DE102017102458B4

DE102017102458B4 - Batteriesteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017102458B4
Application number: DE102017102458.1A
Authority: DE
Inventors: Kazuharu Tochikawa; Hitoshi Ohkuma
Original assignee: Denso Corp; Suzuki Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2023-12-14
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: JP6525431B2; DE102017102458A1; JP2017143604A; CN107046306B; CN107046306A

Abstract

Batteriesteuerungsvorrichtung mit:einer Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion, die eine Vielzahl von Zellentemperaturen einer Batterie von einer Vielzahl von Temperatursensoren erhält, um eine Batteriemaximaltemperatur, die die maximale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, und eine Batterieminimaltemperatur, die die minimale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, zu extrahieren;einer Erster-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batteriemaximaltemperatur mit einem ersten Referenzwert vergleicht;einer Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batterieminimaltemperatur mit einem zweiten Referenzwert vergleicht, der niedriger als der erste Referenzwert ist;einer Batterietemperaturauswahlsektion, die einen Batterietemperaturauswahlwert auf der Grundlage von Vergleichsergebnissen der Erster-Referenzwert-Vergleichssektion und der Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion einstellt; undeiner Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion, die Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts einstellt, wobei,wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder mehr ist, die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert auswählt und,wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, die Batterietemperaturauswahlsektion die Batterieminimaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert auswählt.

Description

HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriesteuerungsvorrichtung, die ein Aufladen und Entladen einer Hochspannungsbatterie steuert, die in einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug eingebaut ist.
(Verwandter Stand der Technik)
Es ist eine Technik bekannt, in der die Menge bzw. der Betrag eines Aufladens und Entladens einer elektrischen Leistung einer Hochspannungsbatterie, die in einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug eingebaut ist, begrenzt wird, um ein übermäßiges Aufladen oder übermäßiges Entladen zu begrenzen. Beispielsweise ist in dem elektrischen Fahrzeug, das in der JP H07-67209 A offenbart ist, ein Temperatursensor bei einer Batterie bereitgestellt, wobei die Menge bzw. der Betrag eines Aufladens einer elektrischen Leistung, die von einem Generator oder einer Kraftmaschine der Batterie zugeführt wird, auf der Grundlage einer Batterietemperatur begrenzt wird, die durch den Temperatursensor erfasst wird.
Entsprechend der JP H07-67209 A wird die Menge bzw. der Betrag eines Aufladens einer elektrischen Leistung begrenzt, indem lediglich ein Wert als die Batterietemperatur verwendet wird. Da jedoch die Batterie typischerweise durch eine Baugruppe einer Vielzahl von Zellen konfiguriert ist, wird eine Temperaturvariation zwischen den Zellen verursacht. Somit entsteht ein Problem bezüglich einer Entscheidung, welche der Zellentemperaturen geeignet ist, um für ein Begrenzen des Betrags bzw. der Menge eines Aufladens und Entladens verwendet zu werden.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Ein Ausführungsbeispiel stellt eine Batteriesteuerungsvorrichtung bereit, die in geeigneter Weise den Betrag bzw. die Menge eines Ladens und Entladens unter Berücksichtigung einer Variation zwischen einer Vielzahl von Zellentemperaturen begrenzt.
Als eine Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels umfasst eine Batteriesteuerungsvorrichtung eine Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion, die eine Vielzahl von Zellentemperaturen einer Batterie von einer Vielzahl von Temperatursensoren erhält, um eine Batteriemaximaltemperatur, die die maximale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, und eine Batterieminimaltemperatur, die die minimale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, zu extrahieren; eine Erster-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batteriemaximaltemperatur mit einem ersten Referenzwert vergleicht; eine Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batterieminimaltemperatur mit einem zweiten Referenzwert vergleicht, der niedriger als der erste Referenzwert ist; eine Batterietemperaturauswahlsektion, die einen Batterietemperaturauswahlwert auf der Grundlage von Vergleichsergebnissen der Erster-Referenzwert-Vergleichssektion und der Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion einstellt; und eine Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion, die Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts einstellt. Wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder größer ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert aus. Wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion die Batterieminimaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert aus.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:

1 ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Hybridfahrzeugs zeigt, in dem eine Batteriesteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel eingebaut ist;
2 ein Steuerungsblockschaltbild der Batteriesteuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
3 ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel von Variationen bezüglich der Zeit der Maximaltemperatur und der Minimaltemperatur einer Batterie zeigt;
4 eine Kennlinienabbildung, die eine Beziehung zwischen Batterietemperaturauswahlwerten und Auflade- und Entladebegrenzungswerten zeigt; und
5 ein Flussdiagramm einer Auflade- und Entladebegrenzungsverarbeitung, die durch die Batteriesteuerungsvorrichtung ausgeführt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel einer Batteriesteuerungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die Batteriesteuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug eingebaut und führt eine Steuerung beispielsweise für einen Ladezustand einer Hochspannungsbatterie aus, die eine elektrische Leistung einem Motorgenerator (nachstehend als „MG“ bezeichnet) zuführt, der eine Leistungsquelle ist.
Zuerst wird die Gesamtkonfiguration des Hybridfahrzeugs, in dem die Batteriesteuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel eingebaut ist, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 veranschaulicht ein Hybridfahrzeug 90, das eine Kraftmaschine 8 und einen MG 7 umfasst, die Leistungsquellen sind. Es ist anzumerken, dass eine Batteriesteuerungsvorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels in einem Hybridfahrzeug, das zwei oder mehr MGs umfasst, oder einem elektrischen Fahrzeug eingebaut sein kann, das keine Kraftmaschine umfasst.
In dem Hybridfahrzeug 90, das in 1 gezeigt ist, werden eine Leistung des MG 7 und eine Leistung der Kraftmaschine 8 durch einen Leistungsübertragungsmechanismus 91 kombiniert. Die kombinierte Leistung wird zu einer Achswelle 93 über ein Differenzial 92 übertragen, um Antriebsräder 94 zu drehen.
Der MG 7 ist beispielsweise ein Dauermagnet-Drei-Phasen-Wechselstrom-Synchronmotor und ist elektrisch mit einer Batterie 2 über einen Umrichter bzw. Inverter 6 verbunden, der eine Gleichstromleistung und eine Drei-Phasen-Wechselstromleistung ineinander umwandelt.
Der MG 7 verbraucht eine elektrische Leistung, die von der Batterie entladen wird, um eine Antriebsleistung durch einen Leistungsfahrbetrieb zu erzeugen. Zusätzlich erzeugt der MG 7 eine elektrische Leistung durch einen Regenerationsbetrieb, wenn das Hybridfahrzeug 90 beispielsweise verzögert. Die Batterie 2 wird mit der elektrischen Leistung, die durch den MG 7 erzeugt wird, über den Umrichter 6 aufgeladen.
Der Phasenstrom, der zwischen dem Umrichter 6 und dem MG 7 fließt, wird durch einen nicht gezeigten Stromsensor erfasst. Zusätzlich wird ein elektrischer Winkel des MG 7 durch einen Drehwinkelsensor, wie beispielsweise einen Drehmelder, der nicht gezeigt ist, erfasst. Eine MG-Steuerungseinrichtung 5 erhält ein Stromrückkopplungssignal (in 1 ein „Strom-FB-Signal“), ein Elektrischer-Winkel-Signal und dergleichen, die wie vorstehend beschrieben erfasst werden, wodurch sie eine Regelung ausführt, um ein Ansteuerungssignal zu berechnen und das berechnete Ansteuerungssignal zu dem Umrichter 6 auszugeben.
Da Techniken bezüglich einer typischen MG-Steuerung, wie beispielsweise eine Regelung und eine PWM-Steuerung, bekannt sind, werden ausführliche Beschreibungen hiervon weggelassen. Zusätzlich sind eine Kraftmaschinensteuerungseinrichtung, die ein Antreiben der Kraftmaschine 8 auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigungseinrichtungspositionen und dergleichen steuert, eine zentralisierte Steuerungseinrichtung, die eine zentralisierte Verwaltung von Bedingungen der Batterie 2, des MG 7 und der Kraftmaschine 8 ausführt, sowie Eingangs- und Ausgangssignale bezüglich der Steuerungseinrichtungen nicht gezeigt.
Die Batterie 2 ist eine aufladbare und entladbare Elektrizitätsspeichereinheit, wie beispielsweise eine Nickel-Hydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie. Zusätzlich kann die Batterie 2 eine Elektrizitätsspeichereinheit sein, wie beispielsweise ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Eine derartige Batterie 2 ist typischerweise durch eine Baugruppe aus einer Vielzahl von Zellen konfiguriert. Die Batterie 2 führt dem MG 7 über den Umrichter 6 eine elektrische Leistung zu und empfängt eine elektrische Leistung von dem MG 7 über den Umrichter 6, wodurch eine Elektrizität bei der Batterie 2 in einem Bereich eines vorbestimmten Grenzwerts oder weniger entladen und aufgeladen wird.
Es ist anzumerken, dass, wenn beispielsweise die Batterie 2 von einer Niedrigspannungsbatterie für Zusatzausrüstung unterschieden werden muss, die Batterie 2 auch als eine Traktionseinheitsbatterie oder eine Hochspannungsbatterie bezeichnet wird. Da jedoch eine andere Batterie hier nicht spezifisch beschrieben ist, wird die Batterie hier ausschließlich als die Batterie 2 bezeichnet. Zusätzlich wird eine Gleichstromleistung der Batterie 2 nicht nur dem Umrichter 6 zugeführt, sondern kann auch in eine Niedrigspannungsgleichstromleistung beispielsweise durch einen DC-DC-Wandler bzw. Gleichspannungswandler umgewandelt werden, um als eine Leistungsquelle für nicht gezeigte Zusatzgeräte verwendet zu werden.
Eine Batteriesteuerungsvorrichtung 4 erhält Informationen über einen Ladezustand (sogenannter SOC) der Batterie 2, eine Batterietemperatur und dergleichen. Auf der Grundlage hiervon berechnet die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 Auflade- und Entladebegrenzungswerte, um zu verhindern, dass die Batterie 2 überhitzt und sich verschlechtert, wobei sie die Auflade- und Entladebegrenzungswerte zu der MG-Steuerungseinrichtung 5 überträgt. Die MG-Steuerungseinrichtung 5 justiert ein Ansteuerungssignal für den Umrichter 6 derart, dass der Betrag bzw. die Menge eines Aufladens und Entladens der Batterie 2 den Grenzwert nicht überschreitet.
Auf der Grundlage der vorstehend genannten Gesamtkonfiguration ist die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel spezifisch durch eine Konfiguration zur Bestimmung einer Batterietemperatur gekennzeichnet, die für ein Berechnen von Lade- und Entladebegrenzungswerten verwendet wird.
In der JP H07-67209 A wird lediglich ein Wert als eine Batterietemperatur verwendet, die für ein Bestimmen der Begrenzung eines Aufladens verwendet wird. Da jedoch die Batterie 2 durch eine Baugruppe einer Vielzahl von Zellen konfiguriert ist, wie es beschrieben ist, wird eine Temperaturvariation aufgrund der charakteristischen Unterschiede zwischen der Vielzahl von Zellen verursacht. Zusätzlich wird die Temperaturvariation ebenso aufgrund der Position der Batterie 2 verursacht, beispielsweise zwischen einer Zelle, die nahe einem Kühllüfter angeordnet ist, und einer Zelle, die entfernt von dem Kühllüfter angeordnet ist.
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, ist in dem vorliegendem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Temperatursensoren 31 bis 36, die eine Vielzahl von Zellentemperaturen erfassen, bei der Batterie 2 bereitgestellt. Die Temperatursensoren 31 bis 36 sind beispielsweise Thermistoren. Obwohl sechs Temperatursensoren 31 bis 36 in 1 veranschaulicht sind, ist die Anzahl der Vielzahl von Temperatursensoren nicht begrenzt. Die Vielzahl von Temperatursensoren 31 bis 36 kann bei jeweiligen Zellen bereitgestellt sein. Beispielsweise kann jeder der Temperatursensoren 31 bis 36 bei zwei der Sensoren bereitgestellt sein.
Zusätzlich ist es, wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Zellen aufgrund der Position der Batterie 2 verursacht wird, zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Temperatursensoren 31 bis 36 so angeordnet ist, dass sie eine Position, bei der geschätzt wird, dass die Temperatur am höchsten wird, und eine Position aufweisen, bei der geschätzt wird, dass die Temperatur am niedrigsten wird.
Die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 erhält Zellentemperaturen Tb1 bis Tb6, die jeweils durch die Temperatursensoren 31 bis 36 erfasst werden. Dann wählt die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 in geeigneter Weise die Batterietemperatur, die für ein Einstellen von Auflade- und Entladebegrenzungswerten verwendet wird, auf der Grundlage der erhaltenen Vielzahl von Zellentemperaturen aus.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 eine A/D-Umwandlungssektion 41, eine Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion 42, eine Erster-Referenzwert-Vergleichssektion 43, eine Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion 44, eine Batterietemperaturauswahlsektion 45, eine Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion 46 und dergleichen auf.
Typischerweise werden Erfassungswerte der Zellentemperaturen Tb1 bis Tb6, die durch die Temperatursensoren 31 bis 36 erhalten werden, der Batteriesteuerungsvorrichtung 4 als analoge Signale eingegeben. Die A/D-Umwandlungssektion 41 wandelt das eingegebene analoge Signal in ein digitales Signal bei einem vorbestimmten Umwandlungszyklus um, um abgetastet und gehalten zu werden. Da die Anzahl von Temperatursensoren nicht auf sechs begrenzt ist, ist in 2 die eingegebene Vielzahl von Temperaturerfassungswerten durch „Tb1, Tb2, Tb3, ... TbN“ in einer allgemeinen Art und Weise angegeben. Es ist anzumerken, dass, wenn ein Temperatursensor verwendet wird, der ein digitales Signal ausgibt, die A/D-Umwandlungssektion 41 nicht bereitgestellt sein kann.
Die Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion 42 erhält die Vielzahl von Zellentemperaturen Tb1 bis TbN, um die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX, die die maximale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen Tb1 bis TbN ist, und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN, die die minimale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen Tb1 bis TbN ist, zu extrahieren.
Die Erster-Referenzwert-Vergleichssektion 43 und die Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion 44 erhalten jeweils die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN von der Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion 42.
Die Erster-Referenzwert-Vergleichssektion 43 vergleicht die erhaltene Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX mit einem ersten Referenzwert Tref1, der darin gespeichert ist.
Die Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion 44 vergleicht die erhaltene Batterieminimaltemperatur Tb_MIN mit einem zweiten Referenzwert Tref2, der darin gespeichert ist. Der zweite Referenzwert Tref2 ist so eingestellt, dass er niedriger als der erste Referenzwert Tref1 ist.
Die Batterietemperaturauswahlsektion 45 stellt einen Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL auf der Grundlage der Vergleichsergebnisse der Erster-Referenzwert-Vergleichssektion 43 und der Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion 44 ein. Diese Verarbeitung der Batterietemperaturauswahlsektion 45 wird als eine Batterietemperaturauswahlverarbeitung bezeichnet, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Die Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion 46 stellt Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie 2 auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL ein.
Als Nächstes wird die Batterietemperaturauswahlverarbeitung der Batterietemperaturauswahlsektion 45 unter Bezugnahme auf ein Zeitablaufdiagramm, das in 3 gezeigt ist, und eine Kennlinienabbildung des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL und von Auflade- und Entladebegrenzungswerten, die in 4 gezeigt ist, beschrieben.
3 veranschaulicht Muster von Änderungen bezüglich der Zeit der Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX und der Batterieminimaltemperatur Tb_MIN in Bezug auf den ersten Referenzwert Tref1 und den zweiten Referenzwert Tref2. Zusätzlich ist der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL, der entsprechend den Änderungen bezüglich der Zeit der Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX und der Batterieminimaltemperatur Tb_MIN ausgewählt wird, durch dicke Linien angegeben. Die Batterietemperaturauswahlwerte Tb_SEL in einer Stufe A, einer Stufe B und einer Stufe C, die spezifisch zu beachten sind, sind durch Kreise angegeben.
Die Kennlinienabbildung in 4 zeigt Grenztemperaturen α, β und γ, wobei α < β < γ gilt. In dem mittleren Temperaturbereich, in dem der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL zwischen α und β liegt, werden die Absolutwerte der Begrenzungswerte sowohl des Betrags bzw. der Menge eines Aufladens als auch des Betrags bzw. der Menge eines Entladens maximal. Das heißt, das maximale Aufladen bis zu dem Betrag bzw. der Menge einer Ladung Pc0 und das maximale Entladen bis zu dem Betrag bzw. der Menge eines Entladens Pd0 sind gestattet.
In dem Niedrigtemperaturbereich, in dem der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL kleiner als α ist, nehmen die Absolutwerte der Auflade- und Entladebegrenzungswerte allmählich von Pc0 und Pd0 ab, wenn die Temperatur von α abnimmt.
In dem Hochtemperaturbereich, in dem der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL größer als β ist und γ oder weniger ist, nehmen die Absolutwerte der Auflade- und Entladebegrenzungswerte allmählich von Pc0 und Pd0 steiler als in dem Niedrigtemperaturbereich ab, wenn die Temperatur von β ansteigt. In dem Bereich, in dem der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL γ oder größer ist, sind die Auflade- und Entladebegrenzungswerte 0, wodurch ein Aufladen und ein Entladen vollständig verhindert werden.
Es kann in Betracht gezogen werden, dass der mittlere Temperaturbereich ein normaler Temperaturbereich ist, wobei der Niedrigtemperaturbereich und der Hochtemperaturbereich nicht-normale Temperaturbereiche sind.
Ein Begrenzen des Betrags bzw. der Menge eines Aufladens und Entladens der Batterie 2 auf der Grundlage der Kennlinienabbildung in 4 kann verhindern, dass sich die Batteriezellen in dem Niedrigtemperaturbereich verschlechtern, und verhindern, dass die Batteriezellen in dem Hochtemperaturbereich überhitzen.
Der erste Referenzwert Tref1, der in 3 gezeigt ist, wird als die Temperatur bei der Hochtemperaturseite des mittleren Temperaturbereichs, der in 4 gezeigt ist, eingestellt. Zusätzlich wird der zweite Referenzwert Tref2 als die Temperatur bei der Niedrigtemperaturseite des mittleren Temperaturbereichs, der in 4 gezeigt ist, eingestellt.
Änderungen bezüglich der Zeit der Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX und der Batterieminimaltemperatur Tb_MIN werden entlang der Zeitachse, die in 3 gezeigt ist, beschrieben.
Zu einer Zeit t0, zu der ein MG-Antrieb startet, ist die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger und der Batterieminimalwert Tb_MIN ist der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr. Die Batterietemperaturauswahlsektion 45 wählt die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als einen Anfangswert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL aus, wie es repräsentativ durch einen Vollkreis angegeben ist. Alternativ hierzu kann der erste Referenzwert Tref1 ausgewählt werden, wie es durch einen gestrichelten Kreis angegeben ist.
Zwischen Zeiten t0 und t1 setzt sich der Zustand fort, in dem die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr ist. Zu dieser Zeit hält die Batterietemperaturauswahlsektion 45 einen vorangegangenen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL. Es ist anzumerken, dass angenommen wird, dass zumindest eine Verarbeitung zu einer Zeit t0 oder später ausgeführt wird. Somit wird der Anfangswert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL gehalten.
Wie es durch eine Stufe A dargestellt ist, ist zwischen Zeiten t1 und t2 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN ist kleiner als der zweite Referenzwert Tref2. Zu dieser Zeit wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
In 4 ist der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL in der Stufe A in dem Niedrigtemperaturbereich beinhaltet. Somit kann, wenn die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN kleiner als der zweite Referenzwert Tref2 ist, ein Auswählen der Batterieminimaltemperatur Tb_MIN als der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL verhindern, dass sich die Batteriezellen, die eine niedrige Temperatur aufweisen, verschlechtern.
Zu der Zeit t2, zu der die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN mit dem zweiten Referenzwert Tref2 übereinstimmt, wird der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL der zweite Referenzwert Tref2.
Als Nächstes ist, wie es durch eine Stufe B dargestellt ist, zwischen Zeiten t2 und t3 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN ist der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr. Zu dieser Zeit hält die Batterietemperaturauswahlsektion 45 einen vorangegangenen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL. Es ist anzumerken, dass angenommen wird, dass zumindest eine Verarbeitung zu der Zeit t2 oder später ausgeführt wird. Somit wird der zweite Referenzwert Tref2 zu der Zeit t2 als der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL gehalten.
In 4 ist der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL in der Stufe B in dem mittleren Temperaturbereich beinhaltet, in dem sich die Batteriezellen beinahe nicht verschlechtern oder überhitzen können. Somit sind in der Stufe B das maximale Aufladen und Entladen gestattet.
Zwischen Zeiten t3 und t4, während denen die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN mit dem zweiten Referenzwert Tref2 wieder übereinstimmt, ist die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN ist kleiner als der zweite Referenzwert Tref2. Zu dieser Zeit wählt wie in dem Fall zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batterieminimaltemperatur TB_MIN als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Wie es durch eine Stufe C dargestellt ist, ist nach der Zeit t4 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN ist kleiner als der zweite Referenzwert Tref2. Zu dieser Zeit wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
In 4 ist der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL in der Stufe C in dem Hochtemperaturbereich beinhaltet. Somit kann, wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist, ein Auswählen der Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL verhindern, dass die Batteriezellen, die eine hohe Temperatur aufweisen, überhitzen.
Es ist anzumerken, dass, obwohl es in 3 nicht veranschaulicht ist, auch wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr ist, die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als der Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL ausgewählt wird.
Als Nächstes wird eine Auflade- und Entladebegrenzungsverarbeitung, die durch die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm beschrieben, das in 5 gezeigt ist. Während der MG 7 angesteuert wird, wird diese Verarbeitungsroutine periodisch und mit Bezug auf irgendeinen Betrieb als einen Auslöser wiederholt ausgeführt. In der nachfolgenden Beschreibung des Flussdiagramms stellt das Zeichen „S“ einen Schritt dar.
Es ist anzumerken, dass bezüglich des Zeitablaufdiagramms, das in 3 gezeigt ist, der Verarbeitungszyklus der Verarbeitungsroutine so eingestellt ist, dass er kürzer als die Intervalle zwischen den Zeiten t0, t1, t2, t3 und t4 ist, die in 3 veranschaulicht sind. Anders ausgedrückt wird angenommen, dass zumindest eine Verarbeitung während jedes Intervalls zwischen den Zeiten ausgeführt wird. Somit werden ein vorangegangener Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 und ein vorangegangener Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 jeweils nach der Zeit t0 und nach der Zeit t2 ausgewählt.
In S1 extrahiert die Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion 42 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN von der Vielzahl von Zellentemperaturen Tb1 bis TbN, die in die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 eingegeben werden.
In S2 bestimmt die Erster-Referenzwert-Vergleichssektion 43, ob die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist oder nicht.
Wenn JA in S2 bestimmt wird, schreitet die Verarbeitung zu S3 voran. In S3 wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Wenn NEIN in S2 bestimmt wird, schreitet die Verarbeitung zu S4 voran.
In S4 bestimmt die Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion 44, ob die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN kleiner als der zweite Referenzwert Tref2 ist oder nicht.
Wenn JA in S4 bestimmt wird, schreitet die Verarbeitung zu S5 voran. In S5 wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Wenn NEIN in S4 bestimmt wird, schreitet die Verarbeitung zu S6 voran.
In S6 hält die Batterietemperaturauswahlsektion 45 einen vorangegangenen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL. Es ist anzumerken, dass in der anfänglichen Verarbeitung, nachdem ein MG-Antrieb startet, die Batterietemperaturauswahlsektion 45 beispielsweise die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als einen Anfangswert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL auswählt, um der Verhinderung eines Überhitzens eine höhere Priorität einzuräumen. Alternativ hierzu kann der erste Referenzwert Tref1 als der Anfangswert ausgewählt werden.
In S7 stellt die Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion 46 auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL Auflade- und Entladebegrenzungswerte ein, indem die Kennlinienabbildung verwendet wird, die in 4 gezeigt ist.
Die Verarbeitungen gemäß S2 bis S5 in dem Flussidagramm in 5 sind wie nachstehend beschrieben zusammengefasst, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben ist.
(1) Wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Hierdurch kann verhindert werden, dass die Batteriezellen, die eine hohe Temperatur aufweisen, überhitzen.
(2) Wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN kleiner als der zweite Referenzwert Tref2 ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Hierdurch kann verhindert werden, dass die Batteriezellen, die eine niedrige Temperatur aufweisen, sich verschlechtern.
(3) Wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist und die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN kleiner als der zweite Referenzwert Tref2 ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion 45 die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX als den Batterietemperaturauswahlwert Tb_SEL aus.
Hierdurch kann vorrangig verhindert werden, dass die Batteriezellen, die eine hohe Temperatur aufweisen, überhitzen.
Zusätzlich hält wie in S6 gemäß dem Flussdiagramm, wenn die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX der erste Referenzwert Tref1 oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur TB_MIN der zweite Referenzwert Tref2 oder mehr ist, die Batterietemperaturauswahlsektion 45 einen vorangegangen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts Tb_SEL. Hierdurch können die Verarbeitungen, die ausgeführt werden, wenn bestimmt wird, dass die Batteriezellen eine niedrige Wahrscheinlichkeit für ein Überhitzen und eine Verschlechterung aufweisen, vereinfacht werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Batteriesteuerungsvorrichtung 4 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geeignete Auflade- und Entladebegrenzungswerte unter Berücksichtigung einer Variation zwischen einer Vielzahl von Zellentemperaturen der Batterie 2 einstellen. Somit kann die Batterie 2 auf effektive Weise in einem Bereich verwendet werden, in dem alle Zellen der Batterie 2 ein Überhitzen und eine Verschlechterung vermeiden können.
(Andere Ausführungsbeispiele)
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der erste Referenzwert Tref1 und der zweite Referenzwert Tref 2 in dem mittleren Temperaturbereich eingestellt, der ein normaler Temperaturbereich ist. Das heißt, die Tatsache, dass die Batteriemaximaltemperatur Tb_MAX größer als der erste Referenzwert Tref1 ist, und die Tatsache, dass die Batterieminimaltemperatur Tb_MIN kleiner als der zweite Referenzwert Tref2 ist, geben keine Anomalie in der Batterietemperatur an.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können ein Anomaliebestimmungsschwellenwert bei einer höheren Temperaturseite in Bezug auf den ersten Referenzwert Tref1 und ein Anomaliebestimmungsschwellenwert bei der niedrigeren Temperaturseite in Bezug auf den zweiten Referenzwert Tref2 eingestellt werden, um auch eine Anomalie auf der Grundlage einer Vielzahl von Zellentemperaturen zu erfassen, die durch die Batteriesteuerungsvorrichtung erhalten werden.
Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Konfigurationen begrenzt ist, sondern beliebige und alle Modifikationen, Variationen oder Äquivalente, die einem Fachmann in den Sinn kommen können, sollten so betrachtet werden, dass sie in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Nachstehend wird eine Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zusammengefasst.
Als eine Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels umfasst eine Batteriesteuerungsvorrichtung eine Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion (42), eine Erster-Referenzwert-Vergleichssektion (43), eine Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion (44), eine Batterietemperaturauswahlsektion (45) und eine Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion (46).
Die Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion erhält eine Vielzahl von Zellentemperaturen einer Batterie (2) von einer Vielzahl von Temperatursensoren (31 bis 36), um eine Batteriemaximaltemperatur (Tb_MAX), die die maximale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, und eine Batterieminimaltemperatur (Tb_MIN), die die minimale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, zu extrahieren.
Die Erster-Referenzwert-Vergleichssektion vergleicht die Batteriemaximaltemperatur mit einem ersten Referenzwert. Die Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion vergleicht die Batterieminimaltemperatur mit einem zweiten Referenzwert, der niedriger als der erste Referenzwert ist.
Die Batterietemperaturauswahlsektion stellt einen Batterietemperaturauswahlwert (Tb_SEL) auf der Grundlage von Vergleichsergebnissen der Erster-Referenzwert-Vergleichssektion und der Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion ein. Die Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion stellt Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts ein.
Die Batterietemperaturauswahlsektion stellt den Batterietemperaturauswahlwert wie nachstehend beschrieben ein.
(1) Wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder mehr ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert aus.
(2) Wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion die Batterieminimaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert aus.
In dem Fall gemäß (1) kann verhindert werden, dass die Batteriezellen, die eine hohe Temperatur aufweisen, überhitzen. In dem Fall gemäß (2) kann verhindert werden, dass sich die Batteriezellen, die eine niedrige Temperatur aufweisen, verschlechtern. Somit kann der Betrag bzw. die Menge eines Aufladens und Entladens in geeigneter Weise begrenzt werden, wobei eine Variation zwischen der Vielzahl von Zellentemperaturen berücksichtigt wird, wodurch die Batterie auf effektive Weise in einem Bereich verwendet werden kann, in dem alle Zellen der Batterie ein Überhitzen und eine Verschlechterung vermeiden können.
Zusätzlich hält vorzugsweise, wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder mehr ist, die Batterietemperaturauswahlsektion einen vorangegangenen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts. Hierdurch können die Verarbeitungen, die ausgeführt werden, wenn bestimmt wird, dass die Batteriezellen eine niedrige Wahrscheinlichkeit eines Überhitzens und einer Verschlechterung aufweisen, vereinfacht werden.
Weiter bevorzugt stellt die Batterietemperaturauswahlsektion den Batterietemperaturauswahlwert wie nachstehend beschrieben ein.
(3) Wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, wählt die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert aus.
Hierdurch kann vorrangig verhindert werden, dass die Batteriezellen, die eine hohe Temperatur aufweisen, überhitzen.
Eine Vorrichtung umfasst eine Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion, die Zellentemperaturen einer Batterie erhält, um maximale und minimale Temperaturen zu extrahieren, eine Erster-Wert-Vergleichssektion, die die maximale Temperatur mit einem ersten Wert vergleicht, eine Zweiter-Wert-Vergleichssektion, die die minimale Temperatur mit einem zweiten Wert vergleicht, der niedriger als der erste Wert ist, eine Batterietemperaturauswahlsektion, die einen Batterietemperaturauswahlwert auf der Grundlage von Vergleichsergebnissen einstellt, und eine Begrenzungswerteinstellungssektion, die Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts einstellt. Wenn die maximale Temperatur größer als der erste Wert ist und die minimale Temperatur der zweite Wert oder mehr ist, wird die maximale Temperatur als der Batterietemperaturauswahlwert ausgewählt. Wenn die maximale Temperatur der erste Wert oder weniger ist und die minimale Temperatur kleiner als der zweite Wert ist, wird die minimale Temperatur als der Batterietemperaturauswahlwert ausgewählt.

Claims

Batteriesteuerungsvorrichtung mit: einer Maximal-/Minimaltemperaturextraktionssektion, die eine Vielzahl von Zellentemperaturen einer Batterie von einer Vielzahl von Temperatursensoren erhält, um eine Batteriemaximaltemperatur, die die maximale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, und eine Batterieminimaltemperatur, die die minimale Temperatur der Vielzahl von Zellentemperaturen ist, zu extrahieren; einer Erster-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batteriemaximaltemperatur mit einem ersten Referenzwert vergleicht; einer Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion, die die Batterieminimaltemperatur mit einem zweiten Referenzwert vergleicht, der niedriger als der erste Referenzwert ist; einer Batterietemperaturauswahlsektion, die einen Batterietemperaturauswahlwert auf der Grundlage von Vergleichsergebnissen der Erster-Referenzwert-Vergleichssektion und der Zweiter-Referenzwert-Vergleichssektion einstellt; und einer Auflade- und Entladebegrenzungswerteinstellungssektion, die Auflade- und Entladebegrenzungswerte der Batterie auf der Grundlage des Batterietemperaturauswahlwerts einstellt, wobei, wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder mehr ist, die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert auswählt und, wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, die Batterietemperaturauswahlsektion die Batterieminimaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert auswählt.
Batteriesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Batteriemaximaltemperatur der erste Referenzwert oder weniger ist und die Batterieminimaltemperatur der zweite Referenzwert oder mehr ist, die Batterietemperaturauswahlsektion einen vorangegangen Wert des Batterietemperaturauswahlwerts hält.
Batteriesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Batteriemaximaltemperatur größer als der erste Referenzwert ist und die Batterieminimaltemperatur kleiner als der zweite Referenzwert ist, die Batterietemperaturauswahlsektion die Batteriemaximaltemperatur als den Batterietemperaturauswahlwert auswählt.