JP6090031B2 - 車両用電源制御装置および車両用電池の充電方法 - Google Patents
車両用電源制御装置および車両用電池の充電方法 Download PDFInfo
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Description
このようにすれば、前記第1基準電圧差の値を電池の劣化等に合わせたより適切な値にして、充電期間や各電池の発熱量をより適切な状態にすることができる。
L/ε≦E′=E・β…(1)
を満たすように設定されている。
E≧L/(ε・β)=40/(10×0.7)=5.7
に設定される。この条件を満たしかつ後述の電動モータ5の要求出力を満たす電池が、本実施形態のパワー電池2として選択されている。こうして選択されるパワー電池2は、軽量・コンパクトなものであることが好ましい。
β/(x・α・β′)≦TH…(2)
を満たすように設定されている。
x・α≧β/(β′・T)=0.7/(0.9×0.5)=1.56
を満たす電池が選択される。こうして選択されるエネルギー電池3は、軽量・コンパクトなものであることが好ましい。
SOCP(t)=SOCP1+∫IP(t)・dt/CP
また、初期のエネルギー電池3のSOCの値をSOCE1とし、エネルギー電池3に対して入出力した電流をIE(t)とし、エネルギー電池3の電池容量をCEとすると、エネルギー電池3の時刻tでのSOCの値SOCE(t)は、次の式で算出される。
SOCE(t)=SOCE1+∫IE(t)・dt/CE
ここで、初期のSOCの値SOC1は、初期(出荷時)に計測された各電池のOCVの値から導かれ、各電池2,3に対して入出力する電流の値IP(t),IE(t)は、前記各電池2,3の電流・電圧センサ16,17により計測された値が用いられる。充電制御部12aは、通常時か充電時かによらず、上記式を用いてパワー電池2およびエネルギー電池3のSOCをそれぞれ時々刻々算出しており、ステップS5においても、同様にして、各電池2,3のSOCの値が算出する。なお、各電池2,3の電池容量CP、CEの値は、電池2,3の劣化を考慮して、適正なタイミングで補正される。
充電開始時のパワー電池2のSOCをSOCP0
充電開始時のエネルギー電池3のSOCをSOCE0
内外充電工程をK回実施した後のパワー電池2のSOCをSOCP(K)
内外充電工程をK回実施した後のエネルギー電池3のSOCをSOCE(K)
各電池2,3の目標SOCをSOCtrg
N回目の外部充電工程の実施時間を△t_r(N)
N回目の内部充電工程の実施時間を△t_c(N)
目標充電期間を△t_trg
N回目の内部充電開始時のエネルギー電池3の温度をTstart(N)
N回目の内部充電工程の実施に伴うエネルギー電池3の温度上昇量を△T_c(N)
エネルギー電池3の上限温度をTmax
として、
SOCP(K)≧SOC_trg・・・(1)
SOCE(K)≧SOC_trg・・・(2)
を満足する値に設定される。
SOCP(K)=SOCE(K)≧SOC_trg・・・(5)
各電池2,3のSOCは、充電開始時のパワー電池2のSOCと、外部充電で増加したSOCと、内部充電で増減したSOCとの和であり、電池のSOCは、供給・放出した電流をIとし、その時間を△tとし、電池容量をCとすると、SOC=I×△t/Cで表される。
2 パワー電池
3 エネルギー電池
8 第1回路(並列回路)
12 コントローラ
12a 充電制御部(充電制御手段)
22 スイッチ(切換手段)
90 急速充電器(充電器)
Claims (8)
- 車両用電源制御装置であって、
パワー電池と、
前記パワー電池よりも出力密度が小さくかつエネルギー密度が大きいエネルギー電池と、
前記各電池を互いに並列に接続するとともに、所定の充電器に接続される並列回路と、
前記充電器と前記並列回路との接続状態を、前記充電器から前記各電池に電流が供給されて当該各電池が前記充電器により充電される外部充電状態と、前記充電器から前記各電池に電流が供給されない一方前記パワー電池から前記エネルギー電池に循環電流が供給されて当該エネルギー電池が前記パワー電池により充電される内部充電状態とに切替え可能な切替手段と、
前記切替手段を制御可能な充電制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記各電池の開放電圧差を算出可能であり、前記充電器による充電が開始されてから前記各電池の電池容量が目標容量に到達するまでの充電期間中、前記切替手段によって、前記接続状態が前記外部充電状態のときに前記開放電圧差が予め設定された第1基準電圧差以上になると前記接続状態を前記外部充電状態から前記内部充電状態に切替えるとともに、前記接続状態が前記内部充電状態のときに前記開放電圧差が予め設定された第2基準電圧差未満に低下すると前記接続状態を前記内部充電状態から前記外部充電状態に切替えることを特徴とする車両用電源制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電源制御装置において、
前記第1基準電圧差は、予め設定された前記充電期間の目標値と、前記接続状態が前記内部充電状態のときの前記エネルギー電池の発熱量とに基づいて設定されることを特徴とする車両用電源制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両用電源制御装置において、
前記充電制御手段は、前記循環電流を検出可能であって、当該検出した循環電流に基づき前記第1基準電圧差を補正することを特徴とする車両用電源制御装置。 - 請求項2または3に記載の車両用電源制御装置において、
前記第1基準電圧差は、50mV以上200mV以下に設定されていることを特徴とする車両用電源制御装置。 - 車両に設けられて互いに並列に接続されたパワー電池と当該パワー電池よりも出力密度が小さくかつエネルギー密度が大きいエネルギー電池とを、充電器により充電するための車両用電池の充電方法であって、
前記各電池の開放電圧差を算出する開放電圧差算出工程と、
前記開放電圧差が予め設定された第1基準電圧差以上となるまで、前記充電器から供給された電流によって前記各電池を充電する外部充電工程と、
前記外部充電工程の直後に実施されて、前記開放電圧差が予め設定された第2基準電圧未満に低下するまで、前記充電器から前記各電池に電流を供給しない一方前記パワー電池と前記エネルギー電池との間で循環電流を発生させて当該エネルギー電池を前記パワー電池により充電する内部充電工程とを含み、
前記充電器による充電が開始されてから前記各電池の電池容量が目標容量に到達するまでの充電期間中、前記外部充電工程と前記内部充電工程とを含む内外充電工程を繰り返し実施することを特徴とする車両用電池の充電方法。 - 請求項5に記載の車両用電池の充電方法において、
前記第1基準電圧差は、予め設定された前記充電期間の目標値と、前記内部充電工程実施時の前記エネルギー電池の発熱量とに基づいて設定されることを特徴とする車両用電池の充電方法。 - 請求項5または6に記載の車両用電池の充電方法において、
前記循環電流を検出する循環電流検出工程と、
直前に実施された前記内部充電工程で発生した前記循環電流の検出値に基づいて、前記第1基準電圧差を補正する第1基準電圧差補正工程とを含むことを特徴とする車両用電池の充電方法。 - 請求項6または7に記載の車両用電池の充電方法において、
前記第1基準電圧差は、50mV以上200mV以下に設定されていることを特徴とする車両用電池の充電方法。
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