JP4258995B2

JP4258995B2 - Battery capacity control device and battery capacity control method

Info

Publication number: JP4258995B2
Application number: JP2001132810A
Authority: JP
Inventors: 吉則岡崎; 英則横山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP2002330552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法に係り、特に、電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開２０００−２１７２０６号公報に開示される如く、車載バッテリの充放電を制御する装置が知られている。この装置は、通常はバッテリを満充電状態に充電する一方、車両により比較的大きな電力の回生が行われると予想される場合はバッテリを満充電に達しない９０％程度の目標容量に制御する。このため、上記従来の装置によれば、比較的大きな電力の回生が行われる際にはバッテリにその回生電力を蓄える余力が残存するため、車両による回生電力を有効にバッテリに回収することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の装置においては、バッテリの容量を目標容量に制御する手法として、バッテリの現時点での容量と目標容量とを大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリの容量が目標容量に一致するようにバッテリを充電または放電させている。しかしながら、かかる手法では、バッテリの容量を目標容量に制御するうえでバッテリの容量を常に正確に検知する必要があるが、バッテリが充放電を繰り返す過程でその容量を正確に検知することは困難である。このため、上記従来の装置では、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができないおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、バッテリの容量を所望の目標容量に正確に維持させることが可能なバッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出手段と、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正手段により設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御装置により達成される。
【０００６】
また、上記の目的は、所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方法であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出ステップと、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正ステップにおいて設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御ステップと、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御方法により達成される。
【０００７】
これらの態様の発明において、バッテリは、実際の容量と目標容量との差が小さい場合は、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて充放電が行われることにより目標容量に制御される。一般に、バッテリにおいては、バッテリ開放電圧と容量との間に相関関係がある。従って、バッテリの容量は、目標バッテリ開放電圧にて充放電が繰り返されることにより目標容量に近接していく。このため、本発明によれば、バッテリの容量を所望の目標容量に正確に維持させることができる。
尚、バッテリの実際の容量と目標容量とが大きく離間している状況下において、その目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧と一致した電圧にてバッテリの充放電が行われるものとすると、バッテリの容量をその目標容量に制御するのに多くの時間を要するおそれがある。
これに対して、本発明において、バッテリは、実際の容量と目標容量との差が大きい場合は、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から増減した新たな目標バッテリ開放電圧にて充放電が行われることにより目標容量に制御される。具体的には、実際の容量が目標容量よりも大きいときは、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧として、一方、実際の容量が目標容量よりも小さいときは、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧として、充放電が行われることにより目標容量に制御される。このため、本発明によれば、比較的短時間でバッテリの容量を目標容量に到達させることが可能となる。
【０００８】
この場合、上記したバッテリ容量制御装置において、前記目標開放電圧補正手段は、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することとしてもよい。
また、上記したバッテリ容量制御方法において、前記目標開放電圧補正ステップは、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することとしてもよい。
【０００９】
尚、バッテリ容量とバッテリ開放電圧との関係は、バッテリの温度に応じて変化する。
【００１０】
従って、上記したバッテリ容量制御装置において、前記目標開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じて目標容量とバッテリ開放電圧との関係が変化する前記マップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出することとすれば、バッテリの容量をより正確に目標容量に制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるバッテリ容量制御装置を備える車両システムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両用電源として機能するバッテリ１０を備えている。バッテリ１０は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば３６Ｖ程度の出力電圧を有するニッケル水素バッテリである。
【００１４】
バッテリ１０には、インバータ１２を介してモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１４が接続されている。インバータ１２は、モータ用パワートランジスタを内蔵しており、そのモータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてバッテリ１０の直流電力をＭ／Ｇ１４の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１４は、モータ用パワートランジスタがオン状態にある場合に、バッテリ１０から電力が供給されることによりバッテリ１０を電源にして駆動し、所定のトルクを発生する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１２のモータ用パワートランジスタがオン状態にある場合に、Ｍ／Ｇ１４に対して電力を供給する。
【００１５】
また、Ｍ／Ｇ１４は、通常のオルタネータと同様にエンジンによる回転駆動により発電機として機能すると共に、車両の回生制動時には車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機として機能する。インバータ１２は、また、ジェネレータ用パワートランジスタを内蔵しており、そのジェネレータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてＭ／Ｇ１４で生じた交流電力をバッテリ１０の直流電力に変換する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１２のジェネレータ用パワートランジスタがオン状態にある状況下において、エンジンの回転駆動あるいは車両の回生制動によりＭ／Ｇ１４が発電することにより電力の供給を受け、充電される。
【００１６】
インバータ１２には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１６が接続されている。ＥＣＵ１６は、バッテリ１０からＭ／Ｇ１４への電力供給が必要であると判断する場合、バッテリ１０が放電するようにインバータ１２のモータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給する。また、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０への電力供給が必要であると判断する場合、バッテリ１０が充電されるようにジェネレータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給する。
【００１７】
ＥＣＵ１６には、バッテリ１０の正負端子間に配設された電圧センサ２０が接続されている。電圧センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧（以下、バッテリ電圧Ｖと称す）に応じた信号を出力する。電圧センサ２０の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６は、電圧センサ２０の出力信号に基づいてバッテリ１０のバッテリ電圧Ｖを検出する。
【００１８】
ＥＣＵ１６には、また、バッテリ１０とインバータ１２との間に配設された電流センサ２２が接続されている。電流センサ２２は、バッテリ１０とインバータ１２との間を流通する電流（以下、バッテリ電流Ｉと称す）に応じた信号を出力する。電流センサ２２の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６は、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ１０を流通するバッテリ電流Ｉを検出する。
【００１９】
ＥＣＵ１６には、更に、バッテリ１０に内蔵された温度センサ２４が接続されている。温度センサ２４は、バッテリ１０の内部温度（以下、バッテリ温度Ｔと称す）に応じた信号を出力する。温度センサ２４の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６は、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ１０のバッテリ温度Ｔを検出する。
【００２０】
本実施例において、ＥＣＵ１６は、まず、Ｍ／Ｇ１４の無負荷時において、バッテリ１０の開放電圧Ｖからその充電状態（State Of Charge；以下、バッテリ容量ＳＯＣと称す）を検出する。そして、Ｍ／Ｇ１４の駆動が開始された後は、その開放電圧Ｖによるバッテリ容量ＳＯＣを基準にして、バッテリ電流Ｉの積算量からバッテリ容量ＳＯＣの加減演算を行う。
【００２１】
ところで、バッテリ１０の容量ＳＯＣが目標容量として常に満充電状態である１００％に制御されるものとすると、車両が制動した際にその制動エネルギを回生エネルギとしてバッテリ１０に回収できない可能性が高くなる。バッテリ１０が制動エネルギを回生エネルギとして回収できない場合には、その制動エネルギを熱エネルギとして機械的に消費せざるを得ないため、エネルギ効率が悪化してしまう。従って、バッテリ１０の目標容量が常に１００％であることは適切でなく、制動時に車両の制動エネルギの大部分を回生エネルギとして回収できる程度に充放電のバランスを考慮して、バッテリ１０の目標容量を設定することが適切となる。以下、設定された目標容量を「ＳＯＣ０」と称す。
【００２２】
ここで、設定された目標容量ＳＯＣ０にバッテリ１０の容量ＳＯＣを制御する手法としては、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とを大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に一致するようにインバータ１２をオン・オフ制御し、バッテリ１０の充放電を行うことが考えられる。しかしながら、かかる手法では、ＥＣＵ１６はバッテリ容量ＳＯＣを常に正確に検知する必要があるが、バッテリ１０が充放電を繰り返す過程でバッテリ容量ＳＯＣを正確に検知することは困難であるため、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが所望の目標容量ＳＯＣ０からずれて維持されてしまうおそれがある。すなわち、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣを正確に所望の目標容量ＳＯＣ０に維持させることができない可能性がある。従って、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣを目標容量ＳＯＣ０に制御するうえでは、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とを比較する手法は適切でない。
【００２３】
図２は、本実施例のシステムにおいてＥＣＵ１６がバッテリ１０の容量を目標容量ＳＯＣ０に制御するうえで用いられるマップを示す。尚、図２においては、バッテリ温度Ｔが低い場合（例えば−２５℃）を一点鎖線で、バッテリ温度Ｔが高い場合（例えば＋６０℃）を破線で、また、バッテリ温度Ｔが中程度にある場合（例えば＋２０℃）を実線で、それぞれ示している。
【００２４】
一般に、バッテリ１０の実際の容量は、バッテリ開放電圧と相関関係にある。そこで、本実施例のシステムは、バッテリ１０の容量ＳＯＣを目標容量ＳＯＣ０に制御する際、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣを用いる構成ではなく、目標容量ＳＯＣ０に対応するバッテリ開放電圧（以下、目標バッテリ電圧Ｖ０と称す）にてバッテリ１０を充放電させる構成としている。すなわち、本実施例において、ＥＣＵ１６は、図２に示す如き目標容量ＳＯＣ０と目標バッテリ電圧Ｖ０との関係を示したマップを予め記憶しておき、設定された目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。そして、その算出された目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動する。
【００２５】
尚、目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との相関関係は、バッテリ温度Ｔに応じて異なるものとなる。そこで、ＥＣＵ１６は、図２に示す如く、バッテリ温度Ｔに応じて目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との関係が変化するマップ、すなわち、バッテリ温度Ｔごとに設定された目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との関係を示すマップを記憶しておき、目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて図２に示す如きマップを参照することにより対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。この際、目標容量ＳＯＣ０又はバッテリ温度Ｔが図２に示した値の間の値となる場合は、直線補間により対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。そして、ＥＣＵ１６は、その算出された目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動する。
【００２６】
図３は、本実施例においてインバータ１２が目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比で駆動された場合のバッテリ１０の実際の容量ＳＯＣの時間変化を示す。尚、図３においては、目標容量ＳＯＣ０を例えば７５％として破線で示し、また、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に比して大きい状況下（ＳＯＣ＝８０％）でインバータ１２のデューティ駆動が行われた場合を実線で、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に比して小さい状況下（ＳＯＣ＝７０％）でインバータ１２のデューティ駆動が行われた場合を一点鎖線で、それぞれ示している。
【００２７】
バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０からずれている状況下、上記の如くインバータ１２が、その目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比で駆動されると、バッテリ１０が、目標バッテリ電圧Ｖ０に対応したデューティ比で充電状態と充電中止状態とを繰り返す、或いは、放電状態と放電中止状態とを繰り返すこととなる。この場合には、インバータ１２のデューティ駆動が開始された後、バッテリ１０の電圧Ｖが目標容量ＳＯＣ０に対応した目標バッテリ電圧Ｖ０に向けて変化する、すなわち、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが図３に示す如く目標容量ＳＯＣ０に向けて変化することとなる。従って、本実施例の手法によれば、バッテリ１０の容量ＳＯＣを所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることが可能となる。
【００２８】
図４は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、所定時間毎に起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００２９】
ステップ１００では、車両の各種状態に基づいて目標容量ＳＯＣ０を設定する処理が実行される。本実施例において、目標容量ＳＯＣ０は、例えば基本的に７５％に設定され、エアコン等の作動によるＭ／Ｇ１４の負荷状態等に応じて変更される。また、ステップ１０２では、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ温度Ｔを読み込む処理が実行される。
【００３０】
ステップ１０４では、本ステップ１０４の処理時において検知されるバッテリ容量ＳＯＣと、上記ステップ１００で設定された目標容量ＳＯＣ０との差が所定値α以上であるか否かが判別される。尚、所定値αは、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０にてバッテリ１０を充放電した場合に、バッテリ容量ＳＯＣがその目標容量ＳＯＣ０に到達するのに長時間を要すると判断できる最小の容量値差である。
【００３１】
その結果、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立しない場合は、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に到達するのにあまり時間を必要としないと判断できる。従って、上記ステップ１０４において｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立しないと判別された場合は、次にステップ１０６の処理が実行される。一方、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立する場合は、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に到達するのに長時間を要すると判断できる。この場合には、かかる時間を短時間にすることが適切となる。従って、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立すると判別された場合は、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００３２】
ステップ１０６では、上記ステップ１００及び１０２で読み込まれた目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて、上記図２に示すマップを参照することにより、バッテリ１０の目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する処理が実行される。
【００３３】
ステップ１０８では、上記ステップ１００及び１０２で読み込まれた目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて、上記図２に示すマップを参照することにより、バッテリ１０の目標バッテリ電圧Ｖ０を算出し、そして、その目標バッテリ電圧Ｖ０に対して所定値βを加減算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とする処理が実行される。尚、所定値βを加算するか或いは減算するかは、バッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とのうち何れが大きいか否かで判断され、具体的には、所定値βは、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０より大きい場合には減算され、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０より小さい場合には加算される。ステップ１０６又は１０８の処理が終了すると、次にステップ１１０の処理が実行される。
【００３４】
ステップ１１０では、上記ステップ１０６又は１０８で算出された目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０を用いて検出された実際のバッテリ電圧Ｖとを比較し、バッテリ電圧Ｖが目標バッテリ電圧Ｖ０に近づくようにデューティ比を算出する処理が実行される。
【００３５】
尚、デューティ比は、制御開始時にはある任意の初期値（例えば最大発電状態に対応する値）に設定され、目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０により検出された実際のバッテリ電圧Ｖとの偏差に応じたデューティ比増減量だけ増減されることとしてもよい。この際、そのデューティ比増減量ではバッテリ電圧Ｖの変動量が大きくなると判断される場合には、目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０により検出された実際のバッテリ電圧Ｖとの偏差によらず、ある一定のデューティ比増減量を設定することで、デューティ比を徐変することが好ましい。
【００３６】
ステップ１１２では、上記ステップ１１０で算出されたデューティ比でインバータ１２を駆動する処理が実行される。本ステップ１１２の処理が実行されると、以後、インバータ１２のデューティ駆動に従ってバッテリ１０がＭ／Ｇ１４との間で充放電を行い、バッテリ１０の充放電制御が実行される。本ステップ１１２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３７】
上記図４に示すルーチンによれば、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出し、その目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動することができる。インバータ１２がかかるデューティ比で駆動されると、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に向けて変化することとなる。従って、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、バッテリ１０の容量を所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることができる。このため、本実施例においては、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０からずれて維持されることが回避されるため、バッテリ１０の充放電を効果的に行うことができ、エネルギ効率の向上を図ることが可能となっている。
【００３８】
尚、本実施例において、ＥＣＵ１６は、目標容量ＳＯＣ０と目標バッテリ電圧Ｖ０との関係がバッテリ温度Ｔに応じて変更されるマップを記憶しており、目標容量ＳＯＣ０とバッテリ温度Ｔに基づいて目標バッテリ電圧Ｖ０を設定する。従って、本実施例によれば、バッテリ温度Ｔが変動する場合にも、適正に目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することができ、これにより、バッテリ１０の容量を所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることが可能となっている。
【００３９】
また、上記図４に示すルーチンにおいては、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に対して所定値α以上大きい場合は、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０から所定値βだけ減算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とし、また、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に対して所定値α以上小さい場合は、目標バッテリ電圧Ｖ０から所定値βだけ加算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とすることができる。
【００４０】
かかる構成においては、加減算された電圧分だけインバータ１２のデューティ比が通常時よりも減少又は増加する。このため、バッテリ１０が充放電し易くなり、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に速やかに近づくこととなる。本実施例において、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に近づいた後は、インバータ１２のデューティ比は、通常どおり目標バッテリ電圧Ｖ０に対応したディーティ比に変更される。従って、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０から大きく離間している状況下でも、比較的短時間でバッテリ１０の容量を目標容量ＳＯＣ０に到達させることが可能となる。
【００４１】
また、本実施例において、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に向けて変化している過程で目標容量ＳＯＣ０が変更された場合、ＥＣＵ１６は、目標バッテリ電圧Ｖ０をその変更後の目標容量ＳＯＣ０に対応する値に変更し、インバータ１２のデューティ比をその変更後の目標バッテリ電圧Ｖ０が実現される値に変更する。このため、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、目標容量ＳＯＣ０が変更された場合にも、比較的容易にバッテリ１０の容量をその変更後の目標容量ＳＯＣ０に制御することが可能となっている。
【００４２】
尚、上記の実施例においては、Ｍ／Ｇ１４が特許請求の範囲に記載された「所定の電気負荷」に、バッテリ１０が特許請求の範囲に記載された「バッテリ」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１６が、図４に示すルーチン中のステップ１０６〜１１２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「容量制御手段」が、図２に示すマップを用いてバッテリ１０の目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することにより特許請求の範囲に記載された「目標開放電圧算出手段」が、それぞれ実現されている。
【００４３】
ところで、上記の実施例においては、バッテリ温度Ｔをバッテリ１０に内蔵された温度センサ２４を用いて検出することとしているが、バッテリ１０の周囲に配設された温度センサを用いることとしてもよい。また、上記の実施例においては、バッテリ１０としてニッケル水素バッテリを用いたシステムに適用しているが、ニッケル水素バッテリに代えて鉛バッテリ等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可能である。
【００４４】
また、上記の実施例においては、目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することとし、その際、これらのパラメータが図２に示した値の間の値となる場合は直線補間を行うこととしているが、直線補間に限らず他の手法を用いて補間することとしてもよい。更に、上記の実施例においては、目標容量ＳＯＣ０と共にバッテリ温度Ｔに基づいて、対応するバッテリ電圧Ｖを算出することとしているが、バッテリ１０の例えば内部抵抗から把握される劣化状態等を考慮して、対応するバッテリ電圧Ｖを算出することとしてもよい。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができると共に、バッテリの容量と目標容量とが大きく離間している場合にも比較的短時間でバッテリの容量を所望の目標容量に到達させることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、バッテリ温度が変動する場合にも、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバッテリ容量制御装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】本実施例のシステムにおいてバッテリの容量を目標容量に制御する際に用いられるマップを示す図である。
【図３】本実施例におけるバッテリ容量の時間変化を示す図である。
【図４】本実施例において、バッテリ容量を目標容量に制御すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０バッテリ
１２インバータ
１４モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
１６電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２０電圧センサ
２２電流センサ
２４温度センサ
ＳＯＣバッテリ容量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery capacity control apparatus and a battery capacity control method, and more particularly, to a battery capacity control apparatus and a battery capacity control method for controlling a capacity of a battery that performs charge / discharge with an electric load to a target capacity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-217206, an apparatus for controlling charging / discharging of an in-vehicle battery is known. This device normally charges the battery to a fully charged state, but controls the battery to a target capacity of about 90% that does not reach full charge when a relatively large amount of power is expected to be regenerated by the vehicle. For this reason, according to the above-described conventional apparatus, when a relatively large amount of power is regenerated, the battery has a remaining capacity for storing the regenerated power, so that the regenerative power from the vehicle can be effectively collected in the battery. It becomes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above conventional apparatus, as a method for controlling the battery capacity to the target capacity, the current capacity of the battery and the target capacity are compared in size, and the battery capacity matches the target capacity based on the comparison result. To charge or discharge the battery. However, with such a method, it is necessary to always detect the battery capacity accurately in order to control the battery capacity to the target capacity, but it is difficult to accurately detect the battery capacity in the process of repeated charge and discharge. is there. For this reason, in the said conventional apparatus, there existed a possibility that the capacity | capacitance of a battery could not be maintained at a desired target capacity correctly.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a battery capacity control device and a battery capacity control method capable of accurately maintaining the battery capacity at a desired target capacity. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by a battery capacity control device for controlling the target capacity battery capacity for performing charging and discharging between the Jo Tokoro electric load,
A target open circuit voltage calculating means for calculating a target battery open voltage corresponding to the target capacity of the battery using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open voltage;
Capacity discriminating means for discriminating whether or not the difference between the actual capacity of the battery and the target capacity is a predetermined value or more;
When it is determined by the capacity determination means that the difference is greater than or equal to a predetermined value, when the actual capacity of the battery is greater than the target capacity, the target corresponding to the target capacity calculated by the target open circuit voltage calculation means A voltage lower than the battery open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, it corresponds to the target capacity calculated by the target open voltage calculation means Target open circuit voltage correction means for setting a voltage higher than the target battery open circuit voltage as a new target battery open circuit voltage; and
When the capacity determining means determines that the difference is less than a predetermined value, the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated by the target open voltage calculating means, while the capacity determining means determines the difference. There at the new target battery open voltage set by the target opening voltage correction means when it is determined that a predetermined value or more, by charging and discharging of the battery, the goal volume capacity of the battery Capacity control means to control ;
It is achieved by a battery capacity control device comprising:
[0006]
Further, the above object is achieved, the capacity of the battery to perform charging and discharging between the Jo Tokoro electrical load a battery capacity control method of controlling the target volume,
A target open circuit voltage calculating step for calculating a target battery open voltage corresponding to the target capacity of the battery using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open voltage;
A capacity determining step of determining whether or not a difference between the actual capacity of the battery and the target capacity is a predetermined value or more;
When it is determined in the capacity determination step that the difference is greater than or equal to a predetermined value, when the actual capacity of the battery is larger than the target capacity, the target corresponding to the target capacity calculated in the target open circuit voltage calculation step A voltage lower than the battery open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, it corresponds to the target capacity calculated in the target open voltage calculation step. A target open voltage correction step for setting a voltage higher than the target battery open voltage as a new target battery open voltage;
If it is determined in the capacity determination step that the difference is less than a predetermined value, the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated in the target open voltage calculation step, while the difference in the capacity determination step There at the new target battery open voltage set in the target open-circuit voltage correction step when it is determined that a predetermined value or more, by charging and discharging of the battery, the goal volume capacity of the battery A capacity control step to control;
It is achieved by the battery capacity control method characterized by comprising a.
[0007]
In the inventions of these aspects , when the difference between the actual capacity and the target capacity is small , the battery is controlled to the target capacity by charging / discharging at the target battery open voltage corresponding to the target capacity. Generally, in a battery, there is a correlation between the battery open voltage and the capacity. Therefore, the capacity of the battery approaches the target capacity by being repeatedly charged and discharged at the target battery open voltage. For this reason, according to the present invention, the capacity of the battery can be accurately maintained at a desired target capacity.
If the battery is charged and discharged at a voltage that matches the target battery open voltage corresponding to the target capacity in a situation where the actual capacity of the battery and the target capacity are far apart, It may take a long time to control the capacity to the target capacity.
On the other hand, in the present invention, when the difference between the actual capacity and the target capacity is large, the battery is charged / discharged with a new target battery open voltage increased or decreased from the target battery open voltage corresponding to the target capacity. Is controlled to the target capacity. Specifically, when the actual capacity is larger than the target capacity, a voltage lower than the target battery open voltage corresponding to the target capacity is set as a new target battery open voltage, while the actual capacity is smaller than the target capacity. When the charging / discharging is performed using a voltage higher than the target battery open voltage corresponding to the target capacity as a new target battery open voltage, the target capacity is controlled. For this reason, according to the present invention, the capacity of the battery can reach the target capacity in a relatively short time.
[0008]
In this case, in the battery capacity control device described above , the target open circuit voltage correction unit is configured such that the target capacity corresponding to the target capacity calculated by the target open circuit voltage calculation unit when the actual capacity of the battery is larger than the target capacity. A value obtained by subtracting a predetermined voltage from the battery open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, the target capacity calculated by the target open voltage calculating means A value obtained by adding a predetermined voltage from the target battery open voltage corresponding to is set as a new target battery open voltage.
Further, in the battery capacity control method described above, the target open circuit voltage correction step includes a target battery corresponding to the target capacity calculated in the target open circuit voltage calculation step when the actual capacity of the battery is larger than the target capacity. A value obtained by subtracting a predetermined voltage from the open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, the target capacity calculated in the target open voltage calculation step is set. A value obtained by adding a predetermined voltage from the corresponding target battery open voltage may be set as a new target battery open voltage .
[0009]
Note that the relationship between the battery capacity and the battery open voltage varies depending on the temperature of the battery.
[0010]
Accordingly, in the battery capacity control device described above, the target open-circuit voltage calculation means, the target by using the map relationship changes between the target volume and the battery open voltage according to battery temperature, corresponding to the target capacity of the battery If the battery open voltage is calculated, the capacity of the battery can be controlled to the target capacity more accurately.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle system including a battery capacity control apparatus according to an embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a battery 10 that functions as a vehicle power source. The battery 10 is composed of a plurality of battery cells connected in series, and is, for example, a nickel metal hydride battery having an output voltage of about 36V.
[0014]
A motor / generator (hereinafter referred to as M / G) 14 is connected to the battery 10 via an inverter 12. The inverter 12 incorporates a motor power transistor, and converts the DC power of the battery 10 into AC power of the M / G 14 in accordance with the switching operation of the motor power transistor. When the motor power transistor is in the ON state, the M / G 14 is driven with the battery 10 as a power source by being supplied with power from the battery 10, and generates a predetermined torque. That is, the battery 10 supplies power to the M / G 14 when the motor power transistor of the inverter 12 is in the on state.
[0015]
In addition, the M / G 14 functions as a generator by rotational driving by an engine as in a normal alternator, and also functions as a generator that converts kinetic energy of the vehicle into electric energy during regenerative braking of the vehicle. The inverter 12 also has a built-in generator power transistor, and converts the AC power generated in the M / G 14 into the DC power of the battery 10 in accordance with the switching operation of the generator power transistor. That is, the battery 10 is charged by being supplied with electric power by the M / G 14 generating electric power by rotational driving of the engine or regenerative braking of the vehicle in a state where the generator power transistor of the inverter 12 is on.
[0016]
Connected to the inverter 12 is an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 16 constituted by a microcomputer. When the ECU 16 determines that power supply from the battery 10 to the M / G 14 is necessary, the ECU 16 supplies a command signal to the motor power transistor of the inverter 12 so that the battery 10 is discharged. When it is determined that power supply from the M / G 14 to the battery 10 is necessary, a command signal is supplied to the generator power transistor so that the battery 10 is charged.
[0017]
A voltage sensor 20 disposed between the positive and negative terminals of the battery 10 is connected to the ECU 16. The voltage sensor 20 outputs a signal corresponding to a voltage between terminals of the battery 10 (hereinafter referred to as a battery voltage V). The output signal of the voltage sensor 20 is supplied to the ECU 16. The ECU 16 detects the battery voltage V of the battery 10 based on the output signal of the voltage sensor 20.
[0018]
Further, a current sensor 22 disposed between the battery 10 and the inverter 12 is connected to the ECU 16. Current sensor 22 outputs a signal corresponding to a current flowing between battery 10 and inverter 12 (hereinafter referred to as battery current I). The output signal of the current sensor 22 is supplied to the ECU 16. The ECU 16 detects the battery current I flowing through the battery 10 based on the output signal of the current sensor 22.
[0019]
Further, a temperature sensor 24 built in the battery 10 is connected to the ECU 16. The temperature sensor 24 outputs a signal corresponding to the internal temperature of the battery 10 (hereinafter referred to as battery temperature T). An output signal of the temperature sensor 24 is supplied to the ECU 16. The ECU 16 detects the battery temperature T of the battery 10 based on the output signal of the temperature sensor 24.
[0020]
In this embodiment, the ECU 16 first detects the state of charge (hereinafter referred to as battery capacity SOC) from the open voltage V of the battery 10 when the M / G 14 is not loaded. Then, after driving of M / G 14 is started, the battery capacity SOC is added or subtracted from the integrated amount of the battery current I with reference to the battery capacity SOC by the open circuit voltage V.
[0021]
By the way, if the capacity SOC of the battery 10 is always controlled to 100%, which is a fully charged state, as the target capacity, there is a high possibility that the braking energy cannot be recovered by the battery 10 as regenerative energy when the vehicle is braked. . If the battery 10 cannot recover the braking energy as regenerative energy, the braking energy must be mechanically consumed as thermal energy, so that energy efficiency is deteriorated. Accordingly, it is not appropriate that the target capacity of the battery 10 is always 100%, and the target capacity of the battery 10 is considered in consideration of a balance between charge and discharge to such an extent that most of the braking energy of the vehicle can be recovered as regenerative energy during braking. It is appropriate to set Hereinafter, the set target capacity is referred to as “SOC0”.
[0022]
Here, as a method of controlling the capacity SOC of the battery 10 to the set target capacity SOC0, the battery capacity SOC detected by the ECU 16 is compared with the target capacity SOC0, and the battery capacity SOC is determined based on the comparison result. It is conceivable to charge / discharge the battery 10 by controlling the on / off of the inverter 12 so as to match the capacity SOC0. However, in this method, the ECU 16 always needs to accurately detect the battery capacity SOC, but it is difficult to accurately detect the battery capacity SOC in the process in which the battery 10 repeats charging and discharging. There is a risk that the capacity SOC of the target will be shifted from the desired target capacity SOC0 and maintained. That is, there is a possibility that the actual capacity SOC of the battery 10 cannot be accurately maintained at the desired target capacity SOC0. Therefore, in order to control the actual capacity SOC of the battery 10 to the target capacity SOC0, a method of comparing the battery capacity SOC detected by the ECU 16 with the target capacity SOC0 is not appropriate.
[0023]
FIG. 2 shows a map used when the ECU 16 controls the capacity of the battery 10 to the target capacity SOC0 in the system of the present embodiment. In FIG. 2, when the battery temperature T is low (for example, −25 ° C.), it is indicated by a dashed line, when the battery temperature T is high (for example, + 60 ° C.) by a broken line, and when the battery temperature T is medium. (For example, + 20 ° C.) is indicated by a solid line.
[0024]
In general, the actual capacity of the battery 10 is correlated with the battery open voltage. Therefore, the system of the present embodiment is not configured to use the battery capacity SOC detected by the ECU 16 when controlling the capacity SOC of the battery 10 to the target capacity SOC0, but to a battery open voltage (hereinafter referred to as target battery) corresponding to the target capacity SOC0. The battery 10 is charged and discharged at a voltage V0). That is, in this embodiment, the ECU 16 stores in advance a map showing the relationship between the target capacity SOC0 and the target battery voltage V0 as shown in FIG. 2, and the target battery voltage V0 corresponding to the set target capacity SOC0. Is calculated. Then, inverter 12 is driven at a duty ratio that realizes the calculated target battery voltage V0.
[0025]
The correlation between the target battery voltage V0 and the target capacity SOC0 varies depending on the battery temperature T. Therefore, as shown in FIG. 2, the ECU 16 changes the relationship between the target battery voltage V0 and the target capacity SOC0 according to the battery temperature T, that is, the target battery voltage V0 and the target capacity set for each battery temperature T. A map showing the relationship with the SOC0 is stored, and the corresponding target battery voltage V0 is calculated by referring to the map as shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T. At this time, if the target capacity SOC0 or the battery temperature T is a value between the values shown in FIG. 2, the corresponding target battery voltage V0 is calculated by linear interpolation. Then, ECU 16 drives inverter 12 at a duty ratio that realizes the calculated target battery voltage V0.
[0026]
FIG. 3 shows the change over time of the actual capacity SOC of the battery 10 when the inverter 12 is driven at a duty ratio that achieves the target battery voltage V0 in this embodiment. In FIG. 3, the target capacity SOC0 is set to 75%, for example, by a broken line, and the duty of the inverter 12 is set under a situation where the actual capacity SOC of the battery 10 is larger than the target capacity SOC0 (SOC = 80%). The case where the drive is performed is indicated by a solid line, and the case where the duty drive of the inverter 12 is performed under a situation where the actual capacity SOC of the battery 10 is smaller than the target capacity SOC0 (SOC = 70%) is indicated by a one-dot chain line, Each is shown.
[0027]
When the actual capacity SOC of the battery 10 is deviated from the target capacity SOC0, when the inverter 12 is driven at a duty ratio that realizes the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 as described above, the battery 10 However, the charge state and the charge stop state are repeated at the duty ratio corresponding to the target battery voltage V0, or the discharge state and the discharge stop state are repeated. In this case, after the duty drive of the inverter 12 is started, the voltage V of the battery 10 changes toward the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0, that is, the actual capacity SOC of the battery 10 is as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the value changes toward the target capacity SOC0. Therefore, according to the method of the present embodiment, the capacity SOC of the battery 10 can be accurately maintained at the desired target capacity SOC0.
[0028]
FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU 16 in this embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 4 is a routine started every predetermined time. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 100 is executed.
[0029]
In step 100, processing for setting the target capacity SOC0 based on various states of the vehicle is executed. In the present embodiment, the target capacity SOC0 is basically set to 75%, for example, and is changed according to the load state of the M / G 14 due to the operation of an air conditioner or the like. In step 102, a process for reading the battery temperature T based on the output signal of the temperature sensor 24 is executed.
[0030]
In step 104, it is determined whether or not the difference between the battery capacity SOC detected during the process of step 104 and the target capacity SOC0 set in step 100 is equal to or greater than a predetermined value α. The predetermined value α is the minimum value that can be determined that it takes a long time for the battery capacity SOC to reach the target capacity SOC0 when the battery 10 is charged / discharged at the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0. It is a capacitance value difference.
[0031]
As a result, when | SOC−SOC0 | ≧ α is not established, it can be determined that it does not require much time for the battery capacity SOC to reach the target capacity SOC0. Therefore, if it is determined in step 104 that | SOC-SOC0 | ≧ α is not established, the process of step 106 is performed next. On the other hand, when | SOC−SOC0 | ≧ α is established, it can be determined that it takes a long time for the battery capacity SOC to reach the target capacity SOC0. In this case, it is appropriate to shorten the time. Therefore, if it is determined that | SOC−SOC0 | ≧ α, the process of step 108 is executed next.
[0032]
In step 106, a process for calculating the target battery voltage V0 of the battery 10 is executed by referring to the map shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T read in the steps 100 and 102. The
[0033]
In step 108, the target battery voltage V0 of the battery 10 is calculated by referring to the map shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T read in the steps 100 and 102, and A process of setting a value obtained by adding / subtracting the predetermined value β to / from the target battery voltage V0 as a new target battery voltage V0 is executed. Whether or not the predetermined value β is added or subtracted is determined depending on whether the battery capacity SOC or the target capacity SOC0 is larger. Specifically, the predetermined value β is determined by whether the battery capacity SOC is the target. When the capacity is larger than the SOC0, subtraction is performed, and when the battery capacity SOC is smaller than the target capacity SOC0, the capacity is added. When the process of step 106 or 108 is completed, the process of step 110 is executed next.
[0034]
In step 110, the target battery voltage V0 calculated in step 106 or 108 is compared with the actual battery voltage V detected using the voltage sensor 20, and the duty is set so that the battery voltage V approaches the target battery voltage V0. A process for calculating the ratio is executed.
[0035]
The duty ratio is set to an arbitrary initial value (for example, a value corresponding to the maximum power generation state) at the start of control, and depends on the deviation between the target battery voltage V0 and the actual battery voltage V detected by the voltage sensor 20. It may be increased / decreased by the duty ratio increase / decrease amount. At this time, if it is determined that the fluctuation amount of the battery voltage V becomes large with the duty ratio increase / decrease amount, there is a difference between the target battery voltage V0 and the actual battery voltage V detected by the voltage sensor 20. It is preferable to gradually change the duty ratio by setting a constant duty ratio increase / decrease amount.
[0036]
In step 112, a process for driving the inverter 12 with the duty ratio calculated in step 110 is executed. When the process of step 112 is executed, the battery 10 is charged / discharged with the M / G 14 according to the duty drive of the inverter 12 and the charge / discharge control of the battery 10 is executed. When the processing of step 112 is finished, the current routine is finished.
[0037]
According to the routine shown in FIG. 4, the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 can be calculated, and the inverter 12 can be driven with a duty ratio that realizes the target battery voltage V0. When the inverter 12 is driven at such a duty ratio, the actual capacity SOC of the battery 10 changes toward the target capacity SOC0. Therefore, according to the battery capacity control apparatus of the present embodiment, the capacity of the battery 10 can be accurately maintained at the desired target capacity SOC0. For this reason, in the present embodiment, it is avoided that the capacity of the battery 10 is deviated from the target capacity SOC0, so that the battery 10 can be charged and discharged effectively, and energy efficiency is improved. It is possible.
[0038]
In this embodiment, the ECU 16 stores a map in which the relationship between the target capacity SOC0 and the target battery voltage V0 is changed according to the battery temperature T, and the target battery is based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T. Set the voltage V0. Therefore, according to the present embodiment, even when the battery temperature T fluctuates, the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 can be calculated appropriately, whereby the capacity of the battery 10 is set to a desired target capacity. It is possible to accurately maintain the SOC0.
[0039]
In the routine shown in FIG. 4, when the battery capacity SOC is larger than the target capacity SOC0 by a predetermined value α or more, a value obtained by subtracting a predetermined value β from the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 is newly set. When the target battery voltage V0 is set and the battery capacity SOC is smaller than the target capacity SOC0 by a predetermined value α or more, a value obtained by adding the predetermined value β from the target battery voltage V0 can be set as the new target battery voltage V0. .
[0040]
In such a configuration, the duty ratio of the inverter 12 is decreased or increased from the normal time by the added / subtracted voltage. For this reason, the battery 10 is easily charged and discharged, and the capacity of the battery 10 quickly approaches the target capacity SOC0. In this embodiment, after the capacity of the battery 10 approaches the target capacity SOC0, the duty ratio of the inverter 12 is changed to a duty ratio corresponding to the target battery voltage V0 as usual. Therefore, according to the battery capacity control device of the present embodiment, the capacity of the battery 10 can reach the target capacity SOC0 in a relatively short time even in a situation where the battery capacity SOC is greatly separated from the target capacity SOC0. It becomes.
[0041]
Further, in the present embodiment, when the target capacity SOC0 is changed while the capacity of the battery 10 is changing toward the target capacity SOC0, the ECU 16 corresponds the target battery voltage V0 to the target capacity SOC0 after the change. The duty ratio of the inverter 12 is changed to a value that realizes the changed target battery voltage V0. Therefore, according to the battery capacity control apparatus of the present embodiment, even when the target capacity SOC0 is changed, the capacity of the battery 10 can be controlled to the target capacity SOC0 after the change relatively easily. ing.
[0042]
In the above embodiment, the M / G 14 corresponds to the “predetermined electric load” recited in the claims, and the battery 10 corresponds to the “battery” recited in the claims. At the same time, the ECU 16 executes the processing of steps 106 to 112 in the routine shown in FIG. 4, so that the “capacity control means” described in the scope of claims is the target of the battery 10 using the map shown in FIG. 2. By calculating the target battery voltage V0 corresponding to the capacity SOC0, the “target open voltage calculation means” described in the claims is realized.
[0043]
In the above embodiment, the battery temperature T is detected by using the temperature sensor 24 built in the battery 10, but a temperature sensor disposed around the battery 10 may be used. In the above embodiment, the battery 10 is applied to a system using a nickel metal hydride battery. However, the battery 10 may be applied to a system using another storage battery such as a lead battery instead of the nickel metal hydride battery. is there.
[0044]
Further, in the above embodiment, the target battery voltage V0 is calculated based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T, and when these parameters are values between the values shown in FIG. Although linear interpolation is performed, the interpolation is not limited to linear interpolation, and may be performed using another method. Further, in the above embodiment, the corresponding battery voltage V is calculated based on the battery temperature T together with the target capacity SOC0. However, in consideration of, for example, a deterioration state grasped from the internal resistance of the battery 10 or the like. The corresponding battery voltage V may be calculated.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the capacity of the battery can be accurately maintained at a desired target capacity, and the battery capacity can be shortened in a relatively short time even when the battery capacity and the target capacity are greatly separated. Can reach the desired target capacity .
[0045]
According to the invention of claim 3, even when the battery temperature fluctuates, the capacity of the battery can be accurately maintained at a desired target capacity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a battery capacity control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a map used when the battery capacity is controlled to a target capacity in the system of the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a change in battery capacity over time in the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of an example of a control routine executed to control the battery capacity to a target capacity in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Battery 12 Inverter 14 Motor generator (M / G)
16 Electronic control unit (ECU)
20 Voltage sensor 22 Current sensor 24 Temperature sensor SOC Battery capacity

Claims

所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出手段と、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正手段により設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御装置。A battery capacity control device that controls the capacity of a battery that charges and discharges with a predetermined electrical load to a target capacity,
A target open circuit voltage calculating means for calculating a target battery open voltage corresponding to the target capacity of the battery using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open voltage;
Capacity discriminating means for discriminating whether or not the difference between the actual capacity of the battery and the target capacity is a predetermined value or more;
When it is determined by the capacity determination means that the difference is greater than or equal to a predetermined value, when the actual capacity of the battery is greater than the target capacity, the target corresponding to the target capacity calculated by the target open circuit voltage calculation means A voltage lower than the battery open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, it corresponds to the target capacity calculated by the target open voltage calculation means Target open circuit voltage correction means for setting a voltage higher than the target battery open circuit voltage as a new target battery open circuit voltage; and
When the capacity determining means determines that the difference is less than a predetermined value, the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated by the target open voltage calculating means, while the capacity determining means determines the difference. There at the new target battery open voltage set by the target opening voltage correction means when it is determined that a predetermined value or more, by charging and discharging of the battery, the goal volume capacity of the battery Capacity control means to control ;
A battery capacity control device comprising:

請求項１記載のバッテリ容量制御装置において、
前記目標開放電圧補正手段は、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することを特徴とするバッテリ容量制御装置。 The battery capacity control device according to claim 1,
When the actual capacity of the battery is larger than the target capacity, the target open voltage correction means subtracts a value obtained by subtracting a predetermined voltage from the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated by the target open voltage calculation means. When a new target battery open voltage is set, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, only a predetermined voltage from the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated by the target open voltage calculating means is set. A battery capacity control device, wherein the added value is set as a new target battery open voltage.

請求項１又は２記載のバッテリ容量制御装置において、
前記目標開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じて目標容量とバッテリ開放電圧との関係が変化する前記マップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出することを特徴とするバッテリ容量制御装置。The battery capacity control device according to claim 1 or 2,
The target open-circuit voltage calculating means calculates a target battery open-circuit voltage corresponding to the target capacity of the battery using the map in which the relationship between the target capacity and the battery open-circuit voltage changes according to the battery temperature. Battery capacity control device.

所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方法であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出ステップと、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正ステップにおいて設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御ステップと、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御方法。A battery capacity control method for controlling the capacity of a battery that performs charging / discharging with a predetermined electric load to a target capacity,
A target open circuit voltage calculating step for calculating a target battery open voltage corresponding to the target capacity of the battery using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open voltage;
A capacity determining step of determining whether or not a difference between the actual capacity of the battery and the target capacity is a predetermined value or more;
When it is determined in the capacity determination step that the difference is greater than or equal to a predetermined value, when the actual capacity of the battery is larger than the target capacity, the target corresponding to the target capacity calculated in the target open circuit voltage calculation step A voltage lower than the battery open voltage is set as a new target battery open voltage, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, it corresponds to the target capacity calculated in the target open voltage calculation step. A target open voltage correction step for setting a voltage higher than the target battery open voltage as a new target battery open voltage;
If it is determined in the capacity determination step that the difference is less than a predetermined value, the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated in the target open voltage calculation step, while the difference in the capacity determination step There at the new target battery open voltage set in the target open-circuit voltage correction step when it is determined that a predetermined value or more, by charging and discharging of the battery, the goal volume capacity of the battery A capacity control step to control;
Battery capacity control method characterized by comprising a.

請求項４記載のバッテリ容量制御方法において、The battery capacity control method according to claim 4, wherein
前記目標開放電圧補正ステップは、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することを特徴とするバッテリ容量制御方法。 In the target open circuit voltage correction step, when the actual capacity of the battery is larger than the target capacity, a value obtained by subtracting a predetermined voltage from the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated in the target open circuit voltage calculation step. When a new target battery open voltage is set, and when the actual capacity of the battery is smaller than the target capacity, only a predetermined voltage from the target battery open voltage corresponding to the target capacity calculated in the target open voltage calculation step is set. A battery capacity control method comprising setting the added value as a new target battery open voltage.