JP2010063222A - Data recording apparatus for electric vehicle battery and battery control device - Google Patents

Data recording apparatus for electric vehicle battery and battery control device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data recording apparatus associated for an electric vehicle battery, which detects a voltage exceeding an upper limit voltage of a battery due to abrupt change in the number of motor revolutions or the like and records data useful for analyzing a cause of battery degradation. <P>SOLUTION: The data recording apparatus 10 for an electric vehicle battery is mounted in an electric vehicle including a battery 11, a motor generator MG2 as a motor, an inverter 12, and an output controller 13 that controls motor output. The frequency of exceeding the upper limit voltage of the battery 11 is identified based on information measured for controlling motor output and is recorded in a data recording unit 19. Specifically, a data detection unit 18 configured as part of the output controller 13 detects that the rate of change in the number of revolutions of the motor generator MG2 per unit time has exceeded a predetermined value and records the frequency of exceeding the predetermined value as the frequency of exceeding the upper limit voltage of the battery 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動車両用バッテリに関するデータ記録装置に係り、特に電動車両用バッテリの劣化要因解析にとって有用なデータを取得して記録する電動車両用バッテリに関するデータ記録装置に関する。   The present invention relates to a data recording apparatus related to an electric vehicle battery, and more particularly, to a data recording apparatus related to an electric vehicle battery that acquires and records data useful for deterioration factor analysis of the electric vehicle battery.

ハイブリッド車両等の電動車両には、車両を駆動する電動機と、その電動機に電力を供給するバッテリが搭載されている。搭載されるバッテリとしては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、及びリチウムイオン電池などが挙げられる。バッテリの効率的な使用やバッテリの劣化防止等のために、バッテリの充電状態（充電率、Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を監視して制御する必要がある。特に、リチウムイオン電池においては、バッテリに供給される電圧が上限電圧を超過すると、負極表面に金属リチウムが析出して、容量の低下、即ちバッテリの劣化等を引き起こすおそれがあるのでＳＯＣの制御は極めて重要である。   An electric vehicle such as a hybrid vehicle is equipped with an electric motor that drives the vehicle and a battery that supplies electric power to the electric motor. Examples of the battery to be mounted include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, and a lithium ion battery. For efficient use of the battery, prevention of battery deterioration, and the like, it is necessary to monitor and control the state of charge (SOC) of the battery. In particular, in a lithium ion battery, if the voltage supplied to the battery exceeds the upper limit voltage, metallic lithium may be deposited on the negative electrode surface, which may cause a decrease in capacity, that is, deterioration of the battery. Very important.

一般的に、電動車両には、ＳＯＣを測定（推定）する装置が搭載されており、この装置によってＳＯＣ（充電率）がモニタされ、所定の充電率を上下限値とするＳＯＣ管理幅に充電率を維持することができる。従って、過度の充電及び放電に起因するバッテリの劣化を防止することができる。ＳＯＣ推定装置としては、例えば、特許文献１に開示された装置が挙げられる。特許文献１の装置は、バッテリの充放電周波数に応じた演算周期でバッテリのＳＯＣを推定するバッテリＳＯＣ推定手段と、バッテリの充放電の周期が短いほどＳＯＣの演算周期を短くするようＳＯＣ推定手段を制御する演算周期変更手段と、を備えるＳＯＣ推定装置である。なお、特許文献１には、スリップ制御時のように充放電頻度が高く、周波数応答性が低くなる領域ではＳＯＣの演算周期を長くし、誤差発生要素を低減させることが述べられている。   In general, an electric vehicle is equipped with a device that measures (estimates) SOC, and this device monitors the SOC (charge rate) and charges it to an SOC management range with a predetermined charge rate as the upper and lower limit values. The rate can be maintained. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the battery due to excessive charging and discharging. As an SOC estimation apparatus, the apparatus disclosed by patent document 1 is mentioned, for example. The apparatus of Patent Literature 1 includes a battery SOC estimation unit that estimates the SOC of a battery at a calculation cycle corresponding to the charge / discharge frequency of the battery, and an SOC estimation unit that shortens the SOC calculation cycle as the battery charge / discharge cycle is shorter. And a calculation period changing means for controlling In Patent Document 1, it is described that, in a region where the charge / discharge frequency is high and the frequency responsiveness is low as in the slip control, the SOC calculation cycle is lengthened to reduce the error generating factor.

特開２００６−７４８５２号公報JP 2006-74852 A

しかしながら、特許文献１のＳＯＣ推定装置によれば、ＳＯＣ管理幅に充電率を維持できない場合、例えば、バッテリの上限電圧を超過する場合がある。即ち、特許文献１のＳＯＣ推定装置では、上記のように、特に周波数応答性が低くなる領域において、ＳＯＣの演算周期が長くなるので、ＳＯＣ推定のパラメータであるバッテリ状態（電圧、電流など）のモニタ間隔も広くなり、バッテリ電圧の急激な上昇を検知することはできない。一方、演算周期を短くする（速くする）と、誤差発生要素が増加してＳＯＣの推定精度が低下するので、演算周期を速くすることによりバッテリ電圧の急激な上昇に対応させることは困難である。   However, according to the SOC estimation apparatus of Patent Document 1, when the charge rate cannot be maintained in the SOC management width, for example, the upper limit voltage of the battery may be exceeded. That is, in the SOC estimation device of Patent Document 1, as described above, the SOC calculation cycle becomes long, particularly in a region where the frequency response is low, so that the battery state (voltage, current, etc.) that is a parameter for SOC estimation is increased. The monitor interval also becomes wide, and a sudden rise in battery voltage cannot be detected. On the other hand, if the calculation cycle is shortened (accelerated), the error generation factor increases and the SOC estimation accuracy decreases, so it is difficult to cope with a sudden rise in battery voltage by increasing the calculation cycle. .

ＳＯＣ推定装置により検知できないバッテリ電圧の急激な上昇が起こると、上記のように、バッテリの上限電圧を超過して、バッテリの劣化を引き起こすおそれがある。バッテリの上限電圧を超過する場合としては、極めて短時間のうちに高電圧がバッテリに供給される場合であり、例えば、電動車両がスリップ状態からグリップ状態に移行する等、電動機の回転数が急激に変化する場合（特に、回転数が急減する場合）が挙げられる。このような状況に鑑みて、従来のＳＯＣ推定装置等では検知が困難である電動機回転数の急減等によるバッテリの上限電圧超過と、バッテリの劣化との因果関係を解析して、バッテリの劣化要因を特定することが強く望まれている。   When the battery voltage suddenly rises that cannot be detected by the SOC estimation device, as described above, the upper limit voltage of the battery may be exceeded and the battery may be deteriorated. The case where the upper limit voltage of the battery is exceeded is a case where a high voltage is supplied to the battery in an extremely short time. For example, the electric motor has a rapid rotation speed such as when the electric vehicle shifts from the slip state to the grip state. (Especially when the rotational speed rapidly decreases). In view of such a situation, the cause of deterioration of the battery is analyzed by analyzing the causal relationship between the battery upper limit voltage exceeding the upper limit voltage of the battery due to a rapid decrease in the motor rotation speed, etc., which is difficult to detect with a conventional SOC estimation device, etc. It is strongly desired to identify

本発明の目的は、電動機回転数の急激な変化等によるバッテリの上限電圧超過を検知して、バッテリの劣化要因解析にとって有用なデータを記録する電動車両用バッテリに関するデータ記録装置を提供することである。また、本発明のもう１つの目的は、バッテリの上限電圧の超過頻度に基いて劣化度合いを判定すると共に、判定された劣化度合いに応じてバッテリにおける電力の入出力を制限するバッテリ制御装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a data recording apparatus for an electric vehicle battery that detects an excess of the upper limit voltage of the battery due to a sudden change in the motor rotation speed and records data useful for analyzing the deterioration factor of the battery. is there. Another object of the present invention is to provide a battery control device that determines the degree of deterioration based on the excess frequency of the upper limit voltage of the battery and restricts input / output of electric power in the battery according to the determined degree of deterioration. It is to be.

本発明に係る電動車両用バッテリに関するデータ記録装置は、上限電圧が規定されたバッテリと、電動車両を駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータと、インバータの作動を制御することにより電動機出力を制御する出力制御装置と、を備える電動車両に搭載され、電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して記録することを特徴とする。   A data recording apparatus relating to a battery for an electric vehicle according to the present invention includes a battery in which an upper limit voltage is defined, an electric motor that drives the electric vehicle, an inverter that supplies electric power to the electric motor, and an electric motor output by controlling the operation of the inverter. And an output control device that controls the output of the battery, and the frequency of exceeding the battery upper limit voltage is specified and recorded based on information measured for controlling the output of the motor.

また、電動車両には、電動機の回転数を検出する回転速度センサが搭載され、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたことを検知し、所定値を超えた頻度を、バッテリ上限電圧の超過頻度として記録することが好ましい。   In addition, the electric vehicle is equipped with a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the electric motor, detects that the rate of change of the motor rotation speed in a unit time exceeds a predetermined value, and determines the frequency at which the predetermined value has been exceeded. It is preferable to record the frequency of exceeding the upper limit voltage.

また、電動車両には、バッテリの温度を検出する温度センサが搭載され、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて記録することが好ましい。   In addition, the electric vehicle is equipped with a temperature sensor that detects the temperature of the battery. When the rate of change of the motor rotation speed in a unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected, and the excess frequency is determined as the battery temperature. It is preferable to record in association.

また、単位時間における回転数変化率が所定値を超過したことを、出力制御装置によって検知することが好ましい。   Further, it is preferable that the output control device detects that the rotation rate change rate per unit time exceeds a predetermined value.

本発明に係るバッテリ制御装置は、上限電圧が規定されたバッテリと、電動車両を駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータと、インバータの作動を制御することにより電動機出力を制御する出力制御装置と、を備える電動車両に搭載され、電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して、その超過頻度に基いて劣化度合いを判定すると共に、判定された劣化度合いに応じてバッテリにおける電力の入出力を制限することを特徴とする。   A battery control device according to the present invention includes a battery with an upper limit voltage defined, an electric motor that drives an electric vehicle, an inverter that supplies electric power to the electric motor, and an output control that controls the output of the electric motor by controlling the operation of the inverter. The device is mounted on an electric vehicle equipped with, and based on the information measured to control the motor output, the excess frequency of the battery upper limit voltage is specified, and the degree of deterioration is determined based on the excess frequency, The input / output of power in the battery is limited according to the determined degree of deterioration.

また、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて特定して、超過頻度及びバッテリ温度に基いて劣化度合いを判定することが好ましい。   Further, when the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected, the excess frequency is specified in association with the battery temperature, and the degree of deterioration is determined based on the excess frequency and the battery temperature. It is preferable to determine.

本発明に係る電動車両用バッテリに関するデータ記録装置によれば、上限電圧が規定されたバッテリと、電動車両を駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータ回路と、インバータ回路の作動を制御することにより電動機出力を制御する出力制御装置と、を備える電動車両に搭載され、電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して記録するので、電動機回転数の急激な変化等により、極めて短時間のうちに高電圧がバッテリに供給されることによるバッテリの上限電圧超過を検知することが可能になる。従って、バッテリの上限電圧超過と、バッテリの劣化との因果関係を解析して、バッテリの劣化要因を特定するために有用なデータを記録することができる。   According to the data recording apparatus relating to the battery for an electric vehicle according to the present invention, the battery with the upper limit voltage defined, the electric motor that drives the electric vehicle, the inverter circuit that supplies electric power to the electric motor, and the operation of the inverter circuit are controlled. And an output control device for controlling the motor output, and based on the information measured for controlling the motor output, the excess frequency of the battery upper limit voltage is specified and recorded. It is possible to detect an excess of the upper limit voltage of the battery due to a high voltage being supplied to the battery in a very short time due to a rapid change in the rotational speed or the like. Therefore, it is possible to record the data useful for identifying the cause of deterioration of the battery by analyzing the causal relationship between the excess of the upper limit voltage of the battery and the deterioration of the battery.

また、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたことを検知し、所定値を超えた頻度を、バッテリ上限電圧の超過頻度として記録すれば、例えば、電動車両がスリップ状態からグリップ状態に移行する等、電動機の回転数が急激に変化する場合（特に、回転数が急減する場合）等によるバッテリの上限電圧超過を検知することがさらに容易になる。   Further, if it is detected that the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value and the frequency exceeding the predetermined value is recorded as an excess frequency of the battery upper limit voltage, for example, the electric vehicle is gripped from a slip state. It becomes even easier to detect that the upper limit voltage of the battery has been exceeded, such as when the rotational speed of the motor changes abruptly (e.g., when the rotational speed suddenly decreases), such as when shifting to a state.

また、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて記録すれば、バッテリの劣化要因解析にとって、さらに有用なデータを記録することができる。   If the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected, and if the excess frequency is recorded in association with the battery temperature, more useful data for battery deterioration factor analysis Can be recorded.

さらに、単位時間における回転数変化率が所定値を超過したことを、出力制御装置によって検知する構成とすれば、データ記録装置用演算装置（制御装置）を新たに設置することなく、バッテリの上限電圧超過を検知することが可能になる。出力制御装置のような既存の制御装置を使用することにより、コストの低減等を図ることができる。   Furthermore, if the output control device detects that the rotation rate change rate per unit time exceeds a predetermined value, the upper limit of the battery can be obtained without newly installing a data recording device arithmetic device (control device). It becomes possible to detect excess voltage. By using an existing control device such as an output control device, the cost can be reduced.

本発明に係るバッテリ制御装置によれば、電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して、その超過頻度に基いて劣化度合いを判定すると共に、判定された劣化度合いに応じてバッテリにおける電力の入出力を制限するので、バッテリ上限電圧の超過頻度が高く、バッテリの劣化が進行している場合に、バッテリにおける電力の入出力を制限することにより、さらなるバッテリの劣化を抑止することが可能になる。   According to the battery control device of the present invention, based on the information measured for controlling the motor output, specify the excess frequency of the battery upper limit voltage, determine the degree of deterioration based on the excess frequency, Since the input / output of power in the battery is limited according to the determined degree of deterioration, by limiting the input / output of power in the battery when the battery upper limit voltage is frequently exceeded and the deterioration of the battery is progressing Further deterioration of the battery can be suppressed.

また、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて特定して、超過頻度及びバッテリ温度に基いて劣化度合いを判定する構成とすれば、バッテリの劣化判定の精度がさらに向上して、バッテリの劣化抑止効果を高めることができる。   Further, when the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected, the excess frequency is specified in association with the battery temperature, and the degree of deterioration is determined based on the excess frequency and the battery temperature. With the determination configuration, the accuracy of battery deterioration determination can be further improved, and the battery deterioration suppression effect can be enhanced.

図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、以下詳細に説明する。図１は、電動車両用バッテリに関するデータ記録装置の構成を示すブロック図である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a data recording apparatus related to an electric vehicle battery.

図１に示すように、電動車両用バッテリに関するデータ記録装置１０（以下、データ記録装置１０とする）は、バッテリ１１と、電動機であるモータジェネレータＭＧ２と、インバータ１２と、出力制御装置１３と、を備える電動車両に搭載されている。さらに、電動車両には、ＳＯＣを測定するバッテリ監視装置１４と、発電機であるモータジェネレータＭＧ１とを搭載することができる。データ記録装置１０を搭載できる電動車両としては、バッテリ１１を備え、電動機で駆動する車両であれば特に限定されず、電動機のみで駆動する電気自動車や図示しないエンジン及び電動機により駆動するハイブリッド車両等が挙げられる。以下では、電動車両は、バッテリ監視装置１４と、発電機であるモータジェネレータＭＧ２と、を備えるハイブリッド車両として説明するが、これに限定されるものではない。   As shown in FIG. 1, a data recording device 10 (hereinafter referred to as a data recording device 10) related to an electric vehicle battery includes a battery 11, a motor generator MG2 that is an electric motor, an inverter 12, an output control device 13, It is mounted in the electric vehicle provided with. Furthermore, the battery monitoring device 14 that measures the SOC and the motor generator MG1 that is a generator can be mounted on the electric vehicle. The electric vehicle on which the data recording device 10 can be mounted is not particularly limited as long as the vehicle includes the battery 11 and is driven by the electric motor. An electric vehicle driven by the electric motor alone, an engine (not shown), a hybrid vehicle driven by the electric motor, and the like. Can be mentioned. Hereinafter, the electric vehicle will be described as a hybrid vehicle including the battery monitoring device 14 and the motor generator MG2 that is a generator, but is not limited thereto.

モータジェネレータＭＧ２とは、図示しない駆動輪に連結され、ハイブリッド車両を駆動する電動機である。具体的には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸が、図示しない減速ギア、駆動軸、ディファレンシャルギアを介して駆動輪と結合されている。また、減速時には駆動輪の回転エネルギーを利用してモータジェネレータＭＧ２を回生発電させることもできる。   Motor generator MG2 is an electric motor that is connected to drive wheels (not shown) and drives the hybrid vehicle. Specifically, the rotation shaft of motor generator MG2 is coupled to the drive wheels via a reduction gear, a drive shaft, and a differential gear (not shown). Further, at the time of deceleration, the motor generator MG2 can be regeneratively generated using the rotational energy of the drive wheels.

モータジェネレータＭＧ１とは、図示しないエンジンによって駆動される発電機であり、且つエンジンを始動させる電動機としても動作する。モータジェネレータＭＧ１は、その回転軸が、動力分配機構を介してエンジンの出力軸と連結されている。動力分配機構は、エンジン、モータジェネレータＭＧ１、及びモータジェネレータＭＧ２に結合されて、これらの間で動力を分配する機構であり、例えば、エンジンが発生する駆動力を車輪の駆動分とモータジェネレータＭＧ１の発電分とに分配する機能を有する。   Motor generator MG1 is a generator driven by an engine (not shown) and also operates as an electric motor for starting the engine. Motor generator MG1 has a rotation shaft connected to the output shaft of the engine via a power distribution mechanism. The power distribution mechanism is a mechanism that is coupled to the engine, the motor generator MG1, and the motor generator MG2, and distributes the power among them. For example, the driving force generated by the engine is divided into the wheel drive and the motor generator MG1. It has a function of distributing power generation.

インバータ１２とは、バッテリ１１からの直流電流をスイッチング素子（トランジスタ）の動作により交流に変換してモータジェネレータＭＧ２に交流電流を供給する装置（回路）である。さらに、インバータ１２は、モータジェネレータＭＧ２の交流電流を直流に変換してバッテリ１１に回生する機能も備える。同様にして、モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、インバータ１２を介してバッテリ１１に充電され、モータジェネレータＭＧ２の駆動に使用される。なお、インバータ１２としては、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とのそれぞれに対応して二つ設けることもできるが、以下では、一つの装置として説明する。   Inverter 12 is a device (circuit) that converts a direct current from battery 11 into an alternating current by the operation of a switching element (transistor) and supplies the alternating current to motor generator MG2. Further, inverter 12 also has a function of converting the alternating current of motor generator MG2 into a direct current and regenerating it to battery 11. Similarly, the electric power generated by motor generator MG1 is charged into battery 11 via inverter 12, and used to drive motor generator MG2. Note that two inverters 12 can be provided corresponding to each of the motor generator MG1 and the motor generator MG2, but will be described below as one device.

バッテリ１１とは、ハイブリッド車両の駆動源であり、バッテリ１１に蓄積（充電）された電力は、電動機であるモータジェネレータＭＧ２に供給されて、モータジェネレータＭＧ２によりハイブリッド車両が駆動される。バッテリ１１には、充放電可能な直流電源が使用され、具体的には、上記のように、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、及びリチウムイオン電池等の二次電池を使用することができる。   The battery 11 is a drive source of the hybrid vehicle, and the electric power stored (charged) in the battery 11 is supplied to the motor generator MG2 that is an electric motor, and the hybrid vehicle is driven by the motor generator MG2. The battery 11 is a chargeable / dischargeable DC power source. Specifically, as described above, a secondary battery such as a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, or a lithium ion battery can be used.

バッテリ１１には、バッテリ１１の効率的な使用、或いはバッテリ１１の劣化防止等の観点から、上限電圧が規定されている。また、同様の観点から、下限電圧も規定されることが好ましく、上記のように、所定の充電率を上下限値とするＳＯＣ管理幅が設定されるのが一般的である。従って、過度の充電や放電に起因するバッテリ１１の劣化を防止することができる。特に、リチウムイオン電池においては、バッテリ１１に供給される電圧が上限電圧を超過すると、負極表面に金属リチウムが析出して、容量の低下（劣化）や安全性の低下を引き起こすおそれがある。   An upper limit voltage is defined for the battery 11 from the viewpoint of efficient use of the battery 11 or prevention of deterioration of the battery 11. Further, from the same viewpoint, it is preferable that the lower limit voltage is also defined. As described above, the SOC management width having the predetermined charging rate as the upper and lower limit values is generally set. Therefore, the deterioration of the battery 11 due to excessive charging and discharging can be prevented. In particular, in a lithium ion battery, when the voltage supplied to the battery 11 exceeds the upper limit voltage, metallic lithium is deposited on the negative electrode surface, which may cause a decrease in capacity (deterioration) and a decrease in safety.

上記のように、バッテリの劣化防止等の観点から、バッテリ１１の上限電圧及び下限電圧が規定されるが、この上下限値を維持するためにバッテリ１１のＳＯＣを測定（推定）する機能を有するのが、バッテリ監視装置１４である。バッテリ監視装置１４は、ＳＯＣ測定（推定）装置とも称され、バッテリ１１の端子間電圧や、バッテリ１１とインバータ１２との間を流れる電流値、さらにバッテリ１１の温度等、バッテリ１１の状態をモニタして、ＳＯＣ（充電率）を測定する。バッテリ１１の充電率制御は、バッテリ監視装置１４により測定された充電率等の情報に基いて、後述するハイブリッド電子制御ユニット１７（以下、ＨＶ−ＥＣＵ１７とする）が出力制御装置１３を介して、バッテリ１１の過充電或いは過放電が発生しないように、モータジェネレータＭＧ２、ＭＧ１などの消費電力及び発電電力（回生電力）を調整することにより行われる。なお、バッテリ１１の上限電圧及び下限電圧（ＳＯＣ管理幅）は、バッテリの劣化防止等の観点から決定され、例えば、上限電圧は最大充電電圧の６０〜８０％程度、下限電圧は２０〜４０％程度に設定される。   As described above, the upper limit voltage and the lower limit voltage of the battery 11 are defined from the viewpoint of preventing the deterioration of the battery, etc., and has a function of measuring (estimating) the SOC of the battery 11 in order to maintain the upper and lower limit values. This is the battery monitoring device 14. The battery monitoring device 14 is also called an SOC measurement (estimation) device, and monitors the state of the battery 11 such as the voltage between the terminals of the battery 11, the value of the current flowing between the battery 11 and the inverter 12, and the temperature of the battery 11. Then, the SOC (charge rate) is measured. The charge rate control of the battery 11 is performed by a hybrid electronic control unit 17 (hereinafter referred to as HV-ECU 17) described later via the output control device 13 based on information such as the charge rate measured by the battery monitoring device 14. This is performed by adjusting the power consumption and generated power (regenerative power) of the motor generators MG2 and MG1 so that the battery 11 is not overcharged or discharged. The upper limit voltage and the lower limit voltage (SOC management width) of the battery 11 are determined from the viewpoint of preventing deterioration of the battery. For example, the upper limit voltage is about 60 to 80% of the maximum charge voltage, and the lower limit voltage is 20 to 40%. Set to degree.

バッテリ監視装置１４は、ＣＰＵと、入出力ポートと、ＳＯＣ等を一時的に記憶するメモリと、を備える装置であって、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとする）で構成することができる。バッテリ監視装置１４を構成するマイコン（ＣＰＵ）としては、バッテリ状態（電圧、電流など）のモニタ間隔が比較的長いため高速処理を行う必要がなく、また、コスト削減などの観点から、一般的に処理速度が低速であるものが使用される。従って、バッテリ監視装置１４によっては、上述のように、バッテリ１１の急激な電圧上昇を検知することはできない。   The battery monitoring device 14 is a device that includes a CPU, an input / output port, and a memory that temporarily stores an SOC and the like, and can be configured by a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer). As the microcomputer (CPU) constituting the battery monitoring device 14, it is not necessary to perform high-speed processing because the monitoring interval of the battery state (voltage, current, etc.) is relatively long, and generally from the viewpoint of cost reduction or the like. Those with a low processing speed are used. Therefore, depending on the battery monitoring device 14, as described above, it is impossible to detect a sudden voltage increase of the battery 11.

電動車両には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸の回転速度を検出する回転速度センサ１５、モータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転速度を検出する図示しない回転速度センサ、バッテリ１１の温度を検出する温度センサ１６、バッテリ１１の端子間電圧を検出する図示しない電圧センサ、バッテリ１１とインバータ１２、インバータ１２とモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の間を流れる電流を検出する図示しない電流センサなど、上記のＳＯＣ等のバッテリ１１情報や後述の電動機出力を制御するための情報を測定する各種センサが搭載されている。なお、これらのセンサとしては、公知のセンサを使用することができる。   The electric vehicle includes a rotation speed sensor 15 for detecting the rotation speed of the rotation shaft of the motor generator MG2, a rotation speed sensor (not shown) for detecting the rotation speed of the rotation shaft of the motor generator MG1, and a temperature sensor 16 for detecting the temperature of the battery 11. A battery 11 such as the above-described SOC, such as a voltage sensor (not shown) for detecting a voltage between terminals of the battery 11, a current sensor (not shown) for detecting a current flowing between the battery 11 and the inverter 12, and an inverter 12 and the motor generators MG1 and MG2. Various sensors for measuring information and information for controlling the motor output described later are mounted. As these sensors, known sensors can be used.

出力制御装置１３は、後述するＨＶ−ＥＣＵ１７からの制御信号に従ってインバータ１２等の動作を制御することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動を制御する。即ち、出力制御装置１３は、電動機出力を制御する装置であり、例えば、モータジェネレータ電子制御ユニット（ＭＧ−ＥＣＵ）として構成することができる。また、出力制御装置１３は、発電機であるモータジェネレータＭＧ１の駆動も制御する。具体的には、出力制御装置１３は、回転速度センサ１５や図示しない電流センサ等の各種センサにより測定される情報を取得して、これらの情報に基いてインバータ１２等の動作を制御し、ＨＶ−ＥＣＵ１７からの命令を実行する。なお、出力制御装置１３も、バッテリ監視装置１４と同様にマイコンから構成されるが、電動機等の迅速な制御を行う必要があるので、バッテリ監視装置１４よりも処理速度の速いマイコンが使用される。   The output control device 13 controls the driving of the motor generators MG1 and MG2 by controlling the operation of the inverter 12 and the like according to a control signal from the HV-ECU 17 described later. That is, the output control device 13 is a device that controls the output of the electric motor, and can be configured as, for example, a motor generator electronic control unit (MG-ECU). The output control device 13 also controls driving of the motor generator MG1 that is a generator. Specifically, the output control device 13 acquires information measured by various sensors such as the rotation speed sensor 15 and a current sensor (not shown), and controls the operation of the inverter 12 and the like based on the information, and the HV -An instruction from the ECU 17 is executed. The output control device 13 is also composed of a microcomputer in the same manner as the battery monitoring device 14, but a microcomputer having a higher processing speed than the battery monitoring device 14 is used because it is necessary to perform quick control of the electric motor or the like. .

図1に示すように、ハイブリッド車両には、車両のシステムを総合的に制御するＨＶ−ＥＣＵ１７が備えられる。ＨＶ−ＥＣＵ１７は、各種センサやエンジン等のＥＣＵからの情報や信号、運転者の出力要求、そしてバッテリ監視装置１４からのＳＯＣ情報などにより、モータジェネレータＭＧ２、ＭＧ１やエンジンの出力制御等を総合的に行う機能を有する。   As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle includes an HV-ECU 17 that comprehensively controls the vehicle system. The HV-ECU 17 comprehensively controls motor generators MG2, MG1, and engine output control based on information and signals from ECUs such as various sensors and engines, driver output requests, and SOC information from the battery monitoring device 14. It has a function to perform.

一般的に、ハイブリッド車両は、発進時や低速走行時には、モータジェネレータＭＧ２のみにより車両を駆動し、通常走行時には、動力分割機構によりエンジンの動力を二経路に分け、一方で駆動輪を駆動し、他方でモータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。減速時には、回生発電を行い回収した電力をバッテリ１１に蓄える。このような走行状態において、ＨＶ−ＥＣＵ１７は、バッテリ１１の充電率が上下限値を超えないように、ＳＯＣ情報を考慮しながら、運転者の出力要求に応じてモータジェネレータＭＧ２・ＭＧ１、エンジンの出力制御を、出力制御装置１３等を介して行う。   In general, a hybrid vehicle drives the vehicle only by the motor generator MG2 when starting or running at a low speed, and during normal running, the power of the engine is divided into two paths by a power split mechanism, while driving wheels are driven. On the other hand, the motor generator MG1 is driven to generate power. At the time of deceleration, regenerative power generation is performed and the collected power is stored in the battery 11. In such a traveling state, the HV-ECU 17 considers the SOC information so that the charging rate of the battery 11 does not exceed the upper and lower limit values, and responds to the driver's output request with the motor generators MG2 and MG1, Output control is performed via the output control device 13 or the like.

データ記録装置１０は、急激な電圧上昇によるバッテリ１１の上限電圧超過を検知して、バッテリ１１の劣化要因解析にとって有用なデータを記録することを目的とする装置である。具体的には、バッテリ１１の上限電圧超過を検知するデータ検知部１８と、検知したバッテリ１１の上限電圧超過の頻度等の情報を記録するデータ記録部１９とから構成される装置である。   The data recording device 10 is a device for detecting data exceeding the upper limit voltage of the battery 11 due to a rapid voltage rise and recording data useful for analysis of the deterioration factor of the battery 11. Specifically, it is an apparatus configured by a data detection unit 18 that detects an excess of the upper limit voltage of the battery 11 and a data recording unit 19 that records information such as the frequency of the detected upper limit voltage of the battery 11 being exceeded.

データ検知部１８は、バッテリ監視装置１４と同様にマイコンから構成されるが、極めて短時間のうちにバッテリ１１に供給される高電圧を検知する必要があるため、高速処理可能なマイコンを使用する必要がある。データ検知部１８に使用できる高速マイコンとしては、公知の高速マイコンを使用することができ、専用のマイコンを設置することもできる。また、電動車両に搭載されている既存のマイコンを使用することもでき、例えば、出力制御装置１３を構成するマイコンを使用することができる。出力制御装置１３のような既存の制御装置を使用することにより、データ記録装置１０用の新たな制御装置を設置することなく、バッテリ１１の上限電圧超過を検知することが可能になり、コストの低減等を図ることができる。従って、データ検知部１８としては、出力制御装置１３の一部として構成されることが好ましい。   The data detection unit 18 is composed of a microcomputer as in the battery monitoring device 14, but uses a microcomputer capable of high-speed processing because it needs to detect a high voltage supplied to the battery 11 in an extremely short time. There is a need. As a high-speed microcomputer that can be used for the data detection unit 18, a known high-speed microcomputer can be used, and a dedicated microcomputer can also be installed. Moreover, the existing microcomputer mounted in the electric vehicle can also be used, for example, the microcomputer which comprises the output control apparatus 13 can be used. By using an existing control device such as the output control device 13, it becomes possible to detect an excess of the upper limit voltage of the battery 11 without installing a new control device for the data recording device 10. Reduction and the like can be achieved. Therefore, the data detection unit 18 is preferably configured as a part of the output control device 13.

データ検知部１８は、上記のように、出力制御装置１３の一部として構成されることが好ましく、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の出力を制御するために測定される情報に基いてバッテリ１１の上限電圧超過を検知することができる。具体的には、電流センサにより検出されるインバータ１２とモータジェネレータＭＧ２との間の電流値、回転速度センサ１５により検出されるモータジェネレータＭＧ２の回転数、インバータ１２の直流側電圧などの情報に基いて、バッテリ１１の上限電圧超過が検知される。これらバッテリ１１の上限電圧超過を特定する情報としては、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の回転数を利用することが検知精度向上の観点等から好ましい。   As described above, the data detection unit 18 is preferably configured as a part of the output control device 13, and the upper limit of the battery 11 is determined based on information measured to control the output of the motor generator MG2 that is an electric motor. An overvoltage can be detected. Specifically, based on information such as the current value between the inverter 12 and the motor generator MG2 detected by the current sensor, the rotational speed of the motor generator MG2 detected by the rotational speed sensor 15, and the DC side voltage of the inverter 12. Then, the upper limit voltage of the battery 11 is detected. As information for specifying that the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded, it is preferable to use the rotation speed of the motor generator MG2, which is an electric motor, from the viewpoint of improving detection accuracy.

バッテリ１１の上限電圧を超過する場合としては、極めて短時間のうちに高電圧がバッテリ１１に供給される場合であり、例えば、電動車両がスリップ状態からグリップ状態に移行する等、電動機の回転数が急激に変化する場合（特に、回転数が急減する場合）が挙げられる。従って、電動機の回転数をモニタすることにより、具体的には、回転速度センサ１５により検出されるモータジェネレータＭＧ２の回転数の情報によりバッテリ１１の上限電圧超過を検知することができる。   The case where the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded is a case where a high voltage is supplied to the battery 11 in an extremely short time. For example, the rotational speed of the electric motor such as when the electric vehicle shifts from the slip state to the grip state. May change abruptly (especially when the rotational speed rapidly decreases). Therefore, by monitoring the rotation speed of the electric motor, specifically, it is possible to detect an excess of the upper limit voltage of the battery 11 based on information on the rotation speed of the motor generator MG2 detected by the rotation speed sensor 15.

電動車両がスリップしている状態では、モータジェネレータＭＧ２の回転数が上昇し、モータジェネレータＭＧ２により消費される電力が大幅に増大する。従って、バッテリ１１の充電率は低下し、バッテリ監視装置１４からのＳＯＣ情報により、ＨＶ−ＥＣＵ１７が動力分配機構に指令を与えて、エンジン出力のモータジェネレータＭＧ１への駆動分を増加させる。モータジェネレータＭＧ２の回転数が高く、モータジェネレータＭＧ１の発電量が多いスリップ状態から急にグリップ状態に移行した場合には、モータジェネレータＭＧ２の回転数が激減して消費電力が低下し、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力が行き場を失うことになる。結果的に、バッテリ１１に供給される電圧が急激に上昇してバッテリ１１に極めて短時間のうちに高電圧が供給される。そのような急激な電圧上昇が生じるとバッテリ１１の上限電圧を超過することがある。以下では、ハイブリッド車両の電動機であるモータジェネレータＭＧ２の回転数が急減する場合を例に挙げて説明する。   In a state where the electric vehicle is slipping, the rotation speed of motor generator MG2 increases, and the power consumed by motor generator MG2 increases significantly. Therefore, the charging rate of the battery 11 decreases, and the HV-ECU 17 gives a command to the power distribution mechanism based on the SOC information from the battery monitoring device 14 to increase the drive amount of the engine output to the motor generator MG1. When the motor generator MG2 has a high rotational speed and the motor generator MG1 generates a large amount of power, the motor generator MG2 suddenly shifts to the grip state, so that the motor generator MG2 rapidly decreases in rotational speed and power consumption is reduced. The power generated by the power will lose its place. As a result, the voltage supplied to the battery 11 rises rapidly and a high voltage is supplied to the battery 11 in a very short time. When such a rapid voltage increase occurs, the upper limit voltage of the battery 11 may be exceeded. Hereinafter, a case where the rotational speed of motor generator MG2 that is an electric motor of the hybrid vehicle is rapidly reduced will be described as an example.

データ検知部１８には、回転速度センサ１５により検出されるモータジェネレータＭＧ２の回転数を取得して、単位時間においてその回転数変化率が所定値を超えたか否かを判定する機能を有する回転速度異常判定部２０が設けられる。ここで回転数変化率とは、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の回転数変化の度合いを示し、例えば、スリップ状態における回転数をグリップ状態における回転数で除した値とすることができる。また、所定値とは、バッテリ１１の上限電圧を超過する電動機の回転数変化率の臨界値であり、例えば、実験データや理論計算に基いて決定することができる。即ち、回転数変化率がこの所定値を超えた場合には、後述のようにバッテリ１１の上限電圧超過と判定することができる。単位時間としては、スリップ状態からグリップ状態に移行してモータジェネレータＭＧ２の回転数が急減することを確認するのに必要かつ十分な時間とすることが好ましい。具体的には、バッテリ監視装置１４のバッテリ状態のモニタ間隔よりも短い時間であり、例えば、出力制御装置１３による回転数のモニタ間隔と同程度の時間とすることができる。   The data detecting unit 18 has a function of acquiring the rotational speed of the motor generator MG2 detected by the rotational speed sensor 15 and determining whether or not the rotational speed change rate exceeds a predetermined value in a unit time. An abnormality determination unit 20 is provided. Here, the rotational speed change rate indicates the degree of rotational speed change of the motor generator MG2, which is an electric motor, and can be, for example, a value obtained by dividing the rotational speed in the slip state by the rotational speed in the grip state. Further, the predetermined value is a critical value of the motor speed change rate exceeding the upper limit voltage of the battery 11, and can be determined based on, for example, experimental data or theoretical calculation. That is, when the rotation speed change rate exceeds the predetermined value, it can be determined that the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded, as will be described later. The unit time is preferably set to a time necessary and sufficient for confirming that the rotational speed of motor generator MG2 rapidly decreases from the slip state to the grip state. Specifically, the time is shorter than the battery interval monitoring interval of the battery monitoring device 14, and can be, for example, the same time as the rotation number monitoring interval by the output control device 13.

さらに、データ検知部１８には、単位時間における電動機の回転数変化率が所定値を超えたときに、バッテリ１１の上限電圧超過であることを判定する機能を有する上限電圧超過判定部２１が設けられる。上記のように、所定値とは、電動機の回転数におけるバッテリ１１の上限電圧を超過する臨界値であるため、回転速度異常判定部２０及び上限電圧超過判定部２１によって、電動機回転数が急減する場合等によるバッテリ１１の上限電圧超過を検知することが可能になる。   Further, the data detection unit 18 is provided with an upper limit voltage excess determination unit 21 having a function of determining that the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded when the rotation speed change rate of the motor per unit time exceeds a predetermined value. It is done. As described above, the predetermined value is a critical value that exceeds the upper limit voltage of the battery 11 at the number of rotations of the motor, and therefore the motor rotation speed rapidly decreases by the rotation speed abnormality determination unit 20 and the upper limit voltage excess determination unit 21. It is possible to detect an excess of the upper limit voltage of the battery 11 due to circumstances.

また、データ検知部１８は、バッテリ１１の上限電圧超過の情報を不揮発性メモリである後述のデータ記録部１９に記録させる機能を有するデータ記録指示部２２を有している。バッテリ１１の上限電圧超過の情報としては、上限電圧超過頻度（回数）が挙げられ、データ記録指示部２２によって上限電圧超過頻度がデータ記録部１９に送信されて記録される。従って、バッテリ１１の劣化要因解析にバッテリ１１の上限電圧超過の情報を活用することが可能になる。   In addition, the data detection unit 18 includes a data recording instruction unit 22 having a function of recording information on exceeding the upper limit voltage of the battery 11 in a later-described data recording unit 19 which is a nonvolatile memory. The information about the upper limit voltage excess of the battery 11 includes the upper limit voltage excess frequency (number of times), and the upper limit voltage excess frequency is transmitted to the data recording unit 19 by the data recording instruction unit 22 and recorded. Therefore, it is possible to use information on the excess voltage of the battery 11 exceeding the deterioration factor analysis of the battery 11.

データ検知部１８は、バッテリの劣化要因を特定するための情報として、上限電圧超過頻度の他に、バッテリ１１の温度を検出して記録させることができる。バッテリ１１の温度は、バッテリ１１の温度センサ１６によって検出され、電動機回転数と共に取得されることが好ましい。そして、回転速度異常判定部２０、データ記録指示部２２等の機能により、上限電圧超過頻度と関連付けてデータ記録部１９に記録されることが好ましい。バッテリ１１の温度を関連付けて記録することにより、バッテリ１１の劣化要因解析にとって、さらに有用なデータとなる。   The data detector 18 can detect and record the temperature of the battery 11 in addition to the upper limit voltage excess frequency as information for specifying the deterioration factor of the battery. The temperature of the battery 11 is preferably detected by the temperature sensor 16 of the battery 11 and acquired together with the motor rotation speed. Then, it is preferably recorded in the data recording unit 19 in association with the upper-limit voltage excess frequency by the functions of the rotational speed abnormality determination unit 20, the data recording instruction unit 22, and the like. By associating and recording the temperature of the battery 11, it becomes more useful data for analyzing the deterioration factor of the battery 11.

データ記録部１９は、データ検知部１８によって取得されたバッテリ１１の上限電圧超過に関する情報を記録する機能を有し、公知の不揮発性メモリから構成することができる。具体的には、データ検知部１８のデータ記録指示部２２によって記録が指令されたデータを記録する。データ記録部１９の設置場所は、特に限定されないが、ＨＶ−ＥＣＵ１７の一部に設置されることが好ましく、後述するように、ＨＶ−ＥＣＵ１７をエンジンルームから回収すること等によって蓄積されたデータを、バッテリ１１の劣化要因解析に活用することができる。   The data recording unit 19 has a function of recording information related to exceeding the upper limit voltage of the battery 11 acquired by the data detection unit 18 and can be configured from a known nonvolatile memory. Specifically, the data instructed to be recorded by the data recording instruction unit 22 of the data detection unit 18 is recorded. Although the installation location of the data recording unit 19 is not particularly limited, it is preferably installed in a part of the HV-ECU 17, and as will be described later, the data accumulated by collecting the HV-ECU 17 from the engine room is used. It can be utilized for the deterioration factor analysis of the battery 11.

図３に示すバッテリ制御装置３０は、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ１１の上限電圧の超過頻度を特定して、その超過頻度に基いて劣化度合いを判定すると共に、判定された劣化度合いに応じてバッテリ１１への電力の入力を制限する機能を有する装置である。このバッテリ制御装置３０を搭載することにより、バッテリ１１の劣化度合いが高い場合、即ち、上限電圧の超過頻度が高く、バッテリ１１の劣化が進行した場合に、バッテリ１１への電力の入力を制限することにより、さらなるバッテリ１１の劣化を防止することが可能になる。なお、バッテリ制御装置３０は、入力される電力だけでなく、バッテリ１１から出力される電力も制限することが好ましい。以下では、バッテリ制御装置３０は、電力の入出力を制限するものとして説明する。   The battery control device 30 shown in FIG. 3 specifies the excess frequency of the upper limit voltage of the battery 11 based on the information measured for controlling the output of the motor generator MG2, which is an electric motor, and based on the excess frequency. The apparatus has a function of determining the degree of deterioration and limiting the input of power to the battery 11 according to the determined degree of deterioration. By mounting the battery control device 30, when the degree of deterioration of the battery 11 is high, that is, when the upper limit voltage is frequently exceeded and the deterioration of the battery 11 progresses, the input of power to the battery 11 is limited. Thus, further deterioration of the battery 11 can be prevented. The battery control device 30 preferably limits not only the input power but also the power output from the battery 11. Below, the battery control apparatus 30 demonstrates as what restrict | limits the input / output of electric power.

バッテリ制御装置３０は、上記のように、バッテリ１１の上限電圧の超過頻度を特定する機能と、その超過頻度に基いて劣化度合いを判定する機能と、劣化度合いに応じてバッテリ１１への電力の入出力を制限する機能と、を有する。従って、バッテリ制御装置３０は、バッテリ１１の上限電圧の超過頻度を特定して記録するデータ記録装置１０と、さらに、超過頻度に基いて劣化度合いを判定する劣化度合い判定部３１と、劣化度合いに応じてバッテリ１１への電力の入出力を制限する入出力制限部３２と、から構成される。即ち、バッテリ制御装置３０の一部としてデータ記録装置１０が含まれる。ここで、劣化度合い判定部３１及び入出力制限部３２は、ＨＶ−ＥＣＵ１７の一部として構成されることが好ましい。   As described above, the battery control device 30 has a function of specifying the excess frequency of the upper limit voltage of the battery 11, a function of determining the degree of deterioration based on the excess frequency, and the power to the battery 11 according to the degree of deterioration. And a function of restricting input / output. Accordingly, the battery control device 30 specifies the data recording device 10 that records the frequency of exceeding the upper limit voltage of the battery 11 and records it, the deterioration degree determination unit 31 that determines the degree of deterioration based on the excess frequency, and the degree of deterioration. Accordingly, an input / output limiting unit 32 that limits input / output of power to the battery 11 is configured. That is, the data recording device 10 is included as part of the battery control device 30. Here, it is preferable that the deterioration degree determination unit 31 and the input / output restriction unit 32 are configured as a part of the HV-ECU 17.

劣化度合い判定部３１は、データ記録装置１０のデータ記録部１９に蓄積された上限電圧の超過頻度の情報を読み出して、バッテリ１１の劣化度合いを判定する機能を有する。劣化度合いとは、後述する入力制御部３２による入出力の制限を実行するための指標であって、バッテリ１１の劣化進行を抑止する観点から設定されるものである。具体的に、劣化度合い判定部３１は、予め設定された超過頻度の閾値を有し、超過頻度がその閾値を超えた場合には、劣化度合いが大きいと判定する制御設定とすることができる。ここで、閾値としては、例えば、１時間あたり数回といった値とすることができる。また、データ記録部１９に蓄積された上限電圧の超過回数の合計が、所定値以上となった場合には、劣化度合いが大きいと判定することもできる。   The deterioration degree determination unit 31 has a function of reading the information on the excess frequency of the upper limit voltage accumulated in the data recording unit 19 of the data recording device 10 and determining the deterioration degree of the battery 11. The degree of deterioration is an index for executing input / output restriction by the input control unit 32 described later, and is set from the viewpoint of suppressing the progress of deterioration of the battery 11. Specifically, the deterioration degree determination unit 31 has a preset excess frequency threshold value, and when the excess frequency exceeds the threshold value, it can be set as a control setting for determining that the deterioration degree is large. Here, the threshold value may be a value such as several times per hour. In addition, when the total number of times of exceeding the upper limit voltage accumulated in the data recording unit 19 exceeds a predetermined value, it can be determined that the degree of deterioration is large.

また、劣化度合い判定部３１は、劣化度合いの判定において、超過頻度や超過回数だけでなく、超過頻度と関連付けられたバッテリ温度を判定基準として加えることができる。例えば、データ記録装置１０のデータ検知部１８によって、バッテリ１１の上限電圧を超過したときにおける、バッテリ１１の温度が予め設定した所定温度を超えた回数、バッテリ１１の平均温度や最高温度、或いは所定温度を超えた時間を記録することができ、劣化度合い判定部３１は、これらの情報と超過頻度とを併せて、劣化度合いを判定することができる。   Further, the deterioration degree determination unit 31 can add not only the excess frequency and the number of times of excess but also the battery temperature associated with the excess frequency as a determination criterion in the determination of the deterioration degree. For example, when the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded by the data detection unit 18 of the data recording device 10, the number of times the temperature of the battery 11 exceeds a preset predetermined temperature, the average temperature or the maximum temperature of the battery 11, or the predetermined The time exceeding the temperature can be recorded, and the deterioration degree determination unit 31 can determine the deterioration degree by combining these information and the excess frequency.

入出力制限部３２は、劣化度合い判定部３１により判定された劣化度合いに応じてバッテリ１１における電力の入出力を制限する機能を有する。具体的に、電力の入力を制限するためには、発電機であるモータジェネレータＭＧ１の発電量を低下させる必要があり、例えば、モータジェネレータＭＧ１の回転数に制限を加えることができる。一方、電力の出力を制限するために、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の回転数に制限を加えることができる。なお、バッテリ１１における電力の入出力制限の指標となる劣化度合いは、複数設定することができ、即ち、劣化度合いを判定する閾値等を複数設定することができ、入出力制限部３２による入出力制限パターンも、複数の劣化度合いに応じて複数設定することができる。   The input / output restriction unit 32 has a function of restricting input / output of electric power in the battery 11 according to the degree of deterioration determined by the deterioration degree determination unit 31. Specifically, in order to limit the input of electric power, it is necessary to reduce the amount of power generated by the motor generator MG1, which is a generator. For example, the number of rotations of the motor generator MG1 can be limited. On the other hand, in order to limit the output of electric power, it is possible to limit the rotational speed of motor generator MG2 which is an electric motor. It should be noted that a plurality of deterioration levels serving as indices for the power input / output restriction in the battery 11 can be set, that is, a plurality of threshold values for determining the deterioration degree can be set. A plurality of restriction patterns can also be set according to a plurality of degrees of deterioration.

上記構成のデータ記録装置１０の作用、特にデータ検知部１８の機能について、図２を加えて詳細に説明する。図２は、データ記録装置１０の処理手順を示すフローチャートである。   The operation of the data recording apparatus 10 configured as described above, particularly the function of the data detection unit 18, will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the data recording apparatus 10.

データ記録装置１０は、上記のように、急激な電圧上昇によるバッテリ１１の上限電圧超過を検知して、バッテリ１１の劣化要因解析にとって有用なデータを記録することを目的とする装置である。上述のように、急激な電圧上昇によりバッテリ１１の上限電圧超過する場合としては、電動車両の電動機回転数が急激に変化する場合、例えば、スリップ状態からグリップ状態に移行した場合が挙げられる。   As described above, the data recording apparatus 10 is an apparatus for detecting data exceeding the upper limit voltage of the battery 11 due to a rapid voltage rise and recording data useful for analyzing the deterioration factor of the battery 11. As described above, the case where the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded due to a rapid voltage increase includes a case where the motor rotation speed of the electric vehicle changes abruptly, for example, a transition from a slip state to a grip state.

データ検知部１８は、まず、回転速度センサ１５により検出されるモータジェネレータＭＧ２の回転数の情報を取得する（Ｓ１０）。上記のように、データ検知部１８は、出力制御装置１３の一部として構成され、出力制御装置１３は、モータジェネレータＭＧ２の制御のために回転数の情報をモニタ（取得）しているので、その情報を共有することができる。なお、その電動機制御のためのモニタ間隔よりも速い間隔で回転数の情報を取得することもでき、バッテリ１１の上限電圧超過情報の検知の観点から適宜モニタ間隔を設定することができる。   First, the data detection unit 18 acquires information on the rotation speed of the motor generator MG2 detected by the rotation speed sensor 15 (S10). As described above, the data detection unit 18 is configured as a part of the output control device 13, and the output control device 13 monitors (acquires) the rotational speed information for the control of the motor generator MG2. You can share that information. Note that the information on the rotational speed can be acquired at an interval faster than the monitor interval for controlling the electric motor, and the monitor interval can be set as appropriate from the viewpoint of detecting the upper limit voltage excess information of the battery 11.

次に、データ検知部１８は、単位時間におけるモータジェネレータＭＧ２の回転数変化率が所定値を超えたか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１０及びＳ１１の手順は、出力制御装置１３の回転速度異常判定部２０の機能によって実行される。   Next, the data detection unit 18 determines whether or not the rate of change in the rotation speed of the motor generator MG2 per unit time has exceeded a predetermined value (S11). The procedures of S10 and S11 are executed by the function of the rotation speed abnormality determination unit 20 of the output control device 13.

Ｓ１１により、単位時間におけるモータジェネレータＭＧ２の回転数変化率が所定値を超えたと判定されたときには、バッテリ１１の上限電圧超過であると判定する（Ｓ１２）。所定値とは、上記のように、電動機の回転数におけるバッテリ１１の上限電圧を超過する臨界値であるため、電動機の回転数情報に基いてバッテリ１１の上限電圧超過を判定することが可能になる。この手順は、データ検知部１８の上限電圧超過判定部２１の機能によって実行される。   When it is determined in S11 that the rotation rate change rate of motor generator MG2 per unit time exceeds a predetermined value, it is determined that the upper limit voltage of battery 11 is exceeded (S12). As described above, the predetermined value is a critical value that exceeds the upper limit voltage of the battery 11 at the number of revolutions of the electric motor. Therefore, it is possible to determine whether the upper limit voltage of the battery 11 has been exceeded based on the information on the number of revolutions of the electric motor. Become. This procedure is executed by the function of the upper limit voltage excess determination unit 21 of the data detection unit 18.

Ｓ１２により、バッテリ１１の上限電圧超過が判定されると、データ記録部１９にその情報が記録される（Ｓ１３）。この手順は、データ検知部１８のデータ記録指示部２２の機能によって実行される。即ち、データ検知部１８によって検知された情報は、データ記録部１９に送信されてデータ記録指示部２２によって記録が指示された情報が記録される。或いは、データ記録指示部２２はデータ記録部１９に記録する情報のみをデータ記録部１９に送信し、データ記録部１９は受け取った情報の全てを記録する。従って、バッテリ１１の劣化要因解析にバッテリ１１の上限電圧超過の情報を活用することが可能になる。データ記録部１９には、上限電圧超過頻度が記録（カウント）され、そのカウント数が随時更新される。データ記録部１９に記録された情報は、データ記録部１９を含むＨＶ−ＥＣＵ１７をエンジンルームから取り出す、或いはエンジンルームに設置した状態で、各種ケーブルを接続し外部メモリ等にデータを転送することなどにより、データ記録部１９から読み出されてバッテリ１１の劣化要因解析に活用することができる。   If it is determined in S12 that the upper limit voltage of the battery 11 has been exceeded, the information is recorded in the data recording unit 19 (S13). This procedure is executed by the function of the data recording instruction unit 22 of the data detection unit 18. That is, the information detected by the data detection unit 18 is transmitted to the data recording unit 19 and the information instructed to be recorded by the data recording instruction unit 22 is recorded. Alternatively, the data recording instruction unit 22 transmits only information to be recorded in the data recording unit 19 to the data recording unit 19, and the data recording unit 19 records all of the received information. Therefore, it is possible to use information on the excess voltage of the battery 11 exceeding the deterioration factor analysis of the battery 11. The upper limit voltage excess frequency is recorded (counted) in the data recording unit 19, and the count number is updated as needed. The information recorded in the data recording unit 19 is obtained by taking out the HV-ECU 17 including the data recording unit 19 from the engine room or transferring the data to an external memory or the like by connecting various cables in a state where the HV-ECU 17 is installed in the engine room. Thus, the data can be read from the data recording unit 19 and used for analyzing the deterioration factor of the battery 11.

また、データ検知部１８は、上記のように、電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ１１の温度を検知して、超過頻度をバッテリ１１の温度と関連付けてデータ記録部１９に記録させることもできる。バッテリ１１の温度と共に上限電圧超過頻度を記録すれば、バッテリ１１の劣化要因解析にとって、さらに有用なデータになる。   Further, as described above, the data detection unit 18 detects the temperature of the battery 11 when the rate of change of the motor rotation speed in the unit time exceeds a predetermined value, and associates the excess frequency with the temperature of the battery 11. It can also be recorded in the data recording unit 19. If the upper limit voltage excess frequency is recorded together with the temperature of the battery 11, it becomes more useful data for analyzing the deterioration factor of the battery 11.

以上のように、データ記録装置１０によれば、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の出力を制御するために測定される情報、特に回転速度センサ１５によって検出される電動機の回転数に基いて、バッテリ１１の上限電圧の超過頻度を特定して記録することが可能になる。故に、電動車両がスリップ状態からグリップ状態に移行した場合など、電動機の回転数が急激に変化する場合等におけるバッテリ１１の上限電圧超過を記録することが可能になる。従って、バッテリ監視装置１４では検知できない急激な電圧変化によるバッテリ１１の上限電圧超過を検知するでき、電動車両用バッテリ１１の劣化要因解析にとって有用なデータを記録することができる。   As described above, according to the data recording device 10, the battery 11 is based on the information measured for controlling the output of the motor generator MG 2, which is an electric motor, in particular, the rotational speed of the electric motor detected by the rotational speed sensor 15. It is possible to specify and record the frequency of exceeding the upper limit voltage of the. Therefore, it is possible to record the exceeding of the upper limit voltage of the battery 11 in the case where the rotational speed of the electric motor changes suddenly, such as when the electric vehicle shifts from the slip state to the grip state. Therefore, it is possible to detect an excess of the upper limit voltage of the battery 11 due to an abrupt voltage change that cannot be detected by the battery monitoring device 14, and it is possible to record data useful for analyzing the deterioration factor of the electric vehicle battery 11.

また、データ検知部１８は、出力制御装置１３の一部として構成することができるので、データ記録装置１０用の新たな制御装置を設置する必要がなく、コストの低減を図ることができる。   Moreover, since the data detection part 18 can be comprised as a part of output control apparatus 13, it is not necessary to install the new control apparatus for the data recording apparatuses 10, and can aim at reduction of cost.

なお、上記においては、電動機であるモータジェネレータＭＧ２の回転数に基いて、バッテリ１１の上限電圧超過を判定したが、場合によっては発電機であるモータジェネレータＭＧ１の回転数に基いて、バッテリ１１の上限電圧超過を判定することもできる。   In the above description, it is determined that the upper limit voltage of the battery 11 is exceeded based on the rotational speed of the motor generator MG2 that is an electric motor. It is also possible to determine whether the upper limit voltage has been exceeded.

電動車両用バッテリに関するデータ記録装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the data recording device regarding the battery for electric vehicles. 電動車両用バッテリに関するデータ記録装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the data recording device regarding the battery for electric vehicles. バッテリ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a battery control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 電動車両用バッテリに関するデータ記録装置、１１ バッテリ、１２ インバータ、１３ 出力制御装置、１４ バッテリ監視装置、１５ 電動機（モータジェネレータＭＧ２）の回転速度センサ、１６ バッテリの温度センサ、１７ ハイブリッド電子制御ユニット（ＨＶ−ＥＣＵ）、１８ データ検知部、１９ データ記録部、２０ 回転速度異常判定部、２１ 上限電圧超過判定部、２２ データ記録指示部、３０ バッテリ制御装置、３１ 劣化度合い判定部、３２ 入出力制限部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Data recording device regarding battery for electric vehicle, 11 battery, 12 inverter, 13 output control device, 14 battery monitoring device, 15 rotational speed sensor of electric motor (motor generator MG2), 16 battery temperature sensor, 17 hybrid electronic control unit ( HV-ECU), 18 data detection unit, 19 data recording unit, 20 rotational speed abnormality determination unit, 21 upper limit voltage excess determination unit, 22 data recording instruction unit, 30 battery control device, 31 deterioration degree determination unit, 32 input / output limit Department.

Claims (8)

上限電圧が規定されたバッテリと、電動車両を駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータと、インバータの作動を制御することにより電動機出力を制御する出力制御装置と、を備える電動車両に搭載され、
電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して記録することを特徴とする電動車両用バッテリに関するデータ記録装置。 Installed in an electric vehicle including a battery with an upper limit voltage, an electric motor that drives the electric vehicle, an inverter that supplies electric power to the electric motor, and an output control device that controls the electric motor output by controlling the operation of the inverter And
A data recording apparatus relating to an electric vehicle battery, characterized in that an excess frequency of a battery upper limit voltage is specified and recorded based on information measured for controlling an electric motor output. 請求項１に記載の電動車両用バッテリに関するデータ記録装置において、
電動車両には、電動機の回転数を検出する回転速度センサが搭載され、
電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたことを検知し、所定値を超えた頻度を、バッテリ上限電圧の超過頻度として記録することを特徴とする電動車両用バッテリに関するデータ記録装置。 In the data recording device regarding the battery for electric vehicles according to claim 1,
The electric vehicle is equipped with a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the electric motor,
A data recording device relating to a battery for an electric vehicle characterized by detecting that the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value and recording the frequency exceeding the predetermined value as an excess frequency of the battery upper limit voltage . 請求項２に記載の電動車両用バッテリに関するデータ記録装置において、
電動車両には、バッテリの温度を検出する温度センサが搭載され、
電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて記録することを特徴とする電動車両用バッテリに関するデータ記録装置。 In the data recording device regarding the battery for electric vehicles according to claim 2,
The electric vehicle is equipped with a temperature sensor that detects the temperature of the battery,
A data recording apparatus relating to an electric vehicle battery, wherein when the rate of change of the motor rotation speed in a unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected and the excess frequency is recorded in association with the battery temperature. 請求項２又は３に記載の電動車両用バッテリに関するデータ記録装置において、
単位時間における回転数変化率が所定値を超過したことを、出力制御装置によって検知することを特徴とする電動車両用バッテリに関するデータ記録装置。 In the data recording device regarding the battery for electric vehicles according to claim 2 or 3,
A data recording device relating to an electric vehicle battery, characterized in that an output control device detects that the rate of change in the number of revolutions per unit time exceeds a predetermined value. 上限電圧が規定されたバッテリと、電動車両を駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータと、インバータの作動を制御することにより電動機出力を制御する出力制御装置と、を備える電動車両に搭載され、
電動機出力を制御するために測定される情報に基いて、バッテリ上限電圧の超過頻度を特定して、その超過頻度に基いて劣化度合いを判定すると共に、判定された劣化度合いに応じてバッテリにおける電力の入出力を制限することを特徴とするバッテリ制御装置。 Installed in an electric vehicle including a battery with an upper limit voltage, an electric motor that drives the electric vehicle, an inverter that supplies electric power to the electric motor, and an output control device that controls the electric motor output by controlling the operation of the inverter And
Based on the information measured to control the motor output, the excess frequency of the battery upper limit voltage is specified, the degree of deterioration is determined based on the excess frequency, and the power in the battery is determined according to the determined degree of deterioration. A battery control device that restricts input / output of the battery. 請求項５に記載のバッテリ制御装置において、
電動車両には、電動機の回転数を検出する回転速度センサが搭載され、
電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたことを検知し、所定値を超えた頻度を、バッテリ上限電圧の超過頻度として特定することを特徴とするバッテリ制御装置。 The battery control device according to claim 5,
The electric vehicle is equipped with a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the electric motor,
A battery control device characterized by detecting that the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value and specifying the frequency of exceeding the predetermined value as an excess frequency of the battery upper limit voltage. 請求項６に記載のバッテリ制御装置において、
電動車両には、バッテリの温度を検出する温度センサが搭載され、
電動機回転数の単位時間における変化率が所定値を超えたときに、バッテリ温度を検知して、超過頻度をバッテリ温度と関連付けて特定して、超過頻度及びバッテリ温度に基いて劣化度合いを判定することを特徴とするバッテリ制御装置。 The battery control device according to claim 6,
The electric vehicle is equipped with a temperature sensor that detects the temperature of the battery,
When the rate of change of the motor rotation speed per unit time exceeds a predetermined value, the battery temperature is detected, the excess frequency is specified in association with the battery temperature, and the deterioration degree is determined based on the excess frequency and the battery temperature. A battery control device. 請求項６又は７に記載のバッテリ制御装置において、
単位時間における回転数変化率が所定値を超過したことを、出力制御装置によって検知することを特徴とするバッテリ制御装置。 The battery control device according to claim 6 or 7,
A battery control device, characterized in that an output control device detects that the rate of change in rotation speed per unit time exceeds a predetermined value.
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