JP2018107922A - Controller of battery for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用バッテリの制御装置に関し、詳しくは、電動車両において外部電源によりバッテリの充電を行う際の車両用バッテリの制御技術に関する。 The present invention relates to a vehicle battery control device, and more particularly, to a vehicle battery control technique when an external power source charges a battery in an electric vehicle.
近年、PHEV車(プラグインハイブリッド電動車両)やEV車(電動車両)では、車両の航続距離を延長するために、充電可能な電気容量が大容量となるバッテリ(電池)を搭載する必要性が高まっている。しかしながら、バッテリを構成する個別のバッテリセル自体のエネルギ密度を劇的に高めることは難しい。 In recent years, in PHEV vehicles (plug-in hybrid electric vehicles) and EV vehicles (electric vehicles), in order to extend the cruising range of the vehicle, it is necessary to mount a battery (battery) having a large chargeable electric capacity. It is growing. However, it is difficult to dramatically increase the energy density of the individual battery cells themselves constituting the battery.
そこで、バッテリの容量を増やすために、複数個のバッテリを並列接続したバッテリモジュールを形成することが行われている。そして、特許文献1には、並列接続した2つのバッテリ間に電圧差があるとき、電圧が低い側のバッテリ、すなわち、バッテリに充電されている電気量である残容量(以下、SOC(State of Charge)とも称する)が少ない側のバッテリのみを充電するようにした車両用バッテリの制御装置が開示されている。これにより、2つのバッテリ間の電圧差が解消され、各バッテリの電極に接続されるコンタクタ(電磁接触器)を閉接することができる。
Therefore, in order to increase the capacity of the battery, a battery module in which a plurality of batteries are connected in parallel is formed. In
特許文献1に記載されるように、並列接続されるバッテリの数が2つの場合には、一般に、残容量の少ないバッテリを優先的に充電する制御を行えばよく、バッテリ充電制御は比較的容易である。しかし、車両の航続距離を延長するべく、3つ以上のバッテリを並列接続した場合、各バッテリの残容量に応じて効率のよいバッテリ充電制御を行うのは難しい。各バッテリの残容量のバランスが不均一となった場合、バッテリ間に接続された上記コンタクタを電圧差により閉接できないため、各バッテリの放充電が制限され、車両の走行性能の悪化を招くおそれがある。
As described in
本発明はこのような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数のバッテリを並列接続した場合に各バッテリの残容量に応じて効率のよいバッテリ充電制御を行うことで、車両の航続距離を効果的に延長し、車両の走行性能を向上することができる、車両用バッテリの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve at least a part of such problems. The object of the present invention is to efficiently charge a battery according to the remaining capacity of each battery when a plurality of batteries are connected in parallel. An object of the present invention is to provide a control device for a vehicle battery that can effectively extend the cruising distance of the vehicle and improve the running performance of the vehicle by performing the control.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
(1)本適用例に係る車両用バッテリの制御装置は、互いに並列に接続される複数のバッテリを充電する車両用バッテリの制御装置であって、各バッテリに充電されている残容量をそれぞれ検出し、各残容量に基づいて各バッテリを複数のバッテリ群に分類する分類手段と、バッテリを充電することができる充電可能時間を取得する充電可能時間取得手段と、分類手段により残容量が最も少ないバッテリに分類された最小充電量バッテリ群の総残容量と、分類手段により残容量が最も多いバッテリに分類された最大充電量バッテリ群の総残容量とをそれぞれ算出するバッテリ群総残容量算出手段と、最小充電量バッテリ群の総残容量が最大充電量バッテリ群の総残容量になるまで充電するのに必要な充電必要時間を取得する充電必要時間取得手段と、最大充電量バッテリ群の総残容量が車両を走行させるために必要最低限の所定容量以上か否かを判定するとともに、充電可能時間が充電必要時間よりも長いか否かを判定する判定手段とを含み、判定手段により、最大充電量バッテリ群の総残容量が所定容量以上であると判定され、且つ、充電可能時間が充電必要時間よりも長いと判定されたとき、最小充電量バッテリ群を充電し、充電可能時間が充電必要時間よりも短いと判定され、又は、最大充電量バッテリ群の総充電可能容量が最大充電量バッテリ群以外の前記バッテリ群の総充電可能容量以上であると判定されたとき、最小充電量バッテリ群以外のバッテリ群を充電する。 (1) A vehicle battery control device according to this application example is a vehicle battery control device that charges a plurality of batteries connected in parallel to each other, and detects a remaining capacity charged in each battery. Then, the classification means for classifying each battery into a plurality of battery groups based on each remaining capacity, the chargeable time acquisition means for acquiring the rechargeable time during which the batteries can be charged, and the remaining capacity are the smallest by the classification means. Battery group total remaining capacity calculation means for calculating the total remaining capacity of the battery group with the minimum charge amount classified as a battery and the total remaining capacity of the battery group with the maximum charge amount classified as a battery with the largest remaining capacity by the classification means And obtain the required charge time to charge until the total remaining capacity of the battery group with the minimum charge reaches the total remaining capacity of the battery group with the maximum charge amount. And determining whether or not the total remaining capacity of the maximum charge amount battery group is equal to or greater than a predetermined minimum capacity necessary for running the vehicle, and whether or not the chargeable time is longer than the required charge time A minimum charge amount when it is determined by the determination means that the total remaining capacity of the battery group with the maximum charge amount is equal to or greater than a predetermined capacity and the chargeable time is longer than the required charge time. It is determined that the battery group is charged and the chargeable time is shorter than the required charge time, or the total chargeable capacity of the maximum charge amount battery group is equal to or greater than the total chargeable capacity of the battery group other than the maximum charge amount battery group. When it is determined that there is, a battery group other than the minimum charge amount battery group is charged.
前記適用例を用いる本発明によれば、3つ以上のバッテリを並列接続した場合に各バッテリの残容量に応じて効率のよいバッテリ充電制御を行うことで、車両の航続距離を効果的に延長し、車両の走行性能を向上することができる。 According to the present invention using the application example described above, when three or more batteries are connected in parallel, efficient battery charging control is performed according to the remaining capacity of each battery, thereby effectively extending the cruising distance of the vehicle. In addition, the running performance of the vehicle can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る車両用バッテリの制御装置を備える電気自動車のシステム構成図であり、同図に基づき説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an electric vehicle including a vehicle battery control device according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to FIG.
図1に示す車両1は、走行駆動源としてのモータ2を備える電気自動車のトラックである。モータ2は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。モータ2の出力軸はプロペラシャフト3を介して差動装置4が連結され、差動装置4には駆動軸5を介して左右の駆動輪6が連結されている。
A
モータ2にはインバータ・コンバータ(以下、単にインバータという)10及びジャンクションボックス11を介して高電圧バッテリ(車両用バッテリ)12が接続されている。高電圧バッテリ12に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ2に供給され、モータ2が発生した駆動力は駆動輪6に伝達されて車両1を走行させる。
A high voltage battery (vehicle battery) 12 is connected to the
また、例えば車両1の減速時や降坂路での走行時(回生走行時)には、駆動輪6側からの逆駆動によりモータ2が発電機として作動する(回生運転)。モータ2が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪6側に伝達されると共に、モータ2が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されて、ジャンクションボックス11を介して高電圧バッテリ12に充電される。
For example, when the
高電圧バッテリ12は、例えばリチウムイオンバッテリであり、駆動源であるモータ2等に用いる走行用のバッテリである。高電圧バッテリ12は、性能を発揮するのに適正な所定の作動温度範囲を有している。ジャンクションボックス11は、車両に搭載された各種電気機器と接続されている。当該ジャンクションボックス11の内部には、電路の断接を行う各種コンタクタ(電磁接触器)が設けられており、当該コンタクタの断接を行うことで、各種電気機器への電力の供給及び遮断を制御可能である。
The
ジャンクションボックス11には、クーラコンプレッサや、パワーステアリング装置のポンプ等の高電圧補機類16が接続されている。高電圧補機類16は高電圧バッテリ12からの電力供給を受けることでそれぞれ作動する。さらに、ジャンクションボックス11には、DC−DCコンバータ17を介して低電圧バッテリ18も接続されている。
The
DC−DCコンバータ17は、ジャンクションボックス11を介して低電圧バッテリ18に供給される電力の降圧を行う電圧変換器である。低電圧バッテリ18は、例えば鉛バッテリであり、蓄えられる電力は高電圧バッテリ12よりも低電圧であるが、高電圧バッテリ12よりも広い作動温度範囲を有している。当該低電圧バッテリ18は、例えばECU30への電源供給、コンタクタ―等の制御電源等の電力供給に用いられる。
The DC-
また、ジャンクションボックス11には、外部電源20と接続可能であり、この外部電源20から高電圧バッテリ12及び低電圧バッテリ18の充電が可能な充電器19が接続されている。外部電源20は例えば家庭用の100V、200Vの普通充電や、急速充電、非接触充電等がある。本実施形態では1つの充電器19を示しているが、充電器19を外部電源20に対応して複数設けてもよい。
The
また、車両1には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM、RAMなど)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタなどを備えたECU(判定手段)30が搭載されている。本実施形態におけるECU30は主に高電圧バッテリ12の充電を制御する制御ユニットであるが、車両1にはこの他にも種々のECUが設けられていてもよい。
Further, the
ここで、ECU30は、高電圧バッテリ12、充電器19、及び充電可能時間設定部(充電可能時間取得手段)31等と電気的に接続されている。また、ECU30の内部には、SOC検出・分類部(分類手段)32、バッテリ群総残容量算出部(バッテリ群総残容量算出手段)33、充電必要時間算出部(充電必要時間取得手段)34、及びバッテリ群充電可能容量算出部35等を有している。
Here, the
図2は、高電圧バッテリ12の構成を示した模式図である。高電圧バッテリ12は、バッテリセルである例えば6つのバッテリB1〜B6を互いに並列に接続したバッテリモジュールとして形成されている。SOC検出・分類部32は、各バッテリB1〜B6に充電されている電気量である残容量(SOC)をそれぞれ検出し、各残容量に基づいてバッテリB1〜B6を複数のバッテリ群に分類する。バッテリ群の分類基準は、各バッテリB1〜B6の残容量が比較的近い値であり、具体的にはジャンクションボックス11の内部の上述したコンタクタの閉接が可能な範囲の比較的小さな電圧差(例えば10V程度以内)となる場合に同じバッテリ群に分類される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
図2の場合、各バッテリB1〜B6は、SOC検出・分類部32により第1〜第3バッテリ群G1〜G3に分類されている。第1バッテリ群(最小充電量バッテリ群)G1には残容量が最も少ないバッテリB1、B2が分類され、第2バッテリ群(最大充電量バッテリ群)G2には残容量が最も多いバッテリB3、B4が分類され、第3バッテリ群G3には残容量がバッテリB1、B2とB3〜B5との間の値となるバッテリB5、B6が分類されている。
In the case of FIG. 2, the batteries B1 to B6 are classified into first to third battery groups G1 to G3 by the SOC detection /
バッテリ群総残容量算出部33は、第1〜第3バッテリ群G1〜G3の総残容量E1r〜E3rをそれぞれ算出する。これら総残容量E1r〜E3rは、それぞれ車両1が走行するための動力P1〜P3を出力可能である。充電可能時間設定部31では、車両1のユーザが充電器19を使用して外部電源20から高電圧バッテリ12に充電する際に確保することができる時間、すなわち、車両1の運転計画等を考慮して、夜間などの車両の停車時間中に高電圧バッテリ12に充電することができる充電可能時間Tcをユーザが予測して設定可能である。ユーザにより設定された充電可能時間TcはECU30に送られる。
The battery group total remaining
充電必要時間算出部34は、第1バッテリ群G1のSOCが第3バッテリ群G3のSOCになるまで充電するのに必要な充電必要時間T1、第1バッテリ群G1のSOC及び第3バッテリ群G3のSOCが第2バッテリ群G2のSOCになるまで充電するのに必要な充電必要時間T2、第3バッテリ群G3のSOCが第2バッテリ群G2のSOCになるまで充電するのに必要な充電必要時間T3を算出する。
The required charging
バッテリ群充電可能容量算出部35は、バッテリ群総残容量算出部33により算出された各バッテリ群G1〜G3の総残容量E1r〜E3rから、第1バッテリ群G1に充電可能な充電可能容量E1と、第2バッテリ群G2に充電可能な充電可能容量E2と、第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3とを算出する。
The battery group chargeable
具体的には、接続されている外部電源20からの電力供給により、各バッテリ群G1〜G3が満充電(例えばSOC100%)になるまで充電される総容量から、総残容量E1r〜E3rをそれぞれ減じることで充電可能容量E1〜E3が算出可能である。そして、ECU30は、各バッテリB1〜B6の残容量、ひいては各バッテリ群G1〜G3の総残容量E1r〜E3rに応じたバッテリ充電制御を実行する。
Specifically, the total remaining capacities E1r to E3r are respectively calculated from the total capacity charged until the battery groups G1 to G3 are fully charged (for example,
以下、図3のメインルーチン、図4の第1のサブルーチン、及び図5の第2のサブルーチンの各フローチャートを参照してバッテリ充電制御について詳しく説明する。先ず、充電器19を介して外部電源20から車両1に電源供給が開始されたとき、ECU30はバッテリ充電制御をスタートする。この際、ECU30は、充電可能時間設定部31にてユーザが設定した充電可能時間Tcを取得する。
Hereinafter, the battery charge control will be described in detail with reference to the flowcharts of the main routine of FIG. 3, the first subroutine of FIG. 4, and the second subroutine of FIG. First, when power supply from the
ECU30はステップS1において、バッテリ群総残容量算出部33で取得した第2バッテリ群G2の総残容量E2rに基づく動力P2が車両1を走行可能な最低動力Pmin以上か否かを判定する。最低動力Pminは、車両1を高電圧バッテリ12の電力により走行させる際、車両1をその性能を確保しながら走行可能な必要最低限の電気量に相当する所定の電気容量(所定容量)に基づいて決定される。
In step S <b> 1, the
当該判定結果が真(Yes)であるとき、すなわち、第2バッテリ群G2で発生可能な動力P2が最低動力Pmin以上となるとき、ステップS2に移行する。一方、当該判定結果が偽(No)であるとき、すなわち、第2バッテリ群G2で発生可能な動力P2が最低動力Pmin未満となるとき、図4に示した第1のサブルーチンに移行し、残りの第1バッテリ群G1と第3バッテリ群G3とのどちらを優先的に充電するかを決定する。 When the determination result is true (Yes), that is, when the power P2 that can be generated in the second battery group G2 is equal to or greater than the minimum power Pmin, the process proceeds to step S2. On the other hand, when the determination result is false (No), that is, when the power P2 that can be generated in the second battery group G2 is less than the minimum power Pmin, the process proceeds to the first subroutine shown in FIG. Which of the first battery group G1 and the third battery group G3 is to be preferentially charged.
ステップS2では、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T2の1.2倍以上であるか否かを判定する。なお、充電必要時間T2に乗じる1.2は、充電可能時間Tcと充電必要時間T2との差の大きさを判定するためのバッファであって、適宜変更が可能である。
In step S <b> 2, it is determined whether the chargeable time Tc set by the chargeable
当該判定結果が偽(No)であるとき、すなわち、充電可能時間Tcが充電必要時間T2の1.2倍未満であると判定されたとき、ステップS3に移行する。一方、当該判定結果が真(Yes)であるとき、すなわち、充電可能時間Tcが充電必要時間T2の1.2倍以上に十分に長いとき、ステップS5に移行して第1バッテリ群G1を優先的に充電し、本制御をリターンする。 When the determination result is false (No), that is, when it is determined that the chargeable time Tc is less than 1.2 times the charge required time T2, the process proceeds to step S3. On the other hand, when the determination result is true (Yes), that is, when the chargeable time Tc is sufficiently longer than 1.2 times the charge required time T2, the process proceeds to step S5 to give priority to the first battery group G1. The battery is charged and the control is returned.
この場合、ユーザの車両1の運転計画によって、十分な充電時間が確保可能な、例えば夜間などに充電が行われることが判明した。このため、各バッテリ群G1〜G3、ひいては各バッテリB1〜B6の残容量のバランスを極力均一にして揃えて車両1の走行性能を向上するべく、残容量が最も少ないバッテリB1、B2が分類された第1バッテリ群G1が優先的に充電される。
In this case, it has been found that charging can be performed, for example, at night, by which a sufficient charging time can be secured according to the driving plan of the
ステップS3では、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T2以上であるか否かを判定する。すなわち、当該ステップS3では、充電必要時間T2と充電可能時間Tcとの比較に際し上記バッファを加味していない。当該判定結果が真(Yes)であるとき、すなわち、充電可能時間Tcが充電必要時間T2以上であるとき、ステップS4に移行する。
In step S <b> 3, it is determined whether the chargeable time Tc set by the chargeable
この場合、ステップS2にて充電可能時間Tcが充電必要時間T2の1.2倍未満であり、且つステップS3にて充電可能時間Tcが充電必要時間T2以上であることにより、充電可能時間Tcが充電必要時間T2の1.0〜1.2倍の範囲に収まることが判明した。すなわち、充電可能時間Tcは充電必要時間T2よりも長いものの、その差は微小であるため、ステップS1の車両1の最低動力Pminを確保可能か否かに基づく判定、ステップS2、S3の充電可能時間Tcを確保可能か否かに基づく判定に加え、後述するステップS4の判定を行うこととなる。
In this case, the chargeable time Tc is less than 1.2 times the charge required time T2 in step S2, and the chargeable time Tc is equal to or longer than the charge required time T2 in step S3. It has been found that the required charging time T2 falls within the range of 1.0 to 1.2 times. That is, although the chargeable time Tc is longer than the required charge time T2, the difference is very small. Therefore, the determination based on whether or not the minimum power Pmin of the
一方、ステップS3の判定結果が偽(No)であるとき、すなわち、充電可能時間Tcが充電必要時間T2よりも短いとき、図5に示した第2のサブルーチンに移行する。この場合、第1バッテリ群G1の最も少ない総残容量E1rを第2バッテリ群G2の最も多い総残容量E2rになるまで充電するのに十分な充電時間が確保できないことが判明した。このため、図5の第2のサブルーチンに移行し、残りの第2バッテリ群G2と第3バッテリ群G3とのどちらを優先的に充電するかを決定する。 On the other hand, when the determination result of step S3 is false (No), that is, when the chargeable time Tc is shorter than the required charging time T2, the process proceeds to the second subroutine shown in FIG. In this case, it has been found that sufficient charging time cannot be secured for charging until the smallest total remaining capacity E1r of the first battery group G1 becomes the largest total remaining capacity E2r of the second battery group G2. Therefore, the process proceeds to the second subroutine of FIG. 5 to determine which of the remaining second battery group G2 and third battery group G3 is to be preferentially charged.
ステップS4では、バッテリ群充電可能容量算出部35で算出された充電可能容量E1と充電可能容量E3との合計(E1+E3)が充電可能容量E2以上であるか否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)であるとき、すなわち、第1バッテリ群G1に充電可能な充電可能容量E1と第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3との合計が第2バッテリ群G2に充電可能な充電可能容量E2以上であるとき、ステップS5に移行して第1バッテリ群G1を優先的に充電し、本制御をリターンする。
In step S4, it is determined whether or not the sum (E1 + E3) of the chargeable capacity E1 and the chargeable capacity E3 calculated by the battery group chargeable
この場合、ステップS2、S3にて充電可能時間Tcは充電必要時間T2よりも若干長いことが判明した。このため、第2バッテリ群G2よりも、より多い充電可能容量E1及びE3が残されている第1バッテリ群G1及び第3バッテリ群G3を優先的に充電した方が、高電圧バッテリ12全体として、より多くの充電量を確保可能である。このため、最もSOCの低い第1バッテリ群G1から優先的に充電される。
In this case, it was found in steps S2 and S3 that the chargeable time Tc is slightly longer than the required charge time T2. For this reason, the first battery group G1 and the third battery group G3 in which more chargeable capacities E1 and E3 remain than the second battery group G2 are preferentially charged as the high-
一方、ステップS4の判定結果が偽(No)であるとき、すなわち、第1バッテリ群G1に充電可能な充電可能容量E1と第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3との合計が第2バッテリ群G2に充電可能な充電可能容量E2未満であるとき、図5の第2のサブルーチンに移行し、残りの第2バッテリ群G2と第3バッテリ群G3とのどちらを優先的に充電するかを決定する。 On the other hand, when the determination result of step S4 is false (No), that is, the sum of the chargeable capacity E1 that can charge the first battery group G1 and the chargeable capacity E3 that can charge the third battery group G3 is the first. When the chargeable capacity E2 is less than the chargeable capacity E2 that can charge the two battery groups G2, the process proceeds to the second subroutine of FIG. 5, and the remaining second battery group G2 or third battery group G3 is preferentially charged. To decide.
図4に示した第1のサブルーチンでは、先ずステップS11において、第3バッテリ群G3の総残容量E3rに基づく動力P3が車両1を走行可能な最低動力Pmin以上か否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)であり、動力P3が最低動力Pmin以上となるとき、ステップS12に移行する。一方、当該判定結果が偽(No)であり、動力P3が最低動力Pmin未満となるとき、ステップS15に移行して第1バッテリ群G1を充電し、本制御を図3のスタートにリターンする。
In the first subroutine shown in FIG. 4, first, in step S11, it is determined whether or not the power P3 based on the total remaining capacity E3r of the third battery group G3 is equal to or greater than the minimum power Pmin that can travel the
この場合、各バッテリ群G1、G3のうち、中間の残容量のバッテリB5、B6が分類された第3バッテリ群G3によっても、車両1を走行させることは不可能であることが判明した。このため、残された第1バッテリ群G1が充電される。
In this case, it has been found that it is impossible to run the
ステップS12では、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T1の1.2倍以上であるか否かを判定する。当該判定結果が偽(No)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T1の1.2倍未満であると判定されたとき、ステップS13に移行する。一方、当該判定結果が真(Yes)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T1の1.2倍以上に十分に長いとき、ステップS15に移行して第1バッテリ群G1を優先的に充電し、本制御をリターンする。
In step S12, it is determined whether or not the chargeable time Tc set by the chargeable
この場合、ユーザの車両1の運転計画によって、第1バッテリ群G1のSOCを第3バッテリ群G3のSOCまで充電するのに十分な充電時間が確保可能であることが判明した。このため、バッテリ群G1、及びG3の残容量のバランスを均一にして揃えて車両1の走行性能を向上するべく、残容量が最も少ない第1バッテリ群G1が優先的に充電される。
In this case, it has been found that a charging time sufficient to charge the SOC of the first battery group G1 to the SOC of the third battery group G3 can be secured according to the operation plan of the
ステップS13では、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T1以上であるか否かを判定する。ステップS13では、充電必要時間T1と充電可能時間Tcとの比較に際しバッファを加味していない。当該判定結果が真(Yes)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T1以上であるとき、ステップS14に移行する。
In step S <b> 13, it is determined whether the chargeable time Tc set by the chargeable
この場合、ステップS12にて充電可能時間Tcが充電必要時間T1の1.2倍未満であり、且つステップS13にて充電可能時間Tcが充電必要時間T1以上であることにより、充電可能時間Tcが充電必要時間T1の1.0〜1.2倍の範囲に収まることが判明した。すなわち、充電可能時間Tcは充電必要時間T1よりも長いものの、その差は微小であるため、ステップS11の車両1の最低動力Pminを確保可能か否かに基づく判定、ステップS12、S13の充電可能時間Tcを確保可能か否かに基づく判定に加え、後述するステップS14の判定を行うこととなる。
In this case, the chargeable time Tc is less than 1.2 times the charge required time T1 in step S12, and the chargeable time Tc is equal to or longer than the charge required time T1 in step S13. It was found that it was within the range of 1.0 to 1.2 times the required charging time T1. That is, although the chargeable time Tc is longer than the required charge time T1, the difference is very small. Therefore, the determination based on whether or not the minimum power Pmin of the
一方、ステップS13の判定結果が偽(No)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T1よりも短いとき、ステップS16に移行して第3バッテリ群G3を充電し、本制御をリターンする。この場合、第1バッテリ群G1の総残容量E1rを第3バッテリ群G3の総残容量E3rになるまで充電するのに十分な充電時間が確保できないことが判明した。このため、残された第3バッテリ群G3が充電される。 On the other hand, when the determination result of step S13 is false (No) and the chargeable time Tc is shorter than the required charge time T1, the process proceeds to step S16 to charge the third battery group G3, and this control is returned. In this case, it has been found that the charging time sufficient to charge the first battery group G1 until the total remaining capacity E1r reaches the total remaining capacity E3r of the third battery group G3 cannot be secured. For this reason, the remaining third battery group G3 is charged.
ステップS14では、バッテリ群充電可能容量算出部35で算出された充電可能容量E1が充電可能容量E3以上であるか否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)であり、第1バッテリ群G1に充電可能な充電可能容量E1が第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3以上であるとき、ステップS15に移行して第1バッテリ群G1を充電し、本制御をリターンする。
In step S14, it is determined whether or not the chargeable capacity E1 calculated by the battery group chargeable
この場合、ステップS12、S13にて充電可能時間Tcは充電必要時間T1よりも若干長いことが判明している。このため、第3バッテリ群G3よりも、より多い充電可能容量E1が残されている第1バッテリ群G1を優先的に充電した方が、高電圧バッテリ12全体として、より多くの充電量を確保可能である。このため、車両1の走行性能を向上するべく、第1バッテリ群G1が充電される。
In this case, it has been found in steps S12 and S13 that the chargeable time Tc is slightly longer than the required charge time T1. Therefore, a higher charge amount is secured as a whole for the high-
一方、ステップS14の当該判定結果が偽(No)であり、第1バッテリ群G1に充電可能な充電可能容量E1が第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3未満であるとき、ステップS16に移行して第3バッテリ群G3を充電し、本制御をリターンする。この場合、残された第3バッテリ群G3が充電される。 On the other hand, when the determination result in step S14 is false (No) and the chargeable capacity E1 that can charge the first battery group G1 is less than the chargeable capacity E3 that can charge the third battery group G3, step S16 The third battery group G3 is charged and the present control is returned. In this case, the remaining third battery group G3 is charged.
図5に示した第2のサブルーチンでは、先ずステップS22において、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T3の1.2倍以上であるか否かを判定する。当該判定結果が偽(No)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T3の1.2倍未満であると判定されたとき、ステップS23に移行する。一方、当該判定結果が真(Yes)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T3の1.2倍以上に十分に長いとき、ステップS26に移行して第3バッテリ群G3を優先的に充電し、本制御をリターンする。
In the second subroutine shown in FIG. 5, first, in step S22, the chargeable time Tc set by the chargeable
この場合、ユーザの車両1の運転計画によって、十分な充電時間が確保可能な、例えば夜間などに充電が行われることが判明した。このため、バッテリ群G2とG3の残容量のバランスを極力均一にして揃えて車両1の走行性能を向上するべく、残容量がより少ない第3バッテリ群G3が優先的に充電される。
In this case, it has been found that charging can be performed, for example, at night, by which a sufficient charging time can be secured according to the driving plan of the
ステップS23では、充電可能時間設定部31で設定された充電可能時間Tcが、充電必要時間算出部34で算出された充電必要時間T3以上であるか否かを判定する。ステップS23では、充電必要時間T3と充電可能時間Tcとの比較に際しバッファを加味していない。当該判定結果が真(Yes)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T3以上であるとき、ステップS24に移行する。
In step S23, it is determined whether or not the chargeable time Tc set by the chargeable
この場合、ステップS22にて充電可能時間Tcが充電必要時間T3の1.2倍未満であり、且つステップS23にて充電可能時間Tcが充電必要時間T3以上であることにより、充電可能時間Tcが充電必要時間T3の1.0〜1.2倍の範囲に収まることが判明した。すなわち、充電可能時間Tcは充電必要時間T3よりも長いものの、その差は微小であるため、ステップS22、S23の充電可能時間Tcを確保可能か否かに基づく判定に加え、後述するステップS24の判定を行うこととなる。 In this case, the chargeable time Tc is less than 1.2 times the charge required time T3 in step S22 and the chargeable time Tc is equal to or longer than the charge required time T3 in step S23. It was found that the required charge time T3 falls within the range of 1.0 to 1.2 times. That is, although the chargeable time Tc is longer than the required charge time T3, the difference is very small. Therefore, in addition to the determination based on whether or not the chargeable time Tc can be secured in steps S22 and S23, Judgment will be made.
一方、ステップS23の判定結果が偽(No)であり、充電可能時間Tcが充電必要時間T3よりも短いとき、ステップS25に移行して第2バッテリ群G2を充電し、本制御をリターンする。この場合、第3バッテリ群G3の総残容量E1rを第2バッテリ群G2の総残容量E2rになるまで充電するのに十分な充電時間が確保できないことが判明した。このため、残された第2バッテリ群G2が充電される。 On the other hand, when the determination result of step S23 is false (No) and the chargeable time Tc is shorter than the required charging time T3, the process proceeds to step S25, charges the second battery group G2, and returns to the present control. In this case, it has been found that a sufficient charging time cannot be ensured until the total remaining capacity E1r of the third battery group G3 reaches the total remaining capacity E2r of the second battery group G2. For this reason, the remaining second battery group G2 is charged.
ステップS24では、バッテリ群充電可能容量算出部35で算出された充電可能容量E2が充電可能容量E3以上であるか否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)であり、第2バッテリ群G2に充電可能な充電可能容量E2が第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3以上であるとき、ステップS25に移行して第2バッテリ群G2を充電し、本制御をリターンする。
In step S24, it is determined whether or not the chargeable capacity E2 calculated by the battery group chargeable
この場合、S23にて充電可能時間Tcは充電必要時間T3よりも長いもののその差は微小である。このため、第3バッテリ群G3よりも、より多い充電可能容量E2が残されている第2バッテリ群G2を優先的に充電した方が、高電圧バッテリ12全体として、より多くの充電量を確保可能である。このため、車両1の走行性能を向上するべく、第2バッテリ群G2が充電される。
In this case, although the chargeable time Tc is longer than the required charging time T3 in S23, the difference is very small. Therefore, a higher charge amount is secured as a whole for the high-
一方、ステップS24の当該判定結果が偽(No)であり、第2バッテリ群G2に充電可能な充電可能容量E2が第3バッテリ群G3に充電可能な充電可能容量E3未満であるとき、ステップS26に移行して第3バッテリ群G3を充電し、本制御をリターンする。この場合、残された第3バッテリ群G3が充電される。 On the other hand, when the determination result in step S24 is false (No), and the chargeable capacity E2 that can charge the second battery group G2 is less than the chargeable capacity E3 that can charge the third battery group G3, step S26. The third battery group G3 is charged and the present control is returned. In this case, the remaining third battery group G3 is charged.
以上のように本実施形態では、3つ以上の例えば6つのバッテリB1〜B6を並列接続して高電圧バッテリ12を形成した場合、各バッテリB1〜B6の残容量(SOC)に応じて、各バッテリB1〜B6を各バッテリ群G1〜G3に分類し、これらバッテリ群G1〜G3を充電する順番を変えることで、効率のよいバッテリ充電を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, when three or more, for example, six batteries B1 to B6 are connected in parallel to form the
具体的には、本実施形態のバッテリ充電制御では、図3のメインルーチンに示したように、ステップS1にて、車両1の最低動力Pminを確保可能か否かに基づく判定を行い、ステップS2、S3にて、充電可能時間Tcを確保可能か否かに基づく判定を行い、ステップS4にて、充電可能容量E1が確保可能か否かに基づく判定を行う。これにより、最も少ない残容量のバッテリB1、B2が分類された第1バッテリ群G1と、それ以外の第2バッテリ群G2、第3バッテリ群G3との何れを優先的に充電するかを的確に見極めたバッテリ充電制御を行うことができるため、車両1の航続距離を効果的に延長し、車両1の走行性能を向上することができる。
Specifically, in the battery charging control of the present embodiment, as shown in the main routine of FIG. 3, in step S1, a determination is made based on whether or not the minimum power Pmin of the
また、本実施形態のバッテリ充電制御では、図4の第1のサブルーチンに示したように、図3と同様の判定と行うことにより、第1バッテリ群G1と、第3バッテリ群G3とのどちらを優先的に充電するかを判定可能である。また、図5の第2のサブルーチンに示したように、図3、図4と同様の判定と行うことにより、第2バッテリ群G2と、第3バッテリ群G3とのどちらを優先的に充電するかを判定可能である。 Further, in the battery charge control of the present embodiment, as shown in the first subroutine of FIG. 4, by performing the same determination as in FIG. 3, which of the first battery group G1 and the third battery group G3 is performed. Can be preferentially charged. Further, as shown in the second subroutine of FIG. 5, by performing the same determination as in FIG. 3 and FIG. 4, which of the second battery group G2 and the third battery group G3 is preferentially charged. Can be determined.
以上で本発明に係る車両用バッテリの制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。 Although the description of the embodiment of the vehicle battery control device according to the present invention has been completed, the embodiment is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態のバッテリ充電制御は、複数のバッテリを並列接続して高電圧バッテリ12を形成した場合に適用可能であり、高電圧バッテリ12を構成するバッテリの数や、バッテリ群の分類数は上記実施形態に限定されるものではない。
For example, the battery charge control of the above embodiment is applicable when a plurality of batteries are connected in parallel to form the high-
1 車両
12 高電圧バッテリ(車両用バッテリ)
30 ECU(判定手段、制御装置)
31 充電可能時間設定部(充電可能時間取得手段)
32 SOC検出・分類部(分類手段)
33 バッテリ群総残容量算出部(バッテリ群総残容量算出手段)
34 充電必要時間算出部(充電必要時間取得手段)
B1〜B6 バッテリ
G1 第1バッテリ群(バッテリ群、最小充電量バッテリ群)
G2 第2バッテリ群(バッテリ群、最大充電量バッテリ群)
G3 第3バッテリ群(バッテリ群)
1
30 ECU (determination means, control device)
31 Charging time setting unit (charging time acquisition means)
32 SOC detection / classification unit (classification means)
33 battery group total remaining capacity calculation unit (battery group total remaining capacity calculation means)
34 Required charging time calculator (required charging time acquisition means)
B1 to B6 battery G1 first battery group (battery group, minimum charge amount battery group)
G2 second battery group (battery group, maximum charge amount battery group)
G3 Third battery group (battery group)
Claims (1)
前記各バッテリに充電されている残容量をそれぞれ検出し、前記各残容量に基づいて前記各バッテリを複数のバッテリ群に分類する分類手段と、
前記バッテリを充電することができる充電可能時間を取得する充電可能時間取得手段と、
前記分類手段により前記残容量が最も少ない前記バッテリに分類された最小充電量バッテリ群の総残容量と、
前記分類手段により前記残容量が最も多い前記バッテリに分類された最大充電量バッテリ群の総残容量とをそれぞれ算出するバッテリ群総残容量算出手段と、
前記最小充電量バッテリ群の総残容量が前記最大充電量バッテリ群の総残容量になるまで充電するのに必要な充電必要時間を取得する充電必要時間取得手段と、
前記最大充電量バッテリ群の総残容量が前記車両を走行させるために必要最低限の所定容量以上か否かを判定するとともに、前記充電可能時間が前記充電必要時間よりも長いか否かを判定する判定手段と
を含み、
前記判定手段により、前記最大充電量バッテリ群の総残容量が前記所定容量以上であると判定され、且つ、前記充電可能時間が前記充電必要時間よりも長いと判定されたとき、前記最小充電量バッテリ群を充電し、前記充電可能時間が前記充電必要時間よりも短いと判定され、又は、前記最大充電量バッテリ群の総充電可能容量が前記最大充電量バッテリ群以外の前記バッテリ群の総充電可能容量以上であると判定されたとき、前記最小充電量バッテリ群以外の前記バッテリ群を充電する、ことを特徴とする車両用バッテリの制御装置。 A vehicle battery control device for charging a plurality of batteries connected in parallel to each other,
Classification means for detecting each remaining capacity charged in each battery and classifying each battery into a plurality of battery groups based on each remaining capacity;
Rechargeable time acquisition means for acquiring a rechargeable time during which the battery can be charged;
A total remaining capacity of a battery group of minimum charge amount classified into the batteries with the least remaining capacity by the classification means;
A battery group total remaining capacity calculating means for calculating a total remaining capacity of each of the maximum charge amount battery groups classified into the batteries having the largest remaining capacity by the classification means;
Charge required time acquisition means for acquiring a required charge time required for charging until the total remaining capacity of the minimum charge amount battery group becomes the total remaining capacity of the maximum charge amount battery group;
It is determined whether or not the total remaining capacity of the maximum charge amount battery group is greater than or equal to a predetermined minimum capacity necessary for running the vehicle, and whether or not the chargeable time is longer than the required charge time Determination means for
When the determination unit determines that the total remaining capacity of the maximum charge amount battery group is equal to or greater than the predetermined capacity, and determines that the chargeable time is longer than the required charge time, the minimum charge amount It is determined that the battery group is charged and the chargeable time is shorter than the required charge time, or the total chargeable capacity of the maximum charge amount battery group is the total charge of the battery groups other than the maximum charge amount battery group When it is determined that the capacity is greater than or equal to the possible capacity, the battery group other than the minimum charge amount battery group is charged.
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