113、およびアクセル開度センサ114からの出力を受信し、これらの出力に応じて、リレー41,42の開閉制御を行う。例えば、信号停車時や渋滞停車時等を検出することで、第2バッテリ30から第1バッテリ20へ電力を供給する。
That is, in the battery control apparatus according to the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, the
以下、第6実施形態の動作例を説明する。図11は、第6実施形態の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作例は、コントローラ10により、所定の間隔(たとえば、10ms)で繰り返し実行される。
Hereinafter, an operation example of the sixth embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the sixth embodiment. The following operation example is repeatedly executed by the
まず、ステップS101では、上述した第1実施形態のステップS1と同様に、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満であるか否かの判定が行われる。その結果、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値未満である場合には、第1バッテリ20の充電容量が低下しており、第1バッテリ20の充電が必要と判定し、ステップS102に進む。一方、第1バッテリ20のSOCが所定の閾値以上であると判定された場合には、ステップS101で待機する。
First, in step S101, it is determined whether or not the SOC of the
ステップS102では、コントローラ10は、スタータスイッチ111からの出力を受信し、スタータスイッチ111が「ON」とされているか、あるいは「OFF」とされているかの判定を行う。スタータスイッチ111が「OFF」である場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電が行われていないと判定し、ステップS106に進む。一方、スタータスイッチ111が「ON」である場合には、ステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103では、コントローラ10は、シフト位置検出センサ112からの出力を受信し、車両のシフト位置の検出を行う。そして、車両のシフト位置が、「P(パーキングポジション)」または「N(ニュートラルポジション)」である場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電が行われていないと判定し、ステップS106に進む。一方、車両のシフト位置が、「P」および「N」以外である場合には、ステップS104に進む。
In step S103, the
ステップS104では、コントローラ10は、車輪速センサ113からの出力を受信し、車輪速の検出を行う。そして、車輪速がゼロである場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電が行われていないと判定し、ステップS106に進む。一方、車輪速がゼロでない場合には、ステップS105に進む。
In step S104, the
ステップS105では、コントローラ10は、アクセル開度センサ114からの出力を受信し、アクセル開度の検出を行う。そして、アクセル開度がゼロである場合には、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電が行われていないと判定し、ステップS106に進む。一方、アクセル開度がゼロでない場合には、ステップS107に進む。
In step S105, the
そして、上述したステップS102〜S105において、スタータスイッチ111が「OFF」であると判定された場合、車両のシフト位置が「P」または「N」であると判定された場合、車輪速がゼロであると判定された場合、およびアクセル開度がゼロであると判定された場合には、いずれも、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電が行われていないと判断することができるため、ステップS106に進み、コントローラ10は、リレー41,42を「閉」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30とを接続し、第2バッテリ30から第1バッテリ20へと電力を供給する。
In Steps S102 to S105 described above, when it is determined that the
一方、ステップS105において、アクセル開度がゼロでないと判定された場合には、第1バッテリ20とインバータ70との間で充電または放電が行われていると判断されるため、コントローラ10は、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放する。そして、再度、ステップS1101に戻り、ステップS101〜S107の処理を繰返し実行する。
On the other hand, if it is determined in step S105 that the accelerator opening is not zero, it is determined that charging or discharging is being performed between the
以上のように、第6実施形態によれば、車両に備えられた各種センサ等(スタータスイッチ111、シフト位置検出センサ112、車輪速センサ113、およびアクセル開度センサ114)からの出力に基づいて、第1バッテリ20の充放電状態を検出するものであり、これにより、上述した第1実施形態と同様に動作し、第1実施形態と同様の効果を奏するものである。
As described above, according to the sixth embodiment, based on outputs from various sensors (
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment was described in order to make an understanding of this invention easy, and was not described in order to limit this invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態においては、本実施形態に係る電池制御装置が、電気自動車に搭載される電源装置として用いられる場合を例示して説明したが、たとえば、ハイブリッド自動車(HEV)の電源装置としてももちろん用いることができ、さらには、車両以外の電源装置としても用いることもできる。あるいは、上述した実施形態においては、第1バッテリ20に接続される負荷として、インバータ70および車両駆動用モータ80を例示したが、インバータ70および車両駆動用モータ80に特に限定されるものではなく、どのような負荷であってもよい。また、上述した実施形態においては、第1バッテリ20と第2バッテリ30とがリレー41,42を介して互いに接続されるような構成を例示したが、リレー41,42の代わりに、各種スイッチング素子を用いることができる。さらに、上述した各実施形態(第1実施形態〜第6実施形態)は、適宜組み合わせてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the battery control device according to this embodiment is used as a power supply device mounted on an electric vehicle has been described as an example. However, for example, as a power supply device for a hybrid vehicle (HEV) Of course, it can also be used, and it can also be used as a power supply device other than a vehicle. Alternatively, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態において、コントローラ10が、さらにバッテリコントローラ50から、第1バッテリ20を構成する各セルのバラツキΔVnを受信し、各セルのバラツキΔVnが予め定められた所定値以上である場合には、第1バッテリ20の容量調整放電が行われるものと判断し、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放するような構成としてもよい。ここで、第1バッテリ20が、4つのセル(セル#1〜セル#4)で構成され、セル#1〜セル#4のセル電圧をV1〜V4とした場合に、図12に示すように、これらセル電圧V1〜V4がばらつく場合がある。
In the above-described embodiment, the
そのため、バッテリコントローラ50は、このようなセル電圧V1〜V4のバラツキを解消するために、各セルのバラツキΔVnが所定値以上である場合には、通常、容量調整回路(不図示)を用いて、容量調整放電を行い、これにより、セル電圧V1〜V4のバラツキを解消する。なお、各セルのバラツキΔVnは、たとえば、下記式(1)、(2)にしたがって、算出される。なお、下記式(1)、(2)においては、第1バッテリ20が、4つのセル(セル#1〜セル#4)で構成される場合を例示して示している。
Vave=(V1+V2+V3+V4)/4 ・・・(1)
ΔVn=(|Vn−Vave|)/Vave ・・・(2)
ただし、上記式(2)中、Vn,ΔVnのnは、1〜4である。Therefore, in order to eliminate such variations in cell voltages V1 to V4, the
Vave = (V1 + V2 + V3 + V4) / 4 (1)
ΔVn = (| Vn−Vave |) / Vave (2)
However, in said formula (2), n of Vn and (DELTA) Vn is 1-4.
そして、このように、各セルのバラツキΔVnが予め定められた所定値以上である場合に、第1バッテリ20の容量調整放電が行われるものと判断し、リレー41,42を「開」とし、第1バッテリ20と第2バッテリ30との接続を開放するような構成とすることにより、第1バッテリ20のインバータ70に対する充放電に加えて、第1バッテリ20の容量調整放電を検出することもできるため、これにより、第2バッテリ30から第1バッテリ20への電力の供給をより効率的に行うことができる。
Thus, when the variation ΔVn of each cell is equal to or larger than a predetermined value, it is determined that the capacity adjustment discharge of the
なお、上述した実施形態において、第1バッテリ20は本発明の第1の電池に、第2バッテリ30は本発明の第2の電池に、出力検出装置60が本発明の充放電状態検出手段に、コントローラ10が本発明の制御手段に、それぞれ相当する。
In the above-described embodiment, the
10…コントローラ
20…第1バッテリ
30…第2バッテリ
41,42…リレー
50…バッテリコントローラ
60…出力検出装置
70…インバータ
80…車両駆動用モータDESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1の電池に電力を供給するための第2の電池と、
前記第1の電池とインバータとの間で電力の供給が行われているか否かにより、前記第1の電池の充放電状態を検出する充放電状態検出手段と、
前記充放電状態検出手段により検出された前記第1の電池の充放電状態に基づいて、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記インバータと前記第1の電池の間で電力の供給が行われていると検出した場合には、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を禁止し、前記インバータと前記第1の電池の間で電力の供給が行われていないと検出した場合には、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を許可する
ことを特徴とする電池制御装置。 A first battery for supplying power to a vehicle driving motor via an inverter;
A second battery for supplying power to the first battery;
Charge / discharge state detection means for detecting a charge / discharge state of the first battery according to whether or not power is being supplied between the first battery and the inverter;
Control means for controlling the supply of power from the second battery to the first battery based on the charge / discharge state of the first battery detected by the charge / discharge state detection means,
When the control unit detects that power is being supplied between the inverter and the first battery, the control unit prohibits power supply from the second battery to the first battery. When it is detected that power is not supplied between the inverter and the first battery, power supply from the second battery to the first battery is permitted. Battery control device.
前記第2の電池から出力された電力を変換する電力変換手段をさらに備え、
前記第2の電池から出力された電力は、前記電力変換手段により変換された後に、前記第1の電池に供給される
ことを特徴とする電池制御装置。 The battery control device according to claim 1,
A power conversion means for converting the power output from the second battery;
The power output from the second battery is supplied to the first battery after being converted by the power conversion means.
前記充放電状態検出手段は、前記第1の電池の入出力を検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 The battery control device according to claim 1 or 2 ,
The battery control apparatus, wherein the charge / discharge state detection means detects a charge / discharge state of the first battery by detecting input / output of the first battery.
前記充放電状態検出手段は、前記モータの状態を検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 In the battery control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The battery control device, wherein the charge / discharge state detection means detects a charge / discharge state of the first battery by detecting a state of the motor.
前記充放電状態検出手段は、前記インバータの入出力を検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 In the battery control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The battery control apparatus, wherein the charge / discharge state detection means detects a charge / discharge state of the first battery by detecting input / output of the inverter.
前記充放電状態検出手段は、前記モータの回転数を検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 In the battery control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The battery control apparatus, wherein the charge / discharge state detection means detects a charge / discharge state of the first battery by detecting a rotation speed of the motor.
該電池制御装置は車両に搭載され、
前記充放電状態検出手段は、車両情報を検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 In the battery control device according to any one of claims 1 to 6 ,
The battery control device is mounted on a vehicle,
The battery control device, wherein the charge / discharge state detection means detects vehicle information to detect a charge / discharge state of the first battery.
前記第1の電池は、複数のセルからなり、
前記充放電状態検出手段は、前記第1の電池を構成する複数のセル間の電圧のバラツキを検出することで、前記第1の電池の充放電状態を検出する
ことを特徴とする電池制御装置。 The battery control device according to any one of claims 1 to 7 ,
The first battery is composed of a plurality of cells,
The battery control apparatus, wherein the charge / discharge state detection means detects a charge / discharge state of the first battery by detecting a voltage variation between a plurality of cells constituting the first battery. .
前記第1の電池の出力密度が、前記第2の電池の出力密度よりも高い
ことを特徴とする電池制御装置。 In the battery control device according to any one of claims 1 to 8 ,
The battery control device, wherein the output density of the first battery is higher than the output density of the second battery.
前記第1の電池のエネルギー密度が、前記第2の電池のエネルギー密度よりも低い
ことを特徴とする電池制御装置。 The battery control device according to any one of claims 1 to 9 ,
The battery control device, wherein an energy density of the first battery is lower than an energy density of the second battery.
前記第1の電池とインバータとの間で電力の供給が行われているか否かにより前記第1の電池の充放電状態を検出し、前記第1の電池の充放電状態に基づいて、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を許可するか否かを決定し、
前記インバータと前記第1の電池の間で電力の供給が行われていると検出した場合には、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を禁止し、前記インバータと前記第1の電池の間で電力の供給が行われていないと検出した場合には、前記第2の電池から前記第1の電池への電力の供給を許可する
ことを特徴とする電力供給制御方法。 A power supply control method for supplying power from a second battery to a first battery for supplying power to a motor for driving a vehicle via an inverter,
Based on whether or not power is supplied between the first battery and the inverter, the charge / discharge state of the first battery is detected, and based on the charge / discharge state of the first battery, the first battery Determining whether to allow power supply from the second battery to the first battery;
When it is detected that power is being supplied between the inverter and the first battery, power supply from the second battery to the first battery is prohibited, and the inverter and the first battery When it is detected that power is not supplied between the first batteries, the power supply control method is allowed to allow power supply from the second battery to the first battery. .
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