JP6587338B2 - Electric vehicle control device and vehicle battery control method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の収容部に発電要素がそれぞれ収容されたバッテリを備えた電気自動車の制御装置及びその自動車用バッテリの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle provided with a battery in which power generation elements are accommodated in a plurality of accommodating portions, and a method for controlling the vehicle battery.
従来、電気自動車として、エンジンの出力軸にクラッチを介して電動発電機を結合し、この電動発電機の回転駆動力を駆動出力として変速機に伝達し、変速機の駆動出力をディファレンシャル・ギアから駆動車軸に伝達する構造のハイブリッド自動車が知られている。このようなハイブリッド自動車は、エンジン又は電動発電機のいずれか一方又は双方の回転駆動力により走行するとともに、減速時には電動発電機が自動車の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する発電機として作用するものである。 Conventionally, as an electric vehicle, a motor generator is connected to an output shaft of an engine via a clutch, and the rotational driving force of the motor generator is transmitted as a drive output to a transmission, and the drive output of the transmission is transmitted from a differential gear. Hybrid vehicles having a structure for transmitting to a drive axle are known. Such a hybrid vehicle travels by the rotational driving force of either one or both of the engine and the motor generator, and at the time of deceleration, the motor generator acts as a generator that recovers the kinetic energy of the vehicle as electric energy. is there.
このようなハイブリッド自動車は、エンジンのみならず電動発電機においても自動車を走行させるので、その電動発電機を駆動するために比較的大容量のバッテリを搭載している。従来、このハイブリッド自動車に使用されるバッテリには、ニッケル水素二次電池が用いられており、このニッケル水素二次電池は、電池ケースに複数の収容部を設け、その収容部の各々に発電要素を収容したものとして知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Since such a hybrid vehicle runs the vehicle not only in the engine but also in the motor generator, a relatively large capacity battery is mounted to drive the motor generator. Conventionally, nickel-metal hydride secondary batteries have been used for the batteries used in this hybrid vehicle, and this nickel-metal hydride secondary battery has a battery case provided with a plurality of accommodating portions, and each of the accommodating portions has a power generation element. (For example, refer to Patent Document 1).
そして、このニッケル水素二次電池のように、ハイブリッド自動車に使用されているバッテリにあっては、充放電を繰り返すことによりその温度が上昇し、所定のバッテリ適正温度範囲を逸脱すると電気特性が低下するものが多い。このため、電気自動車である従来のハイブリッド自動車に用いられる制御装置にあっては、バッテリの温度毎に定められた充放電の許容電力の範囲内でバッテリの充放電が行われるように制御している。 And, in the case of a battery used in a hybrid vehicle such as this nickel-metal hydride secondary battery, its temperature rises by repeated charging and discharging, and the electrical characteristics deteriorate when it deviates from a predetermined battery proper temperature range. There are many things to do. For this reason, in the control apparatus used for the conventional hybrid vehicle which is an electric vehicle, it controls so that charging / discharging of a battery may be performed within the range of permissible electric power of charging / discharging determined for every battery temperature. Yes.
また、特許文献1におけるニッケル水素二次電池では、複数の収容部にそれぞれ収容された発電要素からそれぞれガスが発生することが知られており、電池ケースに安全弁を設けることにより、発電要素からガスが発生して収容部の内圧が異常に上昇した場合でも、その安全弁を介してガスを放出させ、この収容部の変形や破損を防ぐことが行われている。
In addition, in the nickel metal hydride secondary battery in
しかし、従来からハイブリッド自動車のバッテリとして使用されているニッケル水素二次電池では、発電要素の分極等が原因で、各発電要素から酸素ガスが発生すると、発生した酸素のガス分圧が収容部毎に異なる現象を生じさせる。 However, in nickel-metal hydride secondary batteries conventionally used as hybrid vehicle batteries, when oxygen gas is generated from each power generation element due to polarization of the power generation elements, the partial pressure of the generated oxygen is Cause different phenomena.
即ち、各発電要素から発生する酸素ガスの量が異なると、各収容部の内圧が同じであったとしても、各収容部における酸素ガス分圧を一定とするために、酸素分圧の高い収容部から酸素分圧の低い収容部へ酸素ガスが移動する。そして、他の収容部から酸素ガスが移入した収容部の発電要素では、この酸素ガスによって、放電リザーブとして備えていた水素が消費されてしまい(再結合して水となり)、この発電要素(負極)の放電リザーブ量が減少して、各収容部に分けられた発電要素毎に放電リザーブ量が異なるという放電リザーブばらつきを生じさせる。そして、このリザーブばらつきが拡大すると容量劣化が起きる不具合を生じさせる。 That is, if the amount of oxygen gas generated from each power generation element is different, even if the internal pressure of each storage part is the same, the oxygen gas partial pressure in each storage part is kept constant. The oxygen gas moves from the part to the accommodating part having a low oxygen partial pressure. Then, in the power generation element of the housing part into which oxygen gas has been transferred from another housing part, the hydrogen gas provided as the discharge reserve is consumed by this oxygen gas (recombined into water), and this power generating element (negative electrode) The discharge reserve amount is reduced, and the discharge reserve variation that the discharge reserve amount is different for each power generation element divided into the respective accommodating portions is caused. And if this reserve dispersion | variation expands, the malfunction which a capacity | capacitance degradation will produce will be produced.
このような放電リザーブばらつきを低減させるべく、上記特許文献1におけるニッケル水素二次電池では、各収容部を仕切る隔壁に連通孔を設け、その連通孔の大きさを適正にすることにより収容部間での酸素ガスの移動を抑制し、各発電要素間の放電リザーブばらつきを構造的な面からの対策を施して低減するとしている。
In order to reduce such discharge reserve variation, in the nickel metal hydride secondary battery in
一方、近年では、バッテリの性能が向上し、バッテリの温度毎に定められた充放電の許容電力を拡大して、バッテリの出力を向上させることが検討されている。このようなバッテリの出力を向上させるという近年の要求を達成するために、バッテリの温度毎に定められた充電の許容電力を拡大すると、各発電要素から発生する酸素ガスの量も増大することが予想される。 On the other hand, in recent years, battery performance has been improved, and it has been studied to increase the allowable power for charging / discharging determined for each battery temperature to improve the output of the battery. In order to achieve the recent demand for improving the output of such a battery, when the allowable power for charging determined for each battery temperature is increased, the amount of oxygen gas generated from each power generation element may also increase. is expected.
また、リザーブばらつき進行の原因はこのような充電電力アップに限らずに、低電力における長時間の充電などでもリザーブばらつきは進行するので、充電状態によっては、バッテリの構造的な面からの対策のみでは、放電リザーブばらつきを十分に抑制することが困難になる不具合を生じさせる。 Also, the cause of the progress of the reserve variation is not limited to this increase in charging power, but the reserve variation also progresses even when charging at low power for a long time, so depending on the state of charge, only measures from the structural aspect of the battery Then, the malfunction which becomes difficult to fully suppress discharge reserve dispersion | variation is produced.
本発明の目的は、制御の点からバッテリにおける複数の収容部に収容された各発電要素間における酸素ガス発生量のばらつきを防止して、放電リザーブばらつきを抑制し得る電気自動車の制御装置及び自動車用バッテリの制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle and a vehicle that can prevent variation in the amount of oxygen gas generated between the power generation elements housed in a plurality of housing portions in the battery from the point of control, and suppress variation in discharge reserve. A battery control method is provided.
本発明者は、鋭意研究に努めた結果、バッテリにおける起電力が酸素ガス発生の重要な要因と成っていることを知見し、本発明をするに至った。 As a result of diligent research, the present inventor has found that the electromotive force in the battery is an important factor in the generation of oxygen gas, and has come to the present invention.
即ち、本発明は、複数の収容部に発電要素がそれぞれ収容されたバッテリを備えた電気自動車の制御装置の改良である。 That is, the present invention is an improvement of a control device for an electric vehicle provided with a battery in which power generation elements are housed in a plurality of housing portions.
その特徴ある構成は、バッテリの内部抵抗をR、バッテリの端子電圧をV、バッテリを流れる電流をIとし、V+(I×R)において求められるバッテリの起電力をEとするとき、バッテリの起電力を監視してその起電力Eが所定の上限値を超えないようにバッテリの充電を制御するところにある。 The characteristic configuration is that when the internal resistance of the battery is R, the terminal voltage of the battery is V, the current flowing through the battery is I, and the electromotive force of the battery calculated in V + (I × R) is E, The power is monitored and charging of the battery is controlled so that the electromotive force E does not exceed a predetermined upper limit value.
また、別の本発明は、複数の収容部に発電要素がそれぞれ収容された自動車用バッテリの制御方法の改良である。 Another aspect of the present invention is an improvement in a method for controlling an automotive battery in which power generation elements are housed in a plurality of housing portions.
その特徴ある点は、バッテリの内部抵抗をR、バッテリの端子電圧をV、バッテリを流れる電流をIとし、V+(I×R)において求められるバッテリの起電力をEとするとき、バッテリの起電力を監視してその起電力Eが所定の上限値を超えないようにバッテリの充電を制御するところにある。 The characteristic point is that when the internal resistance of the battery is R, the terminal voltage of the battery is V, the current flowing through the battery is I, and the electromotive force of the battery calculated in V + (I × R) is E, The power is monitored and charging of the battery is controlled so that the electromotive force E does not exceed a predetermined upper limit value.
ここで、これらの発明における所定の上限値は、バッテリの温度とバッテリを流れる電流により定められることが好ましい。 Here, the predetermined upper limit value in these inventions is preferably determined by the temperature of the battery and the current flowing through the battery.
本発明の電気自動車の制御装置及び自動車用バッテリの制御方法では、酸素ガスの発生の重要な要因と考えられるバッテリの起電力を監視して、起電力が酸素ガス発生量のばらつきを生じさせる所定の上限値を超えないようにバッテリの充電を制御するので、複数の収容部に収容された各発電要素から酸素ガスが発生したとしても、その酸素ガスの発生量がばらつくことを防止することができる。これにより、制御の面から放電リザーブばらつきを抑制することが可能となり、容量劣化を抑えつつバッテリを最大限に活用することを可能にするものである。 In the electric vehicle control device and the vehicle battery control method of the present invention, the electromotive force of the battery, which is considered to be an important factor for the generation of oxygen gas, is monitored, and the electromotive force is a predetermined value that causes a variation in the amount of oxygen gas generation. Since the charging of the battery is controlled so as not to exceed the upper limit value, even if oxygen gas is generated from each of the power generation elements stored in the plurality of storage units, it is possible to prevent the amount of generated oxygen gas from varying. it can. As a result, it is possible to suppress variation in the discharge reserve from the viewpoint of control, and it is possible to make maximum use of the battery while suppressing capacity deterioration.
そして、所定の上限値がバッテリの温度とバッテリを流れる電流により定められるようにすれば、バッテリの温度毎における酸素ガス発生のばらつきを抑制することも可能となって、バッテリにおける充電の許容電力を十分に拡大することが可能となる。 If the predetermined upper limit value is determined by the battery temperature and the current flowing through the battery, it is possible to suppress the variation in oxygen gas generation for each battery temperature, and to reduce the allowable power for charging the battery. It becomes possible to expand sufficiently.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、電気自動車であるハイブリッド自動車1の構成の例を示すブロック図である。このハイブリッド自動車1は、これを走行させる動力を発生させるエンジン10と、そのエンジン10にクラッチ12を介して接続された電動発電機13と、その電動発電機13に連結されたトランスミッション16を備える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a
エンジン10は、内燃機関の一例であり、ガソリン、軽油、CNG(Compressed Natural Gas)、LPG(Liquefied Petroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、ハイブリッド自動車1を走行させる動力を発生させるように構成される。図におけるエンジン10は軽油を燃料とするディーゼルエンジンである場合を示し、符号10aは、その燃料である軽油を噴射する燃料噴射装置10aを示す。
The
クラッチ12は、クラッチアクチュエータ21により制御される油圧に従って、クラッチブースタ22により機械的に制御されるものを例示する。このクラッチ12を介してエンジン10に電動発電機13が連結され、その電動発電機13に更に連結されたトランスミッション16は半自動のものである。そして、クラッチ12は、エンジン10からの軸出力を、トランスミッション16を介して車輪1cに伝達するように構成される。即ち、クラッチ12は、エンジン10とトランスミッション16を連結してハイブリッド自動車1を走行させるように構成されたものである。
The
電動発電機13は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ14から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション16に供給してハイブリッド自動車1を走行させるか、又はハイブリッド自動車1の走行に起因してトランスミッション16から供給された軸を回転させる動力、又はエンジン10から直接供給された動力によって発電し、その電力をインバータ14に供給するものである。
The
また、ハイブリッド自動車1はバッテリ15を備え、インバータ14は、そのバッテリ15からの直流電力を交流電力に変換するか、又は電動発電機13が発電した交流電力を直流電力に変換するものである。電動発電機13が動力を発生させる場合、インバータ14は、バッテリ15の直流電力を交流電力に変換して、電動発電機13に電力を供給し、電動発電機13が発電する場合、インバータ14は、電動発電機13からの交流電力を直流電力に変換するように構成される。即ち、インバータ14は、バッテリ15に直流電力を供給するための整流器及び電圧調整装置としての役割を果たすものである。
The
バッテリ15は、充放電可能な二次電池であり、電動発電機13が動力を発生させるとき、電動発電機13にインバータ14を介して電力を供給するか、又は電動発電機13が発電しているとき、電動発電機13が発電する電力によって充電される。この実施の形態におけるバッテリは従来から設けられているニッケル水素二次電池15であり、このニッケル水素二次電池15は、電池ケース15aに隔壁15cで仕切られた複数の収容部15bを設け、その収容部15bの各々に正極15eと負極15fから成る発電要素15dをそれぞれ収容したものである。
The
そして、このハイブリッド自動車1には、その電動発電機13が発電する電力量も大きなものとなるので、バッテリ15を冷却するための図示しない冷却装置が設けられる。
The
また、このハイブリッド自動車1には、エンジン10やクラッチ12を制御してハイブリッド自動車1を走行させる制御装置2が設けられる。この実施の形態における制御装置2は、エンジン10をアクセルペダル3の踏み込み量から求められるドライバ要求トルクに従って制御するエンジンECU11や、インバータ14を介して電動発電機13を制御するハイブリッドECU17、及びバッテリECU23とを少なくとも含むものである。
In addition, the
ここで、エンジン10を制御するエンジンECU11と電動発電機13を制御するハイブリッドECU17は、アクセルペダル3の踏み込み量から求められるドライバ要求トルクに等しいトルクをエンジン10及び電動発電機13から出力させるように構成され、その点で、走行動力制御手段19を構成するものである。
Here, the
エンジン10を制御するエンジンECU11は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などにより構成されたいわゆるコンピュータであって、内部に、演算部、メモリ、及びI/O(Input/Output)ポートなどが設けられる。
An
このエンジンECU11には、アクセルペダル3の踏み込み量を検出するアクセルセンサ4の検出出力が接続され、このエンジンECU11の制御出力は、エンジン10の燃料噴射装置10aに連結される。そして、このエンジンECU11は、アクセルペダル3の踏み込み量から要求されるドライバ要求トルクに従って、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン10を制御するように構成される。
The
エンジンECU11とともに走行動力制御手段19を構成するハイブリッドECU17は、エンジンECU11と連携動作するコンピュータであり、インバータ14を制御することによって電動発電機13を制御するように構成される。そして、アクセルペダル3が踏み込まれていない状態になると、ハイブリッド自動車1の走行に起因してトランスミッション16から供給された動力により電動発電機13を駆動して発電させ、その発電により得られた電力をバッテリ15に充電するように構成される。
The hybrid ECU 17 that constitutes the traveling power control means 19 together with the
ハイブリッドECU17は、コンピュータの一例であり、CPU、ASIC、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSPなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、及びI/Oポートなどを有するものが使用される。 The hybrid ECU 17 is an example of a computer, and includes a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and includes an arithmetic unit, a memory, an I / O port, and the like.
バッテリECU23はバッテリ15に接続され、バッテリ15は、このバッテリECU23を介してハイブリッドECU17に接続される。そして、このバッテリECU23は、そのバッテリ15における温度や充放電時における電流値を検出してハイブリッドECU17に出力するとともに、バッテリ15の温度毎に定められた充放電の許容電力の範囲内でバッテリ15の充放電が行われるようにバッテリ15を管理するものである。
The battery ECU 23 is connected to the
このバッテリECU23、エンジンECU11及びハイブリッドECU17は、図示しない他の制御機器とともにCAN(Control Area Network)などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続される。そして、ハイブリッドECU17によって実行されるプログラムは、ハイブリッドECU17の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドECU17にあらかじめインストールされる。
The battery ECU 23, the
ハイブリッドECU17は、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、及びトランスミッション16から取得したギア位置情報、エンジンECU11から取得したエンジン回転速度情報を取得して、取得したアクセル開度情報やその他の情報に基づきインバータ14を制御し、エンジンECU11に対してエンジン10の制御指示を与える。これにより、ハイブリッド自動車1を走行又は停止させるように構成される。
The hybrid ECU 17 acquires the accelerator opening information, the brake operation information, the vehicle speed information, the gear position information acquired from the
そして、本発明の電気自動車の制御装置及び自動車用バッテリの制御方法は、バッテリECU23が検出するバッテリ15の電流Iから、そのバッテリ15の起電力Eを算出して監視し、その起電力Eが所定の上限値を超えないようにバッテリ15の充電を制御するところにある。
In the electric vehicle control device and the vehicle battery control method of the present invention, the electromotive force E of the
即ち、図6に示すように、バッテリ15は内部抵抗Rを有するので、このバッテリ15は内部抵抗Rと発電体Mに分割して考えることができる。ここで、バッテリ15の複数の収容部15bに収容された各発電要素15d(図1)からの酸素ガスの発生を考えると、酸素ガスの発生は電気分解により生じるものであるので、内部抵抗Rは酸素ガス発生に影響を与えずに、発電体Mにおける起電力Eがその酸素ガス発生に影響を与えるものと考えられる。
That is, as shown in FIG. 6, since the
このため、バッテリ15の内部抵抗をR、バッテリ15の端子電圧をV、充放電時にバッテリ15を流れる電流をIとすると、発電体Mにおける起電力Eは、V+(I×R)において求められる。そして、その起電力をEとするとき、電気自動車の制御装置2は、バッテリ15の起電力Eを監視して、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから発生する酸素ガスの発生量がばらつくと考えられる限界の起電力Eとして定められる所定の上限値を、その起電力Eが超えないようにバッテリ15の充電を制御するものである。
For this reason, assuming that the internal resistance of the
従って、所定の上限値は、その上限値を超えると各発電要素15dから発生する酸素ガスの発生量がばらつくと考えられる限界の起電力Eとして定められ、バッテリ15により個別に定められる。そして、所定の上限値の一例を図2に示す。この図2に示す所定の上限値は、上述したように、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから発生する酸素ガスの発生量がばらつくと考えられる限界の起電力Eとして定められ、図2では、バッテリ15を流れる電流Iにより定められる所定の上限値(起電力)が、バッテリ15の温度毎に定められたものを示す。
Accordingly, the predetermined upper limit value is determined as a limit electromotive force E that is considered to cause the amount of oxygen gas generated from each
そして、このような所定の上限値を起電力Eが超えないように制御することにより、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから発生する酸素ガスの発生量がばらつくことは防止され、これにより各発電要素15d毎における放電リザーブばらつきを抑制することが可能になるのである。
Then, by controlling so that the electromotive force E does not exceed such a predetermined upper limit value, it is possible to prevent the amount of oxygen gas generated from each of the
ここで、所定の上限値は、バッテリ15により個別に定められるものであるけれども、図2に示す所定の上限値の求め方の一例を説明する。
Here, although the predetermined upper limit value is individually determined by the
即ち、各発電要素15dからの酸素ガスの発生は、電解液中の水の電気分解により発生すると考えられ、一般的な水の酸化還元電位は1.229Vであることが知られている。一方、図5に示すように、電極への添加物等により、バッテリ15の起電力Eがこの酸化還元電位を超えても直ちに酸素ガスが発生することは無い。けれども、その酸素ガスの発生速度はバッテリ15の起電力Eがこの酸化還元電位を超えた後に著しく上昇することが知られている。
That is, the generation of oxygen gas from each
ここで、本発明の目的である複数の収容部15bに収容された各発電要素15d(図1)における放電リザーブばらつきの抑制を考えると、複数の収容部15bに別々に収容された各発電要素15dから酸素ガスは別々に発生し、それらの量にばらつきがあると、放電リザーブばらつきが著しいことになる。このため、この目的を達成させるためには、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから酸素ガスを発生させないか、或いは、酸素ガスが発生しても、その発生する酸素ガスの量のばらつきを抑制することが対策として有効と考えられる。
Here, considering the suppression of the discharge reserve variation in each
図5に示す酸素ガスの発生領域における酸素ガスの発生速度で考えると、先に述べたように、その酸素ガスの発生速度は起電力Eが上昇することにより著しく上昇する。このため、酸素ガスの発生領域にあっては、バッテリ15の各発電要素15dの起電力EにばらつきΔE1が生じていても、その起電力Eが低い値では、酸素ガス発生速度が小さいので、各発電要素15d間において発生する酸素ガス量に生じる差ΔAは小さい。けれども、バッテリ15の各発電要素15dの起電力Eが高いと、酸素ガス発生速度が速いので、その起電力Eに僅かな差ΔE2が生じただけで、各発電要素15d間において発生する酸素ガス量に生じる差ΔBは大きくなる。
Considering the oxygen gas generation rate in the oxygen gas generation region shown in FIG. 5, as described above, the oxygen gas generation rate increases remarkably as the electromotive force E increases. For this reason, in the oxygen gas generation region, even if there is a variation ΔE1 in the electromotive force E of each
すると、リザーブばらつきは、各発電要素15d間において発生する酸素ガス量に生じる差が大きくなる酸素ガス発生速度が速い領域で進行することになり、酸素ガス発生速度が速い領域に達する以前の所定の値Cを超えないようにすることが必要である。これにより、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから酸素ガスが発生しても、その各発電要素15d間で発生する酸素ガスの量のばらつきは抑制され、結果として放電リザーブばらつきを抑制することが可能となると考えられるのである。
Then, the reserve variation proceeds in a region where the oxygen gas generation rate is high where the difference in the amount of oxygen gas generated between the
そこで、図3に示すように、バッテリ15の起電力Eを横軸に取り、酸素ガス発生速度を縦軸に取り、バッテリ15に流れる複数の電流I値における起電力Eと酸素ガス発生速度の関係を、バッテリ15の温度毎に求める。図3には、バッテリ15の温度がある温度である場合のものを前面に描いたものを示す。そして、得られた関係図から、各発電要素15d間で発生する酸素ガス量のばらつきを抑制しうる酸素ガスの発生量が低い所定の値Cを定め、この関係図から所定の上限値を求める。
Therefore, as shown in FIG. 3, the electromotive force E of the
図4に、所定の上限値を求める手順を示す。ここで、図4(a)は図3に示す起電力と酸素ガス発生速度との関係を示す図の所定の値Cの近傍を示すものであり、酸素ガスの発生量が低い所定の値Cが定められた図4(a)の軸を変換して、図4(b)に示すように、バッテリ15の起電力Eを横軸に取り、バッテリ15に流れる電流I値を縦軸に取ると、所定の値Cである酸素ガス発生速度を発生させる起電力Eと電流Iの関係が求められる。図4(b)では、バッテリ15の温度がある温度の場合のものを示し、これをバッテリ15の温度毎に求める。
FIG. 4 shows a procedure for obtaining a predetermined upper limit value. Here, FIG. 4A shows the vicinity of the predetermined value C in the diagram showing the relationship between the electromotive force and the oxygen gas generation rate shown in FIG. 3, and the predetermined value C where the amount of generated oxygen gas is low. 4A is converted, and as shown in FIG. 4B, the electromotive force E of the
このようにして求められた各温度毎における起電力Eとバッテリ15に生じる電流Iとの関係が図2に示すグラフで有り、このグラフにおける起電力Eは、バッテリ15の温度及びそのバッテリ15に流れる電流I毎に求められた起電力Eにおける所定の上限値を表すものとなる。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the electromotive force E and the current I generated in the
そして、図2に示すグラフを制御装置2のメモリに記憶し、制御装置2は、バッテリ15の温度及びバッテリ15に流れる電流Iをこのグラフに照らし合わせて、その温度及び電流Iに対する起電力Eの所定の上限値を求め、バッテリ15の起電力Eが所定の上限値を超えないようにバッテリ15の充電を制御するのである。
Then, the graph shown in FIG. 2 is stored in the memory of the control device 2, and the control device 2 compares the temperature of the
この実施の形態では、温度毎に定められた充放電の許容電力によりバッテリ15の管理を制御装置2を構成するバッテリECU23により行い、図2に示すグラフは、制御装置2を構成するハイブリッドECU17のメモリに記憶され、このハイブリッドECU17がバッテリECU23から提供されるバッテリ15の温度及び電流Iからバッテリ15の起電力Eを算出して監視し、その起電力Eが所定の上限値を超えないようにバッテリ15の充電を制御するものとする。
In this embodiment, the
従って、この実施の形態におけるバッテリECU23は、バッテリECU23から提供されるバッテリ15の温度及び電流Iからバッテリ15の起電力Eを算出する起電力算出手段、及びそれにより得られた起電力Eが各発電要素15dにおける酸素ガス発生量のばらつきを生じさせる所定の上限値を超えないようにバッテリ15の充電を制御する制御手段を構成するものである。
Therefore, the battery ECU 23 in this embodiment includes an electromotive force calculation means for calculating the electromotive force E of the
このようにバッテリ15の起電力Eが所定の上限値を超えないようにハイブリッドECU17が制御するようにすれば、このハイブリッドECU17の制御を修正するだけで、従来の電気自動車の制御装置を、本発明の制御装置2に容易に変更することが可能となる。
Thus, if the hybrid ECU 17 is controlled so that the electromotive force E of the
そして、本発明の電気自動車の制御装置及び自動車用バッテリの制御方法では、起電力Eが各発電要素15dにおける酸素ガス発生量のばらつきを生じさせる所定の上限値を超えないようにバッテリ15の充電を制御するので、複数の収容部15bに収容された各発電要素15dから発生する酸素ガスの発生量がばらつくことは防止され、各発電要素15d毎における放電リザーブばらつきを抑制することが可能になるのである。
In the electric vehicle control device and the vehicle battery control method of the present invention, the
このように、本発明によりリザーブばらつきを抑制すると、温度毎に定められた充放電の許容電力を拡大することが可能となり、バッテリECU23がバッテリ15の電力によりその充電を制限している範囲を広げれば、容量劣化を抑えつつバッテリ15を最大限に活用することが可能になるのである。
As described above, when the reserve variation is suppressed according to the present invention, the allowable charge / discharge power determined for each temperature can be increased, and the range in which the battery ECU 23 limits the charge by the power of the
なお、上述した実施の形態では、バッテリ15の起電力Eが所定の上限値を超えないようにハイブリッドECU17が制御する場合を説明したけれども、この制御は、他のECUが兼ねるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the hybrid ECU 17 performs control so that the electromotive force E of the
また、上述した実施の形態では、バッテリ15の全体において端子電圧V及び起電力Eの監視と制限を行っているけれども、収容部15bの各々に収容された正極15eと負極15fから成る発電要素15dの各単位において、端子電圧V及び起電力Eの監視と制限を行うようにしても良い。また、必要に応じてモジュールなどの別の単位で、端子電圧V及び起電力Eの監視と制限を行うようにしても良い。
In the above-described embodiment, the terminal voltage V and the electromotive force E are monitored and restricted in the
また、上述した実施の形態では、電気自動車がエンジン10と電動発電機13を備えるハイブリッド自動車1である場合を説明した。けれども、電気自動車は、複数の収容部15bに発電要素15dがそれぞれ収容されたバッテリ15を備える限り、エンジンを備えることの無い電気自動車であっても良い。
In the above-described embodiment, the case where the electric vehicle is the
また、電気自動車がエンジン10と電動発電機13を備えるハイブリッド自動車1であったとしても、上述した実施の形態では、エンジン10がクラッチ12を介して電動発電機13に連結されたハイブリッド自動車1を例示した。けれども、複数の収容部15bに発電要素15dがそれぞれ収容されたバッテリ15を備える限り、エンジン10や電動発電機13の配置はこれに限られない。例えば、エンジン10と電動発電機13の間にクラッチ12を設けないようなハイブリッド自動車であっても良い。
Even if the electric vehicle is the
更に、上述した実施の形態では、バッテリが従来から設けられているニッケル水素二次電池15である場合を説明したけれども、酸素ガス発生によるリザーブばらつきを生じさせる限り、バッテリはニッケル水素二次電池15に限るものではなく、他のアルカリ二次電池であっても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the battery is the nickel hydride
1 ハイブリッド自動車
2 制御装置
15 バッテリ
15b 収容部
15d 発電要素
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バッテリ(15)の内部抵抗をR、前記バッテリ(15)の端子電圧をV、前記バッテリ(15)を流れる電流をIとし、V+(I×R)において求められる前記バッテリ(15)の起電力をEとするとき、
前記バッテリ(15)の起電力Eを監視して前記起電力Eが前記バッテリ(15)の温度と前記バッテリ(15)を流れる電流(I)により定められる所定の上限値を超えないように前記バッテリ(15)の充電を制御する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。 In a control device for an electric vehicle including a battery (15) in which a power generation element (15d) is housed in a plurality of housing portions (15b),
The internal resistance of the battery (15) is R, the terminal voltage of the battery (15) is V, the current flowing through the battery (15) is I, and the start of the battery (15) determined by V + (I × R). When the power is E,
The so as not to exceed a predetermined upper limit value determined by the current (I) flowing through the temperature and the battery (15) of the electromotive force E of the above electromotive force E by monitoring a battery (15) of the battery (15) A control device for an electric vehicle, characterized by controlling charging of a battery (15).
バッテリ(15)の内部抵抗をR、前記バッテリ(15)の端子電圧をV、前記バッテリ(15)を流れる電流をIとし、V+(I×R)において求められる前記バッテリ(15)の起電力をEとするとき、
前記バッテリ(15)の起電力Eを監視して前記起電力Eが前記バッテリ(15)の温度と前記バッテリ(15)を流れる電流(I)により定められる所定の上限値を超えないように前記バッテリ(15)の充電を制御する
ことを特徴とする自動車用バッテリの制御方法。
In the vehicle battery control method in which the power generation element (15d) is accommodated in each of the plurality of accommodating portions (15b),
The internal resistance of the battery (15) is R, the terminal voltage of the battery (15) is V, the current flowing through the battery (15) is I, and the electromotive force of the battery (15) obtained by V + (I × R) Is E,
The electromotive force E of the battery (15) is monitored so that the electromotive force E does not exceed a predetermined upper limit value determined by the temperature of the battery (15) and the current (I) flowing through the battery (15). A method for controlling an automotive battery, comprising: controlling charging of the battery (15).
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