WO2014119049A1 - バッテリ制御装置 - Google Patents

バッテリ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014119049A1
WO2014119049A1 PCT/JP2013/077633 JP2013077633W WO2014119049A1 WO 2014119049 A1 WO2014119049 A1 WO 2014119049A1 JP 2013077633 W JP2013077633 W JP 2013077633W WO 2014119049 A1 WO2014119049 A1 WO 2014119049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
control device
soc
sub
main battery
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/077633
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 真也
晋 山内
洋平 河原
耕平 本蔵
小林 仁
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Publication of WO2014119049A1 publication Critical patent/WO2014119049A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66Arrangements of batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a battery control device and an electric vehicle using the same.
  • Lithium ion batteries are widely used as EV batteries, but the main types of deterioration of the lithium ion batteries are as follows: -Storage deterioration (deterioration caused by leaving the battery in a charged state) ⁇ Cycle deterioration (deterioration caused by repeated charge and discharge) As usage and environmental conditions to promote these, ⁇ Excessive current during discharging / charging ⁇ Storage in high / low temperature, charging / discharging.
  • a conventional system related to storage deterioration which is considered to depend largely on the user's EV operation method, will be described below.
  • FIGS. 20A and 20B An example of a conventional lithium ion battery subsystem for EV is shown in FIGS. 20A and 20B.
  • 20A and 20B equivalently show the connection state of each part in the lithium ion battery subsystem for EV.
  • the lithium ion battery is connected to a vehicle driving motor 108 via a relay 30b controlled by a battery subsystem and an inverter 107, and supplies power to the motor 108 during power running and accepts regenerative power during regeneration. I do.
  • FIG. 21 shows the relationship between the SOC of the lithium ion battery and the usage range
  • FIG. 22 shows the relationship between the battery capacity relative value and the elapsed time (year).
  • Patent Document 1 while satisfying the user's desired cruising distance, the battery SOC at the time of charging falls within a desired range, and based on the average value of the charge / discharge history performed previously, A technology for adjusting the amount of charge is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a SOC for both lithium ion batteries and lead batteries in a micro HEV battery system including a relatively small capacity lithium ion battery and a lead battery.
  • a technique for transferring power between the batteries so as to be an appropriate value from the viewpoint of deterioration has been disclosed.
  • Patent Document 1 The technique described in Patent Document 1 is based on an average value of past charge / discharge histories, and does not always satisfy the user's request at that time.
  • EV is used for applications such as car sharing and rental cars
  • the meaning of the history information is diminished and the effectiveness is remarkably reduced, so it is inappropriate to apply this technology.
  • Patent Document 2 The technology described in Patent Document 2 is intended for a micro-capacity lithium-ion battery for micro HEV, and the capacity of a large-capacity lithium-ion battery for EV is significantly different from that of a lead battery. The amount of power that can be transferred between the batteries is limited, and is not effective.
  • the above-described known technology does not take into consideration the response to cycle deterioration, which is another cause of battery deterioration, the response to a large current during charging / discharging, and the response to high / low temperature of the battery.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery control device capable of reducing a user's cost burden accompanying battery replacement in a battery used in an EV.
  • the battery control device of the present invention controls a first battery, a second battery of the same type as the first battery and having a smaller capacity than the first battery, and charge / discharge of the first battery and the second battery, respectively.
  • the first battery is used in a range narrower than a predetermined SOC usage range
  • the second battery is used in a range between an upper limit value and a lower limit value of a predetermined SOC usage range. It is characterized by that.
  • the incidental cost is required for the second battery having a smaller capacity than that of the first battery, but the replacement of the first battery is not required, and as a result, the total lifetime cost is reduced and the user is reduced.
  • the cost burden can be reduced.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of an electric vehicle to which the present invention is applied.
  • the block diagram which shows the integrated ECU in FIG. 1, and the detail of the periphery.
  • the block diagram which shows the layout to the electric vehicle of the battery subsystem in embodiment of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the relationship between the main battery and sub battery in 1st Example of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the relationship of the electric power transfer of the main battery and sub battery in 2nd Example of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the relationship of the electric power transfer of the main battery and sub battery in 2nd Example of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the optimal sub / main battery capacity
  • Explanatory drawing which shows the factor which accelerates
  • Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in 3rd Example of this invention.
  • Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in the 5th Example of this invention. Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in the 6th Example of this invention. Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in the 7th Example of this invention. Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in the 7th Example of this invention. Explanatory drawing which shows the content of the battery control logic in the 8th Example of this invention. Explanatory drawing which shows the problem of the conventional battery subsystem for electric vehicles. Explanatory drawing which shows the problem of the conventional battery subsystem for electric vehicles. The characteristic view which shows the SOC use area
  • the characteristic view which shows the relationship between SOC at the time of storage in a lithium ion battery, and aged deterioration.
  • the block diagram which shows the outline
  • FIG. 23 to FIG. 26 the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 23 shows an outline of the battery subsystem for the electric vehicle according to the present embodiment.
  • the main battery 301 first battery
  • a sub battery 302 second battery
  • the main battery 301 and the sub battery 302 are both lithium ion batteries, and the sub battery capacity is set smaller than the main battery capacity.
  • the main battery 301 is used in a range narrower than the normal SOC usable region (predetermined SOC usable region) (region where deterioration is small), and the sub-battery 302 is the upper limit (max) of the normal SOC usable region. ) And the lower limit (min).
  • the main battery 301 is connected to a vehicle driving motor 108 via relays 306b and 306a that are on / off controlled by a battery subsystem (not shown) and an inverter 107, and mainly supplies power to the motor 108 during power running. Also accept regenerative power during regeneration.
  • the sub-battery 302 is connected in parallel to the main battery 301 via a relay 306c controlled by the battery subsystem, a bidirectional DCDC converter 305, and a relay 306b.
  • a bidirectional DCDC converter 305 or the like is used between the main battery 301 and the sub-battery 302 so that the SOC of the main battery 301 at the time of being left is an appropriate value.
  • the power is moved as appropriate.
  • the target SOC usage range of the main battery is set narrower than the normal SOC usage range, and is limited to the SOC range with less storage deterioration.
  • the main battery life is prioritized over its own battery life, and the normal SOC usage range is fully used.
  • the power is removed from the main battery 301 as shown in FIG. 24 (b).
  • a part of the battery is moved to the sub-battery 302, and the SOC of the sub-battery 302 is raised to the SOC upper limit value, while the SOC of the main battery 301 is lowered to the SOC level with less neglected deterioration.
  • the charge battery (main / sub) is switched according to the input / output current information for each battery, and the main battery 301 is deteriorated. To prevent. Specifically, when it is determined that the current pattern is likely to lead to battery deterioration, and a large current or charge / discharge is repeated in a short period of time, the battery responsible for power transfer is switched from the main battery 301 to the sub battery 302, The main battery 301 is preserved.
  • the current handled by the main battery 301 is a small to medium current, a current with little time change, and polarity change.
  • a battery subsystem management unit 207 included in an integrated ECU is a higher-level management system for a battery subsystem (not shown), and controls DCDC converter 305 and relays 306a to 306c to be turned on / off. To do.
  • the life of the main battery 301 is extended by concentrating battery deterioration factors on the sub-battery 302.
  • the sub-battery 302 is consumed quickly, and the sub-battery 302 needs to be replaced as appropriate.
  • the incidental cost increases by the amount of sub-battery installed compared to the conventional battery system, but the replacement of the main battery becomes unnecessary, resulting in a lower total system lifetime cost and a reduced cost burden on the user. it can.
  • FIGS. A first embodiment to which the present invention is applied is shown in FIGS. First, the system configuration of an electric vehicle 100 that is a control target will be described with reference to FIG. Various signals such as an accelerator opening signal and a steering wheel steering angle signal are input to the integrated ECU 101, and a motor drive command value and the like are calculated based on these signals, and each command value includes various ECUs including the motor ECU 103. Sent to.
  • signals such as an accelerator opening signal and a steering wheel steering angle signal are input to the integrated ECU 101, and a motor drive command value and the like are calculated based on these signals, and each command value includes various ECUs including the motor ECU 103. Sent to.
  • the brake ECU 102 controls the brake hydraulic pressure in accordance with the brake pedal information and the command value from the integrated ECU 101 to obtain a desired brake braking force. Further, in the motor ECU 103, based on the motor drive command value from the integrated ECU 101, the required motor supply power is commanded to the inverter 107 to drive the motor. The generated motor driving force is transmitted to the driving wheel 111 via the reduction gear 109 and the axle 110, and desired traveling control is performed.
  • the battery subsystem 104 performs charge / discharge management and abnormality diagnosis of a plurality of batteries included therein, and outputs necessary battery information to the integrated ECU 101.
  • vehicle body ECU 105 grasps vehicle body information based on the ignition key SW and the shift SW, and optimally controls the entire vehicle in cooperation with the integrated ECU 101.
  • FIG. 2 is a diagram showing details of calculation contents and the like in the integrated ECU 101 of FIG.
  • the integrated ECU 101 includes an integrated control unit 201 that corresponds to a higher level of vehicle control, and includes control modules such as a vehicle motion control unit 202, an energy management unit 203, and a failure response unit 204.
  • the integrated control unit 201 comprehensively determines the calculation results of these control modules, a target brake braking force calculation unit 205, a target motor braking / driving force calculation unit 206, a battery subsystem management unit 207, a vehicle state management unit 208, and the like.
  • An operation command is transmitted to the lower control module.
  • These lower-level control modules calculate command values for the brake ECU 102, the motor ECU 103, the battery subsystem 104, and the vehicle body ECU 105 in accordance with commands from the integrated control unit 201, and transmit them to the corresponding ECUs.
  • the battery subsystem 104 is roughly composed of a main battery 301, a sub battery 302, and peripheral accessories.
  • the main battery 301 is connected to a vehicle driving motor 108 via relays 306b and 306a and an inverter 107, and supplies power to the motor 108 during power running and accepts regenerative power during regeneration.
  • the main battery 301 is provided with a main battery ECU 303 that manages the internal state of the main battery 301 (SOC, SOH (State of Health), cell balance, etc.).
  • the sub battery 302 is connected in parallel to the main battery 301 via a bidirectional DCDC converter 305 and various relays 306b and 306c.
  • the sub-battery 302 is used as a power buffer mainly for the purpose of adjusting the SOC of the main battery 301 when left.
  • a sub-battery ECU 304 that manages the internal state of the sub-battery 302 is installed for the sub-battery 302.
  • the integrated ECU 101 and the battery subsystem management unit 207 included in the integrated ECU 101 are a higher-level management system for the battery subsystem 104 so that the above-described power transfer between the main battery 301 and the sub-battery 302 can be performed smoothly.
  • the related information is collected from the main battery ECU 303, the sub battery ECU 304, etc., and the DCDC converter 305 and various relays 306 are operated (controlled).
  • the integrated ECU 101 and the battery subsystem 104 constitute the control means of the present invention.
  • the vehicle in this embodiment is a front wheel drive vehicle, and a motor 108 and an inverter 107 are installed on the front wheel shaft.
  • the large-capacity main battery 301 and the accompanying main battery ECU 303 are installed under the seat in the room, and the small-capacity sub-battery 302 and the accompanying sub-battery ECU 304 are attached and detached on the assumption that they are periodically replaced. In this case, it is installed under the trunk 401 which can be easily accessed from the outside.
  • capacity ratio setting of the main battery 301 and the sub battery 302 in the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • This control logic moves power from the main battery 301 to the sub-battery 302 by using the bidirectional DCDC converter 305 when it is determined that the main battery 301 is left at full charge.
  • the capacity ratio between the main battery 301 and the sub-battery 302 is determined on the assumption that the present control logic is applied.
  • the parameters relating to the battery are defined as follows.
  • Main battery 301 -Battery capacity: X [kWh] ⁇ Usable range: A1 [%] (upper limit) to A2 [%] (lower limit) ⁇ Target usage range: B1 [%] (upper limit) to B2 [%] (lower limit) ⁇ Sub battery 302 Battery capacity: Y [kWh] ⁇ Target usage range ( usable range): A1 [%] (upper limit) to A2 [%] (lower limit) -Default SOC: A2 [%]
  • B1% to B2% which is the target usage range of the main battery 301, an SOC range in which the degree of deterioration over time is small is obtained through experiments or the like. An area defined as an unnecessary use area.
  • the assumed maximum amount of transfer is expressed by the following expressions (1) and (2), respectively.
  • FIG. 6 shows a time chart when the EV main battery life extension control logic is executed in the first embodiment.
  • FIG. 6 shows ignition key switch on / off, DCDC converter 305 drive (on), stop (off), charger charging current, motor current, main battery 301 current, main battery 301 SOC, Each state of the current of the sub battery 302 and the SOC of the sub battery 302 is shown.
  • the SOC of the main battery 301 decreases to A2%, which is the lower limit of use, and then charging of the main battery 301 is started by a charger (not shown) at time T1.
  • the SOC of the main battery 301 reaches A1% which is the upper limit of use at time T2 with charging, the charging is stopped at that time, and then the ignition key switch is turned OFF at time T3.
  • the vehicle body ECU 105 is always activated, and the vehicle body ECU 105 counts the elapsed time from the time T3 after the key is turned off.
  • T4-T3 the elapsed time (T4-T3) from time T3 reaches the predetermined time Ts1
  • Expression (6) is established.
  • the vehicle body ECU 105 activates the integrated ECU 101 and the battery subsystem 104, causes the main battery ECU 303 and the sub battery ECU 304 to calculate the estimated values of the respective battery SOCs, and collects the calculation results.
  • the main battery SOC and the sub-battery SOC satisfy the following conditions (7) and (8): Main battery SOC [%] ⁇ B1 [%] (7) Sub-battery SOC [%] ⁇ A1 [%] (8)
  • the bidirectional DCDC converter 305 is activated from time T4 to time T5, and a part of the power of the main battery 301 is moved to the sub battery 302.
  • the main battery SOC and the sub battery SOC reach the target values B1 [%] and A1 [%], respectively, and the power transfer is completed. Thereafter, the vehicle leaving period starts from time T5.
  • the ignition key switch is turned on at time T6, and the EV is restarted. Thereafter, when the driver depresses the accelerator at time T ⁇ b> 7 and the integrated ECU 101 transmits a motor drive request to the motor ECU 103, a desired current is supplied from the battery subsystem 104 to the motor 108. At that time, first, power is preferentially supplied from the sub-battery 302. When the sub-battery SOC reaches A2 [%], which is the lower limit of use, at time T8, the power supply to the motor 108 is given priority from the sub-battery priority to the main battery. The power supply is continued until time T9 when the motor drive request ends.
  • the power transfer logic (the logic described with reference to FIG. 5) is performed at time T4.
  • the main battery SOC has a standard (B1% to Therefore, the life of the main battery 301 can be extended as compared with the case where the present logic is not implemented.
  • the target SOC of the sub-battery 302 serving as a reference for the power transfer is not limited to the lower limit value A2% of use of the sub-battery 302, and may be set near the minimum usable SOC, that is, near A2%.
  • the capacity ratio of the sub-battery 302 to the main battery 301 increases, the degree of deterioration of the main battery 301 after a predetermined period of time decreases, and the main battery SOH increases as shown by the solid line on the upper side of FIG. This is because as the capacity of the sub-battery 302 increases, the SOC adjustment allowance for the main battery 301 increases, and deterioration of the main battery 301 is effectively suppressed.
  • the lifetime battery total cost is the main battery initial cost + main battery Battery replacement costs.
  • the sub battery initial cost proportional to the capacity of the sub battery 302 is added.
  • the lifetime battery total cost increases as shown by the solid line.
  • the sub-battery capacity ratio reaches a predetermined point (10% in FIG. 7)
  • the subsequent period is within a predetermined period. Since the replacement of the main battery 301 is not necessary, the lifetime battery total cost is reduced stepwise.
  • the lifetime battery total cost is increased again by the increase of the sub battery capacity, so that the vicinity of the step-shaped drop becomes a minimum value and becomes an optimum band of the sub / main battery capacity ratio.
  • the optimum band of the sub / main battery capacity ratio in the first embodiment is about 10% to 25%.
  • the second embodiment in addition to “(1) High-SOC neglected power transfer logic” implemented in the first embodiment, “(2) Low-SOC neglected power transfer logic” is performed.
  • the low SOC left-side power transfer corresponds to the sub battery 302 to the main battery 301 using the bidirectional DCDC converter 305 when it is determined that the main battery 301 is left in the low SOC state. It moves power.
  • the capacity ratio between the main battery 301 and the sub-battery 302 is determined on the assumption that both the power transfer logics (1) and (2) are applied.
  • FIGS. 8A and 8B show the capacity ratio setting of the main battery 301 and the sub battery 302 in the second embodiment.
  • the parameters regarding the capacity setting of the main battery 301 and the sub battery 302 are shown below.
  • Battery capacity: Z [kWh] -Target usage range ( usable range): A1 [%] to A2 [%] -Default SOC: C [%]
  • the definitions of A1 [%], A2 [%], B1 [%], and B2 [%] are the same as in the first embodiment.
  • the default SOC of the sub-battery 302 is set to the following formula C [%].
  • Sub battery maximum received power @ (1) Z [kWh] ⁇ (A1-C) [%] / 100 [%] (11)
  • Main battery maximum discharge power @ (1) Sub battery maximum received power @ (1) (12)
  • FIG. 9 shows a time chart when the power transfer logic corresponding to (1) high SOC left standing in FIG. 8A in the second embodiment is implemented.
  • This time chart is substantially the same as the time chart in the case of the first embodiment shown in FIG. 6 described above, and the difference will be mainly described here.
  • the capacity of the sub-battery 302 is set to be larger than that in the first embodiment, and the default SOC (SOC default target value) of the sub-battery 302 is approximately the middle position (intermediate position) of the SOC usage range. C% or near C%).
  • Charging to the main battery 301 is started at time T1, and when reaching the upper limit value A1% at time T2, charging is stopped at that point, and then the ignition key switch is turned OFF at time T3. .
  • the vehicle body ECU 105 counts the time elapsed from the time T3 after the key is turned off, and when the vehicle body ECU 105 reaches the time T4 when the predetermined time Ts1 has elapsed, the vehicle body ECU 105 activates the integrated ECU 101 and the battery subsystem 104, and the main battery SOC. Information on the sub-battery SOC is collected.
  • the DCDC converter 305 is activated from time T4 to time T5 to power the main battery 301. Is moved to the sub-battery 302.
  • the desired movement from the main battery 301 is achieved. The point is that the amount of power is acceptable.
  • the ignition key switch is turned on at time T6 and the EV is restarted.
  • a motor drive request is generated at time T7, power is preferentially supplied from the sub-battery 302.
  • the power supply to the motor 108 is given priority to the sub battery at time T8 when the sub battery SOC reaches the default SOC (C%) without using up the power of the sub battery 302. To main battery priority.
  • FIG. 10 shows a time chart when (2) low-SOC neglected power transfer logic in the second embodiment is implemented.
  • This time chart is substantially the same as the time chart of the power transfer logic (1) corresponding to high SOC left standing shown in FIG. 9 described above (FIG. 8A), and here, the difference will be mainly described.
  • time T2 the SOC of the main battery 301 decreases and decreases to A2%, which is the lower limit of use.
  • time T2 the traveling is stopped, and then the ignition key switch is turned OFF at time T3.
  • the vehicle body ECU 105 is always activated, and the vehicle body ECU 105 counts the elapsed time from the time T3 after the key is turned off.
  • the vehicle body ECU 105 counts the elapsed time from the time T3 after the key is turned off.
  • the vehicle body ECU 105 activates the integrated ECU 101 and the battery subsystem 104, causes the main battery ECU 303 and the sub battery ECU 304 to calculate the estimated values of the respective battery SOCs, and collects the calculation results.
  • the main battery SOC and the sub-battery SOC satisfy the following formulas (17) and (18): Main battery SOC [%] ⁇ B2 [%] (17) Sub battery SOC [%] ⁇ A2 [%] (18)
  • the bidirectional DCDC converter 305 is activated from time T4 to time T5, and a part of the power of the sub battery 302 is moved to the main battery 301.
  • the main battery SOC and the sub-battery SOC reach target values B2 [%] and A2 [%], respectively, and the power transfer is completed. Thereafter, the vehicle leaving period starts from time T5.
  • the ignition key switch is turned on at time T6, and the EV is restarted. Thereafter, the charging mode is entered at time T7, and power is supplied to the main battery 301 and the sub battery 302 from the charger. At that time, first, power is preferentially supplied from the sub-battery 302. When the sub-battery SOC reaches the SOC default target value C [%] at time T8, the power supply by the charger is changed from the sub-battery priority to the main battery. It is switched to priority and is continued until time T9 when charging ends.
  • FIG. 11 shows steps S501 to S519 performed by the integrated ECU 101 and the battery subsystem 104.
  • main is an abbreviation for “main battery”
  • sub is an abbreviation for “sub battery”.
  • Parking mode (S513-S519) When it is determined as “No” in S508, it is determined as the parking mode, and the process proceeds to S513. In S513, Parking time> predetermined time (21) Whether or not is established is determined. When the above formula (21) is established, it is determined that the parking mode is the long-time parking mode (S514), and the process proceeds to S516 as the next step. When the formula (21) is not established, it is determined as the short-time parking mode (S515), and the routine is ended (S507).
  • SOC @ Main> B1 [%] (22) SOC @ Sub ⁇ A1 [%] (23) are established at the same time, and when established, the DCDC converter 305 is activated to move the power from the main battery 301 to the sub-battery 302 to the target value (S517), and the routine is terminated (S507).
  • the optimum sub / main battery capacity ratio in the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the definitions of the upper solid line and the lower solid line in FIG. 12 are the same as those in FIG.
  • the relationship between the main battery SOH (upper solid line) and the lifetime battery total cost (lower solid line) with respect to the sub / main battery capacity ratio shown in FIG. 12 is qualitatively the same as in the first embodiment (FIG. 7).
  • the necessary sub-battery capacity for the same SOC adjustment amount is larger than that in the first embodiment, so that the characteristic curve shifts from FIG. 7 and the optimum band shifts.
  • the optimum band of the sub / main battery capacity ratio in the second embodiment is about 25% to 40%.
  • the SOC of the high-capacity main battery 301 is reduced to the SOC level with less neglected deterioration by executing the high SOC neglected power transfer logic (FIG. 8A).
  • the SOC level of the large-capacity main battery 301 can be increased to ensure a margin until complete discharge. it can.
  • FIG. 13 shows factors that promote the deterioration of the lithium ion battery in addition to the storage deterioration described above.
  • the same parts as those in FIG. 20 are denoted by the same reference numerals.
  • the battery subsystem management unit 207 in the integrated ECU 101 analyzes the magnitude of the battery current, the repetition frequency of power running / regeneration, and the like based on the battery current input / output information of the main battery 301 and the sub battery 302.
  • various switching SWs (relays 306a to 306c) on the electric circuit are controlled to be turned on / off. 14 (a)
  • the power path is switched from the main battery 301 side to the sub-battery 302 side as shown in FIG. 14 (b), and the sub-battery 302 is in charge of power transmission and reception. 301 is preserved.
  • the third embodiment when the repetition frequency of powering / regeneration is large, frequent charging / discharging by the main battery 301 can be avoided and the main battery 301 can be preserved.
  • the battery that exchanges power is switched between power running and regeneration, the frequency of current polarity change in each battery is reduced, and cycle deterioration is reduced.
  • the processing contents are shown below. (1) During power running Various switching SWs (relays 306a to 306c) on the power path are controlled so that power used for power running of the motor 108 is supplied from the main battery 301. (2) During regeneration Various switching SWs (relays 306a to 306c) on the power path are controlled so that electric power generated during motor regeneration is stored in the sub-battery 302. (3) After a lapse of a certain time According to the processes (1) and (2), the SOC of the main battery 301 decreases, while the SOC of the sub battery 302 increases. (4) Movement of regenerative power The regenerative power accumulated in the sub-battery 302 is collectively moved to the main battery 301 using the DCDC converter 305 at an appropriate timing. As a result, the amount of power storage increases.
  • the battery in charge is switched between power running and regenerative operation so that frequent switching of the current polarity does not occur in each battery, so that battery deterioration can be reduced.
  • the battery subsystem management unit 207 in the integrated ECU 101 analyzes the magnitude of the battery current based on the battery current input / output information of the main battery 301 and the sub battery 302.
  • the various switching SWs (relays 306a to 306c) on the electric circuit are turned on.
  • the power is switched off from the normal state of FIG. 16A to the sub battery 302 side from the main battery 301 side as shown in FIG. 16B, and the sub battery 302 is in charge of power transfer.
  • the main battery 301 is preserved.
  • the fifth embodiment when the battery current is large, charging of the main battery 301 by the large current can be avoided and the main battery 301 can be preserved.
  • the battery subsystem management unit 207 in the integrated ECU 101 makes a determination regarding temperature adjustment of the main battery 301 and the sub battery 302 based on the battery temperature of the main battery 301 and the sub battery 302 and the battery SOC information.
  • Temperature adjustment devices 411 and 412 such as battery dedicated heaters and cooling fans are used to adjust the temperature of each of the batteries 301 and 302.
  • these power consumptions are relatively large, optimum control is required from the viewpoint of energy saving.
  • the battery temperature control device From the viewpoint of preventing the deterioration of the battery, it is desirable to always operate the battery temperature control device at normal time as shown in FIG. 17A, but as shown in FIG.
  • both the sub-battery 302 and the sub-battery 302 have a small charged amount, there is a risk of road stoppage due to insufficient battery power.
  • the main battery 301 is continuously temperature-controlled by the temperature control device 411, and at least the main battery 301 is maintained.
  • a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 18A and 18B.
  • the main purpose of the sub-battery 302 in this battery subsystem is to assist in extending the life of the main battery 301, and it is normally used as a power buffer for the main battery 301, but it can be used for long-distance driving according to the user's intention. It is also possible to use it as a spare battery for performing.
  • the battery subsystem management unit 207 in the integrated ECU 101 switches between two modes, for example, “normal mode” and “long-distance operation mode” according to the user's intention.
  • “normal mode” When “normal mode” is selected, a full charge is performed from the charger 308, for example, the main battery 301, as shown in FIG. 18A, according to the charge amount command from the battery subsystem management unit 207 as the charge control means.
  • the sub-battery 302 is in a charged state that leaves a surplus power for power transfer.
  • a charging amount command from the battery subsystem management unit 207 is used in parallel with the main battery 301 as shown in FIG.
  • the sub-battery 302 is also fully charged and used as an energy source during travel, thereby enabling long distance travel.
  • the sub-battery 302 can be used as a spare battery for long-distance traveling, for example, according to the user's intention.
  • the sub battery 302 is used for emergency running when the battery is in a road stop (power shortage; main battery empty state) when the battery power is insufficient. Used as a battery.
  • the battery subsystem management unit 207 in the integrated ECU 101 supplies power from the main battery 301 to the motor 108 in a normal state as shown in FIG. 19A in consideration of the battery SOC state and the driving intention of the driver.
  • various switch SWs (relays 306a to 306c) are turned on and off as shown in FIG. 19B, and the power path as shown in FIG. 19B (b). Is switched from the main battery side to the sub-battery side, and the electric power stored in the sub-battery 302 is supplied to the motor 108 to enable traveling toward the retreat traveling.
  • emergency running can be performed with the electric power stored in the sub-battery 302 when there is a power shortage due to a shortage of power in the main battery.
  • SYMBOLS 100 Electric vehicle 101 ... Integrated ECU 102 ... Brake ECU 103 ... Motor ECU 104 ... Battery subsystem 105 ... Body ECU 106 ... Brake 107 ... Inverter 108 ... Motor DESCRIPTION OF SYMBOLS 109 ... Deceleration gear 110 ... Drive shaft 111 ... Drive wheel 201 ... Integrated control part 202 ... Vehicle motion control part 203 ... Energy management part 204 ... Fail time response part 205 ... Target brake braking force calculating part 206 ... Target motor braking / driving force calculation 207 ... Battery subsystem management unit 208 ... Vehicle state management unit 301 ... Main battery 302 ... Sub battery 303 ... Main battery ECU 304 ... Sub-battery ECU 305 ... Bidirectional DCDC converter 306, 306a to 306c ... Relay 308 ... Charger 401 ... Trunk 411, 412 ... Temperature control device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

 電動車両用のバッテリ制御装置であって、電動車両駆動用バッテリとして、大容量であり、通常のSOC使用域よりも狭い劣化小の領域で使用されるメインバッテリ(301)と、小容量であり、通常のSOC使用域の上限値と下限値の間の範囲で使用されるサブバッテリ(302)を具備し、メインバッテリのSOCが長寿命化の観点で好適値になる様に、メインバッテリ(301)とサブバッテリ(302)間で適宜電力の移動を行う。その際、サブバッテリ(302)は定期交換を前提とし、サブバッテリ(302)のSOC設定値は、メインバッテリ(301)の寿命を優先した設定値とする。これによって、サブバッテリ搭載分だけ付帯コストは増大するが、メインバッテリ(301)の長寿命化により、システムトータルの生涯コストは安くなり、ユーザの負担が低減する。

Description

バッテリ制御装置
 本発明はバッテリ制御装置、及びそれを用いた電動車両に関する。
 電気自動車(EV;Electric Vehicle)の航続距離は、搭載する走行用バッテリの容量に依存するため、前記バッテリ容量については、初期性能のみならず、経年時の耐劣化性能が重要となる。バッテリの経年劣化が激しい場合、車両の耐用年数を迎える前にバッテリ交換が必要となり、ユーザのコスト負担が大きく、商品性が著しく低下する。
 EV用バッテリとしてリチウムイオンバッテリが広く用いられているが、そのリチウムイオンバッテリの主な劣化の種類として、
 ・保存劣化(充電状態で放置することにより生じる劣化)
 ・サイクル劣化(充放電を繰り返すことにより生じる劣化)
 があり、これらを助長する使い方や環境条件として、
 ・放電/充電時の過大な電流
 ・高温/低温状態での保存、充放電
 が挙げられる。この中で、特にユーザのEV運用方法に大きく依存すると思われる、保存劣化に関する従来システムを以下に説明する。
 従来のEV用リチウムイオンバッテリサブシステムの一例を図20A,20Bに示す。図20A,20BはEV用リチウムイオンバッテリサブシステムにおける各部の接続状態を等価的に表している。リチウムイオンバッテリは、バッテリサブシステムによって制御されるリレー30bおよびインバータ107を介して車両駆動用のモータ108と接続されており、モータ108に対して、力行時の電力供給および回生時の回生電力受け入れを行う。
 EVでは航続距離を伸ばすため、HEV(Hybrid Electric Vehicle)用バッテリ等に比べて、バッテリ蓄電割合(SOC;State of Charge)に対する使用領域を広く設定する傾向にある。これにより、EV使用時において、例えば図20Aのように高SOC状態(上限または上限に近い蓄電割合)のままEVを長期間使用しないケースや、図20Bのように低SOC状態(下限または下限に近い蓄電割合)で、しばらく充電せずに放置するケースが起こり得る。しかしながら、リチウムイオンバッテリの場合、高SOC状態や低SOC状態にて長期間放置することは、バッテリ劣化を助長する要因となる。
 図21にリチウムイオンバッテリのSOCと、使用域の関係を示し、図22にバッテリ容量相対値と経過時間(年)の関係を示す。図21の縦軸の開放電圧(OCV;Open Circuit Voltage)よりバッテリの使用可能なSOC域(SOC=0~100%)が定義されるが、SOCが100%に近い領域で長期保存を行う場合、図22に示す様に、電極の特性変化等に起因して容量低下が顕著になる。
 一方、SOCが0%に近い領域での長期保存は、電極に金属リチウムが析出して使用不能となる(マージンが小となる)可能性が大きくなる。従って、バッテリ劣化低減の観点では、SOCの中央付近の狭い領域(図示劣化小の領域)内で使用することが望ましいため、バッテリSOCの使用領域の設定に関し、EVの航続距離延伸とバッテリ劣化低減は、相反する関係にある。
 上記課題に関し、例えば特許文献1では、ユーザの希望航続距離を満たしつつ、充電時におけるバッテリSOCが所望の範囲に収まる様に、以前に実施した充放電履歴の平均値を基に、バッテリへの充電量を調整する技術が公開されている。
 また、電動車両用バッテリシステムに関わる他の関連技術として、特許文献2では、比較的小容量のリチウムイオンバッテリと鉛バッテリから成るマイクロHEV用バッテリシステムにおいて、リチウムイオンバッテリと鉛バッテリの双方のSOCが、劣化の観点で適正値となる様に、相互のバッテリ間で電力を移動する技術が公開されている。
特開2010-88206号公報 特開2006-304393号公報
 特許文献1に記載の技術は、過去の充放電履歴の平均値を基にしたものであり、その時々のユーザの要求を満たすものとは限らない。特にEVをカーシェアリングやレンタカー等の用途に用いた場合、履歴情報の意味合いが薄れ、実効性が著しく低下するため、本技術を適用することは不適当である。
 また、特許文献2に記載の技術は、マイクロHEV用の小容量リチウムイオンバッテリを対象としたものであり、EV用の大容量リチウムイオンバッテリにおいては、鉛バッテリに対して容量が大幅に異なるため、相互のバッテリ間で移動し得る電力量は限られ、実効性に乏しい。
 また、上記公知技術では、他のバッテリ劣化要因であるサイクル劣化への対応や、充放電時における大電流に対する対応、バッテリの高温/低温時の対応などについて考慮されていない。
 本発明は以上の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、EVに用いられるバッテリにおいて、バッテリ交換に伴うユーザのコスト負担を低減することができるバッテリの制御装置を提供することにある。
 本発明のバッテリの制御装置は、第1バッテリと、前記第1バッテリと同一種類であり第1バッテリよりも小容量の第2バッテリと、前記第1バッテリおよび第2バッテリの充放電を各々制御する制御手段とを備え、前記第1バッテリは予め定めたSOC使用域よりも狭い範囲で使用され、前記第2バッテリは予め定めたSOC使用域の上限値と下限値の間の範囲で使用されることを特徴とする。
 本発明によれば、第1バッテリよりも少容量の第2バッテリの分だけ付帯コストが必要であるが、第1バッテリの交換が不要となるため、結果としてトータルの生涯コストが安くなり、ユーザのコスト負担を低減することができる。
 本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
本発明が適用される電動車両のシステム構成図。 図1における統合ECUおよびその周辺の詳細を示す構成図。 本発明の実施形態におけるバッテリサブシステム周辺の構成図。 本発明の実施形態におけるバッテリサブシステムの電動車両へのレイアウトを示す構成図。 本発明の第1の実施例におけるメインバッテリとサブバッテリの関係を示す説明図。 本発明の第1の実施例におけるバッテリ制御ロジックのタイムチャート。 本発明の第1の実施例における最適なサブ/メインバッテリ容量比を示す特性図。 本発明の第2の実施例におけるメインバッテリとサブバッテリの電力移動の関係を示す説明図。 本発明の第2の実施例におけるメインバッテリとサブバッテリの電力移動の関係を示す説明図。 本発明の第2の実施例における高SOC放置時のバッテリ制御ロジックのタイムチャート。 本発明の第2の実施例における低SOC放置時のバッテリ制御ロジックのタイムチャート。 本発明の第2の実施例におけるバッテリ制御ロジックのフローチャート。 本発明の第2の実施例における最適なサブ/メインバッテリ容量比を示す説明図。 リチウムイオンバッテリの劣化を促進させる要因を示す説明図。 本発明の第3の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第4の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第5の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第6の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第7の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第7の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 本発明の第8の実施例におけるバッテリ制御ロジックの内容を示す説明図。 従来の電動車両用バッテリサブシステムの問題点を示す説明図。 従来の電動車両用バッテリサブシステムの問題点を示す説明図。 リチウムイオンバッテリにおけるSOC使用領域を示す特性図。 リチウムイオンバッテリにおける保存時SOCと経年劣化の関係を示す特性図。 本発明の実施形態による電動車両用バッテリサブシステムの概要を示す構成図。 本発明の実施形態による電動車両用バッテリサブシステムの制御ロジックを示す説明図。 本発明の実施形態による電動車両用バッテリサブシステムの制御ロジックを示す説明図。 本発明の実施形態による電動車両用バッテリサブシステムの概要を示す構成図。
 以下、図面を参照しながら本発明をEVに適用した実施形態を説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
 まず、本発明の実施形態の構成を図23~図26とともに説明する。尚、図23~図26において、同一部分は同一符号をもって示している。
 図23は本実施形態による電動車両用バッテリサブシステムの概要を表し、EV車両には、車両駆動用のモータ108に対して主体的に電力のやり取りを行うメインバッテリ301(第1バッテリ)に加えて、メインバッテリ301の長寿命化をアシストするためのサブバッテリ302(第2バッテリ)を搭載する。なお、メインバッテリ301とサブバッテリ302は、双方ともにリチウムイオンバッテリとし、サブバッテリ容量はメインバッテリ容量よりも小さく設定する。
 そして、メインバッテリ301は通常のSOC使用可能領域(予め定めたSOC使用域)よりも狭い範囲(図示劣化小の領域)で使用され、サブバッテリ302は通常のSOC使用可能領域の上限値(max)と下限値(min)の間で使用される。
 メインバッテリ301は、図示省略のバッテリサブシステムによりオン、オフ制御されるリレー306b,306aおよびインバータ107を介して車両駆動用のモータ108と接続されており、主としてモータ108に対する力行時の電力供給、及び回生時の回生電力受け入れを行う。
 サブバッテリ302は、バッテリサブシステムにより制御されるリレー306c、双方向のDCDCコンバータ305およびリレー306bを介してメインバッテリ301に対して並列に接続されている。
 本システムでは、メインバッテリ301の長寿命化を目的に、放置時におけるメインバッテリ301のSOCが適正値になる様に、双方向のDCDCコンバータ305等を用いて、メインバッテリ301とサブバッテリ302間で適宜電力の移動を行う。なお、電力移動における各バッテリの目標SOCの設定指針としては、メインバッテリの目標SOC使用範囲を、通常のSOC使用域よりも狭く設定し、保存劣化の少ないSOC範囲に限定する。一方のサブバッテリ302の目標SOC使用範囲については、自らのバッテリ寿命よりもメインバッテリ寿命を優先し、通常のSOC使用域をフルに使用する。
 具体例としては、図24の(a)に示す様に、メインバッテリ301が高SOC状態で放置されていると判定した際には、図24の(b)のようにメインバッテリ301から電力の一部をサブバッテリ302に移動し、サブバッテリ302のSOCをSOC上限値まで上昇させる一方で、メインバッテリ301のSOCは、放置劣化の少ないSOCレベルまで低下させる。
 また、図25の(a)に示す様に、メインバッテリ301が低SOC状態で放置されていると判定した際には、図25の(b)のようにサブバッテリ302から電力の一部をメインバッテリ301に移動し、サブバッテリ302のSOCをSOC下限値付近まで下げる一方で、メインバッテリ301についてはSOCレベルが上昇することにより、完全放電までのマージンが確保される。
 また、サイクル劣化や充放電時における大電流に対応するため、図26に示す様に、各バッテリに対する入出力電流情報に応じて、担当バッテリ(メイン/サブ)を切り替え、メインバッテリ301の劣化を防止する。具体的には、バッテリ劣化につながり易い、大電流や充放電が短期間に繰り返される電流パターンであると判断した際には、電力授受を受け持つバッテリをメインバッテリ301からサブバッテリ302に切り替えて、メインバッテリ301の温存を図る。
 したがって、メインバッテリ301が扱う電流は、小~中電流、時間変化、極性変化の少ない電流となる。
 尚図26において、統合ECU(Electronic Control Unit)に内包されるバッテリサブシステム管理部207は、図示省略のバッテリサブシステムに対する上位管理システムであり、DCDCコンバータ305、リレー306a~306cをオン、オフ制御する。
 以上のように、本システムでは、バッテリ劣化要因をサブバッテリ302に集中させることにより、メインバッテリ301の長寿命化を図るものである。その結果、サブバッテリ302の消耗が早まり、サブバッテリ302を適宜交換する必要が生じるが、大きなコストウエイトを占めるメインバッテリ301の長寿命化を実現でき、車両の耐用年数期間中のメインバッテリ301の交換が不要となる。
 従って、従来のバッテリシステムに比べて、サブバッテリ搭載分だけ付帯コストは増大するが、メインバッテリの交換が不要となることから、結果としてシステムトータルの生涯コストが安くなり、ユーザのコスト負担が低減できる。
<第1の実施例>
 本発明を適用した第1の実施例を図1~図7に示す。まず、図1を用いて制御対象である電気自動車100のシステム構成について説明する。統合ECU101には、アクセル開度信号やハンドル舵角信号などの各種信号が入力され、これらの信号を基にモータ駆動指令値などを算出し、それぞれの指令値がモータECU103をはじめとする各種ECUに送信される。
 一方、ブレーキECU102では、ブレーキペダル情報や統合ECU101からの指令値に従ってブレーキ油圧を制御し、所望のブレーキ制動力を得る。また、モータECU103においては、統合ECU101からのモータ駆動指令値を基に、必要なモータ供給電力をインバータ107に指令して、モータ駆動を行う。発生したモータ駆動力は、減速ギア109と車軸110を介して駆動輪111に伝えられ、所望の走行制御を実施する。
 ここで、モータ108を駆動するための電力は、バッテリサブシステム104から供給される。バッテリサブシステム104では、内包する複数のバッテリの充放電の管理や異常診断などを行い、必要なバッテリ情報を統合ECU101に出力する。
 また車体ECU105では、イグニッションキーSWやシフトSWを基に車体情報を把握し、統合ECU101と連携して車両全体を最適に制御する。
 図2は、図1の統合ECU101における演算内容などの詳細を示す図である。統合ECU101には、車両制御の上位に相当する統合制御部201が存在し、車両運動制御部202、エネルギー管理部203、フェール時対応部204などの制御モジュールを内包している。統合制御部201では、これらの制御モジュールの演算結果を総合的に判断し、目標ブレーキ制動力演算部205、目標モータ制駆動力演算部206、バッテリサブシステム管理部207、車両状態管理部208などの下位制御モジュールに対して演算指令を送信する。これらの下位制御モジュールでは、統合制御部201の指令に従って、ブレーキECU102、モータECU103、バッテリサブシステム104、車体ECU105に対する指令値を演算し、対応するECUにそれぞれ送信する。
 次に、バッテリサブシステム104周辺について、図3を用いて説明する。バッテリサブシステム104は、大きく分けて、メインバッテリ301とサブバッテリ302、及び周辺補機より構成される。メインバッテリ301はリレー306b,306aおよびインバータ107を介して車両駆動用のモータ108と接続されており、モータ108に対する力行時の電力供給、及び回生時の回生電力受入れを行う。また、メインバッテリ301には、メインバッテリ301の内部状態(SOCやSOH(State of Health)、セルバランス等)を管理するメインバッテリECU303が設置されている。サブバッテリ302については、双方向のDCDCコンバータ305や各種リレー306b、306cを介して、メインバッテリ301に対して並列に接続されている。サブバッテリ302は、主に放置時におけるメインバッテリ301のSOC調整を目的とした電力バッファとして用いられる。また、メインバッテリ301と同様に、サブバッテリ302についても、サブバッテリ302の内部状態を管理するサブバッテリECU304が設置されている。
 また、統合ECU101及び統合ECU101に内包されるバッテリサブシステム管理部207は、バッテリサブシステム104に対する上位管理システムにあたり、前述のメインバッテリ301とサブバッテリ302間の電力授受等がスムーズに行われる様に、メインバッテリECU303やサブバッテリECU304等から関連情報を収集し、DCDCコンバータ305や各種リレー306を操作(制御)する。尚、前記統合ECU101、バッテリサブシステム104によって本発明の制御手段が構成される。
 次に、バッテリサブシステム104の電動車両100への設置レイアウトに関して、図4を用いて説明する。本実施例における車両は前輪駆動車であり、前輪軸上にモータ108、インバータ107が設置される。また、大容量のメインバッテリ301および付随するメインバッテリECU303は、室内のシート下に設置され、小容量のサブバッテリ302および付随するサブバッテリECU304については、定期的に交換することを前提に、脱着の際に外部から容易にアクセス可能なトランク401下部に設置される。
 次に、第1の実施例における、メインバッテリ301とサブバッテリ302の容量比率設定について、図5を用いて説明する。第1の実施例では、「(1)高SOC放置時対応電力移動ロジック」のみを実施する。本制御ロジックは、メインバッテリ301が満充電にて放置状態にあると判定した際には、双方向DCDCコンバータ305を用いて、メインバッテリ301からサブバッテリ302へ電力を移動するものである。ここでは、本制御ロジックの適用を前提に、メインバッテリ301とサブバッテリ302の容量比率を決定する。ここで、バッテリに関するパラメータを、以下の様に定義する。
○メインバッテリ301
・バッテリ容量:X[kWh]
・使用可能域:A1[%](上限値)~A2[%](下限値)
・目標使用域:B1[%](上限値)~B2[%](下限値)
○サブバッテリ302
・バッテリ容量:Y[kWh]
・目標使用域(=使用可能域):A1[%](上限値)~A2[%](下限値)
・デフォルトSOC:A2[%]
 ここで、メインバッテリ301の目標使用域である「B1%~B2%」については、経年時の劣化度合いが小さいSOC域を実験等により求め、本範囲であれば、車両耐用年内にバッテリ交換が不要な使用域と定義される領域である。
 また、満充電放置判定時において、メインバッテリ301の電力の一部をサブバッテリ302に移動する際、想定される最大の授受量は、それぞれ次の式(1)、式(2)で表される。
 メインバッテリ最大放出電力=X[kWh]×(A1-B1)[%]/100[%] ・・・・・(1)
 サブバッテリ最大受入れ電力=Y[kWh]×(A1-B2)[%]/100[%] ・・・・・(2)
 ここで、
 メインバッテリ最大放出電力=サブバッテリ最大受入れ電力 ・・・・・(3)
 とすると、メインバッテリとサブバッテリの容量比率Y[kWh]/X[kWh]は、
 Y[kWh]/X[kWh]=(A1-B2)[%]/(A1-B1)[%]  ・・・・・(4)
 となり、メインバッテリX[kWh]に対する、必要なサブバッテリ容量Y[kWh]は、
 Y[kWh]=(A1-B2)[%]/(A1-B1)[%]×X[kWh]  ・・・・・(5)
 となる。
 次に、第1の実施例における、EV用メインバッテリ長寿命化制御ロジック実行時のタイムチャートを図6に示す。図6は経過時間に対する、イグニッションキースイッチのオン、オフ、DCDCコンバータ305の駆動(オン)、停止(オフ)、充電器による充電電流、モータ電流、メインバッテリ301の電流、メインバッテリ301のSOC、サブバッテリ302の電流、サブバッテリ302のSOCの各状態を各々示している。
 EVでの走行に伴い、メインバッテリ301のSOCが使用下限値であるA2%まで減少した後、時刻T1にてメインバッテリ301への充電を図示省略の充電器によって開始する。充電に伴い、メインバッテリ301のSOCが、時刻T2にて使用上限値であるA1%まで到達すると、その時点で充電を停止し、その後、時刻T3にてイグニッションキースイッチをOFFとする。
 キーOFF後においても、車体ECU105は常時起動状態となっており、車体ECU105では、キーOFF後の時刻T3からの経過時間をカウントする。時刻T4となり、時刻T3からの経過時間(T4-T3)が、所定時間Ts1に到達すると式(6)が成立する。
 時刻T3からの経過時間[min]≧Ts1[min]  ・・・・(6)
 車体ECU105は、統合ECU101およびバッテリサブシステム104を起動させ、メインバッテリECU303とサブバッテリECU304に対し、それぞれのバッテリSOCの推定値を演算させると共に、その演算結果を収集する。
 その結果、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCが、下記式(7)、(8)に示す条件、
 メインバッテリSOC[%]≧B1[%]  ・・・・・(7)
 サブバッテリSOC[%]≦A1[%]  ・・・・・(8)
 が同時に成立していると判断した際には、時刻T4から時刻T5に掛けて、双方向のDCDCコンバータ305を起動させ、メインバッテリ301の電力の一部をサブバッテリ302へ移動する。その結果、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCは、それぞれ目標値であるB1[%]とA1[%]に到達し、電力の移動が完了する。その後、時刻T5から、車両放置期間となる。
 上記車両放置の後、時刻T6にてイグニッションキースイッチがONとなり、EVが再起動状態となる。その後、時刻T7にてドライバーがアクセルを踏み込み、統合ECU101がモータECU103に対して、モータ駆動要求を発信すると、バッテリサブシステム104より所望の電流がモータ108に供給される。その際、まずサブバッテリ302から優先的に電力が供給され、時刻T8にサブバッテリSOCが使用下限値であるA2[%]に到達すると、モータ108への電力供給がサブバッテリ優先からメインバッテリ優先へ切り替えられ、モータ駆動要求が終了する時刻T9まで、電力供給が継続される。
 本実施例では、時刻T4に電力移動ロジック(図5について述べたロジック)が実施され、その結果、時刻T5から時刻T6に至る放置期間において、メインバッテリSOCがバッテリ劣化の少ない基準(B1%~B2%の間の劣化少の領域)に保たれるため、本ロジックを実施しない場合に比べて、メインバッテリ301の長寿命化が図られる。尚、前記電力移動の基準となるサブバッテリ302の目標SOCは、サブバッテリ302の使用下限値A2%に限らず、使用可能な最小SOC付近、すなわちA2%付近に設定してもよい。
 次に、第1の実施例における最適なサブ/メインバッテリ容量比について、図7を用いて説明する。図7はサブ/メインバッテリ容量比に対するメインバッテリSOHと生涯バッテリ総費用との関係を表し、図7の横軸におけるサブ/メインバッテリ容量比=0%の意味は、サブバッテリ302を付加しない、すなわちメインバッテリ301のみのシステムを示している。
 メインバッテリ301に対するサブバッテリ302の容量比が増加するにつれて、所定期間経過後のメインバッテリ301の劣化度合いは小さくなり、図7の上側の実線に示すようにメインバッテリSOHは増加する。これは、サブバッテリ302の容量が増加するにつれて、メインバッテリ301に対するSOC調整代が増え、メインバッテリ301の劣化が効果的に抑制されるためである。
 一方で、サブバッテリ302の容量が、ある程度の割合まで到達すると、メインバッテリ301に対するSOC調整の効力が飽和し、連動してメインバッテリSOH値が飽和する。
 また、サブ/メインバッテリ容量比=0%、すなわちメインバッテリ301のみのシステムにおいて、所定の期間が過ぎるまでにバッテリ性能を維持出来ない場合には、生涯バッテリ総費用は、メインバッテリ初期費用+メインバッテリ交換費用となる。
 ここで、サブバッテリ302の容量が増加すると、上記メインバッテリ初期費用+メインバッテリ交換費用に加えて、サブバッテリ302の容量に比例したサブバッテリ初期費用が加算されるため、図7の下側の実線に示すように生涯バッテリ総費用は増加する。一方、サブバッテリ容量が増加するにつれて、メインバッテリ301の劣化抑制効果が増大していくことから、サブバッテリ容量比が所定ポイント(図7では10%)に到達すると、それ以降は所定期間中のメインバッテリ301の交換が不要となるため、生涯バッテリ総費用がステップ状に減少する。
 前記所定ポイントを通過すると、サブバッテリ容量増加の分だけ、再度生涯バッテリ総費用が増加することから、前記ステップ状の落ち込み付近が極小値となり、サブ/メインバッテリ容量比の最適バンドとなる。図7中に示す様に、第1の実施例におけるサブ/メインバッテリ容量比の最適バンドは、約10%~25%である。
 以上のように第1の実施例によれば、劣化に不利な使用条件をサブバッテリに集中させ、メインバッテリの長寿命化を図っているので、航続距離を犠牲にすることなくバッテリ劣化を抑制し、長期に渡って車両性能を維持するとともに、バッテリ交換に伴うユーザのコスト負担を低減することが可能となる。
<第2の実施例>
 次に、本発明による第2の実施例について、図8~12を用いて説明する。第2の実施例では、第1の実施例で実施した、「(1)高SOC放置時対応電力移動ロジック」に加えて、「(2)低SOC放置時対応電力移動ロジック」を実施する。ここで、低SOC放置時対応電力移動とは、メインバッテリ301が低SOC状態にて放置状態にあると判定した際に、双方向のDCDCコンバータ305を用いて、サブバッテリ302からメインバッテリ301へ電力を移動するものである。上記(1)、(2)の電力移動ロジックの双方を適用することを前提に、メインバッテリ301とサブバッテリ302の容量比率を決定する。
 図8A,8Bに、第2の実施例における、メインバッテリ301とサブバッテリ302の容量比率設定について示す。第1の実施例と同様に、メインバッテリ301とサブバッテリ302の、容量設定に関するパラメータを下記に示す
○メインバッテリ301
・バッテリ容量:X[kWh]
・使用可能域:A1[%]~A2[%]
・目標使用域:B1[%]~B2[%]
○サブバッテリ302
・バッテリ容量:Z[kWh]
・目標使用域(=使用可能域):A1[%]~A2[%]
・デフォルトSOC:C[%]
 ここで、A1[%]、A2[%]、B1[%]、B2[%]の定義は、第1の実施例と同様である。また、上記(1)、(2)の電力移動ロジックに対応することから、サブバッテリ302においては、メインバッテリ301からの電力の導入[(A1%-B1%)相当]と、メインバッテリ301への放出[(B2%-A2%)相当]の双方の機能が必要であり、これらに対応したバッテリ容量の余裕代が必要である。従って、本実施例では、サブバッテリ302のデフォルトSOCを、下式C[%]に設定した。
 サブバッテリデフォルトSOC[%]
 =C[%]=[A1×B2-A2×B1]/[(A1-B1)+(B2-A2)][%]  ・・・・・(9)
 また、(1)高SOC放置時対応電力移動ロジックにおいて、メインバッテリ301の電力の一部をサブバッテリ302に移動する際、想定される最大の授受量は、それぞれ
 メインバッテリ最大放出電力@(1)=X[kWh]×(A1-B1)[%]/100[%] ・・・・・(10)
 サブバッテリ最大受入れ電力@(1)=Z[kWh]×(A1-C)[%]/100[%] ・・・・・(11)
 であり、
 メインバッテリ最大放出電力@(1)=サブバッテリ最大受入れ電力@(1) ・・・・・(12)
 とすると、メインバッテリ301とサブバッテリ302の容量比率Z[kWh]/X[kWh]は、
 Z[kWh]/X[kWh]=(A1-C)/(A1-B1)  ・・(13)
 =[A1-A2]/[(A1-B1)+(B2-A2)]  ・・・(14)
 となり、メインバッテリX[kWh]に対する、必要なサブバッテリ容量Z[kWh]は、
 Z[kWh]=[A1-A2]/[(A1-B1)+(B2-A2)]×X[kWh]  ・・・・・(15)
 となる。
 尚、式(10)~(12)中の「@」は、「~につき」、「~ごとの」を意味している。
 次に、第2の実施例における、図8Aの(1)高SOC放置時対応電力移動ロジック実施時のタイムチャートを図9に示す。なお、本タイムチャートは、前述の図6に示した第1の実施例の場合のタイムチャートとほぼ同様であり、ここでは差分を中心に説明する。第2の実施例では、サブバッテリ302の容量は第1の実施例よりも大きく設定されており、サブバッテリ302のデフォルトSOC(SOCデフォルト目標値)が、SOC使用域のほぼ中間位置(中間位置C%又はC%付近)に設定されている。
 時刻T1にてメインバッテリ301への充電を開始し、時刻T2にて使用上限値であるA1%まで到達すると、その時点で充電を停止し、その後、時刻T3にてイグニッションキースイッチをOFFとする。車体ECU105にて、キーOFF後の時刻T3からの経過時間をカウントし、所定時間Ts1が経過した時刻T4に到達すると、車体ECU105は、統合ECU101およびバッテリサブシステム104を起動させ、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCの情報を収集する。
 その結果、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCが、前記式(7)、(8)の条件を満たす際には、時刻T4から時刻T5に掛けて、DCDCコンバータ305を起動させてメインバッテリ301の電力の一部をサブバッテリ302へ移動する。第1の実施例との差分としては、サブバッテリ容量に余裕があることから、時刻T4の時点で、サブバッテリSOCがSOC使用域のほぼ中間であっても、メインバッテリ301からの所望の移動電力量が受入れ可能な点である。
 時刻T5から車両放置期間となり、その後、時刻T6にてイグニッションキースイッチがONとなりEVが再起動し、時刻T7にてモータ駆動要求が発生すると、サブバッテリ302から優先的に電力が供給されるが、この際、第1の実施例とは異なり、サブバッテリ302の電力を使い切ること無く、サブバッテリSOCがデフォルトSOC(C%)に到達する時刻T8で、モータ108への電力供給がサブバッテリ優先からメインバッテリ優先へ切り替る。
 次に、第2の実施例における、図8Bの(2)低SOC放置時対応電力移動ロジック実施時のタイムチャートを図10に示す。尚、本タイムチャートは前述の図9に示した(1)高SOC放置時対応電力移動ロジック(図8A)のタイムチャートとほぼ同様であり、ここでは差分を中心に説明する。
 時刻T1から時刻T2に掛けて、EVを走行させるに伴い、メインバッテリ301のSOCが減少し、使用下限値であるA2%まで低下する。その時点(時刻T2)で走行を停止し、その後、時刻T3にてイグニッションキースイッチをOFFとする。
 キーOFF後においても、車体ECU105は常時起動状態となっており、車体ECU105ではキーOFF後の時刻T3からの経過時間をカウントする。次に時刻T4となり、時刻T3からの経過時間(T4-T3)が所定時間Ts2に到達すると、次の式(16)が成立する。
 時刻T3からの経過時間[min]≧Ts2[min]  ・・・(16)
 車体ECU105は、統合ECU101およびバッテリサブシステム104を起動させ、メインバッテリECU303とサブバッテリECU304に対し、それぞれのバッテリSOCの推定値を演算させると共に、その演算結果を収集する。
 その結果、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCが、下記式(17)、(18)の条件
 メインバッテリSOC[%]≦B2[%]  ・・・・・(17)
 サブバッテリSOC[%]≧A2[%]  ・・・・・(18)
 を同時に満足すると判定した際には、時刻T4から時刻T5に掛けて、双方向のDCDCコンバータ305を起動させ、サブバッテリ302の電力の一部をメインバッテリ301へ移動する。その結果、メインバッテリSOCとサブバッテリSOCは、それぞれ目標値であるB2[%]とA2[%]に到達し、電力の移動が完了する。その後、時刻T5から、車両放置期間となる。
 上記車両放置の後、時刻T6にてイグニッションキースイッチがONとなり、EVが再起動状態となる。その後、時刻T7にて充電モードに入り、充電器よりメインバッテリ301とサブバッテリ302に電力が供給される。その際、まずサブバッテリ302から優先的に電力が供給され、時刻T8にサブバッテリSOCが、SOCデフォルト目標値であるC[%]に到達すると、充電器による電力供給がサブバッテリ優先からメインバッテリ優先へ切り替えられ、充電が終了する時刻T9まで継続される。
 次に、第2の実施例における、メインバッテリSOCおよびサブバッテリSOCに関する制御ロジックの演算フローチャートについて、図11を用いて説明する。図11は統合ECU101、バッテリサブシステム104が処理するステップS501~S519を示している。尚図11において、「メイン」は「メインバッテリ」の略称であり、「サブ」は「サブバッテリ」の略称である。
 ○走行モード(S501~S507)
 演算を開始し(S501)、車速等の車両情報から、走行モードか否かを判定する(S502)。走行モードと判定した際には(S503)、次のステップとして、
 SOC@サブ>デフォルトSOC@サブ ・・・・・(19)
 が成立しているか否かを判定する(S504)。上記が成立している際には、モータ108に対して、サブバッテリ302を優先して電力を供給し(S505)、ルーチンを終了する(S507)。また、式(19)が不成立の際には、モータ108に対して、メインバッテリ301のみから電力供給を実施し(S506)、ルーチンを終了する(S507)。
 ○充電モード(S508~S512)
 S502にて「否」と判定された際、S508に移行する。S508では、充電器接続等の車両情報から、充電モードか否かを判定する。充電モードと判定した際には(S509)、次のステップとして、
 SOC@サブ<デフォルトSOC@サブ ・・・・・(20)
 が成立しているか否かを判定する(S510)。上記式(20)が成立している際には、充電器からサブバッテリ302を優先して電力を供給し(S511)、ルーチンを終了する(S507)。また式(20)が不成立の際には、メインバッテリ301のみに電力を供給し(S512)、ルーチンを終了する(S507)。
○駐車モード(S513~S519)
 S508にて「否」と判定された際、駐車モードと判定され、S513に移行する。S513では、
 駐車時間>所定時間 ・・・・・(21)
 が成立しているか否かを判定する。上記式(21)が成立している際には、長時間駐車モードと判定し(S514)、次のステップとしてS516に移行する。また式(21)が非成立の際には、短時間駐車モードと判定し(S515)、ルーチンを終了する(S507)。
 前記S516では、
 SOC@メイン>B1[%] ・・・・・(22)
 SOC@サブ<A1[%] ・・・・・(23)
 が同時に成立しているか否かを判定し、成立時にはDCDCコンバータ305を起動して、メインバッテリ301からサブバッテリ302へ電力を目標値まで移動し(S517)、ルーチンを終了する(S507)。
 なお、S516にて式(22)、(23)が非成立の際には、次のステップとしてS518に移行する。ここで、
 SOC@メイン<B2[%] ・・・・・(24)
 SOC@サブ>A2[%] ・・・・・(25)
 が同時に成立しているか否かを判定し、成立時にはDCDCコンバータ305を起動して、サブバッテリ302からメインバッテリ301へ電力を目標値まで移動し(S518)、ルーチンを終了する(S507)。また、S516にて式(22)、(23)が非成立の際には、ルーチンを終了する(S507)。
 次に、第2の実施例における最適なサブ/メインバッテリ容量比について、図12を用いて説明する。図12の上側の実線および下側の実線の定義は図7と同一である。図12に示すサブ/メインバッテリ容量比に対するメインバッテリSOH(上側の実線)と生涯バッテリ総費用(下側の実線)との関係は、定性的に第1の実施例(図7)と同様な傾向を示すが、第2の実施例では第1の実施例に比べて、同じSOC調整量に対する必要なサブバッテリ容量が大きくなるため、特性カーブが図7からシフトし、最適バンドはシフトする。図12中に示す様に、第2の実施例におけるサブ/メインバッテリ容量比の最適バンドは、約25%~40%となる。
 以上のように第2の実施例によれば、(1)高SOC放置時対応電力移動ロジック(図8A)を実行することにより、大容量のメインバッテリ301のSOCを放置劣化の少ないSOCレベルまで低下させることができ、(2)低SOC放置時対応電力移動ロジック(図8B)を実行することにより、大容量のメインバッテリ301のSOCレベルを上昇させて完全放電までのマージンを確保することができる。
<第3の実施例>
 次に、本発明による第3~6の実施例について、図13~17を用いて説明する。まず図13に、先に示した保存劣化以外に、リチウムイオンバッテリの劣化を促進させる要因を示す。尚図13において図20と同一部分は同一符号をもって示している。
 すなわち保存劣化以外の劣化要因としては、
・頻繁な充放電の繰り返し(山岳路、渋滞走行時など)
・放電/充電時の過大な電流(急加速、急減速時など)
・高温/低温状態での保存、充放電(酷暑地、寒冷時など)
 があり、それぞれの対応について後述する実施例を通じて説明する。
 本発明による第3の実施例を図14を用いて説明する。図14において図3と同一部分は同一符号をもって示している。統合ECU101におけるバッテリサブシステム管理部207では、メインバッテリ301およびサブバッテリ302のバッテリ電流入出力情報を基に、バッテリ電流の大きさ、力行/回生の繰り返し頻度等を分析する。ここで、山岳路走行や渋滞路走行等に起因して、力行/回生の繰り返し頻度が大きいと判断した際には、電気回路上の各種切り替えSW(リレー306a~306c)をオン、オフ制御し、図14の(a)の通常時の回路から図14の(b)のように電力経路をメインバッテリ301側からサブバッテリ302側に切り替え、サブバッテリ302に電力授受を担当させて、メインバッテリ301の温存を図る。
 以上のように第3の実施例によれば、力行/回生の繰り返し頻度が大きい場合に、メインバッテリ301による頻繁な充放電を回避し、メインバッテリ301を温存することができる。
<第4の実施例>
 次に、統合ECU101が力行/回生の繰り返し頻度が大きいと判断した際の、他の対処法である第4の実施例について、図15を用いて説明する。図15において図3と同一部分は同一符号をもって示している。
 本実施例では、力行時と回生時で電力を授受するバッテリを切り替え、各バッテリにおける電流の極性変化の頻度を減らし、サイクル劣化を低減するものである。処理内容を以下に示す。
(1)力行時
 モータ108の力行に用いる電力をメインバッテリ301から供給する様に、電力経路上の各種切り替えSW(リレー306a~306c)を制御する。
(2)回生時
 モータ回生時に発生する電力をサブバッテリ302へ蓄電する様に、電力経路上の各種切り替えSW(リレー306a~306c)を制御する。
(3)一定時間経過後
 上記(1)、(2)のプロセスにより、メインバッテリ301のSOCは減少する一方で、サブバッテリ302のSOCは増加する。
(4)回生電力の移動
 適当なタイミングにて、サブバッテリ302に蓄積した回生電力を、DCDCコンバータ305を用いてまとめてメインバッテリ301に移動する。これにより蓄電量は増加する。
 本実施例によれば、力行と回生で担当するバッテリを切り替え、各バッテリに頻繁な電流極性の切替えが生じない様に対応しているので、バッテリ劣化を低減することができる。
<第5の実施例>
 次に本発明の第5の実施例を図16を用いて説明する。図16において図3と同一部分は同一符号をもって示している。統合ECU101におけるバッテリサブシステム管理部207では、メインバッテリ301およびサブバッテリ302のバッテリ電流入出力情報を基に、バッテリ電流の大きさを分析する。ここで、急加速時、急減速時等に起因して、例えば設定したしきい値を超える大電流が流れたと判断した際には、電気回路上の各種切り替えSW(リレー306a~306c)をオン、オフ制御し、図16の(a)の通常時の状態から図16の(b)のように電力経路をメインバッテリ301側からサブバッテリ302側に切り替え、サブバッテリ302に電力授受を担当させて、メインバッテリ301の温存を図る。
 以上のように第5の実施例によれば、バッテリの電流が大である場合に、大電流によるメインバッテリ301への充電を回避し、メインバッテリ301を温存することができる。
<第6の実施例>
 次に、本発明による第6の実施例について、図17を用いて説明する。図17において図3と同一部分は同一符号をもって示している。統合ECU101におけるバッテリサブシステム管理部207では、メインバッテリ301およびサブバッテリ302のバッテリ温度やバッテリSOC情報を基に、メインバッテリ301およびサブバッテリ302の温度調整に関する判断を行う。各バッテリ301,302の温度調整には、バッテリ専用ヒーターや冷却ファン等の温調装置411,412を用いるが、これらの消費電力量は比較的大きいため、省エネの観点で最適制御が求められる。
 バッテリの劣化防止の観点では図17の(a)のように通常時は、常時上記バッテリ温調装置を作動させておくことが望ましいが、図17の(b)に示す様に、メインバッテリ301およびサブバッテリ302共に蓄電量が少ない場合にはバッテリ電力不足による路上停止等の恐れがあるため、省エネとバッテリ劣化防止の双方の観点より、温調制御手段としてのバッテリサブシステム管理部207の指令によってサブバッテリ302のみ温調を停止し、メインバッテリ301については温調装置411による温調を継続して、少なくともメインバッテリ301については温存を図る。
 以上のように第6の実施例によれば、省エネを図ることができるとともに、メインバッテリの劣化を防止することができる。
<第7の実施例>
 次に、本発明による第7の実施例について、図18A,18Bを用いて説明する。図18A,18Bにおいて図3と同一部分は同一符号をもって示している。本バッテリサブシステムにおけるサブバッテリ302の主要な目的は、メインバッテリ301の長寿命化をアシストすることであり、通常はメインバッテリ301に対する電力バッファとして用いるが、ユーザの意図に応じて、長距離走行を行うための予備バッテリとして用いることも可能である。
 統合ECU101におけるバッテリサブシステム管理部207では、ユーザの意図に応じて、例えば「通常モード」、「長距離運行モード」の2つのモードを切り替える。「通常モード」が選択された場合は、充電制御手段としてのバッテリサブシステム管理部207からの充電量指令によって、図18Aのように、充電器308から、例えばメインバッテリ301にはフル充電を行い、サブバッテリ302は電力授受の余力を残した充電状態とする。
 また、「長距離運行モード」が選択された際には、充電器308による充電時において、バッテリサブシステム管理部207からの充電量指令によって、図18Bのように、メインバッテリ301と並行してサブバッテリ302にもフル充電を行い、走行時のエネルギー源として用いることで、長距離走行を可能とする。
 上記のように第7の実施例によれば、ユーザの意図に応じてサブバッテリ302を、例えば長距離走行を行うための予備バッテリとして使用することができる。
<第8の実施例>
 次に、本発明による第8の実施例について図19を用いて説明する。図19において図3と同一部分は同一符号をもって示している。第8の実施例では、サブバッテリ302を本来の目的であるメインバッテリ301のSOC調整の他、バッテリ電力不足時の路上停止(電欠;メインバッテリ空状態)に陥った際の、緊急走行用バッテリとして用いる。
 統合ECU101におけるバッテリサブシステム管理部207では、バッテリSOC状態やドライバーの走行意図を考慮し、通常時は図19の(a)のようにメインバッテリ301からモータ108に電力を供給する。電欠時の緊急走行が必要と判定した際には、図19の(b)のよう各種切り替えSW(リレー306a~306c)をオン、オフ制御し、図19Bの(b)のように電力経路をメインバッテリ側からサブバッテリ側に切り替え、サブバッテリ302に蓄えられた電力をモータ108に供給し、退避走行に向けた走行を可能とする。
 以上のように第8の実施例によれば、メインバッテリの電力不足による電欠時に、サブバッテリ302に蓄えられた電力によって緊急走行することができる。
 上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
 100…電動車両
 101…統合ECU
 102…ブレーキECU
 103…モータECU
 104…バッテリサブシステム
 105…車体ECU
 106…ブレーキ
 107…インバータ
 108…モータ 
 109…減速ギア
 110…ドライブシャフト
 111…駆動輪
 201…統合制御部
 202…車両運動制御部
 203…エネルギー管理部
 204…フェール時対応部
 205…目標ブレーキ制動力演算部
 206…目標モータ制駆動力演算部
 207…バッテリサブシステム管理部
 208…車両状態管理部
 301…メインバッテリ
 302…サブバッテリ
 303…メインバッテリECU
 304…サブバッテリECU
 305…双方向のDCDCコンバータ
 306、306a~306c…リレー
 308…充電器
 401…トランク
 411、412…温調装置

Claims (14)

  1.  電動車両用のバッテリ制御装置であって、
     第1バッテリと、前記第1バッテリと同一種類であり第1バッテリよりも小容量の第2バッテリと、前記第1バッテリおよび第2バッテリの充放電を各々制御する制御手段とを備え、
     前記第1バッテリは予め定めたSOC使用域よりも狭い範囲で使用され、前記第2バッテリは予め定めたSOC使用域の上限値と下限値の間の範囲で使用されるバッテリ制御装置。
  2.  請求項1に記載のバッテリ制御装置において、
     前記第1バッテリと第2バッテリの間で電力を移動させる電力移動手段を備えたバッテリ制御装置。
  3.  請求項2に記載のバッテリ制御装置において、
     前記制御手段は、前記第1バッテリのSOCが設定期間以上設定値を上回っている場合に、前記電力移動手段によって第1バッテリから第2バッテリへ電力を移動させるバッテリ制御装置。
  4.  請求項2または3に記載のバッテリ制御装置において、
     前記制御手段は、前記第1バッテリのSOCが設定期間以上設定値を下回っている場合に、前記電力移動手段によって第2バッテリから第1バッテリへ電力を移動させるバッテリ制御装置。
  5.  請求項2ないし4のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記第2バッテリに対し、電力移動の基準となる目標SOCが設定されているバッテリ制御装置。
  6.  請求項5に記載のバッテリ制御装置において、
     前記目標SOCは、前記第2バッテリにおける、使用可能な最小SOCに設定されているバッテリ制御装置。
  7.  請求項5に記載のバッテリ制御装置において、
     前記目標SOCは、前記第2バッテリにおける、使用可能なSOC帯域の中央に設定されているバッテリ制御装置。
  8.  請求項1ないし7のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記第1バッテリおよび第2バッテリは、リチウムイオンバッテリであるバッテリ制御装置。
  9.  請求項2ないし8のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記電力移動手段は、DCDCコンバータであるバッテリ制御装置。
  10.  請求項1ないし9のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記第1バッテリおよび第2バッテリは、電動車両に搭載されると共に、電動車両から独立して脱着可能に構成されているバッテリ制御装置。
  11.  請求項1ないし10のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記制御手段は、前記第1バッテリおよび第2バッテリの電流情報に基づいて、電力授受を担当するバッテリを切り替えるバッテリ制御装置。
  12.  請求項1ないし11のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記制御手段は、前記第1バッテリおよび第2バッテリの電流の極性に応じて、電力授受を担当するバッテリを切り替えるバッテリ制御装置。
  13.  請求項1ないし12のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     前記第1バッテリおよび第2バッテリの温度を調整する温度調整装置の稼働状態を、前記第1バッテリおよび第2バッテリの温度とバッテリSOCの状態に応じて制御する温調制御手段を備えたバッテリ制御装置。
  14.  請求項1ないし13のいずれか1項に記載のバッテリ制御装置において、
     入力された充電量指令に応じて前記各バッテリの充電量を制御する充電量制御手段を備えたバッテリ制御装置。
PCT/JP2013/077633 2013-01-29 2013-10-10 バッテリ制御装置 WO2014119049A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-013857 2013-01-29
JP2013013857A JP2014147197A (ja) 2013-01-29 2013-01-29 バッテリ制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014119049A1 true WO2014119049A1 (ja) 2014-08-07

Family

ID=51261785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/077633 WO2014119049A1 (ja) 2013-01-29 2013-10-10 バッテリ制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014147197A (ja)
WO (1) WO2014119049A1 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3026752A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-01 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack and method for controlling the same
EP3148037A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-29 Samsung SDI Co., Ltd. Energy storage system
CN107719142A (zh) * 2016-08-13 2018-02-23 重庆无线绿洲通信技术有限公司 一种电池更换固定站对电动车自动更换电池的方法及装置
JP2018186590A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 株式会社日立製作所 複合蓄電システム
CN111152690A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池车辆多电源时变特性的能量控制方法及系统
EP3473489B1 (de) * 2017-10-20 2020-12-16 Eberspächer Climate Control Systems GmbH Elektromotorisch angetriebenes fahrzeug
CN112259854A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 中国第一汽车股份有限公司 动力电池总成及汽车
CN114454735A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 绿水青山(辽宁)电力设计院有限公司 一种具有离网充电功能的电动汽车
WO2023033556A1 (ko) * 2021-09-06 2023-03-09 이진국 탈부착 보조배터리를 이용한 전기자동차용 주행거리 연장 시스템

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256301B1 (ko) * 2015-01-30 2021-05-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충방전 제어 시스템 및 방법
CA2983278A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Jason AHRENS Method and system for power exchange
JP6436433B2 (ja) * 2015-07-21 2018-12-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 車両用電源装置および車両用電源装置の制御方法
JP6170984B2 (ja) * 2015-10-29 2017-07-26 本田技研工業株式会社 蓄電装置、輸送機器及び制御方法
JP6284921B2 (ja) * 2015-11-28 2018-02-28 本田技研工業株式会社 電力供給システム及び輸送機器、並びに、電力伝送方法
JP6600587B2 (ja) * 2016-03-15 2019-10-30 本田技研工業株式会社 駆動装置、輸送機器及び制御方法
JP6600586B2 (ja) * 2016-03-15 2019-10-30 本田技研工業株式会社 駆動装置、輸送機器及び制御方法
JP2018006239A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 電池システム
JP6646540B2 (ja) 2016-07-13 2020-02-14 矢崎総業株式会社 車両電源制御装置
JP6687499B2 (ja) * 2016-11-01 2020-04-22 本田技研工業株式会社 情報処理装置
JP6841179B2 (ja) * 2017-07-14 2021-03-10 住友電気工業株式会社 蓄電装置及び電源システム
KR102275879B1 (ko) * 2018-03-12 2021-07-08 주식회사 엘지에너지솔루션 전기 자동차의 보조 배터리 수납장치
JP7204376B2 (ja) * 2018-08-21 2023-01-16 株式会社Subaru バッテリ管理システム
JP7112305B2 (ja) * 2018-10-05 2022-08-03 株式会社Subaru 電源システムの制御装置
DE102018218538A1 (de) 2018-10-30 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Angleichen von Ladezuständen einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern
DE102018218577A1 (de) 2018-10-30 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Anpassen von Ladezuständen einer Mehrzahl von parallel schaltbaren elektrochemischen Energiespeichern
JP7088096B2 (ja) * 2019-03-20 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 車両用電池制御装置
JP7190946B2 (ja) 2019-03-20 2022-12-16 三菱重工エンジニアリング株式会社 電源装置、自動操舵車両、及び電力供給方法
DE102019113137A1 (de) * 2019-05-17 2020-11-19 Paul Leibold Energieversorgungssystem für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern der Entnahme elektrischer Energie
DE102019113917A1 (de) 2019-05-24 2020-11-26 Avl List Gmbh Batterievorrichtung für ein Fahrzeug
KR102191926B1 (ko) * 2019-09-03 2020-12-17 심영택 하이브리드 차량 배터리 제어 유닛 및 방법
WO2021045519A1 (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 심영택 하이브리드 차량 및 마이크로 그리드의 배터리 유닛의 제어 및 방법
KR20220046205A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 삼성전자주식회사 로봇 및 그 제어 방법
CN116508227A (zh) * 2021-07-29 2023-07-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 充放电装置和电池充电的方法
EP4206025A1 (en) * 2021-12-31 2023-07-05 Volvo Car Corporation Battery assembly for an electric vehicle, vehicle and method for operating an electric vehicle
KR20230126257A (ko) 2022-02-21 2023-08-30 현대자동차주식회사 전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11332023A (ja) * 1998-05-14 1999-11-30 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車用バッテリー
JP2006121874A (ja) * 2004-10-25 2006-05-11 Nissan Motor Co Ltd 電源装置およびこれを搭載した車両
JP2009274677A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Denso Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2011250691A (ja) * 2011-08-10 2011-12-08 Toyota Motor Corp 車両
WO2012111508A1 (ja) * 2011-02-14 2012-08-23 三菱電機株式会社 電力回生電源システム
JP2013031310A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11332023A (ja) * 1998-05-14 1999-11-30 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車用バッテリー
JP2006121874A (ja) * 2004-10-25 2006-05-11 Nissan Motor Co Ltd 電源装置およびこれを搭載した車両
JP2009274677A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Denso Corp ハイブリッド車両の制御装置
WO2012111508A1 (ja) * 2011-02-14 2012-08-23 三菱電機株式会社 電力回生電源システム
JP2013031310A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 制御装置、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
JP2011250691A (ja) * 2011-08-10 2011-12-08 Toyota Motor Corp 車両

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3026752A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-01 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack and method for controlling the same
EP3148037A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-29 Samsung SDI Co., Ltd. Energy storage system
CN107719142A (zh) * 2016-08-13 2018-02-23 重庆无线绿洲通信技术有限公司 一种电池更换固定站对电动车自动更换电池的方法及装置
JP2018186590A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 株式会社日立製作所 複合蓄電システム
JP7000033B2 (ja) 2017-04-24 2022-02-04 ビークルエナジージャパン株式会社 複合蓄電システム
EP3473489B1 (de) * 2017-10-20 2020-12-16 Eberspächer Climate Control Systems GmbH Elektromotorisch angetriebenes fahrzeug
CN111152690A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池车辆多电源时变特性的能量控制方法及系统
CN112259854A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 中国第一汽车股份有限公司 动力电池总成及汽车
WO2023033556A1 (ko) * 2021-09-06 2023-03-09 이진국 탈부착 보조배터리를 이용한 전기자동차용 주행거리 연장 시스템
CN114454735A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 绿水青山(辽宁)电力设计院有限公司 一种具有离网充电功能的电动汽车

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014147197A (ja) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014119049A1 (ja) バッテリ制御装置
JP7176852B2 (ja) 車両電源システム
JP6479760B2 (ja) 車両高電力電気システムならびにシステム状態を信号伝達するために電圧バスレベルを使用するためのシステムおよび方法
CN105599635B (zh) 车辆
US10124695B2 (en) Method and device for controlling output of low voltage DC-DC converter in environmentally friendly vehicle
JP5992604B2 (ja) ハイブリッド電気車両のエネルギー管理システムおよび燃料節約方法
KR101449266B1 (ko) 전기차용 저전압직류변환기의 제어방법 및 이를 이용한 저전압직류변환기 제어시스템
JP5772476B2 (ja) 電気自動車
JPWO2015098012A1 (ja) 制御システム、車両用電源装置
JP7178892B2 (ja) 車両のバッテリ充電制御装置
JP7081959B2 (ja) 車両電源システム
CN105102791A (zh) 充电控制装置、车辆控制装置、车辆、充电控制方法以及车辆控制方法
JP6784684B2 (ja) ハイブリッド車両の走行用バッテリの充電状態を管理するための方法
JP2009273198A (ja) 電池駆動車両のパワーフロー制御方法および制御装置
CN109937153B (zh) 电动车辆控制器
CN108859775B (zh) 一种制动能量回馈控制电路及功率分配方法
JP7149093B2 (ja) 車両電源システム
JP2019180206A (ja) 車両電源システム
JP2015076929A (ja) 電気自動車の電力融通装置
US10981455B2 (en) Electric vehicle
JP2010172102A (ja) モータ駆動装置及び電動車両
KR101755800B1 (ko) 차량의 충전제어 방법
JP2013141337A (ja) 車両の制御装置およびそれを備える車両
CN106458217A (zh) 用于基于电池输入电力的再生制动系统的车辆控制设备
CN110316177A (zh) 控制设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13874184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13874184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1