JP6759465B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態のハイブリッド車両の一構成例を概略的に示すブロック図である。
ハイブリッド車両は、内燃機関10と、動力分割機構20と、発電機(第1電動機)30と、コンバータ40と、インバータ50と、モータ(第2電動機)60と、動力結合機構70と、車軸80と、補機90と、車輪WLと、車両制御装置CTRと、バッテリ装置BTと、を備えている。
動力分割機構20は、内燃機関10で生成された機械エネルギーを、発電機30側に供給されるエネルギーと、車輪WL側(車軸80側)に供給されるエネルギーとに分配する三軸動力分割機構である。
動力分割機構20の動作は、サンギアSとリングギアRとのギア比により決まる。この例では、サンギアSのギア数Zsとリングギアのギア数Zrとの比はZs:Zr=1:2である。例えば、車速がゼロであるときリングギアの回転数はゼロ(rpm)である。このとき、プラネタリアキャリアの回転数が1000(rpm)であれば、サンギアの回転数がプラネタリアキャリアの3倍の3000(rpm)となり、発電機30が高速域で動作することとなる。
動力結合機構70は、動力分割機構20のリングギアRから伝達された機械エネルギーと、インバータ50から供給された機械エネルギーとを合成したエネルギーを車軸80へ伝達する。車輪WLは車軸80を介して回転駆動される。
バッテリ装置BTは、直流リンクに並列に接続した複数のバッテリバンクBK1〜BKnと、バッテリバンクBK1〜BKnに対応した複数の電池管理回路(BMU:battery management unit)CA1〜CAnと、を備えている。複数のバッテリバンクBK1〜BKnのそれぞれは、複数の電池モジュールMDL11〜MDLnmと、電流センサCSと、を備えている。
二次電池セルは、充電および放電可能な電池であって、例えば、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池である。
R[Ω]=(Vccv−Vocv)/I…(1)
電池モジュールMDL11〜MDLnmが充電および放電されていない状態ではバッテリ電圧は開回路電圧Vocvであって、電池モジュールMDL11〜MDLnmの充電が開始され、組電池に充電電流が流れるとバッテリ電圧が閉回路電圧Vccvとなる。
電池監視回路CBn1〜CBnmのそれぞれは、周期的に複数の二次電池セルの電圧値を検出し電池管理回路CAnへ検出値を送信する。複数の電池監視回路CBn1〜CBnmが、複数の二次電池セルの電圧の検出値を電池管理回路CAnへ送信する周期はα(ms)であるとすると、電池管理回路CAnが対応する電池監視回路CBn1〜CBnm全てから検出値の受信を完了するまでに要する時間はm×α(ms)となる。
図6では、発電機の回転数と出力とを一定とし、発電機の励磁電流と発電機からコンバータへ出力される交流電圧の線間電圧実効値との関係の一例を示している。
車両制御装置CTRは、二次電池セルの内部抵抗を測定するために複数の二次電池セルの閉回路電圧を検出するときには、通常時(二次電池セルの内部抵抗を測定するとき以外の期間)よりも発電機30の励磁電流を下げて、コンバータ40の変調率を小さくし、過変調駆動や非同期PWM駆動によりコンバータ40を駆動可能とする。
例えば、通常時に発電機30の回転数をN(rpm)としたとき、コンバータ40の変調率は100%であり、コンバータ40は1パルス駆動にて動作する。ハイブリッド車両が停車しているときに、発電機30の励磁電流を小さくし、発電機30の回転数をN(rpm)とすると、コンバータ40の変調率は75%以上100%未満となり、コンバータ40は過変調駆動により動作する。
この例では、車両制御装置CTRは、ハイブリッド車両が停止しているときに二次電池セルの内部抵抗値を演算する。
車両制御装置CTRは、バッテリ装置BTの複数の電池管理回路CA1〜CAnから、複数の電池モジュールMDL11〜MDLnmに含まれる二次電池セルの開回路電圧を取得する。(ステップS1)
車両制御装置CTRは、複数の電池管理回路CA1〜CAnのそれぞれに対して、複数の電池モジュールMDL11〜MDLnmに含まれる複数の二次電池セルの閉回路電圧と、複数の電池モジュールに流れる電流との値を要求する。
車両制御装置CTRは、上記のように複数の電池管理回路CA1〜CAnから取得した複数の二次電池セルの閉回路電圧と、電池モジュールMDL1〜MDLnの電流と、バッテリ装置BTが充電されていないときに予め測定された複数の二次電池セルの開回路電圧と、を用いて、複数の二次電池セルの内部抵抗値を演算する。(ステップS7)
上記のように、本実施形態のハイブリッド車両によれば、二次電池セルの内部抵抗を精度よく演算することが可能となる。
Claims (3)
- 内燃機関と、
第1電動機と、
動力結合機構に接続した第2電動機と、
前記内燃機関の動力を、前記第1電動機と前記動力結合機構とに分配する動力分割機構と、
変調率に応じて、所定の変調率以上では一周期を1パルスで制御する1パルス駆動とし、前記所定の変調率未満では一周期を複数パルスで制御する過変調駆動又は非同期PWM駆動として、駆動方法を切り替えて、前記第1電動機を駆動可能なコンバータと、
直流リンクを介して前記コンバータと接続し、前記第2電動機を駆動可能なインバータと、
前記動力結合機構から供給されるエネルギーにより回転する車軸と、
前記直流リンク間に接続し、複数の二次電池セルを含む組電池と、複数の前記二次電池セルそれぞれの電圧を検出可能な電池監視回路と、を備えた複数の電池モジュールと、複数の前記電池モジュールに流れる電流を検出する電流センサと、複数の前記電池監視回路を制御し、複数の前記電池モジュールに流れる電流の検出値と複数の前記二次電池セルの電圧の検出値とを取得可能な電池管理回路と、を備えた、バッテリ装置と、
複数の前記二次電池セルの開回路電圧と、複数の前記電池モジュールの充電電流の値と、複数の前記二次電池セルの閉回路電圧と、を用いて複数の前記二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、停車しているときに、複数の前記二次電池セルの前記開回路電圧を前記電池管理回路から取得し、前記第1電動機の励磁電流を下げて前記第1電動機の所定の回転数における変調率を低下させ前記コンバータを過変調駆動又は非同期PWM駆動させて、前記内燃機関から出力される動力を利用して複数の前記電池モジュールを充電したときの、複数の前記二次電池セルの前記閉回路電圧と、複数の前記電池モジュールの前記充電電流との値を、前記電池管理回路から取得する、ハイブリッド車両。 - 複数の前記電池モジュールの前記組電池は前記直流リンク間に直列に接続し、
複数の前記電池監視回路は対応する共通の前記電池管理回路と通信可能に接続され、
複数の前記電池監視回路は、所定の通信周期で、順次、共通の前記電池管理回路へ検出値を送信する、請求項1記載のハイブリッド車両。 - 前記制御装置は、複数の前記二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算するための、複数の前記二次電池セルの前記閉回路電圧と、複数の前記電池モジュールの前記充電電流との値を取得するときに、前記コンバータの駆動モードを、前記第1電動機を一周期1パルスで制御する1パルス駆動から、一周期を複数パルスで制御する過変調駆動又は非同期PWM駆動に切替える、請求項1又は請求項2記載のハイブリッド車両。
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