JP6662694B2 - Power control device - Google Patents
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Description
本発明は、電池パックの充放電を制御する電源制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device that controls charging and discharging of a battery pack.
車両に搭載される複数の電池パックは、モータージェネレーターを駆動させるための電源の他に、車両の運転に必要とされる補機やエアーコンディショナー装置などの各種の負荷を駆動させるための電源としても用いられる。そして、電池パックの充放電を制御する車載電源制御装置には、上述した各種の負荷を駆動するための電力を、走行中に確保し続けることが求められる。例えば、特許文献１に記載の車載電源制御装置は、電池パックの温度を検出するための温度センサーに異常が検出された場合であっても、異常の検出された電池パックと負荷との電気的な接続のみを遮断する一方で、正常であると判定された電池パックと負荷との電気的な接続を維持し、それによって、各種の負荷を駆動するための電力を確保し続ける。 The multiple battery packs mounted on the vehicle can be used not only as a power supply for driving the motor generator, but also as a power supply for driving various loads such as auxiliary equipment and air conditioners required for driving the vehicle. Used. In addition, the vehicle-mounted power supply control device that controls the charging and discharging of the battery pack is required to continuously maintain power for driving the above-described various loads during traveling. For example, the on-vehicle power supply control device described in Patent Literature 1 discloses that even when an abnormality is detected in a temperature sensor for detecting the temperature of a battery pack, an electric connection between the battery pack in which the abnormality is detected and a load is detected. While only disconnecting the connection, the electrical connection between the battery pack determined to be normal and the load is maintained, and thereby, the power for driving various loads is continuously maintained.
ところで、各電池パックにどの程度の電力が残っているかを示す指標である充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）は、電池パックごとの充放電特性に基づく値であり、車両に搭載される複数の電池パック内におけるばらつきを有する。特に、異常が検出された電池パックと負荷との電気的な接続が遮断される一方で、正常であると判断された電池パックにおいて充放電が継続される技術では、異常が検出された電池パックの有するＳＯＣと、正常であると判断された電池パックの有するＳＯＣとの乖離が大きくなる可能性が高まる。結果として、電池パックと負荷との接続が行われるときに、電池パックの周辺回路や電池パックそのものに過大な負荷を生じさせるおそれがある。
本発明は、複数の電池パック内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることを可能とした電源制御装置を提供することを目的とする。
By the way, the state of charge (SOC), which is an index indicating how much power remains in each battery pack, is a value based on the charge / discharge characteristics of each battery pack, and includes a plurality of battery packs mounted on the vehicle. It has variations within the battery pack. Particularly, in the technology in which the electrical connection between the battery pack in which the abnormality is detected and the load is cut off, and the battery pack that is determined to be normal is continuously charged and discharged, the battery pack in which the abnormality is detected Of the battery pack determined to be normal is likely to increase. As a result, when the connection between the battery pack and the load is made, there is a possibility that an excessive load may be applied to the peripheral circuit of the battery pack or the battery pack itself.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power supply control device capable of suppressing variation in SOC among a plurality of battery packs.
上記課題を解決するための電源制御装置は、複数の電池パックが並列に接続された並列回路における前記各電池パックに流れる電流を検出する電流検出部から、前記各電池パックの電流値を取得する処理を繰り返す電流値取得部と、前記各電池パックの充電状態であるＳＯＣを検出するＳＯＣ検出部から前記各電池パックのＳＯＣを取得する処理を繰り返すＳＯＣ取得部とを備える。そして、この電源制御装置は、ＳＯＣの目標値を設定すると共に、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が前記目標値よりも小さい場合に、前記電流値取得部が今回取得した放電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、前記各電池パックに対する充放電の制御を行い、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が目標値以上である場合に、前記電流値取得部が今回取得した充電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、前記各電池パックに対する充放電の制御を行う充放電制御部を備える。 A power supply control device for solving the above problem acquires a current value of each of the battery packs from a current detection unit that detects a current flowing through each of the battery packs in a parallel circuit in which a plurality of battery packs are connected in parallel. A current value acquisition unit that repeats the process; and an SOC acquisition unit that repeats a process of acquiring the SOC of each battery pack from an SOC detection unit that detects the SOC that is the state of charge of each battery pack. The power supply control device sets the target value of the SOC, and when the minimum value of the SOC obtained by the SOC obtaining unit this time is smaller than the target value, the current value obtaining unit obtains the current value. The charge / discharge control for each of the battery packs is performed so that the maximum value of the discharge current values approaches zero. When the minimum value of the SOC obtained by the SOC obtaining unit this time is equal to or more than the target value, A charging / discharging control unit that controls charging / discharging of each of the battery packs so that the maximum value of the charging current values acquired by the current value acquiring unit this time approaches zero.
上記電源制御装置によれば、ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が目標値よりも小さい場合に、放電電流値のなかの最大値がゼロに近づくような充放電の制御が行われる。この際、電池パックが有する放電内部抵抗が小さいほど、電池パックの放電電流値は大きいものと推定されるため、放電電流値のなかの最大値を有する電池パックは、複数の電池パックのなかで放電内部抵抗が最も小さい電池パックであると推定される。結果として、各電池パックにおけるＳＯＣは、この制御が開始される前よりも、その電池パックが充電される状態に向けて遷移し、放電内部抵抗が小さい電池パックほど、その遷移の度合いは大きくなる。 According to the power supply control device, when the minimum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit is smaller than the target value, the charge / discharge control is performed such that the maximum value of the discharge current values approaches zero. Will be At this time, since the smaller the discharge internal resistance of the battery pack is, the larger the discharge current value of the battery pack is estimated to be, the battery pack having the maximum value of the discharge current values is one of the plurality of battery packs. It is estimated that the battery pack has the smallest discharge internal resistance. As a result, the SOC of each battery pack transitions toward a state where the battery pack is charged before the start of this control, and the degree of the transition increases as the battery internal resistance decreases. .
一方、ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が目標値以上である場合には、充電電流値のなかの最大値がゼロに近づくような充放電の制御が行われる。この際、電池パックが有する充電内部抵抗が小さいほど、電池パックの充電電流値は大きいものと推定されるため、充電電流値のなかの最大値を有する電池パックは、複数の電池パックのなかで充電内部抵抗が最も小さい電池パックであると推定される。結果として、各電池パックにおけるＳＯＣは、この制御が開始される前よりも、その電池パックが放電される状態に向けて遷移し、充電内部抵抗が小さい電池パックほど、その遷移の度合いが大きくなる。 On the other hand, when the minimum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit is equal to or larger than the target value, the charge / discharge control is performed so that the maximum value of the charging current values approaches zero. At this time, since the smaller the charging internal resistance of the battery pack is, the larger the charging current value of the battery pack is estimated to be, the battery pack having the maximum value of the charging current values is one of the plurality of battery packs. It is estimated that the battery pack has the smallest charging internal resistance. As a result, the SOC of each battery pack transitions toward a state where the battery pack is discharged before the start of this control, and the degree of the transition increases as the battery internal resistance decreases. .
すなわち、上述した電源制御装置は、放電電流値のなかの最大値をゼロに近づける充放電の制御と、充電電流値のなかの最大値をゼロに近づける充放電の制御とを、ＳＯＣの最小値が目標値よりも小さいか否かに基づき切り替える。したがって、上述した電源制御装置は、各電池パックのＳＯＣが目標値に近づくように、各電池パックにおけるＳＯＣの変動を、充放電量を抑えながら収束させ、それによって、複数の電池パック内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることが可能となる。 In other words, the power supply control device described above performs the charge / discharge control for bringing the maximum value of the discharge current values close to zero and the charge / discharge control for bringing the maximum value of the charge current values close to zero to the minimum SOC value. Is switched based on whether or not is smaller than the target value. Therefore, the above-described power supply control device converges the fluctuation of the SOC in each battery pack while suppressing the charge / discharge amount, so that the SOC of each battery pack approaches the target value. Can be suppressed.
上記電源制御装置において、前記充放電制御部は、前記複数の電池パックのなかに異常な電池パックが存在するか否かを判断すると共に、前記異常な電池パックが存在すると判断した場合に、前記異常な電池パックが有するＳＯＣを前記ＳＯＣ取得部から取得し、当該取得されたＳＯＣを前記目標値として設定してもよい。 In the power supply control device, the charge / discharge control unit determines whether or not an abnormal battery pack is present in the plurality of battery packs, and determines that the abnormal battery pack is present, The SOC of the abnormal battery pack may be acquired from the SOC acquisition unit, and the acquired SOC may be set as the target value.
上記電源制御装置によれば、各電池パックにおけるＳＯＣの変動は、異常な電池パックが有するＳＯＣに向けて各電池パックのＳＯＣが近づくように収束する。そのため、異常な電池パックと負荷との接続が次回行われるときに、電池パックの周辺回路や電池パックそのものに過大な負荷が生じることを的確に抑えることが可能ともなる。 According to the power supply control device, the fluctuation of the SOC in each battery pack converges so that the SOC of each battery pack approaches the SOC of the abnormal battery pack. Therefore, when the abnormal connection between the battery pack and the load is performed next time, it is possible to accurately suppress the occurrence of an excessive load on the peripheral circuit of the battery pack or the battery pack itself.
上記電源制御装置において、前記充放電制御部は、前記異常な電池パックが存在しないと判断した場合に、予め設定された値を前記目標値として設定してもよい。 In the power supply control device, when the charge / discharge control unit determines that the abnormal battery pack does not exist, a preset value may be set as the target value.
上記電源制御装置によれば、複数の電池パックのなかに異常な電池パックが存在する場合であれ、複数の電池パックのなかに異常な電池パックが存在しない場合であれ、複数の電池パック内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることが可能ともなる。 According to the power supply control device, even if an abnormal battery pack exists in the plurality of battery packs, or if an abnormal battery pack does not exist in the plurality of battery packs, It is also possible to suppress variation in SOC.
上記電源制御装置において、前記充放電制御部は、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値と、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最大値との差が所定値以上となった場合に、予め設定されたＳＯＣを前記目標値として設定してもよい。
上記電源制御装置によれば、ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値と最大値との差が所定値以上になることを抑えることが可能となる。
In the above power supply control device, the charge / discharge control unit may be configured such that a difference between a minimum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit and a maximum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit is a predetermined value or more. In such a case, a preset SOC may be set as the target value.
According to the power supply control device described above, it is possible to suppress the difference between the minimum value and the maximum value in the SOC acquired by the SOC acquiring unit from becoming equal to or more than the predetermined value.
上記電源制御装置において、前記充放電制御部は、前記異常な電池パックを検出した場合に、前記異常な電池パック以外の電池パックが有するＳＯＣのなかから前記最小値を検出してもよい。 In the power supply control device, when detecting the abnormal battery pack, the charge / discharge control unit may detect the minimum value from SOCs of battery packs other than the abnormal battery pack.
異常な電池パックにおけるＳＯＣの変動は、正常な電池パックにおけるＳＯＣの変動に比べて、十分に小さい場合がある。上記電源制御装置によれば、異常な電池パックにおけるＳＯＣが最小値の検出対象から省かれるため、電源制御装置が最小値の算出に要する負荷を軽減することが可能ともなる。 The fluctuation of the SOC in the abnormal battery pack may be sufficiently smaller than the fluctuation of the SOC in the normal battery pack. According to the power supply control device, the SOC of the abnormal battery pack is omitted from the detection target of the minimum value, so that the load required for the power supply control device to calculate the minimum value can be reduced.
本発明によれば、複数の電池パック内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the variation of SOC in several battery packs.
図１から図３を参照して電源制御装置を車載電源制御装置に具体化した一実施形態を説明する。 An embodiment in which the power supply control device is embodied as an in-vehicle power supply control device will be described with reference to FIGS.
図１が示すように、複数の電池パック１０が並列に接続された並列回路には、エアーコンディショナー装置２１、ＤＣ‐ＤＣコンバーター２２、および、電力変換装置３１が、各電池パック１０に対して並列に接続される。 As shown in FIG. 1, in a parallel circuit in which a plurality of battery packs 10 are connected in parallel, an air conditioner device 21, a DC-DC converter 22, and a power converter 31 are connected in parallel to each battery pack 10. Connected to.
電池パック１０は、充電、および、放電可能な二次電池である電池スタック１１、電圧検出部１２、電流検出部１３、温度検出部１４、および、監視装置１５を備える。電池スタック１１は、互いに直列に接続された複数の二次電池を備える。電圧検出部１２は、ＳＯＣを算出するための電池スタック１１における開放電圧値の検出を行う。電流検出部１３は、電池スタック１１に流れる電流の値である充電電流値、および、放電電流値の検出を繰り返す。温度検出部１４は、電池パック１０に異常が生じているか否かを判定するための電池スタック１１における温度の検出を繰り返す。 The battery pack 10 includes a battery stack 11 that is a rechargeable and dischargeable secondary battery, a voltage detection unit 12, a current detection unit 13, a temperature detection unit 14, and a monitoring device 15. The battery stack 11 includes a plurality of secondary batteries connected in series to each other. The voltage detector 12 detects an open-circuit voltage value in the battery stack 11 for calculating the SOC. The current detection unit 13 repeats detection of a charge current value, which is a value of a current flowing through the battery stack 11, and a discharge current value. The temperature detector 14 repeats the detection of the temperature in the battery stack 11 for determining whether or not the battery pack 10 has an abnormality.
監視装置１５は、温度検出部１４が検出した温度が所定範囲内である場合に、電池パック１０が正常であると判定し、温度検出部１４が検出した温度が所定範囲外である場合に、電池パック１０が異常であると判定する。監視装置１５は、ＳＯＣ検出部の一例であって、電圧検出部１２が検出した開放電圧値と、電流検出部１３が検出した電流値の積算とを行い、電池パック１０のＳＯＣを車両の運転開始時から算出し続ける。監視装置１５は、監視結果ＤＡＴとして、電流検出部１３が検出した電流値と、電池パック１０が正常であるか否かの判定の結果と、算出されたＳＯＣとを、電動発電機ＥＣＵ３０に出力する。 The monitoring device 15 determines that the battery pack 10 is normal when the temperature detected by the temperature detection unit 14 is within a predetermined range, and determines that the temperature detected by the temperature detection unit 14 is outside the predetermined range. It is determined that the battery pack 10 is abnormal. The monitoring device 15 is an example of an SOC detection unit, and performs integration of the open-circuit voltage value detected by the voltage detection unit 12 and the current value detected by the current detection unit 13 to change the SOC of the battery pack 10 to the vehicle operation. Continue to calculate from the start. The monitoring device 15 outputs, as the monitoring result DAT, the current value detected by the current detection unit 13, the result of the determination as to whether the battery pack 10 is normal, and the calculated SOC to the motor generator ECU 30. I do.
エアーコンディショナー装置２１は、電動駆動式のコンプレッサーと、インバーターとを備え、インバーターは、電池パック１０が出力する直流電圧を、電動駆動式のコンプレッサーを駆動するための交流電圧に変換する。エアーコンディショナー装置２１は、補機駆動ＥＣＵ２０から入力される駆動指令に従ってインバーターを駆動し、それによって、空調に利用する熱媒体をコンプレッサーに圧縮させる。 The air conditioner device 21 includes an electrically driven compressor and an inverter. The inverter converts a DC voltage output from the battery pack 10 into an AC voltage for driving the electrically driven compressor. The air conditioner device 21 drives the inverter in accordance with the drive command input from the accessory drive ECU 20, and thereby causes the compressor to compress the heat medium used for air conditioning.
ＤＣ‐ＤＣコンバーター２２は、電池パック１０が出力する直流電圧を、補機２３を駆動するための直流電圧に変換する。ＤＣ‐ＤＣコンバーター２２は、車両の運転に必要とされる補機２３に接続され、負荷である補機２３が消費する電流を補機２３に供給する。ＤＣ‐ＤＣコンバーター２２は、補機駆動ＥＣＵ２０から入力される駆動指令に従って駆動し、それが出力する直流電圧によって補機２３を駆動する。 The DC-DC converter 22 converts a DC voltage output from the battery pack 10 into a DC voltage for driving the auxiliary device 23. The DC-DC converter 22 is connected to an auxiliary device 23 required for driving the vehicle, and supplies a current consumed by the auxiliary device 23 as a load to the auxiliary device 23. The DC-DC converter 22 is driven according to a drive command input from the accessory drive ECU 20, and drives the accessory 23 with a DC voltage output from the drive command.
電力変換装置３１は、電池パック１０から供給される直流電力を交流電力に変換する。また、電力変換装置３１は、モータージェネレーター３２から供給される交流電力を直流電力に変換する。電力変換装置３１は、モータージェネレーター３２に接続され、電力変換装置３１が変換した交流電力を、モータージェネレーター３２に供給する。また、電力変換装置３１は、各電池パック１０に接続され、電力変換装置３１が変換した直流電力を、電池パック１０に供給する。電力変換装置３１は、モータージェネレーター３２への電力供給と、電池パック１０への電力供給とを、電動発電機ＥＣＵ３０が出力するトルク指令Ｔｃｎｔに基づき切り替える。 Power conversion device 31 converts DC power supplied from battery pack 10 to AC power. Power converter 31 converts AC power supplied from motor generator 32 into DC power. The power converter 31 is connected to the motor generator 32 and supplies the AC power converted by the power converter 31 to the motor generator 32. The power converter 31 is connected to each battery pack 10 and supplies the DC power converted by the power converter 31 to the battery pack 10. Power conversion device 31 switches between power supply to motor generator 32 and power supply to battery pack 10 based on torque command Tcnt output from motor generator ECU 30.
モータージェネレーター３２は、電力変換装置３１から供給される交流電力によって動力を生成し、モータージェネレーター３２の軸出力に接続されたトランスミッション３３に動力を伝達することによって、車両を走行させる。また、モータージェネレーター３２は、トランスミッション３３から供給される動力によって発電し、発電した交流電力を電力変換装置３１に供給する。 The motor generator 32 generates power by AC power supplied from the power conversion device 31 and transmits the power to a transmission 33 connected to the shaft output of the motor generator 32 to run the vehicle. Further, the motor generator 32 generates electric power by motive power supplied from the transmission 33 and supplies the generated AC power to the power converter 31.
電動発電機ＥＣＵ３０は、車載電源制御装置の一例であり、ＣＰＵやＤＳＰなどの演算部や、メモリなどの記憶部を備えるコンピューターである。電動発電機ＥＣＵ３０は、記憶部３０Ｃに記憶された車載電源制御プログラムを実行することによって、取得処理部３０Ａ、および、充放電制御部３０Ｂとして機能する。取得処理部３０Ａは、各種信号の入力処理を行う。充放電制御部３０Ｂは、電力変換装置３１による電力変換の制御を通じて、モータージェネレーター３２の駆動を制御する。エンジンＥＣＵ４０は、ドライバーの操作に基づくドライバーの要求トルクに従って、エンジン４１の駆動を制御する。 The motor generator ECU 30 is an example of an in-vehicle power supply control device, and is a computer including an arithmetic unit such as a CPU and a DSP and a storage unit such as a memory. The motor generator ECU 30 functions as an acquisition processing unit 30A and a charge / discharge control unit 30B by executing the vehicle-mounted power supply control program stored in the storage unit 30C. The acquisition processing unit 30A performs input processing of various signals. The charge / discharge control unit 30 </ b> B controls driving of the motor generator 32 through control of power conversion by the power conversion device 31. The engine ECU 40 controls the driving of the engine 41 according to the driver's required torque based on the driver's operation.
補機駆動ＥＣＵ２０、電動発電機ＥＣＵ３０、および、エンジンＥＣＵ４０は、互いに連携し、エンジン４１が出力するトルクとモータージェネレーター３２が出力するトルクとの合計と、ドライバーの要求トルクとが等しくなるように、モータージェネレーター３２の駆動とエンジン４１の駆動とを制御する。 The accessory drive ECU 20, the motor generator ECU 30, and the engine ECU 40 work in cooperation with each other so that the sum of the torque output by the engine 41 and the torque output by the motor generator 32 is equal to the required torque of the driver. The driving of the motor generator 32 and the driving of the engine 41 are controlled.
取得処理部３０Ａは、電流値取得部３０Ａ１、ＳＯＣ取得部３０Ａ２、および、判定結果取得部３０Ａ３を備える。電流値取得部３０Ａ１は、各電池パック１０が出力した監視結果ＤＡＴに含まれる電流値の入力処理を繰り返す。すなわち、電流値取得部３０Ａ１は、各電池パック１０における充電電流値、あるいは、放電電流値を取得する処理を繰り返す。ＳＯＣ取得部３０Ａ２は、各電池パック１０が出力した監視結果ＤＡＴに含まれるＳＯＣの入力処理を繰り返す。すなわち、ＳＯＣ取得部３０Ａ２は、各電池パック１０の充電状態であるＳＯＣを検出する監視装置１５から各電池パックのＳＯＣを取得する処理を繰り返す。判定結果取得部３０Ａ３は、各電池パック１０が出力した監視結果ＤＡＴに含まれる判定結果、すなわち、電池パック１０が正常であるか否かの判定結果の入力処理を繰り返す。 The acquisition processing unit 30A includes a current value acquisition unit 30A1, an SOC acquisition unit 30A2, and a determination result acquisition unit 30A3. The current value acquisition unit 30A1 repeats the input process of the current value included in the monitoring result DAT output from each battery pack 10. That is, the current value acquisition unit 30A1 repeats the process of acquiring the charge current value or the discharge current value in each battery pack 10. The SOC acquisition unit 30A2 repeats the input process of the SOC included in the monitoring result DAT output from each battery pack 10. That is, the SOC acquisition unit 30A2 repeats the process of acquiring the SOC of each battery pack from the monitoring device 15 that detects the SOC that is the state of charge of each battery pack 10. The determination result acquisition unit 30A3 repeats the input processing of the determination result included in the monitoring result DAT output by each battery pack 10, that is, the determination result of whether the battery pack 10 is normal.
充放電制御部３０Ｂは、目標値設定部３０Ｂ１、および、トルク指令部３０Ｂ２を備える。目標値設定部３０Ｂ１は、判定結果取得部３０Ａ３が取得した判定結果に基づき、複数の電池パック１０のなかに異常が検出された電池パック１０が存在するか否かを判断する。目標値設定部３０Ｂ１は、異常な電池パック１０が存在すると判断した場合に、異常な電池パック１０が有するＳＯＣをＳＯＣ取得部３０Ａ２から取得して、異常な電池パック１０が有するＳＯＣを充放電制御部３０Ｂに記憶し、それによって、異常な電池パック１０が有するＳＯＣを、ＳＯＣの目標値として設定する。一方、目標値設定部３０Ｂ１は、異常な電池パック１０が存在しないと判断した場合に、予め設定された基準ＳＯＣを記憶部３０Ｃから取得し、この取得されたＳＯＣを目標値として設定する。なお、予め設定された基準ＳＯＣは、例えば、電池パック１０の劣化を軽減させるために、車両の運転状態などに応じた値として予め試験等に基づいて設定される。 The charge / discharge control unit 30B includes a target value setting unit 30B1 and a torque command unit 30B2. The target value setting unit 30B1 determines based on the determination result obtained by the determination result obtaining unit 30A3 whether or not there is a battery pack 10 in which an abnormality is detected among the plurality of battery packs 10. When determining that the abnormal battery pack 10 exists, the target value setting unit 30B1 acquires the SOC of the abnormal battery pack 10 from the SOC acquisition unit 30A2, and controls the charge and discharge of the SOC of the abnormal battery pack 10. The SOC stored in the abnormal battery pack 10 is set as the target value of the SOC. On the other hand, when it is determined that there is no abnormal battery pack 10, the target value setting unit 30B1 obtains a preset reference SOC from the storage unit 30C, and sets the obtained SOC as a target value. Note that the preset reference SOC is set based on a test or the like in advance as a value corresponding to the driving state of the vehicle or the like, for example, in order to reduce the deterioration of the battery pack 10.
トルク指令部３０Ｂ２は、ＳＯＣ取得部３０Ａ２が今回の制御周期で取得したＳＯＣのなかの最小値を検出する。トルク指令部３０Ｂ２は、目標値設定部３０Ｂ１が設定した目標値よりも、算出された最小値が小さい場合に、電流値取得部３０Ａ１が今回の制御周期で取得した放電電流値のなかの最大値を検出する。そして、トルク指令部３０Ｂ２は、算出された放電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、各電池パック１０に対する充放電の制御を行う。例えば、トルク指令部３０Ｂ２は、放電電流値のなかの最大値が１［Ａ］であり、かつ、電池パック１０の並列回路における出力電圧が３００Ｖであるとき、放電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、すなわち、３００Ｗの電力をゼロにするためのモータージェネレーター３２の指示トルクを算出する。そして、トルク指令部３０Ｂ２は、算出された指示トルクを出力させるためのトルク指令Ｔｃｎｔを、電力変換装置３１に出力し、それによって、放電電流値のなかの最大値をゼロに近づけるように、モータージェネレーター３２に指示トルクをフィードバックする。 Torque command unit 30B2 detects the minimum value of SOC acquired by SOC acquisition unit 30A2 in the current control cycle. When the calculated minimum value is smaller than the target value set by the target value setting unit 30B1, the torque command unit 30B2 sets the maximum value of the discharge current values obtained by the current value obtaining unit 30A1 in the current control cycle. Is detected. Then, the torque command unit 30B2 controls charging and discharging of each battery pack 10 so that the maximum value of the calculated discharge current values approaches zero. For example, when the maximum value of the discharge current values is 1 [A] and the output voltage in the parallel circuit of the battery pack 10 is 300 V, the torque command unit 30B2 determines that the maximum value of the discharge current values is The command torque of the motor generator 32 is calculated so as to approach zero, that is, to reduce the power of 300 W to zero. Then, the torque command unit 30B2 outputs a torque command Tcnt for outputting the calculated command torque to the power conversion device 31, and thereby causes the motor so that the maximum value of the discharge current values approaches zero. The instruction torque is fed back to the generator 32.
一方、トルク指令部３０Ｂ２は、算出された最小値が目標値以上である場合に、電流値取得部３０Ａ１が今回の制御周期で取得した充電電流値のなかの最大値を検出する。そして、トルク指令部３０Ｂ２は、算出された充電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、各電池パック１０に対する充放電の制御を行う。例えば、トルク指令部３０Ｂ２は、充電電流値のなかの最大値が−１［Ａ］であり、かつ、電池パック１０の並列回路における出力電圧が３００Ｖであるとき、充電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、すなわち、−３００Ｗの電力をゼロにするためのモータージェネレーター３２の指示トルクを算出する。そして、トルク指令部３０Ｂ２は、算出された指示トルクを出力させるためのトルク指令Ｔｃｎｔを、電力変換装置３１に出力し、それによって、充電電流値のなかの最大値をゼロに近づけるように、モータージェネレーター３２に指示トルクをフィードバックする。 On the other hand, when the calculated minimum value is equal to or larger than the target value, the torque command unit 30B2 detects the maximum value of the charging current values obtained by the current value obtaining unit 30A1 in the current control cycle. Then, the torque command unit 30B2 controls charging and discharging of each battery pack 10 so that the maximum value of the calculated charging current values approaches zero. For example, when the maximum value of the charging current values is -1 [A] and the output voltage of the parallel circuit of the battery pack 10 is 300 V, the torque command unit 30B2 determines that the maximum value of the charging current values is low. Is calculated so as to approach zero, that is, the instruction torque of the motor generator 32 for reducing the power of -300 W to zero. Then, the torque command unit 30B2 outputs a torque command Tcnt for outputting the calculated command torque to the power conversion device 31, and thereby sets the maximum value of the charging current values close to zero. The instruction torque is fed back to the generator 32.
次に、電動発電機ＥＣＵ３０が行う車載電源制御方法の処理の流れを説明する。
図２が示すように、電動発電機ＥＣＵ３０は、複数の電池パック１０のなかに異常な電池パック１０が存在するか否かを判断する（ステップＳ１１）。電動発電機ＥＣＵ３０は、異常が検出された電池パック１０が存在しない場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＳＯＣの目標値として基準ＳＯＣを設定する（ステップＳ１４）。一方、電動発電機ＥＣＵ３０は、異常な電池パック１０が存在するとき、異常な電池パック１０が有したＳＯＣを記憶すると共に（ステップＳ１２）、異常な電池パック１０のＳＯＣをＳＯＣの目標値に設定する（ステップＳ１３）。
Next, a flow of processing of the vehicle power supply control method performed by the motor generator ECU 30 will be described.
As shown in FIG. 2, the motor generator ECU 30 determines whether an abnormal battery pack 10 exists in the plurality of battery packs 10 (step S11). When there is no battery pack 10 in which the abnormality is detected (NO in step S11), motor generator ECU 30 sets a reference SOC as a target SOC value (step S14). On the other hand, when the abnormal battery pack 10 exists, the motor generator ECU 30 stores the SOC of the abnormal battery pack 10 (step S12) and sets the SOC of the abnormal battery pack 10 to the target value of the SOC. (Step S13).
次いで、電動発電機ＥＣＵ３０は、今回の制御周期で取得された各電池パック１０のＳＯＣのなかの最小値が目標値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２１）。電動発電機ＥＣＵ３０は、各電池パック１０のＳＯＣのなかの最小値が目標値よりも小さい場合（ステップＳ２１でＮＯ）、複数の電池パック１０のなかの放電電流値の最大値を検出する（ステップＳ２３）。一方、電動発電機ＥＣＵ３０は、各電池パック１０のＳＯＣのなかの最小値が目標値以上である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、複数の電池パック１０のなかの充電電流値の最大値を検出する（ステップＳ２２）。次いで、電動発電機ＥＣＵ３０は、先に検出された電流値の最大値をゼロに近づけるように、モータージェネレーター３２に指示トルクをフィードバックする（ステップＳ２４）。そして、電動発電機ＥＣＵ３０は、全ての電池パック１０の有するＳＯＣが目標値を含む所定範囲に収束するまで、ステップＳ２１からステップＳ２４の処理を繰り返す（ステップＳ２５）。 Next, the motor generator ECU 30 determines whether or not the minimum value of the SOC of each battery pack 10 acquired in the current control cycle is smaller than the target value (step S21). When the minimum value of the SOC of each battery pack 10 is smaller than the target value (NO in step S21), motor generator ECU 30 detects the maximum value of the discharge current value in a plurality of battery packs 10 (step S21). S23). On the other hand, when the minimum value of the SOC of each battery pack 10 is equal to or greater than the target value (YES in step S21), motor generator ECU 30 detects the maximum value of the charging current value in the plurality of battery packs 10. (Step S22). Next, the motor generator ECU 30 feeds back the instruction torque to the motor generator 32 so that the previously detected maximum value of the current value approaches zero (step S24). Then, the motor generator ECU 30 repeats the processing from step S21 to step S24 until the SOCs of all the battery packs 10 converge on the predetermined range including the target value (step S25).
次に、電動発電機ＥＣＵ３０が行う車載電源制御方法の処理での各電池パック１０におけるＳＯＣの推移を説明する。なお、図３では、電池パック１０の数量が４つであり、第４電池パックに異常が生じた例を示す。 Next, the transition of the SOC in each battery pack 10 in the process of the vehicle power supply control method performed by the motor generator ECU 30 will be described. FIG. 3 shows an example in which the number of battery packs 10 is four and an abnormality has occurred in the fourth battery pack.
図３が示すように、電動発電機ＥＣＵ３０は、タイミングＴ１において、第４電池パックが異常な電池パック１０であることを判断し、異常な電池パック１０である第４電池パックのそのときのＳＯＣをＳＯＣの目標値に設定する。次いで、電動発電機ＥＣＵ３０は、図３の指標Ａ１が示すように、今回の制御周期で取得された各電池パック１０のＳＯＣのなかの最小値が目標値以上であると判断し、複数の電池パック１０のなかの充電電流値の最大値として、例えば、第１電池パックの充電電流値を検出する。そして、電動発電機ＥＣＵ３０は、検出された充電電流値の最大値をゼロに近づけるように、モータージェネレーター３２に指示トルクをフィードバックする。 As shown in FIG. 3, the motor generator ECU 30 determines that the fourth battery pack is the abnormal battery pack 10 at the timing T1, and the SOC of the fourth battery pack that is the abnormal battery pack 10 at that time. Is set to the target value of the SOC. Next, as indicated by the index A1 in FIG. 3, the motor generator ECU 30 determines that the minimum value of the SOC of each battery pack 10 acquired in the current control cycle is equal to or greater than the target value, and As the maximum value of the charging current value in the pack 10, for example, the charging current value of the first battery pack is detected. Then, motor generator ECU 30 feeds back the instruction torque to motor generator 32 so that the maximum value of the detected charging current value approaches zero.
この際、電池パック１０が有する充電内部抵抗が小さいほど、電池パック１０の充電電流値は大きいものと推定されるため、充電電流値のなかの最大値を有する第１電池パックは、複数の電池パック１０のなかで充電内部抵抗が最も小さい電池パックであると推定される。結果として、各電池パック１０におけるＳＯＣは、この制御が開始される前よりも、その電池パック１０が放電される状態に向けて遷移し、充電内部抵抗が小さい電池パックほど、その遷移の度合いが大きくなる。 At this time, it is estimated that the smaller the charging internal resistance of the battery pack 10 is, the larger the charging current value of the battery pack 10 is. Therefore, the first battery pack having the maximum charging current value includes a plurality of batteries. It is estimated that the battery pack has the smallest charging internal resistance among the packs 10. As a result, the SOC of each battery pack 10 transitions to a state where the battery pack 10 is discharged before the start of this control, and the degree of the transition increases as the battery internal resistance decreases. growing.
電動発電機ＥＣＵ３０は、タイミングＴ２において、図３の指標Ａ２が示すように、今回の制御周期で取得された各電池パック１０のＳＯＣのなかの最小値が目標値よりも小さいと判断し、複数の電池パック１０のなかの放電電流値の最大値として、例えば、第３電池パックの放電電流値を検出する。そして、電動発電機ＥＣＵ３０は、検出された充電電流値の最大値をゼロに近づけるように、モータージェネレーター３２に指示トルクをフィードバックする。 At timing T2, the motor generator ECU 30 determines that the minimum value among the SOCs of the battery packs 10 obtained in the current control cycle is smaller than the target value, as indicated by the index A2 in FIG. For example, the discharge current value of the third battery pack is detected as the maximum value of the discharge current value in the battery pack 10. Then, motor generator ECU 30 feeds back the instruction torque to motor generator 32 so that the maximum value of the detected charging current value approaches zero.
この際、電池パック１０が有する放電内部抵抗が小さいほど、電池パック１０の放電電流値は大きいものと推定されるため、放電電流値のなかの最大値を有する第３電池パックは、複数の電池パック１０のなかで放電内部抵抗が最も小さい電池パック１０であると推定される。結果として、各電池パック１０におけるＳＯＣは、この制御が開始される前よりも、その電池パック１０が充電される状態に向けて遷移し、放電内部抵抗が小さい電池パック１０ほど、その遷移の度合いは大きくなる。 At this time, it is estimated that the smaller the discharge internal resistance of the battery pack 10 is, the larger the discharge current value of the battery pack 10 is. Therefore, the third battery pack having the maximum value of the discharge current values includes a plurality of battery packs. It is estimated that the battery pack 10 has the lowest discharge internal resistance among the packs 10. As a result, the SOC of each battery pack 10 shifts toward a state where the battery pack 10 is charged before the start of this control. Becomes larger.
そして、タイミングＴ３からタイミングＴ４にわたり、ＳＯＣの最小値と目標値との比較、および、充電電流値の最大値をゼロに近づける、あるいは、放電電流値の最大値をゼロに近づけるような指示トルクのフィードバックが繰り返され、各電池パック１０のＳＯＣが目標値に収束する。 Then, from the timing T3 to the timing T4, the comparison between the minimum value of the SOC and the target value, and the instruction torque that brings the maximum value of the charging current value close to zero or the maximum value of the discharging current value close to zero. Feedback is repeated, and the SOC of each battery pack 10 converges to the target value.
以上、上記実施の形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）放電電流値のなかの最大値をゼロに近づける充放電の制御と、充電電流値のなかの最大値をゼロに近づける充放電の制御とを、ＳＯＣの最小値が目標値よりも小さいか否かに基づき切り替える。そのため、各電池パック１０のＳＯＣが目標値に近づくように、各電池パック１０におけるＳＯＣの変動を、充放電量を抑えながら収束させ、それによって、複数の電池パック１０内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることが可能となる。
As described above, according to the above-described embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The charge / discharge control for setting the maximum value of the discharge current values close to zero and the charge / discharge control for setting the maximum value of the charge current values close to zero are performed in such a manner that the minimum value of the SOC is smaller than the target value. Switch based on whether or not. Therefore, the variation of the SOC in each battery pack 10 is converged while suppressing the charge / discharge amount so that the SOC of each battery pack 10 approaches the target value, thereby suppressing the variation of the SOC in the plurality of battery packs 10. It becomes possible.
（２）各電池パック１０におけるＳＯＣの変動は、異常な電池パックが有するＳＯＣに向けて各電池パック１０のＳＯＣが近づくように収束する。そのため、異常な電池パック１０と負荷との接続が次回行われるときに、電池パック１０の周辺回路や電池パックそのものに過大な負荷が生じることを的確に抑えることが可能ともなる。 (2) The fluctuation of the SOC in each battery pack 10 converges so that the SOC of each battery pack 10 approaches the SOC of the abnormal battery pack. Therefore, when the abnormal connection between the battery pack 10 and the load is performed next time, it is possible to appropriately suppress the occurrence of an excessive load on the peripheral circuits of the battery pack 10 and the battery pack itself.
（３）複数の電池パック１０のなかに異常な電池パック１０が存在する場合であれ、複数の電池パック１０のなかに異常な電池パック１０が存在しない場合であれ、複数の電池パック１０内におけるＳＯＣのばらつきを抑えることが可能ともなる。 (3) Whether the abnormal battery pack 10 exists in the plurality of battery packs 10 or the abnormal battery pack 10 does not exist in the plurality of battery packs 10, It is also possible to suppress variation in SOC.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・電動発電機ＥＣＵ３０は、ＳＯＣ取得部３０Ａ２が今回取得したＳＯＣのなかの最小値と、ＳＯＣ取得部３０Ａ２が今回取得したＳＯＣのなかの最大値との差が所定値以上となった場合に、予め設定された基準ＳＯＣを目標値として設定してもよい。こうした車載電源制御装置によれば、ＳＯＣ取得部３０Ａ２が今回取得したＳＯＣのなかの最小値と最大値との差が所定値以上になることを抑えることが可能となる。この際、目標値設定部３０Ｂ１は、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理、すなわち、異常な電池パック１０のＳＯＣをＳＯＣの目標値として設定するための処理を省いてもよい。
The above embodiment can be implemented with the following modifications.
When the difference between the minimum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit 30A2 and the maximum value of the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit 30A2 is equal to or larger than a predetermined value, A preset reference SOC may be set as the target value. According to such an in-vehicle power supply control device, it is possible to suppress the difference between the minimum value and the maximum value in the SOC acquired this time by the SOC acquisition unit 30A2 from becoming equal to or more than the predetermined value. At this time, the target value setting unit 30B1 may omit the processing from step S11 to step S14, that is, the processing for setting the SOC of the abnormal battery pack 10 as the target value of SOC.
・電動発電機ＥＣＵ３０は、異常な電池パック１０が存在すると判断した場合に、異常な電池パック１０以外の電池パック１０が有するＳＯＣのなかから、目標値と比較される最小値を検出してもよい。異常な電池パック１０におけるＳＯＣの変動は、正常な電池パック１０におけるＳＯＣの変動に比べて、十分に小さい場合がある。こうした構成を有する車載電源制御装置によれば、異常な電池パック１０におけるＳＯＣが最小値の検出対象から省かれるため、車載電源制御装置が最小値の算出に要する負荷を軽減することが可能ともなる。 When the motor generator ECU 30 determines that the abnormal battery pack 10 is present, the motor generator ECU 30 may detect the minimum value to be compared with the target value from among the SOCs of the battery packs 10 other than the abnormal battery pack 10. Good. The fluctuation of the SOC in the abnormal battery pack 10 may be sufficiently smaller than the fluctuation of the SOC in the normal battery pack 10. According to the vehicle-mounted power supply control device having such a configuration, the SOC of the abnormal battery pack 10 is omitted from the detection target of the minimum value, so that the load required for the vehicle-mounted power supply control device to calculate the minimum value can be reduced. .
・電池パック１０が正常であるか否かを検出する指標は、電池スタック１１の温度に限らず、電圧検出部１２の検出結果であってもよいし、電流検出部１３の検出結果であってもよい。この際、電動発電機ＥＣＵ３０が目標値に設定するＳＯＣは、異常な電池パック１０が存在すると判断される直前に取得されたＳＯＣであることが好ましい。また、異常な電池パック１０以外の電池パック１０が有するＳＯＣのなかから、目標値と比較される最小値を検出することが好ましい。 The index for detecting whether or not the battery pack 10 is normal is not limited to the temperature of the battery stack 11 and may be a detection result of the voltage detection unit 12 or a detection result of the current detection unit 13. Is also good. At this time, the SOC set by the motor generator ECU 30 to the target value is preferably the SOC acquired immediately before it is determined that the abnormal battery pack 10 exists. Further, it is preferable to detect a minimum value to be compared with a target value from among the SOCs of the battery packs 10 other than the abnormal battery pack 10.
・ＳＯＣ検出部が行うＳＯＣの検出方法は、電流検出部１３によって検出された電流値の積算に限らず、電解液比重センサー、セル電圧センサー、端子電圧センサーなどの検出結果に基づき検出する方法であってもよい。また、ＳＯＣ検出部は、電池パック１０に残存している電気量を検出する構成に限らず、例えば、充電可能量などの他のパラメータで充電状態を検出する構成であってもよい。 The SOC detection method performed by the SOC detection unit is not limited to the integration of the current value detected by the current detection unit 13, but is a method of detecting based on detection results of an electrolyte specific gravity sensor, a cell voltage sensor, a terminal voltage sensor, and the like. There may be. Further, the SOC detection unit is not limited to the configuration that detects the amount of electricity remaining in the battery pack 10, but may be a configuration that detects the state of charge using another parameter such as a chargeable amount.
・電池パック１０の監視装置１５からＳＯＣ検出部が割愛され、電流検出部１３の検出結果を用いたＳＯＣの検出を行うＳＯＣ検出部を、電動発電機ＥＣＵ３０が備える構成であってもよい。
・電源制御装置が適用される対象は、車両に限らず、航空機、建築機械、農業機械などのように、電池パックの出力を電源に用いる各種装置であってもよい。
The configuration may be such that the SOC detection unit is omitted from the monitoring device 15 of the battery pack 10 and the motor generator ECU 30 includes an SOC detection unit that detects the SOC using the detection result of the current detection unit 13.
The target to which the power supply control device is applied is not limited to a vehicle, but may be various devices that use the output of a battery pack as a power supply, such as an aircraft, a construction machine, and an agricultural machine.
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…タイミング、Ｔｃｎｔ…トルク指令、１０…電池パック、１１…電池スタック、１２…電圧検出部、１３…電流検出部、１４…温度検出部、１５…監視装置、２０…補機駆動ＥＣＵ、２１…エアーコンディショナー装置、２２…ＤＣ‐ＤＣコンバーター、２３…補機、３０…電動発電機ＥＣＵ、３０Ａ…取得処理部、３０Ａ１…電流値取得部、３０Ａ２…ＳＯＣ取得部、３０Ａ３…判定結果取得部、３０Ｂ…充放電制御部、３０Ｂ１…目標値設定部、３０Ｂ２…トルク指令部、３０Ｃ…記憶部、３１…電力変換装置、３２…モータージェネレーター、３３…トランスミッション、４０…エンジンＥＣＵ、４１…エンジン。 T1, T2, T3, T4 timing, Tcnt torque command, 10 battery pack, 11 battery stack, 12 voltage detector, 13 current detector, 14 temperature detector, 15 monitoring device, 20 Auxiliary equipment drive ECU, 21: Air conditioner device, 22: DC-DC converter, 23: Auxiliary equipment, 30: Motor generator ECU, 30A: Acquisition processing unit, 30A1: Current value acquisition unit, 30A2: SOC acquisition unit, 30A3 ··· Determination result acquisition unit, 30B ··· Charge / discharge control unit, 30B1 ··· Target value setting unit, 30B2 ··· Torque command unit, 30C ··· Storage unit, 31 ··· Power conversion device, 32 ··· Motor generator, 33 ··· Transmission, 40 · Engine ECU , 41 ... engine.
Claims (5)
前記各電池パックの充電状態であるＳＯＣを検出するＳＯＣ検出部から前記各電池パックのＳＯＣを取得する処理を繰り返すＳＯＣ取得部と、
ＳＯＣの目標値を設定すると共に、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が前記目標値よりも小さい場合に、前記電流値取得部が今回取得した放電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、前記各電池パックに対する充放電の制御を行い、前記ＳＯＣ取得部が今回取得したＳＯＣのなかの最小値が目標値以上である場合に、前記電流値取得部が今回取得した充電電流値のなかの最大値がゼロに近づくように、前記各電池パックに対する充放電の制御を行う充放電制御部と、を備える
電源制御装置。 From a current detection unit that detects a current flowing through each of the battery packs in a parallel circuit in which a plurality of battery packs are connected in parallel, a current value acquisition unit that repeats a process of acquiring a current value of each of the battery packs,
An SOC acquisition unit that repeats a process of acquiring the SOC of each battery pack from an SOC detection unit that detects an SOC that is a state of charge of each battery pack;
A target value of the SOC is set, and when a minimum value of the SOC acquired by the SOC acquisition unit this time is smaller than the target value, a maximum value of the discharge current value acquired by the current value acquisition unit this time is set. Is controlled so as to approach zero. If the minimum value of the SOC acquired by the SOC acquisition unit this time is equal to or more than the target value, the current value acquisition unit acquires the current value. And a charge / discharge control unit that controls charge / discharge of each of the battery packs so that the maximum value of the charge current values approaches zero.
請求項１に記載の電源制御装置。 The charge / discharge control unit determines whether or not an abnormal battery pack is present in the plurality of battery packs, and, when determining that the abnormal battery pack is present, includes the abnormal battery pack. The power supply control device according to claim 1, wherein an SOC is acquired from the SOC acquisition unit, and the acquired SOC is set as the target value.
請求項２に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 2, wherein the charge / discharge control unit sets a preset value as the target value when determining that the abnormal battery pack does not exist.
請求項１に記載の電源制御装置。 The charge / discharge control unit, when a difference between a minimum value of the SOC acquired by the SOC acquisition unit this time and a maximum value of the SOC acquired by the SOC acquisition unit this time is equal to or more than a predetermined value, The power supply control device according to claim 1, wherein a preset SOC is set as the target value.
請求項２または３に記載の電源制御装置。 4. The power supply control device according to claim 2, wherein when detecting the abnormal battery pack, the charge / discharge control unit detects the minimum value from SOCs of battery packs other than the abnormal battery pack. 5. .
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