JP2018008547A - Battery control system of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車両のバッテリ制御システムにおいて、バッテリの劣化を抑制し、かつ、EV走行時の動力性能を高くすることである。【解決手段】バッテリ制御システムは、バッテリに対する放電電力を制御する制御装置を含む。制御装置は、EV走行時ではHV走行時よりも、バッテリからの放電許容電力を拡大させ、HV走行時における放電許容電力であるベース許容電力と、EV走行時における放電許容電力の最大値である最大許容電力とを算出する。制御装置は、EV走行時において、バッテリの内部抵抗値の初期値に対する増加量に基づく第1劣化係数K1と、バッテリの使用経過時間に基づく第2劣化係数K2とのうち、値の小さい係数を、最大許容電力とベース許容電力との差分に乗じてEV走行時の放電許容電力の拡大量を算出する。【選択図】図2In a battery control system for a hybrid vehicle, battery deterioration is suppressed and power performance during EV traveling is increased. A battery control system includes a control device that controls discharge power to a battery. The control device expands the allowable discharge power from the battery during EV traveling more than during HV traveling, and is the base allowable power that is the allowable discharge power during HV traveling and the maximum value of the allowable discharge power during EV traveling. Calculate the maximum allowable power. During EV traveling, the control device calculates a coefficient having a smaller value out of the first deterioration coefficient K1 based on the increase amount of the internal resistance value of the battery with respect to the initial value and the second deterioration coefficient K2 based on the elapsed use time of the battery. Then, by multiplying the difference between the maximum allowable power and the base allowable power, the amount of expansion of the discharge allowable power during EV traveling is calculated. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、バッテリに接続された電動モータと、エンジンとを備え、電動モータ及びエンジンの一方または両方を駆動源として走行するハイブリッド車両のバッテリ制御システムに関する。 The present invention relates to a battery control system for a hybrid vehicle that includes an electric motor connected to a battery and an engine and travels using one or both of the electric motor and the engine as a drive source.
従来から、電動モータ及びエンジンを備え、電動モータ及びエンジンの一方または両方を駆動源として走行するハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両には、電動モータに電力を供給するために蓄電部であるバッテリが搭載される。ハイブリッド車両では、エンジンの駆動を禁止して電動モータの駆動によって車両を走行させるEV走行モードと、エンジンの駆動を許可して車両を走行させるHV走行モードとが設定される。EV走行モード及びHV走行モードは、ユーザの要求、または車両要求駆動力等の車両状態によって切り換えられる。 Conventionally, a hybrid vehicle that includes an electric motor and an engine and travels using one or both of the electric motor and the engine as a drive source is known. A hybrid vehicle is equipped with a battery, which is a power storage unit, for supplying electric power to the electric motor. In the hybrid vehicle, an EV traveling mode in which driving of the engine is prohibited and the vehicle is driven by driving of the electric motor, and an HV traveling mode in which driving of the engine is permitted and the vehicle is driven are set. The EV traveling mode and the HV traveling mode are switched according to a vehicle request such as a user request or a vehicle request driving force.
特許文献1には、バッテリに相当する組電池の現在の電圧値、電流値及び内部抵抗値を用いて基準電圧値を算出し、その基準電圧値と所定の内部抵抗値とを用いて放電可能電力値を算出する構成が記載されている。この構成では、所定の内部抵抗値は、現在の内部抵抗値よりも高く設定される。これにより、組電池の劣化を考慮しながら、放電可能電力値を設定できるとされている。 In Patent Document 1, a reference voltage value is calculated using a current voltage value, a current value, and an internal resistance value of an assembled battery corresponding to a battery, and discharging is possible using the reference voltage value and a predetermined internal resistance value. A configuration for calculating a power value is described. In this configuration, the predetermined internal resistance value is set higher than the current internal resistance value. Thereby, it is supposed that the dischargeable power value can be set in consideration of deterioration of the assembled battery.
ところで、ハイブリッド車両のEV走行時には、バッテリの放電許容電力を高くすることにより、動力性能を高くすることが望まれる。一方、バッテリの放電許容電力が高い状態を維持し続けると、バッテリの劣化が早期に進むおそれがある。特許文献1に記載された構成では、バッテリの劣化の抑制と、EV走行時における放電許容電力を高く設定して動力性能を高くすることとの両立を図る面から改良の余地がある。 By the way, during EV traveling of the hybrid vehicle, it is desired to increase the power performance by increasing the discharge allowable power of the battery. On the other hand, if the state where the allowable discharge power of the battery is kept high is maintained, the battery may be deteriorated at an early stage. In the configuration described in Patent Document 1, there is room for improvement from the viewpoint of achieving both the suppression of the deterioration of the battery and the increase of the power performance by setting the discharge allowable power high during EV traveling.
本発明の目的は、ハイブリッド車両のバッテリ制御システムにおいて、バッテリの劣化を抑制し、かつ、EV走行時の動力性能を高くすることである。 An object of the present invention is to suppress battery deterioration and increase power performance during EV traveling in a battery control system for a hybrid vehicle.
本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ制御システムは、バッテリに接続された電動モータと、エンジンとを備え、前記電動モータ及び前記エンジンの一方または両方を駆動源として走行するハイブリッド車両のバッテリ制御システムである。バッテリ制御システムは、前記バッテリに対する放電電力を制御する制御装置を備える。前記制御装置は、前記エンジンの駆動を禁止し前記電動モータを駆動して走行するEV走行時では、前記エンジンの駆動を許可して走行するHV走行時よりも、前記バッテリからの放電許容電力を拡大させ、前記HV走行時における前記放電許容電力であるベース許容電力と、前記EV走行時における前記放電許容電力の最大値である最大許容電力とを算出し、前記EV走行時において、前記バッテリの内部抵抗値の初期値に対する増加量から算出するバッテリの劣化係数であって、前記放電許容電力の拡大量の割合に相当する第1劣化係数と、バッテリの使用経過時間に基づいて算出するバッテリの劣化係数であって、前記放電許容電力の拡大量の割合に相当する第2劣化係数とのうち、値の小さい係数を、前記最大許容電力と前記ベース許容電力との差分に乗じて、前記EV走行時の前記放電許容電力の拡大量を算出する。 A battery control system for a hybrid vehicle according to the present invention is a battery control system for a hybrid vehicle that includes an electric motor connected to a battery and an engine and travels using one or both of the electric motor and the engine as a drive source. . The battery control system includes a control device that controls discharge power to the battery. In the EV traveling that travels by prohibiting driving of the engine and driving the electric motor, the control device allows the discharge allowable power from the battery to be higher than in HV traveling that travels while permitting the driving of the engine. The base allowable power, which is the discharge allowable power during the HV traveling, and the maximum allowable power, which is the maximum value of the discharge allowable power during the EV traveling, are calculated. The battery deterioration coefficient calculated from the increase amount of the internal resistance value relative to the initial value, which is calculated based on the first deterioration coefficient corresponding to the ratio of the increase amount of the discharge allowable power and the battery usage elapsed time. Among the second deterioration coefficients corresponding to the ratio of the expansion amount of the discharge allowable power, the coefficient having a small value is set as the maximum allowable power and the base. By multiplying the difference between the volume power, to calculate the expansion amount of said discharge allowable power during the EV traveling.
本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ制御システムによれば、バッテリの劣化を抑制し、かつ、EV走行時の動力性能を高くすることができる。 According to the battery control system for a hybrid vehicle according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the battery and improve the power performance during EV traveling.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、車輪駆動用の電動モータとして、電動機と発電機との両方の機能を有する第2モータジェネレータを用いる場合を説明するが、電動モータは、発電機の機能がないものとしてもよい。また、以下で説明する数値及び個数は、説明のための例示であって、ハイブリッド車両のバッテリ制御システムの仕様に応じて適宜変更することができる。以下において複数の実施形態や、変形例などが含まれる場合、それらを適宜組み合わせて実施することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case where a second motor generator having both functions of an electric motor and a generator is used as an electric motor for driving a wheel will be described. However, the electric motor may not have a function of a generator. . In addition, the numerical values and the number described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the battery control system of the hybrid vehicle. In the following, when a plurality of embodiments and modified examples are included, they can be implemented by appropriately combining them. In the following description, identical elements are denoted by the same reference symbols in all drawings. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、実施形態のバッテリ制御システム12及びハイブリッド車両10の基本構成及び回路を示す図である。図1の一点鎖線は信号線を表している。
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration and a circuit of a
バッテリ制御システム12が搭載されるハイブリッド車両10を説明する。ハイブリッド車両10は、第2モータジェネレータ18及びエンジン50の一方または両方を駆動源として走行する。具体的には、ハイブリッド車両10は、バッテリ制御システム12と、エンジン50と、動力分配機構51と、車輪52とを備える。バッテリ制御システム12は、バッテリ15、第1モータジェネレータ16、車輪駆動用の電動モータである第2モータジェネレータ18、電流センサ19、電圧センサ20、温度センサ21及び制御装置22を含んで構成される。
The
バッテリ15は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の複数の二次電池である電池セルを有し、複数の電池セルを直列または並列に電気的に接続することにより構成される電池モジュールを含む。バッテリ15は、複数の電池モジュールを電気的に直列に接続して構成される電池パックであってもよい。第1モータジェネレータ16及び第2モータジェネレータ18はバッテリ15に接続される。バッテリ15から出力された直流電圧は昇降圧コンバータ23により昇圧される。昇圧された直流電力は、インバータ24により3相交流電力に変換される。変換後の交流電力は、第1モータジェネレータ16及び第2モータジェネレータ18の少なくとも一方に供給される。以下、第1モータジェネレータ16は第1MG16と記載し、第2モータジェネレータ18は第2MG18と記載する。図1では、第1MG16及び第2MG18をそれぞれMG1,MG2と示している。
The
ここで、第1MG16及び第2MG18のそれぞれは、電動機と発電機との両方の機能を有する。第1MG16はバッテリ15からの電力で駆動され、エンジン50を始動させる始動モータとしての機能も有する。第2MG18はバッテリ15から電力が供給されて駆動され車両を駆動するために用いられる。具体的には、第2MG18の駆動力が動力分配機構51を介して車輪52に伝達され、車輪52が駆動される。第2MG18は、車両の制動時に回生発電してバッテリ15に電力を供給することでバッテリ15を充電する発電機としても用いられる。
Here, each of the first MG 16 and the second MG 18 has both functions of an electric motor and a generator. The first MG 16 is driven by electric power from the
エンジン50は、動力分配機構51に接続されており、エンジン50の出力により車輪52を駆動することができる。また、エンジン50の出力を第1MG16に伝達し、ここで発電することもできる。
The
また、ハイブリッド車両10では、EV走行モードとHV走行モードとが設定され、後述の制御装置22がユーザ要求または車両状況によりEV走行モード及びHV走行モードのいずれかを選択するように切り替える。ハイブリッド車両は選択された走行モードで走行する。ユーザ要求は、スイッチまたはボタン等の操作部を用いたユーザの操作により発生する。車両状況は、バッテリ15の満充電容量に対する充電容量の割合であるSOC(State Of Charge)、アクセル操作に基づく車両要求駆動力等である。
Further, in the
EV走行モードは、エンジン50の駆動を停止して、第2MG18の動力によって車両を走行させる。HV走行モードは、エンジン50の駆動を許可して走行するモードであり、走行状態(SOC、出力要求など)に応じて、適宜エンジン50を駆動して走行する。すなわち、エンジン50及び第2MG18のうち、少なくとも一方を駆動して走行し、SOCが低下した場合には発電する。また、走行状況によっては、エンジン50の駆動力のみで走行する。例えば、HV走行モードは、SOCを所定範囲に維持するように走行するモードとすることができる。このとき、SOCが所定範囲の下限を下回るときにエンジンを駆動することにより第1MG16で発電させ、ヒステリシスを考慮してSOCが所定範囲の上限を上回るときにエンジンの駆動を停止させ、第2MG18の動力のみで車両を走行させる。
In the EV travel mode, the driving of the
すなわち、第2MG18及びエンジン50の駆動力は動力分配機構51を介して車輪52に伝達され、ハイブリッド車両10は、第2MG18及びエンジン50の一方または両方を駆動源として走行する。なお、「HV走行時」の用語は、HV走行モードのときとしてもよいし、HV走行モードにおいて電動モータとエンジンの両方が駆動されているときに限定してもよい。また、「EV走行時」の用語には、HV走行モードにおいてエンジンを駆動しない状態を含めてもよい。
That is, the driving force of the
一方、エンジン50の駆動力が動力分配機構51を介して第1MG16に伝達されることで、第1MG16が駆動され発電する。その発電電力はインバータ24で交流から直流に変換された後、昇降圧コンバータ23によって降圧される。そして、降圧後の電力がバッテリ15に供給され、バッテリ15が充電される。
On the other hand, the driving force of the
制御装置22は、例えばコンピュータから構成され、演算部であるCPUと、メモリ、ハードディスク装置等の記憶部とを含んで構成される。制御装置22は、車両における種々の機器を制御する。例えば、制御装置22は、昇降圧コンバータ23及びインバータ24のスイッチング素子(図示せず)のオンオフ動作を制御して、第1MG16及び第2MG18の回転数またはトルクを制御する。また、制御装置22は、昇降圧コンバータ23のスイッチング素子のオンオフ動作を制御して昇降圧動作を制御する。
The
また、制御装置22は、車両に搭載された各種センサから検出値を表す信号を受信する。具体的には、電流センサ19、電圧センサ20、及び温度センサ21から、それぞれバッテリ15の電流値、電圧値、及び温度の検出値を表す信号が制御装置22に送信される。制御装置22は、電流センサ19によって検出されたバッテリ15の電流値を積算することにより、SOCを算出する。SOCは、電圧センサ20によって検出されたバッテリ電圧値から算出することもできる。
Moreover, the
また、制御装置22は、タイマーによって、車両が完成し制御装置22が最初に起動を開始してからの経過時間である「車両経過年数」を計測する。制御装置22の起動開始時は、バッテリ15の使用開始時と実質上一致するので、車両経過年数は、バッテリ15の使用開始からの経過年数である「バッテリの使用経過時間」と実質上一致する。また、工場において車両が完成した年月日を制御装置22が記憶しておき、車両において認識した現在年月日との差から「車両経過年数」を算出してもよい。また、「車両経過年数」は、バッテリ15の劣化を決定するために用いるためのものであり、バッテリ15がメモリ等の記憶部を有する場合にその記憶部にその生産年月日を記憶しておき、制御装置22が生産年月日を読み出して、「車両経過年数」としてもよい。「車両経過年数」は、日時まで正確な必要はなく、経過時間の開始は、車両の販売日などとしてもよく、バッテリ15の使用経過時間を示すものであれば、どのようなものでもよい。さらに、バッテリの使用経過時間は、充放電回数、充放電電流の積算値などを考慮して設定されてもよい。また、バッテリ15を取り換えた場合には、その時から使用経過時間を開始するとよい。また、制御装置22のみ取り替えられた場合には、何らかの方法でバッテリの使用経過時間についての情報を引き継ぐようにしてもよい。
In addition, the
さらに、制御装置22は、始動スイッチ(図示せず)がユーザにオンされることにより、システムメインリレー25がオフからオンに切り替えられることによって、バッテリ15及びインバータ24を接続する。これにより、バッテリ制御システム12が起動状態となる。一方、制御装置22は、始動スイッチがユーザにオフされて、システムメインリレー25がオンからオフに切り替えられることによって、バッテリ15及びインバータ24の接続を遮断する。これにより、バッテリ制御システム12が停止状態となる。
Further, the
制御装置22は、バッテリ15に対する放電電力及び充電電力を制御する。バッテリ15の放電が制御されるときには、放電許容電力Woutが設定される。制御装置22は、放電電力が放電許容電力Woutを超えないように、バッテリ15の放電を制御する。
The
放電許容電力Woutは、EV走行時とHV走行時とで異なっている。具体的には、制御装置22は、少なくとも制御装置22が最初に起動を開始してからの経過時間である車両経過年数が所定時間以内の場合において、EV走行時では、HV走行時よりも、バッテリ15からの放電許容電力Woutを拡大させる。そのために、制御装置22は、ベース許容電力である「ベースWout」と、EV走行時における放電許容電力の最大値である最大許容電力としての「拡大Wout」とを算出する。ベースWoutは、HV走行時の放電電力を設定するための放電許容電力である。拡大Woutは、EV走行時において、ベースWoutからの放電許容電力Woutの拡大量算出に用いられる。
Discharge allowable power Wout differs between EV traveling and HV traveling. Specifically, the
より具体的には、EV走行時の放電許容電力WoutQ1(図3)は、ベースWoutQ2(図3)に、放電許容電力Woutの拡大量Q3(図3)を加算することにより算出される(Q1=Q2+Q3)。これにより、EV走行時のバッテリ15からの取り出し電力がHV走行時の取り出し電力より大きくなるので、EV走行時の車両駆動力の増大を図れる。また、HV走行時には、EV走行時よりも放電許容電力Woutが小さくなるので、バッテリ15の高い電力が継続して取り出されることを抑制して、バッテリの長寿命化を図れる。
More specifically, discharge allowable power WoutQ1 (FIG. 3) during EV traveling is calculated by adding an expansion amount Q3 (FIG. 3) of discharge allowable power Wout to base WoutQ2 (FIG. 3) (Q1). = Q2 + Q3). Thereby, since the electric power taken out from the
さらに、放電許容電力Woutの拡大量の算出には、第1劣化係数K1と、第2劣化係数K2とのうち、値の小さい係数が用いられる。第1劣化係数K1は、バッテリ15の内部抵抗値の使用初期時における初期値に対する増加量から算出されるバッテリの劣化係数である。第2劣化係数K2は、車両経過年数に基づいて算出されるバッテリの劣化係数である。具体的には、放電許容電力Woutは、拡大WoutとベースWoutとの差分に、第1劣化係数K1と第2劣化係数K2とのうち、値の小さい係数を乗じて算出される。以下、バッテリ15の内部抵抗値の初期値に対する増加量を、抵抗増加量と記載する。
Furthermore, a coefficient having a smaller value is used for calculating the expansion amount of the discharge allowable power Wout among the first deterioration coefficient K1 and the second deterioration coefficient K2. The first deterioration coefficient K1 is a battery deterioration coefficient calculated from an increase amount of the internal resistance value of the
第1劣化係数K1及び第2劣化係数K2は、それぞれ上記の差分に乗じるための、放電許容電力Woutの拡大量の割合に相当する。これにより、放電許容電力Woutの拡大量の算出では、バッテリ15の抵抗増加量及び車両経過年数から算出される2つの係数K1,K2のうち、放電許容電力をより小さくする係数が用いられる。このため、バッテリ15から無理に放電電力が取り出されることをより効果的に抑制できるので、バッテリ15の劣化をより効果的に抑制できる。
The first deterioration coefficient K1 and the second deterioration coefficient K2 respectively correspond to the ratio of the increase amount of the discharge allowable power Wout for multiplying the above difference. Thereby, in the calculation of the expansion amount of the discharge allowable power Wout, a coefficient that makes the discharge allowable power smaller is used among the two coefficients K1 and K2 calculated from the resistance increase amount of the
図2は、実施形態のEV走行時における放電許容電力Woutの算出方法を説明するためのフローチャートを示す図である。図3は、実施形態において、制御装置の最初の起動開始からの経過時間である車両経過年数と放電許容電力Wout算出値との関係を示す図(a)と、車両経過年数と第2劣化係数K2との関係を示す図(b)である。 FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for calculating the discharge allowable power Wout during EV travel according to the embodiment. FIG. 3 is a diagram (a) showing the relationship between the elapsed vehicle time that is the elapsed time from the start of the first start of the control device and the calculated discharge allowable power Wout, and the elapsed vehicle time and the second deterioration coefficient in the embodiment. It is a figure (b) which shows the relationship with K2.
図2に示す放電許容電力Woutの算出方法は、放電電力を設定するときの前段階の処置として実行される。例えば、複数回のシステム起動状態である「走行トリップ」のそれぞれにおいて、放電電力は、設定された放電許容電力Woutを超えないように設定される。各回の走行トリップは、Ready OnからReady Offまでの状態を意味する。図2に示すフローチャートを実行するためのプログラムは、制御装置22の記憶部に記憶され、制御装置22の起動により実行される。また、このプログラムは、車両経過年数が所定時間以内、例えば図3に示すB5(年)以内の場合に実行される。車両経過年数がB5(年)を超える場合には、EV走行時及びHV走行時では、ともに後述のベース劣化係数により、車両経過年数の増加に応じて徐々に値が小さくなるように放電許容電力Woutが設定される。
The calculation method of discharge allowable power Wout shown in FIG. 2 is executed as a pre-stage treatment when setting discharge power. For example, the discharge power is set so as not to exceed the set allowable discharge power Wout in each of the “travel trips” that are a plurality of system activation states. Each traveling trip means a state from Ready On to Ready Off. A program for executing the flowchart shown in FIG. 2 is stored in the storage unit of the
ユーザの始動スイッチのオン操作により制御装置22が起動される(Ready ON状態となる)と、ステップS10において制御装置22がEV走行中か否かを判定する。以下ではステップSは単にSと記載する。ステップS10の判定結果が肯定の場合、すなわちEV走行中の場合には、S11で制御装置22により拡大WoutQa(図3)及びベースWoutQ2(図3)が算出される。拡大WoutQa及びベースWoutQ2のそれぞれは、算出された現在のSOCと、バッテリ15の検出温度とを用いて、予め設定された関係を示すマップを用いて求められる。そのために、制御装置22の記憶部には、SOC、バッテリの温度、及び拡大WoutQaの関係を示すマップが予め記憶されている。制御装置22の記憶部には、SOC、バッテリの温度、及びベースWoutQ2の関係を示すマップも記憶されている。マップとして、直交するx軸、y軸、z軸を含む3軸の空間内に、SOC、バッテリ15の温度、及び拡大WoutまたはベースWoutの関係を示すことができる。
When the
図3では、横軸により車両経過年数を示し、縦軸によりEV走行時におけるバッテリからの放電許容電力Woutの算出値を示している。図3に示すように、車両経過年数の増加にしたがって、EV走行時における放電許容電力Woutは徐々に小さくなる。図3(a)に示す例では、車両経過年数が0年からB1年まででEV走行時の放電許容電力Woutは、一定の拡大WoutQaに維持される。そして、車両経過年数がB1年からB5年までにおいて、EV走行時の放電許容電力Woutは徐々に低下してベースWoutQ2に達する。車両経過年数がB5年以降では、EV走行時及びHV走行時の放電許容電力Woutは、予め設定されたベース劣化係数にしたがって、B5年時のベースWoutQ2から徐々に低下する。ベース劣化係数は、第1劣化係数K1及び第2劣化係数K2とは別に設定される。車両経過年数がB5年以降では拡大WoutQaは算出されない。 In FIG. 3, the horizontal axis indicates the vehicle age, and the vertical axis indicates the calculated value of the discharge allowable power Wout from the battery during EV travel. As shown in FIG. 3, the discharge allowable power Wout during EV traveling gradually decreases as the vehicle age increases. In the example shown in FIG. 3A, the discharge allowable power Wout during EV travel is maintained at a constant expansion WoutQa with the vehicle age from 0 to B1. Then, when the vehicle age is from B1 to B5, discharge allowable power Wout during EV traveling gradually decreases and reaches base WoutQ2. When the vehicle age is B5 or later, discharge allowable power Wout during EV traveling and HV traveling gradually decreases from base WoutQ2 during B5 according to a preset base deterioration coefficient. The base deterioration coefficient is set separately from the first deterioration coefficient K1 and the second deterioration coefficient K2. The enlarged WoutQa is not calculated when the vehicle age is B5 or later.
次に、S13では、制御装置22によりバッテリ15の内部抵抗値の初期値に対する増加量である、抵抗増加量が算出または取得される。例えば、電流センサ19及び電圧センサ20から送信されたバッテリ15の電流値及び電圧値に基づいて、バッテリ15の内部抵抗値が算出され、その内部抵抗値から内部抵抗値の初期値に対する増加量(抵抗増加量)が算出される。そして、S14では、算出された抵抗増加量から、第1劣化係数K1が算出される。
Next, in S <b> 13, a resistance increase amount that is an increase amount with respect to the initial value of the internal resistance value of the
第1劣化係数K1は、予め設定された関係式からバッテリ15の抵抗増加量に基づいて算出されてもよい。一方、制御装置22には、予めバッテリ15の抵抗増加量と第1劣化係数K1との関係を示すマップのデータを記憶させておき、算出された抵抗増加量から第1劣化係数K1が算出されてもよい。
The first deterioration coefficient K1 may be calculated based on a resistance increase amount of the
図4は、実施形態で用いる第1の関係であって、バッテリの抵抗増加量(mΩ)と第1劣化係数K1との関係を示す図である。第1劣化係数K1は、0以上で1.0以下の範囲である。図4において、A1<A2<A3・・・A5のように、A1,A2・・・A5が順に大きくなっている。制御装置22には図4の関係を示すマップのデータを記憶させておくことができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a first relationship used in the embodiment and a relationship between the battery resistance increase amount (mΩ) and the first deterioration coefficient K1. The first deterioration coefficient K1 is in the range of 0 to 1.0. In FIG. 4, A1, A2,... A5 increase in order as A1 <A2 <A3. The
また、図2のS13では、バッテリ15の内部抵抗値及び抵抗増加量をその度に算出するのではなく、前回の1走行トリップにおいて算出された複数の内部抵抗値の平均値に基づく前回走行トリップの抵抗増加量を取得してもよい。このときには、例えば各回の走行トリップでは、予め設定された複数のタイミングでバッテリ15の内部抵抗値を算出し、制御装置22の記憶部に記憶させる。そして、制御装置22は、1走行トリップが終了する直前、すなわち始動スイッチがオフされた後、Ready Offの前に、内部抵抗値の平均値を算出し、その平均値からバッテリの抵抗増加量を算出し、記憶する。次回の走行トリップでは、その記憶された前回の抵抗増加量を用いて放電許容電力Woutを算出する。
In S13 of FIG. 2, instead of calculating the internal resistance value and the resistance increase amount of the
図2に戻って、S15では、制御装置22のタイマーを用いた計測により車両経過年数が取得される。そして、S16では、車両経過年数から、第2劣化係数K2が算出される。
Returning to FIG. 2, in S <b> 15, the vehicle age is acquired by measurement using the timer of the
第2劣化係数K2は、予め設定された関係式から車両経過年数に基づいて算出されてもよい。一方、制御装置22には、予め車両経過年数と第2劣化係数K2との関係を示すマップのデータを記憶させておき、取得された車両経過年数から第2劣化係数K2が算出されてもよい。
The second deterioration coefficient K2 may be calculated based on the age of the vehicle from a preset relational expression. On the other hand, the
図5は、実施形態で用いる第2の関係であって、車両経過年数と第2劣化係数K2との関係を示す図である。第2劣化係数K2は、0以上で1.0以下の範囲である。図5において、B1<B2<B3・・・B5のように、B1,B2・・・B5が順に大きくなっている。制御装置22には図5の関係を示すマップのデータを記憶させておくことができる。
FIG. 5 is a diagram showing a second relationship used in the embodiment and a relationship between the vehicle age and the second deterioration coefficient K2. The second deterioration coefficient K2 is in the range of 0 to 1.0. In FIG. 5, B1, B2,... B5 increase in order as B1 <B2 <B3. The
図2に戻って、S17では、制御装置22により、第1劣化係数K1が第2劣化係数K2より小さいか否かが判定される。S17の判定結果が肯定の場合には、制御装置22は、拡大WoutとベースWoutとの差分(Qa−Q2)(図3)に小さい側の第1劣化係数K1を乗算する。これによって、制御装置22は、その乗算結果として、EV走行時における放電許容電力Woutの拡大量Q3(図3)を算出する(S18)。そして、S20では、S18における乗算結果をベースWoutQ2(図3)に加算することにより、EV走行時における放電許容電力WoutQ1(図3)を算出する。
Returning to FIG. 2, in S17, the
一方、S17の判定結果が否定の場合、すなわち第1劣化係数K1が第2劣化係数K2以上の場合には、S19において、制御装置22は、拡大WoutとベースWoutとの差分に第2劣化係数K2を乗算する。これによって、制御装置22は、その乗算結果として、EV走行時における放電許容電力Woutの拡大量を算出する。そして、S20では、S10における乗算結果をベースWoutに加算することにより、EV走行時における放電許容電力Woutを算出する。
On the other hand, if the determination result in S17 is negative, that is, if the first deterioration coefficient K1 is greater than or equal to the second deterioration coefficient K2, in S19, the
S20で得られた放電許容電力Woutは、EV走行時における放電電力の設定の際の上限値として用いられる。 The discharge allowable power Wout obtained in S20 is used as an upper limit value when setting the discharge power during EV traveling.
一方、図2のS10の判定において判定結果が否定である場合には、HV走行中である可能性がある。このときには、S12において、制御装置22により、上記のS11の場合と同様にベースWoutが算出される。このベースWoutは、HV走行時における放電電力の設定の上限値として用いられる。S20及びS12の処理が終了した場合には、車両経過年数が所定時間、例えばB5年を超えない限り、S10に戻って処理が繰り返される。車両経過年数が所定時間を超える場合には、別の劣化係数であるベース劣化係数を用いて放電許容電力Woutが設定される。
On the other hand, if the determination result in S10 of FIG. 2 is negative, there is a possibility that the vehicle is traveling in HV. At this time, in S12, the
上記のバッテリ制御システム12によれば、バッテリ15の劣化を抑制し、かつ、EV走行時の動力性能を高くすることができる。図3(a)では、斜線部により、EV走行時の放電許容電力Woutのうち、HV走行時の放電許容電力であるベースWoutを上回る部分を示している。図3(a)に示す例では、車両経過年数がB1年からB3年まででは、第2劣化係数K2が第1劣化係数K1より小さくなる。これによって、図3(b)に示す第2劣化係数K2の車両経過年数に対する傾きに応じてEV走行時の放電許容電力Woutが徐々に小さくなっている。
According to said
一方、車両経過年数がB3年からB5年まででは、第1劣化係数K1が第2劣化係数K2より小さくなる。車両経過年数がB3年からB5年まででは、バッテリ15の抵抗増加量が途中で変化して、第1劣化係数K1も途中で変化している。そして、2つの抵抗増加量に応じて設定される2つの第1劣化係数K1の値によって、EV走行時の放電許容電力WoutがB3年までよりも小さくなっている。
On the other hand, when the vehicle age is from B3 to B5, the first deterioration coefficient K1 is smaller than the second deterioration coefficient K2. When the vehicle age is from B3 to B5, the resistance increase amount of the
図3(a)に示すように、実施形態では、車両経過年数が所定時間のB5年に達するまでにおいて、EV走行時には放電許容電力WoutがHV走行時よりも高くなる。これにより、バッテリ15の劣化を抑制し、かつ、EV走行時の動力性能を高くすることができる
As shown in FIG. 3 (a), in the embodiment, the allowable discharge power Wout is higher during EV traveling than during HV traveling until the vehicle age reaches the predetermined time B5. Thereby, deterioration of the
また、図3に示す例では、車両経過年数がB5以降において、ベース劣化係数が設定されている。そして、予め設定されたベース劣化係数と車両経過年数との関係式から車両経過年数に応じて、ベース劣化係数が算出される。このとき、図4、図5に示したマップと同様に、車両経過年数とベース劣化係数との関係を示すマップが制御装置22に記憶され、車両経過年数からベース劣化係数が算出されてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the base deterioration coefficient is set when the vehicle age is B5 or later. Then, the base deterioration coefficient is calculated from the relational expression between the preset base deterioration coefficient and the vehicle age in accordance with the vehicle age. At this time, similarly to the maps shown in FIGS. 4 and 5, a map indicating the relationship between the vehicle age and the base deterioration coefficient is stored in the
車両経過年数がB5年を超える場合には、車両経過年数から取得されたベース劣化係数に応じてEV走行時及びHV走行時における共通の放電許容電力を徐々に低下させる。ベース劣化係数は、1.0以下の値であり、車両経過年数のB5年からの増加に応じて、1.0から徐々に低下する。車両経過年数がB5年以降の放電許容電力Woutは、B5年時のベースWoutQ2に、経過年数に応じたベース劣化係数を乗じることにより算出される。図3では、車両経過年数がB5年までは拡大Woutの算出処理部分であり、B5年以降では劣化を考慮した放電許容電力Woutの算出処理部分であることを示している。なお、EV走行時の放電許容電力は、常にHV走行時の放電許容電力よりも高くなるように設定してもよい。 When the vehicle age exceeds B5, the common discharge allowable power during EV travel and HV travel is gradually reduced according to the base deterioration coefficient obtained from the vehicle age. The base deterioration coefficient is a value of 1.0 or less, and gradually decreases from 1.0 in accordance with an increase in the vehicle age from B5. The discharge allowable power Wout after the vehicle age of B5 is calculated by multiplying the base WoutQ2 at the time of B5 by a base deterioration coefficient corresponding to the age. FIG. 3 shows that the process for calculating the expanded Wout is until the vehicle elapsed years until B5, and the process for calculating the discharge allowable power Wout in consideration of deterioration after B5. Note that the discharge allowable power during EV traveling may be set to be always higher than the discharge allowable power during HV traveling.
10 ハイブリッド車両、12 バッテリ制御システム、15 バッテリ、16 第1モータジェネレータ(第1MG)、18 第2モータジェネレータ(第2MG)、19 電流センサ、20 電圧センサ、21 温度センサ、22 制御装置、24 インバータ、25 システムメインリレー、50 エンジン、51 動力分配機構、52 車輪。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電動モータ及び前記エンジンの一方または両方を駆動源として走行するハイブリッド車両のバッテリ制御システムであって、
前記バッテリに対する放電電力を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの駆動を禁止し前記電動モータを駆動して走行するEV走行時では、前記エンジンの駆動を許可して走行するHV走行時よりも、前記バッテリからの放電許容電力を拡大させ、
前記HV走行時における前記放電許容電力であるベース許容電力と、前記EV走行時における前記放電許容電力の最大値である最大許容電力とを算出し、
前記EV走行時において、前記バッテリの内部抵抗値の初期値に対する増加量から算出するバッテリの劣化係数であって、前記放電許容電力の拡大量の割合に相当する第1劣化係数と、バッテリの使用経過時間に基づいて算出するバッテリの劣化係数であって、前記放電許容電力の拡大量の割合に相当する第2劣化係数とのうち、値の小さい係数を、前記最大許容電力と前記ベース許容電力との差分に乗じて、前記EV走行時の前記放電許容電力の拡大量を算出する、ハイブリッド車両のバッテリ制御システム。 An electric motor connected to the battery and an engine;
A battery control system for a hybrid vehicle that travels using one or both of the electric motor and the engine as a drive source,
A control device for controlling discharge power to the battery;
The controller is
In EV traveling that travels by prohibiting driving of the engine and driving the electric motor, the discharge allowable power from the battery is increased compared to HV traveling that travels while permitting driving of the engine,
Calculating a base allowable power that is the discharge allowable power during the HV traveling and a maximum allowable power that is the maximum value of the discharge allowable power during the EV traveling;
A battery deterioration coefficient calculated from an increase amount of the internal resistance value of the battery with respect to an initial value during the EV traveling, the first deterioration coefficient corresponding to a ratio of the increase amount of the discharge allowable power, and use of the battery The battery degradation coefficient calculated based on the elapsed time and having a smaller value among the second degradation coefficients corresponding to the ratio of the increase amount of the discharge allowable power, the maximum allowable power and the base allowable power. The battery control system for a hybrid vehicle that calculates the amount of increase in the discharge allowable power during the EV travel by multiplying the difference with the above.
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