JP6740793B2 - In-vehicle power supply control device - Google Patents
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Description
本発明は、車載電源制御装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle power supply control device.
電気自動車やハイブリッド車両等、回転電機を駆動源とする車両には、直流電源である電池モジュールが搭載されている。レイアウトの多様化を図る等の目的で、電池モジュールは、複数の電池パックに分割(小分け)される場合がある。例えば特許文献1のように、複数の電池パックは並列接続される。
A battery module, which is a DC power supply, is mounted on a vehicle that uses a rotating electric machine as a drive source, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. The battery module may be divided (subdivided) into a plurality of battery packs for the purpose of diversifying the layout. For example, as in
図6の放電期間に示されているように、並列接続のため、それぞれの電池パックの端子間電圧(CCV)は基本的に等しい(CCV1=CCV2)。一方、各電池パックの内部抵抗(便宜上、分極電圧もこれに含める)の差異等に基づき、各電池パックの開路電圧(OCV)には差異が生じる(OCV1≠OCV2)。例えば、相対的に内部抵抗の高い電池パックでは、放電時に電流が絞り気味になる(出が悪い)ので、相対的に開路電圧OCVが高止まりする。 As shown in the discharge period of FIG. 6, the voltage (CCV) between terminals of each battery pack is basically equal because of the parallel connection (CCV1=CCV2). On the other hand, a difference occurs in the open circuit voltage (OCV) of each battery pack (OCV1≠OCV2) based on the difference in the internal resistance of each battery pack (including the polarization voltage for convenience). For example, in a battery pack having a relatively high internal resistance, the current tends to be squeezed during discharge (poor output), so that the open circuit voltage OCV remains relatively high.
並列接続では、開路電圧差(OCV差)が生じると、いわゆる循環電流が生じてOCV差が解消されることが知られている。図7には、循環電流を説明する回路図が例示されている。便宜上、内部抵抗と分極電圧をまとめてr(r1,r2)で示す。この図に示すように、電池パック100A及び電池パック100Bから負荷102へ流れる電流ILの他に、相対的に開路電圧(OCV1)の高い電池パック100Aから相対的に開路電圧(OCV2)の低い電池パック100Bに電流IC(循環電流)が流れ、両電池パック100A,100BのOCV差が低減(バランス)される。
In parallel connection, it is known that when an open circuit voltage difference (OCV difference) occurs, a so-called circulating current occurs and the OCV difference is eliminated. FIG. 7 illustrates a circuit diagram for explaining the circulating current. For convenience, the internal resistance and the polarization voltage are collectively indicated by r(r1, r2). As shown in this figure, in addition to the current I L flowing from the
ところで、負荷側の電力要求が増加すると、例えば放電時には電池モジュールから負荷側に持ち出される電流ILは増加し、循環電流ICは減少する。このような状態が長期間に亘ると、内部抵抗差に応じて各電池パックの開路電圧差は徐々に拡大する。 By the way, when the power demand on the load side increases, for example, the current I L carried out from the battery module to the load side at the time of discharging increases and the circulating current I C decreases. When such a state continues for a long period of time, the open circuit voltage difference between the battery packs gradually increases in accordance with the internal resistance difference.
例えば、図6の時刻t0(Ready−OFF)に示すように、各電池パックの開路電圧差が拡がった状態で電池モジュールの充放電が停止されると、各電池パックは分極が解消されるいわゆる緩和期間に入る。緩和期間の経過に伴って、各電池パックの端子間電圧(CCV)は開路電圧(OCV)に近づく。上述したように、各電池パックの開路電圧(OCV)には電位差があることから、緩和期間の経過に伴って(分極の解消に伴って)それぞれの電池パック間で電位差が生じる。例えば図6では時刻t1(Ready−ON)にてΔV1−ΔV2の電位差が生じる。 For example, as shown at time t0 (Ready-OFF) in FIG. 6, when charging/discharging of the battery module is stopped in a state where the open circuit voltage difference between the battery packs is widened, so-called polarization in each battery pack is eliminated. Enter the relaxation period. As the relaxation period elapses, the terminal voltage (CCV) of each battery pack approaches the open circuit voltage (OCV). As described above, since there is a potential difference in the open circuit voltage (OCV) of each battery pack, a potential difference occurs between the battery packs as the relaxation period elapses (with the elimination of polarization). For example, in FIG. 6, a potential difference of ΔV1-ΔV2 occurs at time t1 (Ready-ON).
各電池パックで電位差がある状態で、車両が起動操作されて各電池パックのシステムメインリレーが遮断状態から接続状態に切り換えられると、各電池パックが導通し、その電位差(OCV差)に基づいて各電池パック間で電流が流れる。各電池パック間の電位差(OCV差)が大きければ、電池パック間に大電流が流れ、システムメインリレーの溶着等に繋がるおそれがある。 When the vehicle is started and the system main relay of each battery pack is switched from the disconnection state to the connection state in a state where there is a potential difference in each battery pack, each battery pack becomes conductive and based on the potential difference (OCV difference). An electric current flows between the battery packs. If the potential difference (OCV difference) between the battery packs is large, a large current flows between the battery packs, which may lead to welding of the system main relay.
そこで本発明は、電池パック間の開路電圧差(OCV差)の拡大を抑制可能な、車載電源制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an in-vehicle power supply control device capable of suppressing an increase in open circuit voltage difference (OCV difference) between battery packs.
本発明は、並列に接続された複数の電池パックを備える電池モジュールと負荷との間の充放電電力を制御する、車載電源制御装置に関する。当該制御装置は、カウンタ、抵抗算出部、及び、電力上限値算出部を備える。カウンタは、前記電池モジュールから前記負荷への放電電流値が閾値以上となる継続時間である連続放電時間と、前記負荷から前記電池モジュールへの充電電流値が閾値以上となる継続時間である連続充電時間を計測する。抵抗算出部は、前記複数の電池パックの内部抵抗を求める。電力上限値算出部は、前記連続放電時間の増加に応じて前記電池モジュールから前記負荷への放電電力上限値を引き下げ、かつ、それぞれの前記電池パック間の内部抵抗差の増加に応じて前記放電電力上限値の引き下げ率を割り増しさせる。また、前記連続充電時間の増加に応じて前記負荷から前記電池モジュールへの充電電力上限値を引き下げ、かつ、それぞれの前記電池パック間の内部抵抗差の増加に応じて前記充電電力上限値の引き下げ率を割り増しさせる。 The present invention relates to a vehicle-mounted power supply control device that controls charge/discharge power between a load and a battery module including a plurality of battery packs connected in parallel. The control device includes a counter, a resistance calculation unit, and a power upper limit value calculation unit. The counter is a continuous discharge time which is a duration time when the discharge current value from the battery module to the load is a threshold value or more, and a continuous charge time which is a duration time when the charge current value from the load to the battery module is a threshold value or more. Time is measured. The resistance calculator determines the internal resistance of the plurality of battery packs. The power upper limit calculation unit lowers the discharge power upper limit from the battery module to the load according to the increase in the continuous discharge time, and the discharge according to the increase in the internal resistance difference between the battery packs. Increase the rate of reduction of the upper limit of electric power. Also, the charging power upper limit value from the load to the battery module is reduced according to the increase of the continuous charging time, and the charging power upper limit value is reduced according to the increase of the internal resistance difference between the battery packs. Increase the rate.
本発明によれば、循環電流が乏しくなる連続充放電時間が長期間に亘ると、負荷への電流の持ち出しを制限することで循環電流を確保する。さらに、各電池パック間の内部抵抗差に応じて循環電流の割り当てを増加(割り増し)させる。この結果、電池パック間のOCV差の拡大を抑制可能となる。 According to the present invention, the circulating current is secured by limiting the carry-out of the current to the load when the continuous charging/discharging time when the circulating current becomes scarce becomes long. Further, the allocation of the circulating current is increased (added) according to the internal resistance difference between the battery packs. As a result, it becomes possible to suppress the expansion of the OCV difference between the battery packs.
図1に、本実施形態に係る電源制御装置10を含む、電源システムを例示する。電源システムは、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の、回転電機MG(負荷)を駆動源とする車両に搭載される。なお図1では、本実施形態と関連の低い構成については適宜図示を省略している。
FIG. 1 illustrates a power supply system including a power
電源システムは、電源制御装置10の他に、電池モジュール12、パワーコントロールユニット14(PCU)、回転電機MG(負荷)、及び各種センサ(電流センサ16A,16B,16C、電圧センサ18)を含んで構成される。
The power supply system includes, in addition to the power
電池モジュール12は、複数の電池パック20A,20Bを備える。図1では図示を簡略化するために2台の電池パック20A,20Bのみを示しているが、3台以上備えていてもよい。これら複数の電池パック20A,20Bは、並列接続される。
The
電池パック20Aは、電池22、正極側システムメインリレーSMRB1、及び、負極側システムメインリレーSMRG1を備える。電池パック20Bは、電池22、正極側システムメインリレーSMRB2、及び、負極側システムメインリレーSMRG2を備える。電池22は、例えば複数の円筒電池が並列接続された電池ユニットから構成される。正極側システムメインリレーSMRB1,SMRB2、及び、負極側システムメインリレーSMRG1,SMRG2は、電池22と負荷(回転電機MG)との接続/遮断を切り替える。当該切り替えの指令は、例えば電源制御装置10から送信される。
The
パワーコントロールユニット14(PCU)は、電池モジュール12及び回転電機MG(負荷)との間に設けられる。パワーコントロールユニット14は、図示しないDC/DCコンバータやインバータを含む。回転電機MG(負荷)の力行時には、DC/DCコンバータにより電池モジュール12の直流電圧が昇圧され、また、インバータにより昇圧後の直流電力が交流電力に変換される。また、回転電機MG(負荷)の回生時には、インバータにより回転電機MGの交流電力が直流電力に変換(逆変換)され、さらにDC/DCコンバータにより変換後の直流電圧が降圧される。DC/DCコンバータやインバータの図示しないスイッチング素子のオン/オフは、電源制御装置10により制御される。例えば後述する放電電力上限値Woutや充電電力上限値Winに基づいて、スイッチング素子のオン/オフが制御される。
The power control unit 14 (PCU) is provided between the
回転電機MG(負荷)は、電池モジュール12から電力を受けて駆動する(力行)。また、車両の制動時には回生駆動して電池モジュール12を充電させる。回転電機MGは、例えば三相の永久磁石同期モータから構成される。
The rotary electric machine MG (load) receives electric power from the
電源制御装置10は、電池モジュール12と回転電機MG(負荷)との間の充放電電力を制御する。電源制御装置10は、例えば車両の中央演算装置である電子コントロールユニット(ECU)から構成される。電源制御装置10(ECU)は、例えばコンピュータから構成される。図2のハード構成図に例示されるように、電源制御装置10は、CPU24(Central Processing Unit)、メモリ26、ハードディスクドライブ28(HDD)、ディスプレイ等の表示装置である出力部30、及び入出力インターフェース32を備え、これらの機器がシステムバスを介してそれぞれ接続される。
The power
ハードディスクドライブ28は、後述する放電上限値設定フロー及び充電上限値設定フローを実行するためのプログラムが記憶された、コンピュータ読み取り可能な非一過性の記憶媒体である。当該プログラムがCPU24によって実行されることで、電源制御装置10を構成するコンピュータは、図3に例示する各機能部として機能する。
The
図3を参照し、電源制御装置10の機能部は、連続放電時間カウンタ34、連続充電時間カウンタ36、基準上限値算出部38、抵抗算出部40、制限係数算出部42、電力上限値算出部44、及び、起動禁止フラグ設定部46を備える。なお、基準上限値算出部38、制限係数算出部42、及び電力上限値算出部44をまとめて上限値算出部として捉えてもよい。上記の機能部は、仮想的にあるいは説明を容易にするために便宜的にそれぞれ独立して図示されている。例えばCPU24やメモリ26、ハードディスクドライブ28等のリソースを適宜割り当ててそれぞれの機能部が構成される。
With reference to FIG. 3, the functional unit of the power
連続放電時間カウンタ34には、電池モジュール12と回転電機MG(負荷)との間に流れる電流値ILが、電流センサ16Cから送られる。連続放電時間カウンタ34は、電流センサ16Cが検出した、電池モジュール12から回転電機MG(負荷)への放電電流値が所定の閾値以上となる継続時間である、連続放電時間Tdをカウントする。また、このカウント中に、放電電流値が閾値未満となれば、連続放電時間Tdのカウントは0にリセットされる。なお、放電電流値は、電流センサ16Cによって検出される正の電流値であってよい。また、連続放電時間Tdのカウント開始のトリガーとなる放電電流の閾値は、電池パック20A,20B間に流れる循環電流量と回転電機MG(負荷)に持ち出される電流との割合に応じて適宜定められる。
A current value I L flowing between the
上述したように、電池モジュール12から回転電機MG(負荷)への持ち出し電流ILが増加すると、その分、電池パック20A,20B間の循環電流ICが減少し、電池パック20A,20Bの内部抵抗(便宜的に分極電圧も含む)に応じて、電池パック20A,20Bの開路電圧差(OCV差)は拡大する。例えば相対的に内部抵抗の高い電池パックは、放電時に電流が絞り気味になる(出が悪い)ので、相対的に開路電圧OCVが高止まりする。連続放電時間カウンタ34は、このような、開路電圧差が拡大する時間を連続放電時間Tdとして計測する。
As described above, when the carry-out current I L from the
連続充電時間カウンタ36には、連続放電時間カウンタ34と同様にして、電池モジュール12と回転電機MG(負荷)との間に流れる電流値ILが、電流センサ16Cから送られる。連続充電時間カウンタ36は、電流センサ16Cが検出した、回転電機MG(負荷)から電池モジュール12への充電電流値が所定の閾値以上となる継続時間である、連続充電時間Tcをカウントする。また、このカウント中に、充電電流値が閾値未満となれば(電流値が閾値よりも0寄りになれば)、連続充電時間のカウントは0にリセットされる。なお、連続充電時間Tcのカウント開始のトリガーとなる充電電流の閾値は、電池パック20A,20B間に流れる循環電流量と回転電機MG(負荷)から電池モジュール12に流れ込む充電電流との割合に応じて適宜定められる。
Similar to the continuous
なお、上述したように、電流センサ16Cが放電電流値を正の電流値として検出する場合、充電電流値は、回転電機MG(負荷)から電池モジュール12に向かう電流のため、負の電流値として検出される。これを踏まえて、放電電流値との対応関係の理解を容易にするため、以降では適宜、充電電流値として電流センサ16Cの検出値の絶対値を基準にして説明する。
As described above, when the
例えば、充電電流値が所定の閾値以上となる場合とは、負に増加する場合、つまり、充電電流値の絶対値が所定の閾値の絶対値以上となる場合を指す。また、充電電流値が閾値未満となる場合とは、充電電流値が閾値よりも0側にある場合、つまり、充電電流値の絶対値が所定の閾値の絶対値未満となる場合を指す。 For example, the case where the charging current value is equal to or higher than the predetermined threshold value refers to the case where the charging current value increases negatively, that is, the case where the absolute value of the charging current value is equal to or higher than the predetermined threshold value. The case where the charging current value is less than the threshold value means that the charging current value is on the 0 side of the threshold value, that is, the absolute value of the charging current value is less than the absolute value of the predetermined threshold value.
回転電機MG(負荷)から電池モジュール12への充電電流が増加すると、内部抵抗差により、電池パック20A,20Bの開路電圧差(OCV差)が拡大する。例えば相対的に内部抵抗の高い電池パックは、充電電流の入りが絞られるので、相対的に開路電圧OCVの回復が遅れる。このような、連続充電時間カウンタ36は、開路電圧差が拡大する時間を連続充電時間Tcとして計測する。
When the charging current from the rotary electric machine MG (load) to the
基準上限値算出部38は、連続放電時間Td及び連続充電時間Tcに応じて、基準放電上限値Wout0及び基準充電上限値Win0を求める。基準上限値算出部38には、連続放電時間Tdと基準放電上限値Wout0との対応関係が記憶された基準放電上限値マップ(図示せず)が記憶されている。基準放電上限値マップは、連続放電時間Tdの増加に応じて基準放電上限値Wout0が引き下げられる(絞られる)ように設定されている。例えば、連続放電時間Tdに反比例して、基準放電上限値Wout0が減少するように設定されている。後述するように、基準放電上限値Wout0が引き下げられることで、放電電力上限値Woutが引き下げられる。
The reference upper limit
また、基準上限値算出部38には、連続充電時間Tcと基準充電上限値Win0との対応関係が記憶された基準充電上限値マップ(図示せず)が記憶されている。基準充電上限値マップは、連続充電時間Tcの増加に応じて基準充電上限値Win0が引き下げられる(絞られる)ように設定されている。例えば、連続充電時間Tcに反比例して、基準充電上限値Win0が減少するように設定されている。
Further, the reference upper limit
なお、上述したように、充電電流は負の電流値で表されることから、連続充電時間Tcの増加に応じて基準充電上限値Win0が引き下げられるとは、負に減少する(0に近づく)、すなわち、基準充電上限値Win0の絶対値が減少することを指す。後述するように、基準充電上限値Win0が引き下げられることで、充電電力上限値Winが引き下げられる(0側に絞られる)。 As described above, the charging current is represented by a negative current value. Therefore, when the reference charging upper limit value Win0 is lowered in accordance with the increase in the continuous charging time Tc, it decreases negatively (close to 0). That is, it means that the absolute value of the reference charge upper limit value Win0 decreases. As will be described later, the reference charging upper limit value Win0 is lowered, so that the charging power upper limit value Win is lowered (closed to the 0 side).
抵抗算出部40には、電流センサ16Aから、電池パック20Aの電流値が送られる。また、電流センサ16Bから、電池パック20Bの電流値が送られる。さらに、電圧センサ18から、平滑コンデンサ48の両端電圧VLが送られる。
The current value of the
抵抗算出部40は、上記各種センサから得た値に基づいて、各電池パック20A,20Bの内部抵抗を算出(推定)する。例えば、電流センサ16Aの電流値と、電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Aの内部抵抗r1を算出(推定)する。同様にして、電流センサ16Bの電流値と、電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Bの内部抵抗r2を算出(推定)する。
The
制限係数算出部42は、抵抗算出部40が算出した、電池パック20A,20Bの内部抵抗r1,r2に基づいて内部抵抗差Δrを求める。なお、電池パック20が3以上設けられている場合には、そのうち最小の内部抵抗と最大の内部抵抗との差を求める。
The restriction
さらに制限係数算出部42は、電池パック20A,20Bの内部抵抗差Δrに基づいて、放電制限係数Kout及び充電制限係数Kinを求める。上述したように、内部抵抗差Δrが大きいほど、電池パック20A,20Bの開路電圧差(OCV差)は拡がっていく。そこで、ここでは内部抵抗差に応じて、循環電流ICの割り当てを増減させる。
Further, the limiting
放電制限係数Koutは、放電電力上限値Woutの引き下げ率を割り増しさせる係数であり、例えば1以下の数値が与えられる。制限係数算出部42には、電池パック20A,20Bの内部抵抗差Δrと放電制限係数Koutの対応関係が記憶された、放電制限係数マップ(図示せず)が記憶されている。例えば放電制限係数マップでは、電池パック20A,20Bの内部抵抗差Δrが増加するほど放電制限係数Koutによる引き下げ率は高くなる(0に近い値を取る)。
The discharge restriction coefficient Kout is a coefficient for increasing the reduction rate of the discharge power upper limit value Wout, and is given a numerical value of 1 or less, for example. The limit
また、充電制限係数Kinは、充電電力上限値Winの引き下げ率を割り増しさせる係数であり、例えば1以下の数値が与えられる。制限係数算出部42には、電池パック20A,20Bの内部抵抗差Δrと充電制限係数Kinの対応関係が記憶された、充電制限係数マップ(図示せず)が記憶されている。例えば充電制限係数マップでは、電池パック20A,20Bの内部抵抗差Δrが増加するほど充電制限係数Kinによる引き下げ率は高くなる(0に近い値を取る)。
The charge restriction coefficient Kin is a coefficient for increasing the reduction rate of the charge power upper limit Win, and is given a numerical value of 1 or less, for example. The limit
電力上限値算出部44は、基準上限値算出部38から基準放電上限値Wout0及び基準充電上限値Win0を取得するとともに、制限係数算出部42から放電制限係数Kout及び充電制限係数Kinを取得する。電力上限値算出部44は、これらの値から、最終的な放電電力上限値Wout及び充電電力上限値Winを算出する。例えば、基準放電上限値Wout0に放電制限係数Koutを掛けることで放電電力上限値Woutを求める。同様にして、基準充電上限値Win0に充電制限係数Kinを掛けることで充電電力上限値Winを求める。
The power upper limit
放電電力上限値Wout及び充電電力上限値Winにより、パワーコントロールユニット14のから出力される放電電力が放電電力上限値Wout以下に制限され、充電電力(の絶対値)が充電電力上限値Win(の絶対値)以下に制限される。
The discharge power upper limit value Wout and the charging power upper limit value Win limit the discharge power output from the
<放電上限値設定フロー>
図4に、本実施形態に係る放電上限値設定フローが例示されている。当該フローの開始トリガーは、例えば車両のシステム起動時(Ready−On時)とする。また、連続放電時間Tdは初期値0とする。
<Flow of discharge upper limit value setting>
FIG. 4 illustrates a discharge upper limit value setting flow according to the present embodiment. The start trigger of the flow is, for example, when the system of the vehicle is activated (at the time of Ready-On). The initial value of the continuous discharge time Td is 0.
さらに、本フローは車両のシステム遮断時(Ready−Off時)に強制的に終了されるものとする。このとき、終了時(遮断時)の起動禁止フラグの値(0または1)に基づいて、次回のシステム起動の可否が決定される。 Further, this flow is forcibly terminated when the system of the vehicle is shut down (at the time of Ready-Off). At this time, whether or not the system can be started next time is determined based on the value (0 or 1) of the start prohibition flag at the time of termination (when shutting off).
連続放電時間カウンタ34は、電流センサ16Cから取得した電流値ILが、放電閾値Ith_D以上であるか否かを判定する(S10)。電流値ILが、放電閾値Ith_D未満である場合は、基準放電上限値Wout0を0に設定する(S12)。これにより、基準放電上限値Wout0と放電制限係数Koutの積である放電電力上限値Woutが0に設定される。また、連続放電時間カウンタ34は、連続放電時間Tdを0にセット(リセット)する(S14)。さらに、電力上限値算出部44は、基準放電上限値Wout0が0であることを受けて、起動禁止フラグ設定部46の設定値を0(無効)に設定する(S16)。起動禁止フラグについては後述する。その後所定時間待機の後(S18)、再びステップS10に戻る。
The continuous
ステップS10にて、電流値ILが、放電閾値Ith_D以上である場合は、連続放電時間カウンタ34により連続放電時間Tdのカウントが開始される(S20)。例えば、ステップS10時点の連続放電時間Tdがインクリメントされる。 In step S10, the current value I L is, if the discharge threshold Ith_D than the count of the continuous discharge time Td is started by continuous discharge time counter 34 (S20). For example, the continuous discharge time Td at step S10 is incremented.
次に、基準上限値算出部38は、連続放電時間Td及び基準放電上限値マップに基づいて、基準放電上限値Wout0を求める(S22)。続いて、抵抗算出部40は、電流センサ16Aの電流値と電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Aの内部抵抗値r1を求める。さらに、電流センサ16Bの電流値と電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Bの内部抵抗値r2を求める。
Next, the reference upper limit
制限係数算出部42は、抵抗算出部40から電池パック20Aの内部抵抗値r1、及び、電池パック20Bの内部抵抗値r2を取得して、両者の内部抵抗差Δrを求める(S24)。さらに制限係数算出部42は、内部抵抗差Δrと放電制限係数マップに基づいて、放電制限係数Koutを求める(S26)。
The restriction
電力上限値算出部44は、基準上限値算出部38から基準放電上限値Wout0を取得するとともに、制限係数算出部42から放電制限係数Koutを取得する。さらに電力上限値算出部44は、基準放電上限値Wout0に放電制限係数Koutを掛けて、最終的な放電電力上限値Woutを算出する(S28)。算出された放電電力上限値Woutに基づいて、パワーコントロールユニット14のスイッチング素子(図示せず)のオン/オフ動作が制御される。
The power upper limit
また、電力上限値算出部44は、放電電力上限値Woutが所定の放電閾値Wout_thを超過するか否かを判定する(S30)。放電電力上限値Woutが放電閾値Wout_th以下である場合には、ステップS32をスキップしてステップS18に進む。一方、ステップS30にて放電電力上限値Woutが所定の放電閾値Wout_thを超過する場合、電力上限値算出部44は、起動禁止フラグ設定部46の起動禁止フラグを1(有効)に設定する(S32)。起動禁止フラグの設定後、所定時間待機の後(S18)、再びステップS10に戻る。
Further, the power upper limit
上述したように、電池パック20A,20B間で開路電圧差(OCV差)が過度に拡がった状態で、車両のシステムが遮断(Ready−Off)されると、その後の緩和期間を経て、電池パック20A,20Bの端子間電圧(CCV)が開路電圧に近づく。このような状態で車両のシステムを起動させると、開路電圧差に基づき、電池パック20A,20B間に大電流が流れるおそれがある。そこで、電池パック20A,20B間で開路電圧差(OCV差)が相対的に大きいと推定される、つまり、放電電力上限値Woutが放電閾値Wout_thを超過するほど絞られているときには、次回の起動を禁止するために、起動禁止フラグが1(有効)に設定される。 As described above, when the vehicle system is shut down (Ready-Off) in a state where the open circuit voltage difference (OCV difference) is excessively widened between the battery packs 20A and 20B, the battery pack passes through the subsequent relaxation period. The voltage (CCV) between the terminals of 20A and 20B approaches the open circuit voltage. When the system of the vehicle is started in such a state, a large current may flow between the battery packs 20A and 20B based on the open circuit voltage difference. Therefore, when the open circuit voltage difference (OCV difference) between the battery packs 20A and 20B is estimated to be relatively large, that is, when the discharge power upper limit value Wout is narrowed to exceed the discharge threshold value Wout_th, the next start-up is performed. In order to prohibit the activation, the activation prohibition flag is set to 1 (valid).
なお、充電上限値設定フローでも起動禁止フラグの有効/無効が設定されるが、例えば車両のシステム遮断時(Ready−Off)において、放電上限値設定フローにおける起動禁止フラグと、充電上限値設定フローにおける起動禁止フラグの少なくとも一方が有効(1)設定されている場合に、次回の起動が禁止されるものとしてもよい。 Although the activation prohibition flag is set to be valid/ineffective in the charging upper limit value setting flow, for example, when the vehicle system is shut down (Ready-Off), the starting prohibition flag and the charging upper limit value setting flow in the discharging upper limit value setting flow If at least one of the start prohibition flags in 1 is set to valid (1), the next start may be prohibited.
<充電上限値設定フロー>
図5に、本実施形態に係る充電上限値設定フローが例示されている。当該フローの開始トリガーは、放電上限値設定フローと同様に、例えば車両のシステム起動時(Ready−On時)とする。また、連続充電時間Tcは初期値0とする。
<Charge upper limit value setting flow>
FIG. 5 illustrates a charge upper limit value setting flow according to the present embodiment. Similar to the discharge upper limit value setting flow, the start trigger of the flow is, for example, when the system of the vehicle is started (at the time of Ready-On). In addition, the continuous charging time Tc has an
さらに、本フローは車両のシステム遮断時(Ready−Off時)に強制的に終了されるものとする。このとき、終了時(遮断時)の起動禁止フラグの値(0または1)に基づいて、次回のシステム起動の可否が定められる。 Further, this flow is forcibly terminated when the system of the vehicle is shut down (at the time of Ready-Off). At this time, whether or not the system can be started next time is determined based on the value (0 or 1) of the start prohibition flag at the time of termination (at the time of interruption).
連続充電時間カウンタ36は、電流センサ16Cから取得した電流値ILが、充電閾値Ith_C以下である、つまり、充電電流値の絶対値が閾値の絶対値以上であるか否かを判定する(S40)。電流値ILが、充電閾値Ith_Cを超過する(0側に寄る)場合は、基準充電上限値Win0を0に設定する(S42)。これにより、基準充電上限値Win0と充電制限係数Kinの積である充電電力上限値Winが0に設定される。また、連続充電時間カウンタ36は、連続充電時間Tcを0にセット(リセット)する(S44)。さらに、電力上限値算出部44は、基準充電上限値Win0が0であることを受けて、起動禁止フラグ設定部46の設定値を0(無効)に設定する(S46)。その後所定時間待機の後(S48)、再びステップS40に戻る。
The continuous
ステップS40にて、電流値ILが、充電閾値Ith_C以下である、つまり、充電電流値の絶対値が閾値の絶対値以上である場合は、連続充電時間カウンタ36により連続充電時間Tcのカウントが開始される(S50)。例えば、ステップS40時点の連続充電時間Tcがインクリメントされる。
At step S40, the current value I L is equal to or less than the charge threshold value Ith_C, that is, when the absolute value of the charging current value is greater than or equal to the absolute value of the threshold, the count of continuous charging time by continuous
次に、基準上限値算出部38は、連続充電時間Tc及び基準充電上限値マップに基づいて、基準充電上限値Win0を求める(S52)。続いて、抵抗算出部40は、電流センサ16Aの電流値と電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Aの内部抵抗値r1を求める。さらに、電流センサ16Bの電流値と電圧センサ18の電圧値から、電池パック20Bの内部抵抗値r2を求める。
Next, the reference upper limit
制限係数算出部42は、抵抗算出部40から電池パック20Aの内部抵抗値r1、及び、電池パック20Bの内部抵抗値r2を取得して、両者の内部抵抗差Δrを求める(S54)。さらに制限係数算出部42は、内部抵抗差Δrと充電制限係数マップに基づいて、充電制限係数Kinを求める(S56)。
The restriction
電力上限値算出部44は、基準上限値算出部38から基準充電上限値Win0を取得するとともに、制限係数算出部42から充電制限係数Kinを取得する。さらに電力上限値算出部44は、基準充電上限値Win0に充電制限係数Kinを掛けて、最終的な充電電力上限値Winを算出する(S58)。算出された充電電力上限値Winに基づいて、パワーコントロールユニット14のスイッチング素子(図示せず)のオン/オフ動作が制御される。
The power upper limit
また、電力上限値算出部44は、充電電力上限値Winが所定の充電閾値Win_th未満となるか否か、言い換えると、充電電力上限値Winの絶対値が充電閾値Win_thの絶対値を超過するか否かを判定する(S60)。充電電力上限値Winが充電閾値Win_th以上となる(Win ≧ Win_th,|Win|≦|Win_th|)場合には、ステップS62をスキップしてステップS48に進む。一方、充電電力上限値Winが所定の充電閾値Win_th未満となる場合(Win < Win_th,|Win|>|Win_th|)、電力上限値算出部44は、起動禁止フラグ設定部46の起動禁止フラグを1(有効)に設定する(S62)。起動禁止フラグの設定後、所定時間待機の後(S48)、再びステップS40に戻る。
Further, the power upper limit
10 電源制御装置、12 電池モジュール、16A,16B,16C 電流センサ、18 電圧センサ、20A,20B 電池パック、34 連続放電時間カウンタ、36 連続充電時間カウンタ、38 基準上限値算出部、40 抵抗算出部、42 制限係数算出部、44 電力上限値算出部、46 起動禁止フラグ設定部、MG 回転電機(負荷)。 10 power supply control device, 12 battery module, 16A, 16B, 16C current sensor, 18 voltage sensor, 20A, 20B battery pack, 34 continuous discharge time counter, 36 continuous charge time counter, 38 reference upper limit value calculation unit, 40 resistance calculation unit , 42 restriction coefficient calculation unit, 44 electric power upper limit value calculation unit, 46 start prohibition flag setting unit, MG rotating electric machine (load).
Claims (1)
前記電池モジュールから前記負荷への放電電流値が正の電流値である放電閾値以上となる継続時間である連続放電時間、及び、前記負荷から前記電池モジュールへの充電電流値の絶対値が負の電流値である充電閾値の絶対値以上となる継続時間である連続充電時間を計測するとともに、
放電電流値が前記放電閾値未満となったときに前記連続放電時間が0にリセットされ、その後放電電流値が前記放電閾値以上になると前記連続放電時間の計測を再開し、
充電電流値の絶対値が前記充電閾値の絶対値未満となったときに前記連続充電時間が0にリセットされ、その後充電電流値の絶対値が前記充電閾値の絶対値以上になると前記連続充電時間の計測を再開する、
計測およびリセットを、車両のシステム起動時からシステム遮断時までの間に行う、
カウンタと、
前記複数の電池パックの内部抵抗を求める抵抗算出部と、
前記連続放電時間の増加に応じて前記電池モジュールから前記負荷への放電電力上限値を引き下げ、かつ、それぞれの前記電池パック間の内部抵抗差の増加に応じて前記放電電力上限値の引き下げ率を割り増しさせるとともに、前記連続充電時間の増加に応じて前記負荷から前記電池モジュールへの充電電力上限値を引き下げ、かつ、それぞれの前記電池パック間の内部抵抗差の増加に応じて前記充電電力上限値の引き下げ率を割り増しさせる、上限値算出部と、
を備えることを特徴とする、車載電源制御装置。 An in-vehicle power supply control device for controlling charge/discharge power between a load and a battery module having a plurality of battery packs connected in parallel,
The discharge current value from the battery module to the load is a continuous discharge time that is a continuous time that is equal to or more than the discharge threshold value that is a positive current value, and the absolute value of the charge current value from the load to the battery module is negative. While measuring the continuous charging time that is the duration that is equal to or greater than the absolute value of the charging threshold that is the current value ,
When the discharge current value becomes less than the discharge threshold value, the continuous discharge time is reset to 0, and then when the discharge current value becomes equal to or more than the discharge threshold value, the measurement of the continuous discharge time is restarted,
When the absolute value of the charging current value is less than the absolute value of the charging threshold value, the continuous charging time is reset to 0, and when the absolute value of the charging current value becomes equal to or more than the absolute value of the charging threshold value, the continuous charging time period is reset. Restart measurement,
Performs measurement and reset from the time the system starts up to the time the system is shut down,
A counter,
A resistance calculation unit for calculating the internal resistance of the plurality of battery packs,
The discharge power upper limit value from the battery module to the load is reduced according to the increase of the continuous discharge time, and the reduction rate of the discharge power upper limit value according to the increase of the internal resistance difference between the battery packs. While increasing the charge, the charging power upper limit value from the load to the battery module is reduced according to the increase of the continuous charging time, and the charging power upper limit value according to the increase of the internal resistance difference between the battery packs. An upper limit calculation unit that increases the reduction rate of
An in-vehicle power supply control device comprising:
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