KR20090016706A - 축전 장치의 충방전 제어 장치 및 충방전 제어 방법, 및 전동 차량 - Google Patents

축전 장치의 충방전 제어 장치 및 충방전 제어 방법, 및 전동 차량 Download PDF

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Abstract

현재의 내부 저항 R 하에서, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 현재의 배터리 전압(Vb)(동작점(510))으로부터 배터리 전압이 하한 전압(Ve)(동작점(520))에 도달할 때까지 배터리 출력 전력이 증가되는 경우, 배터리 전압은 최대 방전 가능 전류 Idmax = Ib + (Vb - Ve)/R로 도시된다. 그러므로, 현재의 배터리 전압 및 현재의 배터리 전류에 대한 상대값으로서, 방전 제한이 일시적으로 완화되는 경우에도 배터리 전압이 하한 전압 아래로 낮아지지 않는 때의 최대 방전 가능 전력이 하한 전압(Ve) 및 최대 방전 가능 전류 Idmax의 곱셈에 의해 예측될 수 있다. 부하 방전 요구에 응답하여 배터리(축전 장치)의 방전 전력 제한이 일시적으로 완화되는 경우, 축전 장치의 출력 전압은 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 관리 전압 범위 내에 존재하도록 제어되고, 방전 전력 허용값은 최대 방전 가능 전력에 따라 설정된다.

Description

축전 장치의 충방전 제어 장치 및 충방전 제어 방법, 및 전동 차량{STORAGE BATTERY CHARGING/DISCHARGING CONTROLLER, CHARGING/DISCHARGING CONTROL METHOD, AND ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLE}
본 발명은 축전 장치의 충방전 제어 장치, 축전 장치의 충방전 제어 방법 및 전동 차량에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 제어된 전압 범위 내에 유지하기 위한 충방전 제어에 관한 것이다.
2차 배터리(이하, 배터리로 간단히 지칭됨)의 전형적인 일례인 축전 장치가 충방전되는 동안, 부하로서 역할을 하는 전기 기기를 구동 및 제어하는 시스템이 널리 사용되어 왔다. 예를 들어, 엔진, 전기 모터 또는 발전기로서 기능하는 모터 제너레이터, 및 충방전을 위해 모터 제너레이터와 전력을 주고 받는 배터리를 포함하도록 구성되는 하이브리드 차량에 이러한 시스템이 적용된다.
일본 특허 공개 No. 2002-58113(이하, 특허 문헌 1로 지칭됨)은, 상술된 바와 같이 하이브리드 차량에 탑재되는 배터리가 그 성능을 충분히 발휘하게 하도록, 배터리로부터 요구되는 출력이 규격 출력을 초과하는 경우 사전설정된 출력 가능 시간 내에서만 규격 출력보다 더 큰 순간 출력까지 배터리 출력 제한이 일시적으로 완화되도록 구성된 동력 출력 장치의 구성을 개시한다.
유사하게, 일본 특허 공개 No. 2003-92804(이하, 특허 문헌 2로 지칭됨)은, 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 운전 요구에 따라 배터리의 충방전 제어를 실행함으로써 배터리의 내구성을 확보하고 만족스러운 운전 성능을 제공하기 위해, 차량의 주행 조건에 따라, 배터리의 충방전 동안의 사용 허가 용량 및 사용 허가 시간을 가변적으로 설정하는 구성을 개시한다. 특히, 짧은 시간 동안 큰 전력이 공급되거나 또는 회복되어야 하는 조건에서는, 배터리의 마진이 작게 만들어져 충방전 전류의 요구를 만족시키고, 충방전의 지속 시간은 짧게 설정되어 전체 충방전량이 과대해지는 것을 방지하는 것이 개시된다.
또한, 일본 특허 공개 No. 11-187577(이하, 특허 문헌 3으로 지칭됨)은, 배터리가 사용되는 환경 및 배터리의 상태에 적합한 전력으로 충방전을 실행하기 위해, 배터리 온도 및 축전량(SOC : State of Charge)에 따라 충방전 전력의 제한값이 설정되는 것을 개시한다.
또한, 일본 특허 공개 No. 2004-215459(이하, 특허 문헌 4로 지칭됨)은, 복수의 연결되는 축전 수단에 필요한 충전 시간을 감소시키고, 축전 수단에서 이상의 발생을 회피하도록 충방전 제어를 실행하기 위한 전원 제어 장치를 개시한다. 특히, 이 전원 제어 장치에서는, 병렬로 연결되는 복수의 축전 수단(배터리)의 내부 임피던스(내부 저항)가 검출된 전류 및 전압의 데이터에 근거하여 연속적으로 측정되고, 결정된 임피던스, 및 최대 전압값 및 최소 전압값에 근거하여 2차 배터리가 충방전된다.
더욱이 특허 문헌 4에 도시된 바와 같이, 배터리의 충방전 제어는, 과방전 또는 과충전 때문에 배터리 출력 전압이 최소 허용 전압(하한 전압)으로부터 최대 허용 전압(상한 전압)까지의 제어된 전압 범위에서 벗어나지 않도록 실행되어야 한다. 특히, 특허 문헌 1 및 2와 같이, 부하로부터의 요구에 따라서 충방전 제한을 일시적으로 완화하는 제어 구성에서는, 이때, 배터리 출력 전압이 상기 제어된 전압 범위에서 벗어나지 않도록 고려되어야 한다.
이 점에 있어서는, 예를 들어, 특허 문헌 1은, 짧은 시간 동안 허용할 수 있는 순간 출력이 그때의 배터리 온도 및 잔존 용량(SOC)으로부터 결정됨을 개시한다. 또한, 특허 문헌 2는, 충방전 제한 하에 완화되는 전류량이 현재의 SOC 및 운전 상황에 따라 설정되는 배터리 마진에 근거하여 결정됨을 개시한다.
그러나 특허 문헌 1 및 2에 개시된 구성에서는, 시시각각 변화하는, 각 시점에서의 배터리 전압이 고려되지 않기 때문에, 짧은 시간 동안에만 허용되는 충방전 제한의 완화 레벨을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 범위 내에서 정확하게 설정하는 것이 곤란하다. 그러므로 그 시점까지의 충방전 이력에 따라서, 배터리 전압이 과도하게 저하될 수도 있기 때문에, 방전 제한이 완화되는 경우 하한 전압보다 더 낮아질 수도 있다. 선택적으로, SOC 추정 정밀도가 악화되는 경우에도, 방전 제한이 완화되는 경우 배터리 전압이 하한 전압보다 더 낮아질 수도 있다. 이 점을 고려하여, 만약 배터리 전압이 상한 전압보다 더 높아지고 하한 전압보다 더 낮아지게 되지 않도록 충방전 제한의 완화 레벨이 안전을 확보하게 결정된다면, 일시적으로 허용할 수 있는 충방전 전력이 작아지기 때문에, 배터리로부터 최대의 성능을 획득할 수 없다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술된 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 2차 배터리와 같은 축전 장치의 충방전 제한이 일시적으로 제한되는 경우, 축전 장치의 출력 전압이 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위에서 벗어나지 않도록, 충방전 전력 허용값을 정확하게 설정할 수 있는 축전 장치의 충방전 제어 장치, 및 그것이 탑재된 전동 차량을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치는 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위 내에 유지하기 위한 충방전 제어 장치이고, 상태 취득 수단, 제1 제한 설정 수단, 제2 제한 설정 수단 및 내부 저항 추정 수단을 포함한다. 상태 취득 수단은 축전 장치의 상태를 나타내는 측정값을 취득한다. 제1 제한 설정 수단은 축전 장치의 충방전 전력 제한을 위한 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값을 설정한다. 제2 제한 설정 수단은, 축전 장치의 부하로부터의 요구에 따라서, 제1 제한 설정 수단에 의해 설정되는 충방전 전력 제한에 관한 충방전 전력 제한을 일시적으로 완화한다. 내부 저항 추정 수단은, 상태 취득 수단에 의해 취득되는 측정값에 근거하여, 축전 장치의 내부 저항을 추정한다. 특히, 제2 제한 설정 수단은 예측 수단 및 허용값 설정 수단을 포함한다. 예측 수단은, 상태 취득 수단에 의해 취득되는 측정값 중의 배터리 전압 및 배터리 전류, 및 내부 저항 추정 수단에 의해 추정되는 내부 저항에 근거하여, 방전 전력 및 충전 전력의 증가에 기인하여 출력 전압이 하한 전압 및 상한 전압에 각각 도달하는 때의 축전 장치의 방전 전력 및 충전 전력 중 적어도 하나를 예측한다. 허용값 설정 수단은, 예측 수단에 의해 예측되는 방전 전력 및 충전 전력 중 적어도 하나에 따라서, 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값 중 적어도 하나를 설정한다.
본 발명에 따른 축전 장치의 충방전 제어 방법은 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위 내에 유지하기 위한 충방전 제어 방법이고, 축전 장치의 상태를 나타내는 측정값을 취득하는 단계; 축전 장치의 충방전 전력 제한을 위한 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값을 설정하는 단계; 축전 장치의 부하로부터의 요구에 따라서, 설정하는 단계에 의해 설정되는 충방전 전력 제한에 관한 충방전 전력 제한을 일시적으로 완화하는 단계; 및 취득된 측정값에 근거하여, 축전 장치의 내부 저항을 추정하는 단계를 포함한다. 특히, 완화하는 단계는, 취득된 측정값 중의 배터리 전압 및 배터리 전류, 및 추정된 내부 저항에 근거하여, 방전 전력 및 충전 전력의 증가에 기인하여 출력 전압이 하한 전압 및 상한 전압에 각각 도달하는 때의 축전 장치의 방전 전력 및 충전 전력 중 적어도 하나를 예측하는 서브 단계, 및 예측하는 서브 단계에 의해 예측된 방전 전력 및 충전 전력 중 적어도 하나에 따라서, 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값 중 적어도 하나를 설정하는 서브 단계를 포함한다.
상술된 축전 장치의 충방전 제어 장치 또는 축전 장치의 충방전 제어 방법에 따르면, 현 시점에서의 전압 및 전류에 근거하여, 충방전 제한이 완화됨에 따라 출력 전압이 하한 전압 또는 상한 전압에 도달하는 때의 전력 제한값(최대 방전 가능 전력 및 최대 충전 가능 전력)을 높은 정밀도로 예측하고, 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값 중 적어도 하나가 예측되는 최대 방전 가능 전력 및/또는 최대 충전 가능 전력에 대응하도록 통상 상태의 충방전 제한에 대하여 충방전 제한의 완화시에 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값 중 적어도 하나를 결정하는 것이 가능하다. 그러므로, 부하로부터의 요구에 따라서 충방전 제한이 일시적으로 완화되는 경우, 축전 장치의 출력 전압이 제어된 전압 범위에서 벗어나는 것을 방지하면서, 충방전 전력의 완화 레벨을 충분히 확보하는 것이 가능하다. 그 결과, 축전 장치가 그 성능을 충분히 발휘하게 하면서 출력 전압이 제어된 전압 범위 내에 유지되도록, 충방전 제어를 실행하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 예측 수단은 현재의 배터리 전압과 하한 전압 사이의 전압 차이를 내부 저항으로 제산함으로써 축전 장치의 방전 전류 허용 증가량을 결정하고, 방전 전류 허용 증가량과 배터리 전류의 합으로서 표현되는 방전 전류와 하한 전압의 곱셈에 따라서, 출력 전압이 하한 전압에 도달하는 때의 방전 전력을 예측한다. 선택적으로, 예측하는 서브 단계는 현재의 배터리 전압과 하한 전압 사이의 전압 차이를 내부 저항으로 제산함으로써 축전 장치의 방전 전류 허용 증가량을 결정하고, 방전 전류 허용 증가량과 배터리 전류의 합으로서 표현되는 방전 전류와 하한 전압의 곱셈에 따라서, 출력 전압이 하한 전압에 도달하는 때의 방전 전력을 예측한다.
이러한 구성에 의하면, 축전 장치의 현재의 전압 및 전류, 및 추정된 내부 저항에 근거하여, 간단한 연산에 의해서 높은 정밀도로 최대 방전 가능 전력을 예측하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 예측 수단은 현재의 배터리 전압과 상한 전압 사이의 전압 차이를 내부 저항으로 제산함으로써 축전 장치의 충전 전류 허용 증가량을 결정하고, 충전 전류 허용 증가량과 배터리 전류의 합으로서 표현되는 충전 전류와 상한 전압의 곱셈에 따라서, 출력 전압이 상한 전압에 도달하는 때의 충전 전력을 예측한다. 선택적으로, 예측하는 서브 단계는 현재의 배터리 전압과 상한 전압 사이의 전압 차이를 내부 저항으로 제산함으로써 축전 장치의 충전 전류 허용 증가량을 결정하고, 충전 전류 허용 증가량과 배터리 전류의 합으로서 표현되는 충전 전류와 상한 전압의 곱셈에 따라서, 출력 전압이 상한 전압에 도달하는 때의 충전 전력을 예측한다.
이러한 구성에 의하면, 축전 장치의 현재의 전압 및 전류, 및 추정된 내부 저항에 근거하여, 간단한 연산에 의해서 높은 정밀도로 최대 충전 가능 전력을 예측하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 전동 차량은 축전 장치, 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관, 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 각각 구성되는 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터, 및 상술된 충방전 제어 장치를 포함하는 전동 차량이다. 제1 전기 모터는 축전 장치의 방전 전력에 의해 회전 구동됨으로써 내연 기관을 시동할 수 있도록 구성된다. 제2 전기 모터는 축전 장치의 방전 전력에 의해 내연 기관과는 독립적으로 차량 구동력을 발생시킬 수 있도록 구성된다. 충방전 제어 장치는, 내연 기관이 시동되는 경우, 및 제2 전기 모터로의 출력 요구가 사전설정된 값 이상인 경우 중 적어도 한 경우에, 제2 제한 설정 수단에 의해 방전 전력 허용값을 설정한다.
선택적으로, 축전 장치의 제어 방법에서, 축전 장치는 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관 및 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터를 포함하는 전동 차량에 탑재된다. 전기 모터는, 내연 기관과는 독립적으로, 축전 장치의 방전 전력에 의해 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성된다. 완화하는 단계는, 전기 모터로부터 요구되는 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 설정하는 서브 단계에 의해 충전 전력 허용값을 설정한다.
이러한 구성에 의하면, 내연 기관, 축전 장치 및 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터가 탑재되는 전동 차량(하이브리드 모터 차량 등)에서, 축전 장치에의 방전 요구가 통상 상태의 그것에 대하여 더 큰 운전 상황에 있어서, 축전 장치의 출력 전압이 하한 전압 아래로 감소하는 것을 방지하면서, 방전 제한을 일시적으로 완화하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전동 차량은 축전 장치, 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관, 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터, 및 상술된 충방전 제어 장치를 포함하는 전동 차량이다. 전기 모터는, 축전 장치의 방전 전력에 의해 내연 기관과는 독립적으로 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성된다. 충방전 제어 장치는, 전기 모터로부터 요구되는 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 제2 제한 설정 수단에 의해 충전 전력 허용값을 설정한다.
선택적으로, 축전 장치의 제어 방법에서, 축전 장치는 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관 및 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터를 포함하는 전동 차량에 탑재된다. 전기 모터는, 내연 기관과는 독립적으로, 축전 장치의 방전 전력에 의해 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성된다. 완화하는 단계는, 전기 모터로부터 요구되는 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 설정하는 서브 단계에 의해 충전 전력 허용값을 설정한다.
이러한 구성에 의하면, 내연 기관, 축전 장치 및 양방향 방식으로 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터가 탑재되는 전동 차량(하이브리드 모터 차량 등)에서, 고속 주행 시에 브레이크가 조작되는 경우, 또는 상대적으로 저속 주행 시라도 브레이크 조작 등에 의하여 감속도가 큰 경우와 같은, 전기 모터로부터 요구되는 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값보다 더 크고 축전 장치에의 충전 요구가 통상 상태의 그것에 대하여 더 큰 경우의 운전 상황에 있어서, 축전 장치의 출력 전압이 상한 전압보다 더 높아지는 것을 방지하면서, 충전 제한을 일시적으로 완화하는 것이 가능하다.
그러므로 본 발명에 따르면, 축전 장치의 충방전 제한의 일시적인 완화에 있어서 충방전 전력 허용값을, 축전 장치의 출력 전압이 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위에서 벗어나지 않도록 정확하게 설정하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치가 탑재되는 전동 차량의 대표적인 일례를 도시하는 하이브리드 차량의 제어 블록도이며;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치의 충방전 제어의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이며;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방전 전력 허용값의 설정을 설명하기 위한 흐름도이며;
도 4는 최대 방전 가능 전력을 예측하는 기술을 설명하기 위한 개념도이며;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전 전력 허용값의 설정을 설명하기 위한 흐름도이며;
도 6은 최대 충전 가능 전력을 예측하는 기술을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도면에서 동일하거나 대응하는 부분들에는 하기의 동일한 참조 부호들이 제공되며 그 설명은 원칙적으로 반복되지 않음을 유의한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치가 탑재되는 전동 차량의 대표적인 일례를 도시하는 하이브리드 차량의 제어 블록도이다. 전동 차량은 도 1에 도시된 하이브리드 차량으로 제한되지 않고, 차량이, 차량의 감속 시에 회생 발전에 의해 발생되는 에너지를 회수하고 그것을 축전 장치에 축적할 수 있도록 구성되는 한, 본 발명은 다른 모드의 하이브리드 차량(예를 들어, 직렬형 하이브리드 차량) 또는 전기 자동차에 적용될 수도 있음을 유의한다.
이하, 본 실시예에서는, 축전 장치의 일례로서 2차 배터리(배터리)가 도시된다. 하지만, 캐패시터의 대표적인 일례인, 전기 이중층 캐패시터와 같은 다른 형태의 축전 장치 또한 사용될 수도 있음이 확인적으로 설명된다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 차량은 구동원으로서, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진과 같은 내연 기관(이하, 간단히 엔진으로 지칭됨)(120), 및 모터 제너레이터(MG)(140)를 포함한다. 모터 제너레이터(140)는 주로 모터로서 기능을 하는 모터 제너레이터(140A)(이하, 설명의 편의를 위해 모터(140A)로 표현됨), 및 주로 발전기로서 기능을 하는 모터 제너레이터(140B)(이하, 설명의 편의를 위해 모터(140B)로 표현됨)를 포함한다. 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라서, 모터(140A)가 발전기로서 기능을 하거나 또는 모터(140B)가 모터로서 기능을 함을 유의한다.
또한, 하이브리드 차량은 엔진(120) 및 모터 제너레이터(140A)에 의해 발생되는 동력을 구동휠(160)로 전달하고, 구동휠(160)의 구동력을 엔진(120) 및 모터 제너레이터(140A)로 전달하는 감속기(180), 엔진(120)에 의해 발생되는 동력을 2개의 경로, 즉 구동휠(160) 및 제너레이터(140B) 사이에 분배하는 동력 분할 장치(예를 들면, 유성 기어 기구)(200), 모터 제너레이터(140A, 140B)를 구동하기 위한 전력을 충전하는 축전 장치로서 역할을 하는 주행용 배터리(220), 주행용 배터리(220)의 직류와 모터 제너레이터(140A)의 교류 사이에서 변환을 함으로써 전류 제어를 실행하는 인버터(240), 주행용 배터리(220)의 직류와 모터 제너레이터(140B)의 교류 사이에서 변환을 함으로써 전류 제어를 실행하는 인버터(241), 주행용 배터리(220)의 충방전 상태를 관리 및 제어하는 배터리 제어 유닛(이하, 배터리 ECU(Electronic Control Unit)로 지칭됨)(260), 엔진(120)의 동작 상태를 제어하는 엔진 ECU(280), 하이브리드 차량의 상태에 따라 모터 제너레이터(140A, 140B), 배터리 ECU(260), 인버터(240) 등을 제어하는 MG_ECU(300), 및 하이브리드 차량이 가장 효율적으로 운행할 수 있도록 하이브리드 시스템 전체를 제어하기 위해, 서로 밀접한 방식으로 배터리 ECU(260), 엔진 ECU(280), MG_ECU(300) 등을 관리 제어하는 HV_ECU(320)를 포함한다.
운전자에 의해 조작되는 액셀러레이터 페달(410)에는, 액셀러레이터 페달 센서(415)가 연결된다. 액셀러레이터 페달 센서(415)는 운전자에 의한 액셀러레이터 페달(410)의 조작량(누름량)에 대응하는 출력 전압을 발생시킨다. 유사하게, 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(420)에는, 브레이크 페달 센서(425)가 연결된다. 브레이크 페달 센서(425)는 운전자에 의한 브레이크 페달(420)의 조작량(누름량)에 대응하는 출력 전압을 발생시킨다. 액셀러레이터 페달 센서(415) 및 브레이크 페달 센서(425)의 출력 전압은 HV_ECU(320)로 전달된다. 그러므로, HV_ECU(320)는 운전자에 의한 액셀러레이터 페달(410) 및 브레이크 페달(420) 각각의 조작량(누름량)을 검지할 수 있다.
본 실시예에서는, 주행용 배터리(220)와 인버터(240) 사이에 컨버터(242)가 제공된다. 그로 인해, 주행용 배터리(220)의 규격 전압이 모터 제너레이터(140A) 또는 모터 제너레이터(140B)의 규격 전압보다 더 낮을지라도, 컨버터(242)에 의해 전압이 승압 또는 강압될 수 있어, 주행용 배터리(220)와 모터 제너레이터(140A, 140B) 사이에서 전력이 수수될 수 있다. 컨버터(242)는 그 내부에 내장된 평활 캐패시터를 구비하고, 승압 동작을 실행하는 경우 평활 캐패시터에 전하를 저장할 수 있다.
비록 도 1에서는 ECU가 개별적으로 구성되지만, 2개 이상의 ECU가 하나의 ECU로 통합될 수도 있는 구성을 채택하는 것이 가능할 수도 있음을 유의한다(예를 들어, 도 1에 점선에 의해 표시된 바와 같이, MG_ECU(300) 및 HV_ECU(320)이 통합된 ECU가 그 일례이다).
동력 분할 장치(200)는 엔진(120)의 동력을 구동휠(160) 및 모터 제너레이터(140B) 양쪽에 할당하기 위해 유성 기어 기구(유성 기어)를 사용한다. 모터 제너레이터(140B)의 회전수를 제어함으로써, 동력 분할 장치(200)는 무단변속기로서도 기능을 한다. 엔진(120)의 회전력은 유성 캐리어(C)로 입력되고, 선 기어(S)에 의해 모터 제너레이터(140B)로 전달되고, 링 기어(R)에 의해 모터 및 출력축(구동휠(160) 측)으로 전달된다. 회전하는 엔진(120)이 정지되는 경우, 엔진(120)이 회전하므로 이 회전의 운동 에너지가 모터 제너레이터(140B)에 의해 전기 에너지로 변환되어, 엔진(120)의 회전수가 저하된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하이브리드 시스템이 탑재되는 하이브리드 차량은, 엔진(120)의 효율이 낮은 경우, 발진시, 저속 주행시 등에 모터 제너레이터(140)의 모터(140A)에 의해서만 주행한다. 통상 주행시에는, 예를 들면, 동력 분 할 장치(200)에 의해 엔진(120)의 동력이 분리되어 2개의 경로에 제공되어, 구동휠(160)이 직접 구동되는 한편 제너레이터(140B)가 구동되어 전력을 발생시킨다. 이때, 발생된 전력은 모터(140A)를 구동하여 구동휠(160)의 구동을 보조하도록 사용된다. 또한, 고속 주행시에는, 주행용 배터리(220)로부터의 전력이 모터(140A)에 공급되어 모터(140A)의 출력을 증가시켜, 구동력이 구동휠(160)에 추가적으로 제공된다.
대조적으로, 감속시에는, 구동휠(160)에 의해 구동되는 모터(140A)는 제너레이터로서 기능을 하고 회생 제동에 의한 전력을 발생시켜, 회수된 전력이 주행용 배터리(220)에 저장될 수 있다. 여기에서 회생 제동은 하이브리드 모터 차량을 운전하는 운전자가 풋 브레이크를 조작하는 경우 실행되는 회생 발전이 수반되는 제동, 및 풋 브레이크가 조작되지 않을지라도 운전자의 발을 액셀러레이터 페달을 오프하도록 이동시킴으로써 실행되는 회생 발전이 수반되는 차량의 감속(또는 가속의 정지)을 포함한다.
회생 발전 가능한 전력은, 주행용 배터리(220)의 충전 전력 허용값에 따라 설정된다. 즉, 주행용 배터리(220)의 충전이 금지되는 경우, 회생 발전도 금지되며, 모터 제너레이터(140A)의 토크 지령값은 0으로 설정된다.
대조적으로, 만약 주행용 배터리(220)의 충전량이 저하되고 충전이 특별히 필요하다면, 엔진(120)의 출력은 증가되어 제너레이터(140B)에 의해 발생되는 전력량을 증가시켜, 주행용 배터리(220)의 충전량이 증가된다. 물론 저속 주행시에도, 필요에 따라, 엔진(120)의 출력이 증가되도록 제어가 제공된다. 예를 들어, 상술된 바와 같이 주행용 배터리(220)의 충전이 필요한 경우, 에어컨과 같은 보조 장비가 구동되는 경우, 엔진(120)을 위한 냉각수의 온도가 사전설정된 온도까지 상승되는 경우 등에 이러한 제어가 제공된다.
구동휠(160) 및 도시되지 않은 휠 각각에는 브레이크 기구(460)가 제공된다. 브레이크 기구(460)는, 각 휠에 대응하게 제공되는 디스크 로터(465)를, 브레이크 액추에이터(450)에 의해 발생되는 유압에 의해 조작되는 브레이크 패드(마찰 부재)에 따라서 누름으로써 발생되는 마찰력에 의해 차량의 제동력이 얻어질 수 있도록 구성된다. 브레이크 액추에이터(450)에 의해 발생되는 유압량은 HV_ECU(320)에 의하여 제어된다.
HV_ECU(320)는, 브레이크 페달(420)의 누름량 등으로부터 차량 전체의 요구 제동력이 산출되고, 산출된 차량 전체의 요구 제동력이 모터(140A)에 의해 야기되는 회생 제동력 및 브레이크 기구(460)에 의해 야기되는 유압 제동력에 의해 협조적인 방식으로 발생되도록 제어를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치의 충방전 제어의 개략적인 구성을 도시한다.
축전 장치의 일례로서 도시되는 주행용 배터리(220)는, 도면에 도시된 바와 같이 복수의 셀이 직렬로 연결되는 조립 전지이고, 납축 전지, 리튬-이온 전지, 또는 니켈-수소 전지와 같은 2차 배터리로 구성된다. 주행용 배터리(220)는 인버터(240, 241) 및 컨버터(242)를 매개로 하여 모터 제너레이터(140A, 140B)(MG(1), MG(2))에 연결된다. 즉, 본 실시예에서, 인버터(240, 241) 및 컨버터(242), 및 모 터 제너레이터(140A, 140B)(MG(1), MG(2))는 일체적으로 주행용 배터리(220)의 부하를 구성한다.
또한, 주행용 배터리(220)의 단자 전압(이하, 배터리 전압(Vb)으로 지칭됨)을 검출하는 전압 센서(226), 및 주행용 배터리(220)를 통과하는 전류를 검출하는 전류 센서(222)가 제공된다. 아래에서는, 전류 센서(222)에 의해 검출되는, 주행용 배터리(220)와 부하 사이의 입출력 전류가 배터리 전류(Ib)로 지칭된다. 배터리 전류(Ib)에 관해서는, 도면의 화살표 방향이 양의 전류 방향으로 규정됨을 유의한다. 다시 말하면, 방전시에는 Ib > 0 (positive)이고, 충전시에는 Ib < 0 (negative)이다. 그러므로 부하에 대한 주행용 배터리(220)의 입출력 전력은 배터리 전압(Vb)과 배터리 전류(Ib)의 곱셈으로서 도시되고, 방전시에는 양의 값 및 충전시에는 음의 값을 띤다.
또한, 주행용 배터리(220)의 복수의 개소 각각에는 배터리 온도를 검출하는 온도 센서(224)가 제공된다. 복수의 개소 각각에 온도 센서(224)가 제공되는 이유는 주행용 배터리(220)의 온도가 국소적으로 다를 수도 있기 때문이다. 전류 센서(222), 전압 센서(226), 및 온도 센서(224)의 각각의 출력은 배터리 ECU(260)로 송출된다.
이들 센서 출력값에 근거하여, 배터리 ECU(260)는 배터리의 잔존 용량(SOC)을 산출하고, 또한 배터리 충방전 제한을 실행한다. 충방전 제어는, 추정된 SOC가 목표 SOC에 일치하도록, 그리고 배터리 전압(Vb)이 과충전에 기인하여 최대 허용 전압(상한 전압(Vu))보다 더 높아지지 않고 배터리 전압(Vb)이 과방전에 기인하여 최소 허용 전압(하한 전압(Ve))보다 더 낮아지지 않도록, 실행된다. 여기에서, 상한 전압(Vu) 및 하한 전압(Ve)은 주행용 배터리(220)의 최대 규격 전압 및 최소 규격 전압, 주행용 배터리(220)에 연결되는 장치(부하)의 동작 가능(보증) 전압 등에 따라서 결정된다.
특별히, 상술된 바와 같이, 배터리 ECU(260)는, 배터리 전압(Vb)이 하한 전압(Ve)으로부터 상한 전압(Vu)까지의 전압 범위(이하, 제어된 전압 범위로 지칭됨) 내에 유지되도록 주행용 배터리(220)에 관한 충전 전력 허용값 Win(Win ≤ 0) 및 방전 전력 허용값 Wout(Wout ≥ 0)을 결정하고, 그것들을 MG_ECU(300) 및 HV_ECU(320)로 송출한다.
특별히, HV_ECU(300)는, 충전 전력 허용값 Win으로부터 방전 전력 허용값 Wout까지의 범위 내에서 주행용 배터리(220)가 충방전되도록, 각각의 모터 제너레이터(140A, 140B)의 동작 지령값(대표적으로는 토크 지령값)을 설정한다. 예를 들어, 상술된 바와 같이, 주행 상황에 따른 엔진(120)과 모터(140A) 사이의 차량 구동력의 출력의 배분은, 모터(140A)에 의하여 소비되는 전력을 포함하는 주행용 배터리(220)로부터 출력되는 전력이 방전 전력 허용값 Wout을 초과하지 않도록 고려된다.
선택적으로, 회생 제동시에는, 모터 제너레이터(140A)에 의해 발생되는 전력을 포함하는 주행용 배터리(220)로 입력되는 전력이 충전 전력 허용값 Win을 초과하지 않음을 확보함으로써, 모터 제너레이터(140A)에 대한 토크 지령값(일반적으로 음의 토크)이 설정된다. 상술된 바와 같이, HV_ECU(320)는, 운전자가 브레이크를 조작하는 경우, 모터 제너레이터(140A)에 의해 야기되는 회생 제동력 및 브레이크 기구(460)에 의해 야기되는 유압 제동력의 합으로부터 차량 전체의 요구 제동력이 얻어지도록 협조 제어를 제공하므로, 만약 충전 전력 허용값 Win에 의하여 모터 제너레이터(140A)에 의해 야기되는 회생 제동력이 제한될지라도, 필요한 차량 제동력을 얻는 것이 가능함을 유의한다. 또한, 일시적인 충방전 제한의 완화를 요구하는 요구 플래그가 HV_ECU(320)로부터 배터리 ECU(260)로 입력된다. 요구 플래그는 뒤에 상세히 설명될 것이다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 방전 전력 제한이 도 3 및 도 4를 이용하여 설명될 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방전 전력 허용값의 설정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시된 흐름도는 사전설정된 주기마다 배터리 ECU(260)에 의해 실행된다.
도 3을 참조하면, 배터리 ECU(260)는, 단계 S100에서, 전류 센서(222), 온도 센서(224) 및 전압 센서(226)에 의해 검출된 값으로부터 배터리 상태량(배터리 전압(Vb), 배터리 전류(Ib) 및 배터리 온도(Tb))을 획득한다.
또한, 단계 S110에서, 배터리 ECU(260)는, 단계 S100에서 획득된 배터리 상태량에 근거하여 내부 저항 R을 추정한다. 단계 S110에 있어서 내부 저항을 추정하는 기술은 특별히 제한되지 않고, 공지의 추정 기술이 임의로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 만약 내부 저항 R이 온도-의존적인 형식의 배터리라면, 실험 등에 의해 미리 결정되는 배터리 온도(Tb) 및 내부 저항 R의 특성을 반영하는 맵을 작성하고, 단계 S100에서 획득되는 배터리 온도(Tb)를 사용하여 관련된 맵을 참조함으로써, 내부 저항 R이 추정될 수 있다. 선택적으로, 게다가 특허 문헌 4에 개시된 바와 같이, 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)의 실측값을 적절하게 참조하고, 최소제곱법 등을 적용하여 그로 인해 (Vb/Ib)를 연속적으로 결정함으로써, 내부 저항 R이 추정될 수 있다.
축전 장치가 캐패시터로 구성되는 경우에도, 상술된 경우와 같이, 단계 S100에서 획득된 배터리 상태량에 근거하여 내부 저항 R을 추정하는 것이 가능함을 유의한다.
또한, 단계 S120에서, 배터리 ECU(260)는 단계 S100에서 획득된 배터리 상태량에 근거하여 SOC를 추정한다. SOC를 추정하기 위해, 공지의 추정 기술이 임의로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 단계 S100에서 획득된 배터리 상태량을 배터리 모델식에 대입하여 그로 인해 연속적으로 개방-회로 전압(OCV)을 추정함으로써, SOC가 추정될 수 있다. 선택적으로, 배터리 전류(Ib)의 합산에 근거하여 SOC의 변화를 추적함으로써 SOC가 추정될 수 있다. 선택적으로, 배터리 모델에 근거하는 SOC 추정 및 전류 적산에 의한 SOC 추정을 조합함으로써 SOC가 추정될 수 있다.
또한, 단계 S130에서, 배터리 ECU(260)는 단계 S120에서 결정되는 추정 SOC 및/또는 단계 S110에서 결정되는 배터리 상태량(전형적으로 배터리 온도(Tb))에 근거하여 기본적인 방전 전력 허용값 Wout#(Wout# ≥ 0)을 설정한다. 예를 들어, 기본적인 방전 전력 허용값(Wout#)은, Wout#에서의 방전이 사전설정된 시간 동안 계속될지라도 배터리 전압(Vb)의 전압 변화가 사전설정된 범위 내에 들어가도록 설정 된다.
이어서 단계 S150에서, 배터리 ECU(260)는 부하에 의해 이루어지는 방전 요구가 통상 레벨인지 여부를 결정한다. 단계 S150에서의 결정은 HV_ECU(320)로부터의 요구 플래그에 근거하여 이루어진다. 요구 플래그는, 배터리의 부하의 상황에 따라, 다시 말하면, 부하에 의해 이루어지는 배터리로의 방전 요구가 큰 경우, 즉, 주행용 배터리(220)로부터 출력되는 전력이 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 증가되게 하고 싶은 상황에 있어서, 단계 S150에서 NO 결정이 획득되도록 설정된다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 하이브리드 차량에서, 요구 플래그는, 모터 제너레이터(140B)(MG(1))에 의해 엔진이 시동되는 경우, 또는 조작되는 액셀러레이터 페달에 기인하여 모터 제너레이터(140A)(M2(2))로부터 요구되는 출력이 사전설정된 출력보다 더 크게 되는 경우와 같이, 주행용 배터리(220)로부터 출력되는 전력이 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 증가되게 하고 싶은 운전 상황에 있어서, 단계 S150에서 NO 결정이 획득되도록 설정된다.
만약 단계 S150에서 YES 결정이 획득된다면, 즉, 만약 부하에 의해 이루어지는 방전 요구가 통상 레벨이라면, 단계 S160에서, 배터리 ECU(260)는 단계 S130에서 설정된 기본적인 충전 전력 허용값 Wout#을 방전 전력 허용값 Wout(Wout = Wout#)으로 설정함으로써 통상의 방전 제한을 실행한다.
대조적으로, 만약 단계 S150에서 NO 결정이 획득된다면, 즉, 만약 부하에 의해 이루어지는 방전 요구가 크다면, 단계 S170 및 S180에서, 배터리 ECU(260)는 방전 제한을 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 완화한다. 이러한 방전 제한의 완화에 기인하여 배터리 전압(Vb)이 하한 전압(Ve) 아래로 감소하게 되지 않도록, 방전 제한의 일시적인 완화에 있어서 채택된 방전 전력 허용값이 다음과 같이 결정된다.
단계 S170에서, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 근거하여, 배터리 ECU(260)는, 배터리 전류가 방전 제한의 완화에 의해 증가(양의 방향)됨에 따라 배터리 전압(Vb)이 하한 전압(Ve)까지 감소하는 때의 방전 전력과 동일한, 최대 방전 가능 전력 Pe(Pe > 0)을 예측한다.
도 4는 이때의 최대 방전 가능 전력을 예측하는 기술을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 동작점(510)은 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 대응한다. 최대 방전 가능 전력 Pe이 출력되는 동작점(520)에서는, 배터리 전류가 최대 방전 가능 전류 Idmax와 동일하고 배터리 전압이 하한 전압(Ve)과 동일하다. 이때, 동작점(510 및 520)은 현재의 추정 내부 저항 R과 동동한 기울기를 가지는 직선상에 위치한다.
그러므로, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 관한 상대값으로서, 방전 제한의 완화시에 배터리 전압이 하한 전압(Ve)에 도달하는 때의 동작점(520)을 예측하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 현재의 배터리 전류(Ib)와 동작점(520)에 있어서 최대 방전 가능 전류 Idmax 사이의 전류 차이, 즉, 방전 전류 허용 증가량 △Ibmax가 다음 : △Ibmax = (Vb - Ve)/R과 같이 예측될 수 있다.
다시 한번 도 3을 참조한다. 그 결과, 최대 방전 가능 전력 Pe(|Pe| > |Wout#|)은 하기의 수학식 1에 따라서 예측될 수 있다.
Pe=(Ib + △Ibmax)·Ve=(Ib + (Vb - Ve)/R)·Ve
또한, 단계 S180에서, 배터리 ECU(260)는, 일시적인 방전 전력 제한을 위해, 제한 완화 기간(△t) 동안에만 최대 방전 가능 전력 Pe에 대응하도록 방전 전력 허용값 Wout을 설정한다. 전형적으로, 방전 전력 허용값 Wout이 다음: Wout = Pe과 같이 설정될 수도 있다. 그러나 마진이 제공되고, Wout는 다음: Wout < Pe과 같이 설정될 수도 있다. HV_ECU(320)로부터의 요구 플래그는, 만약 방전 전력 제한이 일시적으로 완화되는 기간이 제한 완화 기간(△t)을 초과한다면 단계 S150에서 YES 결정이 획득되도록 변경됨을 유의한다.
이러한 구성에 의하면, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)을 근거로, 방전 제한의 완화에 기인하여 배터리 전압(Vb)이 하한 전압(Ve)에 도달하는 때의 최대 방전 가능 전력 Pe을 예측하고, Wout이 예측되는 최대 방전 가능 전력에 대응하도록, 충방전 제한이 통상 상태의 그것에 대하여 완화되는 때의 방전 전력 허용값 Wout을 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 부하에 의해 이루어지는 요구에 따라서 방전 제한이 일시적으로 완화되는 경우, 주행용 배터리(220)(축전 장치)의 출력 전압이 하한 전압 아래로 감소하는 것을 방지하고, 방전 제한이 부과되는 전력의 완화 레벨을 충분히 확보하는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 충전 전력 제한이 도 5 및 도 6을 이용하여 설명될 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전 전력 허용값의 설정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5에 도시된 흐름도는 사전설정된 주기마다 배터리 ECU(260)에 의해 실행된다.
도 5를 참조하면, 배터리 ECU(260)는, 도 3의 단계 S100 ~ S120의 그것과 동일한 처리에서와 같이, 배터리 상태량(배터리 전압(Vb), 배터리 전류(Ib) 및 배터리 온도(Tb))을 획득하고(S100), 내부 저항 R을 추정하고(S110), SOC를 추정한다(S120).
또한, 단계 S135에서, 배터리 ECU(260)는 단계 S120에서 결정되는 추정 SOC 및/또는 단계 S110에서 결정되는 배터리 상태량(전형적으로 배터리 온도(Tb))에 근거하여 기본적인 충전 전력 허용값 Win#(Win# ≤ 0)을 설정한다. 예를 들어, 기본적인 충전 전력 허용값(Win#)은, Win#에서의 충전이 사전설정된 시간 동안 계속될지라도 배터리 전압(Vb)의 전압 변화가 사전설정된 범위 내에 들어가도록 설정된다.
이어서 단계 S155에서, 배터리 ECU(260)는 부하에 의해 이루어지는 충전 요구가 통상 레벨인지 여부를 결정한다. 단계 S155에서의 결정도 HV_ECU(320)로부터의 요구 플래그에 근거하여 이루어진다. 요구 플래그는, 배터리의 부하의 상황에 따라, 다시 말하면, 부하에 의해 이루어지는 배터리로의 충전 요구가 큰 경우, 즉, 주행용 배터리(220)로 입력되는 전력이 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 증가되게 하고 싶은 상황에 있어서, 단계 S155에서 NO 결정이 획득되도록 설정된다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 하이브리드 차량에서, 요구 플래그는, 운전자의 브레 이크 조작에 기인하여 모터 제너레이터(140A)로부터 요구되는 회생 토크의 크기(절대값)가 사전설정된 크기 이상이 되는 경우와 같이, 모터 제너레이터(140A)에 의해 발생되는 회생 전력을 증가시켜 주행용 배터리(220)로 입력되는 전력이 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 증가되게 하고 싶은 운전 상황에 있어서, 단계 S150에서 NO 결정이 획득되도록 설정된다.
예를 들면, 사전설정된 속도 이상의 고속 주행 시에 브레이크가 조작되는 경우, 또는 상대적으로 저속 주행시라도 브레이크 조작 등에 의하여 감속도가 큰 경우, 모터 제너레이터(140A)로부터 요구되는 회생 토크의 크기(절대값)가 사전설정된 크기 이상이 되는, 상술된 케이스가 발생한다.
만약 단계 S155에서 YES 결정이 획득된다면, 즉, 만약 부하에 의해 이루어지는 충전 요구가 통상 레벨이라면, 단계 S165에서, 배터리 ECU(260)는 단계 S135에서 설정된 기본적인 충전 전력 허용값 Win#을 충전 전력 허용값 Win(Win = Win#)으로 설정함으로써 통상의 충전 제한을 실행한다.
대조적으로, 만약 단계 S155에서 NO 결정이 획득된다면, 즉, 만약 부하에 의해 이루어지는 충전 요구가 크다면, 단계 S175 및 S185에서, 배터리 ECU(260)는 충전 제한을 통상 상태의 그것에 대하여 일시적으로 완화한다. 이러한 충전 제한의 완화에 기인하여 배터리 전압(Vb)이 상한 전압(Vu)을 넘어 증가하게 되지 않도록, 충전 제한의 일시적인 완화에 있어서 채택된 충전 전력 허용값이 다음과 같이 결정된다.
단계 S175에서, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 근거하여, 배 터리 ECU(260)는, 배터리 전류가 충전 제한의 완화에 의해 증가(음의 방향)됨에 따라 배터리 전압(Vb)이 상한 전압(Vu)까지 증가하는 때의 충전 전력과 동일한, 최대 충전 가능 전력 Pu(Pu < 0)을 예측한다.
도 6은 이때의 최대 충전 가능 전력을 예측하는 기술을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 동작점(510#)은 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 대응한다. 최대 충전 가능 전력 Pu이 입력되는 동작점(520#)에서는, 배터리 전류가 최대 충전 가능 전류 Icmax와 동일하고 배터리 전압이 하한 전압(Ve)과 동일하다. 이때, 동작점(510 및 420)은 현재의 추정 내부 저항 R과 동동한 기울기를 가지는 직선상에 위치한다.
그러므로 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)에 관한 상대값으로서, 충전 제한의 완화시에 배터리 전압이 상한 전압(Vu)에 도달하는 때의 동작점(520#)을 예측하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 현재의 배터리 전류(Ib)와 동작점(520#)에 있어서 최대 충전 가능 전류 Icmax 사이의 전류 차이, 즉, 충전 전류 허용 증가량 △Ibmax가 다음 : △Ibmax = (Vb - Vu)/R과 같이 예측될 수 있다.
다시 한번 도 3을 참조한다. 그 결과, 최대 충전 가능 전력 Pu(|Pu| > |Win#|)은 하기의 수학식 2에 따라서 예측될 수 있다.
Pu=(Ib + △Ibmax)·Ve=(Ib + (Vb - Vu)/R)·Vu
또한, 단계 S185에서, 배터리 ECU(260)는, 일시적인 충전 전력 제한을 위해, 제한 완화 기간(△t#) 동안에만 최대 충전 가능 전력 Pu에 대응하도록 충전 전력 허용값 Win을 설정한다. 전형적으로, 충전 전력 허용값 Win이 다음: Win = Pu과 같이 설정될 수도 있다. 그러나 마진이 제공되고, Win는 다음 : |Win| < |Pu|과 같이 설정될 수도 있다. HV_ECU(320)로부터의 요구 플래그는, 만약 충전 전력 제한이 일시적으로 완화되는 기간이 제한 완화 기간(△t)을 초과한다면 단계 S155에서 YES 결정이 획득되도록 변경됨을 유의한다.
이러한 구성에 의하면, 현재의 배터리 전류(Ib) 및 배터리 전압(Vb)을 근거로, 충전 제한의 완화에 기인하여 배터리 전압(Vb)이 상한 전압(Vu)에 도달하는 때의 최대 충전 가능 전력 Pu을 예측하고, Win이 예측되는 최대 충전 가능 전력에 대응하도록, 충전 제한이 통상 상태의 그것에 대하여 완화되는 때의 충전 전력 허용값 Win을 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 부하에 의해 이루어지는 요구에 따라서 충전 제한이 일시적으로 완화되는 경우, 축전 장치(주행용 배터리(220))의 출력 전압이 상한 전압을 넘어 증가하는 것을 방지하고, 충전 제한이 부과되는 전력의 완화 레벨을 충분히 확보하는 것이 가능하다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치에서는, 충방전 전력 허용값을 설정함으로써, 축전 장치가 그 성능을 충분히 발휘하게 하면서 출력 전압이 제어된 전압 범위 내에 유지되도록, 충방전 제어를 실행하는 것이 가능하다. 본 발명을 실현하기 위한 최소한의 구성으로서, 충전 전력 허용값 및 방전 전력 허용값 중 하나만이 도 3 또는 도 5의 흐름도에 따라 설정되는 구성을 채택하는 것도 가능함을 유의한다.
본 실시예에서는, 하이브리드 차량(전동 차량)에 탑재되는 축전 장치(예를 들어, 주행용 배터리, 전기 이중층 캐패시터 등)의 충방전 제한이 가능하게 되도록, 즉, 축전 장치로부터 부하로의 전력 공급(방전) 및 부하로부터 축전 장치로의 전력 공급(충전) 양쪽이 가능하게 되도록 구성되는 경우에서의 충방전 전력 허용값의 설정이 일례로서 도시되어 왔다. 그러나 본 발명의 적용은 이러한 경우에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 축전 장치로부터 부하로의 전력 공급(방전) 및 부하로부터 축전 장치로의 전력 공급(충전) 중 하나만이 실행되도록 구성되는 경우에 있어서도, 그때의 방전 전력 허용값 또는 충전 전력 허용값을 설정하기 위해 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 본 발명은, 부하의 구성을 제한하지 않고, 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위 내에 유지하기 위한 충방전 전력 허용값의 설정에 동등하게 적용될 수 있음이 명백히 기재된다.
도 3 및 도 5의 흐름도에 있어서, 단계 S100은 본 발명의 "상태 취득 수단" 또는 "취득하는 단계"에 대응하고, 단계 S110은 본 발명의 "내부 저항 추정 수단" 또는 "추정하는 단계"에 대응하고, 단계 S130 및 S135는 본 발명의 "제1 제한 설정 수단" 또는 "설정하는 단계"에 대응함을 유의한다. 또한, 단계 S170 및 S180 및 단계 S175 및 S185는 본 발명의 "제2 제한 설정 수단" 또는 "완화하는 단계"에 대응한다. 특히, 단계 S170 및 S175는 본 발명의 "예측 수단" 또는 "예측하는 단계"에 대응하고, 단계 S180 및 S185는 본 발명의 "허용값 설정 수단" 또는 "설정하는 서브 단계"에 대응한다.
여기에서 개시되는 실시예는 모든 측면에서 예시적인 것으로서 제한적인 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 범위는 상기 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타나고, 특허청구범위와 균등한 의미들 내의 모든 변형예를 포함하도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위 내에 유지하기 위한 축전 장치의 충방전 제어 장치에 있어서,
    상기 축전 장치의 상태를 나타내는 측정값을 취득하기 위한 상태 취득 수단;
    상기 축전 장치의 충방전 전력 제한을 위한 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값을 설정하기 위한 제1 제한 설정 수단;
    상기 축전 장치의 부하로부터의 요구에 따라서, 상기 제1 제한 설정 수단에 의해 설정되는 충방전 전력 제한에 관한 상기 충방전 전력 제한을 일시적으로 완화하기 위한 제2 제한 설정 수단; 및
    상기 상태 취득 수단에 의해 취득되는 상기 측정값에 근거하여, 상기 축전 장치의 내부 저항을 추정하기 위한 내부 저항 추정 수단을 포함하되,
    상기 제2 제한 설정 수단은,
    상기 상태 취득 수단에 의해 취득되는 상기 측정값 중의 배터리 전압 및 배터리 전류, 및 상기 내부 저항 추정 수단에 의해 추정되는 상기 내부 저항에 근거하여, 방전 전력 및 충전 전력의 증가에 기인하여 상기 출력 전압이 상기 하한 전압 및 상기 상한 전압에 각각 도달하는 때의 상기 축전 장치의 방전 전력 및 충전 전력 중 하나 이상을 예측하기 위한 예측 수단, 및
    상기 예측 수단에 의해 예측되는 상기 방전 전력 및 상기 충전 전력 중 하나 이상에 따라서, 상기 방전 전력 허용값 및 상기 충전 전력 허용값 중 하나 이상을 설정하기 위한 허용값 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예측 수단은, 현재의 상기 배터리 전압과 상기 하한 전압 사이의 전압 차이를 상기 내부 저항으로 제산함으로써 상기 축전 장치의 방전 전류 허용 증가량을 결정하고, 상기 방전 전류 허용 증가량과 상기 배터리 전류의 합으로서 표현되는 방전 전류와 상기 하한 전압의 곱셈에 따라서, 상기 출력 전압이 상기 하한 전압에 도달하는 때의 상기 방전 전력을 예측하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예측 수단은, 현재의 상기 배터리 전압과 상기 상한 전압 사이의 전압 차이를 상기 내부 저항으로 제산함으로써 상기 축전 장치의 충전 전류 허용 증가량을 결정하고, 상기 충전 전류 허용 증가량과 상기 배터리 전류의 합으로서 표현되는 충전 전류와 상기 상한 전압의 곱셈에 따라서, 상기 출력 전압이 상기 상한 전압에 도달하는 때의 충전 전력을 예측하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
  4. 전동 차량에 있어서,
    상기 축전 장치,
    차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관,
    양방향 방식으로 상기 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 각각 구성되는 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터, 및
    제1항 또는 제2항에서 상술된 충방전 제어 장치를 포함하되,
    상기 제1 전기 모터는 상기 축전 장치의 방전 전력에 의해 회전 구동됨으로써 상기 내연 기관을 시동할 수 있도록 구성되고,
    상기 제2 전기 모터는 상기 축전 장치의 방전 전력에 의해 상기 내연 기관과는 독립적으로 상기 차량 구동력을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 충방전 제어 장치는, 상기 내연 기관이 시동되는 경우, 및 상기 제2 전기 모터로의 출력 요구가 사전설정된 레벨 이상인 경우 중 하나 이상의 경우에, 상기 제2 제한 설정 수단에 의해 상기 방전 전력 허용값을 설정하는 것을 특징으로 하는 전동 차량.
  5. 전동 차량에 있어서,
    상기 축전 장치,
    차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관,
    양방향 방식으로 상기 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터, 및
    제1항 또는 제3항에서 상술된 축전 장치의 충방전 제어 장치를 포함하되,
    상기 전기 모터는, 상기 축전 장치의 방전 전력에 의해 상기 내연 기관과는 독립적으로 상기 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 상기 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 상기 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 충방전 제어 장치는, 상기 전기 모터로부터 요구되는 상기 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 상기 제2 제한 설정 수단에 의해 상기 충전 전력 허용값을 설정하는 것을 특징으로 하는 전동 차량.
  6. 축전 장치의 출력 전압을 하한 전압으로부터 상한 전압까지의 전압 범위 내에 유지하기 위한 축전 장치의 충방전 제어 방법에 있어서,
    상기 축전 장치의 상태를 나타내는 측정값을 취득하는 단계;
    상기 축전 장치의 충방전 전력 제한을 위한 방전 전력 허용값 및 충전 전력 허용값을 설정하는 단계;
    상기 축전 장치의 부하로부터의 요구에 따라서, 상기 설정하는 단계에 의해 설정되는 충방전 전력 제한에 관한 상기 충방전 전력 제한을 일시적으로 완화하는 단계; 및
    상기 취득하는 단계에 의해 취득된 상기 측정값에 근거하여, 상기 축전 장치의 내부 저항을 추정하는 단계를 포함하되,
    상기 완화하는 단계는,
    상기 취득하는 단계에 의해 취득된 상기 측정값 중의 배터리 전압 및 배터리 전류, 및 상기 추정하는 단계에 의해 추정된 상기 내부 저항에 근거하여, 방전 전력 및 충전 전력의 증가에 기인하여 상기 출력 전압이 상기 하한 전압 및 상기 상한 전압에 각각 도달하는 때의 상기 축전 장치의 방전 전력 및 충전 전력 중 하나 이상을 예측하는 서브 단계, 및
    상기 예측하는 서브 단계에 의해 예측된 상기 방전 전력 및 상기 충전 전력 중 하나 이상에 따라서, 상기 방전 전력 허용값 및 상기 충전 전력 허용값 중 하나이상을 설정하는 서브 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 예측하는 서브 단계는, 현재의 상기 배터리 전압과 상기 하한 전압 사이의 전압 차이를 상기 내부 저항으로 제산함으로써 상기 축전 장치의 방전 전류 허용 증가량을 결정하고, 상기 방전 전류 허용 증가량과 상기 배터리 전류의 합으로서 표현되는 방전 전류와 상기 하한 전압의 곱셈에 따라서, 상기 출력 전압이 상기 하한 전압에 도달하는 때의 상기 방전 전력을 예측하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 방법.
  8. 제6항에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치에 있어서,
    상기 예측하는 서브 단계는, 현재의 상기 배터리 전압과 상기 상한 전압 사이의 전압 차이를 상기 내부 저항으로 제산함으로써 상기 축전 장치의 충전 전류 허용 증가량을 결정하고, 상기 충전 전류 허용 증가량과 상기 배터리 전류의 합으로서 표현되는 충전 전류와 상기 상한 전압의 곱셈에 따라서, 상기 출력 전압이 상기 상한 전압에 도달하는 때의 상기 충전 전력을 예측하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치에 있어서,
    상기 축전 장치는, 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관 및 양방향 방식으로 상기 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터를 포함하는 전동 차량에 탑재되고,
    상기 전기 모터는 상기 축전 장치의 방전 전력에 의해 상기 내연 기관과는 독립적으로 상기 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 상기 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 상기 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 완화하는 단계는, 상기 전기 모터로부터 요구되는 상기 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 상기 설정하는 서브 단계에 의해 상기 충전 전력 허용값을 설정하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
  10. 제6항 또는 제8항에 따른 축전 장치의 충방전 제어 장치에 있어서,
    상기 축전 장치는, 차량 구동력을 발생시키기 위한 내연 기관 및 양방향 방 식으로 상기 축전 장치와 전력을 주고 받을 수 있도록 구성되는 전기 모터를 포함하는 전동 차량에 탑재되고,
    상기 전기 모터는 상기 축전 장치의 방전 전력에 의해 상기 내연 기관과는 독립적으로 상기 차량 구동력을 발생시킬 수 있고, 상기 전동 차량이 감속되는 경우에 발생되는 회생 토크에 의해 야기되는 회생 제동 발전에 의하여 상기 축전 장치의 충전 전력을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 완화하는 단계는, 상기 전기 모터로부터 요구되는 상기 회생 토크의 절대값이 사전설정된 값 이상으로 결정되는 경우, 상기 설정하는 서브 단계에 의해 상기 충전 전력 허용값을 설정하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 충방전 제어 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078300A (ko) * 2015-12-18 2018-07-09 비와이디 컴퍼니 리미티드 전기 자동차, 자동차 장착 충전기 및 이를 제어하기 위한 방법

Families Citing this family (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4968088B2 (ja) 2008-01-24 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 電池システム、車両、電池搭載機器
JP4983639B2 (ja) * 2008-02-13 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両ならびに電源システムの出力制限制御方法
JP5181900B2 (ja) * 2008-07-29 2013-04-10 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置出力予測装置およびハイブリッド車両制御システム
JP4930482B2 (ja) * 2008-09-30 2012-05-16 株式会社デンソー バッテリの充放電制御装置
JP4770918B2 (ja) * 2008-11-18 2011-09-14 ソニー株式会社 電池パックおよび制御方法
JP5366601B2 (ja) * 2009-03-17 2013-12-11 本田技研工業株式会社 充電制御装置
JP5393176B2 (ja) * 2009-01-26 2014-01-22 カルソニックカンセイ株式会社 バッテリシステム及び入出力電力推定方法
US20100207564A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Segway Inc. Power Source Estimation Methods and Apparatus
JP2010203935A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の入出力可能電力推定装置
JP5362478B2 (ja) * 2009-08-18 2013-12-11 株式会社豊田中央研究所 充電電力制限値演算装置
JP2011135680A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Toyota Motor Corp 蓄電装置の入出力制御装置
CN102822046B (zh) * 2010-02-26 2015-06-17 塞格威股份有限公司 车辆控制的装置和方法
JP5505024B2 (ja) * 2010-03-29 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池自動車及びその制御方法
JP5126628B2 (ja) * 2010-04-02 2013-01-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 制御装置
JP5258831B2 (ja) * 2010-04-21 2013-08-07 三菱電機株式会社 車両の充電装置
CN101860016B (zh) * 2010-05-06 2013-01-02 奇瑞汽车股份有限公司 一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法
KR20110134019A (ko) * 2010-06-08 2011-12-14 현대자동차주식회사 차량용 배터리의 셀 열화 진단 방법
JP5821256B2 (ja) * 2010-06-09 2015-11-24 日産自動車株式会社 バッテリ充電システム
JP5682433B2 (ja) * 2010-06-09 2015-03-11 日産自動車株式会社 充電制御システム
US8400112B2 (en) * 2010-11-10 2013-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method for managing power limits for a battery
US8698348B2 (en) 2011-01-10 2014-04-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for managing a power source in a vehicle
CN103339852A (zh) * 2011-02-07 2013-10-02 新明和工业株式会社 使用蓄电装置的电动系统及包括该电动系统的作业车辆
US20120277942A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Deere & Company System and method for charging capacitors of an electric vehicle
JP5772209B2 (ja) * 2011-05-18 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の充放電制御装置およびそれを搭載した電動車両
JP5282798B2 (ja) * 2011-06-17 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2013021792A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Sanyo Denki Co Ltd 電力給電システム
JP5360157B2 (ja) * 2011-08-02 2013-12-04 株式会社デンソー 電力送受電システム
US8917054B2 (en) * 2011-08-08 2014-12-23 Lear Corporation Charger system with safety guardian
JP5970774B2 (ja) * 2011-10-27 2016-08-17 スズキ株式会社 バッテリ保護装置
JP5312557B2 (ja) * 2011-11-10 2013-10-09 三菱電機株式会社 電源管理装置、電源管理方法、および、電源管理システム
JP2013115846A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Denso Corp 組電池のガード処理装置
US20130133965A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 Martin T. Books Vehicle braking management for a hybrid power train system
JP5995041B2 (ja) 2011-11-30 2016-09-21 オムロン株式会社 充電制御装置、太陽光発電システム、および充電制御方法
US8602142B2 (en) * 2011-12-13 2013-12-10 Cummins Inc. Hybrid vehicle braking adjustment for vehicle weight
WO2013145913A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 ソニー株式会社 正極活物質、正極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
FR2992929B1 (fr) * 2012-07-06 2014-06-20 Renault Sa Systeme de gestion de la charge d'une batterie et du freinage recuperatif d'un vehicule alimente au moins en partie par la batterie et procede de regulation associe
JP5932596B2 (ja) * 2012-10-11 2016-06-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両の回生制御装置
CN104112883B (zh) * 2013-04-22 2016-09-07 南京德朔实业有限公司 电池包的冷却充电装置及方法
DE102013207680A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Deere & Company Betriebsstrategie für Hydbridfahrzeuge zur Realisierung einer Lastpunktverschiebung, einer Rekuperation und eines Boost
DE112013007137T5 (de) * 2013-06-07 2016-03-10 Mitsubishi Electric Corporation Lade- und Entlade-Steuervorrichtung und Elektromotorfahrzeug
KR101509895B1 (ko) * 2013-06-28 2015-04-06 현대자동차주식회사 배터리 파워 제한방법
JP6219687B2 (ja) * 2013-11-12 2017-10-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、電池パック及び携帯端末
DE102013112678A1 (de) * 2013-11-18 2015-05-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Ladezustandes einer Batterie eines Bordnetzes
DE102013224185A1 (de) 2013-11-27 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Anpassung mindestens eines Grenzwerts mindestens einer Betriebsgröße eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs zur Erhöhung einer maximal abgebbaren elektrischen Leistung des elektrischen Energiespeichers
DE102013224189A1 (de) 2013-11-27 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Anpassung mindestens eines Grenzwerts mindestens einer Betriebsgröße eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs
JP5888315B2 (ja) * 2013-12-18 2016-03-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
US10099562B2 (en) 2014-10-15 2018-10-16 Johnson Controls Technology Company Cooling strategy for battery systems
CN107078537B (zh) * 2014-11-04 2018-10-12 本田技研工业株式会社 充电控制装置和充电控制方法
CN104868515B (zh) * 2014-11-18 2017-07-11 北汽福田汽车股份有限公司 一种获取充电电流限值和放电电流限值的方法及装置
FR3038787B1 (fr) * 2015-07-06 2018-11-02 Safran Aircraft Engines Procede d'alimentation et de commande d'un actionneur electrique, module de commande correspondant, actionneur et turbomachine le comprenant
CN107431255A (zh) 2015-09-15 2017-12-01 株式会社东芝 蓄电池控制装置、控制方法、程序、蓄电系统、电力系统
EP3386068A4 (en) * 2015-11-26 2019-07-10 Kabushiki Kaisha Toshiba POWER CONTROL DEVICE AND POWER CONTROL METHOD
CN107005077B (zh) * 2015-11-26 2020-05-05 株式会社东芝 电力控制装置以及电力控制系统
JP6456809B2 (ja) * 2015-11-30 2019-01-23 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用電源装置
DE102016002652A1 (de) * 2016-03-04 2017-09-07 Audi Ag Steuervorrichtung und Verfahren zum Koordinieren eines Betriebs zumindest zweier elektrischer Nebenaggregate eines Kraftfahrzeugs
US11811248B2 (en) 2016-07-21 2023-11-07 C.E. Niehoff & Co. Vehicle generator using battery charging profiles
JP6579068B2 (ja) * 2016-09-16 2019-09-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の出力性能診断装置、燃料電池の出力性能診断システム、燃料電池の出力性能診断方法、及び燃料電池の出力性能診断プログラム
CN109874357B (zh) * 2016-10-17 2023-01-13 日本汽车能源株式会社 蓄电池系统
CN109863058B (zh) * 2016-10-31 2023-09-15 Cps科技控股有限公司 模型预测电池电力限值估计系统及方法
JP7039869B2 (ja) * 2017-07-06 2022-03-23 富士通株式会社 制御回路、センサデバイス及び電池残量測定方法
JP6577981B2 (ja) * 2017-08-03 2019-09-18 本田技研工業株式会社 電源システム
JP6374067B2 (ja) * 2017-08-15 2018-08-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、電池パック、及び携帯端末
JP7147155B2 (ja) * 2017-11-27 2022-10-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP7003639B2 (ja) * 2017-12-26 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 電気自動車
JP6900912B2 (ja) * 2018-01-18 2021-07-07 トヨタ自動車株式会社 車両用制御装置
JP7006311B2 (ja) * 2018-01-29 2022-01-24 トヨタ自動車株式会社 電動車両及び電動車両の制御方法
KR102428699B1 (ko) * 2018-02-07 2022-08-02 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 전력 한계를 평탄화하는 방법 및 배터리 관리 시스템
KR102650965B1 (ko) 2018-04-23 2024-03-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 상태 추정 방법
US10770914B2 (en) 2018-11-05 2020-09-08 C.E. Niehoff & Co. Dual control loop for charging of batteries
EP3809588B1 (en) * 2019-02-13 2022-12-28 Nsk Ltd. Power supply current control device, electric actuator product, and electric power steering device
JP7111044B2 (ja) * 2019-04-03 2022-08-02 株式会社デンソー 制御装置
JP7115409B2 (ja) * 2019-04-19 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 駆動システムの制御装置
DE102019209037A1 (de) * 2019-06-21 2020-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems
KR20210051538A (ko) * 2019-10-30 2021-05-10 주식회사 엘지화학 병렬 멀티 팩 시스템의 출력 제어 장치 및 방법
JP7310654B2 (ja) * 2020-03-02 2023-07-19 株式会社デンソー 蓄電池制御装置、及びプログラム
FR3134356A1 (fr) * 2022-04-11 2023-10-13 Psa Automobiles Sa Systeme de contrôle de detarage pour batterie de vehicule automobile, procede et vehicule sur la base d’un tel systeme
CN115642328B (zh) * 2022-12-26 2023-03-17 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 一种混储中镍氢充放电上下限电压控制方法及系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3000943B2 (ja) * 1996-07-02 2000-01-17 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法
JP3680898B2 (ja) * 1997-10-13 2005-08-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
US6232744B1 (en) * 1999-02-24 2001-05-15 Denso Corporation Method of controlling battery condition of self-generation electric vehicle
JP3865189B2 (ja) * 1999-12-16 2007-01-10 株式会社デンソー 自己発電型電気自動車用電池の制御方法
JP4012644B2 (ja) 1999-03-12 2007-11-21 トヨタ自動車株式会社 バッテリの充電状態検出装置
JP2002058113A (ja) * 2000-08-07 2002-02-22 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびその制御方法
JP2003068370A (ja) 2001-08-28 2003-03-07 Toyota Motor Corp バッテリの充電状態検出装置
JP3613216B2 (ja) * 2001-09-18 2005-01-26 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP4157317B2 (ja) * 2002-04-10 2008-10-01 株式会社日立製作所 状態検知装置及びこれを用いた各種装置
US6727670B1 (en) * 2002-12-12 2004-04-27 Ford Global Technologies, Llc Battery current limiter for a high voltage battery pack in a hybrid electric vehicle powertrain
JP3872758B2 (ja) 2003-01-08 2007-01-24 株式会社日立製作所 電源制御装置
JP2006129588A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の電力制御方法及び電源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078300A (ko) * 2015-12-18 2018-07-09 비와이디 컴퍼니 리미티드 전기 자동차, 자동차 장착 충전기 및 이를 제어하기 위한 방법

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