WO2023248531A1 - ハイブリッドシステム - Google Patents

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WO2023248531A1
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battery
temperature
hybrid system
time
industrial machine
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PCT/JP2023/006219
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Inventor
保生 藤井
和晃 小山
龍彦 堀田
由子 永守
亮太 木村
Original Assignee
株式会社クボタ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/06—Regulation of charging current or voltage using discharge tubes or semiconductor devices

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid system installed in industrial machinery.
  • Hybrid systems that use a combination of an engine, motor, and battery are being developed for industrial machinery, automobiles, etc. in response to demands for lower pollution and conservation of fossil fuel resources.
  • a hybrid system includes, for example, an internal combustion engine that uses fossil fuel to generate power, a motor that assists the internal combustion engine, and a battery, such as a lithium ion battery, that supplies electric power to the motor.
  • Patent Document 1 describes a method for measuring the side reaction current value of a secondary battery, a method for estimating the lifespan, and an inspection method that can more accurately estimate the lifespan of the secondary battery and inspect whether or not it can be shipped based on this. A method is disclosed.
  • the deterioration guarantee for lithium-ion batteries includes, for example, if the lithium-ion battery deteriorates beyond the standard value when the usage period is less than 5 years or the mileage is less than 100,000 km, the lithium-ion battery will be replaced free of charge. Examples include warranties for replacement.
  • a first aspect of the present invention is a hybrid system that is installed in an industrial machine, and includes a motor, a battery that supplies power to the motor, and a storage unit, and when an ignition switch of the industrial machine is turned on.
  • a control unit that performs control to detect the temperature of the battery at the time of the detection and store the temperature at the time of the detection in the storage unit as the temperature at the time of storage of the industrial machine. be.
  • the control unit controls the battery when the ignition switch is turned on. For example, the temperature of the battery when the ignition switch is turned off and then turned on again is stored in the memory as the temperature when the industrial machine is stored. You can prevent it from being remembered. That is, the control unit can prevent an inappropriate temperature from being stored in the storage unit as the temperature at which the industrial machine is stored.
  • the hybrid system according to the second aspect of the present invention can acquire temperature data during storage that can be used more effectively through battery warranty negotiations.
  • the control unit controls the temperature of the battery at predetermined intervals during operation of the industrial machine after the ignition switch is turned on.
  • the hybrid system is characterized in that the hybrid system executes control to further store the temperature at each predetermined time in the storage unit.
  • the control unit determines the temperature of the battery when the ignition switch is turned on according to at least one of the time, day, and month when the ignition switch is turned on. Correct using data. Then, the control unit stores the corrected temperature in the storage unit as the storage temperature of the industrial machine instead of the temperature of the battery when the ignition switch is turned on. Therefore, the control unit can store the temperature of the battery when the industrial machine is stored in the storage unit with higher accuracy while suppressing the influence of the time, day, and month when the ignition switch of the industrial machine is turned on. can. Thereby, the hybrid system according to the fourth aspect of the present invention can acquire temperature data during storage that can be used more effectively through battery warranty negotiations.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a hybrid system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a flowchart representing a first specific example of the operation of the hybrid system according to the present embodiment. It is a flowchart showing a second specific example of the operation of the hybrid system according to the present embodiment.
  • the engine 1 is a multi-cylinder diesel engine, such as a turbocharged, high-output three-cylinder engine or a four-cylinder engine. However, the engine 1 is not limited to a diesel engine.
  • the engine 1 includes an ECU (Engine Control Unit) 150.
  • the ECU 150 of this embodiment is an example of the "control unit" of the present invention.
  • ECU 150 controls the operation of engine 1, and controls motor generator 2 and DC/DC converter 70 by communicating with motor generator 2 and DC/DC converter 70, for example, by CAN (Controller Area Network).
  • ECU 150 also includes a storage section 151.
  • the battery pack 40 includes a first battery 50, a positive contactor 75, a negative contactor 76, a current value detection section 65, a BMU (Battery Management Unit) 85, and a fuse 95.
  • the first battery 50 is provided as a driving power source for the motor generator 2 and supplies electric power to the motor generator 2.
  • the first battery 50 has a positive terminal 51 and a negative terminal 52.
  • Examples of the first battery 50 include a 48V high voltage lithium ion battery (LiB).
  • the first battery 50 is not limited to a lithium ion battery.
  • the voltage of the first battery 50 is not limited to 48V, and may be 48V or higher.
  • the first battery 50 of this embodiment is an example of the "battery" of the present invention.
  • the positive electrode side contactor 75 may be electrically connected to the BMU 85. In this case, the positive contactor 75 opens and closes the positive wirings 173 and 174 based on the control signal transmitted from the BMU 85.
  • the negative electrode side contactor 76 is provided in the electric circuit between the negative electrode terminal 52 of the first battery 50 and the motor generator 2. Specifically, as shown in FIG. 1, the negative contactor 76 is provided on the negative wiring 175 that connects the negative terminal 52 of the first battery 50 and the motor generator 2. That is, the electric circuit between the negative electrode terminal 52 of the first battery 50 and the motor generator 2 includes the negative electrode wiring 175.
  • the negative contactor 76 is electrically connected to the BMU 85 through a signal line 182 and opens and closes the negative wiring 175 based on a control signal transmitted from the BMU 85 through the signal line 182.
  • the BMU 85 is electrically connected to the first battery 50 through a signal line 183 and detects the voltage value of the first battery 50 based on a signal transmitted from the first battery 50 through the signal line 183. Specifically, the BMU 85 detects the voltage value of each cell built in the first battery 50 using an internal circuit built into the BMU 85 itself, and calculates the sum of the voltage values of each cell as the sum of the voltage values of the first battery 50. Detected as a voltage value. Then, BMU 85 transmits the voltage value of first battery 50 detected by the internal circuit to ECU 150.
  • the BMU 85 acquires the cell temperature of the first battery 50 from a CMU (Cell Management Unit; not shown) through a signal line 183.
  • the BMU 85 communicates with the ECU 150 via CAN and transmits the obtained cell temperature of the first battery 50 to the ECU 150. Thereby, ECU 150 can detect the cell temperature of first battery 50.
  • the BMU 85 detects an overtemperature abnormality based on the cell temperature acquired from the CMU.
  • the BMU 85 is electrically connected to the current value detection unit 65 by a signal line 184 and acquires the current value from the current value detection unit 65 through the signal line 184.
  • the current value detection section 65 is provided in the positive electrode wiring 174 and detects the current value flowing through the positive electrode wiring 174. That is, the BMU 85 acquires the value of the current flowing through the positive wiring 174 from the current value detection unit 65 through the signal line 184.
  • the BMU 85 detects an overcurrent abnormality based on the current value obtained from the current value detection unit 65 through the signal line 184.
  • the fuse 95 is provided in the positive wiring 174 between the current value detection section 65 and the positive contactor 75.
  • the fuse 95 interrupts the electrical circuit, ie, the positive wiring 174, when an overcurrent flows through the positive wiring 174.
  • the negative electrode wiring 175 electrically connects the negative electrode terminal 52 of the first battery 50 and the motor generator 2, and serves as the ground 100B.
  • the negative electrode wiring 175 is connected to the body of an industrial machine or the like on which the hybrid system 10 is mounted and is grounded.
  • Positive electrode wiring 173 electrically connects positive electrode terminal 51 of first battery 50 and motor generator 2 and electrically connects motor generator 2 and DC/DC converter 70 .
  • the first battery 50 is a 48V lithium ion battery like the hybrid system 10 shown in FIG. 1, the potential of the positive electrode wirings 173 and 174 with respect to the negative electrode wiring 175 is 48V.
  • the DC/DC converter 70 is electrically connected to the second battery 80 via a positive electrode wiring 171 and a negative electrode wiring 172.
  • Negative electrode wiring 172 electrically connects negative electrode terminal 82 of second battery 80 and DC/DC converter 70, and serves as ground 100B.
  • the negative electrode wiring 172 is connected to the body of an industrial machine or the like on which the hybrid system 10 is mounted and is grounded.
  • Positive electrode wiring 171 electrically connects positive electrode terminal 81 of second battery 80 and DC/DC converter 70 .
  • the second battery 80 is a 12V lead-acid battery as in the hybrid system 10 shown in FIG. 1, the potential of the positive wiring 171 with respect to the negative wiring 172 is 12V.
  • the second battery 20 supplies power to the ECU 150.
  • the DC/DC converter 70 detects the voltage value of the second battery 80 using an internal circuit built into the DC/DC converter 70 itself. Then, DC/DC converter 70 transmits the voltage value of second battery 80 detected by the internal circuit to ECU 150.
  • the motor generator 2 converts the kinetic energy of the industrial machine or the like on which the hybrid system 10 is mounted into electrical energy to generate electricity using regenerative braking or the like.
  • the motor generator 2 supplies voltage to the first battery 50 to charge the first battery 50, and supplies voltage to the second battery 80 to charge the second battery 80.
  • the potential of the positive electrode wiring 173 with respect to the negative electrode wiring 175 is 48V. That is, the generated voltage of the motor generator 2 is 48V.
  • the potential of the positive electrode wiring 171 with respect to the negative electrode wiring 172 is 12V. Therefore, the DC/DC converter 70 converts the 48V voltage generated by the motor generator 2 into a 12V voltage. Thereby, motor generator 2 can supply 12V voltage to second battery 80 via DC/DC converter 70 and charge second battery 80 .
  • the DC/DC converter 70 is electrically connected to the first battery 50 and the second battery 80, and is connected between the first battery 50 and the second battery 80 based on the control signal transmitted from the ECU 150. can be charged and discharged.
  • the DC/DC converter 70 converts the voltage and flows a constant current (for example, 10 A) from the first battery 50 toward the second battery 80, thereby discharging the first battery 50 and charging the second battery 80. be able to.
  • the DC/DC converter 70 converts the voltage and flows a constant current (for example, 10 A) from the second battery 80 toward the first battery 50, thereby discharging the second battery 80 and charging the first battery 50. It can be performed.
  • the first battery 50 for example, a lithium ion battery, etc.
  • an example of the guarantee condition for the first battery 50 is that the first battery 50 is used at a temperature below a certain temperature.
  • the storage period of the industrial machine on which the hybrid system 10 is installed may become a problem. That is, when the industrial machine on which the hybrid system 10 is mounted is stored for a relatively long period of time, the second battery 80 that supplies power to the ECU 150 may be removed from the industrial machine during storage by the user of the industrial machine.
  • the ECU 150 since the ECU 150 cannot receive power, it cannot be started when the power is off (that is, the ignition switch of the industrial machine is turned off), and the ECU 150 detects and stores the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is stored. I can't.
  • the ECU 150 of the hybrid system 10 detects the temperature of the first battery 50 when the ignition switch of the industrial machine in which the hybrid system 10 is installed is turned on, and detects the temperature at the time of detection. Control is executed to store the temperature in the storage unit 151 as the storage temperature of the industrial machine. Specifically, when the ignition switch of the industrial machine in which the hybrid system 10 is mounted is turned on, the ECU 150 communicates with the BMU 85 via CAN, and acquires the cell temperature of the first battery 50 acquired by the BMU 85. Then, the ECU 150 stores the cell temperature of the first battery 50 obtained from the BMU 85 by CAN in the storage unit 151 as the storage temperature of the industrial machine.
  • the hybrid system 10 can detect and store the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is stored, while suppressing the power consumption of the second battery 80.
  • the hybrid system 10 according to the present embodiment can detect and store the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is stored, with regard to deterioration of the first battery 50, and can assist in warranty negotiations for the first battery 50. You can obtain temperature data during storage that can be used effectively.
  • step S11 a user of the industrial machine equipped with the hybrid system 10 presses a starter key to start the hybrid system 10 and turns on the ignition switch of the industrial machine.
  • step S12 the ECU 150 measures the elapsed time from when the ignition switch was turned off last time until it is turned on this time, and determines whether the elapsed time is equal to or longer than a predetermined time.
  • the "predetermined time” is 3 hours.
  • the "predetermined time” related to step S12 is not limited to three hours, and may be, for example, about one hour or more and five hours or less.
  • step S15 the user of the industrial machine equipped with the hybrid system 10 turns off the ignition switch of the industrial machine.
  • step S16 the ECU 150 measures the elapsed time since the ignition switch was turned off, and determines whether the elapsed time is equal to or longer than a predetermined time.
  • the "predetermined time” regarding step S16 is the same as the "predetermined time” described above regarding step S12.
  • step S16 If the elapsed time since the ignition switch was turned off is three hours or more (step S16: YES), the ECU 150 ends the operation of the hybrid system 10 (shuts down).
  • step S17 the ECU 150 determines whether the ignition switch has been turned on. When the ignition switch is turned on (step S17: YES), ECU 150 executes the process described above regarding step S11. On the other hand, if the ignition switch is not turned on (step S17: NO), the ECU 150 executes the process described above regarding step S16.
  • the ECU 150 controls the power of the first battery 50 when the ignition switch is turned on.
  • the temperature in the storage unit 151 as the temperature when the industrial machine is stored, for example, the temperature of the first battery 50 when the ignition switch is turned on again immediately after being turned off is stored as the temperature when the industrial machine is stored. It is possible to prevent the information from being stored in the storage unit 151. That is, the ECU 150 can prevent an inappropriate temperature from being stored in the storage unit 151 as the temperature at which the industrial machine is stored.
  • the hybrid system 10 according to the present embodiment can acquire temperature data during storage that can be used more effectively through warranty negotiations for the first battery 50.
  • step S14 the ECU 150 stores the temperature of the first battery 50 in the storage unit 151 at predetermined time intervals while the industrial machine is in operation. Therefore, the ECU 150 can store in the storage unit 151 both the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is stored and the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is in operation. Therefore, the hybrid system 10 according to the present embodiment can more reliably determine whether the user of the industrial machine is using the first battery 50 at an abnormal temperature. Thereby, the hybrid system 10 according to the present embodiment can acquire temperature data during storage and during operation that can be used more effectively through warranty negotiations for the first battery 50.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a second specific example of the operation of the hybrid system according to the present embodiment.
  • step S13 described above with respect to FIG. 2 is replaced with step S23 shown in FIG. 3.
  • Other steps are similar to those described above with respect to FIG. That is, the processes executed in steps S21 to S22 and S24 to S27 shown in FIG. 3 are similar to the processes in steps S11 to S12 and S14 to S17 described above with respect to FIG. Therefore, in this specific example, step S23 will be mainly described, and descriptions of steps S21 to S22 and S24 to S27 will be omitted as appropriate.
  • the storage unit 151 stores weather data of the location where the industrial machine equipped with the hybrid system 10 is used.
  • Examples of the weather data include temperature, humidity, wind direction/speed, and sunshine hours at a location where the industrial machine equipped with the hybrid system 10 is used.
  • step S23 the ECU 150 displays the time when the ignition switch was turned on.
  • the temperature when the ignition switch is turned on is corrected using weather data according to at least one of the day and month, and the corrected temperature is stored in the storage unit 151 as the storage temperature of the industrial machine.
  • the ECU 150 controls the temperature of the first battery 50 when the industrial machine is stored with higher accuracy while suppressing the influence of the time, day, and month when the ignition switch of the industrial machine is turned on. It can be stored in the storage unit 151.
  • the hybrid system 10 according to the present embodiment can acquire temperature data during storage that can be used more effectively through warranty negotiations for the first battery 50.

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Abstract

【課題】ＥＣＵに電力を供給するバッテリの消費電力を抑えつつ、モータに電力を供給するバッテリの保管時の温度を検出し記憶することができるハイブリッドシステムを提供すること。 【解決手段】ハイブリッドシステム１０は、産業機械に搭載されるハイブリッドシステムであって、モータ２と、モータ２に電力を供給するバッテリ５０と、記憶部１５１を有するとともに、産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時のバッテリ５０の温度を検出し、検出時の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する制御を実行する制御部１５０と、を備える。

Description

ハイブリッドシステム
　本発明は、産業機械に搭載されるハイブリッドシステムに関する。
　エンジンとモータとバッテリとを併用するハイブリッドシステムは、低公害化と化石燃料の省資源化との要求に伴って、産業機械や自動車等のために開発されている。ハイブリッドシステムは、例えば化石燃料を使用し動力を発生する内燃式エンジンと、内燃式エンジンを補助するモータと、モータに電力を供給する例えばリチウムイオン電池等のバッテリと、を備えている。
　ハイブリッドシステムでは、例えばリチウムイオン電池を含むバッテリパックが、モータを駆動するための電源として用いられている。リチウムイオン電池では、長期の保管や長期の使用によって満充電容量が減少していく劣化現象が生ずる。そこで、特許文献１には、二次電池の寿命をより正確に推定し、これに基づいて出荷の可否を検査することができる二次電池の副反応電流値の測定方法、寿命推定方法、検査方法が開示されている。
　例えば、ハイブリッドシステムを有する乗用車等の自動車について、自動車メーカは、リチウムイオン電池の劣化保証を独自に実施している。リチウムイオン電池の劣化保証としては、例えば、使用期間が５年以内あるいは走行距離が１０万キロメートル以内であるときに基準値以上の劣化がリチウムイオン電池に生じた場合において、リチウムイオン電池を無償で交換する保証などが挙げられる。
　安全性および寿命の観点から、高温環境下におけるリチウムイオン電池の使用は推奨されていない。そのため、リチウムイオン電池の保証条件の一例として、リチウムイオン電池が一定温度以下で使用されることが挙げられる。ここで、乗用車等の自動車においては、自動車の稼働時だけではなく電源オフ（すなわちイグニッションスイッチがオフ）の時であっても、ＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジンコントロールユニット）が定期的に起動し、自動車の保管時のリチウムイオン電池の温度を検出し記憶する場合がある。この場合には、自動車メーカは、自動車の保管時の温度データに基づいて保証交渉を行うことができる。
　しかし、産業機械の保管期間は、自動車の保管期間よりも長いことがあるという問題がある。すなわち、産業機械の保管期間が比較的長い場合には、ＥＣＵに電力を供給するバッテリ（例えば鉛蓄電池）が、産業機械のユーザによって保管時に産業機械から取り外されることがある。そうすると、ＥＣＵは、電力の供給を受けることができないため、電源オフ時に起動できず、産業機械の保管時のリチウムイオン電池の温度を検出し記憶することができない。
　また、ＥＣＵに電力を供給するバッテリが保管時に産業機械に装着されたままの状態であっても、電源オフ時にＥＣＵを起動させるための暗電流に起因する電力が、バッテリ（例えば鉛蓄電池）において消費されるという問題がある。すなわち、産業機械の保管期間が比較的長い場合には、暗電流に起因するバッテリ（例えば鉛蓄電池）の消費電力の大きさを無視することができず、電源オフ時のバッテリ（例えば鉛蓄電池）の消費電力は、重要な課題のひとつである。
特開２０２１－１３１３４４号公報
　本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ＥＣＵに電力を供給するバッテリの消費電力を抑えつつ、モータに電力を供給するバッテリの保管時の温度を検出し記憶することができるハイブリッドシステムを提供することを目的とする。
　本発明の第１態様は、産業機械に搭載されるハイブリッドシステムであって、モータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、記憶部を有するとともに、前記産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の前記バッテリの温度を検出し、前記検出時の温度を前記産業機械の保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行する制御部と、を備えたことを特徴とするハイブリッドシステムである。
　本発明の第１態様よれば、制御部は、電源オフ（すなわち産業機械のイグニッションスイッチがオフ）の時に起動しなくとも、産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時のバッテリの温度を検出し、検出時の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部に記憶する。そのため、本発明の第１態様に係るハイブリッドシステムは、ＥＣＵなどの制御部に電力を供給するバッテリ（例えば鉛蓄電池）の消費電力を抑えつつ、モータに電力を供給するバッテリ（例えばリチウムイオン電池）の保管時の温度を検出し記憶することができる。これにより、本発明の第１態様に係るハイブリッドシステムは、モータに電力を供給するバッテリの劣化に関して、産業機械の保管時のバッテリの温度を検出し記憶することができ、バッテリの保証交渉に有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　本発明の第２態様は、本発明の第１態様において、前記制御部は、前記イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間を計測し、前記経過時間が所定時間以上である場合に前記検出時の温度を前記保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行することを特徴とするハイブリッドシステムである。
　本発明の第２態様によれば、制御部は、イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間が所定時間以上である場合に、イグニッションスイッチがオンになった時のバッテリの温度を産業機械の保管時の温度として記憶部に記憶するため、例えばイグニッションスイッチがオフになった直後に再びオンになったときのバッテリの温度が産業機械の保管時の温度として記憶部に記憶されることを抑えることができる。すなわち、制御部は、産業機械の保管時の温度として不適切な温度が記憶部に記憶されることを抑えることができる。これにより、本発明の第２態様に係るハイブリッドシステムは、バッテリの保証交渉により一層有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　本発明の第３態様は、本発明の第１態様または第２態様において、前記制御部は、前記イグニッションスイッチがオンになった後、前記産業機械の稼動中において所定時間毎に前記バッテリの温度を検出し、前記所定時間毎の温度を前記記憶部にさらに記憶する制御を実行することを特徴とするハイブリッドシステムである。
　本発明の第３態様によれば、制御部は、産業機械の保管時のバッテリの温度と、産業機械の稼働中のバッテリの温度と、の両方の温度を記憶部に記憶する。そのため、本発明の第３態様に係るハイブリッドシステムは、産業機械のユーザが異常な温度でバッテリを使用していないか否かをより一層確実に把握することができる。これにより、本発明の第３態様に係るハイブリッドシステムは、バッテリの保証交渉により一層有効に利用できる保管時および稼働時の温度データを取得できる。
　本発明の第４態様は、本発明の第１態様～第３態様のいずれかにおいて、前記記憶部は、前記産業機械が使用される場所の気象データを格納しており、前記制御部は、前記イグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月の少なくともいずれかに応じて前記検出時の温度を前記気象データを用いて補正し、前記補正した温度を前記検出時の温度の代わりに前記保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行することを特徴とするハイブリッドシステムである。
　本発明の第４態様によれば、制御部は、イグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月の少なくともいずれかに応じて、イグニッションスイッチがオンになった時のバッテリの温度を気象データを用いて補正する。そして、制御部は、イグニッションスイッチがオンになった時のバッテリの温度の代わりに、補正した温度を産業機械の保管時の温度として記憶部に記憶する。そのため、制御部は、産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月による影響を抑えつつ、産業機械の保管時のバッテリの温度をより高い精度で記憶部に記憶することができる。これにより、本発明の第４態様に係るハイブリッドシステムは、バッテリの保証交渉により一層有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　本発明によれば、ＥＣＵに電力を供給するバッテリの消費電力を抑えつつ、モータに電力を供給するバッテリの保管時の温度を検出し記憶することができるハイブリッドシステムを提供することができる。
本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムを表すブロック図である。 本実施形態に係るハイブリッドシステムの動作の第１具体例を表すフローチャートである。 本実施形態に係るハイブリッドシステムの動作の第２具体例を表すフローチャートである。
　以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
　図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムを表すブロック図である。
　図１に表したハイブリッドシステム１０は、エンジン１と、モータジェネレータ２と、バッテリパック４０と、を備える。本実施形態のモータジェネレータ２は、本発明の「モータ」の一例である。ハイブリッドシステム１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０をさらに備える。
　エンジン１は、例えばターボチャージを有する過給式の高出力な３気筒エンジンや４気筒エンジン等の多気筒ディーゼルエンジンである。但し、エンジン１は、ディーゼルエンジンに限定されるわけではない。エンジン１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジンコントロールユニット）１５０を有する。本実施形態のＥＣＵ１５０は、本発明の「制御部」の一例である。ＥＣＵ１５０は、エンジン１の動作を制御するとともに、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）によりモータジェネレータ２およびＤＣ／ＤＣコンバータ７０と通信を行いモータジェネレータ２およびＤＣ／ＤＣコンバータ７０を制御する。また、ＥＣＵ１５０は、記憶部１５１を有する。
　モータジェネレータ２は、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等の発進時や加速時などパワーが必要な時に、バッテリパック４０から供給される電力により稼動しエンジン１をサポートする。なお、ハイブリッドシステム１０は、例えばフォークリフト等の建設機械およびトラクタ等の農業機械を含む産業機械等に搭載される。また、モータジェネレータ２は、回生ブレーキなどを利用し、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。モータジェネレータ２は、インバータを内蔵している。但し、インバータは、必ずしもモータジェネレータ２に内蔵されていなくともよく、モータジェネレータ２とは別体として設けられていてもよい。
　バッテリパック４０は、第１バッテリ５０と、正極側コンタクタ７５と、負極側コンタクタ７６と、電流値検出部６５と、ＢＭＵ（Battery Management Unit：バッテリマネージメントユニット）８５と、ヒューズ９５と、を有する。第１バッテリ５０は、モータジェネレータ２の駆動電源として設けられ、モータジェネレータ２に電力を供給する。第１バッテリ５０は、正極端子５１と、負極端子５２と、を有する。第１バッテリ５０としては、例えば４８Ｖの高電圧型のリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などが挙げられる。但し、第１バッテリ５０は、リチウムイオン電池に限定されるわけではない。また、第１バッテリ５０の電圧は、４８Ｖに限定されるわけではなく、４８Ｖ以上であってもよい。本実施形態の第１バッテリ５０は、本発明の「バッテリ」の一例である。
　正極側コンタクタ７５は、第１バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２との間における電気回路に設けられている。具体的には、図１に表したように、正極側コンタクタ７５は、第１バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２とを接続する正極配線１７３、１７４に設けられている。つまり、第１バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２との間における電気回路は、正極配線１７３および正極配線１７４を含む。正極側コンタクタ７５は、信号線１８１によりＥＣＵ１５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５０から信号線１８１を通して送信される制御信号に基づいて正極配線１７３、１７４の開閉を行う。
　なお、正極側コンタクタ７５は、ＢＭＵ８５に電気的に接続されていてもよい。この場合には、正極側コンタクタ７５は、ＢＭＵ８５から送信される制御信号に基づいて正極配線１７３、１７４の開閉を行う。
　負極側コンタクタ７６は、第１バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２との間における電気回路に設けられている。具体的には、図１に表したように、負極側コンタクタ７６は、第１バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２とを接続する負極配線１７５に設けられている。つまり、第１バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２との間における電気回路は、負極配線１７５を含む。負極側コンタクタ７６は、信号線１８２によりＢＭＵ８５に電気的に接続されており、ＢＭＵ８５から信号線１８２を通して送信される制御信号に基づいて負極配線１７５の開閉を行う。
　なお、負極側コンタクタ７６は、ＥＣＵ１５０に電気的に接続されていてもよい。この場合には、負極側コンタクタ７６は、ＥＣＵ１５０から送信される制御信号に基づいて負極配線１７５の開閉を行う。
　ＢＭＵ８５は、信号線１９３によりＥＣＵ１５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５０から信号線１９３を通して送信される制御信号に基づいて負極側コンタクタ７６を制御する。ＥＣＵ１５０およびＢＭＵ８５は、例えばＣＡＮにより互いに通信し互いの状態を監視している。
　ＢＭＵ８５は、信号線１８３により第１バッテリ５０に電気的に接続されており、第１バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいて第１バッテリ５０の電圧値を検出する。具体的には、ＢＭＵ８５は、ＢＭＵ８５自体に内蔵された内部回路を用いて、第１バッテリ５０に内蔵された各セルの電圧値を検出し、各セルの電圧値の総和を第１バッテリ５０の電圧値として検出する。そして、ＢＭＵ８５は、内部回路により検出された第１バッテリ５０の電圧値をＥＣＵ１５０に送信する。
　ＢＭＵ８５は、第１バッテリ５０の状態を監視しており、第１バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいて第１バッテリ５０の異常を検出することができる。例えば、ＢＭＵ８５は、第１バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいて第１バッテリ５０の電圧値を検出し、過充電異常および過放電異常を検出する。
　ＢＭＵ８５は、ＣＭＵ（Cell Management Unit：セルマネージメントユニット；図示せず）から信号線１８３を通して第１バッテリ５０のセル温度を取得する。ＢＭＵ８５は、ＣＡＮによりＥＣＵ１５０と通信を行い、取得した第１バッテリ５０のセル温度をＥＣＵ１５０に送信する。これにより、ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ５０のセル温度を検出できる。ＢＭＵ８５は、ＣＭＵから取得したセル温度に基づいて過温度異常を検出する。
　ＢＭＵ８５は、信号線１８４により電流値検出部６５に電気的に接続されており、信号線１８４を通して電流値検出部６５から電流値を取得する。電流値検出部６５は、正極配線１７４に設けられており、正極配線１７４を流れる電流値を検出する。つまり、ＢＭＵ８５は、正極配線１７４を流れる電流値を、信号線１８４を通して電流値検出部６５から取得する。ＢＭＵ８５は、信号線１８４を通して電流値検出部６５から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出する。
　ヒューズ９５は、電流値検出部６５と正極側コンタクタ７５との間における正極配線１７４に設けられている。ヒューズ９５は、過電流が正極配線１７４に流れると、電気回路すなわち正極配線１７４を遮断する。
　前述したように、負極配線１７５は、第１バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２とを電気的に接続しており、グランド１００Ｂになっている。例えば、負極配線１７５は、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等のボディに接続され接地されている。正極配線１７３は、第１バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２とを電気的に接続するとともに、モータジェネレータ２とＤＣ／ＤＣコンバータ７０とを電気的に接続している。図１に示すハイブリッドシステム１０のように、第１バッテリ５０が４８Ｖのリチウムイオン電池である場合には、負極配線１７５に対する正極配線１７３、１７４の電位は、４８Ｖである。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、正極配線１７１および負極配線１７２を介して第２バッテリ８０に電気的に接続されている。負極配線１７２は、第２バッテリ８０の負極端子８２とＤＣ／ＤＣコンバータ７０とを電気的に接続しており、グランド１００Ｂになっている。例えば、負極配線１７２は、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等のボディに接続され接地されている。正極配線１７１は、第２バッテリ８０の正極端子８１とＤＣ／ＤＣコンバータ７０とを電気的に接続している。図１に示すハイブリッドシステム１０のように、第２バッテリ８０が１２Ｖの鉛蓄電池である場合には、負極配線１７２に対する正極配線１７１の電位は、１２Ｖである。第２バッテリ２０は、ＥＣＵ１５０に電力を供給する。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０自体に内蔵された内部回路を用いて、第２バッテリ８０の電圧値を検出する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、内部回路により検出された第２バッテリ８０の電圧値をＥＣＵ１５０に送信する。
　前述したように、モータジェネレータ２は、回生ブレーキなどを利用し、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。そして、モータジェネレータ２は、第１バッテリ５０に電圧を供給し第１バッテリ５０の充電を行うとともに、第２バッテリ８０に電圧を供給し第２バッテリ８０の充電を行う。ここで、図１に示すハイブリッドシステム１０を例に挙げると、負極配線１７５に対する正極配線１７３の電位は、４８Ｖである。つまり、モータジェネレータ２の発電電圧は、４８Ｖである。一方で、負極配線１７２に対する正極配線１７１の電位は、１２Ｖである。そこで、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、モータジェネレータ２が発電した４８Ｖの電圧を１２Ｖの電圧に変換する。これにより、モータジェネレータ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を介して１２Ｖの電圧を第２バッテリ８０に供給し、第２バッテリ８０の充電を行うことができる。
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、第１バッテリ５０および第２バッテリ８０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５０から送信された制御信号に基づいて、第１バッテリ５０と第２バッテリ８０との間で充電および放電を行うことができる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、電圧を変換し一定電流（例えば１０Ａ）を第１バッテリ５０から第２バッテリ８０に向かって流すことにより第１バッテリ５０の放電および第２バッテリ８０の充電を行うことができる。あるいは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、電圧を変換し一定電流（例えば１０Ａ）を第２バッテリ８０から第１バッテリ５０に向かって流すことにより第２バッテリ８０の放電および第１バッテリ５０の充電を行うことができる。
　ここで、安全性および寿命の観点から、高温環境下における第１バッテリ５０（例えばリチウムイオン電池など）の使用は推奨されていない。そのため、第１バッテリ５０の保証条件の一例として、第１バッテリ５０が一定温度以下で使用されることが挙げられる。このとき、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械の保管期間が問題になることがある。すなわち、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械の保管期間が比較的長い場合には、ＥＣＵ１５０に電力を供給する第２バッテリ８０が、産業機械のユーザによって保管時に産業機械から取り外されることがある。そうすると、ＥＣＵ１５０は、電力の供給を受けることができないため、電源オフ（すなわち産業機械のイグニッションスイッチがオフ）の時に起動できず、産業機械の保管時の第１バッテリ５０の温度を検出し記憶することができない。
　また、第２バッテリ８０が産業機械の保管時に産業機械に装着されたままの状態であっても、電源オフ時にＥＣＵ１５０を起動させるための暗電流に起因する電力が、第２バッテリ８０において消費されるという問題がある。すなわち、産業機械の保管期間が比較的長い場合には、暗電流に起因する第２バッテリ８０の消費電力の大きさを無視することができず、電源オフ時の第２バッテリ８０の消費電力は、重要な課題のひとつである。
　これに対して、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０のＥＣＵ１５０は、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の第１バッテリ５０の温度を検出し、検出時の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する制御を実行する。具体的には、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時、ＥＣＵ１５０は、ＣＡＮによりＢＭＵ８５と通信を行い、ＢＭＵ８５が取得した第１バッテリ５０のセル温度を取得する。そして、ＥＣＵ１５０は、ＣＡＮによりＢＭＵ８５から取得した第１バッテリ５０のセル温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する。
　本実施形態に係るハイブリッドシステム１０によれば、ＥＣＵ１５０は、電源オフ（すなわち産業機械のイグニッションスイッチがオフ）の時に起動しなくとも、産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の第１バッテリ５０の温度を検出し、検出時の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する。そのため、ハイブリッドシステム１０は、第２バッテリ８０の消費電力を抑えつつ、産業機械の保管時における第１バッテリ５０の温度を検出し記憶することができる。これにより、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、第１バッテリ５０の劣化に関して、産業機械の保管時の第１バッテリ５０の温度を検出し記憶することができ、第１バッテリ５０の保証交渉に有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　以下、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の動作の具体例を、図面を参照して詳しく説明する。
　図２は、本実施形態に係るハイブリッドシステムの動作の第１具体例を表すフローチャートである。
　まず、ステップＳ１１において、ハイブリッドシステム１０が搭載された産業機械のユーザ等が、ハイブリッドシステム１０を起動するためのスタータキーを押して産業機械のイグニッションスイッチをオンにする。そうすると、ステップＳ１２において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間を計測し、経過時間が所定時間以上であるか否かを判断する。図２に表したステップＳ１２では、「所定時間」は、３時間である。但し、ステップＳ１２に関する「所定時間」は、３時間に限定されるわけではなく、例えば１時間以上、５時間以下程度であってもよい。
　イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間が３時間以上である場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがオンになった時の第１バッテリ５０の温度を検出し、検出時の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する。
　一方で、イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間が３時間未満である場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１２に続くステップＳ１４において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがオンになった時の第１バッテリ５０の温度を記憶部１５１に記憶せず、産業機械の稼動中において所定時間毎に第１バッテリ５０の温度を検出し、所定時間毎の温度を記憶部１５１に記憶する。図２に表したステップＳ１４では、「所定時間」は、１時間である。但し、ステップＳ１４に関する「所定時間」は、１時間に限定されるわけではなく、例えば１時間以上、３時間以下程度であってもよい。
　ステップＳ１３に続くステップＳ１４において、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１４に関して前述した処理と同様の処理を実行する。
　続いて、ステップＳ１５において、ハイブリッドシステム１０が搭載された産業機械のユーザ等が、産業機械のイグニッションスイッチをオフにする。そうすると、ステップＳ１６において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがオフになってからの経過時間を計測し、経過時間が所定時間以上であるか否かを判断する。ステップＳ１６に関する「所定時間」は、ステップＳ１２に関して前述した「所定時間」と同様である。
　イグニッションスイッチがオフになってからの経過時間が３時間以上である場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、ハイブリッドシステム１０の動作を終了（シャットダウン）する。
　一方で、イグニッションスイッチがオフになってからの経過時間が３時間未満である場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１７において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがオンになったか否かを判断する。イグニッションスイッチがオンになった場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１１に関して前述した処理を実行する。一方で、イグニッションスイッチがオンになっていない場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１６に関して前述した処理を実行する。
　本具体例によれば、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間が所定時間以上である場合に、イグニッションスイッチがオンになった時の第１バッテリ５０の温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶するため、例えばイグニッションスイッチがオフになった直後に再びオンになったときの第１バッテリ５０の温度が産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶されることを抑えることができる。すなわち、ＥＣＵ１５０は、産業機械の保管時の温度として不適切な温度が記憶部１５１に記憶されることを抑えることができる。これにより、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、第１バッテリ５０の保証交渉により一層有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　また、ステップＳ１４において、ＥＣＵ１５０は、産業機械の稼動中において所定時間毎に第１バッテリ５０の温度を記憶部１５１に記憶する。そのため、ＥＣＵ１５０は、産業機械の保管時の第１バッテリ５０の温度と、産業機械の稼働中の第１バッテリ５０の温度と、の両方の温度を記憶部１５１に記憶することができる。そのため、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、産業機械のユーザが異常な温度で第１バッテリ５０を使用していないか否かをより一層確実に把握することができる。これにより、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、第１バッテリ５０の保証交渉により一層有効に利用できる保管時および稼働時の温度データを取得できる。
　図３は、本実施形態に係るハイブリッドシステムの動作の第２具体例を表すフローチャートである。
　第２具体例では、図２に関して前述したステップＳ１３が、図３に表したステップＳ２３に置き換えられている。その他のステップは、図２に関して前述したステップと同様である。すなわち、図３に表したステップＳ２１～Ｓ２２、Ｓ２４～Ｓ２７において実行される処理は、図２に関して前述したステップＳ１１～Ｓ１２、Ｓ１４～Ｓ１７の処理と同様である。そのため、本具体例では、ステップＳ２３を中心に説明し、ステップＳ２１～Ｓ２２、Ｓ２４～Ｓ２７の説明を適宜省略する。
　まず、本具体例のハイブリッドシステム１０において、記憶部１５１は、ハイブリッドシステム１０が搭載された産業機械が使用される場所の気象データを格納している。気象データとしては、ハイブリッドシステム１０が搭載された産業機械が使用される場所における温度、湿度、風向・風速、および日照時間などが挙げられる。
　イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間が３時間以上である場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月の少なくともいずれかに応じてイグニッションスイッチがオンになった時の温度を気象データを用いて補正し、補正した温度を産業機械の保管時の温度として記憶部１５１に記憶する。
　本具体例によれば、ＥＣＵ１５０は、産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月による影響を抑えつつ、産業機械の保管時の第１バッテリ５０の温度をより高い精度で記憶部１５１に記憶することができる。これにより、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０は、第１バッテリ５０の保証交渉により一層有効に利用できる保管時の温度データを取得できる。
　以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
　１：エンジン、　２：モータジェネレータ、　１０：ハイブリッドシステム、　２０：第２バッテリ、　４０：バッテリパック、　５０：第１バッテリ、　５１：正極端子、　５２：負極端子、　６５：電流値検出部、　７０：ＤＣ／ＤＣコンバータ、　７５：正極側コンタクタ、　７６：負極側コンタクタ、　８０：第２バッテリ、　８１：正極端子、　
８２：負極端子、　８５：ＢＭＵ、　９５：ヒューズ、　１００Ｂ：グランド、　１５０：ＥＣＵ、　１５１：記憶部、　１７１：正極配線、　１７２：負極配線、　１７３：正極配線、　１７４：正極配線、　１７５：負極配線、　１８１：信号線、　１８２：信号線、　１８３：信号線、　１８４：信号線、　１９３：信号線
 

Claims (4)

  1. 　産業機械に搭載されるハイブリッドシステムであって、
    　モータと、
    　前記モータに電力を供給するバッテリと、
    　記憶部を有するとともに、前記産業機械のイグニッションスイッチがオンになった時の前記バッテリの温度を検出し、前記検出時の温度を前記産業機械の保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行する制御部と、
    　を備えたことを特徴とするハイブリッドシステム。
  2. 　前記制御部は、前記イグニッションスイッチが前回オフになってから今回オンになるまでの経過時間を計測し、前記経過時間が所定時間以上である場合に前記検出時の温度を前記保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
  3. 　前記制御部は、前記イグニッションスイッチがオンになった後、前記産業機械の稼動中において所定時間毎に前記バッテリの温度を検出し、前記所定時間毎の温度を前記記憶部にさらに記憶する制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
  4. 　前記記憶部は、前記産業機械が使用される場所の気象データを格納しており、
    　前記制御部は、前記イグニッションスイッチがオンになった時の時刻、日および月の少なくともいずれかに応じて前記検出時の温度を前記気象データを用いて補正し、前記補正した温度を前記検出時の温度の代わりに前記保管時の温度として前記記憶部に記憶する制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
     

     
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