JP3770137B2 - 車両用二次電池制御装置 - Google Patents
車両用二次電池制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3770137B2 JP3770137B2 JP2001319205A JP2001319205A JP3770137B2 JP 3770137 B2 JP3770137 B2 JP 3770137B2 JP 2001319205 A JP2001319205 A JP 2001319205A JP 2001319205 A JP2001319205 A JP 2001319205A JP 3770137 B2 JP3770137 B2 JP 3770137B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- trip
- terminal voltage
- state
- soc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用二次電池制御装置、特に二次電池の満充電状態算出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧と、放電あるいは充電中における電流の積算値から二次電池の満充電状態を算出する技術が知られている。例えば、特開平７−１７６３３４号公報には、放電あるいは充電中の電流を積算して求めた積算容量Ｑ、満充電状態における電池電圧ＶM、残存容量を０と見なす電池電圧Ｖ0、放電又は充電前後の電池電圧をＶ1、Ｖ2とした場合、総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜
により満充電状態を算出することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願出願人は、放電あるいは充電前後の端子電圧に基づき満充電状態を算出する場合、放電あるいは充電前後の端子電圧の変化分、言い換えれば放電あるいは充電前後の二次電池の充電状態（ＳＯＣ）の変化分の大小により満充電状態算出精度が異なり、端子電圧の変化分、すなわちＳＯＣの変化分が小さい場合には、端子電圧検出誤差に伴う満充電状態算出誤差が増大してしまうことを見い出した。通常、二次電池は、そのＳＯＣが所定値となるように充放電制御されるため、イグニッションＯＮしてからＯＦＦするまでのトリップ期間においてＳＯＣはほとんど変化せず、この期間の端子電圧を検出してもＳＯＣの変化分は小さく、端子電圧検出誤差が満充電状態算出誤差に大きく影響してしまう。本願出願人は、実験の結果、ＳＯＣが６０％から６２％に変動した場合には４５％の算出誤差が生じる一方、ＳＯＣが６０％から７０％に変動した場合には１２．８％の誤差で済むことを確認している。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、
二次電池の端子電圧を検出し、検出した端子電圧を用いて二次電池の満充電状態を算出する技術において、満充電状態を高精度に算出し、これにより二次電池を正確に制御できる装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両用二次電池の満充電状態を算出し、該満充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記満充電状態を算出する演算手段と、前記電圧検出手段の検出タイミングで前記端子電圧変化が大となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することが好適である。
【０００７】
また、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することも好適である。
【０００８】
また、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、あるトリップ期間において前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、前記演算手段は、前記演算手段により制御目標値がシフトされたトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することも好適である。
【０００９】
本装置において、前記電圧検出手段は、端子電圧と充電状態との関係が、充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域における端子電圧を検出することが好適である。
【００１０】
また、本発明は、車両用二次電池の満充電状態を算出し、該満充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記満充電状態を算出する演算手段と、前記電圧検出手段の検出タイミングで充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、車両用二次電池の充電状態を算出し、該充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記端子電圧に基づき充電状態を算出する演算手段とを有し、前記電圧検出手段は、充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域において前記端子電圧を検出することを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明の車両用二次電池制御装置では、電圧検出手段の検出タイミングで端子電圧変化、すなわち充電状態変化が大となるように二次電池の充電状態を制御する。通常、二次電池は出力および回生の効率を考慮して所定の制御目標値（例えば６０％）となるように制御される。本発明の制御手段は、この所定値からあえて制御目標をシフトさせることで放電あるいは充電前後における端子変化分（あるいはＳＯＣ変化分）を確保する。電圧検出手段での検出タイミングは、トリップ期間の前後、すなわち車両のイグニッションオン時とイグニッションオフ時の端子電圧を用いることができ、このタイミングにおいて端子電圧変化分が大となるように制御目標値をシフトさせる。
【００１３】
制御目標をシフトさせる方法として２つある。第１は、あるトリップ期間において制御目標を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、イグニッションオフ時における端子電圧をイグニッションオン時の端子電圧と異にする方法、第２に連続するトリップ間において制御目標値を所定値からそれぞれ異なる方向にシフトさせる方法である。後者の場合、連続するトリップの第１のトリップにおいて制御目標値を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、第１のトリップで上方にシフトさせた場合には第２のトリップで制御目標値を下方にシフトさせ、第１のトリップで下方にシフトさせた場合には第２のトリップで制御目標値を上方にシフトさせ、所定値を基準として上下にシフトさせて変化分を確保する。第１の方法ではあるトリップにおいて制御目標値が所定値から大幅にシフトする可能性があり、出力あるいは回生が低下する場合もあり得るが、第２の方法においてはそれぞれのトリップにおけるシフト分は小さいため出力あるいは回生を低下させることもない。
【００１７】
本発明の車両には、電気自動車（ＥＶ）の他、モータとエンジンを併用するハイブリッド車（ＨＶ）も含まれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態における車両用二次電池制御装置の構成ブロック図が示されている。
【００２０】
二次電池１０及びモータ１２は車両に搭載され、二次電池１０から電力を供給してモータ１２を駆動する。もちろん、モータ１２の他にエンジンを搭載したハイブリッド車両でもよい。二次電池１０は複数の電池が直列接続された組電池であり、二次電池１０とモータ１２間にはインバータが設けられ、これを制御することによりモータ１２の動作を制御する。具体的には、二次電池１０のＳＯＣが十分な状態である場合には二次電池１０からモータ１２に電力を供給してモータ１２を駆動し、二次電池１０のＳＯＣが低下した場合には、モータ１２を発電機として駆動して二次電池１０に電力を回生して二次電池１０を充電する。二次電池１０の充放電は、制御部１８にて二次電池１０のＳＯＣ状態を監視することにより制御され、制御部１８は、二次電池１０のＳＯＣが所定の目標値、例えば満充電状態の６０％となるように制御する。二次電池１０のＳＯＣは、１制御周期前のＳＯＣと、ある期間における充電量あるいは放電量並びに端子電圧から算出することができ、使用により劣化する満充電状態を定期的に監視することで、二次電池のＳＯＣを正しく把握することができる。
【００２１】
二次電池１０の満充電状態を算出するために、二次電池１０には電流検出器１４及び電圧検出器１６が接続され、検出された電流値及び端子電圧（ＯＣＶ：無負荷状態での電圧）が制御部１８に供給される。一方、制御部１８には、イグニッションスイッチ２０からの信号も供給される。制御部１８は、イグニッションＯＮからＯＦＦまでのトリップ期間の開始時点（イグニッションＯＮ直後）及び終了時点（イグニッションＯＦＦ後）における端子電圧およびその間の電流積算値に基づき満充電状態を算出する。具体的には、制御部１８は端子電圧とＳＯＣとの関係を記憶したメモリを有しており、このメモリに記憶された関係に基づき検出された端子電圧に対応するＳＯＣ変化ΔＳＯＣを算出し、満充電状態＝Ｑ×１００／ΔＳＯＣにより満充電状態を算出する。なお、Ｑはトリップ期間における電流積算値である。
【００２２】
図２には、制御部１８内のメモリに記憶される端子電圧とＳＯＣとの関係が示されている。図において、横軸はＳＯＣ（％）であり、縦軸は端子電圧ＯＣＶ（Ｖ）である。ＳＯＣと端子電圧とは正の相関関係にあり、ＳＯＣが増大すると端子電圧も増大する。ＳＯＣと端子電圧は１対１に対応しており、検出された端子電圧に対応するＳＯＣを一義的に決定することができる。
【００２３】
一方、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、この端子電圧変化に対応するＳＯＣ変化を検出しても、上述したように端子電圧変化、すなわちＳＯＣ変化が小さい場合には端子電圧検出誤差に起因する満充電状態誤差が増大することとなる。
【００２４】
そこで、本実施形態における制御部１８は、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧変化、すなわちＳＯＣ変化分ができるだけ大となるようにモータ１２の動作を制御し、二次電池１０のＳＯＣを変化させる。具体的には、トリップの開始時点におけるＳＯＣと当該トリップの終了時点におけるＳＯＣができるだけ異なるように二次電池１０を充放電させる。
【００２５】
図３および図４には、制御部１８の処理フローチャートが示されている。まず、制御部１８は、連続する３つのトリップの１トリップ目において二次電池１０の制御目標値（制御中心）を通常の６０％から６５％に上方にずらす（Ｓ１０１）。本来の制御目標から５％だけシフトさせるのは、あまりに多く上方にシフトさせると二次電池１０のＳＯＣが高くなり過ぎ、回生効率が低下するからである。１トリップ目において制御中心を６５％にずらして制御した後、イグニッションがＯＦＦされ（Ｓ１０２）、１トリップ目が終了する。
【００２６】
１トリップ目が終了した後、車両運転者がイグニッションをＯＮすると（Ｓ１０３）、２トリップ目が開始され、この開始時点においてスタート端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ１０４）。すなわち、イグニッションをＯＮした時の電圧検出器１６からの端子電圧値を制御部１８内のメモリに格納する。
【００２７】
一方、２トリップ目に移行すると、制御部１８は制御目標を本来の６０％から５５％に下方にずらす（Ｓ１０５）。本来の制御目標から下方にシフトさせるのは１トリップ目において制御目標を上方にずらせたことに対応させたものであり、２トリップ目において下方にずらすことで１トリップ目と併せてトータルで１０％のＳＯＣ変化を得ることができる。なお、制御目標を５％だけシフトさせたのは、あまりに多く下方にシフトさせると二次電池１０のＳＯＣが低くなり過ぎ、モータ１２を駆動するために必要なＳＯＣが得られず出力が低下するためである。
【００２８】
２トリップ目において制御目標を５５％と下方にずらせた後、イグニッションがＯＦＦされて（Ｓ１０６）２トリップ目が終了する。そして、イグニッションＯＦＦした後のエンド端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ１０７）。すなわち、イグニッションＯＦＦした後所定時間経過したときのの電圧検出器１６で検出された端子電圧値を制御部１８のメモリに格納する。
【００２９】
以上のようにして２トリップ目の開始時点と終了時点における端子電圧がメモリに格納され、次にイグニッションがＯＮされて（Ｓ１０８）３トリップ目に移行したとき、制御部１８は取得した開始時点における端子電圧ＯＣＶと終了時点における端子電圧ＯＣＶ、並びに２トリップ間において電流検出器１４で検出された電流を積算して得られる積算値から上述した式に基づき満充電状態を算出する（Ｓ１０９）。本実施形態におけるＳＯＣ変化は略１０％確保されており、これにより満充電状態誤差を抑制して高精度に算出することができる。
【００３０】
満充電状態を算出した後、この満充電状態を基準として３トリップ目の走行中におけるＳＯＣを算出するとともに（Ｓ１１０）、二次電池中の制御目標を本来の６０％に戻して制御する（Ｓ１１１）。すなわち、算出されたＳＯＣが制御目標６０％より小さい場合にはモータ１２からの電力を二次電池１０に回生させて二次電池１０を充電し、またＳＯＣ＝６０％が維持されるようにモータ１２に電力を供給してモータ１２を駆動する。
【００３１】
図５には、本実施形態における二次電池１０のＳＯＣ時間変化が示されている。図において、横軸は時間であり、縦軸はＳＯＣである。１トリップ目では制御目標が任意の時点から６５％に上方シフトされる。制御目標を本来の６０％から６５％に上方シフトさせるトリップは、制御部１８での満充電状態算出周期に基づき決定することができ、満充電状態を算出するタイミングに達した時点で当該トリップにおける制御目標を６５％にシフトさせる。その後、車両運転者がイグニッションをＯＦＦして１トリップ目が終了する。
【００３２】
次に、車両運転者がイグニッションをＯＮにすると２トリップ目が開始され、イグニッションＯＮした直後の端子電圧ＯＣＶを取得する。この時のＳＯＣは１トリップ目の制御目標である６５％に略等しい。２トリップ目では、ＳＯＣの制御目標は本来の６０％から５５％に下方シフトされる。したがって、車両運転者がイグニッションをＯＦＦして２トリップ目を終了させた時点の端子電圧ＯＣＶは略５５％となっており、２トリップ目の開始時点と終了時点におけるＳＯＣ変化は略１０％と大きくなる。このＳＯＣ変化分を利用して二次電池の満充電状態を算出し、３トリップ目では制御目標を本来の６０％に戻すとともに、算出された満充電状態に基づき二次電池のＳＯＣ（満充電状態を１００％としたときの充電状態）を推定する。
【００３３】
このように、本実施形態では１トリップ目と２トリップ目の制御目標値を意図的に変化させてＳＯＣの変化分を確保し、３トリップ目で二次電池１０の満充電状態を算出する。１トリップ目と２トリップ目の制御目標は本来の制御目標値に対して５％シフトさせるだけで済むので、下方への過剰シフトに伴う出力不足や上方への過剰シフトに伴う回生効率低下を招くことなく高精度に満充電状態を算出することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては１トリップ目で制御目標を上方にシフトさせ、２トリップ目で制御目標を下方にシフトさせているが、１トリップ目で制御目標を６０％から５５％に下方シフトさせ、２トリップ目で制御目標を６０％から６５％に上方にシフトさせることも可能である。
【００３５】
さらに、本実施形態におけるＳＯＣの１０％変化分は１つの例に過ぎず、例えば１トリップ目において制御目標を６０％から６７％に上方シフトさせ、２トリップ目に制御目標６０％から５３％に下方シフトさせてトータルとして１４％のＳＯＣ変化分を確保することももちろん可能である。また、１トリップ目と２トリップ目で制御目標のシフト分を同一にするのではなく、異なるシフト分とすることも可能である。例えば、出力確保を優先させる場合には上方シフト分を下方シフト分より増大させ、回生効率を優先させる場合には下方シフト分を上方シフト分より増大させることが有効であろう。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図６には、本実施形態における二次電池１０のＳＯＣ時間変化が示されている。上述した第１実施形態においては、制御部１８が１トリップ目と２トリップ目を用いてＳＯＣの制御目標を本来の制御目標値から上下にシフトさせてＳＯＣ変化分を確保したが、本実施形態ではある１つのトリップにおいて制御目標を上方あるいは下方にシフトさせることでＳＯＣ変化分を確保する。すなわち、制御部１８は満充電状態を算出するタイミングとなったとき、あるトリップにおいて制御目標を本来の６０％から例えば５０％に下方シフトさせ、当該トリップ開始時点のＳＯＣ（制御目標の６０％）と終了時点におけるＳＯＣ（５０％）を確保して満充電状態を算出する。これによっても、ＳＯＣ変化分を大きくして満充電状態の精度を上げることができる。
【００３７】
すなわち、図６に示されるように、１トリップ目は制御目標６０％で二次電池１０を制御し、２トリップ目の開始時点において端子電圧ＯＣＶを取得する。そして、２トリップ目の任意の時点において制御目標を６０％から５０％に下方シフトさせ、イグニッションがＯＦＦされた時の端子電圧ＯＣＶを取得する。そして、３トリップ目では制御目標を本来の６０％に戻すとともに、取得した二つのＳＯＣの変化分（略１０％）と２トリップ期間における電流積算値とから満充電状態を算出する。
【００３８】
なお、本実施形態においては２トリップ目において制御目標を６０％から５０％と下方シフトさせているため、二次電池１０のＳＯＣが５０％と低くなり、出力不足となる恐れもある。したがって、車両が比較的平坦な道路あるいは下り坂を走行しているなど、モータ１２の出力不足が影響しない走行状況において行うことも好適である。
【００３９】
また、本実施形態では第１実施形態と異なり、ある１つのトリップにおいてＳＯＣの変化分を確保しているため、迅速に満充電状態を算出できる利点がある。したがって、二次電池１０の劣化が少ない使用初期の段階では第１実施形態の方法を用いて満充電状態を算出し、二次電池１０の劣化が進んだと想定される段階では本実施形態の方法で迅速に満充電状態を算出することも好適である。すなわち、第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を組み合わせて満充電状態を算出することもできる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図７には、本実施形態における制御部１８の処理フローチャートが示されている。上述した第１および第２実施形態においては、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧変化分、すなわちＳＯＣ変化分を確保すべく二次電池１０のＳＯＣ制御目標値をシフトさせたが、本実施形態においてはトリップの開始時点と終了時点において、ＳＯＣ自体も高精度に検出することで満充電状態を算出する例について説明する。
【００４１】
まず、制御部１８は１トリップ目において制御目標を６０％から５５％に下方シフトさせる（Ｓ２０１）。この５５％は、ＳＯＣ変化分に対する端子電圧ＯＣＶ変化分、すなわち傾き＝（ＯＣＶ変化分）／（ＳＯＣ変化分）が大きな領域内に属するＳＯＣである。図２に示されるように、ＳＯＣと端子電圧ＯＣＶは非直線的な関係を有しており、ＳＯＣが小さい領域では傾きが大きく、それより大きくなると傾きは小さくなり、再びＳＯＣが大きくなると大きくなる傾向を示す。ＯＣＶの傾きが大きくなる領域（略５５％〜１００％）では、ＯＣＶの傾きが小さい領域に比べてＯＣＶ誤差に対するＳＯＣ誤差が小さくなる。このことを利用し、１トリップ目において制御中心を５５％にずらすのである。
【００４２】
次に、イグニッションがＯＦＦされて（Ｓ２０２）、１トリップ目が終了し、次にイグニッションがＯＮされると（Ｓ２０３）２トリップ目が開始する。２トリップ目の開始時点の端子電圧ＯＣＶを取得し（Ｓ２０４）、２トリップ目において制御中心を本来の６０％から７０％に上方シフトさせる（Ｓ２０５）。この７０％も傾きが大きい領域内に属するＳＯＣである。
【００４３】
制御目標を７０％に上方シフトさせた後、イグニッションがＯＦＦされて２トリップ目が終了し（Ｓ２０６）、この時の端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ２０７）。そして、イグニッションがＯＮされて（Ｓ２０８）３トリップ目に移行した後は、図４に示される処理と同様であり、取得したＯＣＶからＳＯＣを読み出し、ＳＯＣ変化と２トリップ目の電流積算値から満充電状態を算出し、算出した満充電状態から３トリップ目の走行中のＳＯＣを算出して３トリップ目の制御目標を６０％となるように制御する。
【００４４】
図８には、本実施形態におけるＳＯＣの時間変化が示されている。１トリップ目において制御目標を本来の６０％から５５％に下方シフトさせ、２トリップ目の開始時点における制御目標を５５％にシフトさせて端子電圧ＯＣＶからのＳＯＣ読み出し精度を向上させる。次に、２トリップ目における制御目標を本来の６０％から７０％に上方シフトさせ、２トリップ目の終了時点におけるＳＯＣを７０％にシフトさせて端子電圧ＯＣＶからのＳＯＣ読み出し精度を向上させる。
【００４５】
なお、本実施形態においてＳＯＣ変化分も７０％−５５％＝１５％を確保でき、上述した第１及び第２実施形態と同様に変化分の増大による満充電状態算出精度向上も得ることができる。
【００４６】
本実施形態においては１トリップ目において５５％に下方シフトさせ、２トリップ目において７０％に上方シフトさせているが、傾きの大きい領域における端子電圧を検出するためには、略５５％以上のＳＯＣとすれば良く、例えば１トリップ目において制御目標を５７％とし、２トリップ目の制御目標を６７％とすることもできる。
【００４７】
さらに、１トリップ目において制御目標を７０％と上方シフトさせ、２トリップ目において制御目標を５５％と下方シフトさせることも可能である。
【００４８】
＜第４実施形態＞
上述した第１〜第３実施形態では、二次電池１０の満充電状態を算出しているが、満充電状態を算出した後は、既述したように車両走行中において満充電状態に基づき二次電池１０のＳＯＣを検出し、このＳＯＣが制御目標値（例えば６０％）となるように制御する。ＳＯＣは、１制御周期前のＳＯＣとある任意の時刻におけるＯＣＶ並びにその間の電流積算値から算出することができるが、ＯＣＶには誤差が含まれているため、第３実施形態と同様にＯＣＶの傾きが大きくなる領域でＯＣＶを取得した方がより高精度にＳＯＣを検出することができる。
【００４９】
したがって、車両走行中にＳＯＣを取得するタイミングとなった場合（走行状況の変化などによりＳＯＣを通常よりも高精度に取得する必要が生じた場合を含む）、本来の制御目標値を６０％から例えば略７０％に一時的に変化させ（現在のＳＯＣの精度において略７０％とすればよく、正確に７０％とする必要はない）、ＯＣＶの傾きが通常よりも急峻な領域においてＯＣＶを取得することで、高精度に現在のＳＯＣを検出することができる。具体的には、制御目標６０％で制御しているときに、ＳＯＣの取得タイミングとなった時点で一時的に電力を回生して二次電池１０を充電させ、略７０％近傍まで充電されたと推定されたとき（電流積算値から推定）にＯＣＶを取得すればよい。
【００５０】
もちろん、本実施形態においても、車両走行中に制御目標を一時的に変化させるため、このような変化が車両走行に影響を与えないようにすることが好適である。例えば、６０％から略７０％に変化させる場合には回生効率の低下が予想されるため、ナビゲーションシステムと組み合わせて比較的平坦な道路あるいは登り坂を走行あるいは走行予定であると判定された場合に一時的に制御目標を増大させて高精度にＳＯＣを検出する等である。
【００５１】
また、車両走行中のＳＯＣ検出は満充電状態が正確に検出されていることを前提とすることから、第１〜第３実施形態の方法で満充電状態を算出し、その後、第４実施形態の方法で二次電池１０のＳＯＣを検出することが好ましい。すなわち、第１〜第３実施形態と第４実施形態との組み合わせがより好適である。
【００５２】
また、第１〜第３実施形態では、満充電状態を算出しているが、同様の原理を利用して例えば９０％の充電状態を算出することも可能である。９０％の場合、Ｑ×９０／ΔＳＯＣにより算出することができ、ΔＳＯＣを第１〜第３実施形態と同様に算出すれば、本発明と同一の作用効果で高精度にその値を得ることができる。本発明の本質は、ＯＣＶを取得する際にＯＣＶの取得時におけるＯＣＶ変化分あるいはＳＯＣ変化分を大きくすること、あるいはＯＣＶの傾きを大きくすることにあるので、満充電状態を算出する本発明と、満充電状態を任意の充電状態に置換した発明は本質的に相違はなく、互いに均等であることも付言しておく。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば二次電池の満充電状態あるいは充電状態を高精度に算出することができ、これにより二次電池を正確に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の構成ブロック図である。
【図２】 ＳＯＣと端子電圧ＯＣＶとの関係を示すグラフ図である。
【図３】 第１実施形態の処理フローチャート（その１）である。
【図４】 第１実施形態の処理フローチャート（その２）である。
【図５】 第１実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【図６】 第２実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【図７】 第３実施形態の処理フローチャートである。
【図８】 第３実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 二次電池、１２ モータ、１４ 電流検出器、１６ 電圧検出器、１８制御部、２０ イグニッションスイッチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用二次電池制御装置、特に二次電池の満充電状態算出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧と、放電あるいは充電中における電流の積算値から二次電池の満充電状態を算出する技術が知られている。例えば、特開平７−１７６３３４号公報には、放電あるいは充電中の電流を積算して求めた積算容量Ｑ、満充電状態における電池電圧ＶM、残存容量を０と見なす電池電圧Ｖ0、放電又は充電前後の電池電圧をＶ1、Ｖ2とした場合、総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜
により満充電状態を算出することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願出願人は、放電あるいは充電前後の端子電圧に基づき満充電状態を算出する場合、放電あるいは充電前後の端子電圧の変化分、言い換えれば放電あるいは充電前後の二次電池の充電状態（ＳＯＣ）の変化分の大小により満充電状態算出精度が異なり、端子電圧の変化分、すなわちＳＯＣの変化分が小さい場合には、端子電圧検出誤差に伴う満充電状態算出誤差が増大してしまうことを見い出した。通常、二次電池は、そのＳＯＣが所定値となるように充放電制御されるため、イグニッションＯＮしてからＯＦＦするまでのトリップ期間においてＳＯＣはほとんど変化せず、この期間の端子電圧を検出してもＳＯＣの変化分は小さく、端子電圧検出誤差が満充電状態算出誤差に大きく影響してしまう。本願出願人は、実験の結果、ＳＯＣが６０％から６２％に変動した場合には４５％の算出誤差が生じる一方、ＳＯＣが６０％から７０％に変動した場合には１２．８％の誤差で済むことを確認している。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、
二次電池の端子電圧を検出し、検出した端子電圧を用いて二次電池の満充電状態を算出する技術において、満充電状態を高精度に算出し、これにより二次電池を正確に制御できる装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両用二次電池の満充電状態を算出し、該満充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記満充電状態を算出する演算手段と、前記電圧検出手段の検出タイミングで前記端子電圧変化が大となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することが好適である。
【０００７】
また、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することも好適である。
【０００８】
また、前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、前記制御手段は、あるトリップ期間において前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、前記演算手段は、前記演算手段により制御目標値がシフトされたトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することも好適である。
【０００９】
本装置において、前記電圧検出手段は、端子電圧と充電状態との関係が、充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域における端子電圧を検出することが好適である。
【００１０】
また、本発明は、車両用二次電池の満充電状態を算出し、該満充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記満充電状態を算出する演算手段と、前記電圧検出手段の検出タイミングで充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、車両用二次電池の充電状態を算出し、該充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、前記二次電池の放電あるいは充電後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記端子電圧に基づき充電状態を算出する演算手段とを有し、前記電圧検出手段は、充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域において前記端子電圧を検出することを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明の車両用二次電池制御装置では、電圧検出手段の検出タイミングで端子電圧変化、すなわち充電状態変化が大となるように二次電池の充電状態を制御する。通常、二次電池は出力および回生の効率を考慮して所定の制御目標値（例えば６０％）となるように制御される。本発明の制御手段は、この所定値からあえて制御目標をシフトさせることで放電あるいは充電前後における端子変化分（あるいはＳＯＣ変化分）を確保する。電圧検出手段での検出タイミングは、トリップ期間の前後、すなわち車両のイグニッションオン時とイグニッションオフ時の端子電圧を用いることができ、このタイミングにおいて端子電圧変化分が大となるように制御目標値をシフトさせる。
【００１３】
制御目標をシフトさせる方法として２つある。第１は、あるトリップ期間において制御目標を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、イグニッションオフ時における端子電圧をイグニッションオン時の端子電圧と異にする方法、第２に連続するトリップ間において制御目標値を所定値からそれぞれ異なる方向にシフトさせる方法である。後者の場合、連続するトリップの第１のトリップにおいて制御目標値を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、第１のトリップで上方にシフトさせた場合には第２のトリップで制御目標値を下方にシフトさせ、第１のトリップで下方にシフトさせた場合には第２のトリップで制御目標値を上方にシフトさせ、所定値を基準として上下にシフトさせて変化分を確保する。第１の方法ではあるトリップにおいて制御目標値が所定値から大幅にシフトする可能性があり、出力あるいは回生が低下する場合もあり得るが、第２の方法においてはそれぞれのトリップにおけるシフト分は小さいため出力あるいは回生を低下させることもない。
【００１７】
本発明の車両には、電気自動車（ＥＶ）の他、モータとエンジンを併用するハイブリッド車（ＨＶ）も含まれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態における車両用二次電池制御装置の構成ブロック図が示されている。
【００２０】
二次電池１０及びモータ１２は車両に搭載され、二次電池１０から電力を供給してモータ１２を駆動する。もちろん、モータ１２の他にエンジンを搭載したハイブリッド車両でもよい。二次電池１０は複数の電池が直列接続された組電池であり、二次電池１０とモータ１２間にはインバータが設けられ、これを制御することによりモータ１２の動作を制御する。具体的には、二次電池１０のＳＯＣが十分な状態である場合には二次電池１０からモータ１２に電力を供給してモータ１２を駆動し、二次電池１０のＳＯＣが低下した場合には、モータ１２を発電機として駆動して二次電池１０に電力を回生して二次電池１０を充電する。二次電池１０の充放電は、制御部１８にて二次電池１０のＳＯＣ状態を監視することにより制御され、制御部１８は、二次電池１０のＳＯＣが所定の目標値、例えば満充電状態の６０％となるように制御する。二次電池１０のＳＯＣは、１制御周期前のＳＯＣと、ある期間における充電量あるいは放電量並びに端子電圧から算出することができ、使用により劣化する満充電状態を定期的に監視することで、二次電池のＳＯＣを正しく把握することができる。
【００２１】
二次電池１０の満充電状態を算出するために、二次電池１０には電流検出器１４及び電圧検出器１６が接続され、検出された電流値及び端子電圧（ＯＣＶ：無負荷状態での電圧）が制御部１８に供給される。一方、制御部１８には、イグニッションスイッチ２０からの信号も供給される。制御部１８は、イグニッションＯＮからＯＦＦまでのトリップ期間の開始時点（イグニッションＯＮ直後）及び終了時点（イグニッションＯＦＦ後）における端子電圧およびその間の電流積算値に基づき満充電状態を算出する。具体的には、制御部１８は端子電圧とＳＯＣとの関係を記憶したメモリを有しており、このメモリに記憶された関係に基づき検出された端子電圧に対応するＳＯＣ変化ΔＳＯＣを算出し、満充電状態＝Ｑ×１００／ΔＳＯＣにより満充電状態を算出する。なお、Ｑはトリップ期間における電流積算値である。
【００２２】
図２には、制御部１８内のメモリに記憶される端子電圧とＳＯＣとの関係が示されている。図において、横軸はＳＯＣ（％）であり、縦軸は端子電圧ＯＣＶ（Ｖ）である。ＳＯＣと端子電圧とは正の相関関係にあり、ＳＯＣが増大すると端子電圧も増大する。ＳＯＣと端子電圧は１対１に対応しており、検出された端子電圧に対応するＳＯＣを一義的に決定することができる。
【００２３】
一方、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、この端子電圧変化に対応するＳＯＣ変化を検出しても、上述したように端子電圧変化、すなわちＳＯＣ変化が小さい場合には端子電圧検出誤差に起因する満充電状態誤差が増大することとなる。
【００２４】
そこで、本実施形態における制御部１８は、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧変化、すなわちＳＯＣ変化分ができるだけ大となるようにモータ１２の動作を制御し、二次電池１０のＳＯＣを変化させる。具体的には、トリップの開始時点におけるＳＯＣと当該トリップの終了時点におけるＳＯＣができるだけ異なるように二次電池１０を充放電させる。
【００２５】
図３および図４には、制御部１８の処理フローチャートが示されている。まず、制御部１８は、連続する３つのトリップの１トリップ目において二次電池１０の制御目標値（制御中心）を通常の６０％から６５％に上方にずらす（Ｓ１０１）。本来の制御目標から５％だけシフトさせるのは、あまりに多く上方にシフトさせると二次電池１０のＳＯＣが高くなり過ぎ、回生効率が低下するからである。１トリップ目において制御中心を６５％にずらして制御した後、イグニッションがＯＦＦされ（Ｓ１０２）、１トリップ目が終了する。
【００２６】
１トリップ目が終了した後、車両運転者がイグニッションをＯＮすると（Ｓ１０３）、２トリップ目が開始され、この開始時点においてスタート端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ１０４）。すなわち、イグニッションをＯＮした時の電圧検出器１６からの端子電圧値を制御部１８内のメモリに格納する。
【００２７】
一方、２トリップ目に移行すると、制御部１８は制御目標を本来の６０％から５５％に下方にずらす（Ｓ１０５）。本来の制御目標から下方にシフトさせるのは１トリップ目において制御目標を上方にずらせたことに対応させたものであり、２トリップ目において下方にずらすことで１トリップ目と併せてトータルで１０％のＳＯＣ変化を得ることができる。なお、制御目標を５％だけシフトさせたのは、あまりに多く下方にシフトさせると二次電池１０のＳＯＣが低くなり過ぎ、モータ１２を駆動するために必要なＳＯＣが得られず出力が低下するためである。
【００２８】
２トリップ目において制御目標を５５％と下方にずらせた後、イグニッションがＯＦＦされて（Ｓ１０６）２トリップ目が終了する。そして、イグニッションＯＦＦした後のエンド端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ１０７）。すなわち、イグニッションＯＦＦした後所定時間経過したときのの電圧検出器１６で検出された端子電圧値を制御部１８のメモリに格納する。
【００２９】
以上のようにして２トリップ目の開始時点と終了時点における端子電圧がメモリに格納され、次にイグニッションがＯＮされて（Ｓ１０８）３トリップ目に移行したとき、制御部１８は取得した開始時点における端子電圧ＯＣＶと終了時点における端子電圧ＯＣＶ、並びに２トリップ間において電流検出器１４で検出された電流を積算して得られる積算値から上述した式に基づき満充電状態を算出する（Ｓ１０９）。本実施形態におけるＳＯＣ変化は略１０％確保されており、これにより満充電状態誤差を抑制して高精度に算出することができる。
【００３０】
満充電状態を算出した後、この満充電状態を基準として３トリップ目の走行中におけるＳＯＣを算出するとともに（Ｓ１１０）、二次電池中の制御目標を本来の６０％に戻して制御する（Ｓ１１１）。すなわち、算出されたＳＯＣが制御目標６０％より小さい場合にはモータ１２からの電力を二次電池１０に回生させて二次電池１０を充電し、またＳＯＣ＝６０％が維持されるようにモータ１２に電力を供給してモータ１２を駆動する。
【００３１】
図５には、本実施形態における二次電池１０のＳＯＣ時間変化が示されている。図において、横軸は時間であり、縦軸はＳＯＣである。１トリップ目では制御目標が任意の時点から６５％に上方シフトされる。制御目標を本来の６０％から６５％に上方シフトさせるトリップは、制御部１８での満充電状態算出周期に基づき決定することができ、満充電状態を算出するタイミングに達した時点で当該トリップにおける制御目標を６５％にシフトさせる。その後、車両運転者がイグニッションをＯＦＦして１トリップ目が終了する。
【００３２】
次に、車両運転者がイグニッションをＯＮにすると２トリップ目が開始され、イグニッションＯＮした直後の端子電圧ＯＣＶを取得する。この時のＳＯＣは１トリップ目の制御目標である６５％に略等しい。２トリップ目では、ＳＯＣの制御目標は本来の６０％から５５％に下方シフトされる。したがって、車両運転者がイグニッションをＯＦＦして２トリップ目を終了させた時点の端子電圧ＯＣＶは略５５％となっており、２トリップ目の開始時点と終了時点におけるＳＯＣ変化は略１０％と大きくなる。このＳＯＣ変化分を利用して二次電池の満充電状態を算出し、３トリップ目では制御目標を本来の６０％に戻すとともに、算出された満充電状態に基づき二次電池のＳＯＣ（満充電状態を１００％としたときの充電状態）を推定する。
【００３３】
このように、本実施形態では１トリップ目と２トリップ目の制御目標値を意図的に変化させてＳＯＣの変化分を確保し、３トリップ目で二次電池１０の満充電状態を算出する。１トリップ目と２トリップ目の制御目標は本来の制御目標値に対して５％シフトさせるだけで済むので、下方への過剰シフトに伴う出力不足や上方への過剰シフトに伴う回生効率低下を招くことなく高精度に満充電状態を算出することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては１トリップ目で制御目標を上方にシフトさせ、２トリップ目で制御目標を下方にシフトさせているが、１トリップ目で制御目標を６０％から５５％に下方シフトさせ、２トリップ目で制御目標を６０％から６５％に上方にシフトさせることも可能である。
【００３５】
さらに、本実施形態におけるＳＯＣの１０％変化分は１つの例に過ぎず、例えば１トリップ目において制御目標を６０％から６７％に上方シフトさせ、２トリップ目に制御目標６０％から５３％に下方シフトさせてトータルとして１４％のＳＯＣ変化分を確保することももちろん可能である。また、１トリップ目と２トリップ目で制御目標のシフト分を同一にするのではなく、異なるシフト分とすることも可能である。例えば、出力確保を優先させる場合には上方シフト分を下方シフト分より増大させ、回生効率を優先させる場合には下方シフト分を上方シフト分より増大させることが有効であろう。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図６には、本実施形態における二次電池１０のＳＯＣ時間変化が示されている。上述した第１実施形態においては、制御部１８が１トリップ目と２トリップ目を用いてＳＯＣの制御目標を本来の制御目標値から上下にシフトさせてＳＯＣ変化分を確保したが、本実施形態ではある１つのトリップにおいて制御目標を上方あるいは下方にシフトさせることでＳＯＣ変化分を確保する。すなわち、制御部１８は満充電状態を算出するタイミングとなったとき、あるトリップにおいて制御目標を本来の６０％から例えば５０％に下方シフトさせ、当該トリップ開始時点のＳＯＣ（制御目標の６０％）と終了時点におけるＳＯＣ（５０％）を確保して満充電状態を算出する。これによっても、ＳＯＣ変化分を大きくして満充電状態の精度を上げることができる。
【００３７】
すなわち、図６に示されるように、１トリップ目は制御目標６０％で二次電池１０を制御し、２トリップ目の開始時点において端子電圧ＯＣＶを取得する。そして、２トリップ目の任意の時点において制御目標を６０％から５０％に下方シフトさせ、イグニッションがＯＦＦされた時の端子電圧ＯＣＶを取得する。そして、３トリップ目では制御目標を本来の６０％に戻すとともに、取得した二つのＳＯＣの変化分（略１０％）と２トリップ期間における電流積算値とから満充電状態を算出する。
【００３８】
なお、本実施形態においては２トリップ目において制御目標を６０％から５０％と下方シフトさせているため、二次電池１０のＳＯＣが５０％と低くなり、出力不足となる恐れもある。したがって、車両が比較的平坦な道路あるいは下り坂を走行しているなど、モータ１２の出力不足が影響しない走行状況において行うことも好適である。
【００３９】
また、本実施形態では第１実施形態と異なり、ある１つのトリップにおいてＳＯＣの変化分を確保しているため、迅速に満充電状態を算出できる利点がある。したがって、二次電池１０の劣化が少ない使用初期の段階では第１実施形態の方法を用いて満充電状態を算出し、二次電池１０の劣化が進んだと想定される段階では本実施形態の方法で迅速に満充電状態を算出することも好適である。すなわち、第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を組み合わせて満充電状態を算出することもできる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図７には、本実施形態における制御部１８の処理フローチャートが示されている。上述した第１および第２実施形態においては、トリップの開始時点と終了時点における端子電圧変化分、すなわちＳＯＣ変化分を確保すべく二次電池１０のＳＯＣ制御目標値をシフトさせたが、本実施形態においてはトリップの開始時点と終了時点において、ＳＯＣ自体も高精度に検出することで満充電状態を算出する例について説明する。
【００４１】
まず、制御部１８は１トリップ目において制御目標を６０％から５５％に下方シフトさせる（Ｓ２０１）。この５５％は、ＳＯＣ変化分に対する端子電圧ＯＣＶ変化分、すなわち傾き＝（ＯＣＶ変化分）／（ＳＯＣ変化分）が大きな領域内に属するＳＯＣである。図２に示されるように、ＳＯＣと端子電圧ＯＣＶは非直線的な関係を有しており、ＳＯＣが小さい領域では傾きが大きく、それより大きくなると傾きは小さくなり、再びＳＯＣが大きくなると大きくなる傾向を示す。ＯＣＶの傾きが大きくなる領域（略５５％〜１００％）では、ＯＣＶの傾きが小さい領域に比べてＯＣＶ誤差に対するＳＯＣ誤差が小さくなる。このことを利用し、１トリップ目において制御中心を５５％にずらすのである。
【００４２】
次に、イグニッションがＯＦＦされて（Ｓ２０２）、１トリップ目が終了し、次にイグニッションがＯＮされると（Ｓ２０３）２トリップ目が開始する。２トリップ目の開始時点の端子電圧ＯＣＶを取得し（Ｓ２０４）、２トリップ目において制御中心を本来の６０％から７０％に上方シフトさせる（Ｓ２０５）。この７０％も傾きが大きい領域内に属するＳＯＣである。
【００４３】
制御目標を７０％に上方シフトさせた後、イグニッションがＯＦＦされて２トリップ目が終了し（Ｓ２０６）、この時の端子電圧ＯＣＶを取得する（Ｓ２０７）。そして、イグニッションがＯＮされて（Ｓ２０８）３トリップ目に移行した後は、図４に示される処理と同様であり、取得したＯＣＶからＳＯＣを読み出し、ＳＯＣ変化と２トリップ目の電流積算値から満充電状態を算出し、算出した満充電状態から３トリップ目の走行中のＳＯＣを算出して３トリップ目の制御目標を６０％となるように制御する。
【００４４】
図８には、本実施形態におけるＳＯＣの時間変化が示されている。１トリップ目において制御目標を本来の６０％から５５％に下方シフトさせ、２トリップ目の開始時点における制御目標を５５％にシフトさせて端子電圧ＯＣＶからのＳＯＣ読み出し精度を向上させる。次に、２トリップ目における制御目標を本来の６０％から７０％に上方シフトさせ、２トリップ目の終了時点におけるＳＯＣを７０％にシフトさせて端子電圧ＯＣＶからのＳＯＣ読み出し精度を向上させる。
【００４５】
なお、本実施形態においてＳＯＣ変化分も７０％−５５％＝１５％を確保でき、上述した第１及び第２実施形態と同様に変化分の増大による満充電状態算出精度向上も得ることができる。
【００４６】
本実施形態においては１トリップ目において５５％に下方シフトさせ、２トリップ目において７０％に上方シフトさせているが、傾きの大きい領域における端子電圧を検出するためには、略５５％以上のＳＯＣとすれば良く、例えば１トリップ目において制御目標を５７％とし、２トリップ目の制御目標を６７％とすることもできる。
【００４７】
さらに、１トリップ目において制御目標を７０％と上方シフトさせ、２トリップ目において制御目標を５５％と下方シフトさせることも可能である。
【００４８】
＜第４実施形態＞
上述した第１〜第３実施形態では、二次電池１０の満充電状態を算出しているが、満充電状態を算出した後は、既述したように車両走行中において満充電状態に基づき二次電池１０のＳＯＣを検出し、このＳＯＣが制御目標値（例えば６０％）となるように制御する。ＳＯＣは、１制御周期前のＳＯＣとある任意の時刻におけるＯＣＶ並びにその間の電流積算値から算出することができるが、ＯＣＶには誤差が含まれているため、第３実施形態と同様にＯＣＶの傾きが大きくなる領域でＯＣＶを取得した方がより高精度にＳＯＣを検出することができる。
【００４９】
したがって、車両走行中にＳＯＣを取得するタイミングとなった場合（走行状況の変化などによりＳＯＣを通常よりも高精度に取得する必要が生じた場合を含む）、本来の制御目標値を６０％から例えば略７０％に一時的に変化させ（現在のＳＯＣの精度において略７０％とすればよく、正確に７０％とする必要はない）、ＯＣＶの傾きが通常よりも急峻な領域においてＯＣＶを取得することで、高精度に現在のＳＯＣを検出することができる。具体的には、制御目標６０％で制御しているときに、ＳＯＣの取得タイミングとなった時点で一時的に電力を回生して二次電池１０を充電させ、略７０％近傍まで充電されたと推定されたとき（電流積算値から推定）にＯＣＶを取得すればよい。
【００５０】
もちろん、本実施形態においても、車両走行中に制御目標を一時的に変化させるため、このような変化が車両走行に影響を与えないようにすることが好適である。例えば、６０％から略７０％に変化させる場合には回生効率の低下が予想されるため、ナビゲーションシステムと組み合わせて比較的平坦な道路あるいは登り坂を走行あるいは走行予定であると判定された場合に一時的に制御目標を増大させて高精度にＳＯＣを検出する等である。
【００５１】
また、車両走行中のＳＯＣ検出は満充電状態が正確に検出されていることを前提とすることから、第１〜第３実施形態の方法で満充電状態を算出し、その後、第４実施形態の方法で二次電池１０のＳＯＣを検出することが好ましい。すなわち、第１〜第３実施形態と第４実施形態との組み合わせがより好適である。
【００５２】
また、第１〜第３実施形態では、満充電状態を算出しているが、同様の原理を利用して例えば９０％の充電状態を算出することも可能である。９０％の場合、Ｑ×９０／ΔＳＯＣにより算出することができ、ΔＳＯＣを第１〜第３実施形態と同様に算出すれば、本発明と同一の作用効果で高精度にその値を得ることができる。本発明の本質は、ＯＣＶを取得する際にＯＣＶの取得時におけるＯＣＶ変化分あるいはＳＯＣ変化分を大きくすること、あるいはＯＣＶの傾きを大きくすることにあるので、満充電状態を算出する本発明と、満充電状態を任意の充電状態に置換した発明は本質的に相違はなく、互いに均等であることも付言しておく。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば二次電池の満充電状態あるいは充電状態を高精度に算出することができ、これにより二次電池を正確に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の構成ブロック図である。
【図２】 ＳＯＣと端子電圧ＯＣＶとの関係を示すグラフ図である。
【図３】 第１実施形態の処理フローチャート（その１）である。
【図４】 第１実施形態の処理フローチャート（その２）である。
【図５】 第１実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【図６】 第２実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【図７】 第３実施形態の処理フローチャートである。
【図８】 第３実施形態のＳＯＣ時間変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 二次電池、１２ モータ、１４ 電流検出器、１６ 電圧検出器、１８制御部、２０ イグニッションスイッチ。
Claims (6)
- 車両用二次電池の充電状態を算出し、該充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、
前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記充電状態を算出する演算手段と、
前記電圧検出手段の検出タイミングで前記端子電圧変化が大となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする車両用二次電池制御装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、
前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、
前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することを特徴とする車両用二次電池制御装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、
前記制御手段は、第１トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から下方にシフトさせ、第２トリップにおいて前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方にシフトさせ、
前記演算手段は、前記第２トリップの開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することを特徴とする車両用二次電池制御装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記電圧検出手段は、イグニッションオンからイグニッションオフまでのトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧を検出し、
前記制御手段は、あるトリップ期間において前記二次電池の充電状態の制御目標値を所定値から上方あるいは下方にシフトさせ、
前記演算手段は、前記演算手段により制御目標値がシフトされたトリップ期間の開始時点と終了時点における端子電圧に基づき前記満充電状態を算出することを特徴とする車両用二次電池制御装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、
前記電圧検出手段は、端子電圧と充電状態との関係が、充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域における端子電圧を検出することを特徴とする車両用二次電池制御装置。 - 車両用二次電池の満充電状態を算出し、該満充電状態に基づき前記二次電池を制御する装置であって、
前記二次電池の放電あるいは充電前後の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電あるいは充電中の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流を積算して得られる積算容量、及び前記放電あるいは充電前後の端子電圧変化に基づき前記満充電状態を算出する演算手段と、
前記電圧検出手段の検出タイミングで充電状態の変化に対する端子電圧の変化が大きい領域となるように前記二次電池の充電状態を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする車両用二次電池制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001319205A JP3770137B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 車両用二次電池制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001319205A JP3770137B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 車両用二次電池制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003134678A JP2003134678A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3770137B2 true JP3770137B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=19136785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001319205A Expired - Fee Related JP3770137B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | 車両用二次電池制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3770137B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7317300B2 (en) | 2003-06-23 | 2008-01-08 | Denso Corporation | Automotive battery state monitor apparatus |
| JP4039323B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2008-01-30 | 株式会社デンソー | 車載バッテリの状態監視装置 |
| JP4874646B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2012-02-15 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 電池用制御装置、電動車両、及び二次電池の制御方法 |
| KR100805116B1 (ko) | 2006-09-08 | 2008-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법 |
| JP2008241358A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の満充電容量検出方法 |
| JP5393956B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2014-01-22 | 三洋電機株式会社 | 電池の満充電容量検出方法 |
| JP5638779B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2014-12-10 | 三洋電機株式会社 | 二次電池の特性検出方法および二次電池装置 |
| JP5732766B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2015-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置および制御方法 |
| DE102011081800A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Hilti Aktiengesellschaft | Diagnoseverfahren und Diagnosevorrichtung zum Bestimmen einer aktuellen Kapazität einer Batteriezelle einer Handwerkzeugmaschine |
| JP5772737B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2015-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | 全電池容量推定方法 |
| JP5812032B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2015-11-11 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム及び蓄電装置の満充電容量推定方法 |
| JP2016058373A (ja) * | 2014-09-05 | 2016-04-21 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム |
| JP6830318B2 (ja) * | 2016-01-15 | 2021-02-17 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子管理装置、蓄電素子モジュール、車両および蓄電素子管理方法 |
| JP6776904B2 (ja) | 2017-01-13 | 2020-10-28 | 株式会社デンソー | 電池パック及び電源システム |
-
2001
- 2001-10-17 JP JP2001319205A patent/JP3770137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003134678A (ja) | 2003-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9582468B2 (en) | Capacity estimating apparatus for secondary battery | |
| JP3736268B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
| US8643332B2 (en) | Battery system and method for detecting internal short circuit in battery system | |
| CN107817450B (zh) | 蓄电元件包及管理装置、soc推测方法、介质、面板*** | |
| JP4649101B2 (ja) | 二次電池の状態検知装置および状態検知方法 | |
| JP5029331B2 (ja) | 車両用電源装置 | |
| JP5732766B2 (ja) | 車両の制御装置および制御方法 | |
| JP3770137B2 (ja) | 車両用二次電池制御装置 | |
| EP1257033B1 (en) | Refresh charge control device and method | |
| WO2001018938A1 (fr) | Appareil pour la mesure de la capacite d'une batterie et pour le calcul de la capacite restante | |
| JP2001069608A (ja) | ハイブリッド車両のバッテリ制御装置 | |
| WO2008153174A1 (ja) | 電気システムの制御装置および制御方法 | |
| JP4055565B2 (ja) | 蓄電池の制御方法 | |
| JP4043977B2 (ja) | 二次電池の内部抵抗検出装置および内部抵抗検出方法 | |
| JP2005261034A (ja) | 蓄電機構の制御装置 | |
| JP2008179284A (ja) | 二次電池の劣化判定装置 | |
| JP4145448B2 (ja) | 蓄電装置の残容量検出装置 | |
| US11180051B2 (en) | Display apparatus and vehicle including the same | |
| JP7207007B2 (ja) | 車両の制御装置 | |
| JP5609807B2 (ja) | バッテリ装置のヒステリシス低減システム | |
| JP2001186682A (ja) | 電池の放電制御方法 | |
| JP2000217206A (ja) | 電気自動車の充電制御装置 | |
| JP2000221249A (ja) | バッテリ充電状態検出装置 | |
| JP3628912B2 (ja) | バッテリ充電状態検出装置 | |
| JP5772615B2 (ja) | 蓄電システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051117 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051117 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060117 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3770137 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100217 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120217 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120217 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140217 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |