JP6102709B2 - Power storage system - Google Patents
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Description
本発明は、外部電源からの電力を用いて蓄電装置を充電することができる蓄電システムに関するものである。 The present invention relates to a power storage system that can charge a power storage device using power from an external power source.
特許文献１には、外部電源からの電力を用いて、車両に搭載されたバッテリを充電することが記載されている。特許文献１では、バッテリの劣化を抑制するために、外部電源を用いた充電（外部充電という）を終了させるときのバッテリのＳＯＣを変更している。 Patent Document 1 describes charging a battery mounted on a vehicle using electric power from an external power source. In Patent Document 1, in order to suppress the deterioration of the battery, the SOC of the battery when charging using an external power source (referred to as external charging) is terminated is changed.
バッテリの出力だけを用いて、車両を走行させたときの距離（いわゆるＥＶ走行距離という）は、走行時の負荷に応じて変化してしまうことがある。すなわち、外部充電を終了した後のバッテリのＳＯＣが同じであっても、走行時の負荷に応じて、ＥＶ走行距離が変化してしまう。例えば、走行時の負荷が増加するほど、ＥＶ走行距離が短くなってしまう。外部充電を終了した後のバッテリのＳＯＣを同じにしているにもかかわらず、走行時の負荷に応じてＥＶ走行距離が変化してしまうと、ユーザに違和感を与えてしまう。 The distance when the vehicle is traveled using only the output of the battery (so-called EV travel distance) may change depending on the load during travel. That is, even if the SOC of the battery after finishing the external charging is the same, the EV travel distance changes according to the load during travel. For example, the EV travel distance becomes shorter as the load during travel increases. Even if the SOC of the battery after the external charging is finished is the same, if the EV travel distance changes according to the load during travel, the user feels uncomfortable.
本発明の蓄電システムは、蓄電装置と、外気温度を検出する温度センサと、コントローラとを有する。蓄電装置では、外部電源からの電力供給を受けた外部充電が行われるとともに、車両を走行させるための放電が行われる。コントローラは、外部充電を開始してからの電力量が閾値よりも大きくなったときに、外部充電を終了させる。 The power storage system of the present invention includes a power storage device, a temperature sensor that detects an outside air temperature, and a controller. In the power storage device, external charging with power supplied from an external power source is performed, and discharging for driving the vehicle is performed. The controller ends the external charging when the amount of power after starting the external charging becomes larger than the threshold value.
ここで、コントローラは、温度センサによって検出された外気温度に基づいて、車両のタイヤの温度、車両を走行させるための動力をタイヤに伝達する機構で用いられるオイルの温度および蓄電装置の温度のうちの少なくとも１つの温度を算出する。そして、コントローラは、少なくとも１つの温度から特定された、車両の走行時の負荷を示す走行負荷係数を、走行負荷係数が１であるときの所定の充電電力量に乗算することにより、閾値を算出する。ここで、走行負荷係数は、少なくとも１つの温度が低下するほど増加する。これにより、外気温度に応じて負荷が変化しても、蓄電装置を放電して車両を走行させるときの走行距離がばらつくことを抑制できる。具体的には、走行時の負荷が変化しても、走行距離が、基準負荷における走行距離からずれてしまうことを抑制できる。 Here, the controller is based on the temperature of the tire of the vehicle, the temperature of the oil used in the mechanism for transmitting the power for driving the vehicle to the tire, and the temperature of the power storage device based on the outside air temperature detected by the temperature sensor. At least one temperature is calculated. Then, the controller calculates a threshold value by multiplying a predetermined charging power amount when the traveling load coefficient is 1 by a traveling load coefficient that is specified from at least one temperature and indicates a load during traveling of the vehicle. To do. Here, the running load coefficient increases as at least one temperature decreases. Thereby, even if a load changes according to outside temperature, it can suppress that the travel distance when discharging a power storage device and driving a vehicle varies. Specifically, even if the load during travel changes, the travel distance can be prevented from deviating from the travel distance at the reference load.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図１は、本実施例の電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）の構成を示す。図１に示す電池システムは、車両に搭載されている。 FIG. 1 shows the configuration of the battery system of this embodiment (corresponding to the power storage system of the present invention). The battery system shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle.
組電池（本発明の蓄電装置に相当する）１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。本実施例の組電池１０では、すべての単電池１１が直列に接続されているが、組電池１０には、並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。 The assembled battery (corresponding to the power storage device of the present invention) 10 has a plurality of unit cells 11 connected in series. As the cell 11, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor can be used instead of the secondary battery. In the assembled battery 10 of the present embodiment, all the single cells 11 are connected in series, but the assembled battery 10 may include a plurality of single cells 11 connected in parallel.
温度センサ２１は、組電池１０の温度Ｔ＿ｂａｔを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２２は、車両の外部における温度（外気の温度）Ｔ＿ｏｕｔを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電圧センサ２３は、組電池１０の電圧値Ｖ＿ｂａｔを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ２４は、組電池１０の電流値Ｉ＿ｂａｔを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。本実施例において、組電池１０を充電しているときの電流値Ｉ＿ｂａｔを負の値とし、組電池１０を放電しているときの電流値Ｉ＿ｂａｔを正の値としている。 The temperature sensor 21 detects the temperature T_bat of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. The temperature sensor 22 detects the temperature (outside air temperature) T_out outside the vehicle and outputs the detection result to the controller 30. The voltage sensor 23 detects the voltage value V_bat of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. The current sensor 24 detects the current value I_bat of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 30. In the present embodiment, the current value I_bat when charging the assembled battery 10 is a negative value, and the current value I_bat when discharging the assembled battery 10 is a positive value.
コントローラ３０は、メモリ３１およびタイマ３２を有する。メモリ３１は、コントローラ３０が所定の処理（特に、本実施例で説明する処理）を行うときに用いられる情報を記憶している。タイマ３２は、時間の計測に用いられる。メモリ３１およびタイマ３２の少なくとも一方は、コントローラ３０の外部に設けることもできる。 The controller 30 has a memory 31 and a timer 32. The memory 31 stores information used when the controller 30 performs predetermined processing (particularly processing described in the present embodiment). The timer 32 is used for time measurement. At least one of the memory 31 and the timer 32 can be provided outside the controller 30.
組電池１０の正極端子には、正極ラインＰＬが接続され、組電池１０の負極端子には、負極ラインＮＬが接続されている。組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介してインバータ４１に接続されている。正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられ、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの駆動信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。 A positive electrode line PL is connected to the positive electrode terminal of the assembled battery 10, and a negative electrode line NL is connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10. The assembled battery 10 is connected to the inverter 41 via the positive electrode line PL and the negative electrode line NL. A system main relay SMR-B is provided in the positive electrode line PL, and a system main relay SMR-G is provided in the negative electrode line NL. System main relays SMR-B and SMR-G are switched between on and off in response to a drive signal from controller 30.
組電池１０をインバータ４１と接続するとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの駆動信号を受けて、オフからオンに切り替わる。これにより、図１に示す電池システムは、起動状態（Ready-On）となる。インバータ４１は、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）４２に出力する。モータ・ジェネレータ４２は、インバータ４１からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ４２が生成した運動エネルギは、車輪に伝達される。 When the assembled battery 10 is connected to the inverter 41, the system main relays SMR-B and SMR-G are switched from off to on in response to a drive signal from the controller 30. Thereby, the battery system shown in FIG. 1 will be in a starting state (Ready-On). The inverter 41 converts the DC power output from the assembled battery 10 into AC power, and outputs the AC power to the motor generator (MG) 42. The motor / generator 42 receives AC power from the inverter 41 and generates kinetic energy for running the vehicle. The kinetic energy generated by the motor / generator 42 is transmitted to the wheels.
本実施例では、組電池１０の出力だけを用いて車両を走行させることができる。このような車両の走行をＥＶ（Electric Vehicle）走行という。組電池１０のＳＯＣ（State of Charge）が所定値に低下するまで、ＥＶ走行を行うことができる。また、ＥＶ走行に伴う走行距離をＥＶ走行距離という。 In the present embodiment, the vehicle can be driven using only the output of the assembled battery 10. Such traveling of the vehicle is called EV (Electric Vehicle) traveling. EV traveling can be performed until the SOC (State of Charge) of the assembled battery 10 decreases to a predetermined value. The travel distance associated with EV travel is referred to as EV travel distance.
モータ・ジェネレータ４２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを用いて、交流電力を生成する。インバータ４１は、モータ・ジェネレータ４２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。なお、組電池１０およびインバータ４１の間の電流経路に、昇圧回路を設けることもできる。昇圧回路は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ４１に出力する。また、昇圧回路は、インバータ４１の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力する。 The motor / generator 42 generates AC power using kinetic energy generated during braking of the vehicle. The inverter 41 converts the AC power generated by the motor / generator 42 into DC power and outputs the DC power to the assembled battery 10. Note that a booster circuit may be provided in the current path between the assembled battery 10 and the inverter 41. The booster circuit boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 41. The booster circuit steps down the output voltage of the inverter 41 and outputs the reduced power to the assembled battery 10.
システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびインバータ４１の間の正極ラインＰＬには、充電ラインＣＨＬ１が接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびインバータ４１の間の負極ラインＮＬには、充電ラインＣＨＬ２が接続されている。充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２には、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇがそれぞれ設けられている。充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇは、コントローラ３０からの駆動信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。 Charging line CHL1 is connected to positive line PL between system main relay SMR-B and inverter 41. A charging line CHL2 is connected to the negative electrode line NL between the system main relay SMR-G and the inverter 41. Charging lines CHL1 and CHL2 are provided with charging relays CHR-B and CHR-G, respectively. Charging relays CHR-B and CHR-G receive a drive signal from controller 30 and are switched between on and off.
充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２には、充電器４３が接続されている。充電器４３には、充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２を介して、インレット（いわゆるコネクタ）４４が接続されている。インレット４４には、プラグ（いわゆるコネクタ）４５が接続される。プラグ４５は、交流電源（本発明の外部電源に相当する）４６に接続されている。プラグ４５および交流電源４６は、車両の外部に設置されている。 A charger 43 is connected to the charging lines CHL1, CHL2. An inlet (so-called connector) 44 is connected to the charger 43 via charging lines CHL1, CHL2. A plug (so-called connector) 45 is connected to the inlet 44. The plug 45 is connected to an AC power source (corresponding to the external power source of the present invention) 46. The plug 45 and the AC power source 46 are installed outside the vehicle.
プラグ４５をインレット４４に接続することにより、交流電源４６の電力を組電池１０に供給して、組電池１０を充電することができる。この充電を外部充電という。外部充電を行うとき、充電器４３は、交流電源４６からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。また、外部充電を行うとき、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇはオンとなっている。 By connecting the plug 45 to the inlet 44, the power of the AC power supply 46 can be supplied to the assembled battery 10 to charge the assembled battery 10. This charging is called external charging. When performing external charging, the charger 43 converts AC power from the AC power supply 46 into DC power and outputs the DC power to the assembled battery 10. When external charging is performed, charging relays CHR-B and CHR-G and system main relays SMR-B and SMR-G are turned on.
なお、交流電源４６の代わりに、直流電源（本発明の外部電源に相当する）を用いることもできる。この場合には、充電器４３を省略することができる。また、外部充電を行うときには、非接触方式の充電システムを用いることもできる。非接触方式の充電システムでは、公知のように、ケーブルを用いずに電力を供給することができる。 Instead of the AC power source 46, a DC power source (corresponding to the external power source of the present invention) can be used. In this case, the charger 43 can be omitted. Further, when external charging is performed, a non-contact charging system can be used. In the non-contact charging system, as is well known, power can be supplied without using a cable.
一方、正極ラインＰＬに対する充電ラインＣＨＬ１の接続位置と、負極ラインＮＬに対する充電ラインＣＨＬ２の接続位置は、図１に示す位置に限るものではない。具体的には、組電池１０の正極端子およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂの間の正極ラインＰＬに対して、充電ラインＣＨＬ１を接続できる。また、組電池１０の負極端子およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬに対して、充電ラインＣＨＬ２を接続できる。この場合において、外部充電を行うときには、充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２に設けられた充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオンにするだけでよい。 On the other hand, the connection position of charging line CHL1 with respect to positive electrode line PL and the connection position of charging line CHL2 with respect to negative electrode line NL are not limited to the positions shown in FIG. Specifically, the charging line CHL1 can be connected to the positive electrode line PL between the positive electrode terminal of the assembled battery 10 and the system main relay SMR-B. Further, the charging line CHL2 can be connected to the negative electrode line NL between the negative electrode terminal of the assembled battery 10 and the system main relay SMR-G. In this case, when external charging is performed, it is only necessary to turn on charging relays CHR-B and CHR-G provided on charging lines CHL1 and CHL2.
次に、外部充電を行うときの処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。また、図２に示す処理は、プラグ４５がインレット４４に接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンとなったときに開始される。 Next, processing when external charging is performed will be described using the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 2 is executed by the controller 30. The process shown in FIG. 2 is started when the plug 45 is connected to the inlet 44 and the system main relays SMR-B and SMR-G are turned on.
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフとなっている間の経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆを取得する。イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときには、タイマ３２を用いて、経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆの計測が開始される。そして、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わるまで、経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが計測される。 In step S101, the controller 30 acquires an elapsed time t_ig-off while the ignition switch is off. When the ignition switch is switched from on to off, the timer 32 is used to start measuring the elapsed time t_ig-off. Then, the elapsed time t_ig-off is measured until the ignition switch is switched from OFF to ON.
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１の処理で取得した経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｔｉｒｅよりも長いか否かを判別する。時定数τ＿ｔｉｒｅは、車両のタイヤの温度が緩和するまでの時間である。時定数τ＿ｔｉｒｅは予め求めておくことができ、時定数τ＿ｔｉｒｅを特定する情報は、メモリ３１に記憶することができる。 In step S102, the controller 30 determines whether or not the elapsed time t_ig-off acquired in the process of step S101 is longer than the time constant τ_tire. The time constant τ_tire is the time until the temperature of the vehicle tire relaxes. The time constant τ_tire can be obtained in advance, and information specifying the time constant τ_tire can be stored in the memory 31.
経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｔｉｒｅ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０４の処理を行う。経過時間ｔ＿ｉｇ＿ｏｆｆが時定数τ＿ｔｉｒｅよりも長いとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０３において、タイヤの温度Ｔ＿ｔｉｒｅを算出する。温度Ｔ＿ｔｉｒｅは、外気の温度Ｔ＿ｏｕｔに基づいて算出され、例えば、下記式（１）に基づいて算出することができる。 When the elapsed time t_ig-off is equal to or less than the time constant τ_tire, the controller 30 performs the process of step S104. When the elapsed time t_ig_off is longer than the time constant τ_tire, the controller 30 calculates the tire temperature T_tire in step S103. The temperature T_tire is calculated based on the temperature T_out of the outside air, and can be calculated based on the following formula (1), for example.
上記式（１）において、Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ）およびＴ＿ｔｉｒｅ（ｎ−１）は、今回および前回におけるタイヤの温度である。温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ−１）は、温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ−１）を算出した後にメモリ３１に記憶される。そして、温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ）を算出するときに、温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ−１）が用いられる。温度Ｔ＿ｔｉｒｅの初期値は、適宜設定することができる。 In the above equation (1), T_tire (n) and T_tire (n−1) are tire temperatures at the current time and the previous time. The temperature T_tire (n−1) is stored in the memory 31 after calculating the temperature T_tire (n−1). Then, when calculating the temperature T_tire (n), the temperature T_tire (n−1) is used. The initial value of the temperature T_tire can be set as appropriate.
Ｔ＿ｏｕｔは外気の温度であり、温度センサ２２によって検出された温度である。ａは補正係数であり、０よりも大きく、１よりも小さい値である。補正係数ａは、適宜設定することができ、補正係数ａを特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。 T_out is the temperature of the outside air and is the temperature detected by the temperature sensor 22. a is a correction coefficient, which is larger than 0 and smaller than 1. The correction coefficient a can be set as appropriate, and information specifying the correction coefficient a can be stored in the memory 31.
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１の処理で取得した経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｏｉｌよりも長いか否かを判別する。時定数τ＿ｏｉｌは、オイルの温度が緩和するまでの時間である。オイルとは、車両を走行させるための動力をタイヤに伝達するまでの機構で用いられるオイルである。時定数τ＿ｏｉｌは、予め求められておくことができ、時定数τ＿ｏｉｌを特定する情報は、メモリ３１に記憶することができる。 In step S104, the controller 30 determines whether or not the elapsed time t_ig-off acquired in the process of step S101 is longer than the time constant τ_oil. The time constant τ_oil is the time until the temperature of the oil relaxes. The oil is oil used in a mechanism until power for driving the vehicle is transmitted to the tire. The time constant τ_oil can be obtained in advance, and information specifying the time constant τ_oil can be stored in the memory 31.
経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｏｉｌ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０６の処理を行う。経過時間ｔ＿ｉｇ＿ｏｆｆが時定数τ＿ｏｉｌよりも長いとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０５において、オイルの温度Ｔ＿ｏｉｌを算出する。温度Ｔ＿ｏｉｌは、外気の温度Ｔ＿ｏｕｔに基づいて算出され、例えば、下記式（２）に基づいて算出することができる。 When the elapsed time t_ig-off is equal to or less than the time constant τ_oil, the controller 30 performs the process of step S106. When the elapsed time t_ig_off is longer than the time constant τ_oil, the controller 30 calculates the oil temperature T_oil in step S105. The temperature T_oil is calculated based on the temperature T_out of the outside air, and can be calculated based on the following formula (2), for example.
上記式（１）において、Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ）およびＴ＿ｏｉｌ（ｎ−１）は、今回および前回におけるオイルの温度である。温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ−１）は、温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ−１）を算出した後にメモリ３１に記憶される。そして、温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ）を算出するときに、温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ−１）が用いられる。温度Ｔ＿ｏｉｌの初期値は、適宜設定することができる。 In the above formula (1), T_oil (n) and T_oil (n−1) are the oil temperatures at the current time and the previous time. The temperature T_oil (n−1) is stored in the memory 31 after the temperature T_oil (n−1) is calculated. Then, when calculating the temperature T_oil (n), the temperature T_oil (n−1) is used. The initial value of the temperature T_oil can be set as appropriate.
Ｔ＿ｏｕｔは外気の温度であり、温度センサ２２によって検出された温度である。ｂは補正係数であり、０よりも大きく、１よりも小さい値である。補正係数ｂは、適宜設定することができ、補正係数ｂを特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。 T_out is the temperature of the outside air and is the temperature detected by the temperature sensor 22. b is a correction coefficient, which is larger than 0 and smaller than 1. The correction coefficient b can be set as appropriate, and information for specifying the correction coefficient b can be stored in the memory 31.
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１の処理で取得した経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｂａｔよりも長いか否かを判別する。時定数τ＿ｂａｔは、組電池１０の温度が緩和するまでの時間である。時定数τ＿ｂａｔは、予め求められておくことができ、時定数τ＿ｂａｔを特定する情報は、メモリ３１に記憶することができる。 In step S106, the controller 30 determines whether or not the elapsed time t_ig-off acquired in the process of step S101 is longer than the time constant τ_bat. The time constant τ_bat is a time until the temperature of the assembled battery 10 is relaxed. The time constant τ_bat can be obtained in advance, and information specifying the time constant τ_bat can be stored in the memory 31.
経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｆｆが時定数τ＿ｂａｔ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０８の処理を行う。経過時間ｔ＿ｉｇ＿ｏｆｆが時定数τ＿ｂａｔよりも長いとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０７において、組電池１０の温度Ｔ＿ｂａｔを算出する。温度Ｔ＿ｂａｔは、外気の温度Ｔ＿ｏｕｔに基づいて算出され、例えば、下記式（３）に基づいて算出することができる。 When the elapsed time t_ig-off is equal to or less than the time constant τ_bat, the controller 30 performs the process of step S108. When the elapsed time t_ig_off is longer than the time constant τ_bat, the controller 30 calculates the temperature T_bat of the assembled battery 10 in step S107. The temperature T_bat is calculated based on the temperature T_out of the outside air, and can be calculated based on the following formula (3), for example.
上記式（３）において、Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）およびＴ＿ｂａｔ（ｎ−１）は、今回および前回における組電池１０の温度である。温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ−１）は、温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ−１）を算出した後にメモリ３１に記憶される。そして、温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）を算出するときに、温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ−１）が用いられる。温度Ｔ＿ｂａｔの初期値は、適宜設定することができる。 In the above formula (3), T_bat (n) and T_bat (n−1) are the temperatures of the assembled battery 10 this time and the last time. The temperature T_bat (n−1) is stored in the memory 31 after the temperature T_bat (n−1) is calculated. Then, when calculating the temperature T_bat (n), the temperature T_bat (n−1) is used. The initial value of the temperature T_bat can be set as appropriate.
Ｔ＿ｏｕｔは外気の温度であり、温度センサ２２によって検出された温度である。ｃは補正係数であり、０よりも大きく、１よりも小さい値である。補正係数ｃは、適宜設定することができ、補正係数ｃを特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。 T_out is the temperature of the outside air and is the temperature detected by the temperature sensor 22. c is a correction coefficient, which is larger than 0 and smaller than 1. The correction coefficient c can be set as appropriate, and information for specifying the correction coefficient c can be stored in the memory 31.
ステップＳ１０７の処理では、外気の温度Ｔ＿ｏｕｔに基づいて、組電池１０の温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、経過時間ｔ＿ｉｇ−ｏｉｌが時定数τ＿ｂａｔよりも長いとき、温度センサ２１によって温度Ｔ＿ｂａｔを検出することができる。この場合には、上記式（３）で算出される温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）の代わりに、温度センサ２１によって検出された温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）を用いることができる。 In the process of step S107, the temperature T_bat (n) of the assembled battery 10 is calculated based on the outside air temperature T_out, but is not limited thereto. Specifically, when the elapsed time t_ig-oil is longer than the time constant τ_bat, the temperature T_bat can be detected by the temperature sensor 21. In this case, the temperature T_bat (n) detected by the temperature sensor 21 can be used instead of the temperature T_bat (n) calculated by the above equation (3).
ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、各温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ），Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ），Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）に対応した走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔを算出する。図３に示すように、温度Ｔ＿ｔｉｒｅおよび走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅの対応関係（一例）を予め求めておけば、温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ）を算出することにより、この温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ）に対応した走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅを算出することができる。図３に示す対応関係を特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。なお、温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ）が算出されないときには、前回までに算出された温度Ｔ＿ｔｉｒｅ（ｎ−１）が用いられる。 In step S108, the controller 30 calculates travel load coefficients k_tire, k_oil, k_bat corresponding to the temperatures T_tire (n), T_oil (n), and T_bat (n). As shown in FIG. 3, if a correspondence relationship (example) between the temperature T_tire and the travel load coefficient k_tire is obtained in advance, the travel load coefficient corresponding to the temperature T_tire (n) is calculated by calculating the temperature T_tire (n). k_tire can be calculated. Information for specifying the correspondence shown in FIG. 3 can be stored in the memory 31. When the temperature T_tire (n) is not calculated, the temperature T_tire (n−1) calculated up to the previous time is used.
車両が走行するときには、タイヤが変形する。ここで、タイヤの温度Ｔ＿ｔｉｒｅが低くなるほど、タイヤが変形しにくくなるとともに、タイヤを変形させるためのエネルギが増加しやすくなる。これに伴い、車両の走行時における負荷が増加しやすくなる。ここで、温度Ｔ＿ｔｉｒｅが基準温度Ｔ＿ｔｉｒｅ＿ｒｅｆであるとき、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅを「１」としている。 When the vehicle travels, the tire deforms. Here, as the temperature T_tire of the tire decreases, the tire is less likely to be deformed and energy for deforming the tire is likely to increase. Along with this, the load during traveling of the vehicle tends to increase. Here, when the temperature T_tire is the reference temperature T_tire_ref, the traveling load coefficient k_tire is set to “1”.
温度Ｔ＿ｔｉｒｅが基準温度Ｔ＿ｔｉｒｅ＿ｒｅｆよりも低くなるほど、走行時の負荷が増加するため、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅは「１」よりも大きくなる。一方、温度Ｔ＿ｔｉｒｅが基準温度Ｔ＿ｔｉｒｅ＿ｒｅｆよりも高くなるほど、走行時の負荷が低減するため、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅは「１」よりも小さくなる。 As the temperature T_tire becomes lower than the reference temperature T_tire_ref, the load during traveling increases, so the traveling load coefficient k_tire becomes larger than “1”. On the other hand, as the temperature T_tire becomes higher than the reference temperature T_tire_ref, the traveling load decreases, so the traveling load coefficient k_tire becomes smaller than “1”.
図４に示すように、温度Ｔ＿ｏｉｌおよび走行負荷係数ｋ＿ｏｉｌの対応関係（一例）を予め求めておけば、温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ）を算出することにより、この温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ）に対応した走行負荷係数ｋ＿ｏｉｌを算出することができる。図４に示す対応関係を特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。なお、温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ）が算出されないときには、前回までに算出された温度Ｔ＿ｏｉｌ（ｎ−１）が用いられる。 As shown in FIG. 4, if a correspondence relationship (example) between the temperature T_oil and the travel load coefficient k_oil is obtained in advance, the travel load coefficient corresponding to the temperature T_oil (n) is calculated by calculating the temperature T_oil (n). k_oil can be calculated. Information for specifying the correspondence shown in FIG. 4 can be stored in the memory 31. When the temperature T_oil (n) is not calculated, the temperature T_oil (n−1) calculated up to the previous time is used.
オイルの温度Ｔ＿ｏｉｌが低くなるほど、オイルの動粘度が低下しやすくなる。これに伴い、車両の走行時における負荷が増加しやすくなる。ここで、温度Ｔ＿ｏｉｌが基準値Ｔ＿ｏｉｌ＿ｒｅｆであるとき、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅを「１」としている。温度Ｔ＿ｏｉｌが基準温度Ｔ＿ｏｉｌ＿ｒｅｆよりも低くなるほど、走行時の負荷が増加するため、走行負荷係数ｋ＿ｏｉｌは「１」よりも大きくなる。一方、温度Ｔ＿ｏｉｌが基準温度Ｔ＿ｏｉｌ＿ｒｅｆよりも高くなるほど、走行時の負荷が低減するため、走行負荷係数ｋ＿ｏｉｌは「１」よりも小さくなる。 The lower the temperature T_oil of the oil, the lower the kinematic viscosity of the oil. Along with this, the load during traveling of the vehicle tends to increase. Here, when the temperature T_oil is the reference value T_oil_ref, the running load coefficient k_tire is set to “1”. As the temperature T_oil is lower than the reference temperature T_oil_ref, the load during traveling increases, so the traveling load coefficient k_oil is greater than “1”. On the other hand, as the temperature T_oil becomes higher than the reference temperature T_oil_ref, the load during traveling decreases, so the traveling load coefficient k_oil becomes smaller than “1”.
図５に示すように、温度Ｔ＿ｂａｔおよび走行負荷係数ｋ＿ｂａｔの対応関係（一例）を予め求めておけば、温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）を算出することにより、この温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）に対応した走行負荷係数ｋ＿ｂａｔを算出することができる。図５に示す対応関係を特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。なお、温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ）が算出されないときには、前回までに算出された温度Ｔ＿ｂａｔ（ｎ−１）が用いられる。 As shown in FIG. 5, if a correspondence relationship (example) between the temperature T_bat and the travel load coefficient k_bat is obtained in advance, the travel load coefficient corresponding to the temperature T_bat (n) is calculated by calculating the temperature T_bat (n). k_bat can be calculated. Information for specifying the correspondence shown in FIG. 5 can be stored in the memory 31. When the temperature T_bat (n) is not calculated, the temperature T_bat (n−1) calculated up to the previous time is used.
組電池１０の充放電を行うときには、組電池１０が発熱する。この発熱は、組電池１０を充放電するときの電気エネルギの一部となる。すなわち、電気エネルギの一部は、組電池１０の充放電に関与せずに、熱に変換される。このため、発熱に伴う電気エネルギの損失を、車両の走行時における負荷と考えることができる。 When charging / discharging the assembled battery 10, the assembled battery 10 generates heat. This heat generation becomes a part of electric energy when charging and discharging the assembled battery 10. That is, part of the electric energy is converted into heat without being involved in charging / discharging of the assembled battery 10. For this reason, the loss of electrical energy accompanying heat generation can be considered as a load when the vehicle is traveling.
組電池１０の内部抵抗値が高くなるほど、組電池１０の発熱量が増加する。また、組電池１０の温度が低くなるほど、組電池１０の内部抵抗値が高くなる。そこで、図５に示すように、温度Ｔ＿ｂａｔが低下するほど、走行負荷係数ｋ＿ｂａｔが増加する。ここで、温度Ｔ＿ｂａｔが基準温度Ｔ＿ｂａｔ＿ｒｅｆであるとき、走行負荷係数ｋ＿ｂａｔを「１」としている。温度Ｔ＿ｂａｔが基準温度Ｔ＿ｂａｔ＿ｒｅｆよりも低いほど、走行負荷係数ｋ＿ｂａｔが「１」よりも大きくなり、温度Ｔ＿ｂａｔが基準温度Ｔ＿ｂａｔ＿ｒｅｆよりも高いほど、走行負荷係数ｋ＿ｂａｔが「１」よりも小さくなる。 As the internal resistance value of the assembled battery 10 increases, the amount of heat generated by the assembled battery 10 increases. Moreover, the internal resistance value of the assembled battery 10 increases as the temperature of the assembled battery 10 decreases. Therefore, as shown in FIG. 5, the traveling load coefficient k_bat increases as the temperature T_bat decreases. Here, when the temperature T_bat is the reference temperature T_bat_ref, the running load coefficient k_bat is set to “1”. As the temperature T_bat is lower than the reference temperature T_bat_ref, the traveling load coefficient k_bat is larger than “1”, and as the temperature T_bat is higher than the reference temperature T_bat_ref, the traveling load coefficient k_bat is smaller than “1”.
ステップＳ１０９において、コントローラ３０は、外部充電を行うときにおける充電電力量の閾値Ｗｈ＿ｔｈを算出する。閾値Ｗｈ＿ｔｈは、外部充電を開始してから終了するまでの間における充電電力量である。閾値Ｗｈ＿ｔｈは、下記式（４）に基づいて算出することができる。 In step S109, the controller 30 calculates a threshold value Wh_th of the charging power amount when performing external charging. The threshold value Wh_th is the amount of charging power from the start to the end of external charging. The threshold value Wh_th can be calculated based on the following formula (4).
上記式（４）において、ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌおよびｋ＿ｂａｔは、ステップＳ１０８の処理で算出された走行負荷係数である。Ｗｈ＿ｒｅｆは、外部充電を行うときの基準となる充電電力量である。充電電力量Ｗｈ＿ｒｅｆは、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔが「１」であるときにおいて、所定のＥＶ走行距離を確保するための充電電力量である。充電電力量Ｗｈ＿ｒｅｆは、適宜設定することができ、充電電力量Ｗｈ＿ｒｅｆを特定する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。 In the above equation (4), k_tire, k_oil, and k_bat are travel load coefficients calculated in the process of step S108. Wh_ref is a charging power amount that is a reference when external charging is performed. The charge power amount Wh_ref is a charge power amount for securing a predetermined EV travel distance when the travel load coefficients k_tire, k_oil, k_bat are “1”. The charging power amount Wh_ref can be set as appropriate, and information specifying the charging power amount Wh_ref can be stored in the memory 31.
ステップＳ１１０において、コントローラ３０は、外部充電を開始させる。具体的には、コントローラ３０は、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオンにするとともに、充電器４３を動作させることにより、外部充電を開始させる。 In step S110, the controller 30 starts external charging. Specifically, the controller 30 starts external charging by turning on the charging relays CHR-B and CHR-G and operating the charger 43.
ステップＳ１１１において、コントローラ３０は、充電電力量Ｗｈを算出する。外部充電を行っているとき、組電池１０の電流値Ｉ＿ｂａｔおよび電圧値Ｖ＿ｂａｔを検出すれば、充電電力Ｗを算出することができる。外部充電を行っている間、充電電力Ｗを積算し続けることにより、充電電力量Ｗｈを算出することができる。外部充電が進むほど、充電電力量Ｗｈが増加する。 In step S111, the controller 30 calculates the charging power amount Wh. If the current value I_bat and voltage value V_bat of the assembled battery 10 are detected during external charging, the charging power W can be calculated. The charging power amount Wh can be calculated by continuing to integrate the charging power W during external charging. As the external charging progresses, the charging power amount Wh increases.
ステップＳ１１２において、コントローラ３０は、ステップＳ１１１の処理で算出された充電電力量Ｗｈが、ステップＳ１０９の処理で算出された閾値Ｗｈ＿ｔｈよりも大きいか否かを判別する。ここで、充電電力量Ｗｈが閾値Ｗｈ＿ｔｈよりも大きくなるまで、外部充電が継続され、ステップＳ１１１の処理において、充電電力量Ｗｈの算出が継続される。充電電力量Ｗｈが閾値Ｗｈ＿ｔｈよりも大きいとき、コントローラ３０は、ステップＳ１１３において、外部充電を終了させる。具体的には、コントローラ３０は、充電器４３の動作を停止させるとともに、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。 In step S112, the controller 30 determines whether or not the charging power amount Wh calculated in the process of step S111 is larger than the threshold value Wh_th calculated in the process of step S109. Here, external charging is continued until the charging power amount Wh becomes larger than the threshold value Wh_th, and the calculation of the charging power amount Wh is continued in the process of step S111. When the charging power amount Wh is larger than the threshold value Wh_th, the controller 30 ends the external charging in step S113. Specifically, the controller 30 stops the operation of the charger 43 and switches the charging relays CHR-B and CHR-G from on to off.
本実施例によれば、走行時の負荷を考慮して閾値Ｗｈ＿ｔｈを設定している。具体的には、走行時の負荷が基準となる負荷よりも大きくなるほど、閾値Ｗｈ＿ｔｈを大きくしている。また、走行時の負荷が基準となる負荷よりも小さくなるほど、閾値Ｗｈ＿ｔｈを小さくしている。 According to the present embodiment, the threshold value Wh_th is set in consideration of the load during traveling. Specifically, the threshold value Wh_th is increased as the load during traveling becomes larger than the reference load. Further, the threshold value Wh_th is reduced as the load during traveling becomes smaller than the reference load.
ここで、走行時の負荷は、上述した走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔによって規定される。基準となる負荷は、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔが「１」のときである。これにより、走行時の負荷が変化しても、外部充電を行った後のＥＶ走行距離を変化しにくくすることができる。具体的には、走行時の負荷が変化しても、ＥＶ走行距離が、基準となる負荷におけるＥＶ走行距離からずれてしまうことを抑制できる。したがって、走行時の負荷の変化に応じて、ＥＶ走行距離が変化して、ユーザに違和感を与えてしまうことを抑制できる。 Here, the load during traveling is defined by the above-described traveling load coefficients k_tire, k_oil, k_bat. The reference load is when the running load coefficients k_tire, k_oil, k_bat are “1”. Thereby, even if the load at the time of driving | running | working changes, it can make it difficult to change EV driving distance after performing external charging. Specifically, even if the load during travel changes, the EV travel distance can be prevented from deviating from the EV travel distance at the reference load. Therefore, it is possible to suppress the EV travel distance from changing according to a change in the load during travel and giving the user a sense of discomfort.
本実施例では、ステップＳ１１１の処理において、充電電力量Ｗｈを算出しているが、これに限るものではない。具体的には、外部充電を行っている間、電流値Ｉ＿ｂａｔを検出し、この電流値Ｉ＿ｂａｔを積算した値（積算値ΣＩ＿ｂａｔ）を算出することができる。 In the present embodiment, the charging power amount Wh is calculated in the process of step S111, but is not limited thereto. Specifically, during external charging, the current value I_bat is detected, and a value obtained by integrating the current value I_bat (integrated value ΣI_bat) can be calculated.
充電器４３から組電池１０に電力を供給するとき、電圧値が一定であれば、充電電力量Ｗｈは、積算値ΣＩ＿ｂａｔに比例する。したがって、充電電力量Ｗｈの代わりに、積算値ΣＩ＿ｂａｔに基づいて、外部充電を終了させるか否かを判別することができる。この場合には、閾値Ｗｈ＿ｔｈの代わりに、積算値ΣＩ＿ｂａｔに対応した閾値を用いればよい。 When power is supplied from the charger 43 to the assembled battery 10, if the voltage value is constant, the charging power amount Wh is proportional to the integrated value ΣI_bat. Therefore, it is possible to determine whether or not to terminate external charging based on the integrated value ΣI_bat instead of the charging power amount Wh. In this case, a threshold corresponding to the integrated value ΣI_bat may be used instead of the threshold Wh_th.
本実施例では、閾値Ｗｈ＿ｔｈを算出するときに、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔを用いているが、これに限るものではない。具体的には、電費からＥＶ走行可能距離を算出するときに、走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔを用いることができる。 In this embodiment, when the threshold value Wh_th is calculated, the running load coefficients k_tire, k_oil, k_bat are used, but the present invention is not limited to this. Specifically, the travel load coefficients k_tire, k_oil, and k_bat can be used when calculating the EV travelable distance from the electricity cost.
電費とは、ＥＶ走行を行ったときの走行距離（単位：ｋｍ）と、この走行距離に応じた組電池１０の放電電力量（単位：Ｗｈ）との比である。ＥＶ走行可能距離とは、ＥＶ走行を行うことができる距離である。外部充電を行ったときの充電電力量Ｗｈに電費を乗算することにより、ＥＶ走行可能距離を算出することができる。算出したＥＶ走行可能距離は、表示又は音を用いてユーザに認識させることができる。 The electricity consumption is a ratio of a travel distance (unit: km) when EV travel is performed and a discharge power amount (unit: Wh) of the assembled battery 10 corresponding to the travel distance. The EV travelable distance is a distance at which EV travel can be performed. The EV travelable distance can be calculated by multiplying the power consumption Wh when the external charging is performed by the power consumption. The calculated EV travelable distance can be recognized by the user using display or sound.
ＥＶ走行可能距離を算出するときには、電費に走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔを乗算することができる。そして、電費に走行負荷係数ｋ＿ｔｉｒｅ，ｋ＿ｏｉｌ，ｋ＿ｂａｔを乗算した値に、外部充電を行ったときの充電電力量Ｗｈを乗算することにより、ＥＶ走行可能距離を算出することができる。ここで、充電電力量Ｗｈとしては、上述した充電電力量Ｗｈ＿ｒｅｆを用いることができる。 When calculating the EV travelable distance, the power consumption can be multiplied by a travel load coefficient k_tire, k_oil, k_bat. Then, the EV travelable distance can be calculated by multiplying the value obtained by multiplying the power consumption by the travel load coefficients k_tire, k_oil, k_bat by the charge power amount Wh when external charging is performed. Here, the charging power amount Wh_ref described above can be used as the charging power amount Wh.
上述したようにＥＶ走行可能距離を算出することにより、走行時の負荷を考慮したＥＶ走行可能距離を算出することができる。すなわち、走行時の負荷が変化しても、ＥＶ走行可能距離が変化してしまうことを抑制できる。言い換えれば、走行時の負荷が変化しても、ＥＶ走行可能距離が、基準となる負荷におけるＥＶ走行可能距離からずれてしまうことを抑制できる。 By calculating the EV travelable distance as described above, it is possible to calculate the EV travelable distance in consideration of the load during traveling. That is, it is possible to suppress the EV travelable distance from changing even if the load during travel changes. In other words, even if the load during travel changes, it is possible to prevent the EV travelable distance from deviating from the EV travelable distance at the reference load.
１０：組電池（蓄電装置）、１１：単電池、２１，２２：温度センサ、
２３：電圧センサ、２４：電流センサ、３０：コントローラ、３１：メモリ、
３２：タイマ、４１：インバータ、４２：モータ・ジェネレータ、
４３：充電器、４４：インレット、４５：プラグ、４６：交流電源
10: assembled battery (power storage device), 11: single cell, 21, 22: temperature sensor,
23: Voltage sensor, 24: Current sensor, 30: Controller, 31: Memory,
32: Timer, 41: Inverter, 42: Motor generator
43: Charger, 44: Inlet, 45: Plug, 46: AC power supply
Claims (1)
外気温度を検出する温度センサと、
前記外部充電を開始してからの電力量が閾値よりも大きくなったときに、前記外部充電を終了させるコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記温度センサによって検出された前記外気温度に基づいて、前記車両のタイヤの温度、前記車両を走行させるための動力をタイヤに伝達する機構で用いられるオイルの温度および前記蓄電装置の温度のうちの少なくとも１つの温度を算出し、
前記少なくとも１つの温度から特定された、前記車両の走行時の負荷を示す走行負荷係数を、前記走行負荷係数が１であるときの所定の充電電力量に乗算することにより、前記閾値を算出し、
前記走行負荷係数は、前記少なくとも１つの温度が低下するほど増加する、
ことを特徴とする蓄電システム。 A power storage device that performs external charging in response to power supply from an external power source and performs discharge for driving the vehicle;
A temperature sensor for detecting the outside air temperature;
A controller that terminates the external charging when the amount of power after starting the external charging becomes greater than a threshold,
The controller is
Based on the outside air temperature detected by the temperature sensor, the temperature of the tire of the vehicle, the temperature of oil used in the mechanism for transmitting power for driving the vehicle to the tire, and the temperature of the power storage device Calculate at least one temperature,
The threshold value is calculated by multiplying a predetermined charge power amount when the travel load coefficient is 1 and a travel load coefficient that is specified from the at least one temperature and indicates a load during travel of the vehicle. ,
The travel load coefficient increases as the at least one temperature decreases.
A power storage system characterized by that.
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