JP6304010B2 - Secondary battery heating system - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池昇温システムに係り、特に外部電源から供給される電力を二次電池の充電のための電力と共に、二次電池ヒータのための電力に用いる二次電池昇温システムに関する。 The present invention relates to a secondary battery temperature raising system, and more particularly, to a secondary battery temperature raising system that uses electric power supplied from an external power source for electric power for a secondary battery heater together with electric power for charging a secondary battery. .
特許文献１には、バッテリを搭載した電動車両に設けられるバッテリ温度調節装置についていくつかの場合分けに応じてその作動条件や作動状態を変更することが述べられている。例えば、急速充電のときは、バッテリの冷却開始温度と冷却停止温度とを普通充電に対し、より高く設定している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 describes changing the operating condition and operating state of a battery temperature adjusting device provided in an electric vehicle equipped with a battery according to some cases. For example, during rapid charging, the battery cooling start temperature and cooling stop temperature are set higher than those for normal charging.
特許文献２には、種々の外部電源と接続される充電装置について、充電時間を短縮する方法として、二次電池の温度が第１閾値温度以下のときは二次電池の加熱手段に通電して二次電池に充電せず、第２閾値温度以上のときは、二次電池の加熱手段に通電せず二次電池に充電し、第１閾値温度と第２閾値温度の間の温度のときは、加熱装置のオン／オフを制御しながら満充電まで二次電池の充電を行うことが述べられている。 In Patent Document 2, as a method of shortening the charging time for charging devices connected to various external power sources, when the temperature of the secondary battery is lower than the first threshold temperature, the heating means of the secondary battery is energized. When the secondary battery is not charged and is equal to or higher than the second threshold temperature, the secondary battery is not energized and charged to the secondary battery. When the temperature is between the first threshold temperature and the second threshold temperature, In addition, it is described that the secondary battery is charged to full charge while controlling on / off of the heating device.
特許文献３には、ユーザが所定の充電時間帯と目標充電量の充電完了時刻とを指定するタイマ充電を行う車両の充放電制御装置が開示されている。ここでは、タイマ充電とバッテリ加熱とが同時に行われると予測したときにバッテリ加熱のための電力量を求め、その分に相当するだけ、充電開始時間を早めることが述べられている。 Patent Document 3 discloses a vehicle charge / discharge control apparatus that performs timer charging in which a user designates a predetermined charging time zone and a charging completion time of a target charging amount. Here, it is stated that when it is predicted that timer charging and battery heating will be performed simultaneously, the amount of electric power for battery heating is obtained, and the charging start time is advanced by an amount corresponding thereto.
例えば、夜間を利用して、車両に搭載される二次電池に外部電源から充電する場合、外部電源の供給電力が変動することがある。このような状況に関わらず一律に二次電池ヒータのために電力を供給すると、二次電池の充電のための電力供給が変動し、予定時刻までに目標充電量の充電が完了しないことが生じる。 For example, when charging a secondary battery mounted on a vehicle from an external power source at night, the power supplied from the external power source may fluctuate. Regardless of this situation, if power is supplied uniformly for the secondary battery heater, the power supply for charging the secondary battery fluctuates, and charging of the target charge amount may not be completed by the scheduled time. .
本発明の目的は、外部電源の供給電力が変動する場合でも、二次電池の充電を予定時刻に合わせて完了することができる二次電池昇温システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a secondary battery temperature raising system capable of completing charging of a secondary battery in accordance with a scheduled time even when the power supplied from an external power source fluctuates.
本発明に係る二次電池昇温システムは、外部電源に電力線で接続される二次電池と、電力線と二次電池に対し並列に接続され、二次電池を昇温させる二次電池ヒータと、外部電源から二次電池に向って電力線を流れる電力値である電力供給量を取得する電力供給量取得部と、二次電池の充電中に取得された電力供給量が変動して予め定めた閾値供給量以上のときに二次電池ヒータを動作させ、二次電池の充電中に取得された電力供給量が変動して予め定めた閾値供給量未満のときに二次電池ヒータの動作を停止させるヒータ動作制御部と、を備えることを特徴とする。
Rechargeable battery warming system according to the present invention, a secondary battery connected in the power line to an external power source, is connected in parallel to the power line and the secondary battery, a secondary battery heater to raise the temperature of the secondary battery, A power supply amount acquisition unit that acquires a power supply amount that is a value of power flowing through the power line from the external power source toward the secondary battery, and a predetermined threshold that varies when the power supply amount acquired during charging of the secondary battery varies The secondary battery heater is operated when the supply amount is greater than or equal to the supply amount, and the operation of the secondary battery heater is stopped when the power supply amount acquired during charging of the secondary battery fluctuates and is less than a predetermined threshold supply amount. And a heater operation control unit.
本発明に係る二次電池昇温システムによれば、外部電源からの電力供給量が変動して閾値供給量未満となるときは、二次電池ヒータをオフして電力を回さず、外部電源からの電力供給量の全量を二次電池の充電に用いる。なお、外部電源からの電力供給量が閾値供給量以上となるときは二次電池ヒータをオンして、余裕分の電力で二次電池ヒータをオンして二次電池を昇温させる。これにより、外部電源の供給電力が変動する場合でも、二次電池４６の充電を予定時刻に合わせて完了することができる。
According to the secondary battery temperature raising system according to the present invention, when the power supply amount from the external power source fluctuates and becomes less than the threshold supply amount, the secondary battery heater is turned off and the power is not turned. The total amount of power supplied from is used for charging the secondary battery. When the amount of power supplied from the external power source is equal to or greater than the threshold supply amount, the secondary battery heater is turned on, and the secondary battery heater is turned on with a sufficient amount of power to raise the temperature of the secondary battery. Thereby, even when the supply power of the external power supply fluctuates, the charging of the
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、二次電池昇温システムが搭載される車両として、外部電源から供給される電力によって二次電池が充電されるハイブリッド車両を述べるが、これは説明のための例示であって、二次電池の充電に要する電力と二次電池ヒータの加熱に要する電力がともに１つの外部電源から供給されるものであればよい。例えば、エンジンが搭載されない電動車両であってもよい。以下では、二次電池を昇温する手段としてヒータを述べるが、これは説明のための例示であって、広く二次電池を昇温できるものであればよい。発熱体の他、各種の加熱装置であってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a hybrid vehicle in which a secondary battery is charged by electric power supplied from an external power source will be described as a vehicle equipped with a secondary battery temperature raising system. What is necessary is just to supply both the electric power required for charging the battery and the electric power required for heating the secondary battery heater from one external power source. For example, it may be an electric vehicle not equipped with an engine. In the following, a heater will be described as means for raising the temperature of the secondary battery. However, this is an example for explanation, and any device that can widely raise the temperature of the secondary battery may be used. In addition to the heating element, various heating devices may be used.
以下で述べる供給電力量、二次電池の充電状態を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の満充電値、電池温度等は説明のための例示であって、二次電池昇温システムの仕様等によって適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The power supply amount described below, the SOC (State Of Charge) full charge value indicating the state of charge of the secondary battery, the battery temperature, etc. are examples for explanation, and may be appropriately determined according to the specifications of the secondary battery temperature raising system. It can be changed. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、二次電池昇温システム４０が搭載されるハイブリッド車両１０の全体の構成図である。ハイブリッド車両１０は、外部電源から供給される電力で二次電池を充電できるタイプの車両である。ハイブリッド車両１０は、車両本体１２と、車両本体１２に設けられる充電接続端子１４と、電力線１６，３２，３４，３６，３８と、ＭＧとして示した回転電機部１８と、エンジン２０と、回転電機部１８とエンジン２０との間で動力を分配する動力分配機構２２と、二次電池昇温システム４０とを含んで構成される。図１には、ハイブリッド車両１０の構成要素ではないが、車両本体１２に搭載されＢＡＴとして示した二次電池４６を充電するための外部電源３０と、外部電源３０から電力線３２によって引き出される電力供給プラグ３３を示した。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
外部電源３０は、交流電源または定電圧直流電源である。定電圧直流電源は、短時間で充電を行う急速充電のときに用いられ、例えば、道路の脇の充電スタンド等に設けられる。交流電源は、充電時間を長く取れるときに用いられ、例えば、１００Ｖ５０ｃ／ｓの一般商用交流電力をコンセント等から取得してこれを電源とするものである。
The
交流電源の外部電源３０は、一般商用交流電力は夜間料金が昼間料金より安く設定されているので、ハイブリッド車両１０の所有者が、自宅で夜間の間にハイブリッド車両１０に充電するときに用いられる。この場合は充電時間が数時間以上確保できるので、単位時間当たりの充電電力値を低く押えることができる。その反面、長時間の充電の間に一般商用交流電力が変動することが生じ得る。本発明の実施形態では、外部電源が変動する場合を対象とするので、以下では、主に、外部電源３０を交流電源とし、交流電源で充電を行うＡＣ充電について説明し、外部電源３０を定電圧直流電源とし、定電圧直流電源で充電を行うＤＣ充電については、補足的に説明する。
The
電力線３２は、外部電源３０から引き出される電力ケーブルで、先端に電力供給プラグ３３を備える。電力供給プラグ３３は、車両本体１２の充電接続端子１４に挿入（プラグイン）して電気的に接続することで、外部電源３０からの電力を二次電池昇温システム４０に供給する。
The power line 32 is a power cable drawn from the
図１において、ハイブリッド車両１０の前方側に配置される回転電機部１８とエンジン２０と動力分配機構２２は、ハイブリッド車両の駆動装置である。
In FIG. 1, a rotating
ＭＧとして示す回転電機部１８は、２台の回転電機を含んで構成される。２台の回転電機は、共にハイブリッド車両１０に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、二次電池昇温システム４０側から電力が供給されるときはモータ機能として働き、エンジン２０による駆動時、あるいはハイブリッド車両１０の制動時には発電機能として働く三相同期型回転電機である。２つの回転電機を区別して第１回転電機（ＭＧ１）と第２回転電機（ＭＧ２）と呼ぶと、第１回転電機（ＭＧ１）は、動力分配機構２２のエンジン２０側に接続され、動力分配機構２２を介してエンジン２０によって駆動され主として発電機能として働く。第２回転電機（ＭＧ２）は、動力分配機構２２の出力軸側に接続され、出力軸でハイブリッド車両１０の駆動輪を駆動し主としてモータ機能として働く。
The rotating
エンジン２０は、ハイブリッド車両１０の駆動源の１つである内燃機関である。エンジン２０は、例えば６気筒のピストン・シリンダ機構で構成される。エンジン２０は、燃料噴射弁と吸気弁の制御によって燃料であるガソリンと空気との混合ガスをシリンダ内に供給し、ピストンの押し上げによって混合ガスを圧縮し、圧縮された混合ガスに点火プラグを用いて適当なタイミングで点火し、混合ガスの爆発の膨張によってピストンを押し下げ、これを繰り返し、ピストンに接続されるクランクシャフトを回転させてトルクを発生する。
The
回転電機部１８とエンジン２０の間に設けられる動力分配機構２２は、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、エンジン２０の出力と、ＭＧ１への入出力と、ＭＧ２の出力との間で、発電に用いる分と駆動輪を駆動する分とを適切に分配する機能を有する機構である。動力分配機構２２としては、遊星歯車機構を用いることができる。
The
二次電池昇温システム４０は、切替部４２、電力変換部４４、二次電池４６、二次電池ヒータ４８、電力線３４，３６，３８、制御装置６０を含んで構成される。
The secondary battery
切替部４２は、二次電池昇温システム４０の入力側に当たり、充電接続端子１４に接続し、または充電接続端子１４と一体化して設けられる。切替部４２は、電力供給プラグ３３が充電接続端子１４に挿入されたことを検出する。この検出信号は「プラグイン信号」として制御装置６０に伝送され、これを受けて制御装置６０は、ハイブリッド車両１０が駆動装置で駆動されることを停止して、充電接続端子１４を介して外部電源３０から電力供給を受けるように制御系等を切り替える。
The switching
切替部４２は、電力供給プラグ３３に設けられる信号線と接続して、外部電源３０が定電圧直流電源か交流電源か等の電源情報、供給される電圧値や電流値等を含む供給電力に関する情報等を受け取る。受け取った情報は適当な信号線を介して、制御装置６０へ伝送される。
The switching
電力線３４は、切替部４２と二次電池４６の間を接続し、電力線３６は、切替部４２と電力変換部４４の間を接続する。この２つの電力線３４，３６は、切替部４２が受け取った電源情報に従って、いずれかが選択される。すなわち、切替部４２が受け取った電源情報が定電圧直流電源であるときは、切替部４２から電力線３４を介して二次電池４６に電力が供給されるように電力パスが設定され、受け取った電源情報が交流電源であるときは、切替部４２から電力線３６を介して電力変換部４４に電力が供給されるように電力パスが設定される。
The
二次電池４６は、複数の単電池を組み合わせた電池セルを所定数用いて積層体とした組電池である。単電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を用いることができる。
The
二次電池ヒータ４８は、二次電池４６に密接し、あるいは二次電池４６の近傍に配置され、二次電池４６を充放電に適した温度に昇温する二次電池昇温手段である。二次電池ヒータ４８は発熱体を含む。発熱体としては、例えば、シートヒータ、巻線型ヒータ等を用いることができる。二次電池ヒータ４８には、発熱体の他に、ヒータスイッチが含まれる。ヒータスイッチは、制御装置６０の制御の下で、発熱体に通電を開始し、または通電を停止することができるスイッチ素子である。かかるヒータスイッチとしては、適当なパワートランジスタを用いることができる。場合によってリレー装置を用いてもよい。なお、二次電池４６と二次電池ヒータ４８は、１つの電池パックの内部に収納される。
The secondary battery heater 48 is a secondary battery temperature raising means that is placed in close proximity to the
電力変換部４４は、交直／直交変換回路と、電圧変換器等を含む回路である。交直／直交変換回路としては、三相インバータ回路が用いられる。電力変換部４４は、電力線３６を介して切替部４２と接続され、電力線３８を介して二次電池４６と二次電池ヒータ４８とに接続され、電力線１６を介して回転電機部１８に接続される。
The
ハイブリッド車両１０が通常の走行状態のときは、二次電池４６-電力線３８-電力変換部４４-電力線１６-回転電機部１８の接続関係となり、電力変換部４４は、回転電機部１８の駆動回路として機能する。ハイブリッド車両１０が外部電源３０から交流電力の供給を受けるときは、外部電源３０-電力線３２-電力供給プラグ３３-充電接続端子１４-切替部４２-電力線３６-電力変換部４４-電力線３８-二次電池４６及び二次電池ヒータ４８の接続関係となり、電力変換部４４は、外部電源３０の交流電力を二次電池４６の動作に適した直流電力に変換する交直変換回路として機能する。
When the
なお、二次電池４６及び二次電池ヒータ４８は、電力変換部４４に対し並列に接続される。したがって、（電力変換部４４からの直流電力の供給量）＝｛（二次電池４６への充電電力量）＋（二次電池ヒータ４８へのヒータ電力量）｝の関係を有する。
The
この２つの接続関係の切替は、制御装置６０の制御の下で行われる。例えば、切替部４２から、「電力供給プラグ３３が充電接続端子１４に挿入された」ことを検出した信号を制御装置６０が取得して、接続関係の切替が行われる。なお、図１では、電力線１６，３２，３４，３６，３８を太線で示した。
Switching between the two connection relationships is performed under the control of the
ＤＣ・Ｐと示す直流電力検出部５０は、外部電源３０が定電圧直流電源であって、これを用い、外部電源３０-電力線３２-電力供給プラグ３３-充電接続端子１４-切替部４２-電力線３４-二次電池４６の電力パスで二次電池４６を充電するＤＣ充電の場合に、電力線３４を流れる直流電力を検出する電力センサである。検出された直流電力ＤＣ・Ｐのデータは、適当な信号線を介して制御装置６０に伝送される。
In the DC
ＡＣ・Ｐと示す交流電力検出部５２は、外部電源３０が交流電源であって、これを用い、外部電源３０-電力線３２-電力供給プラグ３３-充電接続端子１４-切替部４２-電力線３６-電力変換部４４-電力線３８-二次電池４６の電力パスで二次電池４６を充電するＡＣ充電の場合に、電力線３６を流れる交流電力を検出する電力センサである。検出された交流電力ＡＣ・Ｐのデータは、適当な信号線を介して制御装置６０に伝送される。
The AC
Ｔと示した温度検出部５４は、二次電池４６の温度Ｔを検出するセンサである。検出された温度Ｔのデータは、適当な信号線によって制御装置６０に伝送される。ＳＯＣと示したＳＯＣ算出部５６は、二次電池４６の充電状態を示すＳＯＣを算出する算出手段である。ＳＯＣの算出は、二次電池４６に対し入力される充電電流値と、二次電池４６から出力される放電電流値とに基づいて行うことができる。算出されたＳＯＣのデータは、適当な信号線によって制御装置６０に伝送される。
The
制御装置６０は、切替部４２から伝送されてくる電源情報、直流電力ＤＣ・Ｐのデータ、交流電力ＡＣ・Ｐのデータ、二次電池温度Ｔのデータ、ＳＯＣのデータを取得し、取得したこれらのデータに基づき、二次電池４６の充電と二次電池ヒータ４８の動作を制御する。特に、外部電源３０の供給電力が変動する場合でも、二次電池４６の充電を予定時刻に合わせて完了させる制御を行う。かかる制御装置６０は、車載に適したコンピュータ等で構成することができる。図１では、車両本体１２の外側に制御装置６０が示されているが、これは作図上の都合であって、制御装置６０は、車両本体１２に搭載される。制御装置６０は、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御する統括制御装置の一部として構成することができる。
The
制御装置６０は、切替部４２からの電源情報等を取得する電源情報取得部６２、直流電力ＤＣ・Ｐのデータまたは交流電力ＡＣ・Ｐのデータを取得する電力供給量取得部６４、二次電池ヒータ４８に含まれるヒータスイッチのオンオフを介して二次電池ヒータ４８の動作を制御するヒータ動作制御部６６を含んで構成される。
The
かかる機能は、制御装置６０においてソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、二次電池昇温制御プログラムを制御装置６０が実行することで達成される。上記機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
Such a function can be realized by executing software in the
上記構成の作用、特に制御装置６０の各機能について、図２から図４を用いてさらに詳細に説明する。図２と図３は、二次電池昇温制御の手順を示すフローチャートである。各処理手順は、二次電池昇温制御プログラムの各処理手順に対応する。図４は、外部電源３０の電力供給量がどのように二次電池４６と二次電池ヒータ４８に分配されるかを示す図である。
The operation of the above configuration, in particular, each function of the
ハイブリッド車両１０が始動して、各種要素が初期化され、二次電池昇温制御プログラムが立ち上がると、プラグイン接続か否かが判断される（Ｓ１０）。「プラグイン接続」とは、電力供給プラグ３３が充電接続端子１４に挿入（プラグイン）され、電気的に接続されることである。この判断は、切替部４２から電力供給プラグ３３が充電接続端子１４に挿入されたことを検出した信号（プラグイン信号）を制御装置６０が取得したか否かで行われる。
When the
Ｓ１０の判断が肯定されると、電源情報の取得が行われる（Ｓ１２）。この処理手順は、制御装置６０の電源情報取得部６２の機能によって実行される。具体的には、切替部４２から伝送される電源情報のデータを制御装置６０が取得する。
When the determination in S10 is affirmed, power supply information is acquired (S12). This processing procedure is executed by the function of the power
電源情報が取得されると、その電源情報に含まれる外部電源３０の種類が交流電源か定電圧直流電源かに基づき、ＡＣ充電か否かが判断される（Ｓ１４）。Ｓ１４の判断が否定されるとＤＣ充電となり、図３のＡの手順に進む。これについてはＡＣ充電の説明の次に述べる。
When the power supply information is acquired, it is determined whether AC charging is performed based on whether the type of the
Ｓ１４の判断が肯定されると、ＡＣ電源の電力供給量Ｐの取得が行われる（Ｓ１６）。この処理手順は、制御装置６０の電力供給量取得部６４の機能によって実行される。具体的には、交流電力検出部５２が検出したＡＣ・Ｐの値を制御装置６０が取得する。次に、取得した外部電源３０からの電力供給量Ｐが予め定めた閾値供給量Ｐ0以上か否かが判断される（Ｓ１８）。閾値供給量Ｐ0は、外部電源３０の交流電源が変動しないとしたときに期待される電力供給量に設定される。閾値供給量Ｐ0の一例を挙げると、１００Ｖ９Ａである。
If the determination in S14 is affirmative, the power supply amount P of the AC power supply is acquired (S16). This processing procedure is executed by the function of the power supply
Ｓ１８の判断が否定されるときは、外部電源３０の交流電源が変動して外部電源３０からの電力供給量Ｐが閾値供給量Ｐ0を下回る場合であるので、二次電池ヒータ４８への電力供給よりも二次電池４６への電力供給を優先する処理を行うためにＳ４０以降の手順に進む。この詳細な内容は後述する。
When S18 in judgment is negative, since the power supply amount P from the
Ｓ１８の判断が肯定されるときは、外部電源３０からの電力供給量Ｐが十分である場合で、二次電池ヒータ４８への電力供給を行うことができる。そこで、電池ＳＯＣの取得が行われる（Ｓ２０）。具体的には、ＳＯＣ算出部５６が算出した電池ＳＯＣの値を制御装置６０が取得する。そして、取得した電池ＳＯＣが満充電値未満であるか否かが判断される（Ｓ２２）。二次電池４６は使用と共に充電可能容量と放電可能容量が変化するが、その経時変化後の電池ＳＯＣの値について、実用上の満充電値を１００％とし、実用上の空充電値を０％とすると、Ｓ２２は、電池ＳＯＣが１００％未満であるか否かの判断である。
When the determination in S18 is affirmative, the power supply amount P from the
Ｓ２２の判断が否定されるときは、電池ＳＯＣが満充電値であるので、これ以上充電する必要がない。その場合でも、以後に行われるであろう充放電に適した電池温度にすることが好ましい。その処理を行うためにＳ５０以降の手順に進む。この詳細な内容は後述する。 If the determination in S22 is negative, the battery SOC is at a fully charged value, and therefore no further charging is necessary. Even in that case, it is preferable to set the battery temperature suitable for charge / discharge which will be performed later. In order to perform the process, the process proceeds to the procedure after S50. Details of this will be described later.
Ｓ２０の判断が肯定されると、次に、電池温度Ｔの取得が行われる（Ｓ２４）。具体的には、温度検出部５４が検出した電池温度Ｔの値を制御装置６０が取得する。そして、取得した電池温度Ｔが予め定めた閾値温度Ｔ0未満か否かが判断される（Ｓ２６）。二次電池４６において温度検出部５４が複数設けられるときは、最も低温の電池温度ＴMINについてＳ２６の判断が行われる。閾値温度Ｔ0は、二次電池４６の充放電に適した温度の低温側の限界値に設定される。一例を挙げると、閾値温度Ｔ0は０℃に設定される。
If the determination in S20 is affirmative, then the battery temperature T is acquired (S24). Specifically, the
Ｓ２６の判断が肯定されるときは、二次電池４６を昇温するために、二次電池ヒータ４８をオンして動作させる。具体的には、二次電池ヒータ４８に含まれるヒータスイッチをオンして、発熱体に通電する（Ｓ２８）。Ｓ２６の判断が否定されるときは、二次電池４６を昇温させなくともよいので、二次電池ヒータ４８がすでに動作中であるときはその動作を停止させ、二次電池ヒータ４８が動作していないときは、そのまま動作停止状態を継続する（Ｓ３０）。これらの処理手順は、制御装置６０のヒータ動作制御部６６の機能によって実行される。
When the determination in S26 is affirmative, the secondary battery heater 48 is turned on and operated in order to raise the temperature of the
Ｓ２８またはＳ３０の処理が終わると、ＡＣ充電を開始する（Ｓ３２）。すなわち、電力変換部４４によって二次電池４６の充電に適した電圧に制御された直流電力が二次電池４６に供給される。ＡＣ充電とは、外部電源３０から供給される電力が交流電力であることを示し、二次電池４６に供給される充電電力は直流電力である。Ｓ３２の後は再びＳ１６に戻り、上記の手順が繰り返される。
When the process of S28 or S30 ends, AC charging is started (S32). That is, DC power controlled to a voltage suitable for charging the
ここで、Ｓ１８の判断が否定されたときの手順について説明する。Ｓ１８の判断が否定されるときは、外部電源３０の交流電源が変動して外部電源３０からの電力供給量Ｐが閾値供給量Ｐ0を下回る場合である。この場合には、二次電池４６への充電電力供給を優先する。そこで、二次電池ヒータ４８の動作を停止させる（Ｓ４０）。この処理の内容は、Ｓ３０で述べたものと同じであるので、詳細な説明を省略する。
Here, the procedure when the determination in S18 is negative will be described. When S18 in judgment is negative, the case below the power supply amount P threshold supply amount P 0 from the
その上で、電池ＳＯＣを取得し（Ｓ４２）、取得した電池ＳＯＣが満充電値未満であるか否かが判断される（Ｓ４４）。この処理の内容は、Ｓ２２，Ｓ２２で述べたものと同じであるので、詳細な説明を省略する。Ｓ４４の判断が肯定されるときは、ＡＣ充電を開始する（Ｓ４６）。この処理の内容は、Ｓ３２で述べたものと同じであるので、詳細な説明を省略する。Ｓ４４の判断が肯定されるときは、二次電池４６への充電を必要としないので、すでに充電を開始しているときは充電を停止し、充電停止中の状態のときはその状態を継続する。これによりＡＣ充電状態が終了する(Ｓ４８)。二次電池４６への充電停止は、電力変換部４４の動作停止等によって行うことができる。Ｓ４８の処理が終了すると、一連の二次電池昇温制御の手順が終了する。
Then, the battery SOC is acquired (S42), and it is determined whether or not the acquired battery SOC is less than the full charge value (S44). Since the contents of this process are the same as those described in S22 and S22, detailed description thereof is omitted. When the determination in S44 is affirmative, AC charging is started (S46). Since the contents of this process are the same as those described in S32, detailed description thereof is omitted. If the determination in S44 is affirmative, charging to the
次に、Ｓ２２の判断が否定されたときの手順について説明する。Ｓ２２の判断が否定されるときは、電池ＳＯＣが満充電値であるので、これ以上充電する必要がないので、すでにＡＣ充電中であるときはＡＣ充電を停止し、ＡＣ充電が停止中であるときはその状態を継続する（Ｓ５０）。そして、電池温度Ｔが予め定めた閾値温度Ｔ0未満か否かが判断され（Ｓ５２）、判断が肯定されるときは、二次電池４６を昇温するために、二次電池ヒータ４８をオンさせ（Ｓ５４）、判断が否定されるときは、二次電池４６を昇温させなくともよいので、二次電池ヒータ４８の動作を停止させる（Ｓ５６）。これらの処理の内容は、Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３０で述べたものと同じであるので、詳細な説明を省略する。Ｓ５４の処理の後は、Ｓ５２に戻り、上記の手順が繰り返される。Ｓ５６の処理が終了すると、一連の二次電池昇温制御の手順が終了する。これらの処理により、電池ＳＯＣが満充電値であるときを利用して、二次電池４６の温度を以後の充放電に適した電池温度とすることができる。
Next, the procedure when the determination at S22 is negative will be described. When the determination in S22 is negative, since the battery SOC is at a fully charged value, it is not necessary to charge any more. Therefore, when AC charging is already in progress, AC charging is stopped and AC charging is stopped. If so, the state is continued (S50). Then, it is determined whether or not the battery temperature T is lower than a predetermined threshold temperature T 0 (S52). If the determination is affirmative, the secondary battery heater 48 is turned on to raise the temperature of the
図３は、Ｓ１４の判断が否定されてＤＣ充電となったときの手順を示すフローチャートである。ＤＣ充電のときは、外部電源３０が電力変動のほとんどない定電圧直流電源であるので、二次電池ヒータ４８の動作停止の必要性がない。そこで、Ｓ１４の判断が否定されたときは、ＤＣ電源電力の取得が行われる（Ｓ６０）。この処理手順は、制御装置６０の電力供給量取得部６４の機能によって実行される。具体的には、直流電力検出部５０が検出したＤＣ・Ｐの値を制御装置６０が取得する。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure when the determination in S14 is negative and DC charging is performed. During DC charging, there is no need to stop the operation of the secondary battery heater 48 because the
次に、電池ＳＯＣの取得が行われ（Ｓ６２）、取得した電池ＳＯＣが満充電値未満であるか否かが判断される（Ｓ６４）。これらの処理の内容は、Ｓ２０，Ｓ２２で述べたものと同じであるので、詳細な説明を省略する。Ｓ６４の判断が肯定されると、ＤＣ充電を開始する（Ｓ６６）。すなわち、切替部４２から電力線３４を経由して、直流電力が二次電池４６に供給される。Ｓ６６の後は再びＳ６２に戻り、上記の手順が繰り返される。Ｓ６４の判断が否定されると、すでにＤＣ充電中のときはＤＣ充電を停止し、ＤＣ充電が停止状態のときはその状態を継続する。これによりＤＣ充電が終了する（Ｓ６８）。Ｓ６８の処理が終了すると、一連の二次電池昇温制御の手順が終了する。
Next, the battery SOC is acquired (S62), and it is determined whether or not the acquired battery SOC is less than the full charge value (S64). Since the contents of these processes are the same as those described in S20 and S22, detailed description thereof is omitted. If the determination in S64 is affirmative, DC charging is started (S66). That is, DC power is supplied from the switching
上記構成によれば、ＡＣ充電のように充電期間が長く、その間に外部電源３０の電力供給量に変動があるときでも、電力供給量が予め定めた閾値供給量以上のときに二次電池ヒータ４８を動作させ、取得された電力供給量が予め定めた閾値供給量未満のときに二次電池ヒータ４８の動作を停止させるので、二次電池４６への充電電力量の変動を少なく抑制することができる。
According to the above configuration, even when the charging period is long as in AC charging and the power supply amount of the
図４は、その作用効果を示す図である。図４（ａ）の縦軸は、外部電源３０からの電力供給量Ｐであり、（ｂ）の縦軸は、二次電池４６へ供給される充電電力量ＰBATであり、（ｃ）は、二次電池ヒータ４８に供給される電力供給量Ｐヒータである。ここで、Ｐ＝ＰBAT＋Ｐヒータの関係がある。各図の各図の横軸は時間である。
FIG. 4 is a diagram showing the effects. The vertical axis in FIG. 4A is the power supply amount P from the
図４（ａ）に、閾値供給量Ｐ0を示した。電力供給量Ｐは時間と共に変動し、時間ｔ1からｔ2の間でＰ＜Ｐ0となる。このとき、図２のＳ１８の判断が否定され、Ｓ２０によって二次電池ヒータ４８の動作が停止され、図４（ｃ）に示すようにＰヒータ＝０となる。時間ｔ1からｔ2の期間以外の時間ではＰ≧Ｐ0であるので、Ｓ１８の判断が肯定され、電池ＳＯＣが満充電値でなく、電池温度ＴがＴ0未満であれば、Ｓ２８において二次電池ヒータ４８がオンされる。このとき、Ｐ＝ＰBAT＋Ｐヒータの関係から、図４（ｂ）に示すように、ＰBAT＝Ｐ−Ｐヒータとなる。
FIG. 4A shows the threshold supply amount P 0 . The power supply amount P varies with time, and P <P 0 between times t 1 and t 2 . At this time, the determination of S18 in FIG. 2 is denied, and the operation of the secondary battery heater 48 is stopped by S20, and P heater = 0 as shown in FIG. 4C. Since P ≧ P 0 at times other than the period from time t 1 to time t 2 , the determination in
時間ｔ1からｔ2の期間、仮に二次電池ヒータ４８の動作を停止しないと、その期間でもＰBAT＝Ｐ−Ｐヒータとなるので、二次電池充電電力ＰBATの変動幅は、全期間を通じて電力供給量Ｐの変動幅と同じとなる。時間ｔ1からｔ2の期間、二次電池ヒータ４８の動作を停止することで、図４（ｂ）に示すように、この期間において、ＰBAT＝Ｐとなる。その結果、図４（ｂ）に示すように、二次電池充電電力ＰBATの変動が平均化し、変動幅が少なくなる。これによって、外部電源３０の電力供給量が変動する場合でも、二次電池４６の充電を予定時刻に合わせて完了することができる。
If the operation of the secondary battery heater 48 is not stopped during the period from time t 1 to t 2 , P BAT = P−P heater even during that period, so the fluctuation range of the secondary battery charging power P BAT is the entire period. And the fluctuation range of the power supply amount P is the same. By stopping the operation of the secondary battery heater 48 during the period from time t 1 to t 2 , as shown in FIG. 4B, P BAT = P during this period. As a result, as shown in FIG. 4B, fluctuations in the secondary battery charging power P BAT are averaged, and the fluctuation width is reduced. Thereby, even when the power supply amount of the
１０ ハイブリッド車両、１２ 車両本体、１４ 充電接続端子、１６，３２，３４，３６，３８ 電力線、１８ 回転電機部、２０ エンジン、２２ 動力分配機構、
３０ 外部電源、３３ 電力供給プラグ、４０ 二次電池昇温システム、４２ 切替部、４４ 電力変換部、４６ 二次電池（ＢＡＴ）、４８ 二次電池ヒータ（ヒータ）、５０ 直流電力検出部（ＤＣ・Ｐ）、５２ 交流電力検出部（ＡＣ・Ｐ）、５４ 温度検出部、５６ ＳＯＣ算出部、６０ 制御装置、６２ 電源情報取得部、６４ 電力供給量取得部、６６ ヒータ動作制御部。
DESCRIPTION OF
30 External power supply, 33 Power supply plug, 40 Secondary battery temperature raising system, 42 Switching unit, 44 Power conversion unit, 46 Secondary battery (BAT), 48 Secondary battery heater (heater), 50 DC power detection unit (DC P), 52 AC power detection unit (AC / P), 54 Temperature detection unit, 56 SOC calculation unit, 60 Control device, 62 Power supply information acquisition unit, 64 Power supply amount acquisition unit, 66 Heater operation control unit
Claims (1)
前記電力線と前記二次電池に対し並列に接続され、前記二次電池を昇温させる二次電池ヒータと、
前記外部電源から前記二次電池に向って前記電力線を流れる電力値である電力供給量を取得する電力供給量取得部と、
前記二次電池の充電中に取得された前記電力供給量が変動して予め定めた閾値供給量以上のときに前記二次電池ヒータを動作させ、前記二次電池の充電中に取得された前記電力供給量が変動して予め定めた前記閾値供給量未満のときに前記二次電池ヒータの動作を停止させるヒータ動作制御部と、
を備えることを特徴とする二次電池昇温システム。 A secondary battery connected to an external power source via a power line ;
Is connected in parallel to said secondary battery and said power line, and a secondary battery heater to raise the temperature of the secondary battery,
A power supply amount obtaining unit for obtaining the power supply amount is a power value flowing through the power line towards the secondary battery from the external power source,
Wherein said power supply amount obtained during charging of the secondary battery to operate the secondary battery heater when the threshold value or more supply amount previously determined fluctuates, obtained during charging of the secondary battery a heater operation control unit for stopping the operation of the secondary battery heater when less than the threshold amount of supply power amount is determined in advance varied,
A secondary battery temperature raising system comprising:
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