JP6435824B2 - 電源システムおよび自動車 - Google Patents
電源システムおよび自動車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6435824B2 JP6435824B2 JP2014246661A JP2014246661A JP6435824B2 JP 6435824 B2 JP6435824 B2 JP 6435824B2 JP 2014246661 A JP2014246661 A JP 2014246661A JP 2014246661 A JP2014246661 A JP 2014246661A JP 6435824 B2 JP6435824 B2 JP 6435824B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- main battery
- soc
- sub
- alternator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Description
まず、本実施形態の電源システムに言及する前に、電源システムに関連するオルタネータ回生車両(μHEV)の主要構成について簡単に説明する。なお、μHEVとは、ISS機能を有し、オルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能かつ放電負荷に放電可能な蓄電デバイスを備えたガソリン車またはディーゼル車をいう。
図1に示すように、オルタネータ回生車両20は、オルタネータ回生車両20全体の動作を制御する車両制御部(ECU)16を備えている。車両制御部16は、図示しないイグニッションスイッチ(以下、IGNと略称する。)が、OFF位置、ON/ACC位置、START位置のいずれに位置しているかを把握するとともに、アクセル、ブレーキ、エンジン等の作動状態、速度、加速度その他の車両状態を把握し、把握した状態に応じた走行制御を行う。また、車両制御部16は、電源システムの制御部と通信線18を介して通信し、電源システムを構成する蓄電デバイスの状態情報の報知を受けるとともに、電源システムの制御部に車両の状態情報(IGNの位置情報、オルタネータの作動情報)を報知する。なお、オルタネータの作動情報には、後述するように、回生開始情報、回生終了情報およびオルタネータ始動情報が含まれる。
また、オルタネータ回生車両20は、制動時やアクセルオフ時に図示を省略したエンジンの回転力を(回生)電力に変換するオルタネータ12を備えている。本実施形態では、オルタネータ12の出力電圧が14Vに設定されている。なお、後述するように、蓄電デバイス(後述するメイン電池1)の状態に応じて、回生電力受け入れ時以外にもオルタネータ12による発電がなされる場合がある。
さらに、オルタネータ回生車両20は、図示を省略したスタータ(セルモータ)および補機で構成される放電負荷14を有している。補機には、例えば、ランプ(ライト)、エンジンポンプ(スパークプラグ)、エアコン、ファン、ラジオ、テレビ、CDプレーヤー、カーナビゲーション等を挙げることができる。放電負荷14の他端はGNDに接続されている。上記補機は、作動するための最低電圧(例えば8V)をメイン電池またはサブ電池から供給されればよい。
次に、本実施形態の電源システム10について説明する。電源システム10は、例えば、図2に示すように、オルタネータ回生車両20のエンジンルームに搭載されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
メイン電池1の電槽には、内部を仕切る隔壁によって6個のセル室を画定するモノブロック電槽が用いられている。モノブロック電槽の中央部の隔壁には上部側から略中央部までセンサ挿入孔が形成されている。センサ挿入孔にはメイン電池1の中央部の温度を検出するサーミスタ等の温度センサが挿入されており、温度センサは接着剤でセンサ挿入孔内に固定されている。
一方、本実施形態のサブ電池2は、ニッケル亜鉛単電池(例えば、公称電圧1.65V、満充電電圧1.9V)を8個直列に接続した組電池で、最上位電位側に正極端子、最下位電位側に負極端子を有して構成されており、負極端子はGNDに接続されている。これらの単電池のうち中央部に配された1本の単電池の電池缶表面には、接着剤によりサーミスタ等の温度センサが固着されている。また、サブ電池2の公称電圧は13.2V((1.65V/単電池)×8個)、満充電電圧は15.2V((1.9V/単電池)×8個)である。従って、サブ電池2の満充電電圧は、メイン電池1の満充電電圧より高く、かつ、オルタネータ12の出力電圧より高く設定されている。サブ電池2の容量は、例えば、2〜8Ahとすることができるが(本例では、8Ah)、本発明はこれに制限されるものではない。
図1に示すように、電源システム10は、メイン電池1およびサブ電池2の充放電電流を切り替えるセレクタ5を備えており、セレクタ5の他側一端および他端はそれぞれメイン電池1およびサブ電池2の正極端子に接続されている。セレクタ5は、大電流が通電可能な複数のスイッチング素子(例えば、パワーMOSFET)で構成されている。
I×t=Y×X×10−6[C]
Q=CVより、
Y×X×10−6=C(メイン電池1またはサブ電池2(切り替え前に接続されていた電池)の電圧−補機が作動するため最低電圧)
C=Y×X×10−6/(メイン電池1またはサブ電池2(切り替え前に接続されていた電池)の電圧−補機が作動するため最低電圧)[F]以上のキャパシタを使用することが好ましい。
また、図1に示すように、電源システム10は、メイン電池1、サブ電池2の電池状態をそれぞれ検出するメイン電池コントローラ3、サブ電池コントローラ4(以下、両者を総称する場合はコントローラ3、4という。)を備えている。コントローラ3、4は、充放電中(車両走行中および車両走行前)にそれぞれメイン電池1、サブ電池2の温度、電圧、電流等の電池状態を検出する。
図1に示すように、電源システム10は、メイン電池1およびサブ電池2の電池状態を演算するとともに、セレクタ5による電流切り替え動作を制御する制御部6を備えている。制御部6は、マイクロコントローラ(以下、マイコンという。)、通信IC、I/O、入力ポート、出力ポートを有するマイクロプロセッサとして構成されており、図1では、制御部6の役割を明確にするために機能別に細部を表している。
次に、本実施形態の電源システム10の動作について、制御部6のマイコンのCPU(以下、CPUと略称する。)を主体として説明する。
車両走行後の車両駐車開始時には、ドライバによりIGNがON/ACC位置からOFF位置に位置付けられ、イグニッションキーがIGNから引き抜かれる。車両制御部16はIGNを監視しており、IGNがOFF位置に位置付けられると、制御部6にその旨を報知する。
1.充放電時の一般制御
車両駐車後の車両走行前には、ドライバによりIGNにイグニッションキーが挿入され、IGNはOFF位置からON/ACC位置に位置付けられ、さらにON/ACC位置からSTART位置に位置付けられた後、再度ON/ACC位置に位置付けられる。車両制御部16はIGNが最初にON/ACC位置に位置付けられると、制御部6にその旨を報知する。報知を受けたCPUは、コントローラ3、4および制御部6を作動状態に移行させる。
本実施形態の電源システム10による回生充放電制御の要点は、次のとおりである。
(a)回生充電制御の要点
1)サブ電池2を使用上限SOCまで充電する(メイン電池1に優先してサブ電池2を充電する。)。
2)サブ電池2が使用上限SOCまで充電されると、メイン電池1を使用上限SOCまで充電する。
1)サブ電池2が使用下限SOCとなるまでサブ電池2から放電負荷14に放電する(メイン電池1に優先してサブ電池2から放電する。)。
2)サブ電池2が使用下限SOCまで放電されると、メイン電池1から放電負荷14に放電する。
1)CPUは、車両制御部16からオルタネータ12による回生電力の供給が開始することを表す回生開始情報の報知を受ける(受信する)と、原則として、サブ電池2を使用上限SOC(図6(A)参照、例えば、90%)まで充電するようにセレクタ5を制御する(セレクタ5に状態「2」を選択させる。)。これにより、サブ電池2は使用上限SOCまで定電圧充電される。ただし、サブ電池2が使用上限SOCとなる前に、車両制御部16からオルタネータ12による回生電力の供給が終了することを表す回生終了情報の報知を受けた(受信した)場合には、回生電力が供給されないため、その時点でサブ電池2への充電は打ち切られ直ちにサブ電池2から放電負荷14に放電するようにセレクタ5を制御する(セレクタ5に状態「2」を選択させたままの状態とする。)。
1)CPUは、車両制御部16から回生終了情報を受信すると、サブ電池2から放電負荷14に、原則として、サブ電池2が予め定められた第1のSOC(図6(A)参照)となるまで放電するように、セレクタ5を制御する(セレクタ5に状態「2」を選択させる。)。ただし、サブ電池2が第1のSOCとなる前に、車両制御部16から回生開始情報を受信した場合には、回生電力が供給されるため、その時点でサブ電池2から放電負荷14への放電は打ち切られ直ちに回生電力でサブ電池2を充電するようにセレクタ5を制御する(セレクタ5に状態「2」を選択させたままの状態とする。)。
回生電力でメイン電池1を充電する際には、メイン電池1に回生電力をできるだけ多く蓄電するため、メイン電池1を使用上限SOCまで充電することが好ましい。一方、メイン電池1を第2のSOC(70%)まで放電した際、劣化を防止するためにメイン電池1を充電するときは、オルタネータ12を作動させる必要がある。このオルタネータ12の作動には図示しないエンジンの動力をオルタネータ12に接続するためガソリン消費を伴う。このため、第2のSOCから使用上限SOCまで充電してもよいが、予め定められた第3のSOC(図6(B)参照、(第2のSOC)<(第3のSOC)<(使用上限SOC))まで充電すれば、その後回生電力によりメイン電池1がさらに充電されることもあるため、燃費向上を図ることができる。
CPUは、サブ電池2を構成する各単電池の電圧値が所定範囲にあるか否や、メイン電池1、サブ電池2の温度も監視する。サブ電池2を構成する各単電池の電圧値や、メイン電池1、サブ電池2の温度が予め設定された所定範囲から外れた場合にはその旨も車両制御部16に報知する。このような異常は段階別に処理を異ならせることが好ましく、車両制御部16は必要に応じてインストールメントパネルにその旨を表示する。CPUは、異常状態に応じて、メイン電池1およびサブ電池2のいずれか一方を使用せず、いずれか他方のみを使用するようにセレクタ5に状態を選択させるようにしてもよい。
次に、本実施形態の電源システム10の作用効果等について説明する。
2 サブ電池(NiZn電池)
8 制御部(制御手段)
10 電源システム
12 オルタネータ
14 放電負荷
20 オルタネータ回生車両(車両、自動車)
Claims (5)
- 車両に搭載され、オルタネータから供給される回生電力を受入可能かつ放電負荷に放電可能な蓄電デバイスを備えた電源システムにおいて、
鉛蓄電池(Pb電池)と、
満充電電圧が前記オルタネータの出力電圧より高いニッケル亜鉛蓄電池(NiZn電池)と、
前記Pb電池および前記NiZn電池の充放電を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記回生電力を受け入れる際に、最初に前記NiZn電池を定電圧充電し次いで前記Pb電池を定電圧充電し、前記放電負荷に放電する際に、最初に前記NiZn電池から前記放電負荷に放電し次いで前記Pb電池から前記放電負荷に放電するように制御することを特徴とする電源システム。 - 前記NiZn電池の満充電電圧が前記Pb電池の満充電電圧より高く、かつ、前記Pb電池の満充電電圧に対する前記NiZn電池の満充電電圧と前記Pb電池の満充電電圧との電圧差の割合が5%未満であることを特徴とする請求項1に記載の電源システム。
- 前記Pb電池の使用下限SOCが前記NiZn電池の使用下限SOCより大きく、70%以上に設定されたことを特徴とする請求項2に記載の電源システム。
- 前記NiZn電池は単電池が8直列に接続された組電池であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電源システム。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電源システムを備えた自動車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014246661A JP6435824B2 (ja) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 電源システムおよび自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014246661A JP6435824B2 (ja) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 電源システムおよび自動車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016111803A JP2016111803A (ja) | 2016-06-20 |
JP6435824B2 true JP6435824B2 (ja) | 2018-12-12 |
Family
ID=56125185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014246661A Expired - Fee Related JP6435824B2 (ja) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 電源システムおよび自動車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6435824B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6804138B2 (ja) * | 2016-06-23 | 2020-12-23 | ダイハツ工業株式会社 | バッテリ残量算出装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06257453A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-13 | Isuzu Motors Ltd | ハイブリッドエンジン |
JP5409424B2 (ja) * | 2010-02-12 | 2014-02-05 | 富士重工業株式会社 | 電源装置 |
KR102036952B1 (ko) * | 2012-12-20 | 2019-10-25 | 징크파이브 파워, 인크. | 별도의 전력원을 가진 시스템에서 배터리 충전 상태를 제어하는 방법 |
-
2014
- 2014-12-05 JP JP2014246661A patent/JP6435824B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016111803A (ja) | 2016-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10029572B2 (en) | Power source system for a vehicle | |
CN109552109B (zh) | 双重功能蓄电池系统与方法 | |
JP4745879B2 (ja) | ハイブリッド車両制御システム、ハイブリッド車両制御方法及び車両用蓄電池制御システム | |
JP6428086B2 (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP6169564B2 (ja) | 異なる公称電圧の車両用バッテリーの対を再充電するための方法および関連システム | |
CN107078535B (zh) | 用于机动车车载电网的多蓄能器系统 | |
JP2004025979A (ja) | 走行車両用電源システム | |
WO2015103173A1 (en) | Micro-hybrid battery module for a vehicle | |
US20100305793A1 (en) | Method for starting a hybrid electric vehicle | |
JP2004032871A (ja) | 走行車両用電源システム | |
JP2014225942A (ja) | 蓄電システム | |
JP2003134689A (ja) | 電源システム | |
US10498154B2 (en) | Electric power system | |
JP6782414B2 (ja) | 車両用電源システムおよび自動車 | |
JP6658314B2 (ja) | 車両用電源システムおよび自動車 | |
JP6750316B2 (ja) | 車両用電源システムおよび自動車 | |
JP6327046B2 (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP6337596B2 (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP2016067142A (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP2016088178A (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP6394233B2 (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP6435824B2 (ja) | 電源システムおよび自動車 | |
JP2008236910A (ja) | 蓄電デバイスの制御装置 | |
CN105197013A (zh) | 车辆的启动控制方法、装置和车辆 | |
JP4930420B2 (ja) | 車載用電源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180807 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180828 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181016 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181029 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6435824 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |