JP6393983B2 - Secondary battery control device - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a secondary battery.
バッテリが極低温状態に至る可能性が高いと予測された場合に、当該バッテリの充電量が多くなるように制御し、バッテリが所定温度以下となった際は、当該バッテリの放電による内部発熱によってバッテリの温度を上昇させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。 When it is predicted that the battery is likely to reach an extremely low temperature state, control is performed so that the amount of charge of the battery is increased, and when the battery falls below a predetermined temperature, internal heat generated by the discharge of the battery A technique for increasing the temperature of a battery is known (see, for example, Patent Document 1).
上記の技術では、急激な気温の低下や目的地の変更等によってバッテリが極低温に至る可能性の予測に誤差が生じた場合に、バッテリの充電量を多くする制御を行うことができない。このため、バッテリの放電が継続されて当該バッテリのＳＯＣが０％になると、電解液中のエチレンカーボネートの配位・脱離反応が停止することに伴い当該エチレンカーボネートが析出し、バッテリが劣化する場合があるという問題があった。 In the above-described technique, when an error occurs in the prediction of the possibility that the battery will reach an extremely low temperature due to a sudden decrease in temperature or a change in destination, it is not possible to perform control to increase the charge amount of the battery. For this reason, when the discharge of the battery is continued and the SOC of the battery becomes 0%, the ethylene carbonate precipitates and the battery deteriorates as the coordination / desorption reaction of ethylene carbonate in the electrolyte stops. There was a problem that there was a case.
本発明が解決しようとする課題は、制御時における二次電池の温度に応じて、当該二次電池の劣化を抑制することができる二次電池の制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a secondary battery control device capable of suppressing deterioration of the secondary battery according to the temperature of the secondary battery during control.
本発明は、二次電池の温度が所定の閾値未満であり、且つ、当該二次電池のＳＯＣが所定の上限値よりも高い場合に当該二次電池を放電する第１の制御を行い、二次電池の温度が閾値未満であり、且つ、当該二次電池のＳＯＣが所定の下限値未満である場合に二次電池を充電する第２の制御を行うことによって上記課題を解決する。 The present invention performs a first control to discharge the secondary battery when the temperature of the secondary battery is lower than a predetermined threshold and the SOC of the secondary battery is higher than a predetermined upper limit value. The above problem is solved by performing the second control for charging the secondary battery when the temperature of the secondary battery is lower than the threshold value and the SOC of the secondary battery is lower than a predetermined lower limit value.
本発明によれば、二次電池の温度が所定の閾値未満である場合に、当該二次電池のＳＯＣに応じた充電又は放電を行うことにより、当該二次電池の温度を上昇させることができると共に、電解液中のエチレンカーボネートの配位・脱離反応を起こすことにより当該エチレンカーボネートの析出を回避することができる。このため、二次電池の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, when the temperature of the secondary battery is lower than the predetermined threshold, the temperature of the secondary battery can be increased by performing charging or discharging according to the SOC of the secondary battery. At the same time, by causing a coordination / elimination reaction of ethylene carbonate in the electrolytic solution, precipitation of the ethylene carbonate can be avoided. For this reason, deterioration of the secondary battery can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<<第１実施形態>>
図１は本実施形態における二次電池の制御装置を搭載した車両を示すブロック図である。
<< first embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle equipped with a control device for a secondary battery in the present embodiment.
本実施形態における二次電池の制御装置２は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両１に搭載されており、図１に示すように、メインバッテリ３と、ヒータ３２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４と、を備えている。
The secondary
メインバッテリ３は、エチレンカーボネートを使用したリチウムイオン二次電池等の二次電池３１を電気的に直列に複数接続して構成されている。このメインバッテリ３は、特に図示しないが、モータ等と接続されており、当該メインバッテリ３の電力によって車両１を駆動させることが可能となっている。なお、二次電池３１の接続方法は特に限定されず、当該二次電池３１が電気的に並列に接続されていてもよい。
The
また、メインバッテリ３は、図１に示すように、ヒータ３２に接続されており、当該ヒータ３２によってメインバッテリ３の電力を放電することが可能となっている。本実施形態におけるヒータ３２が本発明の放電手段の一例に相当する。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、メインバッテリ３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を介して外部電源５と接続することにより、当該外部電源５から供給される電力を二次電池３１に充電することが可能となっている。本実施形態における二次電池３１が本発明の二次電池の一例に相当する。
Further, the
制御装置２は、ＲＯＭ等に格納されたプログラムをＣＰＵにより実行する装置であり、例えばコンピュータ等から構成されている。この制御装置２はメインバッテリ３の充放電の制御を主として行う装置であり、図１に示すように、温度測定部２１と、ＳＯＣ推定部２２と、演算部２３と、制御部２４と、を備えている。
The
温度測定部２１は、メインバッテリ３の温度を測定する機能を有しており、測定した結果は二次電池３１の温度として制御部２４に送出される。なお、特に図示しないが、外気の温度を測定する外気温度測定部を車両１に設け、当該外気温度測定部の測定結果を二次電池３１の温度として用いてもよい。本実施形態における温度測定部２１が本発明の温度測定手段の一例に相当する。
The
ＳＯＣ推定部２２は、メインバッテリの３を構成する二次電池３１の各端子電圧を測定する機能有していると共に、二次電池３１の端子電圧と、当該二次電池３１のＳＯＣ（State of Charge）と、の関係を示すマップを予め備えている。そして、測定した二次電池３１の端子電圧を当該マップと照合し、各二次電池３１のＳＯＣを推定することが可能となっている。ＳＯＣ推定部２２が推定した二次電池３１のＳＯＣは演算部２３に送出される。本実施形態におけるＳＯＣ推定部２２が本発明のＳＯＣ推定手段の一例に相当する。
The
演算部２３は、ＳＯＣ推定部２２から送出される各二次電池３１のＳＯＣの平均値（以下、平均ＳＯＣとも称する。）を演算する機能を有しており、演算した結果は制御部２４に送出される。
The
制御部２４は、温度測定部２１から送出されるメインバッテリ３の温度が、予め設定された閾値Ｈ以上であるか否かを判定する機能を有している。また、制御部２４は、演算部２３が演算した平均ＳＯＣが予め設定した所定の上限値Ｕより高いか否か、及び、平均ＳＯＣが予め設定した所定の下限値Ｌ未満であるか否かの判定を行う。そして、制御部２４は、上記判定の結果に基づいて、メインバッテリ３の充放電の制御を行う。本実施形態における上限値Ｕが本発明の上限値の一例に相当し、本実施形態における下限値Ｌが本発明の下限値の一例に相当する。
The
なお、上記の上限値Ｕ及び下限値Ｌは、制御装置２による制御が始まった際の平均ＳＯＣを中心として設定することができる。例えば、平均ＳＯＣ＋５％を上限値Ｕとし、平均ＳＯＣ−５％を下限値Ｌとして設定することができる。また、平均ＳＯＣによらない値として当該上限値Ｕと下限値Ｌを設定することもできる。例えば、８０％を上限値Ｕとし、７０％を下限値Ｌとして設定することができる。
The upper limit value U and the lower limit value L can be set around the average SOC when the control by the
ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、メインバッテリ３と外部電源５との間に設けられ、外部電源５から供給される直流電力を昇圧又は降圧した直流電力に変換するための回路であり、コイルやスイッチング素子等により構成されている。本実施形態における外部電源５が本発明の充電手段の一例に相当する。
The DC-
次に、本実施形態における制御装置２が行う制御について説明する。図２は本実施形態における二次電池の制御装置が行う制御を示すフローチャートである。
Next, control performed by the
まず、ステップＳ０１として、車両１のスタートスイッチ（内燃機関を駆動源とする自動車のイグニッションスイッチに相当する）がオフ状態になると、ステップＳ０２へと進む。スタートスイッチがオフ状態ではない場合は、そのまま待機する。 First, in step S01, when the start switch of the vehicle 1 (corresponding to an ignition switch of an automobile having an internal combustion engine as a drive source) is turned off, the process proceeds to step S02. If the start switch is not in the off state, it waits as it is.
ステップＳ０２では、車両１が外部電源５と接続されているか否かの確認を行う。車両１が外部電源５と接続されている場合には、ステップＳ０３へと進む。車両１が外部電源５と接続されていない場合は、そのまま待機する。 In step S02, it is confirmed whether or not the vehicle 1 is connected to the external power source 5. If the vehicle 1 is connected to the external power source 5, the process proceeds to step S03. If the vehicle 1 is not connected to the external power source 5, it waits as it is.
ステップＳ０３では、温度測定部２１がメインバッテリ３の温度を測定し、測定結果を制御部２４に送出する。
In step S <b> 03, the
次いで、ステップＳ０４では、メインバッテリ３の温度が、予め設定された閾値Ｈ以上であるか否かを制御部２４が判定する。この閾値Ｈとしては、例えば、メインバッテリ３を構成する二次電池３１中においてエチレンカーボネートが析出し始める温度（例えば、−１０℃）として設定することができる。メインバッテリ３の温度が当該閾値Ｈ以上である場合には、温度低下による二次電池３１の劣化の可能性は低いとして、制御を終了する。メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満である場合には、ステップＳ０５へと進む。本実施形態における閾値Ｈが本発明の所定の閾値の一例に相当する。
Next, in step S04, the
ステップＳ０５では、ＳＯＣ推定部２２がメインバッテリ３を構成する各二次電池３１のＳＯＣを推定する。そして、演算部２３は、ＳＯＣ推定部２２による推定結果に基づいて、メインバッテリ３の各二次電池３１の平均ＳＯＣを演算する。次いで、演算部２３は、演算結果を制御部２４へ送出する。
In step S <b> 05, the
ステップＳ０６では、演算部２３が演算した平均ＳＯＣが、所定の下限値Ｌ未満であるか否かを制御部２４が判定する。
In step S06, the
ステップＳ０６において二次電池３１の平均ＳＯＣが下限値Ｌ以上である場合には（ステップＳ０６においてＮＯ）、ステップＳ０７として、メインバッテリ３の二次電池３１に蓄えられた電力をヒータ３２に供給することにより当該二次電池３１の電力を放電し、ステップＳ０５へ戻る。このようにして、平均ＳＯＣが下限値Ｌ未満となるまで二次電池３１の放電を行う。この場合において、二次電池３１の電力をヒータ３２に一定時間充電することとしてもよく、二次電池３１の電力をヒータ３２に一定量充電することとしてもよい。ステップＳ０６において平均ＳＯＣが当該下限値Ｌ未満である場合には（ステップＳ０６においてＹＥＳ）、ステップＳ０８へ進む。
When the average SOC of the
ステップＳ０８では、外部電源５から供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４によって所望の電圧に変換された直流電力を、メインバッテリ３の二次電池３１に充電する。なお、この場合において、外部電源５の電力を二次電池３１に一定時間充電することとしてもよく、外部電源５の電力を二次電池３１に一定量充電することとしてもよい。
In step S08, the
次いで、ステップＳ０９では、ステップＳ０８において充電された二次電池３１のＳＯＣをＳＯＣ推定部２２が推定し、当該推定結果に基づいて、演算部２３が二次電池３１の平均ＳＯＣを演算する。
Next, in step S09, the
次いで、ステップＳ１０では、ステップＳ０９において演算部２３が演算した二次電池３１の平均ＳＯＣが、上限値Ｕよりも高いか否かを制御部２４が判定する。平均ＳＯＣが当該上限値Ｕ以下である場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ０８へ戻る。この様にして、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも大きくなるまでステップＳ０８及びステップＳ０９を繰り返す。ステップＳ１０において、平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合には（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１へと進む。
Next, in step S10, the
ステップＳ１１では、メインバッテリ３の二次電池３１に蓄えられた電力をヒータ３２に供給することにより、当該二次電池３１の電力を放電する。なお、この場合において、二次電池３１の電力をヒータ３２に一定時間充電することとしてもよく、二次電池３１の電力をヒータ３２に一定量充電することとしてもよい。
In step S <b> 11, the power stored in the
次いで、ステップＳ０３へ戻る。そして、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満である場合には、以上に述べたステップＳ０５以降のステップを繰り返し、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ以上である場合には、制御を終了する。
Next, the process returns to step S03. If the temperature of the
次に、本実施形態における制御装置２の作用について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態における制御装置２は、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満である場合において、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合には当該二次電池３１の放電を行う制御をし、二次電池３１の平均ＳＯＣが下限値Ｌよりも低い場合には当該二次電池３１の充電を行う制御をする。これにより、二次電池３１の温度が閾値Ｈ未満である場合に、当該二次電池３１の温度を上昇させることができると共に、電解液中のエチレンカーボネートの配位・脱離反応を起こすことにより当該エチレンカーボネートの析出を回避することができるため、二次電池３１の劣化を抑制することができる。
When the temperature of the
また、本実施形態では、二次電池３１の温度が前記閾値未満である限りにおいて、上記の制御を交互に繰り返すことにより、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕと下限値Ｌを交互に超える制御を行う。これにより、二次電池３１の温度上昇及び電解液中のエチレンカーボネートの配位・脱離反応を継続して行うことができるため、より効果的に二次電池３１の劣化を抑制することができる。
In the present embodiment, as long as the temperature of the
なお、この場合において、平均ＳＯＣにおける上限値Ｕと下限値Ｌとの間は１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。この際に、二次電池３１の充電及び放電が交互に行われる頻度が高くなり、より効率的に当該二次電池３１の温度を上昇させ、エチレンカーボネートの析出を回避することができるため、二次電池３１の劣化をさらに抑制することができる。
In this case, the distance between the upper limit value U and the lower limit value L in the average SOC is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less. At this time, the frequency at which the
<<第２実施形態>>
本実施形態では、車両１Ｂが補助蓄電装置３３を備えており、制御装置２Ｂが第２のＳＯＣ推定部２５を備えている点で第１実施形態と相違するが、それ以外については、第１実施形態と同様である。以下に、第１実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
In the present embodiment, the
図３は、本実施形態における二次電池の制御装置を搭載した車両を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a vehicle equipped with the secondary battery control device in the present embodiment.
本実施形態において、車両１Ｂは、図３に示すように、補助蓄電装置３３を備えている。この補助蓄電装置３３は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池により構成することができる。このような二次電池としては、メインバッテリ３を構成する二次電池３１よりも低容量かつ高出力であるものが好ましい。なお、キャパシタやフライホイールを補助蓄電装置３３として用いてもよい。
In the present embodiment, the
この補助蓄電装置３３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を介してメインバッテリ３に接続されており、メインバッテリ３の二次電池３１に蓄えられた電力を充電することが可能となっている。また、補助蓄電装置３３は、充電した電力をメインバッテリ３の二次電池３１に対して放電することが可能となっている。本実施形態における補助蓄電装置３３が本発明の充電手段、放電手段、及び補助用二次電池の一例に相当する。
The auxiliary
本実施形態における制御装置２Ｂは、図３に示すように、第２のＳＯＣ推定部２２１を備えている。第２のＳＯＣ推定部２２１は、第１実施形態で説明したＳＯＣ推定部２２と実質的に同様の構成及び機能を有しており、この第２のＳＯＣ推定部２２１によって、補助蓄電装置３３のＳＯＣ（以下、第２ＳＯＣとも称する。）を推定することが可能となっている。第２のＳＯＣ推定部２２１が推定した第２ＳＯＣは制御部２４Ｂに送出される。
The
制御部２４Ｂは、第１実施形態で説明した制御部２４の機能に加え、第２のＳＯＣ推定部２２１が推定した第２ＳＯＣが、予め定めた所定値Ｔよりも高いか否かを判定する機能、及び、当該第２ＳＯＣに基づいて補助蓄電装置３３の充放電の制御を行う機能を有している。
In addition to the function of the
次に、本実施形態における制御装置２Ｂが行う制御について説明する。図４は本実施形態における二次電池の制御装置が行う制御を示すフローチャートである。
Next, control performed by the
本実施形態では、ステップＳ０１においてスタートスイッチがオフの場合、ステップＳ０３へと進む。次いでステップＳ０４において、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満である場合には、ステップＳ０５へと進んだ後、ステップＳ１２へと進む。ステップＳ０４においてメインバッテリ３の温度が閾値Ｈ以上である場合には、制御を終了する。
In this embodiment, when the start switch is off in step S01, the process proceeds to step S03. Next, when the temperature of the
ステップＳ１２では、メインバッテリ３を構成する二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕを超えているか否かを制御部２Ｂが判定する。平均ＳＯＣが上限値Ｕ以下である場合には、ステップ１３へと進む。
In step S12, the
ステップＳ１３では、第２のＳＯＣ推定部２２１が補助蓄電装置３３のＳＯＣ（第２ＳＯＣ）を推定する。
In step S <b> 13, second
次いで、ステップＳ１４では、第２ＳＯＣが所定値Ｔよりも高いか否かを制御部２４Ｂが判定する。所定値Ｔとしては、例えば、二次電池３１のＳＯＣ４０％に相当する蓄電量として設定することができる。第２ＳＯＣが所定値Ｔよりも高い場合は、補助蓄電装置３３はメインバッテリ３の二次電池３１に充電可能な蓄電量を有しているとして、ステップＳ１５へと進む。
Next, in step S14, the
ステップＳ１５では、補助蓄電装置３３からメインバッテリ３の二次電池３１へ充電を行う。この場合において、補助蓄電装置３３の電力を二次電池３１に一定時間充電することとしてもよく、補助蓄電装置３３の電力を二次電池３１に一定量充電することとしてもよい。次いで、ステップＳ０５へと戻り、ＳＯＣ推定部２２が二次電池３１のＳＯＣの推定を行う。
In step S <b> 15, the
ステップＳ１４において、第２ＳＯＣが所定値Ｔ以下であった場合には、補助蓄電装置３３はメインバッテリ３の二次電池３１に充電可能な蓄電量を有していないとして、ステップＳ１６へと進む。また、ステップＳ１２において、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合においても、ステップ１６へと進む。
If the second SOC is equal to or smaller than the predetermined value T in step S14, the auxiliary
ステップＳ１６では、メインバッテリ３における二次電池３１の電力を補助蓄電装置３３へ充電する。この場合において、二次電池３１の電力を補助蓄電装置３３に一定時間充電することとしてもよく、二次電池３１の電力を補助蓄電装置３３に一定量充電することとしてもよい。次いで、ステップＳ１７において、ＳＯＣ推定部２２が二次電池３１のＳＯＣを推定し、当該推定結果に基づいて演算部２３が平均ＳＯＣを演算する。
In step S <b> 16, the power of the
そして、ステップＳ１８において、平均ＳＯＣが下限値Ｌ以上である場合には、平均ＳＯＣが下限値Ｌ未満となるまでステップＳ１６及びステップＳ１７を繰り返す。なお、二次電池３１の放電量に対して補助蓄電装置３３に充電可能な容量が不足する場合には、ヒータ等の放熱手段を車両１Ｂに設け、当該放熱手段に当該不足分の電力を放電してもよい。
In step S18, if the average SOC is equal to or greater than the lower limit L, steps S16 and S17 are repeated until the average SOC is less than the lower limit L. When the capacity that can be charged in the auxiliary
ステップＳ１８において、平均ＳＯＣが下限値Ｌ未満となった場合には、ステップＳ１９へと進み、第２のＳＯＣ推定部２２１が補助蓄電装置３３のＳＯＣ（第２ＳＯＣ）を推定し、ステップＳ２０へ進む。
If the average SOC is less than the lower limit L in step S18, the process proceeds to step S19, where the second
ステップＳ２０では、第２ＳＯＣが所定値Ｔよりも高いか否かを制御部２４Ｂが判定を行う。第２ＳＯＣが所定値Ｔよりも高い場合には、補助蓄電装置３３はメインバッテリ３の二次電池３１に充電可能な蓄電量を有しているとして、ステップＳ２１へと進む。
In step S20, the
ステップＳ２１では、補助蓄電装置３３からメインバッテリ３の二次電池３１へ充電を行う。本実施形態では、この様に、ステップＳ１６、及びこのステップＳ２１において、メインバッテリ３と補助蓄電装置３３との間で相互充放電を行う。なお、この場合において、補助蓄電装置３３の電力を二次電池３１に一定時間充電することとしてもよく、補助蓄電装置３３の電力を二次電池３１に一定量充電することとしてもよい。また、この相互充放電としては、定電力充放電、ステップ状の充放電、ノコギリ波状の充放電、正弦波状の充放電、或いはこれらを複数組み合わせた充放電等を例示することができる。
In step S <b> 21, the
次いで、ステップＳ０３へと戻った後、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ以上である場合には（ステップＳ０４においてＹＥＳ）、制御を終了する。メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満の場合には（ステップＳ０４においてＮＯ）、ステップＳ０５以降のステップを実行する。
Next, after returning to step S03, if the temperature of
ステップＳ２０において、第２ＳＯＣが所定値Ｔ以下であった場合には、補助蓄電装置３３はメインバッテリ３の二次電池３１に充電可能な蓄電量を有していないとして、制御を終了する。
In step S20, when the second SOC is equal to or less than the predetermined value T, the auxiliary
本実施形態においても、制御装置２Ｂは、メインバッテリ３の温度が閾値Ｈ未満である場合において、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合には当該二次電池３１の放電（補助蓄電地装置３３への充電）を行う制御をし、二次電池３１の平均ＳＯＣが下限値Ｌよりも低い場合には当該二次電池３１の充電を行う制御をする。これにより、二次電池３１の温度が閾値Ｈ未満である場合に、当該二次電池３１の温度を上昇させることができると共に、電解液中のエチレンカーボネートの配位・脱離反応を起こすことにより当該エチレンカーボネートの析出を回避することができるため、二次電池３１の劣化を抑制することができる。
Also in the present embodiment, when the temperature of the
また、上記の制御を交互に繰り返すことにより、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕと下限値Ｌを交互に超える制御を制御部２Ｂが行う。これにより、二次電池３１におけるエチレンカーボネートの析出を回避し、当該二次電池３１の劣化を効果的に抑制することができる。
Further, the
この場合において、メインバッテリ３の二次電池３１の放電電力は、補助蓄電装置３３に充電される。このため、メインバッテリ３が有する電力を効率的に用いることができる。また、外出中等において、車両１Ｂの周辺に外部電源が無い場合においても、上記の制御を行うことにより、二次電池３１の劣化を抑制することができる。
In this case, the discharge power of the
<<第３実施形態>>
本実施形態では、車両１Ｃがメインバッテリ３Ｃ及び接続切替装置６を備えており、当該車両１Ｃに搭載された制御装置２Ｃが選定部２５を備えている点で第２実施形態と相違するが、それ以外については、第２実施形態と同様である。以下に、第２実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。
<< Third Embodiment >>
In the present embodiment, the
図５は本実施形態における二次電池の制御装置を搭載した車両を示すブロック図であり、図６は本実施形態において、メインバッテリと接続切替装置の接続状態を示す回路図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a vehicle equipped with a secondary battery control device in the present embodiment, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a connection state of the main battery and the connection switching device in the present embodiment.
本実施形態における車両１Ｃは、図５に示すように、メインバッテリ３ＣとＤＣ−ＤＣコンバータ４の間に設けられた接続切替装置６を備えていと共に、当該車両１Ｃに搭載された制御装置２Ｃには選定部２５が設けられている。
As shown in FIG. 5, the vehicle 1 </ b> C in the present embodiment includes a
本実施形態におけるメインバッテリ３Ｃは、図６に示すように、当該メインバッテリ３Ｃを構成する各二次電池３Ｃの間にスイッチ（図６において、スイッチＲ１〜Ｒ３）が設けられており、制御装置２Ｃの制御部２４Ｃからの指令に応じて当該スイッチの接続状態をコントロールすることが可能となっている。
As shown in FIG. 6, the
また、接続切替装置６には、メインバッテリ３Ｃを構成する各二次電池３１の端子に対応する複数の切り替えスイッチ（図６において、スイッチＰ１〜Ｐ４及びスイッチＮ１〜Ｎ４）が設けられている。これにより、メインバッテリ３Ｃが有するスイッチと及び接続切替装置６のスイッチを制御部２４Ｃが制御することにより、任意の二次電池３１の電力を個別に補助蓄電装置３３に供給することが可能となっている。
Further, the
例えば、図６において一番上側に示された二次電池３１（３１１）、及び一番下側に示された二次電池３１（３１２）の電力を補助蓄電装置３３に供給する場合には、スイッチＰ１、Ｐ４及びスイッチＮ１、Ｎ４をオン状態とし、他の全てのスイッチ（スイッチＲ１〜Ｒ３、スイッチＰ２〜Ｐ４及びスイッチＮ２〜Ｎ４）をオフ状態とする制御を行うことにより、当該二次電池３１（３１１、３１２）の電力を、ＤＣ―ＤＣコンバータ４を介して補助蓄電装置３３に供給（バランス放電）することができる。
For example, when supplying the power of the secondary battery 31 (311) shown on the uppermost side in FIG. 6 and the secondary battery 31 (312) shown on the lowermost side to the auxiliary
本実施形態において、車両１Ｃに搭載された制御装置２Ｃには、図５に示すように、選定部２５が設けられている。選定部２５は、ＳＯＣ推定部２２が推定したメインバッテリ３Ｃの各二次電池３１のＳＯＣの中から、演算部が演算した平均ＳＯＣよりも高いもの（以下、高ＳＯＣ二次電池とも称する。）を選定する機能を有している。
In the present embodiment, a
制御部２４Ｃは、選定部２５が選定した高ＳＯＣ二次電池の電力を用いて補助蓄電装置３３に対する充電の制御を行うこと以外は、第２実施形態で説明した制御部２４Ｂと同様の機能を有している。
The
次に、本実施形態における制御装置２Ｃが行う制御について説明する。図７は本実施形態における二次電池の制御装置が行う制御を示すフローチャートである。
Next, control performed by the
本実施形態では、ステップＳ０４において、メインバッテリ３Ｃの温度が閾値Ｈ未満である場合には、ステップＳ０５Ｂへと進む。 In the present embodiment, when the temperature of the main battery 3C is lower than the threshold value H in step S04, the process proceeds to step S05B.
ステップＳ０５Ｂでは、ＳＯＣ推定部２２がメインバッテリ３Ｃを構成する各二次電池３１のＳＯＣを推定する。そして、演算部２３は、ＳＯＣ推定部２２による推定結果に基づいて、平均ＳＯＣを演算する。また、選定部２５は、演算部２３の演算結果に基づいて、メインバッテリ３Ｃを構成する二次電池３１の中から高ＳＯＣ二次電池を選定する。そして、選定部２５は、当該選定の結果を制御部２４Ｃへ送出する。
In step S05B, the
次いで、ステップＳ１２において、平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合はステップＳ１６Ｂへ進む。 Next, when the average SOC is higher than the upper limit value U in step S12, the process proceeds to step S16B.
ステップＳ１６Ｂでは、制御部２４Ｃが、高ＳＯＣ二次電池の電力を補助蓄電装置３３へ充電する制御を行う。この場合において、高ＳＯＣ二次電池の電力を補助蓄電装置３３に一定時間充電することとしてもよく、高ＳＯＣ二次電池の電力を補助蓄電装置３３に一定量充電することとしてもよい。
In step S <b> 16 </ b> B,
これにより、本実施形態では、メインバッテリ３Ｃの二次電池３１と補助蓄電装置３３との相互充放電を行う度に、メインバッテリ３Ｃを構成する各二次電池３１のＳＯＣのバラツキは軽減されるため、全ての二次電池３１を効率よく使用することができると共にメインバッテリ３Ｃの寿命低下を抑制することができる。
Thereby, in this embodiment, whenever the mutual charging / discharging of the
また、本実施形態では、高ＳＯＣ二次電池を選定すること（ステップＳ０５Ｂ）、及び当該高ＳＯＣ二次電池の電力を補助蓄電装置３３へ充電する制御を行うこと（ステップＳ１６Ｂ）以外は、第２実施形態と同様の制御を行う。すなわち、本実施形態においても、メインバッテリ３Ｃの温度が閾値Ｈ未満である場合において、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕよりも高い場合には当該二次電池３１の放電（補助蓄電地装置３３への充電）を行う制御をし、二次電池３１の平均ＳＯＣが下限値Ｌよりも低い場合には当該二次電池３１の充電を行う制御をする。これにより、二次電池３１の劣化を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, except for selecting a high SOC secondary battery (step S05B) and performing control for charging the power of the high SOC secondary battery to the auxiliary power storage device 33 (step S16B), The same control as in the second embodiment is performed. That is, also in the present embodiment, when the average SOC of the
また、本実施形態においても、二次電池３１の平均ＳＯＣが上限値Ｕと下限値Ｌを交互に超える制御を制御装置２Ｃが行う。これにより、二次電池３１におけるエチレンカーボネートの析出を回避し、二次電池３１の劣化を効果的に抑制することができる。
Also in the present embodiment, the
また、メインバッテリ３Ｃの二次電池３１の放電電力は、補助蓄電装置３３に充電される。このため、メインバッテリ３Ｃが有する電力を効率的に用いることができる。また、車両１Ｃの周辺に外部電源が無い場合においても、上記の制御を行うことにより、二次電池３１の劣化を抑制することができる。
Further, the discharge power of the
第１実施形態におけるステップＳ１１、第２実施形態におけるステップＳ１６、及び第３実施形態におけるステップＳ１６Ｂが本発明の第１の制御の一例に相当し、第１実施形態におけるステップＳ０８、第２及び第３実施形態におけるステップＳ２１が本発明の第２の制御の一例に相当し、第３実施形態における演算部２３が本発明の平均値算出手段の一例に相当し、第３実施形態における選定部２５が本発明の選定手段の一例に相当する。
Step S11 in the first embodiment, step S16 in the second embodiment, and step S16B in the third embodiment correspond to an example of the first control of the present invention, and step S08, second, and second in the first embodiment. Step S21 in the third embodiment corresponds to an example of the second control of the present invention, the
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、第３実施形態におけるステップＳ１５又はステップＳ２１において、補助蓄電装置３３の電力を、メインバッテリ３Ｃの二次電池３１のうち平均ＳＯＣよりも低いものに充電することとしてもよい。この場合には、メインバッテリ３Ｃの二次電池３１と補助蓄電装置３３との間で相互充放電を行う度に、メインバッテリ３Ｃを構成する各二次電池３１のＳＯＣのバラツキは一層軽減されるため、全ての二次電池３１をさらに効率よく使用することができると共にメインバッテリ３Ｃの寿命低下をより抑制することができる。
For example, in step S15 or step S21 in the third embodiment, the electric power of the auxiliary
また、例えば、第２実施形態及び第３実施形態で説明したような補助蓄電装置を備えた車両において、当該車両が外部電源と接続されている際は、外部電源から供給される電力を優先的に用いるような制御（即ち、第１実施形態におけるステップＳ０３以降の制御）を制御装置が行うこととしてもよい。この場合においても、二次電池の劣化を抑制することができる。 In addition, for example, in a vehicle provided with an auxiliary power storage device as described in the second embodiment and the third embodiment, when the vehicle is connected to an external power supply, power supplied from the external power supply is given priority. The control device may perform the control used in the above (that is, the control after step S03 in the first embodiment). Even in this case, the deterioration of the secondary battery can be suppressed.
１、１Ｂ、１Ｃ・・・車両
２、２Ｂ、２Ｃ・・・制御装置
２１・・・温度測定部
２２・・・ＳＯＣ推定部
２３・・・演算部
２４、２４Ｂ、２４Ｃ・・・制御部
２５・・・選定部
３、３Ｃ・・・メインバッテリ
３１・・・二次電池
３２・・・ヒータ
３３・・・補助蓄電装置
４・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
５・・・外部電源
６・・・接続切替装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記二次電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定手段と、
前記二次電池を充電する充電手段と、
前記二次電池を放電する放電手段と、
前記二次電池の充放電の制御を行う制御手段と、を備え、
前記二次電池は、電解液にエチレンカーボネートを使用した電池であり、
前記制御手段は、
前記二次電池の温度が所定の閾値未満であり、且つ、前記二次電池のＳＯＣが所定の上限値よりも高い場合に前記放電手段により前記二次電池を放電する第１の制御を行い、
前記二次電池の温度が前記閾値未満であり、且つ、前記二次電池のＳＯＣが所定の下限値未満である場合に前記充電手段により前記二次電池を充電する第２の制御を行い、
前記上限値を示すＳＯＣと前記下限値を示すＳＯＣとの間は１０％以下である
ことを特徴とする二次電池の制御装置。 Temperature measuring means for measuring the temperature of the secondary battery;
SOC estimation means for estimating the SOC of the secondary battery;
Charging means for charging the secondary battery;
Discharging means for discharging the secondary battery;
Control means for controlling charge and discharge of the secondary battery,
The secondary battery is a battery using ethylene carbonate as an electrolyte,
The control means includes
Performing a first control for discharging the secondary battery by the discharging means when the temperature of the secondary battery is lower than a predetermined threshold and the SOC of the secondary battery is higher than a predetermined upper limit;
The temperature of the secondary battery is less than the threshold value, and, have a row a second control to charge the secondary battery by the charging means when SOC is less than a predetermined lower limit value of the secondary battery,
The control apparatus for a secondary battery, wherein the SOC between the SOC indicating the upper limit value and the SOC indicating the lower limit value is 10% or less .
前記制御手段は、前記二次電池の温度が前記閾値未満である限りにおいて、前記第１の制御と前記第２の制御とを交互に繰り返す制御を行うことを特徴とする二次電池の制御装置。 The control apparatus for a secondary battery according to claim 1,
As long as the temperature of the secondary battery is lower than the threshold value, the control means performs control that alternately repeats the first control and the second control. .
前記充電手段は、補助用二次電池であることを特徴とする二次電池の制御装置。 A control device for a secondary battery according to claim 1 or 2,
The control device for a secondary battery, wherein the charging means is an auxiliary secondary battery.
複数の前記二次電池と、
複数の前記二次電池のＳＯＣの平均値を算出する平均値算出手段と、
複数の前記二次電池の中から、前記二次電池のＳＯＣが前記平均値よりも高い高ＳＯＣ二次電池を選定する選定手段と、を備え、
前記第１の制御は、前記高ＳＯＣ二次電池を放電すると共に、前記高ＳＯＣ二次電池の放電電力を前記充電手段に充電する制御であることを特徴とする二次電池の制御装置。
The control device for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of the secondary batteries;
An average value calculating means for calculating an average value of SOC of the plurality of secondary batteries;
Selecting means for selecting a high SOC secondary battery in which the SOC of the secondary battery is higher than the average value from among the plurality of secondary batteries;
The first control is control of discharging the high SOC secondary battery and charging discharge power of the high SOC secondary battery to the charging means.
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