JPH10164761A - Method and apparatus for controlling battery of hybrid electric car - Google Patents

Method and apparatus for controlling battery of hybrid electric car

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Publication number
JPH10164761A
JPH10164761A JP8316482A JP31648296A JPH10164761A JP H10164761 A JPH10164761 A JP H10164761A JP 8316482 A JP8316482 A JP 8316482A JP 31648296 A JP31648296 A JP 31648296A JP H10164761 A JPH10164761 A JP H10164761A
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JP
Japan
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battery
charge
temperature
charging
ambient temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP8316482A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Abe
孝昭 安部
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, 日産自動車株式会社 filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8316482A priority Critical patent/JPH10164761A/en
Publication of JPH10164761A publication Critical patent/JPH10164761A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of a battery caused by the temperature rise of the battery by its internal heat generation, by detecting the ambient temperature of the battery, and finding a charge starting condition for the battery from the ambient temperature of the battery and the relation between the charge and discharge period and the temperature rise of the battery stored beforehand. SOLUTION: A battery controller 11 receives signals of the total voltage of a battery 1 from a battery total voltage measuring line 13, the temperature and the voltage of the battery 1 from a battery temperature and voltage measuring line including a battery temperature detecting means 15, and the ambient temperature of the battery 1 by an ambient temperature detecting means 14, calculates the capacity of the battery 1, etc., sends signals to a generator controller 21 and a motor controller 31, drives a generator 2 and a motor 3 and controls the charge and discharge of the battery 1. For the purpose of this, the battery controller 11 stores the relational property between the charge and discharge period and the temperature rise of the battery and the relational property between the depth of discharge and a permissible temperature value of the battery beforehand. And a using range of the battery 1 is controlled accordingly to an outside air temperature, by finding an appropriate charge and discharge period at intervals of several seconds to several minutes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリット電気
自動車の電池制御方法及び電池制御装置に関する。
The present invention relates to a battery control method and a battery control device for a hybrid electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】ハイブリット電気自動車の電池制御方法
の第1の従来技術として、電池の充放電制御で電池を保
護することを目的として、電池の温度、電圧に応じて充
電や放電を停止したり、充電電流値や放電電流値を制御
して、過充電及び過放電を防止し、電池の劣化を防ぐよ
うにしたものがある。また、第2の従来技術として、車
両の走行性能維持を目的として、電池は放電深度が進む
につれて電池の最大使用可能出力が低下していく特性を
持っていることから、最大使用可能出力と車両が要求す
る出力が等しくなった時に、発電機により電池の充電を
開始するように制御し、車両が常に最大出力を出せるよ
うにしたものや、出典特開平8−61193号公報に開
示されたものがある。
2. Description of the Related Art As a first prior art of a battery control method for a hybrid electric vehicle, charging and discharging are stopped in accordance with the temperature and voltage of the battery in order to protect the battery by controlling the charging and discharging of the battery. In some cases, the charge current value and the discharge current value are controlled to prevent overcharge and overdischarge, thereby preventing battery deterioration. Further, as a second conventional technique, in order to maintain the running performance of the vehicle, the battery has a characteristic that the maximum usable output of the battery decreases as the depth of discharge advances, so that the maximum usable output and the vehicle When the required output becomes equal, the generator is controlled to start charging the battery so that the vehicle can always output the maximum output, and the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-61193. There is.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
従来技術にあっては、電池の温度上昇によって放電がで
きなくなってしまう、或いは充電ができなくなってしま
うという問題点がある。また、第2の従来技術にあって
は、電池を保護する制御となっていないため、電池の劣
化や出力低下を招く問題点が生じる。
However, in the first prior art, there is a problem that the battery cannot be discharged or charged due to a rise in the temperature of the battery. Further, in the second prior art, since the control for protecting the battery is not performed, there is a problem that the battery is deteriorated and the output is reduced.
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、電池の内部発熱による温度上昇が
劣化を招く条件にならないように制御して、電池の劣化
を防止することができるハイブリット電気自動車の電池
制御方法及び電池制御装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and is intended to prevent deterioration of a battery by controlling the temperature rise due to internal heat generation of the battery so as not to cause the deterioration. It is an object of the present invention to provide a battery control method and a battery control device for a hybrid electric vehicle that can be used.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載のハイブリット電気自動車の電池制御
方法は、電池を電源とする走行用電動機で車両走行手段
を駆動し、エンジンを駆動源とする発電手段の発電電力
を前記電池の充電電力及び前記走行用電動機の駆動電力
として供給するハイブリット電気自動車の電池制御方法
において、前記電池の周囲温度を検出し、予め記憶した
前記電池の充放電周期と温度上昇の関係と前記電池の周
囲温度とから前記電池の充電開始条件を求めることを要
旨とする。この構成により、温度上昇による電池劣化を
抑える上で、車両内における周囲温度に応じた最適な充
放電周期で充電を開始させる条件が求められる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a battery of a hybrid electric vehicle, wherein the vehicle driving means is driven by a driving motor powered by a battery, and the engine is driven. In a battery control method for a hybrid electric vehicle that supplies power generated by a power generation unit serving as a power source as charging power for the battery and driving power for the traveling motor, an ambient temperature of the battery is detected, and charging of the battery stored in advance is performed. The gist of the present invention is to determine the charging start condition of the battery from the relationship between the discharge cycle and the temperature rise and the ambient temperature of the battery. With this configuration, in order to suppress battery deterioration due to temperature rise, a condition for starting charging at an optimal charge / discharge cycle according to the ambient temperature in the vehicle is required.
【0006】請求項2記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法は、上記請求項1記載のハイブリット電気
自動車の電池制御方法において、検出された前記電池の
残容量が前記電池の充電開始条件以下となったときに前
記電池の充電を開始することを要旨とする。この構成に
より、充電時に、電池の内部発熱による温度上昇を電池
の劣化速度が許容値以下となる範囲に抑えることが可能
となり、また、電池に、走行用電動機を駆動するのに必
要な電池エネルギーを常に蓄えることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the battery control method for a hybrid electric vehicle according to the first aspect, the detected remaining capacity of the battery is equal to or less than a charging start condition of the battery. The gist of the present invention is to start charging the battery when the battery is charged. With this configuration, it is possible to suppress the temperature rise due to internal heat generation of the battery during charging to a range where the deterioration rate of the battery is equal to or less than an allowable value, and the battery energy required for driving the traveling motor is supplied to the battery. Can always be stored.
【0007】請求項3記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法は、上記請求項1記載のハイブリット電気
自動車の電池制御方法において、予め記憶した前記電池
の放電深度と許容温度値の関係と前記電池の周囲温度と
から前記電池の充電終了条件を求めることを要旨とす
る。この構成により、充電終了時点においても、温度上
昇による電池劣化を抑える上で、車両内における周囲温
度に応じた最適な充電状態(放電深度)で充電を終了さ
せる条件が求められる。
A battery control method for a hybrid electric vehicle according to a third aspect of the present invention is the battery control method for a hybrid electric vehicle according to the first aspect, wherein the relationship between the previously stored depth of discharge of the battery and the allowable temperature value and the battery capacity of the battery are controlled. The gist of the present invention is to determine the condition for ending the charging of the battery from the ambient temperature. With this configuration, even at the end of charging, a condition for ending charging in an optimal charging state (depth of discharge) according to the ambient temperature in the vehicle is required to suppress battery deterioration due to temperature rise.
【0008】請求項4記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法は、上記請求項3記載のハイブリット電気
自動車の電池制御方法において、検出された前記電池の
残容量が前記電池の充電終了条件以上となったときに前
記電池の充電を停止することを要旨とする。この構成に
より、充電終了時の充電状態における電池の内部発熱に
よる温度上昇を、電池の劣化速度が許容値以下となる範
囲を抑えることが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the battery control method for a hybrid electric vehicle according to the third aspect, the detected remaining capacity of the battery is equal to or greater than a charge termination condition of the battery. The gist of the present invention is to stop charging the battery when the battery is charged. With this configuration, it is possible to suppress a temperature rise due to internal heat generation of the battery in the charged state at the end of charging, in a range where the deterioration rate of the battery is equal to or less than an allowable value.
【0009】請求項5記載のハイブリット電気自動車の
電池制御装置は、電池を電源とする走行用電動機を備え
た車両走行手段と、エンジンを駆動源とする発電手段
と、該発電手段の発電電力を前記電池の充電電力及び前
記走行用電動機の駆動電力として供給するように構成し
てなるハイブリット電気自動車の電池制御装置におい
て、前記電池の周囲温度を検出する周囲温度検出手段
と、前記電池の充放電周期と温度上昇の関係を記憶し、
該電池の充放電周期と温度上昇の関係と前記周囲温度検
出手段で検出された電池の周囲温度とから前記電池の充
電開始条件を求める制御手段とを有することを要旨とす
る。この構成により、前記請求項1記載の発明の作用と
同様の作用が確実に得られる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a battery control device for a hybrid electric vehicle, comprising: a vehicle running means provided with a running motor powered by a battery; a power generating means driven by an engine; and a power generated by the power generating means. An ambient temperature detecting means for detecting an ambient temperature of the battery; a charging / discharging of the battery; Remember the relationship between the cycle and the temperature rise,
The gist of the present invention is to include a control unit for obtaining a charging start condition of the battery from a relationship between a charge / discharge cycle of the battery and a temperature rise and an ambient temperature of the battery detected by the ambient temperature detecting unit. With this configuration, an operation similar to the operation of the invention described in claim 1 can be reliably obtained.
【0010】請求項6記載のハイブリット電気自動車の
電池制御装置は、上記請求項5記載のハイブリット電気
自動車の電池制御装置において、前記電池の充放電周期
と温度上昇の関係は、複数種の充放電周期についての各
充電放電の繰返し時の経過時間と温度上昇値をグラフ化
し、最大温度上昇値と最小温度上昇値が時間経過に伴っ
て安定した時の値を用いて作成してなることを要旨とす
る。この構成により、周囲温度に応じた最適な充放電周
期を求めるための資料となる充放電周期と温度上昇の関
係を確度よく得ることが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the battery control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the fifth aspect, the relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise is a plurality of types of charge / discharge. The graph shows the elapsed time and temperature rise value of each cycle of repeated charge and discharge for the cycle, and the maximum temperature rise value and the minimum temperature rise value are created using the values when the temperature stabilizes with time. And With this configuration, it is possible to accurately obtain the relationship between the charge / discharge cycle and the temperature rise, which serve as data for obtaining the optimum charge / discharge cycle according to the ambient temperature.
【0011】[0011]
【発明の効果】請求項1記載のハイブリット電気自動車
の電池制御方法によれば、電池の周囲温度を検出し、予
め記憶した前記電池の充放電周期と温度上昇の関係と前
記電池の周囲温度とから前記電池の充電開始条件を求め
るようにしたため、車両内における周囲温度に応じた最
適な充放電周期で充電を開始させる条件が求められて、
電池の内部発熱による温度上昇から起こる劣化を防止す
ることが可能となる。
According to the battery control method for a hybrid electric vehicle according to the first aspect, the ambient temperature of the battery is detected, and the relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise stored in advance and the ambient temperature of the battery are determined. Since the condition for starting the charging of the battery is determined from the above, the condition for starting the charging at the optimal charging and discharging cycle according to the ambient temperature in the vehicle is determined,
It is possible to prevent deterioration caused by temperature rise due to internal heat generation of the battery.
【0012】請求項2記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法によれば、検出された前記電池の残容量が
前記電池の充電開始条件以下となったときに前記電池の
充電を開始するようにしたため、充電時に、電池の内部
発熱による温度上昇を電池の劣化速度が許容値以下とな
る範囲に抑えることができて、電池の劣化を防止するこ
とができる。
According to the battery control method for a hybrid electric vehicle according to the second aspect, the charging of the battery is started when the detected remaining capacity of the battery is equal to or less than the charging start condition of the battery. Further, at the time of charging, the temperature rise due to the internal heat generation of the battery can be suppressed within a range in which the deterioration rate of the battery is equal to or less than an allowable value, and the deterioration of the battery can be prevented.
【0013】請求項3記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法によれば、予め記憶した前記電池の放電深
度と許容温度値の関係と前記電池の周囲温度とから前記
電池の充電終了条件を求めるようにしたため、車両内に
おける周囲温度に応じた最適な充電状態(放電深度)で
充電を終了させる条件が求められて、充電終了時点にお
いても、電池の内部発熱による温度上昇から起こる劣化
を防止することが可能となる。
According to the battery control method of the third aspect of the present invention, the condition for terminating the charging of the battery is determined from the relationship between the depth of discharge of the battery and the allowable temperature value stored in advance and the ambient temperature of the battery. Therefore, a condition for terminating charging in an optimal state of charge (depth of discharge) according to the ambient temperature in the vehicle is required. Even at the end of charging, deterioration caused by temperature rise due to internal heat generation of the battery is to be prevented. Becomes possible.
【0014】請求項4記載のハイブリット電気自動車の
電池制御方法によれば、検出された前記電池の残容量が
前記電池の充電終了条件以上となったときに前記電池の
充電を停止するようにしたため、充電終了時の充電状態
における電池の内部発熱による温度上昇を、電池の劣化
速度が許容値以下となる範囲に抑えることができて、電
池の劣化を防止することができる。
According to the battery control method for a hybrid electric vehicle of the present invention, the charging of the battery is stopped when the detected remaining capacity of the battery becomes equal to or more than the condition for terminating the charging of the battery. In addition, the temperature rise due to internal heat generation of the battery in the charged state at the end of charging can be suppressed to a range in which the rate of deterioration of the battery is equal to or less than an allowable value, and the deterioration of the battery can be prevented.
【0015】請求項5記載のハイブリット電気自動車の
電池制御装置によれば、電池の周囲温度を検出する周囲
温度検出手段と、前記電池の充放電周期と温度上昇の関
係を記憶し、該電池の充放電周期と温度上昇の関係と前
記周囲温度検出手段で検出された電池の周囲温度とから
前記電池の充電開始条件を求める制御手段とを具備させ
たため、前記請求項1記載の発明の効果と同様の効果を
確実に得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a battery control apparatus for a hybrid electric vehicle, wherein an ambient temperature detecting means for detecting an ambient temperature of the battery, and a relationship between a charge / discharge cycle of the battery and a temperature rise are stored. And a control unit for determining a condition for starting charging of the battery from a relationship between a charge / discharge cycle and a temperature rise and an ambient temperature of the battery detected by the ambient temperature detecting unit. A similar effect can be reliably obtained.
【0016】請求項6記載のハイブリット電気自動車の
電池制御装置によれば、前記電池の充放電周期と温度上
昇の関係は、複数種の充放電周期についての各充電放電
の繰返し時の経過時間と温度上昇値をグラフ化し、最大
温度上昇値と最小温度上昇値が時間経過に伴って安定し
た時の値を用いて作成するようにしたため、充放電周期
と温度上昇の関係が確度よく得られて、車両内における
周囲温度に応じた最適な充放電周期で充電を開始させる
条件を正確に求めることができる。
According to the battery control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the present invention, the relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise is determined by the elapsed time when each charge / discharge cycle is repeated for a plurality of types of charge / discharge cycles. The temperature rise value is graphed, and the maximum temperature rise value and the minimum temperature rise value are created using the values when they stabilize over time, so that the relationship between the charge / discharge cycle and the temperature rise can be obtained accurately. In addition, it is possible to accurately determine the conditions for starting charging at the optimal charging / discharging cycle according to the ambient temperature in the vehicle.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1乃至図8は、本発明の第1の実施の形
態を示す図である。まず、図1を用いて、電池制御装置
の構成から説明する。ハイブリット電気自動車は、電池
1の直流電圧又はエンジン6によって駆動される発電手
段としての発電機2からの交流電圧をコンバータ4で変
換した直流電圧を、インバータ5を介して走行用電動機
であるモータ3に供給し、車両走行手段としての車輪3
2へ動力を伝える。電池1の電気エネルギーは発電機2
によりコンバータ4を介して充電されるようになってい
る。また、モータ3からの回成エネルギーをインバータ
5を介して充電する。電池1は、電池ケース12に収納
され、電池ケース12に取付けられたファン16によっ
て冷却又は加熱が行えるようになっている。電池1には
制御手段としてのバッテリコントローラ(B/C)11
がついており、発電機2には発電機コントローラ(G/
C)21がついており、モータ3にはモータコントロー
ラ(M/C)31がついている。バッテリコントローラ
11は、電池総電圧計測ライン13からの電池1の総電
圧、電池温度検出手段15を含む電池温度及び電圧計測
ラインからの電池1の温度及び電圧、周囲温度検出手段
14で検出された電池1の周囲温度(外気温度)の各信
号を受け、電池1の容量等を演算し、発電機コントロー
ラ21やモータコントローラ31に信号を送り、発電機
2及びモータ3を駆動して電池1の充放電を制御するよ
うになっている。この充放電制御のため、バッテリコン
トローラ11には、後述する充放電周期と電池温度上昇
の関係特性(図4)及び電池の放電深度と許容温度値
(耐熱温度値)の関係特性(図5)が予め記憶されてい
る。
FIG. 1 to FIG. 8 are views showing a first embodiment of the present invention. First, the configuration of the battery control device will be described with reference to FIG. The hybrid electric vehicle converts a DC voltage of a battery 1 or a DC voltage obtained by converting an AC voltage from a generator 2 as a power generation unit driven by an engine 6 with a converter 4 through an inverter 5 to a motor 3 as a traveling motor. Wheels 3 as vehicle running means
Transfer power to 2. The electric energy of the battery 1 is generated by the generator 2
Is charged via the converter 4. Further, the regenerative energy from the motor 3 is charged via the inverter 5. The battery 1 is housed in a battery case 12 and can be cooled or heated by a fan 16 attached to the battery case 12. A battery controller (B / C) 11 as control means is provided in the battery 1.
The generator 2 has a generator controller (G /
C) 21 and the motor 3 has a motor controller (M / C) 31. The battery controller 11 detects the total voltage of the battery 1 from the battery total voltage measurement line 13, the temperature and voltage of the battery 1 from the battery temperature and voltage measurement line including the battery temperature detection means 15, and the ambient temperature detection means 14. Each signal of the ambient temperature (outside air temperature) of the battery 1 is received, the capacity of the battery 1 is calculated, a signal is sent to the generator controller 21 and the motor controller 31, and the generator 2 and the motor 3 are driven to Charge and discharge are controlled. For this charge / discharge control, the battery controller 11 has a relationship characteristic between a charge / discharge cycle and a rise in battery temperature (FIG. 4), and a relationship characteristic between a depth of discharge of the battery and an allowable temperature value (heat-resistant temperature value) (FIG. 5). Is stored in advance.
【0019】次に、電池1の充放電時の特性について説
明する。図2は、電池1の充放電時の内部発熱量を示し
ている。横軸は電流値で、正の値が放電、負の値が充電
を表している。縦軸は発熱量である。一般的に、電池の
内部発熱には電流値の2乗に比例したジュール熱と電流
値に比例する反応熱があり、各々RI2 ,SIと表され
る。ジュール熱は充電放電に関係なく正の値をとり、反
応熱は充電と放電により正になったり負になったりす
る。Sは電池の種類によって正負の値をとり、リチウム
イオン電池においては正の値をとり、鉛酸電池やニッケ
ル水素電池においては負の値をとる。
Next, the characteristics of the battery 1 during charging and discharging will be described. FIG. 2 shows the amount of internal heat generated when the battery 1 is charged and discharged. The abscissa represents the current value, where a positive value indicates discharging and a negative value indicates charging. The vertical axis is the calorific value. Generally, internal heat generation of a battery includes Joule heat proportional to the square of the current value and reaction heat proportional to the current value, and are expressed as RI 2 and SI, respectively. Joule heat takes a positive value regardless of charge and discharge, and reaction heat becomes positive or negative due to charge and discharge. S takes a positive or negative value depending on the type of battery, takes a positive value in a lithium ion battery, and takes a negative value in a lead-acid battery or a nickel-metal hydride battery.
【0020】ハイブリット電気自動車においては、モー
タ3により電池1のエネルギーを使用(放電)し、電池
1の容量がなくなってくると発電機2により充電を開始
する。放電時の電流値をIhとすると、Ihの値は走行
条件によって変わるが、頻繁に使用する条件に決める。
充電時の条件は発電機2の能力によって決まるIjとな
る。この条件下での内部発熱の発熱量は、図2に示すよ
うな値をとる。この発熱量と電池冷却条件とから放電充
電の繰り返し時の温度上昇を測定し、横軸に時間、縦軸
に温度上昇をプロットすると図3に示すようになり、3
周期あたりから発熱と冷却による放熱とが平衡に達し、
温度上昇が安定していく。この安定した時の最大温度上
昇値と最小温度上昇値は、放電充電の周期ΔDODによ
り変わってくる。放電充電の周期について説明すると、
図3中、ΔDOD=100%は満充電状態から空の状態
までを繰り返し、ΔDOD=50%は電池容量の半分を
放電し充電することを示している。横軸に充放電周期Δ
DODをとり、縦軸に最大温度上昇値ΔT2 と最小温度
上昇値ΔT1 をプロットすると、図4に示すようにな
る。電池1の耐熱温度を電池1の充電状態によらず一定
の値以下とすると、充放電周期は短い方が良いことにな
る。しかし、耐熱温度が電池1の充電状態に応じて変化
するような場合には充放電周期は短い方が良いとは限ら
なくなる。リチウムイオン電池において電池の劣化を考
慮すると、図5に示すような放電深度DODと耐熱温度
の線を引くことができる。この線より上では電池劣化速
度が許容値以上となり、この線以下に電池1の温度と放
電深度DODを制御することが必要となる。この図5
は、満充電状態(DOD=0%)に近いほど耐熱温度が
低く、空の状態(DOD=100%)に近いほど耐熱温
度が高くなっていくことを示している。図4において電
池1の最小温度上昇線と電池最小温度−外気温度(T1
−Tair )が等しくなる電池1の充放電周期をΔDOD
1 とする。次に、電池1の最大温度上昇線と電池最大温
度−外気温度(T2 −Tair )が等しくなる電池1の充
放電周期をΔDOD2 とする。電池1の使われ方として
最適な充放電周期ΔDODは、ΔDOD1 とΔDOD
2 の間にある。
In the hybrid electric vehicle, the energy of the battery 1 is used (discharged) by the motor 3 and charging is started by the generator 2 when the battery 1 runs out of capacity. Assuming that the current value at the time of discharging is Ih, the value of Ih varies depending on running conditions, but is determined under frequently used conditions.
The condition at the time of charging is Ij determined by the capacity of the generator 2. The heat value of the internal heat generation under this condition takes a value as shown in FIG. From the calorific value and the battery cooling conditions, the temperature rise at the time of repetition of discharge charging was measured, and the time was plotted on the horizontal axis and the temperature rise was plotted on the vertical axis, as shown in FIG.
From around the cycle, heat generation and heat dissipation by cooling reach equilibrium,
Temperature rise stabilizes. The maximum temperature rise value and the minimum temperature rise value at the time of this stabilization change depending on the discharge charging cycle ΔDOD. Explaining the cycle of discharging and charging,
In FIG. 3, ΔDOD = 100% indicates that the state from full charge to empty state is repeated, and ΔDOD = 50% indicates that half of the battery capacity is discharged and charged. The horizontal axis shows the charge / discharge cycle Δ
Taking the DOD and plotting the maximum temperature rise value ΔT 2 and the minimum temperature rise value ΔT 1 on the vertical axis, the result is as shown in FIG. If the heat-resistant temperature of the battery 1 is set to a certain value or less irrespective of the state of charge of the battery 1, the shorter the charge / discharge cycle, the better. However, when the heat-resistant temperature changes according to the state of charge of the battery 1, it is not always better to shorten the charge / discharge cycle. Considering the deterioration of the lithium ion battery, a line between the depth of discharge DOD and the heat-resistant temperature can be drawn as shown in FIG. Above this line, the battery deterioration rate exceeds the allowable value, and it is necessary to control the temperature of the battery 1 and the depth of discharge DOD below this line. This figure 5
Indicates that the heat-resistant temperature is lower as the state is closer to the fully charged state (DOD = 0%), and is higher as the state is closer to the empty state (DOD = 100%). In FIG. 4, the minimum temperature rise line of the battery 1 and the minimum temperature of the battery−the outside air temperature (T 1
−Tair) is equal to ΔDOD
Set to 1 . Then, the maximum temperature rise line and the battery maximum temperature of the battery 1 - the charge and discharge cycle of the battery 1 that the outside air temperature (T 2 -Tair) is equal to ΔDOD 2. The optimal charging / discharging cycle ΔDOD * for use of the battery 1 is ΔDOD 1 and ΔDOD 1
Between two .
【0021】最適な充放電周期ΔDODを求める方法
を図6のフローチャートを用いて説明する。まず、外気
温度Tair を測定する(ステップS1)。電池最小温度
1、電池最大温度T2 に初期値として、それぞれTair
,T2 を与える。リチウムイオン電池においては、そ
れぞれ25℃,70℃を与えるのがよい(ステップS
2)。図5を用いて電池最小温度T1 に対する放電深度
DOD1 を求める(ステップS3)。図4とT1 ,T2
よりΔDOD1 とΔDOD2 を求める。このとき、ΔD
OD1 とΔDOD2 が0%以下となった場合は0%と
し、ΔDOD1 とΔDOD2 が100%以上となった場
合は100%とする(ステップS4)。ΔDOD1 とΔ
DOD2 を比較する(ステップS5)。図7に示すよう
にΔDOD1<ΔDOD2 ならば、最適な充放電周期Δ
DODが存在し、図3と(ΔDOD1 +ΔDOD2
/2より電池最小温度T1 、電池最大温度T2 を求め
(ステップS61)、ステップS3へ戻る。図8に示す
ようにΔDOD1 >ΔDOD2 ならば、最適な充放電周
期ΔDODが存在しないため、図4とΔDOD2 より
1 ,T2 を求め(ステップS62)、ステップS3へ
戻る。ΔDOD1 =ΔDOD2 ならば、ΔDOD1 をΔ
DODに代入して終了する(ステップS7)。以上の
フローを数秒から数分おきに行うことにより、外気温に
応じて電池1の使用する範囲をDOD1 からDOD1
ΔDODに制御し、電池1の温度上昇による劣化を防
ぐことができる。
A method for obtaining the optimum charge / discharge cycle ΔDOD * will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the outside air temperature Tair is measured (step S1). The initial values of the battery minimum temperature T 1 and the battery maximum temperature T 2 are Tair, respectively.
, It gives the T 2. In the case of a lithium ion battery, it is preferable to apply 25 ° C. and 70 ° C., respectively (Step S)
2). Determining depth of discharge DOD 1 to the battery minimum temperatures T 1 with reference to FIG. 5 (Step S3). FIG. 4 and T 1 , T 2
More seek ΔDOD 1 and ΔDOD 2. At this time, ΔD
If OD 1 and DerutaDOD 2 becomes less 0% 0%, if the DerutaDOD 1 and DerutaDOD 2 was 100% or more to 100% (step S4). ΔDOD 1 and Δ
DOD 2 is compared (step S5). If ΔDOD 1 <ΔDOD 2 as shown in FIG.
DOD * is present, as shown in FIG. 3 and (ΔDOD 1 + ΔDOD 2 )
The battery minimum temperature T 1 and the battery maximum temperature T 2 are determined from the formula ( 2 ) (step S61), and the process returns to step S3. If ΔDOD 1 > ΔDOD 2 as shown in FIG. 8, there is no optimal charge / discharge cycle ΔDOD *, so T 1 and T 2 are obtained from FIG. 4 and ΔDOD 2 (step S62), and the process returns to step S3. If ΔDOD 1 = ΔDOD 2 , ΔDOD 1 becomes Δ
DOD * and the process ends (step S7). By performing the above flow every few minutes a few seconds, DOD the range of use of the battery 1 in accordance with the outside temperature from DOD 1 1 +
By controlling to ΔDOD * , it is possible to prevent deterioration of the battery 1 due to temperature rise.
【0022】次に、図9のフローチャートを用いて、第
2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、ニッケル
水素電池をハイブリット電気自動車に用いた場合であ
る。ニッケル水素電池は、放電より充電側の方が発熱量
が大きくなる特性を持っている。その温度特性を測定す
ると、値は違うが、前記図2中の破線に示すような特性
となる。また、ニッケル水素電池の劣化を考慮した耐熱
温度を示すと、リチウムイオン電池と同様に前記図5の
ようになる。以下、図9のフローチャートに従って制御
を行っていく。なお、図9のフローチャートにおいて、
ステップS11〜S15、ステップS161、ステップ
S162の内容は、前記図8のフローチャートにおける
ステップS1〜S5、ステップS61、ステップS62
の内容とほぼ同様である。リチウムイオン電池の場合と
異なるのは、ステップS171においてΔDODが決
まった後、(DOD1 +ΔDOD)とΔDODm とを
比較する(ステップS172)。(DOD1 +ΔDOD
)がDODm 以下ならば、(DOD1 +ΔDOD
をDODm に置き換え、電池の使用する範囲をDOD1
からDOD1 +ΔDODに制御する(ステップS17
3)。このようにする理由として、ニッケル水素電池に
はニッケル系電池特有のメモリー効果があり、電池をあ
る使用範囲、DODA 〜DODB 間で使用していると、
電池の初期容量を100とすると容量がDODB に低下
するため、ΔDODがDODm より小さくならないよ
うにする。DODm の値は、ハイブリット電気自動車が
純電気自動車として走らなければならない航続距離(法
規規制)から決める。
Next, a second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This embodiment is a case where a nickel-metal hydride battery is used for a hybrid electric vehicle. Nickel-metal hydride batteries have the characteristic that the amount of heat generated on the charge side is greater than on discharge. When the temperature characteristic is measured, the value is different, but the characteristic is as shown by the broken line in FIG. FIG. 5 shows the heat-resistant temperature in consideration of the deterioration of the nickel-metal hydride battery, as in the case of the lithium ion battery. Hereinafter, control is performed according to the flowchart of FIG. Note that in the flowchart of FIG.
The contents of steps S11 to S15, step S161, and step S162 correspond to steps S1 to S5, step S61, and step S62 in the flowchart of FIG.
The contents are almost the same. Different from the case of a lithium ion battery, after DerutaDOD * has been determined in step S171, and compares the DerutaDOD m and (DOD 1 + ΔDOD *) (step S172). (DOD 1 + ΔDOD
* ) Is DOD m or less, then (DOD 1 + ΔDOD * )
Is replaced by DOD m, and the range of use of the battery is DOD 1
To DOD 1 + ΔDOD * (step S17).
3). The reason for this is that the nickel-metal hydride battery has a memory effect peculiar to the nickel-based battery, and if the battery is used in a certain usage range, between DODA A and DOD B ,
The capacity when the initial capacity of the battery is 100 drops DOD B, so that DerutaDOD * is not smaller than the DOD m. The value of DOD m is determined from the cruising distance (legal regulation) in which the hybrid electric vehicle must run as a pure electric vehicle.
【0023】次いで、第3の実施の形態を説明する。本
実施の形態は、鉛酸電池をハイブリット電気自動車に用
いた場合である。鉛酸電池は、常に満充電状態に近い状
態で使用する方が寿命が長くなる特性を持っている。こ
のため、充電開始条件は特に規定する必要がなく、逆に
充電ができる時に充電をしておくような制御が必要とな
ってくる。温度上昇特性は、前記図3上の放電充電周期
の短い温度上昇となる。鉛酸電池の劣化を考慮した耐熱
温度は、電池の充電状態によらず或る一定の値となり、
温度上昇にとってもこの制御方法がよいと考えられる。
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, a lead-acid battery is used for a hybrid electric vehicle. The lead-acid battery has a characteristic that the life is longer when the battery is always used near a fully charged state. For this reason, it is not necessary to particularly define the charging start condition, and conversely, it is necessary to perform control such that charging is performed when charging is possible. The temperature rise characteristic is a temperature rise with a short discharge / charge cycle in FIG. The heat-resistant temperature taking into account the deterioration of the lead-acid battery is a certain value regardless of the state of charge of the battery,
This control method is considered to be good for temperature rise.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明に係るハイブリット電気自動車の電池制
御装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a battery control device for a hybrid electric vehicle according to the present invention.
【図2】上記第1の実施の形態において充放電電流と内
部発熱量の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a charge / discharge current and an internal heat generation amount in the first embodiment.
【図3】上記第1の実施の形態において充電放電を繰返
したときの電池の温度上昇を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature rise of a battery when charging and discharging are repeated in the first embodiment.
【図4】上記第1の実施の形態において充放電周期と電
池の温度上昇の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a charge / discharge cycle and a rise in battery temperature in the first embodiment.
【図5】上記第1の実施の形態において電池の放電深度
と耐熱温度の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the depth of discharge and the heat resistant temperature of the battery in the first embodiment.
【図6】上記第1の実施の形態において最適な充放電周
期を求めるための方法を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a method for obtaining an optimum charge / discharge cycle in the first embodiment.
【図7】上記フローチャート中のステップS61を説明
するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining step S61 in the above flowchart.
【図8】上記フローチャート中のステップS62を説明
するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining step S62 in the above flowchart.
【図9】本発明の第2の実施の形態において最適な充放
電周期を求めるための方法を示すフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for obtaining an optimal charge / discharge cycle in the second embodiment of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 電池 2 発電機(発電手段) 3 モータ(走行用電動機) 6 エンジン 11 バッテリコントローラ(制御手段) 14 周囲温度検出手段 15 電池温度検出手段 32 車輪(車両走行手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Generator (generation means) 3 Motor (motor for driving) 6 Engine 11 Battery controller (control means) 14 Ambient temperature detecting means 15 Battery temperature detecting means 32 Wheels (vehicle running means)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 電池を電源とする走行用電動機で車両走
    行手段を駆動し、エンジンを駆動源とする発電手段の発
    電電力を前記電池の充電電力及び前記走行用電動機の駆
    動電力として供給するハイブリット電気自動車の電池制
    御方法において、前記電池の周囲温度を検出し、予め記
    憶した前記電池の充放電周期と温度上昇の関係と前記電
    池の周囲温度とから前記電池の充電開始条件を求めるこ
    とを特徴とするハイブリット電気自動車の電池制御方
    法。
    1. A hybrid that drives a vehicle running means with a running motor powered by a battery and supplies power generated by a power generating means driven by an engine as charging power for the battery and driving power for the running motor. In the battery control method for an electric vehicle, the ambient temperature of the battery is detected, and a charging start condition of the battery is obtained from a relationship between a charge / discharge cycle of the battery and a temperature rise stored in advance and the ambient temperature of the battery. A battery control method for a hybrid electric vehicle.
  2. 【請求項2】 検出された前記電池の残容量が前記電池
    の充電開始条件以下となったときに前記電池の充電を開
    始することを特徴とする請求項1記載のハイブリット電
    気自動車の電池制御方法。
    2. The battery control method for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein charging of the battery is started when the detected remaining capacity of the battery becomes equal to or less than a charging start condition of the battery. .
  3. 【請求項3】 予め記憶した前記電池の放電深度と許容
    温度値の関係と前記電池の周囲温度とから前記電池の充
    電終了条件を求めることを特徴とする請求項1記載のハ
    イブリット電気自動車の電池制御方法。
    3. The battery for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein a condition for terminating charging of the battery is determined from a relationship between a depth of discharge of the battery and an allowable temperature value stored in advance and an ambient temperature of the battery. Control method.
  4. 【請求項4】 検出された前記電池の残容量が前記電池
    の充電終了条件以上となったときに前記電池の充電を停
    止することを特徴とする請求項3記載のハイブリット電
    気自動車の電池制御方法。
    4. The battery control method for a hybrid electric vehicle according to claim 3, wherein the charging of the battery is stopped when the detected remaining capacity of the battery becomes equal to or more than a charge termination condition of the battery. .
  5. 【請求項5】 電池を電源とする走行用電動機を備えた
    車両走行手段と、エンジンを駆動源とする発電手段と、
    該発電手段の発電電力を前記電池の充電電力及び前記走
    行用電動機の駆動電力として供給するように構成してな
    るハイブリット電気自動車の電池制御装置において、前
    記電池の周囲温度を検出する周囲温度検出手段と、前記
    電池の充放電周期と温度上昇の関係を記憶し、該電池の
    充放電周期と温度上昇の関係と前記周囲温度検出手段で
    検出された電池の周囲温度とから前記電池の充電開始条
    件を求める制御手段とを有することを特徴とするハイブ
    リット電気自動車の電池制御装置。
    5. A vehicle running means provided with a running motor powered by a battery, a power generating means powered by an engine,
    In a battery control device for a hybrid electric vehicle configured to supply the power generated by the power generation means as charging power for the battery and driving power for the driving motor, an ambient temperature detecting means for detecting an ambient temperature of the battery And storing the relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise, and storing the charge start condition of the battery based on the relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise and the ambient temperature of the battery detected by the ambient temperature detecting means. A battery control device for a hybrid electric vehicle, comprising:
  6. 【請求項6】 前記電池の充放電周期と温度上昇の関係
    は、複数種の充放電周期についての各充電放電の繰返し
    時の経過時間と温度上昇値をグラフ化し、最大温度上昇
    値と最小温度上昇値が時間経過に伴って安定した時の値
    を用いて作成してなることを特徴とする請求項5記載の
    ハイブリット電気自動車の電池制御装置。
    6. The relationship between the charge / discharge cycle of the battery and the temperature rise is obtained by graphing the elapsed time and the temperature rise value at the time of repetition of each charge / discharge for a plurality of types of charge / discharge cycles, and calculating the maximum temperature rise value and the minimum temperature. 6. The battery control device for a hybrid electric vehicle according to claim 5, wherein the increase value is created by using a value obtained when the increase value becomes stable over time.
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