JP2014075297A - Power storage system - Google Patents
Power storage system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014075297A JP2014075297A JP2012222757A JP2012222757A JP2014075297A JP 2014075297 A JP2014075297 A JP 2014075297A JP 2012222757 A JP2012222757 A JP 2012222757A JP 2012222757 A JP2012222757 A JP 2012222757A JP 2014075297 A JP2014075297 A JP 2014075297A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- main battery
- power
- power storage
- storage device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】 蓄電装置を充電しながら、蓄電装置を温めることができる蓄電システムを提供する。
【解決手段】 蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置(10)と、蓄電装置に熱を与えるデバイス(27)と、外部電源(52)からの電力を蓄電装置に供給しながら、外部電源からの電力の一部を用いてデバイスを駆動するコントローラ(30)と、を有する。コントローラは、蓄電装置に流れる電流値が、外部電源からの電力を蓄電装置に供給する充電経路に流れる電流値よりも小さいとき、デバイスを駆動することができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage system capable of warming a power storage device while charging the power storage device.
A power storage system includes a power storage device (10) that performs charging / discharging, a device (27) that applies heat to the power storage device, and an external power supply while supplying power from the external power supply (52) to the power storage device. And a controller (30) for driving the device using a part of the electric power of the device. The controller can drive the device when the current value flowing through the power storage device is smaller than the current value flowing through the charging path for supplying power from the external power source to the power storage device.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、蓄電装置を充電しながら、蓄電装置を温めることができる蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system capable of warming a power storage device while charging the power storage device.
二次電池の温度が低下すると、二次電池の内部抵抗が上昇し、二次電池に電流が流れにくくなる。そこで、特許文献1に記載の技術では、二次電池を充電するときにおいて、まず、ヒータを用いて二次電池を加熱しておき、二次電池の加熱が終了した後に、二次電池の充電を開始するようにしている。 When the temperature of the secondary battery is lowered, the internal resistance of the secondary battery is increased, and it becomes difficult for current to flow through the secondary battery. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, when charging the secondary battery, the secondary battery is first heated using a heater, and after the secondary battery is heated, the secondary battery is charged. Like to start.
特許文献1に記載の技術では、二次電池を十分に加熱しなければ、二次電池の充電を開始させることができない。また、特許文献1に記載の技術では、二次電池を加熱する処理と、二次電池を充電する処理とを、互いに異なるタイミングにおいて個別に行っているため、二次電池の充電時間を短縮する上では、改善の余地がある。 In the technique described in Patent Document 1, charging of the secondary battery cannot be started unless the secondary battery is sufficiently heated. Moreover, in the technique described in Patent Document 1, since the process of heating the secondary battery and the process of charging the secondary battery are individually performed at different timings, the charging time of the secondary battery is shortened. Above, there is room for improvement.
本発明である蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置に熱を与えるデバイスと、外部電源からの電力を蓄電装置に供給しながら、外部電源からの電力の一部を用いてデバイスを駆動するコントローラと、を有する。本発明によれば、外部電源からの電力の一部を蓄電装置に供給することにより、蓄電装置を充電することができる。しかも、外部電源から電力の残りを用いて、デバイスを駆動することにより、蓄電装置を温めることができる。 The power storage system according to the present invention includes a power storage device that performs charging / discharging, a device that heats the power storage device, and a device that uses part of the power from the external power supply while supplying power from the external power supply to the power storage device. And a controller for driving. According to the present invention, the power storage device can be charged by supplying a part of the power from the external power source to the power storage device. In addition, the power storage device can be warmed by driving the device using the remaining power from the external power source.
蓄電装置の温度が低下すると、蓄電装置の内部抵抗が上昇し、蓄電装置に流れる電流値が低下してしまう。このような状態では、所定値の充電電流を蓄電装置に流そうとしても、所定値よりも小さい値の電流しか蓄電装置に流れないことがある。そこで、外部電源からの電力の一部をデバイスに供給することにより、蓄電装置を充電しながら、デバイスを用いて蓄電装置を温めることができる。 When the temperature of the power storage device decreases, the internal resistance of the power storage device increases and the value of the current flowing through the power storage device decreases. In such a state, even if a predetermined value of charging current is caused to flow to the power storage device, only a current having a value smaller than the predetermined value may flow to the power storage device. Thus, by supplying a part of the power from the external power source to the device, the power storage device can be warmed using the device while charging the power storage device.
ここで、デバイスに供給される電力は、蓄電装置の充電に用いられない電力となるため、外部電源からの電力の一部をデバイスに供給しても、蓄電装置の充電効率を低下させることはない。一方、蓄電装置に充電電流を流したり、デバイスを用いて蓄電装置を温めたりすることにより、蓄電装置の温度を上昇させやすくなり、蓄電装置の内部抵抗を低下させやすくすることができる。これにより、蓄電装置に電流を流しやすくなり、蓄電装置の充電を完了させるまでの時間が長引いてしまうことを抑制できる。 Here, since the power supplied to the device is power that is not used for charging the power storage device, even if a part of the power from the external power supply is supplied to the device, the charging efficiency of the power storage device is not reduced. Absent. On the other hand, by supplying a charging current to the power storage device or warming the power storage device using a device, the temperature of the power storage device can be easily increased, and the internal resistance of the power storage device can be easily decreased. Thereby, it becomes easy to let an electric current flow into an electrical storage apparatus, and it can suppress that time until it completes charge of an electrical storage apparatus is prolonged.
ここで、蓄電装置に流れる電流値が、外部電源からの電力を蓄電装置に供給する充電経路に流れる電流値よりも小さいとき、デバイスを駆動することができる。蓄電装置に流れる電流値が、充電経路に流れる電流値よりも小さいときには、蓄電装置に流すことができない電流をデバイスに供給することができる。 Here, the device can be driven when the value of the current flowing through the power storage device is smaller than the value of the current flowing through the charging path for supplying power from the external power source to the power storage device. When the current value flowing through the power storage device is smaller than the current value flowing through the charging path, a current that cannot flow through the power storage device can be supplied to the device.
デバイスに供給する電流としては、蓄電装置に流れる電流値と、充電経路に流れる電流値との差分に相当する電流を用いることができる。これにより、外部電源から供給される電力のすべてを、蓄電装置の充電と、デバイスの駆動とに振り分けることができ、外部電源からの電力を効率良く利用することができる。 As the current supplied to the device, a current corresponding to the difference between the current value flowing through the power storage device and the current value flowing through the charging path can be used. Thereby, all of the electric power supplied from the external power source can be divided into charging of the power storage device and driving of the device, and the electric power from the external power source can be used efficiently.
蓄電装置に流れる電流値が小さくなるほど、デバイスに供給される電流値を大きくすることができる。蓄電装置に電流が流れにくくなるほど、蓄電装置に流すことができない電流が増加する。このため、蓄電装置に流れる電流値が小さくなるほど、デバイスに供給される電流値を大きくすることにより、デバイスを駆動しやすくなり、デバイスを用いて、蓄電装置を効率良く温めることができる。 As the current value flowing through the power storage device decreases, the current value supplied to the device can be increased. The current that cannot flow through the power storage device increases as the current becomes less likely to flow through the power storage device. For this reason, as the value of current flowing through the power storage device decreases, the current value supplied to the device increases, so that the device can be driven more easily, and the power storage device can be efficiently heated using the device.
外部電源からの電力を蓄電装置に供給する充電経路には、DC/DCコンバータを接続することができる。ここで、DC/DCコンバータは、外部電源からの電力を、デバイスへの入力電力に変換するができる。これにより、デバイスの駆動に適した電力をデバイスに供給することができる。一方、DC/DCコンバータには、蓄電装置の放電電力を、蓄電装置とは異なる他の蓄電装置への入力電力に変換する機能も持たせることができる。1つのDC/DCコンバータに対して、2つの機能を持たせることにより、部品点数の増加を抑制することができる。 A DC / DC converter can be connected to a charging path for supplying power from an external power source to the power storage device. Here, the DC / DC converter can convert power from an external power source into input power to the device. Thereby, electric power suitable for driving the device can be supplied to the device. On the other hand, the DC / DC converter can also have a function of converting the discharge power of the power storage device into input power to another power storage device different from the power storage device. By giving two functions to one DC / DC converter, an increase in the number of parts can be suppressed.
充電経路としては、2つの充電経路を設けることができる。第1の充電経路では、所定の電流を蓄電装置に供給することができる。また、第2の充電経路では、第1の充電経路に流れる電流値よりも大きい値の電流を蓄電装置に供給することができる。第1および第2の充電経路を設けることにより、これらの充電経路を選択することができる。 Two charging paths can be provided as the charging path. In the first charging path, a predetermined current can be supplied to the power storage device. In the second charging path, a current having a value larger than the value of the current flowing in the first charging path can be supplied to the power storage device. By providing the first and second charging paths, these charging paths can be selected.
ここで、第2の充電経路からの電力をデバイスに供給して、デバイスを動作させることができる。第2の充電経路に流れる電流値は、第1の充電経路に流れる電流値よりも大きくなるため、蓄電装置に電流が流れにくい状態では、デバイスに供給できる電流を増加させることができる。これにより、デバイスを駆動しやすくなり、デバイスを用いて、蓄電装置を温めやすくすることができる。 Here, the device can be operated by supplying power from the second charging path to the device. Since the current value flowing through the second charging path is larger than the current value flowing through the first charging path, the current that can be supplied to the device can be increased in a state where current does not easily flow through the power storage device. Accordingly, the device can be easily driven, and the power storage device can be easily warmed using the device.
また、第2の充電経路に流れる電流値が、第1の充電経路に流れる電流値よりも大きい場合には、第2の充電経路を用いた充電時間は、第1の充電経路を用いた充電時間よりも短くなりやすい。ここで、充電時間とは、蓄電装置の充電を完了させるまでの時間である。上述したように、デバイスを駆動して、蓄電装置を温めやすくすることにより、蓄電装置に電流を流しやすくすることができ、第2の充電経路を用いた充電時間を短縮させやすくなる。これにより、第2の充電経路に要求される充電時間を担保しやすくなる。 Further, when the current value flowing through the second charging path is larger than the current value flowing through the first charging path, the charging time using the second charging path is charged using the first charging path. It tends to be shorter than time. Here, the charging time is a time until charging of the power storage device is completed. As described above, by driving the device to easily warm the power storage device, it is possible to easily pass a current through the power storage device, and it is easy to shorten the charging time using the second charging path. Thereby, it becomes easy to ensure the charging time required for the second charging path.
蓄電装置は、車両に搭載することができる。ここで、蓄電装置から出力された電気エネルギを運動エネルギに変換することにより、この運動エネルギを用いて車両を走行させることができる。車両に搭載される蓄電装置としては、複数の二次電池によって構成された組電池を用いることができる。 The power storage device can be mounted on a vehicle. Here, by converting the electrical energy output from the power storage device into kinetic energy, the vehicle can be driven using this kinetic energy. As the power storage device mounted on the vehicle, an assembled battery including a plurality of secondary batteries can be used.
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.
本発明の実施例1である電池システム(蓄電システムに相当する)について、図1を用いて説明する。図1は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。なお、後述するように、外部電源からの電力を電池に供給するシステムであれば、本発明を適用することができる。 A battery system (corresponding to a power storage system) that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery system. The battery system of the present embodiment can be mounted on a vehicle, for example. As will be described later, the present invention can be applied to any system that supplies power from an external power source to a battery.
車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述するメインバッテリに加えて、エンジン又は燃料電池といった、他の動力源を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述するメインバッテリだけを備えている。ここで、後述するように、外部電源の電力をメインバッテリに供給することにより、メインバッテリを充電することができる。このような充電を外部充電という。 Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes other power sources such as an engine or a fuel cell in addition to a main battery described later as a power source for running the vehicle. The electric vehicle includes only a main battery described later as a power source for running the vehicle. Here, as will be described later, the main battery can be charged by supplying the power from the external power source to the main battery. Such charging is called external charging.
メインバッテリ(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もできる。ここで、メインバッテリ10を構成する単電池11の数は、メインバッテリ10に対して要求される出力などを考慮して、適宜設定することができる。また、メインバッテリ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。
A main battery (corresponding to a power storage device) 10 has a plurality of
監視ユニット20は、メインバッテリ10の端子間電圧を検出したり、各単電池11の端子間電圧を検出したりして、検出結果をコントローラ30に出力する。監視ユニット20によって検出された電圧は、メインバッテリ10の充放電を制御するときに用いられる。例えば、メインバッテリ10の過充電や過放電を抑制するために、監視ユニット20によって検出された電圧が、上限電圧および下限電圧の間で変化するように、メインバッテリ10の充放電を制御することができる。ここで、上限電圧は、メインバッテリ10又は単電池11の過充電を抑制するために設定され、下限電圧は、メインバッテリ10又は単電池11の過放電を抑制するために設定されている。
The
温度センサ21は、メインバッテリ10(単電池11)の温度を検出し、検出結果をコントローラ30に出力する。ここで、温度センサ21の数は、適宜設定することができる。複数の温度センサ21を用いるときには、メインバッテリ10に対して、互いに異なる位置に温度センサ21を配置することができる。温度センサ21によって検出された温度は、メインバッテリ10の充放電を制御するときに用いることができる。
The
電流センサ22は、メインバッテリ10に流れる電流値を検出し、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、メインバッテリ10を放電しているときには、電流センサ22によって検出された電流値として、正の値を用いることができる。また、メインバッテリ10を充電しているときには、電流センサ22によって検出された電流値として、負の値を用いることができる。
The
本実施例では、メインバッテリ10の正極端子と接続された正極ラインPLに、電流センサ22を設けているが、これに限るものではない。電流センサ22は、メインバッテリ10に流れる電流値を検出することができればよい。具体的には、正極ラインPLおよび負極ラインNLのうち、少なくとも一方に、電流センサ22を設けることができる。ここで、負極ラインNLは、メインバッテリ10の負極端子と接続されたラインである。
In the present embodiment, the
正極ラインPLには、システムメインリレーSMR−Bが設けられている。システムメインリレーSMR−Bは、コントローラ30からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。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−Gは、コントローラ30からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
A system main relay SMR-B is provided in the positive electrode line PL. System main relay SMR-B is switched between on and off by receiving a control signal from
システムメインリレーSMR−Gには、システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rが並列に接続されている。システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rは、直列に接続されている。システムメインリレーSMR−Pは、コントローラ30からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Rは、メインバッテリ10を負荷(具体的には、後述する昇圧回路23)と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。
A system main relay SMR-P and a current limiting resistor R are connected in parallel to the system main relay SMR-G. System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in series. System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from
メインバッテリ10は、正極ラインPLおよび負極ラインNLを介して、昇圧回路23に接続されている。昇圧回路23は、メインバッテリ10の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ24に出力する。また、昇圧回路23は、インバータ24から出力された電圧を降圧して、降圧後の電力をメインバッテリ10に出力することができる。コントローラ30は、昇圧回路23の動作を制御することができる。
The
インバータ24は、昇圧回路23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)25に出力する。また、インバータ24は、モータ・ジェネレータ25が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路23に出力する。コントローラ30は、インバータ24の動作を制御することができる。モータ・ジェネレータ25としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。
The
モータ・ジェネレータ25は、インバータ24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。メインバッテリ10の出力電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ25によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
The motor /
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ25は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。インバータ24は、モータ・ジェネレータ25が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路23に出力する。昇圧回路23は、インバータ24からの出力電圧を降圧して、降圧後の電力をメインバッテリ10に出力する。これにより、回生電力をメインバッテリ10に蓄えることができる。
When the vehicle is decelerated or stopped, the motor /
メインバッテリ10を昇圧回路23と接続するとき、コントローラ30は、まず、システムメインリレーSMR−B,SMR−Pをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Rに電流を流すことができ、突入電流が流れることを抑制できる。次に、コントローラ30は、システムメインリレーSMR−Gをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーSMR−Pをオンからオフに切り替える。これにより、メインバッテリ10および昇圧回路23の接続が完了し、図1に示す電池システムは、起動状態(Ready-On)となる。
When connecting the
メインバッテリ10および昇圧回路23の接続を遮断するとき、コントローラ30は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンからオフに切り替える。これにより、図1に示す電池システムは、停止状態(Ready-Off)となる。ここで、コントローラ30には、車両のイグニッションスイッチのオン/オフに関する情報が入力される。コントローラ30は、イグニッションスイッチがオンであるとき、図1に示す電池システムを起動状態とし、イグニッションスイッチがオフであるとき、図1に示す電池システムを停止状態とする。
When disconnecting the connection between the
コントローラ30は、メモリ31を内蔵しており、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)を行うための各種の情報を記憶する。本実施例では、メモリ31がコントローラ30に内蔵されているが、コントローラ30の外部にメモリ31を設けることもできる。
The
メインバッテリ10および昇圧回路23を接続するラインPL,NLには、DCリレーDCR−B,DCR−Gを介して、DC/DCコンバータ26が接続されている。DCリレーDCR−B,DCR−Gは、コントローラ30からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。DC/DCコンバータ26は、メインバッテリ10の出力電圧を変換して、変換後の電力を温度調節デバイス27に供給したり、補機バッテリ40に供給したりする。すなわち、DC/DCコンバータ26は、メインバッテリ10の出力電圧を降圧する。ここで、DC/DCコンバータ26が補機バッテリ40に電力を供給するとき、DCリレーDCR−B,DCR−Gがオフからオンに切り替わる。
A DC /
温度調節デバイス27は、後述するように、メインバッテリ10(単電池11)の温度を調節するために用いられる。温度調節デバイス27は、リレーTDRを介して、DC/DCコンバータ26と接続されており、リレーTDRがオンであるときに、DC/DCコンバータ26からの電力が温度調節デバイス27に供給される。これにより、温度調節デバイス27を駆動することができる。ここで、リレーTDRは、コントローラ30からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。
As will be described later, the
補機バッテリ40は、充放電が可能であり、車両に搭載された補機に電力を供給するために用いられる。補機バッテリ40は、DC/DCコンバータ26に接続されており、メインバッテリ10からの電力が、DC/DCコンバータ26を介して、補機バッテリ40に供給される。これにより、補機バッテリ40を充電することができる。なお、補機としては、例えば、パワーウィンドモータ、ドアロックユニット、スイッチユニット、オートドア開閉ユニット等が挙げられる。
The
メインバッテリ10および昇圧回路23を接続するラインPL,NLには、充電ラインCPL,CNLを介して、充電器41が接続されている。充電ラインCPL,CNLには、充電リレーCHR−B1,CHR−G1が設けられており、充電リレーCHR−B1,CHR−G1は、コントローラ30からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。
A
充電器41は、車両に搭載されており、インレット(いわゆる、コネクタ)42に接続されている。インレット42は、外部電源52と接続されたプラグ(いわゆる、コネクタ)51と接続される。プラグ51および外部電源52は、車両の外部に設けられており、プラグ51をインレット42に接続すると、外部電源52からの電力を充電器41に導くことができる。
The
外部電源52としては、例えば、商用電源を用いることができる。充電器41は、外部電源52から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力をメインバッテリ10に供給することができる。ここで、充電器41からメインバッテリ10には、一定の充電電流が供給される。
As the
このように、インレット42と接続されるプラグ51が、外部電源52に直接、接続されているときには、インレット42および充電器41を用いて、メインバッテリ10を充電することができる。ここで、充電器41およびインレット42を用いてメインバッテリ10を充電することを、AC(Alternate Current)充電という。
As described above, when the
本実施例では、充電器41が、システムメインリレーSMR−Bおよび昇圧回路23を接続する正極ラインPLと、システムメインリレーSMR−Gおよび昇圧回路23を接続する負極ラインNLとに接続されている。このため、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gがオンであるとともに、充電リレーCHR−B1,CHR−G1がオンであるとき、充電器41からメインバッテリ10に電力が供給されることになる。
In this embodiment, the
なお、充電器41は、メインバッテリ10の正極端子およびシステムメインリレーSMR−Bを接続する正極ラインPLと、メインバッテリ10の負極端子およびシステムメインリレーSMR−Gを接続する負極ラインNLとに接続することもできる。この場合には、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンにしなくても、充電リレーCHR−B1,CHR−G1をオンにするだけで、充電器41からメインバッテリ10に電力を供給することができる。
一方、メインバッテリ10および昇圧回路23を接続するラインPL,NLには、充電ラインCPL,CNLを介して、インレット(いわゆる、コネクタ)43が接続されている。充電ラインCPL,CNLには、充電リレーCHR−B2,CHR−G2が設けられており、充電リレーCHR−B2,CHR−G2は、コントローラ30からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。
On the other hand, an inlet (so-called connector) 43 is connected to the lines PL and NL connecting the
インレット43には、車両の外部に設置されたプラグ(いわゆる、コネクタ)53が接続される。プラグ53は、外部充電器54に接続されており、外部充電器54は、外部電源52に接続されている。外部充電器54は、外部電源52から供給された交流電力を直流電力に変換する。プラグ53をインレット43に接続しているとき、外部充電器54からの直流電力をメインバッテリ10に供給することができる。ここで、外部充電器54からインレット43には、一定の充電電流が供給される。
A plug (so-called connector) 53 installed outside the vehicle is connected to the
このように、車両の外部において、外部充電器54が設置されているときには、プラグ53をインレット43に接続することにより、メインバッテリ10を充電することができる。ここで、インレット43を用いてメインバッテリ10を充電することを、DC(Direct Current)充電という。DC充電を行うときの電流値は、AC充電を行うときの電流値よりも大きくすることができる。
Thus, when the
この場合には、DC充電での充電時間を、AC充電での充電時間よりも短くすることができる。ここでいう充電時間とは、メインバッテリ10の充電によって、メインバッテリ10のSOC(State of Charge)を指定SOCまで上昇させるまでの時間である。SOCとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。指定SOCは、外部充電(AC充電又はDC充電)を完了させるときのメインバッテリ10のSOCであり、適宜設定される。
In this case, the charging time for DC charging can be made shorter than the charging time for AC charging. The charging time here is a time until the SOC (State of Charge) of the
本実施例では、インレット43が、システムメインリレーSMR−Bおよび昇圧回路23を接続する正極ラインPLと、システムメインリレーSMR−Gおよび昇圧回路23を接続する負極ラインNLとに接続されている。このため、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gがオンであるとともに、充電リレーCHR−B2,CHR−G2がオンであるとき、インレット43からメインバッテリ10に電力が供給されることになる。
In this embodiment, the
なお、インレット43は、メインバッテリ10の正極端子およびシステムメインリレーSMR−Bを接続する正極ラインPLと、メインバッテリ10の負極端子およびシステムメインリレーSMR−Gを接続する負極ラインNLとに接続することもできる。この場合には、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンにしなくても、充電リレーCHR−B2,CHR−G2をオンにするだけで、インレット43からメインバッテリ10に電力を供給することができる。
AC充電又はDC充電において、外部電源52の電力をメインバッテリ10に供給する経路では、有線又は無線を用いることができる。有線としては、電力ケーブルを用いることができる。無線としては、電磁誘導や共振現象を利用した、いわゆる非接触充電方式を用いることができる。非接触充電方式としては、公知の技術を適宜用いることができる。
In AC charging or DC charging, wired or wireless can be used in the path for supplying power from the
充電ラインCPL,CNLには、充電リレーCHR−B3,CHR−G3を介して、DC/DCコンバータ26が接続されている。充電リレーCHR−B3,CHR−G3は、コントローラ30からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。充電リレーCHR−B3,CHR−G3がオンであるとともに、充電リレーCHR−B2,CHR−G2がオンであるとき、インレット43からの電力は、メインバッテリ10に供給されるとともに、DC/DCコンバータ26にも供給される。ここで、DC/DCコンバータ26が、インレット43からの電力を温度調節デバイス27に供給するときに、充電リレーCHR−B3,CHR−G3がオフからオンに切り替わる。
A DC /
次に、メインバッテリ10の温度を調節する構造について、図2を用いて説明する。
Next, a structure for adjusting the temperature of the
循環ダクト61には、温度調節デバイス27およびブロワ62が設けられている。ブロワ62の駆動は、コントローラ30によって制御され、ブロワ62を駆動すると、循環ダクト61には、矢印で示す方向において空気の流れが発生する。温度調節デバイス27は、ブロワ62に対して、空気の移動方向における下流に設けられており、ブロワ62から導かれた空気を、メインバッテリ10の温度調節に用いられる空気に変換する。
The
メインバッテリ10の充放電や、メインバッテリ10の周囲における環境温度によって、メインバッテリ10の温度が上昇するときには、メインバッテリ10を冷却する必要がある。メインバッテリ10を冷却するとき、温度調節デバイス27は、ブロワ62からの空気を冷やして、冷えた空気をメインバッテリ10に供給する。これにより、冷却用の空気は、メインバッテリ10との間で熱交換することにより、メインバッテリ10の温度上昇を抑制することができる。
When the temperature of the
メインバッテリ10を冷却するとき、温度調節デバイス27としては、例えば、ペルチェ素子やコンプレッサ式ヒートポンプを用いることができる。ペルチェ素子は、電流の流れる方向と電流値によって、発熱したり、吸熱したりする素子である。ペルチェ素子を用いて吸熱することにより、メインバッテリ10に供給される空気を冷やすことができる。コンプレッサ式ヒートポンプでは、熱媒体を減圧して温度を低下させることにより、ブロワ62からの空気から熱を奪い、メインバッテリ10に供給される空気を冷やすことができる。
When the
メインバッテリ10の周囲における環境温度などによって、メインバッテリ10の温度が低下するときには、メインバッテリ10を温める必要がある。メインバッテリ10を温めることにより、メインバッテリ10の入出力を確保しやすくなる。メインバッテリ10を温めるとき、温度調節デバイス27は、ブロワ62からの空気を温めて、温められた空気をメインバッテリ10に供給する。これにより、加温用の空気は、メインバッテリ10との間で熱交換することにより、メインバッテリ10の温度低下を抑制することができる。
When the temperature of the
メインバッテリ10を温めるときには、温度調節デバイス27として、例えば、通電に伴って発熱するヒータ、ペルチェ素子、コンプレッサ式ヒートポンプを用いることができる。ヒータに電流を流せば、ヒータを発熱させることができ、ヒータで発生した熱を用いて、メインバッテリ10に供給される空気を温めることができる。ペルチェ素子に所定方向の電流を流せば、ペルチェ素子を発熱させることができ、ペルチェ素子で発生した熱を用いて、メインバッテリ10に供給される空気を温めることができる。コンプレッサ式ヒートポンプでは、熱交換媒体を加圧して熱交換媒体の温度を上昇させることにより、メインバッテリ10に供給される空気を温めることができる。
When the
コントローラ30は、温度センサ21の出力に基づいて、メインバッテリ10を温めるか否かを判別したり、メインバッテリ10を冷却するか否かを判別したりすることができる。メインバッテリ10の温度を所望の温度範囲内に維持することにより、メインバッテリ10の入出力特性が低下してしまうことを抑制できる。
Based on the output of the
本実施例では、温度調節デバイス27からの空気を、メインバッテリ10だけでなく、システムメインリレーSMR−B,SMR−P,SMR−Gにも導いているが、温度調節デバイス27からの空気は、少なくともメインバッテリ10に導けばよい。また、メインバッテリ10を構成する各単電池11に対して、温度調節用の空気を導く構造は、適宜設定することができる。
In this embodiment, the air from the
単電池11として、いわゆる角型電池を用いるときには、複数の単電池11を所定方向に並べることにより、メインバッテリ10を構成することができる。この場合には、所定方向で隣り合って配置された2つの単電池11の間にスペースを形成しておき、このスペースに対して温度調節用の空気を導くことができる。また、単電池11として、いわゆる円筒型電池を用いるときには、単電池11の外周面に沿って、温度調節用の空気を流せばよい。
When a so-called square battery is used as the
メインバッテリ10との間で熱交換された空気は、循環ダクト61を移動して、ブロワ62に導かれる。そして、ブロワ62を通過した空気は、温度調節デバイス27によって、メインバッテリ10の温度調節に適した空気に変換された後に、メインバッテリ10に再び供給される。本実施例では、空気を用いて、メインバッテリ10の温度を調節しているが、これに限るものではない。具体的には、空気以外の気体を用いたり、液体を用いたりすることができる。
The air exchanged heat with the
また、本実施例では、循環ダクト61を用いて、空気を循環させているが、これに限るものではない。具体的には、ブロワ62を駆動することにより、外部からの空気を取り込み、メインバッテリ10に供給することができる。そして、メインバッテリ10との間で熱交換された空気は、外部に排出させることができる。ここでいう外部とは、例えば、車両の室内又は車両の外部とすることができる。
In this embodiment, air is circulated using the
メインバッテリ10を温めるときには、メインバッテリ10(単電池11)の温度が低下していることになる。メインバッテリ10(単電池11)の温度が低下するほど、メインバッテリ10(単電池11)の内部抵抗が上昇しやすくなり、メインバッテリ10(単電池11)に電流が流れにくくなる。ここで、AC充電又はDC充電によって、メインバッテリ10を充電するときには、メインバッテリ10に流れる電流値は、外部電源52から供給される電流値よりも小さくなってしまう。
When the
メインバッテリ10に流れる電流値(充電電流)が低下してしまうと、メインバッテリ10を充電する時間も長くなってしまう。メインバッテリ10(単電池11)に充電電流が流れれば、単電池11の内部抵抗に伴う発熱(自己発熱)によって、メインバッテリ10(単電池11)を温めることができる。メインバッテリ10(単電池11)を温めれば、メインバッテリ10(単電池11)の内部抵抗を低下させることができ、メインバッテリ10(単電池11)に充電電流を流しやすくなる。しかし、単電池11の自己発熱だけでは、単電池11を十分に温めることができず、メインバッテリ10を充電する時間を効率良く短縮することができない。
When the current value (charging current) flowing through the
そこで、本実施例では、AC充電又はDC充電を行う場合において、インレット42,43からメインバッテリ10に供給される電流を、メインバッテリ10だけでなく、DC/DCコンバータ26を介して温度調節デバイス27にも供給するようにしている。上述したように、インレット42,43からメインバッテリ10に所定値の電流を流そうとしても、メインバッテリ10の内部抵抗によって、所定値よりも小さい値の電流しかメインバッテリ10に流れないことがある。
Therefore, in the present embodiment, when AC charging or DC charging is performed, a current that is supplied from the
この点を考慮して、本実施例では、メインバッテリ10に流すことができない電流については、温度調節デバイス27に供給するようにしている。すなわち、本実施例では、外部充電を開始するときに、メインバッテリ10の温度が低下しているときには、メインバッテリ10を充電しながら、温度調節デバイス27を駆動することによって、メインバッテリ10を温めるようにしている。
In consideration of this point, in this embodiment, a current that cannot be supplied to the
以下、外部充電(ここでは、DC充電)を行うときの処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。図3に示す処理は、コントローラ30によって実行され、例えば、プラグ53がインレット43に接続されたときに開始させることができる。DC充電を行うとき、コントローラ30は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gおよび充電リレーCHR−B2,CHR−G2をオフからオンに切り替える。
Hereinafter, processing when external charging (here, DC charging) is performed will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 3 is executed by the
ステップS101において、コントローラ30は、温度センサ21の出力に基づいて、メインバッテリ10の温度Tbを検出する。ステップS102において、コントローラ30は、ステップS101の処理で検出した電池温度Tbが閾値(温度)Tthよりも低いか否かを判別する。
In step S <b> 101, the
閾値Tthは、メインバッテリ10を温めるか否かを判別するための温度であり、メインバッテリ10の温度に対する入出力特性などを考慮して、適宜設定することができる。閾値Tthに関する情報は、メモリ31に記憶しておくことができる。ここで、メインバッテリ10のうち、互いに異なる複数の箇所で温度を検出したときであって、検出温度が互いに異なるときには、最も低い検出温度を電池温度Tbとして用いることができる。
The threshold value Tth is a temperature for determining whether or not the
電池温度Tbが閾値Tthよりも低いとき、コントローラ30は、メインバッテリ10を温める必要があると判別し、ステップS103の処理に進む。一方、電池温度Tbが閾値Tthよりも高いとき、コントローラ30は、メインバッテリ10を温める必要が無いと判別し、ステップS108の処理に進む。
When the battery temperature Tb is lower than the threshold value Tth, the
ステップS103において、コントローラ30は、電流センサ22の出力に基づいて、メインバッテリ10に流れる電流値(充電電流)Ibを検出する。ステップS104において、コントローラ30は、ステップS103の処理で検出した電流値Ibが閾値(電流値)Ithよりも小さいか否かを判別する。閾値Ithは、充電時間を長引かせることなく、メインバッテリ10に流すことができる電流値であり、適宜設定することができる。
In step S103, the
具体的には、閾値Ithとしては、インレット43からメインバッテリ10に供給される電流値又は、この電流値よりも僅かに小さい電流値を用いることができる。僅かに小さい電流値とは、メインバッテリ10に流れる電流値と、インレット43からメインバッテリ10に供給される電流値との大小関係において、充電時間の延長に影響を与えにくい電流値である。本実施例では、閾値Ithとして、電池温度Tbが閾値Tthであるときに、メインバッテリ10に流すことが電流値を用いている。閾値Ithに関する情報は、メモリ31に記憶しておくことができる。
Specifically, the current value supplied from the
電流値Ibが閾値Ithよりも大きいとき、コントローラ30は、メインバッテリ10に十分な充電電流を流すことができ、メインバッテリ10を温める必要が無いと判別して、ステップS108の処理に進む。メインバッテリ10に十分な充電電流を流すことができれば、外部充電の時間を必要以上に長引かせることもなく、メインバッテリ10の外部充電を効率良く行うことができる。
When the current value Ib is larger than the threshold value Ith, the
一方、電流値Ibが閾値Ithよりも小さいとき、コントローラ30は、メインバッテリ10の内部抵抗の上昇によって、メインバッテリ10に十分な充電電流を流すことができず、メインバッテリ10を温める必要があると判別して、ステップS105の処理に進む。メインバッテリ10に十分な充電電流を流すことができなければ、外部充電の時間を長引かせることになるため、メインバッテリ10を温めて、メインバッテリ10の内部抵抗を低下させる必要がある。メインバッテリ10の内部抵抗を低下させれば、メインバッテリ10に充電電流を流しやすくなり、メインバッテリ10の外部充電を効率良く行うことができる。
On the other hand, when the current value Ib is smaller than the threshold value Ith, the
ステップS105において、コントローラ30は、充電リレーCHR−B3,CHR−G3がオンであるか否かを判別する。充電リレーCHR−B3,CHR−G3がオフであるとき、コントローラ30は、ステップS106の処理に進む。一方、充電リレーCHR−B3,CHR−G3がオンであるとき、コントローラ30は、ステップS107の処理に進む。
In step S105, the
ステップS106において、コントローラ30は、充電リレーCHR−B3,CHR−G3をオフからオンに切り替える。これにより、DC充電を行うときの充電電流が、メインバッテリ10だけでなく、DC/DCコンバータ26にも流れることになる。ステップS107において、コントローラ30は、温度調節デバイス27を駆動することにより、メインバッテリ10を温める処理(昇温処理)を行う。昇温処理の詳細については、後述する。昇温処理を行った後、コントローラ30は、ステップS101の処理に戻る。
In step S106, the
ステップS102の処理からステップS108の処理に進んだとき、コントローラ30は、昇温処理を停止させる。なお、昇温処理を行っていないとき、コントローラ30は、昇温処理を行わないままとする。ステップS109において、コントローラ30は、現在におけるメインバッテリ10のSOCを算出し、メインバッテリ10のSOCが指定SOCよりも高いか否かを判別する。指定SOCは、上述したように、外部充電(DC充電)を完了させるときのメインバッテリ10のSOCである。
When the process proceeds from step S102 to step S108, the
メインバッテリ10のSOCは、メインバッテリ10に流れる電流値を積算することによって推定することができる。すなわち、DC充電を行うときには、DC充電を開始するときのメインバッテリ10のSOCと、DC充電中にメインバッテリ10に流れる電流値を積算した値とに基づいて、現在におけるメインバッテリ10のSOCを推定することができる。
The SOC of the
また、メインバッテリ10のSOCは、監視ユニット20によって検出されるメインバッテリ10の電圧値に基づいて算出(推定)することができる。SOCおよびOCV(Open Circuit Voltage)は、所定の対応関係があるため、メインバッテリ10のOCVを測定すれば、SOCおよびOCVの対応関係に基づいて、メインバッテリ10のSOCを推定することができる。
Further, the SOC of the
メインバッテリ10のSOCが指定SOCよりも低いとき、コントローラ30は、メインバッテリ10の充電(DC充電)が完了していないと判別し、ステップS101の処理に戻る。一方、メインバッテリ10のSOCが指定SOCよりも高いとき、コントローラ30は、メインバッテリ10の充電(DC充電)が完了したと判別し、ステップS110の処理に進む。
When the SOC of the
ステップS110において、コントローラ30は、充電リレーCHR−B3,CHR−G3をオンからオフに切り替える。これにより、充電電流が、DC/DCコンバータ26を介して、温度調節デバイス27に流れなくなる。また、DC充電を完了するとき、コントローラ30は、充電リレーCHR−B2,CHR−G2をオンからオフに切り替える。
In step S110, the
なお、本実施例では、DC充電を行いながら、昇温処理を行っているが、これに限るものではない。具体的には、AC充電を行いながら、昇温処理を行うこともできる。この場合であっても、図3に示す処理と同様の処理を行えばよい。 In this embodiment, the temperature raising process is performed while performing DC charging, but the present invention is not limited to this. Specifically, the temperature raising process can be performed while performing AC charging. Even in this case, a process similar to the process shown in FIG. 3 may be performed.
ここで、DC充電時の電流値は、AC充電時の電流値よりも大きくなりやすいため、メインバッテリ10の温度が低下しているときに、メインバッテリ10に流すことができない電流値は、AC充電を行うときよりも、DC充電を行うときのほうが大きくなりやすい。このため、DC充電を行いながら昇温処理を行えば、DC/DCコンバータ26を介して、温度調節デバイス27に供給される電流を増加させることができる。温度調節デバイス27に対して、より多くの電流を供給すれば、温度調節デバイス27を用いて、メインバッテリ10を効率良く温めることができる。
Here, since the current value at the time of DC charging tends to be larger than the current value at the time of AC charging, the current value that cannot flow to the
また、DC充電時の電流値は、AC充電時の電流値よりも大きくなりやすいため、DC充電による充電時間は、AC充電による充電時間よりも短くなりやすい。このため、DC充電による充電時間を長引かせることを抑制することが好ましい。したがって、本実施例のように、DC充電を行いながら昇温処理を行うことが好ましい。 In addition, since the current value during DC charging tends to be larger than the current value during AC charging, the charging time due to DC charging tends to be shorter than the charging time due to AC charging. For this reason, it is preferable to suppress extending the charging time by DC charging. Therefore, it is preferable to perform the temperature raising process while performing DC charging as in this embodiment.
次に、図3のステップS107における昇温処理の詳細について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。図4に示す処理は、コントローラ30によって実行される。
Next, details of the temperature raising process in step S107 of FIG. 3 will be described using the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 4 is executed by the
ステップS201において、コントローラ30は、温度調節デバイス27に流すことができる電流値を算出する。具体的には、コントローラ30は、下記式(1)に基づいて、温度調節デバイス27に流すことができる電流値を算出する。
In step S <b> 201, the
I_dev=Ic−Ib ・・・(1) I_dev = Ic−Ib (1)
上記式(1)において、I_devは、温度調節デバイス27に流すことができる電流値であり、Ibは、メインバッテリ10に流れる電流値(充電電流)である。コントローラ30は、電流センサ22の出力に基づいて、電流値Ibを取得することができる。
In the above formula (1), I_dev is a current value that can flow through the
上記式(1)において、Icは、外部充電器54からインレット43に供給される電流値(充電電流)である。外部充電器54からインレット43には、一定の電流が供給されるため、電流値Icは、固定値となる。コントローラ30は、例えば、外部充電器54との間で通信を行うことにより、電流値Icを取得することができる。
In the above formula (1), Ic is a current value (charging current) supplied from the
ここで、電流値Ib,I_devおよび電池温度Tbの挙動を図5に示す。図5において、左側の縦軸は、電流値を示し、右側の縦軸は、電池温度を示す。また、横軸は、充電時間を示しており、図5の右側に進むほど、充電時間が長くなる。 Here, the behavior of the current values Ib and I_dev and the battery temperature Tb is shown in FIG. In FIG. 5, the left vertical axis indicates the current value, and the right vertical axis indicates the battery temperature. Further, the horizontal axis indicates the charging time, and the charging time becomes longer as it goes to the right side of FIG.
電池温度Tbが低下しているときには、メインバッテリ10(単電池11)の内部抵抗によって、電流値Ibは、電流値Icよりも小さくなる。ここで、電流値Icおよび電流値Ibの差分が、電流値I_devとなる。外部充電を行いながら昇温処理を行えば、充電に伴うメインバッテリ10(単電池11)の自己発熱と、温度調節デバイス27を用いた加温によって、電池温度Tbは、時間の経過とともに上昇しやすくなる。
When the battery temperature Tb is decreasing, the current value Ib is smaller than the current value Ic due to the internal resistance of the main battery 10 (unit cell 11). Here, the difference between the current value Ic and the current value Ib is the current value I_dev. If the temperature raising process is performed while external charging is performed, the battery temperature Tb rises with the lapse of time due to self-heating of the main battery 10 (unit cell 11) accompanying charging and heating using the
電池温度Tbが上昇すれば、メインバッテリ10(単電池11)の内部抵抗が低下するため、メインバッテリ10(単電池11)には、充電電流が流れやすくなる。すなわち、電流値Ibが増加することになる。一方、電流値I_devは、電流値Ic,Ibの差分であるため、電流値Ibの増加に伴って、電流値I_devが減少する。図5に示すように、電流値Ibが電流値Icに到達すると、電流値I_devは0[A]となる。 If the battery temperature Tb rises, the internal resistance of the main battery 10 (unit cell 11) decreases, so that a charging current easily flows through the main battery 10 (unit cell 11). That is, the current value Ib increases. On the other hand, since the current value I_dev is the difference between the current values Ic and Ib, the current value I_dev decreases as the current value Ib increases. As shown in FIG. 5, when the current value Ib reaches the current value Ic, the current value I_dev becomes 0 [A].
なお、本実施例では、上記式(1)から算出される電流値I_devの電流を温度調節デバイス27に供給しているが、これに限るものではない。具体的には、上記式(1)から算出される電流値I_devよりも小さい電流値の電流を温度調節デバイス27に供給することもできる。
In this embodiment, the current of the current value I_dev calculated from the above formula (1) is supplied to the
図4に示すステップS202において、コントローラ30は、DC/DCコンバータ26の駆動を開始させるために、DC/DCコンバータ26に駆動信号を出力する。また、コントローラ30は、リレーTDRをオフからオンに切り替えておく。
In step S <b> 202 shown in FIG. 4, the
ステップS203において、コントローラ30は、DC/DCコンバータ26の駆動を制御することにより、DC/DCコンバータ26から温度調節デバイス27に電力を供給する。ここで、コントローラ30は、ステップS201の処理で算出した電流値I_devに基づいて、DC/DCコンバータ26の駆動を制御する。
In step S <b> 203, the
図5を用いて説明したように、電流値Ibが増加するほど、電流値I_devが低下することになる。すなわち、メインバッテリ10に流れる電流値Ibが増加するほど、DC/DCコンバータ26に入力される電流値I_devが低下することになる。ここで、DC/DCコンバータ26の出力を変更することができれば、DC/DCコンバータ26の出力を、電流値I_devの変動に応じて変化させることができる。すなわち、電流値I_devに応じた電力を温度調節デバイス27に供給することができる。
As described with reference to FIG. 5, the current value I_dev decreases as the current value Ib increases. That is, as the current value Ib flowing through the
本実施例によれば、充電電流の一部を、DC/DCコンバータ26を介して温度調節デバイス27に供給することにより、温度調節デバイス27を駆動することができる。これにより、温度調節デバイス27を用いて、メインバッテリ10を温めることができる。ここで、DC/DCコンバータ26に供給される充電電流は、メインバッテリ10に流すことができない電流であり、メインバッテリ10の充電に用いることはできない。すなわち、DC/DCコンバータ26に供給される充電電流の分だけ、メインバッテリ10の充電電流を低下させても、メインバッテリ10の充電効率には影響を与えない。
According to the present embodiment, the
このため、メインバッテリ10に流すことができない電流を用いて、温度調節デバイス27を駆動すれば、メインバッテリ10の充電効率を低下させることなく、温度調節デバイス27を用いてメインバッテリ10を温めることができる。メインバッテリ10を温めて、メインバッテリ10の内部抵抗を低下させれば、メインバッテリ10に対して、より多くの電流を流すことができ、メインバッテリ10の充電を効率良く行うことができる。すなわち、外部充電を完了させるまでの時間が長引いてしまうことを抑制できる。
For this reason, if the
図6は、低温状態のメインバッテリ10を充電したときにおいて、充電が完了するまでの時間を説明する図である。図6において、横軸は充電時間を示し、縦軸は充電電流を示す。また、図6において、ラインL1は、温度調節デバイス27を駆動しない場合に、メインバッテリ10に流れる電流値の挙動を示す。ラインL2は、温度調節デバイス27を駆動した場合において、メインバッテリ10に流れる電流値の挙動を示す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the time until charging is completed when the
温度調節デバイス27を駆動しないとき、メインバッテリ10に流れる電流値は、外部充電器54からインレット43に供給される電流値Icに到達することはなく、時間t3において、外部充電が完了している。一方、温度調節デバイス27を駆動したときには、メインバッテリ10が温められやすくなり、メインバッテリ10の内部抵抗が低下することに伴って、メインバッテリ10に流れる電流値が上昇する。
When the
これにより、温度調節デバイス27を駆動したときには、時間t1において、メインバッテリ10に流れる電流値が電流値Icに到達する。メインバッテリ10に電流が流れやすくなれば、メインバッテリ10のSOCが上昇しやすくなり、時間t2において、外部充電を完了させることができる。時間t2は、時間t3よりも短く、時間t2,t3の差分だけ、充電時間を短縮することができる。
Thereby, when the
図7には、外部充電を開始するときのメインバッテリ10の温度(電池温度)と、充電時間と、メインバッテリ10に流すことができる電流値との関係を示している。図7において、横軸は電池温度であり、左側の縦軸は充電時間であり、右側の縦軸は充電電流である。
FIG. 7 shows the relationship between the temperature of the
図7において、点線は、温度調節デバイス27を用いない場合において、電池温度および充電時間の関係を示す。実線は、温度調節デバイス27を用いた場合において、電池温度および充電時間の関係を示す。一点鎖線は、メインバッテリ10に流すことができる電流値(充電電流)と、電池温度との関係を示す。
In FIG. 7, the dotted line indicates the relationship between the battery temperature and the charging time when the
図7に示すように、電池温度が低下するほど、メインバッテリ10の内部抵抗が上昇し、メインバッテリ10に流すことができる電流値が低下する。このような状態において、温度調節デバイス27を駆動すれば、温度調節デバイス27を駆動しない場合に比べて、充電時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 7, the internal resistance of the
特に、外部充電を開始するときの電池温度が低下するほど、温度調節デバイス27を駆動した場合と、温度調節デバイス27を駆動しない場合とでは、充電時間の差が広がりやすくなる。すなわち、本実施例のように、外部充電を行いながら昇温処理を行えば、外部充電を開始するときの電池温度が低下するほど、充電時間を短縮しやすくなる。
In particular, as the battery temperature at the start of external charging decreases, the difference in charging time between the case where the
一方、外部充電を開始するときの電池温度が上昇するほど、メインバッテリ10に流すことができる電流値(充電電流)が増加する。そして、電池温度が温度T1よりも高いときには、温度調節デバイス27を駆動しても、駆動しなくても、充電時間は変わらなくなる。
On the other hand, the current value (charging current) that can be passed through the
図7に示すように、図3のステップS102の処理で説明した閾値(温度)Tthとしては、温度T1よりも低い温度とすることができる。また、図3のステップS104の処理で説明した閾値(電流値)Ithとしては、電流値Icよりも小さい電流値とすることができる。 As shown in FIG. 7, the threshold value (temperature) Tth described in the process of step S102 of FIG. 3 can be set to a temperature lower than the temperature T1. Further, the threshold value (current value) Ith described in the process of step S104 in FIG. 3 can be a current value smaller than the current value Ic.
電池温度Tbが閾値Tthよりも高いとき、又は、メインバッテリ10に流れる電流値Ibが閾値Ithよりも大きいときには、電池温度Tbや電流値Ibにかかわらず、メインバッテリ10の充電時間は変化しにくくなる。この場合には、温度調節デバイス27を駆動して、メインバッテリ10を温める必要が無くなる。そこで、図3に示す処理で説明したように、電池温度Tbが閾値Tthよりも高いとき、又は、電流値Ibが閾値Ithよりも大きいときには、昇温処理を行わないようにしている。
When the battery temperature Tb is higher than the threshold value Tth, or when the current value Ib flowing through the
一方、電池温度Tbが閾値Tthよりも低いとき、又は、メインバッテリ10に流れる電流値Ibが閾値Ithよりも小さいときには、温度調節デバイス27を駆動しているか否かに応じて、充電時間に差が発生しやすい。ここで、閾値Tthや閾値Ithは、充電時間に差が発生しやすい点を考慮して、適宜設定することができる。
On the other hand, when the battery temperature Tb is lower than the threshold value Tth, or when the current value Ib flowing through the
本実施例では、図3のステップS102やステップS104の処理で説明したように、電池温度Tbが閾値Tthよりも低かったり、電流値Ibが閾値Ithよりも小さかったりするときには、温度調節デバイス27を用いた昇温処理を行うようにしている。これにより、図7に示すように、低温状態のメインバッテリ10を外部充電するときの充電時間を短縮しやすくなる。
In the present embodiment, as described in the processing of step S102 and step S104 in FIG. 3, when the battery temperature Tb is lower than the threshold value Tth or the current value Ib is lower than the threshold value Ith, the
ここで、DC/DCコンバータ26は、インレット43およびメインバッテリ10の間の電流経路(充電ラインCPL,CNL)に接続されているため、メインバッテリ10に入力される前の電力を用いて、温度調節デバイス27を駆動することができる。これにより、メインバッテリ10を放電させずに、温度調節デバイス27を駆動することができる。
Here, since the DC /
本実施例の電池システムでは、DCリレーDCR−B,DCR−Gをオンにすることにより、メインバッテリ10の電力をDC/DCコンバータ26に供給することができる。このため、メインバッテリ10の出力電力を用いて温度調節デバイス27を駆動することもできる。しかし、この場合には、メインバッテリ10を放電させなければならないため、放電後のメインバッテリ10を更に充電させなければならない。これに伴い、メインバッテリ10の充電を最終的に完了させるまでの時間が長引いてしまうおそれがある。
In the battery system of the present embodiment, the power of the
本実施例では、インレット43からDC/DCコンバータ26に直接、電力を供給して、温度調節デバイス27を駆動しているため、メインバッテリ10の放電によって、温度調節デバイス27を駆動する必要も無くなる。これにより、メインバッテリ10の充電と、温度調節デバイス27の駆動とを効率良く行うことができ、充電時間が長引いてしまうことを抑制できる。
In this embodiment, power is directly supplied from the
本実施例では、DC/DCコンバータ26に対して、メインバッテリ10の出力電圧を補機バッテリ40の入力電圧に変換する機能と、インレット43からの電力を温度調節デバイス27の入力電力に変換する機能とを持たせている。このように、1つの部品に対して、2つの機能を持たせることにより、部品点数の増加を抑制することができる。ただし、2つのDC/DCコンバータを用意しておき、各DC/DCコンバータに対して、各機能を持たせることもできる。
In this embodiment, the DC /
具体的には、図1に示す構成に代えて、図8に示す構成を用いることもできる。図8に示す構成において、図1で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。なお、図8では、図1に示すプラグ51,53、外部電源52、外部充電器54を省略している。
Specifically, the configuration shown in FIG. 8 can be used instead of the configuration shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 8, members having the same functions as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 8, the
図8に示す構成において、DC/DCコンバータ26は、DCリレーDCR−B,DCR−Gを介して、メインバッテリ10と接続されている。そして、DC/DCコンバータ26は、メインバッテリ10の出力電圧を変換して、変換後の電力を補機バッテリ40に供給する。
In the configuration shown in FIG. 8, the DC /
一方、DC/DCコンバータ28は、充電リレーCHR−B3,CHR−G3を介して、充電ラインCPL,CNLと接続されている。そして、DC/DCコンバータ28は、インレット43からメインバッテリ10に供給される電力の一部を、温度調節デバイス27に供給することができる。図8に示す構成であっても、図1に示す構成と同様の効果を得ることができる。
On the other hand, the DC /
本実施例(図1に示す構成)では、インレット43からメインバッテリ10に電力を供給する経路に、DC/DCコンバータ26を接続しているが、これに限るものではない。具体的には、充電器41からメインバッテリ10に電力を供給する経路に、DC/DCコンバータ26を接続することもできる。この場合には、AC充電を行うときに、充電電力の一部を用いて、温度調節デバイス27を駆動することができる。
In the present embodiment (configuration shown in FIG. 1), the DC /
ここで、インレット43からメインバッテリ10に電力を供給する経路と、充電器41からメインバッテリ10に電力を供給する経路とが重複する経路(充電ラインCPL,CNLの一部)に対して、DC/DCコンバータ26を接続することができる。この場合には、AC充電およびDC充電のいずれを行う場合であっても、充電電流の一部を用いて、温度調節デバイス27を駆動することができる。
Here, with respect to a route (a part of the charging lines CPL and CNL) in which a route for supplying power from the
本実施例では、DC/DCコンバータ26を用いて、充電電流の一部を温度調節デバイス27に供給しているが、これに限るものではない。具体的には、DC/DCコンバータ26を省略することもできる。この場合には、充電電流の一部が、温度調節デバイス27に直接入力される。このような構成であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, a part of the charging current is supplied to the
10:メインバッテリ(蓄電装置)、11:単電池、20:監視ユニット、
21:温度センサ、22:電流センサ、23:昇圧回路、24:インバータ、
25:モータ・ジェネレータ、26:DC/DCコンバータ、27:温度調節デバイス、
30:コントローラ、31:メモリ、40:補機バッテリ、41:充電器、
42,43:インレット、51,53:プラグ、54:外部充電器、52:外部電源、
61:循環ダクト、62:ブロワ、PL:正極ライン、NL:負極ライン、
CPL,CNL:充電ライン、
SMR−B,SMR−G,SMR−P:システムメインリレー、
CHR−B1,CHR−B2,CHR−B3:充電リレー、
CHR−G1,CHR−G2,CHR−G3:充電リレー
DCR−B,DCR−G:DCリレー、TDR:リレー、R:電流制限抵抗
10: main battery (power storage device), 11: single cell, 20: monitoring unit,
21: Temperature sensor, 22: Current sensor, 23: Booster circuit, 24: Inverter,
25: Motor generator 26: DC / DC converter 27: Temperature control device
30: Controller, 31: Memory, 40: Auxiliary battery, 41: Charger,
42, 43: Inlet, 51, 53: Plug, 54: External charger, 52: External power supply,
61: Circulation duct, 62: Blower, PL: Positive electrode line, NL: Negative electrode line,
CPL, CNL: charging line,
SMR-B, SMR-G, SMR-P: System main relay,
CHR-B1, CHR-B2, CHR-B3: charging relay,
CHR-G1, CHR-G2, CHR-G3: charging relay DCR-B, DCR-G: DC relay, TDR: relay, R: current limiting resistor
Claims (8)
前記蓄電装置に熱を与えるデバイスと、
外部電源からの電力を前記蓄電装置に供給しながら、前記外部電源からの電力の一部を用いて前記デバイスを駆動するコントローラと、
を有することを特徴とする蓄電システム。 A power storage device for charging and discharging; and
A device for applying heat to the power storage device;
A controller that drives the device using a portion of the power from the external power supply while supplying power from the external power supply to the power storage device;
A power storage system comprising:
所定の電流を前記蓄電装置に供給する第1の充電経路と、
前記第1の充電経路に流れる電流値よりも大きい値の電流を前記蓄電装置に供給する第2の充電経路と、を有しており、
前記デバイスは、前記第2の充電経路からの電力を受けて動作することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の蓄電システム。 The charging path for supplying power from the external power source to the power storage device is:
A first charging path for supplying a predetermined current to the power storage device;
A second charging path that supplies a current having a value larger than a current value flowing through the first charging path to the power storage device,
The power storage system according to any one of claims 1 to 6, wherein the device operates by receiving power from the second charging path.
The power storage system according to any one of claims 1 to 7, wherein the power storage device outputs electrical energy converted into kinetic energy for running the vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012222757A JP2014075297A (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | Power storage system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012222757A JP2014075297A (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | Power storage system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014075297A true JP2014075297A (en) | 2014-04-24 |
Family
ID=50749309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012222757A Pending JP2014075297A (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | Power storage system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014075297A (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104734169A (en) * | 2015-04-09 | 2015-06-24 | 南通理工学院 | Energy storage control device for valley electricity and peak electricity |
| JP2016110957A (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery temperature rising system |
| JP2016124378A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| JP2018061337A (en) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle battery charging system |
| JP2018110478A (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
| WO2019044068A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 矢崎総業株式会社 | Semiconductor relay and vehicle current detection device |
| JP2019047474A (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 矢崎総業株式会社 | Semiconductor relay and current detector for vehicle |
| CN111516514A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 株式会社斯巴鲁 | Vehicle with a steering wheel |
| CN111532134A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-14 | 株式会社斯巴鲁 | vehicle |
| EP4119382A1 (en) | 2021-07-13 | 2023-01-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
| JP2023127208A (en) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| US12545136B2 (en) * | 2022-03-01 | 2026-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11150885A (en) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Ricoh Co Ltd | Rechargeable battery charging method |
| JP2008041614A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sony Corp | Battery device |
| WO2012081330A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle |
-
2012
- 2012-10-05 JP JP2012222757A patent/JP2014075297A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11150885A (en) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Ricoh Co Ltd | Rechargeable battery charging method |
| JP2008041614A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sony Corp | Battery device |
| WO2012081330A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016110957A (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery temperature rising system |
| JP2016124378A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| DE102015225891B4 (en) | 2014-12-26 | 2019-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | CONTROL OF THE COOLER AIR INTAKE FLAP OF A VEHICLE DEPENDING ON THE LOADING CONDITION OF THE BATTERY |
| CN104734169A (en) * | 2015-04-09 | 2015-06-24 | 南通理工学院 | Energy storage control device for valley electricity and peak electricity |
| JP2018061337A (en) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle battery charging system |
| JP2018110478A (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
| WO2019044068A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 矢崎総業株式会社 | Semiconductor relay and vehicle current detection device |
| JP2019047474A (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 矢崎総業株式会社 | Semiconductor relay and current detector for vehicle |
| JP2020127305A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 株式会社Subaru | vehicle |
| CN111532134A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-14 | 株式会社斯巴鲁 | vehicle |
| CN111516514A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 株式会社斯巴鲁 | Vehicle with a steering wheel |
| JP2020127304A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 株式会社Subaru | vehicle |
| JP7249164B2 (en) | 2019-02-05 | 2023-03-30 | 株式会社Subaru | vehicle |
| JP7339739B2 (en) | 2019-02-05 | 2023-09-06 | 株式会社Subaru | vehicle |
| CN111532134B (en) * | 2019-02-05 | 2025-03-28 | 株式会社斯巴鲁 | vehicle |
| EP4119382A1 (en) | 2021-07-13 | 2023-01-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
| JP2023012112A (en) * | 2021-07-13 | 2023-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| US12071034B2 (en) | 2021-07-13 | 2024-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
| JP2023127208A (en) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| JP7605159B2 (en) | 2022-03-01 | 2024-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
| US12545136B2 (en) * | 2022-03-01 | 2026-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2014075297A (en) | Power storage system | |
| JP6232878B2 (en) | Power storage system | |
| CN106029432B (en) | Power storage system | |
| KR101896581B1 (en) | Temperature-raising device and temperature-raising method for in-car battery | |
| US9873343B2 (en) | Power storage system and temperature control method for the same | |
| JP7072424B2 (en) | Vehicle power system | |
| US20150042284A1 (en) | Control apparatus for vehicle battery and control method for vehicle battery | |
| US10144297B2 (en) | Electrical storage system | |
| KR101456400B1 (en) | Battery charging control device | |
| JP5736860B2 (en) | Battery charge control device | |
| CN105939878B (en) | The method of vehicle and control vehicle | |
| JP2016152067A (en) | Power storage system | |
| EP3232049B1 (en) | Automobile starting control system and automobile | |
| JP6056486B2 (en) | Vehicle power supply device | |
| JP2018026300A (en) | Charging system | |
| JP6974234B2 (en) | Vehicle power system | |
| JP2010004627A (en) | Charging system and method for charging | |
| JP2013149471A (en) | Secondary battery control device | |
| JP6918588B2 (en) | Control system | |
| JP2012100383A (en) | Charging control unit | |
| JP2017143691A (en) | Temperature increasing system for battery | |
| JP2014079121A (en) | Power storage system | |
| JP7426427B2 (en) | Temperature control device and vehicle | |
| JP2016111721A (en) | Charge control device of vehicle | |
| JP6402687B2 (en) | Vehicle battery system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160107 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160621 |