JP6670176B2 - Power supply for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device mounted on a vehicle.
車両に搭載されるエンジンには、モータジェネレータ、オルタネータ或いはISG(integrated starter generator)等の発電機が連結されている。エンジンに連結される発電機は、エンジン動力によって発電駆動されるだけでなく、車両の燃費性能を向上させる観点から、車両制動時やコースト走行時においても発電状態に制御されることが多い。このように、車両制動時やコースト走行時などにおいて、発電機を発電状態に制御した場合には、発電機の発電電力がバッテリ等の蓄電体に対して蓄えられる。ところで、バッテリ等の蓄電体を充放電させる際には、蓄電体を保護する観点から、適切な温度範囲で充放電させることが求められている。そして、蓄電体の温度が所定の温度範囲を超えて上昇した場合には、リレー等を用いて充放電電流を遮断することにより、蓄電体の過度な温度上昇が抑制される(特許文献1および2参照)。 A generator such as a motor generator, an alternator, or an ISG (integrated starter generator) is connected to the engine mounted on the vehicle. The generator connected to the engine is not only driven to generate power by the engine power, but is often controlled to generate power even during vehicle braking or coasting from the viewpoint of improving the fuel efficiency of the vehicle. As described above, when the generator is controlled to a power generation state during vehicle braking or coast running, the generated power of the generator is stored in a power storage unit such as a battery. By the way, when charging and discharging a power storage unit such as a battery, it is required to charge and discharge in an appropriate temperature range from the viewpoint of protecting the power storage unit. When the temperature of the power storage unit rises beyond a predetermined temperature range, an excessive rise in the temperature of the power storage unit is suppressed by interrupting the charge / discharge current using a relay or the like (see Patent Document 1 and 2).
しかしながら、蓄電体の温度が大きく上昇する状況において、単に蓄電体の充放電電流を遮断することは、発電機の発電機会を減少させる要因であった。すなわち、温度上昇に伴って蓄電体の充放電電流が遮断されていた場合には、ブレーキペダルが踏まれて車両を減速させる場合であっても、発電機を発電させることができずに車両のエネルギー効率を低下させる要因であった。このため、蓄電体の温度が上昇する状況であっても、発電機の発電機会を確保することにより、車両のエネルギー効率を向上させることが求められている。 However, in a situation where the temperature of the power storage unit rises significantly, simply interrupting the charge / discharge current of the power storage unit is a factor for reducing the power generation opportunity of the generator. In other words, when the charge / discharge current of the power storage unit is interrupted due to the temperature rise, even if the brake pedal is depressed and the vehicle is decelerated, the generator cannot be generated and the vehicle cannot be powered. This was a factor that reduced energy efficiency. Therefore, there is a demand for improving the energy efficiency of a vehicle by securing a power generation opportunity of a power generator even in a situation where the temperature of a power storage unit increases.
本発明の目的は、車両のエネルギー効率を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the energy efficiency of a vehicle.
本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、エンジンに連結される発電機と、前記発電機に接続される第1蓄電体と、前記第1蓄電体と並列に前記発電機に接続される第2蓄電体と、前記発電機と前記第1蓄電体とを接続する導通状態と、前記発電機と前記第1蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される通電スイッチと、前記第1蓄電体の温度を検出する温度センサと、前記第1蓄電体の温度が閾値を上回る場合に、前記通電スイッチを遮断状態と導通状態とに交互に切り替えるスイッチングモードを実行するスイッチ制御部と、を有し、前記スイッチ制御部は、前記スイッチングモードを実行する場合に、前記第1蓄電体の温度が前記閾値に到達する前の前記第1蓄電体の温度の上昇速度に基づいて、前記通電スイッチの遮断時間と導通時間との少なくともいずれか一方を設定する。 A vehicular power supply device of the present invention is a vehicular power supply device mounted on a vehicle, comprising: a generator connected to an engine; a first power storage unit connected to the power generator; and a first power storage unit. A second power storage unit connected to the generator in parallel, a conduction state connecting the generator and the first power storage unit, and a cutoff state separating the generator and the first power storage unit are controlled. Power switch, a temperature sensor for detecting the temperature of the first power storage unit, and a switching mode for alternately switching the power switch between a cutoff state and a conductive state when the temperature of the first power storage unit exceeds a threshold value. And a switch control unit that executes the switching mode, wherein the switch control unit is configured to execute the switching mode, wherein the temperature of the first power storage unit before the temperature of the first power storage unit reaches the threshold is determined . Based on the climb speed, Setting at least one of the cut-off time and the conduction time of the photoelectric switch.
本発明によれば、第1蓄電体の温度が閾値を上回る場合に、通電スイッチを遮断状態と導通状態とに交互に切り替えるスイッチングモードを実行する。これにより、第1蓄電体の温度上昇を抑制しつつ、発電機の発電機会を確保することができ、車両のエネルギー効率を向上させることができる。 According to the present invention, when the temperature of the first power storage device exceeds the threshold value, the switching mode in which the energizing switch is alternately switched between the cutoff state and the conduction state is executed. Thereby, the power generation opportunity of the generator can be secured while suppressing the temperature rise of the first power storage body, and the energy efficiency of the vehicle can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である車両用電源装置10を備えた車両11の構成例を示す概略図である。図1に示すように、車両11には、動力源であるエンジン12を備えたパワーユニット13が搭載されている。エンジン12のクランク軸14には、ベルト機構15を介してスタータジェネレータ(発電機)16が機械的に連結されている。また、エンジン12にはトルクコンバータ17を介して変速機構18が連結されており、変速機構18にはデファレンシャル機構19等を介して車輪20が連結されている。なお、エンジン12には、インジェクタ、イグナイタおよびスロットルバルブ等の各種装置21を制御するため、コンピュータ等からなるエンジンコントローラ22が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a
エンジン12に連結されるスタータジェネレータ16は、発電機および電動機として機能する所謂ISG(integrated starter generator)である。スタータジェネレータ16は、クランク軸14に駆動される発電機として機能するだけでなく、所謂アイドリングストップ制御においてクランク軸14を始動回転させる電動機として機能する。スタータジェネレータ16は、ステータコイルを備えたステータ30と、フィールドコイルを備えたロータ31と、を有している。また、スタータジェネレータ16には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびコンピュータ等からなるISGコントローラ32が設けられている。ISGコントローラ32によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、発電機として機能するスタータジェネレータ16の発電トルク等を制御することや、電動機として機能するスタータジェネレータ16の駆動トルク等を制御することができる。
The
[電源回路]
車両用電源装置10が備える電源回路40について説明する。図2は電源回路40の一例を示す回路図である。図2に示すように、電源回路40は、スタータジェネレータ16に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ(第1蓄電体)41と、これと並列にスタータジェネレータ16に電気的に接続される鉛バッテリ(第2蓄電体)42と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ41を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ41の端子電圧は、鉛バッテリ42の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ41を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ41の内部抵抗は、鉛バッテリ42の内部抵抗よりも小さく設計されている。
[Power supply circuit]
The
リチウムイオンバッテリ41の正極端子41aには正極ライン43が接続され、鉛バッテリ42の正極端子42aには正極ライン44が接続され、スタータジェネレータ16の正極端子16aには正極ライン45が接続される。これらの正極ライン43〜45は、接続点46を介して互いに接続されている。また、リチウムイオンバッテリ41の負極端子41bには負極ライン47が接続され、鉛バッテリ42の負極端子42bには負極ライン48が接続され、スタータジェネレータ16の負極端子16bには負極ライン49が接続される。これらの負極ライン47〜49は、基準電位点50に接続されている。
A
リチウムイオンバッテリ41に接続される負極ライン47には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチ(通電スイッチ)SW1が設けられている。このスイッチSW1を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ16とリチウムイオンバッテリ41とを接続することができる。一方、スイッチSW1を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ16とリチウムイオンバッテリ41とを切り離すことができる。また、鉛バッテリ42に接続される正極ライン44には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチSW2が設けられている。これらのスイッチSW1,SW2は、MOSFET等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチSW1,SW2は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
The
電源回路40には、バッテリモジュール51が設けられている。バッテリモジュール51には、リチウムイオンバッテリ41が組み込まれるとともに、スイッチSW1,SW2が組み込まれている。また、バッテリモジュール51には、リチウムイオンバッテリ41の温度を検出する温度センサ52が設けられている。さらに、バッテリモジュール51には、コンピュータ等からなるバッテリコントローラ53が設けられている。このバッテリコントローラ53は、リチウムイオンバッテリ41の充電状態、電流、電圧、温度等を監視する機能や、スイッチSW1,SW2を制御する機能を有している。つまり、バッテリコントローラ53は、スイッチSW1を制御するスイッチ制御部として機能している。なお、正極ライン44には、電気機器54等を保護するヒューズ55が設けられている。
The
[バッテリ充放電制御]
リチウムイオンバッテリ41の充放電制御について説明する。リチウムイオンバッテリ41の充放電制御を行うため、車両用電源装置10にはコンピュータ等からなるメインコントローラ56が設けられている。メインコントローラ56や前述した各コントローラ22,32,53は、CANやLIN等の車載ネットワーク57を介して互いに通信自在に接続されている。メインコントローラ56は、リチウムイオンバッテリ41の充電状態SOCに基づいて、スタータジェネレータ16を発電状態または発電休止状態に制御することにより、リチウムイオンバッテリ41の充放電を制御する。なお、充電状態SOC(state of charge)とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。この充電状態SOCは、バッテリコントローラ53からメインコントローラ56に送信される。
[Battery charge / discharge control]
The charge / discharge control of the
図3はスタータジェネレータ16を発電状態に制御したときの電力供給状況を示す図である。図4はスタータジェネレータ16を発電休止状態に制御したときの電力供給状況を示す図である。図5はスタータジェネレータ16を力行状態に制御したときの電力供給状況を示す図である。なお、スタータジェネレータ16の発電状態として、エンジン動力によってスタータジェネレータ16を回転駆動する燃焼発電状態と、車両減速時の運動エネルギーによってスタータジェネレータ16を回転駆動する回生発電状態とがある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a power supply state when the
図3に示すように、例えばリチウムイオンバッテリ41の蓄電量が枯渇している場合には、スタータジェネレータ16が燃焼発電状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ41の充電状態SOCが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ41を充電して充電状態SOCを高めるため、スタータジェネレータ16が燃焼発電状態に制御される。スタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧がリチウムイオンバッテリ41の端子電圧よりも引き上げられる。これにより、図3に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16から、リチウムイオンバッテリ41、電気機器54および鉛バッテリ42等に対して電力が供給されるため、スタータジェネレータ16によってリチウムイオンバッテリ41が充電される。
As shown in FIG. 3, for example, when the charged amount of the
図4に示すように、例えばリチウムイオンバッテリ41の蓄電量が十分に確保されている場合には、スタータジェネレータ16が発電休止状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ41の充電状態SOCが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ41の放電を促してエンジン負荷を低減するため、スタータジェネレータ16は発電休止状態に制御される。スタータジェネレータ16を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧がリチウムイオンバッテリ41の端子電圧よりも引き下げられる。これにより、図4に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ41から電気機器54等に対して電力が供給されるため、スタータジェネレータ16の発電を抑制することができ、エンジン負荷を低減することができる。
As shown in FIG. 4, for example, when the charged amount of the
前述したように、スタータジェネレータ16は、充電状態SOCに基づき燃焼発電状態や発電休止状態に制御されるが、車両11の燃費性能を向上させる観点から、車両減速時にはスタータジェネレータ16が回生発電状態に制御される。これにより、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することができ、車両のエネルギー効率を向上させることができる。スタータジェネレータ16の回生発電を実行するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づいて決定される。例えば、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた場合には、スタータジェネレータ16の発電電圧がリチウムイオンバッテリ41の端子電圧よりも引き上げられ、図3に示すように、スタータジェネレータ16が回生発電状態に制御される。なお、図3および図4に示すように、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチSW1,SW2は導通状態に保持される。
As described above, the
また、図5に示すように、スタータジェネレータ16を力行状態に制御する際には、スイッチSW2が導通状態から遮断状態に切り替えられる。つまり、スタータジェネレータ16によってエンジン12を始動回転させる場合や、スタータジェネレータ16によってエンジン12をアシスト駆動する場合には、スイッチSW2が導通状態から遮断状態に切り替えられる。すなわち、スイッチSW2を遮断することにより、鉛バッテリ42および電気機器54等からなる電源回路と、リチウムイオンバッテリ41およびスタータジェネレータ16等からなる電源回路と、が互いに切り離される。これにより、リチウムイオンバッテリ41からスタータジェネレータ16に大電流が供給された場合であっても、電気機器54等に対する瞬間的な電圧低下つまり瞬低を防止することができる。
As shown in FIG. 5, when controlling the
[スイッチングモード]
以下、スイッチSW1のスイッチングモードについて説明する。リチウムイオンバッテリ41の温度を過度に上昇させてしまうと、リチウムイオンバッテリ41を劣化させてしまう虞がある。そこで、バッテリコントローラ53は、リチウムイオンバッテリ41の温度に基づいて、スイッチSW1を遮断状態と導通状態とに交互に切り替えるスイッチングモードを実行する。このスイッチングモードを実行することにより、後述するように、リチウムイオンバッテリ41の温度上昇を抑制するとともに、スタータジェネレータ16の回生機会を確保することができる。なお、スイッチングモードにおいて、スイッチSW2は導通状態に保持される。
[Switching mode]
Hereinafter, the switching mode of the switch SW1 will be described. If the temperature of the
図6はスイッチングモードの実行状況の一例を示す図である。なお、図6には、スイッチSW1の導通状態がONで示されており、スイッチSW1の遮断状態がOFFで示されている。また、図7(a)はスイッチSW1が遮断状態に制御された電源回路40を示す図であり、図7(b)はスイッチSW1が導通状態に制御された電源回路40を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the execution state of the switching mode. In FIG. 6, the conductive state of the switch SW1 is shown as ON, and the cutoff state of the switch SW1 is shown as OFF. FIG. 7A is a diagram illustrating the
図6に示すように、リチウムイオンバッテリ41には、各種温度条件として、上限温度Tmaxが設定され、上限温度Tmaxよりも低い第1閾値(閾値)T1が設定され、第1閾値T1よりも低い第2閾値T2が設定される。上限温度Tmaxとは、リチウムイオンバッテリ41を保護する観点から、リチウムイオンバッテリ41の充放電が禁止される温度である。また、第1閾値T1とは、スイッチングモードを開始する温度であり、第2閾値T2とは、スイッチングモードを終了させる温度である。
As shown in FIG. 6, in the
リチウムイオンバッテリ41の温度(以下、バッテリ温度と記載する。)が第1閾値T1を下回る場合、つまりバッテリ温度が正常範囲内で推移する場合(符号a1)には、スイッチSW1が導通状態に保持される(符号b1)。その後、例えば短期間に充放電が繰り返されてバッテリ温度が上昇し、バッテリ温度が第1閾値T1に到達した場合(符号a2)には、スイッチSW1を開閉するスイッチングモードが開始される。前述したように、スイッチングモードとは、スイッチSW1を遮断状態と導通状態とに交互に切り替える制御モードである。 When the temperature of the lithium ion battery 41 (hereinafter, referred to as battery temperature) is lower than the first threshold value T1, that is, when the battery temperature changes within a normal range (symbol a1), the switch SW1 is maintained in the conductive state. (Symbol b1). Thereafter, for example, when charging and discharging are repeated in a short time, the battery temperature rises, and when the battery temperature reaches the first threshold value T1 (reference a2), a switching mode for opening and closing the switch SW1 is started. As described above, the switching mode is a control mode in which the switch SW1 is alternately switched between the cutoff state and the conduction state.
図7(a)に示すように、スイッチSW1を遮断することにより、リチウムイオンバッテリ41が電源回路40から切り離される。これにより、リチウムイオンバッテリ41の充放電を停止させることができるため、バッテリ温度の上昇を抑制することができる。一方、図7(b)に示すように、スイッチSW1を導通させることにより、リチウムイオンバッテリ41が電源回路40に接続される。これにより、リチウムイオンバッテリ41の充放電が可能になるため、車両減速等の回生機会が発生した場合には、リチウムイオンバッテリ41に回生電力を充電することができる。すなわち、スイッチングモードを実行することにより、バッテリ温度の上昇を抑制するとともに、エネルギー効率の低下を抑制することができる。このように、バッテリ温度の上昇を抑制するスイッチングモードが実行され、その後、バッテリ温度が第2閾値T2まで低下すると(符号a3)、スイッチングモードを終了させてスイッチSW1が再び導通状態に保持される(符号b2)。なお、バッテリ温度が上限温度Tmaxに到達した場合には、リチウムイオンバッテリ41の温度上昇を止める必要があるため、スイッチングモードを止めてスイッチSW1が遮断状態に保持される。
As shown in FIG. 7A, turning off the switch SW1 disconnects the
続いて、スイッチングモードの有無によるバッテリ温度の変化について説明する。図8はスイッチングモードの有無によるバッテリ温度の変化を示す比較図である。図8には、実施例としてスイッチングモードを実行した場合の温度推移が実線を用いて示されており、比較例としてスイッチングモードを実行しない場合の温度推移が破線を用いて示されている。 Next, a description will be given of a change in battery temperature depending on the presence or absence of the switching mode. FIG. 8 is a comparison diagram showing a change in battery temperature depending on the presence or absence of the switching mode. FIG. 8 shows the transition of the temperature when the switching mode is executed as an example using a solid line, and the transition of the temperature when the switching mode is not executed as a comparative example using a broken line.
図8に示すように、実施例においては、バッテリ温度が第1閾値T1に到達すると(符号c1)、スイッチSW1のスイッチングモードが開始される。これにより、リチウムイオンバッテリ41の充放電を制限することができるため、バッテリ温度の上昇を抑制することができる。一方、比較例においては、バッテリ温度が第1閾値T1を上回る場合であっても、スイッチSW1が導通状態に保持される(符号d1)。その後、バッテリ温度が上限温度Tmaxに到達すると(符号e1)、スイッチSW1が導通状態から遮断状態に切り替えられ、スイッチSW1が遮断状態に保持される(符号d2)。このように、比較例においては、バッテリ温度の上昇が早期に進行することから、スイッチSW1が遮断状態に保持され易くなる。
As shown in FIG. 8, in the embodiment, when the battery temperature reaches the first threshold value T1 (reference numeral c1), the switching mode of the switch SW1 is started. Thereby, charging and discharging of the lithium-
このように、スイッチSW1が遮断状態に保持された場合には、例えば期間Xで示すように、車両減速等の回生機会が訪れた場合であっても、スタータジェネレータ16の回生発電によってリチウムイオンバッテリ41を充電することができないため、車両のエネルギー効率が低下することになる。これに対し、実施例として示したように、スイッチSW1のスイッチングモードを実行していた場合には、符号f1,f2で示すように、通常時に比べて回生電力は制限されるものの、スタータジェネレータ16の回生発電によってリチウムイオンバッテリ41を充電することができるため、車両のエネルギー効率を向上させることができる。
As described above, when the switch SW1 is kept in the cut-off state, the regenerative power generation of the
[スイッチSW1の開閉タイミング]
続いて、スイッチングモードにおけるスイッチSW1の開閉タイミングの設定方法、つまりスイッチングモードにおけるスイッチSW1の遮断時間と導通時間との設定方法について説明する。ここで、図9(a)および(b)はスイッチSW1の開閉タイミングの一例を示す図である。図9(a)にはバッテリ温度の上昇速度が大きい場合の開閉タイミングが示されており、図9(b)にはバッテリ温度の上昇速度が小さい場合の開閉タイミングが示されている。なお、図9に示したΔTemp1,ΔTemp2は、所定時間Δtにおけるバッテリ温度の上昇分を示している。
[Opening / closing timing of switch SW1]
Next, a method of setting the opening / closing timing of the switch SW1 in the switching mode, that is, a method of setting the cutoff time and the conduction time of the switch SW1 in the switching mode will be described. Here, FIGS. 9A and 9B are diagrams showing an example of the opening / closing timing of the switch SW1. FIG. 9A shows the opening / closing timing when the rising speed of the battery temperature is high, and FIG. 9B shows the opening / closing timing when the rising speed of the battery temperature is low. Note that ΔTemp1 and ΔTemp2 shown in FIG. 9 indicate the amount of increase in the battery temperature during the predetermined time Δt.
図9(a)および(b)に示すように、スイッチングモードにおいては、所定周期TaでスイッチSW1の開閉が繰り返される。また、図9(a)に示すように、バッテリ温度の上昇速度(ΔTemp1/Δt)が大きい場合には、スイッチSW1を遮断状態に保持する遮断時間Tb1が長く設定され、スイッチSW1を導通状態に保持する導通時間Tc1が短く設定される。一方、図9(b)に示すように、バッテリ温度の上昇速度(ΔTemp2/Δt)が小さい場合には、スイッチSW1を遮断状態に保持する遮断時間Tb2が長く設定され、スイッチSW1を導通状態に保持する導通時間Tc2が短く設定される。 As shown in FIGS. 9A and 9B, in the switching mode, the opening and closing of the switch SW1 is repeated at a predetermined cycle Ta. Further, as shown in FIG. 9A, when the rate of increase of the battery temperature (ΔTemp1 / Δt) is large, the cutoff time Tb1 for holding the switch SW1 in the cutoff state is set long, and the switch SW1 is turned on. The conduction time Tc1 to be held is set short. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the rate of increase of the battery temperature (ΔTemp2 / Δt) is small, the cutoff time Tb2 for holding the switch SW1 in the cutoff state is set long, and the switch SW1 is turned on. The conduction time Tc2 to be held is set short.
このように、バッテリコントローラ53は、バッテリ温度の上昇速度が速いほどに、スイッチングモードにおけるスイッチSW1の遮断時間を長く設定する。また、バッテリコントローラ53は、バッテリ温度の上昇速度が速いほどに、スイッチングモードにおけるスイッチSW1の導通時間を短く設定する。これにより、バッテリ温度の上昇速度が速い場合、つまりバッテリ温度が上限温度Tmaxに到達し易い場合には、バッテリ温度の上昇を抑制するように、スイッチングモードを適切に制御することできる。一方、バッテリ温度の上昇速度が遅い場合、つまりバッテリ温度が上限温度Tmaxに到達し難い場合には、リチウムイオンバッテリ41に対して多くの回生電力を充電するように、スイッチングモードを適切に制御することできる。
As described above, the
前述の説明では、バッテリ温度の上昇速度に基づいて、スイッチSW1の遮断時間と導通時間との双方を変化させているが、これに限られることはない。例えば、バッテリ温度の上昇速度に基づいて、スイッチSW1の遮断時間だけを変化させ、スイッチSW1の導通時間を一定に保持しても良い。また、バッテリ温度の上昇速度に基づいて、スイッチSW1の導通時間だけを変化させ、スイッチSW1の遮断時間を一定に保持しても良い。また、図9に示す例では、バッテリ温度が第1閾値T1に到達する直前の上昇速度に基づいて、スイッチングモードでの遮断時間や導通時間を設定しているが、これに限られることはなく、例えば、バッテリ温度が第1閾値T1に到達する迄の上昇速度の平均値に基づいて、スイッチングモードでの遮断時間や導通時間を設定しても良い。 In the above description, both the cut-off time and the conduction time of the switch SW1 are changed based on the rising speed of the battery temperature, but the present invention is not limited to this. For example, only the cutoff time of the switch SW1 may be changed based on the rising speed of the battery temperature, and the conduction time of the switch SW1 may be kept constant. Alternatively, only the conduction time of the switch SW1 may be changed based on the rising speed of the battery temperature, and the interruption time of the switch SW1 may be kept constant. Further, in the example illustrated in FIG. 9, the cutoff time and the conduction time in the switching mode are set based on the rising speed immediately before the battery temperature reaches the first threshold value T1, but the present invention is not limited to this. For example, the cut-off time and the conduction time in the switching mode may be set based on the average value of the rising speed until the battery temperature reaches the first threshold value T1.
前述の説明では、スイッチSW1を一定の周期Taで開閉させているが、これに限られることはなく、スイッチSW1の開閉周期を変化させても良い。また、前述の説明では、スイッチングモードの実行過程において、スイッチSW1の遮断時間や導通時間を変化させても良い。例えば、第1閾値T1と上限温度Tmaxとの間に第3閾値を設定し、スイッチングモードの実行中にバッテリ温度が第3閾値に到達した場合には、バッテリ温度の上昇速度に基づいて遮断時間や導通時間を再設定しても良い。 In the above description, the switch SW1 is opened and closed at a constant cycle Ta. However, the present invention is not limited to this, and the opening and closing cycle of the switch SW1 may be changed. In the above description, in the process of executing the switching mode, the cut-off time and the conduction time of the switch SW1 may be changed. For example, a third threshold value is set between the first threshold value T1 and the upper limit temperature Tmax, and when the battery temperature reaches the third threshold value during the execution of the switching mode, the cutoff time is set based on the rising speed of the battery temperature. Alternatively, the conduction time may be reset.
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、リチウムイオンバッテリ41の負極ライン47にスイッチSW1を設けているが、これに限られることはない。例えば、図2に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ41の正極ライン43にスイッチSW1を設けても良い。また、前述の説明では、第1蓄電体としてリチウムイオンバッテリ41を採用し、第2蓄電体として鉛バッテリ42を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリを採用しても良く、キャパシタを採用しても良い。また、第1蓄電体と第2蓄電体とは、異なる種類の蓄電体に限られることはなく、同じ種類の蓄電体であっても良いことはいうまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. In the above description, the switch SW1 is provided on the
前述の説明では、発電機としてISGであるスタータジェネレータ16を採用しているが、これに限られることはなく、発電機としてオルタネータを採用しても良く、ハイブリッド車両の動力源であるモータジェネレータを発電機として採用しても良い。また、前述の説明では、バッテリコントローラ53をスイッチ制御部として機能させているが、これに限られることはなく、メインコントローラ56等の他のコントローラをスイッチ制御部として機能させても良い。
In the above description, the
10 車両用電源装置
12 エンジン
16 スタータジェネレータ(発電機)
41 リチウムイオンバッテリ(第1蓄電体)
42 鉛バッテリ(第2蓄電体)
52 温度センサ
53 バッテリコントローラ(スイッチ制御部)
SW1 スイッチ(通電スイッチ)
T1 第1閾値(閾値)
Tb1,Tb2 遮断時間
Tc1,Tc2 導通時間
41 Lithium-ion battery (first power storage)
42 Lead battery (second power storage unit)
52
SW1 switch (power switch)
T1 First threshold (threshold)
Tb1, Tb2 cut-off time Tc1, Tc2 conduction time
Claims (5)
エンジンに連結される発電機と、
前記発電機に接続される第1蓄電体と、
前記第1蓄電体と並列に前記発電機に接続される第2蓄電体と、
前記発電機と前記第1蓄電体とを接続する導通状態と、前記発電機と前記第1蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される通電スイッチと、
前記第1蓄電体の温度を検出する温度センサと、
前記第1蓄電体の温度が閾値を上回る場合に、前記通電スイッチを遮断状態と導通状態とに交互に切り替えるスイッチングモードを実行するスイッチ制御部と、
を有し、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチングモードを実行する場合に、前記第1蓄電体の温度が前記閾値に到達する前の前記第1蓄電体の温度の上昇速度に基づいて、前記通電スイッチの遮断時間と導通時間との少なくともいずれか一方を設定する、
車両用電源装置。 A vehicle power supply device mounted on a vehicle,
A generator connected to the engine,
A first power storage unit connected to the generator;
A second power storage unit connected to the generator in parallel with the first power storage unit;
An energizing switch that is controlled to a conduction state that connects the generator and the first power storage unit and a cutoff state that disconnects the generator and the first power storage unit;
A temperature sensor for detecting a temperature of the first power storage unit;
A switch control unit that executes a switching mode that alternately switches the energizing switch between a cutoff state and a conduction state when the temperature of the first power storage unit exceeds a threshold value;
Has,
The switch control unit, when executing the switching mode, based on a rising speed of the temperature of the first power storage device before the temperature of the first power storage device reaches the threshold value, a cutoff time of the energizing switch. And at least one of the conduction time is set,
Power supply for vehicles.
前記スイッチ制御部は、前記第1蓄電体の温度の上昇速度が速いほどに、前記スイッチングモードにおける前記通電スイッチの遮断時間を長く設定する、
車両用電源装置。 The power supply device for a vehicle according to claim 1,
The switch control unit sets a longer cut-off time of the energizing switch in the switching mode as a temperature rising speed of the first power storage unit increases.
Power supply for vehicles.
前記スイッチ制御部は、前記第1蓄電体の温度の上昇速度が速いほどに、前記スイッチングモードにおける前記通電スイッチの導通時間を短く設定する、
車両用電源装置。 The vehicle power supply device according to claim 1 or 2,
The switch control unit sets the conduction time of the energizing switch in the switching mode to be shorter as the rate of temperature rise of the first power storage device is higher.
Power supply for vehicles.
前記スイッチ制御部は、前記第1蓄電体の温度が前記閾値を下回る場合に、前記通電スイッチを導通状態に保持する、
車両用電源装置。 The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The switch control unit holds the energizing switch in a conductive state when the temperature of the first power storage unit is lower than the threshold.
Power supply for vehicles.
前記第1蓄電体の内部抵抗は、前記第2蓄電体の内部抵抗よりも小さい、
車両用電源装置。 The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4,
An internal resistance of the first power storage unit is smaller than an internal resistance of the second power storage unit;
Power supply for vehicles.
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