JP6323719B2 - 電源装置の制御システム - Google Patents
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Description
本発明は上記の事情に鑑みて創出されたものであり、その目的は、車両としての動力が著しく低下した際(特には、車両が動かなくなった際)に、車両を安全に移動させる電源装置の制御システムを提供することにある。
ここで、上記制御部は、上記2つの電源部で測定された電圧値と予め設定された常用下限電圧とを比較して、上記測定された電圧値がいずれも上記常用下限電圧以下の場合に、上記リチウムイオン二次電池電源部の使用を停止し、上記常用下限電圧以下の電圧範囲で上記リチウムイオンキャパシタ電源部を単独使用する非常用制御モードを備える。
制御システム10は、電源装置20と、電圧測定部30と、制御部40とを備えている。ここでは、制御システム10が自動車(例えば、ハイブリッド自動車)に組み込まれる場合の例を挙げて具体的に説明する。
図1は、制御システム10の概略構成を示す説明図である。
電圧センサ30a,bは、制御部40に電気的に接続されている。電圧センサ30a,bによって測定された電圧値の情報は、制御部40に入力される。
制御部40は、典型的には、入力部と、出力部と、演算部(CPU)と、記憶媒体(メモリ)と、を備えている。入力部には、上記電圧センサ30a,bから電圧値の情報が入力される。なお、制御部40の演算部では、入力された電圧値に対して補正処理を行ってもよい。
一例を挙げると、例えば負極集電体の材質が銅である場合には、リチウムイオン二次電池の常用下限電圧を単電池あたり2.5Vに設定するとよい。これにより、銅の溶出に起因する微短絡を防止することができ、安定的に使用することができる。
また、図2は、リチウムイオンキャパシタの単セルを構築して、7000時間の高温フロート試験を行った際の直流抵抗(DC−IR)と電圧との関係を示すグラフである。70℃の高温環境下におけるフロート試験の結果からは、リチウムイオンキャパシタの電圧が2.2V未満になると抵抗が顕著に上昇して耐久性が悪化することがわかる。この理由としては、例えば不可逆的な電解液等の分解やガス発生等が考えられる。したがって、かかる場合には、リチウムイオンキャパシタの常用下限電圧を単セルあたり2.2Vに設定するとよい。
なお、制御部40は、車両に装備されるメイン制御装置(電子制御ユニット;ECU)と独立して存在しても良く、あるいは制御部40がECUの一部を構成していてもよい。
LICのケースとしては、アルミニウム等の軽量な金属製のものが好適である。
また、LICの常用上限電圧は、例えば、2.8〜4.5V(典型的には、3.6〜4.2V)であり得る。LICの常用下限電圧は、例えば、1.3〜3.0V(典型的には、1.8〜2.4V)であり得る。LICの常用電圧範囲における静電容量は、例えば、500〜2000F(典型的には、800〜1300F)程度であり得る。
次に、図4のフローチャートを参照しつつ、電源装置20の制御方法について説明する。本実施形態の制御方法では、電源装置20を使用する際に、電圧測定部30によって電源装置20の電圧を測定する(S10)。具体的には、電源装置20を構成するLIB部22およびLIC部24の電圧をそれぞれ測定する。測定された電圧値は、電圧測定部30から出力されて、制御部40の入力部に入力される。制御部40の演算部では、上記測定された電圧値を補正することができる。例えば組電池としての電圧が測定される場合には、単電池(単セル)の接続方法(直列か並列か)や個数等を考慮して、各単電池(単セル)の測定電圧値を算出するようにプログラムしてもよい。
一方、通常制御モードを停止する必要があると判断されれば(S14:Yes)、非常用制御モードを始動する(S16)。具体的には、LIB部22と電動機との接続をOFFにして、LIB部22の使用を停止する。そして、LIC部24と電動機との接続をONにして、常用下限電圧以下の電圧範囲においてLIC部24を単独で使用する。LICは常用下限電圧以下の領域に大きな容量を保有しているため、上記非常用制御モードを選択することでいざというときの車両の動力を確保し、車両を安全に移動させることができる。
非常用制御モードを継続する場合には、次に、LIC部24の電圧を測定する(S22)。LIC部24の電圧が0であれば、それ以上の放電は困難であるため、非常用制御モードを終了する。そして、LIC部24と電動機との接続をOFFにして、LIC部24の使用を停止する(S24:Yes)。一方、電圧>0であれば、LIC部24にはまだ容量が残っていると判断して、非常用制御モードを継続し、再び車両速度測定(S18)のステップに戻る(S24:No)。
20 電源装置
22 リチウムイオン二次電池電源部(LIB部)
24 リチウムイオンキャパシタ電源部(LIC部)
30a,30b 電圧測定部(電圧センサ)
40 制御部
Claims (1)
- 電源装置としてのリチウムイオン二次電池電源部およびリチウムイオンキャパシタ電源部と、
前記2つの電源部の電圧をそれぞれ測定する電圧測定部と、
前記2つの電源部の使用を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記2つの電源部で測定された電圧値と予め設定された常用下限電圧とを比較して、
前記測定された電圧値がいずれも前記常用下限電圧以下の場合に、前記リチウムイオン二次電池電源部の使用を停止し、前記常用下限電圧以下の電圧範囲で前記リチウムイオンキャパシタ電源部を単独使用する非常用制御モードを備える、電源装置の制御システム。
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