JPH1141711A - 回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法 - Google Patents
回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法Info
- Publication number
- JPH1141711A JPH1141711A JP9191624A JP19162497A JPH1141711A JP H1141711 A JPH1141711 A JP H1141711A JP 9191624 A JP9191624 A JP 9191624A JP 19162497 A JP19162497 A JP 19162497A JP H1141711 A JPH1141711 A JP H1141711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- regenerable
- battery
- regenerative
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧計測系の精度や組電池内のセル電圧分布
に依らず回生可能パワーを精度良く算出することができ
る回生可能パワー演算方法の提供。 【解決手段】 放電中の電圧値および電流値に基づいて
電池の回生可能パワーを算出する回生可能パワー演算方
法であって、満充電状態における電池の放電電圧計測値
Ｖcghに基づいて回生可能パワー演算時の上限電圧値Ｐm
ax’を設定することによって、回生可能パワー演算値へ
の電池特性の変化や電圧計測誤差の影響を低減するよう
にした。また、このようにして得られた回生可能パワー
演算値に基づいて電池の回生充電を行うことにより、適
正な回生充電パワーで充電が行われる。
に依らず回生可能パワーを精度良く算出することができ
る回生可能パワー演算方法の提供。 【解決手段】 放電中の電圧値および電流値に基づいて
電池の回生可能パワーを算出する回生可能パワー演算方
法であって、満充電状態における電池の放電電圧計測値
Ｖcghに基づいて回生可能パワー演算時の上限電圧値Ｐm
ax’を設定することによって、回生可能パワー演算値へ
の電池特性の変化や電圧計測誤差の影響を低減するよう
にした。また、このようにして得られた回生可能パワー
演算値に基づいて電池の回生充電を行うことにより、適
正な回生充電パワーで充電が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の電
気車に搭載されるモータ駆動用電池の回生可能パワー演
算方法および回生充電制御方法に関する。
気車に搭載されるモータ駆動用電池の回生可能パワー演
算方法および回生充電制御方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】電気自動車等の電気車
に搭載されている電池を回生充電する際には、図５に示
すように、まず放電中に電流Ｉ，電圧Ｖをサンプリング
し、それらのサンプリングデータ（×印で示す）に基づ
いてＶ−Ｉ特性の回帰曲線Ｌ1を求める。次いで、回生
可能パワー演算値の目標電圧である車両または電池の上
限電圧Ｖmaxを示す直線と回帰直線Ｌ1との交点Ａ1にお
ける電流値Ｉcmax1を求め、次式（１）により回生可能
パワー演算値Ｐmax1を算出する。
に搭載されている電池を回生充電する際には、図５に示
すように、まず放電中に電流Ｉ，電圧Ｖをサンプリング
し、それらのサンプリングデータ（×印で示す）に基づ
いてＶ−Ｉ特性の回帰曲線Ｌ1を求める。次いで、回生
可能パワー演算値の目標電圧である車両または電池の上
限電圧Ｖmaxを示す直線と回帰直線Ｌ1との交点Ａ1にお
ける電流値Ｉcmax1を求め、次式（１）により回生可能
パワー演算値Ｐmax1を算出する。
【数１】Ｐmax1＝Ｉcmax1×Ｖmax …（１）
【０００３】ところが、上述したサンプリングデータ
（×印）や回帰直線Ｌ1は電圧計測誤差が無いとした場
合のものであり、実際に得られる回帰直線Ｌ2は上述し
た回帰直線Ｌ1に対して電圧計測誤差分だけずれてしま
う。その結果、直線Ｌ2と上限電圧Ｖmaxとの交点Ａ2の
電流値Ｉcmax2から算出される回生可能パワー演算値Ｐm
ax2は、電池の実際の回生可能パワー演算値Ｐmax1より
小さな値となってしまう。Ｐmax2のように実際よりも過
小に見積もられた回生可能パワー演算値に基づいて回生
制御を行った場合には、回生パワーを実際に電池が受入
れ可能なパワーより小さく制御するため充分な回生が行
われないという欠点がある。逆に、回帰曲線Ｌ3のよう
に曲線Ｌ1より図の下方にずれた場合には、交点Ａ3のＩ
cmax3の大きさはＩcmax1より大きくなるため、算出され
る回生可能パワー演算値Ｐmax3は実際の回生可能パワー
Ｐmax1より大きくなる。そして、このように過大に見積
もられた回生可能パワー演算値Ｐmax3で回生制御を行っ
た場合には、回生充電中に電池の過電圧充電を防止する
機能が作動して回生途中に回生が停止し、回生ブレーキ
の動作が停止するという可能性がある。なお、図５にお
いて、各曲線Ｐmax1，Ｐmax2，Ｐmax3はパワーＰmax1，
Ｐmax2，Ｐmax3の等パワー曲線を示している。
（×印）や回帰直線Ｌ1は電圧計測誤差が無いとした場
合のものであり、実際に得られる回帰直線Ｌ2は上述し
た回帰直線Ｌ1に対して電圧計測誤差分だけずれてしま
う。その結果、直線Ｌ2と上限電圧Ｖmaxとの交点Ａ2の
電流値Ｉcmax2から算出される回生可能パワー演算値Ｐm
ax2は、電池の実際の回生可能パワー演算値Ｐmax1より
小さな値となってしまう。Ｐmax2のように実際よりも過
小に見積もられた回生可能パワー演算値に基づいて回生
制御を行った場合には、回生パワーを実際に電池が受入
れ可能なパワーより小さく制御するため充分な回生が行
われないという欠点がある。逆に、回帰曲線Ｌ3のよう
に曲線Ｌ1より図の下方にずれた場合には、交点Ａ3のＩ
cmax3の大きさはＩcmax1より大きくなるため、算出され
る回生可能パワー演算値Ｐmax3は実際の回生可能パワー
Ｐmax1より大きくなる。そして、このように過大に見積
もられた回生可能パワー演算値Ｐmax3で回生制御を行っ
た場合には、回生充電中に電池の過電圧充電を防止する
機能が作動して回生途中に回生が停止し、回生ブレーキ
の動作が停止するという可能性がある。なお、図５にお
いて、各曲線Ｐmax1，Ｐmax2，Ｐmax3はパワーＰmax1，
Ｐmax2，Ｐmax3の等パワー曲線を示している。
【０００４】そこで、電池の上限電圧Ｖmaxを次式
（２）のように補正することにより回生可能パワー演算
値の算出精度向上を図り、上述したような問題が発生し
ないようにしている。
（２）のように補正することにより回生可能パワー演算
値の算出精度向上を図り、上述したような問題が発生し
ないようにしている。
【数２】 Ｖmax＝（−ΔＶ＋ｖchg×ｎ）＋Ｖe …（２） なお、電池は複数のセルを直列接続した組電池であり、
式（２）においてｎは組電池を構成するセルの総数、Ｖ
eは電圧計測誤差、ｖchgはセルの充電電圧である。Ｖe
およびｖchgは、計測系および電池に応じて予め所定の
値に設定される。また、ΔＶはセル間の電圧ばらつきを
考慮して定められる定数であり、例えば、ばらつきが±
３０（ｍＶ）の場合にはΔＶ＝３０（ｍＶ）×（セル
数）で与えられる。
式（２）においてｎは組電池を構成するセルの総数、Ｖ
eは電圧計測誤差、ｖchgはセルの充電電圧である。Ｖe
およびｖchgは、計測系および電池に応じて予め所定の
値に設定される。また、ΔＶはセル間の電圧ばらつきを
考慮して定められる定数であり、例えば、ばらつきが±
３０（ｍＶ）の場合にはΔＶ＝３０（ｍＶ）×（セル
数）で与えられる。
【０００５】また、このようにして得られた回生可能パ
ワー演算値Ｐmaxを用いて回生充電を行う際には次式
（３）で算出される回生充電停止電圧Ｖaが用いられ
る。
ワー演算値Ｐmaxを用いて回生充電を行う際には次式
（３）で算出される回生充電停止電圧Ｖaが用いられ
る。
【数３】 Ｖa＝（−ΔＶ＋ｖchg×ｎ）＋Ｖe＋｛（ｖa−ｖchg）×ｎ｝ …（３） ここで、ｖaはセルの回生許容電圧ある。例えば、ｎ＝
９６，Ｖe＝＋８（Ｖ），ｖchg＝４．０（Ｖ），ｖa＝
４．１（Ｖ）とすると、ΔＶ＝３０（ｍＶ）×９６≒
３．０（Ｖ）となり、上限電圧Ｖmaxは３８９（Ｖ），
回生充電停止電圧Ｖaは約３９９（Ｖ）と算出される。
９６，Ｖe＝＋８（Ｖ），ｖchg＝４．０（Ｖ），ｖa＝
４．１（Ｖ）とすると、ΔＶ＝３０（ｍＶ）×９６≒
３．０（Ｖ）となり、上限電圧Ｖmaxは３８９（Ｖ），
回生充電停止電圧Ｖaは約３９９（Ｖ）と算出される。
【０００６】しかしながら、セル間電圧のばらつきΔＶ
が電池の温度変化や経時変化により変化するとともに、
電圧計測誤差Ｖeについても計測系の固体差によって異
なる。そのため、式（２），（３）のようにΔＶおよび
Ｖeを一定と推定して算出した回生可能パワー演算値や
回生充電停止電圧は最適な値からずれてしまい、効果的
な回生充電を行うことができない。
が電池の温度変化や経時変化により変化するとともに、
電圧計測誤差Ｖeについても計測系の固体差によって異
なる。そのため、式（２），（３）のようにΔＶおよび
Ｖeを一定と推定して算出した回生可能パワー演算値や
回生充電停止電圧は最適な値からずれてしまい、効果的
な回生充電を行うことができない。
【０００７】本発明の目的は、電圧計測系の精度に依ら
ず回生可能パワーを精度良く算出することができる回生
可能パワー演算方法、および、回生充電を効率良く行わ
せることができる回生充電制御方法を提供することにあ
る。
ず回生可能パワーを精度良く算出することができる回生
可能パワー演算方法、および、回生充電を効率良く行わ
せることができる回生充電制御方法を提供することにあ
る。
【０００８】
（１）請求項１の発明は、駆動モータへの負荷を電力に
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
可能パワー演算方法に適用され、放電中の電圧値および
電流値に基づいて電池の回生可能パワーを算出するにあ
たって、満充電状態における電池の放電電圧計測値に基
づいて回生可能パワー演算時の上限電圧値を設定するこ
とによって、回生可能パワー演算値への電池特性の変化
や電圧計測誤差の影響を低減するようにした。 （２）請求項の発明は、請求項１に記載の回生可能パワ
ー演算方法において、電池は複数のセルからなる組電池
であって、上限電圧値として満充電状態における組電池
の放電電圧計測値を用いる。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の回
生可能パワー演算方法により得られる回生可能パワー演
算値に基づいて電池の回生充電を行うことにより、適正
な回生充電パワーで充電が行われる。 （４）請求項４の発明は、駆動モータへの負荷を電力に
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
充電制御方法に適用され、回生充電時の回生充電停止電
圧を満充電状態における電池の放電電圧計測値に基づい
て算出することにより、回生充電停止電圧への電池特性
の変化や電圧計測誤差の影響を低減することができる。 （５）請求項５の発明は、駆動モータへの負荷を電力に
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
充電制御方法に適用され、回生充電時の回生充電停止電
圧を満充電状態における電池の放電電圧計測値より大き
く設定したことにより、満充電時でも回生電力の受入を
可能とした。
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
可能パワー演算方法に適用され、放電中の電圧値および
電流値に基づいて電池の回生可能パワーを算出するにあ
たって、満充電状態における電池の放電電圧計測値に基
づいて回生可能パワー演算時の上限電圧値を設定するこ
とによって、回生可能パワー演算値への電池特性の変化
や電圧計測誤差の影響を低減するようにした。 （２）請求項の発明は、請求項１に記載の回生可能パワ
ー演算方法において、電池は複数のセルからなる組電池
であって、上限電圧値として満充電状態における組電池
の放電電圧計測値を用いる。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の回
生可能パワー演算方法により得られる回生可能パワー演
算値に基づいて電池の回生充電を行うことにより、適正
な回生充電パワーで充電が行われる。 （４）請求項４の発明は、駆動モータへの負荷を電力に
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
充電制御方法に適用され、回生充電時の回生充電停止電
圧を満充電状態における電池の放電電圧計測値に基づい
て算出することにより、回生充電停止電圧への電池特性
の変化や電圧計測誤差の影響を低減することができる。 （５）請求項５の発明は、駆動モータへの負荷を電力に
変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生
充電制御方法に適用され、回生充電時の回生充電停止電
圧を満充電状態における電池の放電電圧計測値より大き
く設定したことにより、満充電時でも回生電力の受入を
可能とした。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、 （１）請求項１および２の発明によれば、上限電圧値に
電池特性の変化や電圧計測誤差が含まれるようにしたの
で、回生可能パワー演算値への電池特性の変化や電圧計
測誤差の影響を低減することがでる。その結果、回生可
能パワー演算値が精度良く算出され、電池の充電を効率
良く行うことができる。特に、請求項２の発明では、組
電池を構成するセル間の電圧ばらつきの影響を低減でき
る。 （２）請求項３の発明によれば、回生充電時の回生可能
パワー演算値がより適正な値となるため、回生充電の効
率が向上する。 （３）請求項４の発明によれば、回生充電停止電圧への
電池特性の変化や電圧計測誤差の影響を低減できるため
精度良く回生充電制御を行うことができ、回生充電が不
十分になったり、回生充電中に回生ブレーキが突然停止
したりするようなことを避けることができる。 （４）請求項５の発明によれば、満充電時でも回生電力
の受入が可能となる。
電池特性の変化や電圧計測誤差が含まれるようにしたの
で、回生可能パワー演算値への電池特性の変化や電圧計
測誤差の影響を低減することがでる。その結果、回生可
能パワー演算値が精度良く算出され、電池の充電を効率
良く行うことができる。特に、請求項２の発明では、組
電池を構成するセル間の電圧ばらつきの影響を低減でき
る。 （２）請求項３の発明によれば、回生充電時の回生可能
パワー演算値がより適正な値となるため、回生充電の効
率が向上する。 （３）請求項４の発明によれば、回生充電停止電圧への
電池特性の変化や電圧計測誤差の影響を低減できるため
精度良く回生充電制御を行うことができ、回生充電が不
十分になったり、回生充電中に回生ブレーキが突然停止
したりするようなことを避けることができる。 （４）請求項５の発明によれば、満充電時でも回生電力
の受入が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図２は、電気自動車の走行
駆動機構の構成を示すブロック図である。電池１１はイ
ンバータ１２に直流電力を供給し、インバータ１２は直
流電力を交流電力に変換してモータ１３へ電力を供給す
る。また、回生時には車両の走行エネルギーがモータ１
３およびインバータ１２を介して電気エネルギーに逆変
換され、電池１１が充電されるとともに車両に回生ブレ
ーキがかかる。電圧センサ１４は電池１１の両端電圧Ｖ
を検出し、電流センサ１５は電池１１に流れる電流Ｉを
検出する。１７は電池１１の温度Ｔを検出する温度セン
サである。なお、電流Ｉは、モータ駆動時に電池１１か
らインバータ１２へ流れる方向を正とし、回生充電時に
インバータ１２から電池１１へ流れる方向を負とする。
コントローラ１６は、電圧センサ１４および電流センサ
１５により検出された電圧Ｖと電流Ｉとに基づいて、放
電可能パワーと回生可能パワーを演算し、演算結果に基
づいてインバータ１２の出力制御や回生制御などを行な
う。なお、電池１１は複数のセルを直列に接続した組電
池である。
明の実施の形態を説明する。図２は、電気自動車の走行
駆動機構の構成を示すブロック図である。電池１１はイ
ンバータ１２に直流電力を供給し、インバータ１２は直
流電力を交流電力に変換してモータ１３へ電力を供給す
る。また、回生時には車両の走行エネルギーがモータ１
３およびインバータ１２を介して電気エネルギーに逆変
換され、電池１１が充電されるとともに車両に回生ブレ
ーキがかかる。電圧センサ１４は電池１１の両端電圧Ｖ
を検出し、電流センサ１５は電池１１に流れる電流Ｉを
検出する。１７は電池１１の温度Ｔを検出する温度セン
サである。なお、電流Ｉは、モータ駆動時に電池１１か
らインバータ１２へ流れる方向を正とし、回生充電時に
インバータ１２から電池１１へ流れる方向を負とする。
コントローラ１６は、電圧センサ１４および電流センサ
１５により検出された電圧Ｖと電流Ｉとに基づいて、放
電可能パワーと回生可能パワーを演算し、演算結果に基
づいてインバータ１２の出力制御や回生制御などを行な
う。なお、電池１１は複数のセルを直列に接続した組電
池である。
【００１１】図１は本発明による回生可能パワー演算方
法を説明する図であり、図５と同様の図である。本実施
の形態では、充電を終了した状態（満充電状態）におけ
る組電池の放電時の電圧を計測し、その電圧計測値Ｖch
gを回生可能パワー演算の際の上限電圧Ｖmax’とする。
この電圧計測値Ｖchgには、前述したセル電圧のばらつ
きΔＶおよび電圧計測誤差Ｖeが含まれている。すなわ
ち、満充電状態におけるセル電圧ｖchg（ただし、劣化
等による変化が無いと仮定した場合の値）を４．０
（Ｖ）とすると、セル数ｎ＝９６の場合には組電池電圧
は４．０×９６＝３８４（Ｖ）となるはずであるが、実
際に計測される電圧ＶchgはＶchg＝３８４＋δとなる。
セル電圧のばらつきΔＶや電圧計測誤差Ｖeはこの偏差
δに含まれている。
法を説明する図であり、図５と同様の図である。本実施
の形態では、充電を終了した状態（満充電状態）におけ
る組電池の放電時の電圧を計測し、その電圧計測値Ｖch
gを回生可能パワー演算の際の上限電圧Ｖmax’とする。
この電圧計測値Ｖchgには、前述したセル電圧のばらつ
きΔＶおよび電圧計測誤差Ｖeが含まれている。すなわ
ち、満充電状態におけるセル電圧ｖchg（ただし、劣化
等による変化が無いと仮定した場合の値）を４．０
（Ｖ）とすると、セル数ｎ＝９６の場合には組電池電圧
は４．０×９６＝３８４（Ｖ）となるはずであるが、実
際に計測される電圧ＶchgはＶchg＝３８４＋δとなる。
セル電圧のばらつきΔＶや電圧計測誤差Ｖeはこの偏差
δに含まれている。
【００１２】例えば、Ｖchgに含まれる偏差δが＋５
（Ｖ）であれば３８９（Ｖ）が計測され、偏差δが＋２
（Ｖ）であれば３８７（Ｖ）が計測される。そして、セ
ル電圧ばらつきΔＶや電圧計測誤差Ｖeの影響によって
回生可能パワー演算時の回帰直線Ｌ1が直線Ｌ2のように
ずれても、上限電圧Ｖmax’（＝Ｖchg）もΔＶやＶeの
変化に応じて図１に示すようにずれるため、上限電圧Ｖ
max’の直線と回帰直線Ｌ2との交点Ａ4は点Ａ1の場合と
同一の等パワー曲線Ｐ1上に位置する。すなわち、交点
Ａ4から得られる回生可能パワー演算値はＰmax1とな
る。
（Ｖ）であれば３８９（Ｖ）が計測され、偏差δが＋２
（Ｖ）であれば３８７（Ｖ）が計測される。そして、セ
ル電圧ばらつきΔＶや電圧計測誤差Ｖeの影響によって
回生可能パワー演算時の回帰直線Ｌ1が直線Ｌ2のように
ずれても、上限電圧Ｖmax’（＝Ｖchg）もΔＶやＶeの
変化に応じて図１に示すようにずれるため、上限電圧Ｖ
max’の直線と回帰直線Ｌ2との交点Ａ4は点Ａ1の場合と
同一の等パワー曲線Ｐ1上に位置する。すなわち、交点
Ａ4から得られる回生可能パワー演算値はＰmax1とな
る。
【００１３】このように上限電圧を設定することによ
り、回生可能パワー演算値からセル電圧のばらつきや電
圧計測誤差の影響を取除くことができ、最適な回生可能
パワー演算値を得ることができる。また、回生充電停止
電圧に関しては、例えばセル当りの許容値が０．１
（Ｖ）であれば、全体で０．１×９６≒１０（Ｖ）の許
容幅を考慮してＶchg＋１０を回生充電停止電圧Ｖsとす
ることにより、セル電圧のばらつきや電圧計測誤差を考
慮した最適な値となる。
り、回生可能パワー演算値からセル電圧のばらつきや電
圧計測誤差の影響を取除くことができ、最適な回生可能
パワー演算値を得ることができる。また、回生充電停止
電圧に関しては、例えばセル当りの許容値が０．１
（Ｖ）であれば、全体で０．１×９６≒１０（Ｖ）の許
容幅を考慮してＶchg＋１０を回生充電停止電圧Ｖsとす
ることにより、セル電圧のばらつきや電圧計測誤差を考
慮した最適な値となる。
【００１４】図３は電池充電の際の充電パターンの一例
を説明するための図であり、（ａ）は充電電力Ｐの変
化、（ｂ）は最もＳＯＣの高いセルのセル電圧Ｖの変
化、（Ｃ）は充電停止信号の変化、（ｄ）は充電電流の
変化をそれぞれ示す図である。充電パターンは、充電開
始からΔＰのステップで目標電力値Ｐmaxまで徐々に電
力を上昇させるソフトスタートモードと、一定の電力で
充電を行う定電力充電（ＣＰ）モードと、充電末期にΔ
Ｉのステップで電流値を徐々に減少させる多段定電流充
電（ＣＣ）モードから成る。ここでは、充電停止電圧Ｖ
s（一般的にはＶs＝Ｖchgと設定する）が関係するＣＣ
モードを中心に説明する。
を説明するための図であり、（ａ）は充電電力Ｐの変
化、（ｂ）は最もＳＯＣの高いセルのセル電圧Ｖの変
化、（Ｃ）は充電停止信号の変化、（ｄ）は充電電流の
変化をそれぞれ示す図である。充電パターンは、充電開
始からΔＰのステップで目標電力値Ｐmaxまで徐々に電
力を上昇させるソフトスタートモードと、一定の電力で
充電を行う定電力充電（ＣＰ）モードと、充電末期にΔ
Ｉのステップで電流値を徐々に減少させる多段定電流充
電（ＣＣ）モードから成る。ここでは、充電停止電圧Ｖ
s（一般的にはＶs＝Ｖchgと設定する）が関係するＣＣ
モードを中心に説明する。
【００１５】図３（ｃ）に示す充電停止信号は、電圧Ｖ
が上述の充電停止電圧Ｖsより小さいときには値Ｌを、
電圧ＶがＶs以上のときに値Ｈをとり、信号がＬになっ
たときに電流ＩをΔＩだけ小さくする。ＣＰモードで充
電を続けると電圧Ｖは徐々に上昇し、時刻ｔ2において
充電停止電圧Ｖsとなる。電圧ＶがＶsとなると充電停止
信号はＨからＬに変化し、電流ＩがΔＩだけ小さくされ
る。電流Ｉが小さくなると電圧Ｖが一旦減少するが、時
間の経過とともに徐々に上昇する。そして、時刻ｔ3に
おいて再び電圧ＶがＶsとなったならば、信号がＨから
Ｌに変化するとともに電流ＩがさらにΔＩだけ小さくさ
れる。このような手順が繰返し行われ、電流Ｉが充電終
了目標電流Ｉsに達したならば（時刻ｔ6）充電を終了す
る。
が上述の充電停止電圧Ｖsより小さいときには値Ｌを、
電圧ＶがＶs以上のときに値Ｈをとり、信号がＬになっ
たときに電流ＩをΔＩだけ小さくする。ＣＰモードで充
電を続けると電圧Ｖは徐々に上昇し、時刻ｔ2において
充電停止電圧Ｖsとなる。電圧ＶがＶsとなると充電停止
信号はＨからＬに変化し、電流ＩがΔＩだけ小さくされ
る。電流Ｉが小さくなると電圧Ｖが一旦減少するが、時
間の経過とともに徐々に上昇する。そして、時刻ｔ3に
おいて再び電圧ＶがＶsとなったならば、信号がＨから
Ｌに変化するとともに電流ＩがさらにΔＩだけ小さくさ
れる。このような手順が繰返し行われ、電流Ｉが充電終
了目標電流Ｉsに達したならば（時刻ｔ6）充電を終了す
る。
【００１６】次に、回生制限制御の一例を説明する。図
４は総電圧フィードバックによる回生制限制御を説明す
るタイムチャートであり、（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）
は電圧、（ｃ）は電流のそれぞれの変化を示す図であ
る。なお、電流に関しては放電の場合をプラスとし、充
電の場合をマイナスとした。図４に示す制御では、電圧
Ｖが充電停止電圧Ｖsを越えた時に制限係数Ｊにより充
電電力Ｐを補正して回生制限を行なう。この回生制限は
所定時間Ｔ２ごとに繰り返し、電圧Ｖが充電停止電圧Ｖ
s以下になるまで行なう。
４は総電圧フィードバックによる回生制限制御を説明す
るタイムチャートであり、（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）
は電圧、（ｃ）は電流のそれぞれの変化を示す図であ
る。なお、電流に関しては放電の場合をプラスとし、充
電の場合をマイナスとした。図４に示す制御では、電圧
Ｖが充電停止電圧Ｖsを越えた時に制限係数Ｊにより充
電電力Ｐを補正して回生制限を行なう。この回生制限は
所定時間Ｔ２ごとに繰り返し、電圧Ｖが充電停止電圧Ｖ
s以下になるまで行なう。
【００１７】先ず、回生可能パワー演算値Ｐmaxに基づ
いて時刻ｔ１に回生充電を開始する。時刻ｔ２で電圧Ｖ
が充電停止電圧Ｖsを越えたならば、制限係数Ｊを１か
らｊに更新し充電電力ＰをＰmaxからｊ・Ｐmaxに変更す
る。なお、実際には、制限係数Ｊの変更から実際に充電
電力がｊ・Ｐmaxになるまでには制御遅延時間Ｔ１が発
生するので、時刻ｔ３に充電電力がｊ・Ｐmaxとなる。
この結果、電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。時刻ｔ２か
らＴ２時間後の時刻ｔ４において、電圧Ｖと充電停止電
圧Ｖsを比較し、Ｖ＞Ｖsであれば制限係数Ｊを更新して
出力を制限し、Ｖ≦Ｖ2であれば制限係数Ｊおよび充電
電力Ｐを変更しない。図４に示した例では、時刻ｔ４で
Ｖ＞Ｖ2であるから、制限係数Ｊをｊ2とする。制御遅延
時間Ｔ１後の時刻ｔ５で充電電力がｊ2・Ｐmaxとされ、
電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。次に、時刻ｔ４からＴ
２時間後の時刻ｔ６においても、Ｖ＞Ｖ2であるから制
限係数Ｊをｊ3に更新する。制御遅延時間Ｔ１後の時刻
ｔ７で充電電力がｊ3・Ｐmaxとされ、電流Ｉおよび電圧
が減少する。時刻ｔ６からＴ２時間後の時刻ｔ８では、
電圧Ｖが充電停止電圧Ｖsよりも低く、したがって制限
係数Ｊを更新しない。
いて時刻ｔ１に回生充電を開始する。時刻ｔ２で電圧Ｖ
が充電停止電圧Ｖsを越えたならば、制限係数Ｊを１か
らｊに更新し充電電力ＰをＰmaxからｊ・Ｐmaxに変更す
る。なお、実際には、制限係数Ｊの変更から実際に充電
電力がｊ・Ｐmaxになるまでには制御遅延時間Ｔ１が発
生するので、時刻ｔ３に充電電力がｊ・Ｐmaxとなる。
この結果、電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。時刻ｔ２か
らＴ２時間後の時刻ｔ４において、電圧Ｖと充電停止電
圧Ｖsを比較し、Ｖ＞Ｖsであれば制限係数Ｊを更新して
出力を制限し、Ｖ≦Ｖ2であれば制限係数Ｊおよび充電
電力Ｐを変更しない。図４に示した例では、時刻ｔ４で
Ｖ＞Ｖ2であるから、制限係数Ｊをｊ2とする。制御遅延
時間Ｔ１後の時刻ｔ５で充電電力がｊ2・Ｐmaxとされ、
電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。次に、時刻ｔ４からＴ
２時間後の時刻ｔ６においても、Ｖ＞Ｖ2であるから制
限係数Ｊをｊ3に更新する。制御遅延時間Ｔ１後の時刻
ｔ７で充電電力がｊ3・Ｐmaxとされ、電流Ｉおよび電圧
が減少する。時刻ｔ６からＴ２時間後の時刻ｔ８では、
電圧Ｖが充電停止電圧Ｖsよりも低く、したがって制限
係数Ｊを更新しない。
【００１８】回生充電開始直後の時刻ｔ１からｔ８まで
の期間は、充電電力がオーバーシュートし、充電電力Ｐ
がＴ２時間ごとに頻繁に制限されている。この回生充電
開始直後の充電電力のオーバーシュートは回生可能パワ
ー演算値Ｐmaxの演算誤差に起因するものであり、上述
した回生可能パワー演算値の算出方法によればかなり精
度良く算出されるため、オーバーシュートの回数が少な
くなる。一方、定常状態になった時刻ｔ９において、再
びＶ＞Ｖsがとなって制限係数Ｊがｊ4に更新される。制
御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ１０で充電電力がｊ4・Ｐmax
に制限され、電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。この定常
状態における充電電力の超過は、長時間にわたって充電
が継続したためである。時刻ｔ１２において回生充電モ
ードから放電モードに切り換わると、端子電圧Ｖは急激
に低下し、この時点において制限係数Ｊを１にリセット
する。
の期間は、充電電力がオーバーシュートし、充電電力Ｐ
がＴ２時間ごとに頻繁に制限されている。この回生充電
開始直後の充電電力のオーバーシュートは回生可能パワ
ー演算値Ｐmaxの演算誤差に起因するものであり、上述
した回生可能パワー演算値の算出方法によればかなり精
度良く算出されるため、オーバーシュートの回数が少な
くなる。一方、定常状態になった時刻ｔ９において、再
びＶ＞Ｖsがとなって制限係数Ｊがｊ4に更新される。制
御遅延時間Ｔ１後の時刻ｔ１０で充電電力がｊ4・Ｐmax
に制限され、電流Ｉおよび電圧Ｖが減少する。この定常
状態における充電電力の超過は、長時間にわたって充電
が継続したためである。時刻ｔ１２において回生充電モ
ードから放電モードに切り換わると、端子電圧Ｖは急激
に低下し、この時点において制限係数Ｊを１にリセット
する。
【００１９】なお、回生制限処理の繰り返し時間Ｔ２は
制御遅延時間Ｔ１よりも長い時間とし、定数ｊは充電電
力のオーバーシュートが所定の収束時間内に０になるよ
うに０＜ｊ＜１の範囲で最適な値を設定する。
制御遅延時間Ｔ１よりも長い時間とし、定数ｊは充電電
力のオーバーシュートが所定の収束時間内に０になるよ
うに０＜ｊ＜１の範囲で最適な値を設定する。
【００２０】次に、満充電状態での回生受入電力と回生
停止電圧について説明する。満充電状態における回生充
電停止電圧Ｖsを満充電電圧Ｖchgと等しいとすると、内
部抵抗による電圧降下があるので回生受入電力＝０とな
ってしまう。しかし、このときの回生充電停止電圧Ｖs
をＶchgにたいして大きくすると、回生受入電力≠０と
なって満充電状態であっても回生充電が可能となる。こ
の回生受入電力は回生充電停止電圧や電池温度によって
異なり、満充電時開放電圧４．１５（Ｖ）の電池の例を
表１に示す。
停止電圧について説明する。満充電状態における回生充
電停止電圧Ｖsを満充電電圧Ｖchgと等しいとすると、内
部抵抗による電圧降下があるので回生受入電力＝０とな
ってしまう。しかし、このときの回生充電停止電圧Ｖs
をＶchgにたいして大きくすると、回生受入電力≠０と
なって満充電状態であっても回生充電が可能となる。こ
の回生受入電力は回生充電停止電圧や電池温度によって
異なり、満充電時開放電圧４．１５（Ｖ）の電池の例を
表１に示す。
【表１】 表１に示す例では、回生停止電圧を４．３（Ｖ）とする
と、温度０℃で８．６（ｋｗ）、温度３０℃で３３（ｋ
ｗ）の回生充電が可能となる。ここで、３３（ｋｗ）は
車両として最大の回生電力である。
と、温度０℃で８．６（ｋｗ）、温度３０℃で３３（ｋ
ｗ）の回生充電が可能となる。ここで、３３（ｋｗ）は
車両として最大の回生電力である。
【００２１】前述したように、電圧計測値Ｖchgには電
圧計測誤差などが反映され精度良く求められるため、満
充電時の充電停止電圧が電圧計測値Ｖchgよりわずかに
大きくなるように制御することが可能となる。つまり、
満充電状態など高い充電電圧制御精度が要求される場合
であっても有効に回生充電を行うことができるようにな
る。
圧計測誤差などが反映され精度良く求められるため、満
充電時の充電停止電圧が電圧計測値Ｖchgよりわずかに
大きくなるように制御することが可能となる。つまり、
満充電状態など高い充電電圧制御精度が要求される場合
であっても有効に回生充電を行うことができるようにな
る。
【図１】本発明による回生可能パワー演算方法を説明す
る図。
る図。
【図２】電気自動車の走行駆動機構の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図３】充電パターンの一例を説明する図であり、
（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）は電圧Ｖ、（Ｃ）は充電停
止信号、（ｄ）は充電電流のそれぞれの変化を示す図。
（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）は電圧Ｖ、（Ｃ）は充電停
止信号、（ｄ）は充電電流のそれぞれの変化を示す図。
【図４】回生制限制御を説明するタイムチャートを示す
図であり、（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）は端子電圧、
（ｃ）は電流のそれぞれの変化を示す図である。
図であり、（ａ）は充電電力Ｐ、（ｂ）は端子電圧、
（ｃ）は電流のそれぞれの変化を示す図である。
【図５】回生可能パワー演算方法を説明する図。
１１ 電池 １２ インバータ １３ モータ １４ 電圧センサ １５ 電流センサ １６ コントローラ １７ 温度センサ Ｖchg 電圧計測値 Ｖe 電圧計測誤差 Ｖs 充電停止電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 駆動モータへの負荷を電力に変換してモ
ータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生可能パワー
演算方法において、 放電中の電圧値および電流値に基づいて前記電池の回生
可能パワーを算出するにあたって、満充電状態における
前記電池の放電電圧計測値に基づいて回生可能パワー演
算時の上限電圧値を設定するようにしたことを特徴とす
る回生可能パワー演算方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の回生可能パワー演算方
法において、 前記電池は複数のセルが直列に接続された組電池であっ
て、前記上限電圧値として満充電状態における前記組電
池の放電電圧計測値を用いることを特徴とする回生可能
パワー演算方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の回生可能パワ
ー演算方法により得られる回生可能パワー演算値に基づ
いて前記電池の回生充電を行うことを特徴とする回生充
電制御方法。 - 【請求項４】 駆動モータへの負荷を電力に変換してモ
ータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生充電制御方
法において、 回生充電時の回生充電停止電圧を満充電状態における前
記電池の放電電圧計測値に基づいて算出することを特徴
とする回生充電制御方法。 - 【請求項５】 駆動モータへの負荷を電力に変換してモ
ータ駆動用電池を回生充電する電気車の回生充電制御方
法において、 回生充電時の回生充電停止電圧を満充電状態における前
記電池の放電電圧計測値より大きく設定したことを特徴
とする回生充電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191624A JPH1141711A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191624A JPH1141711A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141711A true JPH1141711A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16277747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191624A Pending JPH1141711A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1141711A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004180394A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Honda Motor Co Ltd | 車載モータの回生制御装置 |
| JP2015057593A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-03-26 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子管理装置、蓄電装置、蓄電システムおよび蓄電素子管理方法 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9191624A patent/JPH1141711A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004180394A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Honda Motor Co Ltd | 車載モータの回生制御装置 |
| JP2015057593A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-03-26 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子管理装置、蓄電装置、蓄電システムおよび蓄電素子管理方法 |
| US9733311B2 (en) | 2013-08-12 | 2017-08-15 | Gs Yuasa International Ltd. | Electric storage device management apparatus, electric storage apparatus, electric storage system, and a method of managing electric storage device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6747457B2 (en) | Apparatus for and method of calculating output deterioration in secondary battery | |
| JP4523738B2 (ja) | 二次電池の残存容量制御方法および装置 | |
| US7339351B2 (en) | Method and apparatus for estimating remaining capacity of secondary battery | |
| US6359419B1 (en) | Quasi-adaptive method for determining a battery's state of charge | |
| JP4786058B2 (ja) | 蓄電装置の残容量検出装置 | |
| US9475480B2 (en) | Battery charge/discharge control device and hybrid vehicle using the same | |
| JP3864590B2 (ja) | バッテリ充電状態検出装置 | |
| JP6822300B2 (ja) | 充電率推定方法および車載の電池システム | |
| JP3387287B2 (ja) | 回生充電制御装置 | |
| US20040257087A1 (en) | Method for estimating polarization voltage of secondary cell, method and device for estimating remaining capacity of secondary cell, battery pack system, and vehicle | |
| JP2003303627A (ja) | 状態検知装置及びこれを用いた各種装置 | |
| JP2011103748A (ja) | 電池の充放電可能電流演算方法及び電源装置並びにこれを備える車両 | |
| JP2000150003A (ja) | ハイブリッド車の充電量演算方法および充電量演算装置 | |
| JPH10104325A (ja) | 電池の最大充放電電力演算方法 | |
| JP2000306613A (ja) | バッテリ状態監視装置 | |
| JP2001314041A (ja) | 充放電制御装置および方法 | |
| JP3528428B2 (ja) | 電気自動車の電力制御装置 | |
| JP4874646B2 (ja) | 電池用制御装置、電動車両、及び二次電池の制御方法 | |
| JP2010246357A (ja) | 車両駆動電力制御装置 | |
| JP4360046B2 (ja) | バッテリ容量判定装置 | |
| JPH1141711A (ja) | 回生可能パワー演算方法および回生充電制御方法 | |
| JP3674465B2 (ja) | 電気自動車用電池の最大充放電電力演算装置 | |
| JP2001339863A (ja) | 二次電池の残容量の演算方法 | |
| JP3628912B2 (ja) | バッテリ充電状態検出装置 | |
| JP3879358B2 (ja) | ２次電池の電池特性算出方法および電池制御装置 |