JP5772333B2 - Secondary battery control device - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池の制御に関する。 The present invention relates to control of a secondary battery.
特開２０１０−６０４０８号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池を一定の電力値で連続的に放電および充電させる診断モードにおいて取得されたリチウムイオン二次電池の電圧変化に基づきリチウムイオン二次電池の劣化状態を判定するとともに、その劣化状態に応じて充放電電力を制限することによってリチウムイオン二次電池の更なる劣化を抑制する技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2010-60408 (Patent Document 1) describes a lithium ion secondary battery based on a voltage change of the lithium ion secondary battery acquired in a diagnostic mode in which the lithium ion secondary battery is continuously discharged and charged at a constant power value. A technique is disclosed in which the deterioration state of the lithium ion secondary battery is suppressed by determining the deterioration state of the ion secondary battery and limiting the charge / discharge power according to the deterioration state.
ところで、特許文献１のように単に二次電池の劣化状態に応じて充放電電力を制限するだけでは、二次電池の劣化の程度によっては、二次電池の電圧が許容電圧を越えてしまうおそれがある。しかしながら、特許文献１においては、このような課題およびその解決手法について何ら言及されていない。
By the way, if the charge / discharge power is simply limited according to the deterioration state of the secondary battery as in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to appropriately suppress the voltage of the secondary battery from exceeding the allowable voltage in accordance with the degree of deterioration of the secondary battery. It is.
この発明に係る二次電池の制御装置は、二次電池に供給される実電力を許容電力値以下に制限する制限部と、開始条件が成立したときに、二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように許容電力値をフィードバック制御する制御部と、実電力が許容電力値未満の状態で実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて開始条件を変更する変更部とを備える。 The control device for a secondary battery according to the present invention includes a limiting unit that limits the actual power supplied to the secondary battery to an allowable power value or less, and a threshold voltage of the secondary battery when a start condition is satisfied. A control unit that feedback-controls the allowable power value so as to be equal to or lower than the voltage, and a change unit that changes the start condition according to the excess time when the actual voltage exceeds the allowable voltage in a state where the actual power is less than the allowable power value Prepare.
好ましくは、変更部は、超過時間に応じて二次電池の劣化レベルを算出し、劣化レベルに応じて開始条件を変更する。 Preferably, the changing unit calculates a deterioration level of the secondary battery according to the excess time, and changes the start condition according to the deterioration level.
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど劣化側のレベルとなるように劣化レベルを算出し、劣化レベルが劣化側のレベルであるほど開始条件を成立し易くする。 Preferably, the changing unit calculates the deterioration level such that the longer the excess time is, the lower the deterioration level is, and the easier the start condition is established as the deterioration level is higher.
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、劣化レベルが劣化側のレベルであるほどしきい電圧を低い値に低下させる。 Preferably, the start condition is a condition that the actual voltage exceeds a threshold voltage lower than the allowable voltage. The changing unit lowers the threshold voltage to a lower value as the deterioration level is the deterioration side level.
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど開始条件を成立し易くする。
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、超過時間が長いほどしきい電圧を低い値に低下させる。
Preferably, the changing unit makes it easier to satisfy the start condition as the excess time is longer.
Preferably, the start condition is a condition that the actual voltage exceeds a threshold voltage lower than the allowable voltage. The changing unit lowers the threshold voltage to a lower value as the excess time is longer.
好ましくは、二次電池は、車両駆動用の電動機に電力を供給するためのリチウムイオン二次電池である。 Preferably, the secondary battery is a lithium ion secondary battery for supplying electric power to a vehicle driving electric motor.
本発明によれば、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately suppress the voltage of the secondary battery from exceeding the allowable voltage according to the degree of deterioration of the secondary battery.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、本発明の実施の形態に従う車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００とを備える。
FIG. 1 is an overall block diagram of a
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。そして、この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１によって制御される。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪８０に伝達される。なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。第２ＭＧ３０により発電された回生電力は、バッテリ７０に蓄えられる。
The
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。このように、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度（第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度）Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度（第２ＭＧ３０の回転軸の回転速度）Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２によって制御される。ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力をバッテリ７０を充電可能な直流電力に変換してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力でバッテリ７０が充電される。
The PCU 60 is controlled by a control signal S2 from the
バッテリ７０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０を駆動するための電力を蓄えるリチウムイオン二次電池である。 Battery 70 is a lithium ion secondary battery that stores electric power for driving first MG 20 and / or second MG 30.
ＥＣＵ２００には、回転速度センサ１１、レゾルバ１２，１３、車速センサ１４、アクセルポジションセンサ１５、監視ユニット１６などが接続される。
The ECU 200 is connected to a
回転速度センサ１１は、エンジン回転速度（エンジン１０のクランクシャフトの回転速度）Ｎｅを検出する。レゾルバ１２は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出する。レゾルバ１３は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出する。車速センサ１４は、ドライブシャフトの回転速度から車速Ｖを検出する。アクセルポジションセンサ１５は、ユーザによるアクセルペダルの操作量Ａを検出する。監視ユニット１６は、バッテリ７０の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ）を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。
The
ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
The
図２は、リチウムイオン二次電池の使用時間と内部抵抗との関係を模式的に示す図である。ニッケル水素二次電池の内部抵抗は使用時間の影響をほとんど受けない（図２の破線）のに対し、リチウムイオン二次電池の内部抵抗は使用時間が長いほど上昇する特性がある。バッテリ７０はリチウムイオン二次電池であるため、使用時間が長いほど内部抵抗が上昇する。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the usage time and the internal resistance of the lithium ion secondary battery. The internal resistance of the nickel metal hydride secondary battery is hardly affected by the usage time (broken line in FIG. 2), whereas the internal resistance of the lithium ion secondary battery has a characteristic of increasing as the usage time increases. Since the battery 70 is a lithium ion secondary battery, the internal resistance increases as the usage time increases.
図３は、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
FIG. 3 is a functional block diagram of
ＥＣＵ２００は、劣化判定部２１０と、パワー制御部２２０とを含む。
劣化判定部２１０は、超過時間計測部２１１と、ＳＯＣ算出部２１２と、劣化レベル算出部２１３とを含む。
超過時間計測部２１１は、バッテリ７０に供給される実電力（以下「実入力電力Ｐｂ」ともいう）が後述の許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている時間（以下、「超過時間α」ともいう）を計測する。なお、許容電圧Ｖ２は、バッテリ７０が過電圧とならない電圧の上限値であって、実験等によって予め定められる。バッテリ電圧Ｖｂがこの許容電圧Ｖ２を超える状態が続くと、バッテリ７０の劣化が促進される結果となる。
The excess
ＳＯＣ算出部２１２は、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂの履歴などに基づいてバッテリ７０の蓄電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。
The
劣化レベル算出部２１３は、超過時間α、蓄電状態ＳＯＣ、バッテリ温度Ｔｂなどに基づいて、バッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。劣化レベルＬＶは、バッテリ７０の内部抵抗値の増加に伴なうバッテリ７０の劣化の度合いを表わす指標である。
The deterioration
図４は、超過時間αと劣化レベルＬＶとの関係を模式的に示す図である。図４に示すように、劣化レベルＬＶは超過時間αが長いほど大きい値（劣化側のレベル）となるように算出される。すなわち、劣化レベル算出部２１３は、超過時間αが長いほど、バッテリ７０の内部抵抗（図２参照）が大きくバッテリ７０が劣化していると判断して、劣化レベルＬＶを大きい値にする。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the excess time α and the deterioration level LV. As shown in FIG. 4, the deterioration level LV is calculated so as to become a larger value (deterioration level) as the excess time α is longer. That is, the deterioration
図３に戻って、パワー制御部２２０について説明する。パワー制御部２２０は、Ｖ１算出部２２１と、Ｗｉｎ設定部２２２と、Ｐｂ制限部２２３とを含む。
Returning to FIG. 3, the
Ｖ１算出部２２１は、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１（＜許容電圧Ｖ２）を算出する。なお、しきい電圧Ｖ１は、後述するＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御に用いられる値である。
The
Ｖ１算出部２２１は、まず、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１（＞０）を算出する。
First, the
図５は、劣化レベルＬＶとしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１との関係を模式的に示す図である。図５に示すように、低下量ΔＶ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど、大きい値に算出される。 FIG. 5 is a diagram schematically showing a relationship between the deterioration level LV and the decrease amount ΔV1 of the threshold voltage V1. As shown in FIG. 5, the decrease amount ΔV1 is calculated to be larger as the deterioration level LV is larger.
そして、Ｖ１算出部２２１は、算出した低下量ΔＶ１をしきい電圧Ｖ１の前回値から減じた値を、しきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。したがって、しきい電圧Ｖ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。
Then, the
図３に戻って、Ｗｉｎ設定部２２２について説明する。Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ７０の許容電力Ｗｉｎを設定する。 Returning to FIG. 3, the Win setting unit 222 will be described. Win setting unit 222 sets allowable power Win of battery 70.
Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えたという条件（以下、「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件」という）が成立した場合、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎをフィードバック制御する（以下、このフィードバック制御を「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御」という）。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、許容電力Ｗｉｎは通常値よりも制限されることになる。 When the condition that the battery voltage Vb exceeds the threshold voltage V1 (hereinafter referred to as “Win-F / B control start condition”) is satisfied, the Win setting unit 222 sets the battery voltage Vb to be equal to or lower than the threshold voltage V1. Thus, the allowable power Win is feedback-controlled (hereinafter, this feedback control is referred to as “Win-F / B control”). By this Win-F / B control, the allowable power Win is limited from the normal value.
Ｗｉｎ設定部２２２は、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の実行中、バッテリ電圧Ｖｂのしきい電圧Ｖ１からの超過量が大きいほど許容電力Ｗｉｎの制限量を大きくする。ただし、ショック発生を防止するために、許容電力Ｗｉｎの制限レートには上限値が設けられる。 During the execution of the Win-F / B control, the Win setting unit 222 increases the limit amount of the allowable power Win as the excess amount of the battery voltage Vb from the threshold voltage V1 increases. However, in order to prevent the occurrence of shock, an upper limit value is provided for the limit rate of the allowable power Win.
ここで、しきい電圧Ｖ１は、上述したように、Ｖ１算出部２２１によって、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。したがって、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）成立し易くなるように変更される。
Here, as described above, the threshold voltage V1 is set to a lower value by the
一方、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立していない場合、Ｗｉｎ設定部２２２は、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。なお、許容電力Ｗｉｎの通常値は、バッテリ温度Ｔｂや蓄電状態ＳＯＣに応じて設定される。 On the other hand, when the Win-F / B control start condition is not satisfied, the Win setting unit 222 sets the allowable power Win to a normal value. Note that the normal value of the allowable power Win is set according to the battery temperature Tb and the storage state SOC.
Ｐｂ制限部２２３は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限するようにＰＣＵ６０を制御する。ここで、上述したように、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くなるように変更されている。したがって、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を早い段階から開始される。これにより、実入力電力Ｐｂを早い段階から制限することができるため、劣化レベルＬＶが大きくてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えないようにすることができる。
The
図６は、バッテリ７０が新品状態（ほとんど劣化していない状態）である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ１でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。これに伴なって実入力電力Ｐｂも低下し始めるため、上昇していたバッテリ電圧Ｖｂも少し遅れて低下し始め、その後の時刻ｔ２でバッテリ電圧Ｖｂはしきい電圧Ｖ１まで低下される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the actual input power Pb and the battery voltage Vb when the battery 70 is in a new state (a state in which the battery 70 is hardly deteriorated). When the battery voltage Vb exceeds the threshold voltage V1 at time t1, Win-F / B control is started, and the allowable power Win starts to decrease. Along with this, the actual input power Pb also starts to decrease, so the battery voltage Vb that has been increasing starts to decrease with a slight delay, and then the battery voltage Vb is decreased to the threshold voltage V1 at time t2.
図６に示すように、バッテリ７０が新品状態である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していれば、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるため、時刻ｔ１〜ｔ２の間においてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることはない。これに対し、バッテリ７０が劣化状態(劣化が進んでいる場合）である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限しても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える場合がある。 As shown in FIG. 6, when the battery 70 is in a new state, if the actual input power Pb is limited to the allowable power Win or less, the battery voltage Vb starts to decrease before the battery voltage Vb exceeds the allowable voltage V2. Therefore, the battery voltage Vb does not exceed the allowable voltage V2 even between the times t1 and t2. On the other hand, when the battery 70 is in a deteriorated state (when deterioration is advanced), the battery voltage Vb may exceed the allowable voltage V2 even if the actual input power Pb is limited to the allowable power Win or less.
図７は、バッテリ７０が劣化状態である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ３でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。しかしながら、バッテリ７０が劣化状態である場合は、実入力電力Ｐｂが低下し始めてからバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるまでの時間が新品状態よりも長くなる（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の開始タイミングに対してバッテリ電圧Ｖｂが実際に低下し始めるタイミングが新品状態よりも遅れる）傾向にある。この傾向は、バッテリ７０の劣化が進んでいるほど強く現れる。その結果、図７に示すように、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していても、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始した時刻ｔ３からバッテリ電圧Ｖｂが実際にしきい電圧Ｖ１まで低下する時刻ｔ６の間において、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えてしまう場合がある。このような状態が頻繁に生じると、過電圧によるバッテリ７０の劣化がさらに促進されてしまう。 FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between the actual input power Pb and the battery voltage Vb when the battery 70 is in a deteriorated state. When the battery voltage Vb exceeds the threshold voltage V1 at time t3, the Win-F / B control is started and the allowable power Win starts to be reduced. However, when the battery 70 is in a deteriorated state, the time from when the actual input power Pb starts to decrease until the battery voltage Vb starts to decrease is longer than the new state (that is, at the start timing of the Win-F / B control). On the other hand, there is a tendency that the timing at which the battery voltage Vb actually starts decreasing is delayed from the new state). This tendency becomes stronger as the deterioration of the battery 70 progresses. As a result, as shown in FIG. 7, even when the actual input power Pb is limited to the allowable power Win or less, the battery voltage Vb actually decreases to the threshold voltage V1 from the time t3 when the Win-F / B control is started. During the time t6, the battery voltage Vb may exceed the allowable voltage V2. When such a state occurs frequently, deterioration of the battery 70 due to overvoltage is further promoted.
このような問題を防止するために、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、上述したように、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間α（図７では時刻ｔ４〜ｔ５の時間）を計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、劣化レベルＬＶが大きい値（劣化側のレベル）であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させる。 In order to prevent such a problem, the ECU 200 (V1 calculating unit 221), as described above, the excess time α in which the battery voltage Vb exceeds the allowable voltage V2 in a state where the actual input power Pb is less than the allowable power Win. (Time from t4 to t5 in FIG. 7) is measured, and the deterioration level LV of the battery 70 is calculated according to the excess time α. Then, the ECU 200 (V1 calculating unit 221) decreases the threshold voltage V1 as the deterioration level LV is a larger value (deterioration level).
図８は、バッテリ７０が劣化状態である場合にしきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させたときの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。図８に示すように、しきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させることによって、より早い段階（図８の時刻ｔ７よりも早い時刻ｔ６）からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始することができる。これにより、劣化状態においても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂを低下させ始めることができるため、バッテリ７０の過電圧が適切に防止される。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the actual input power Pb and the battery voltage Vb when the threshold voltage V1 is lowered by ΔV1 when the battery 70 is in a deteriorated state. As shown in FIG. 8, the Win-F / B control can be started from an earlier stage (time t6 earlier than time t7 in FIG. 8) by reducing the threshold voltage V1 by ΔV1. As a result, even in the deteriorated state, the battery voltage Vb can be started to decrease before the battery voltage Vb exceeds the allowable voltage V2, so that overvoltage of the battery 70 is appropriately prevented.
図９は、しきい電圧Ｖ１を算出するまでのＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure of the
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満であるか否かを判断する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10,
実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１１に移し、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えているか否かを判断する。
If actual input power Pb is less than allowable power Win (YES in S10),
バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えている場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１２に移し、超過時間αの計測を開始あるいは継続する。
If battery voltage Vb exceeds allowable voltage V2 (YES in S11),
Ｓ１３にて、ＥＣＵ２００は、超過時間αが所定時間α０を超えたか否かを判定する。
超過時間αが所定時間α０を超えた場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ１４にて超過時間αから劣化レベルＬＶを算出する（図４参照）。その後、ＥＣＵ２００は、Ｓ１５にて劣化レベルＬＶから低下量ΔＶ１を算出し（図５参照）、Ｓ１６にてしきい電圧Ｖ１の前回値から低下量ΔＶ１を減じた値をしきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。ＥＣＵ８００は、Ｓ１７にて、算出されたしきい電圧Ｖ１の今回値をメモリに記憶する。
In S13,
When the excess time α exceeds the predetermined time α0 (YES in S13), the
図１０は、しきい電圧Ｖ１を算出した後のＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of the
Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、メモリに記憶されたしきい電圧Ｖ１を読み出す。
Ｓ２１にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達したか否か（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立したか否か）を判断する。
In S20,
In S21,
バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達した場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２２にて、許容電力Ｗｉｎを上述したＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって設定する。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎが通常値よりも制限されることになる。
When battery voltage Vb reaches threshold voltage V1 (YES in S21),
一方、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達していない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２３にて、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。
On the other hand, when battery voltage Vb has not reached threshold voltage V1 (NO in S21),
Ｓ２４にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを、許容電力Ｗｉｎ以下に制限する。
In S24,
以上のように、本実施の形態に係るＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間αを計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００は、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させてＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くする。これにより、より早い段階からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始して許容電力Ｗｉｎを低下させる（すなわち実入力電力Ｐｂを低下させる）ことができる。そのため、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることをより適切に防止することができる。その結果、バッテリ７０の劣化促進を適切に防止することができる。すなわち、従来においては、バッテリの内部抵抗値が上昇すると、バッテリ電圧が許容電圧よりも上昇し更なる劣化を促進させてしまっていたが、本実施の形態においてはこれを防止できる。
As described above, the
また、従来においては、バッテリの内部抵抗の上昇による劣化を算出する際に、電圧と電流の同期が必要であった。これに対し、本実施の形態では、超過時間αのみでバッテリ７０の劣化レベルＬＶ（内部抵抗の上昇による劣化）を算出するため、センサの簡素化（コストダウン）が可能となる。 Conventionally, when calculating the deterioration due to the increase in the internal resistance of the battery, it is necessary to synchronize the voltage and the current. On the other hand, in the present embodiment, since the deterioration level LV (deterioration due to an increase in internal resistance) of the battery 70 is calculated only with the excess time α, the sensor can be simplified (cost reduction).
なお、本実施の形態では、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件を「バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えた」という条件としたが、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件はこれに限定されず、変更することも可能である。たとえば、バッテリ電圧Ｖｂ以外のパラメータが特定の状態になった場合に将来的にバッテリ過電圧となると予測される場合には、そのパラメータが特定の状態になったという条件をＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件にしてもよい。この場合においても、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くするするように変更すればよい。 In this embodiment, the Win-F / B control start condition is the condition that “battery voltage Vb exceeds the threshold voltage V1”, but the Win-F / B control start condition is not limited to this. It is also possible to change. For example, when it is predicted that a battery overvoltage will occur in the future when a parameter other than the battery voltage Vb is in a specific state, Win-F / B control is started under the condition that the parameter is in a specific state. It may be a condition. In this case as well, the higher the deterioration level LV, the easier it is to satisfy the Win-F / B control start condition.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 車両、１０ エンジン、１１ 回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車速センサ、１５ アクセルポジションセンサ、１６ 監視ユニット、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、８０ 駆動輪、２００ ＥＣＵ、２１０ 劣化判定部、２１１ 超過時間計測部、２１２ ＳＯＣ算出部、２１３ 劣化レベル算出部、２２０ パワー制御部、２２１ Ｖ１算出部、２２２ Ｗｉｎ設定部、２２３ Ｐｂ制限部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記二次電池に供給される実電力を所定値以下に制限する制限部と、
開始条件が成立したときに、前記二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように前記所定値をフィードバック制御する制御部と、
前記実電力が前記所定値未満の状態で前記実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて前記開始条件を変更する変更部とを備え、
前記開始条件は、前記許容電圧よりも低い前記しきい電圧を前記実電圧が超えたという条件である、二次電池の制御装置。 A control device for a secondary battery,
A limiting unit that limits the actual power supplied to the secondary battery to a predetermined value or less;
A control unit that feedback-controls the predetermined value so that an actual voltage of the secondary battery is equal to or lower than a threshold voltage when a start condition is satisfied;
A changing unit that changes the start condition according to an excess time in which the actual voltage exceeds an allowable voltage in a state where the actual power is less than the predetermined value;
The start condition is a control apparatus for a secondary battery, wherein the actual voltage exceeds the threshold voltage lower than the allowable voltage .
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