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JP2007151334A - Battery control device - Google Patents

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JP2007151334A
JP2007151334A JP2005343864A JP2005343864A JP2007151334A JP 2007151334 A JP2007151334 A JP 2007151334A JP 2005343864 A JP2005343864 A JP 2005343864A JP 2005343864 A JP2005343864 A JP 2005343864A JP 2007151334 A JP2007151334 A JP 2007151334A
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JP
Japan
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battery
temperature
engine
cell
internal resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005343864A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenta Saito
健太 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】低温時のエンジン始動性を向上させるとともに、過放電セルの発生を防止する。
【解決手段】次回のエンジン始動時のバッテリ温度を予測するとともに(S1)、エンジン始動時に電圧が最も低下する電圧最低セルを特定し(S3)、バッテリ予測温度、および、電圧最低セルの内部抵抗に基づいて、次回のエンジン始動時に前記最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを設定する(S4)。そして、電圧最低セルのSOCが目標SOC以上になるように、バッテリの充放電を制御する。
【選択図】図10
[PROBLEMS] To improve engine startability at a low temperature and prevent the occurrence of overdischarge cells.
The battery temperature at the next engine start is predicted (S1), the lowest voltage cell at which the voltage drops most at the engine start is specified (S3), the predicted battery temperature, and the internal resistance of the lowest voltage cell. Based on the above, a target SOC is set for obtaining a predetermined output from the battery without the voltage of the lowest voltage cell being lower than a predetermined overdischarge threshold at the next engine start (S4). And charging / discharging of a battery is controlled so that SOC of the lowest voltage cell becomes more than target SOC.
[Selection] Figure 10

Description

本発明は、バッテリの充放電を制御する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for controlling charging / discharging of a battery.

従来、次回のエンジン始動時のバッテリ温度を予測し、予測したバッテリ温度に基づいて、エンジン始動時にバッテリから所定の出力が得られるような目標SOCを設定して、バッテリのSOCが目標SOCに一致するように、バッテリの充放電を制御する装置が知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, the battery temperature at the next engine start is predicted, and based on the predicted battery temperature, a target SOC is set such that a predetermined output is obtained from the battery at the engine start, and the SOC of the battery matches the target SOC A device for controlling charging / discharging of a battery is known (see Patent Document 1).

特開平11−355967号公報JP 11-355967 A

しかしながら、従来のバッテリ制御装置では、バッテリを構成するセルの状態によっては、エンジン始動時に、過放電状態となるセルが発生するおそれがあった。   However, in the conventional battery control device, depending on the state of the cells constituting the battery, there is a possibility that a cell that is in an overdischarge state may occur when the engine is started.

本発明によるバッテリ制御装置は、エンジン始動時のバッテリ温度を予測するとともに、エンジン始動時に電圧が最も低くなる電圧最低セルを特定し、予測したバッテリ温度、および、特定した電圧最低セルの状態に基づいて、エンジン始動時に最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを設定し、電圧最低セルのSOCが目標SOC以上となるように、バッテリの充放電を制御することを特徴とする。   The battery control device according to the present invention predicts the battery temperature at the start of the engine, specifies the lowest voltage cell at which the voltage is lowest at the start of the engine, and based on the predicted battery temperature and the state of the specified lowest voltage cell. Thus, when the engine is started, the target SOC for obtaining a predetermined output from the battery is set so that the voltage of the lowest voltage cell does not fall below the predetermined overdischarge threshold, and the SOC of the lowest voltage cell is equal to or higher than the target SOC. In addition, the battery charging / discharging is controlled.

本発明によるバッテリ制御装置によれば、エンジン始動時の予測バッテリ温度、および、電圧が最も低くなるセルの状態に基づいて、エンジン始動時に最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを設定し、電圧最低セルのSOCが目標SOC以上となるように、バッテリの充放電を制御することにより、エンジン始動時に、過放電状態となるセルの発生を防ぐことができる。   According to the battery control device of the present invention, the voltage of the lowest voltage cell falls below a predetermined overdischarge threshold at the time of engine start based on the predicted battery temperature at the time of engine start and the state of the cell having the lowest voltage. Without setting the target SOC for obtaining a predetermined output from the battery and controlling the charging / discharging of the battery so that the SOC of the lowest voltage cell is equal to or higher than the target SOC, Can be prevented.

図1は、一実施の形態におけるバッテリ制御装置をハイブリッド自動車に適用したシステム構成図である。図1において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モータ1、エンジン2、クラッチ3、モータ4、無段変速機5、減速装置6、差動装置7および駆動輪8から構成される。   FIG. 1 is a system configuration diagram in which a battery control device according to an embodiment is applied to a hybrid vehicle. In FIG. 1, a thick solid line indicates a transmission path of mechanical force, and a broken line indicates a power line. A thin solid line indicates a control line, and a double line indicates a hydraulic system. The power train of the vehicle includes a motor 1, an engine 2, a clutch 3, a motor 4, a continuously variable transmission 5, a reduction gear 6, a differential device 7, and drive wheels 8.

モータ1の出力軸、エンジン2の出力軸およびクラッチ3の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ3の出力軸、モータ4の出力軸および無段変速機5の入力軸は、互いに連結されている。   The output shaft of the motor 1, the output shaft of the engine 2, and the input shaft of the clutch 3 are connected to each other, and the output shaft of the clutch 3, the output shaft of the motor 4 and the input shaft of the continuously variable transmission 5 are connected to each other. Has been.

クラッチ3の締結時は、エンジン2およびモータ4が車両の推進源となり、クラッチ3の解放時は、モータ4のみが車両の推進源となる。エンジン2および/またはモータ4の駆動力は、無段変速機5、減速装置6および差動装置7を介して、駆動輪8へ伝達される。無段変速機5には油圧装置9から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置9のオイルポンプ(不図示)はモータ10により駆動される。   When the clutch 3 is engaged, the engine 2 and the motor 4 serve as a vehicle propulsion source, and when the clutch 3 is released, only the motor 4 serves as a vehicle propulsion source. The driving force of the engine 2 and / or the motor 4 is transmitted to the drive wheels 8 via the continuously variable transmission 5, the reduction gear 6, and the differential 7. The continuously variable transmission 5 is supplied with pressure oil from the hydraulic device 9, and the belt is clamped and lubricated. An oil pump (not shown) of the hydraulic device 9 is driven by a motor 10.

モータ1,4,10は、三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機である。モータ1は、主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ4は、主として車両の推進と制動に用いられる。モータ10は、油圧装置9のオイルポンプ駆動用モータである。なお、クラッチ3締結時に、モータ1を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ4をエンジン始動や発電に用いることもできる。   The motors 1, 4, and 10 are AC machines such as a three-phase synchronous motor or a three-phase induction motor. The motor 1 is mainly used for engine starting and power generation, and the motor 4 is mainly used for vehicle propulsion and braking. The motor 10 is a motor for driving an oil pump of the hydraulic device 9. When the clutch 3 is engaged, the motor 1 can also be used for vehicle propulsion and braking, and the motor 4 can also be used for engine starting and power generation.

クラッチ3は、パウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。無段変速機5は、ベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。   The clutch 3 is a powder clutch and can adjust the transmission torque. The continuously variable transmission 5 is a continuously variable transmission such as a belt type or a toroidal type, and can adjust the gear ratio steplessly.

モータ1,4,10はそれぞれ、インバータ11,12,13により駆動される。インバータ11〜13は、共通のDCリンク14を介してメインバッテリ(組電池)15に接続されており、メインバッテリ15に蓄えられている直流電力を交流電力に変換して、モータ1,4,10へ供給するとともに、モータ1,4によって発電された交流電力を直流電力に変換して、メインバッテリ15を充電する。メインバッテリ15は、複数のセルs1〜snを直列に接続して構成されている。インバータ11〜13は、互いにDCリンク14を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力をメインバッテリ15を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。   The motors 1, 4 and 10 are driven by inverters 11, 12 and 13, respectively. The inverters 11 to 13 are connected to a main battery (assembled battery) 15 via a common DC link 14, and convert direct current power stored in the main battery 15 into alternating current power. 10, AC power generated by the motors 1 and 4 is converted into DC power, and the main battery 15 is charged. The main battery 15 is configured by connecting a plurality of cells s1 to sn in series. Since the inverters 11 to 13 are connected to each other via the DC link 14, the power generated by the motor during the regenerative operation can be directly supplied to the motor during the power running operation without going through the main battery 15. .

コントローラ16は、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、エンジン2の回転速度、出力およびトルク、クラッチ3の伝達トルク、各モータ1,4,10の回転速度およびトルク、無段変速機5の変速比、メインバッテリ15の充放電などを制御する。   The controller 16 includes a microcomputer, its peripheral components, various actuators, etc., and the rotational speed, output and torque of the engine 2, the transmission torque of the clutch 3, the rotational speed and torque of the motors 1, 4 and 10, and the continuously variable transmission. 5 and the charge / discharge of the main battery 15 are controlled.

図2は、コントローラ16に接続されている各種センサや、各種装置を示す図である。コントローラ16には、キースイッチ20、バッテリ温度センサ21、エンジン回転センサ22、バッテリSOC検出装置23、外気温センサ24、メモリ26、燃料噴射装置30、点火装置31、ディスプレイ32などが接続されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating various sensors and various devices connected to the controller 16. The controller 16 is connected to a key switch 20, a battery temperature sensor 21, an engine rotation sensor 22, a battery SOC detection device 23, an outside air temperature sensor 24, a memory 26, a fuel injection device 30, an ignition device 31, a display 32, and the like. .

キースイッチ20は、車両のメインキー(不図示)がON位置またはSTART位置に設定されると閉路する。以下、スイッチの閉路をオンまたはON、開路をオフまたはOFFと呼ぶ。バッテリ温度センサ21は、メインバッテリー15の温度Tbを検出し、エンジン回転センサ22は、エンジン2の回転速度Neを検出する。バッテリSOC検出装置23は、メインバッテリ15の充電状態(SOC)を検出し、外気温センサ24は外気温Taを検出する。   The key switch 20 is closed when a main key (not shown) of the vehicle is set to the ON position or the START position. Hereinafter, the closing of the switch is referred to as ON or ON, and the opening is referred to as OFF or OFF. The battery temperature sensor 21 detects the temperature Tb of the main battery 15, and the engine rotation sensor 22 detects the rotation speed Ne of the engine 2. The battery SOC detection device 23 detects the state of charge (SOC) of the main battery 15, and the outside air temperature sensor 24 detects the outside air temperature Ta.

メモリ26は、バッテリ温度およびセルの内部抵抗と、目標SOCとの対応関係を示すデータ、および、エンジン始動毎のバッテリ温度Tbや外気温Ta等を記憶している。   The memory 26 stores data indicating a correspondence relationship between the battery temperature and the internal resistance of the cell and the target SOC, and the battery temperature Tb and the outside air temperature Ta every time the engine is started.

燃料噴射装置30は、コントローラ16から出力される燃料噴射指令に従って、エンジン2への燃料の供給、停止、噴射量を制御する。点火装置31は、エンジン2の点火指令に従って、点火プラグを駆動して点火する。   The fuel injection device 30 controls the supply, stop, and injection amount of fuel to the engine 2 in accordance with a fuel injection command output from the controller 16. The ignition device 31 ignites by driving a spark plug in accordance with an ignition command of the engine 2.

図3は、メインバッテリ15の総電圧を検出する総電圧センサ35、メインバッテリ15の充放電電流を検出する電流センサ36、および、各セルs1〜snの電圧を検出するセル電圧センサVt1〜Vtnを示す図である。総電圧センサ35で検出される総電圧、電流センサ36で検出される充放電電流、および、セル電圧センサVt1〜Vtnで検出されるセル電圧は、コントローラ16に入力される。   3 shows a total voltage sensor 35 that detects the total voltage of the main battery 15, a current sensor 36 that detects the charge / discharge current of the main battery 15, and cell voltage sensors Vt1 to Vtn that detect the voltages of the cells s1 to sn. FIG. The total voltage detected by the total voltage sensor 35, the charge / discharge current detected by the current sensor 36, and the cell voltage detected by the cell voltage sensors Vt1 to Vtn are input to the controller 16.

図4は、メインバッテリ15の温度特性を示す図であり、モータ1によりエンジン2を始動するために必要な電池出力(目標値)を10sec継続して得るためのSOCを示している。ここでは、25℃において、25kwの出力が得られるリチウム・イオン電池の初期品の特性を例に上げて説明するが、他の種類の電池も同様な特性を有している。電池は、SOCを一定とすると、温度が低下するほど出力が低下するので、低温になるほど所定の出力を得るためには大きなSOCが必要となる。例えば、モータ1によりエンジン2を始動するのに必要な電池出力を5kwとすると、−20℃ではSOCが25%もあれば始動可能であるが、−30℃になると、SOCが75%も必要になる。   FIG. 4 is a diagram showing the temperature characteristics of the main battery 15, and shows the SOC for continuously obtaining the battery output (target value) required for starting the engine 2 by the motor 1 for 10 seconds. Here, the characteristics of an initial product of a lithium ion battery that can obtain an output of 25 kw at 25 ° C. will be described as an example, but other types of batteries have similar characteristics. If the SOC of the battery is constant, the output decreases as the temperature decreases. Therefore, a larger SOC is required to obtain a predetermined output as the temperature decreases. For example, if the battery output required to start the engine 2 by the motor 1 is 5 kw, it can be started at −20 ° C. if the SOC is 25%, but at −30 ° C., the SOC is required as much as 75%. become.

一般に、電池は、放電の進行にともなって電池自体の温度が上昇し、それにより出力も増加する。そこで、この実施の形態では、電池の温度が低くて所定の出力が得られない場合には、所定の出力が得られるまで電池を放電させて電池の温度を上げることにする。具体的には、低温下のエンジン始動時に、エンジン2の回転速度が所定速度に達するまで、メインバッテリ15からモータ1へ電力を供給して、クランキングを続ける。これにより、メインバッテリ15の温度Tbが上昇して、出力が増加するので、エンジン2の回転速度も上昇する。エンジン2の回転速度が所定速度に達したら、燃料噴射装置30により燃料を噴射し、点火装置31により点火して、エンジン2の発火運転を起動し、エンジン2の始動を完了する。   In general, as the discharge proceeds, the temperature of the battery itself increases, and the output also increases. Therefore, in this embodiment, when the battery temperature is low and a predetermined output cannot be obtained, the battery is discharged until the predetermined output is obtained to raise the battery temperature. Specifically, when starting the engine at a low temperature, power is supplied from the main battery 15 to the motor 1 until the rotational speed of the engine 2 reaches a predetermined speed, and cranking is continued. As a result, the temperature Tb of the main battery 15 rises and the output increases, so that the rotational speed of the engine 2 also rises. When the rotational speed of the engine 2 reaches a predetermined speed, the fuel is injected by the fuel injection device 30 and ignited by the ignition device 31, the ignition operation of the engine 2 is started, and the start of the engine 2 is completed.

しかしながら、メインバッテリ15のSOCが余りにも低いと、低温時にエンジン2のクランキング自体が不能になり、エンジン2を始動できないことになる。従って、少なくともエンジン2をクランキング可能な程度の出力が得られるように、メインバッテリ15のSOCを管理する必要がある。   However, if the SOC of the main battery 15 is too low, cranking of the engine 2 itself becomes impossible at low temperatures, and the engine 2 cannot be started. Therefore, it is necessary to manage the SOC of the main battery 15 so that at least an output capable of cranking the engine 2 is obtained.

図5は、メインバッテリ15を構成する複数のセルs1〜snのSOC分布を示す図である。図5に示す3つのSOC分布では、セルの平均SOCはそれぞれ等しいが、セル間の容量バラツキに起因して、セルの最低電圧は異なっている。すなわち、容量の高いセルが多いSOC分布より、容量の低いセルが多いSOC分布において、セルの最低電圧は低くなる。   FIG. 5 is a diagram showing the SOC distribution of the plurality of cells s1 to sn constituting the main battery 15. In the three SOC distributions shown in FIG. 5, the average SOC of the cells is the same, but the minimum voltage of the cells is different due to the capacity variation between the cells. That is, the minimum cell voltage is lower in the SOC distribution with many low capacity cells than in the SOC distribution with many high capacity cells.

図6は、無負荷時のセル電圧分布と、放電時のセル電圧分布とを示す図である。各セルの内部抵抗が異なれば、放電時の電圧分布は、無負荷時の電圧分布と異なるものとなる。すなわち、無負荷時に電圧が最も低いセルと、放電時に電圧が最も低いセルとが異なる場合がある。   FIG. 6 is a diagram showing a cell voltage distribution during no load and a cell voltage distribution during discharge. If the internal resistance of each cell is different, the voltage distribution during discharge will be different from the voltage distribution during no load. That is, the cell having the lowest voltage during no load may be different from the cell having the lowest voltage during discharge.

図7は、セルの内部抵抗を求める方法を説明するための図である。図7に示すように、車両の走行時に、セルの電圧および電流のデータを複数取得して直線回帰演算を行い、得られた直線の傾きから内部抵抗を求める。なお、セルの内部抵抗の検出方法は、この方法に限定されない。例えば、メインバッテリ15全体の電圧である総電圧と電流値とに基づいて、メインバッテリ全体の内部抵抗を求め、求めた内部抵抗をセル数で除算して、セルの内部抵抗平均値を求め、予め定めた補正係数(内部抵抗のバラツキを考慮した係数)を内部抵抗平均値に乗じた値を、各セルの内部抵抗として用いることもできる。このようにして求めた内部抵抗は、メモリ26に記憶させておく。   FIG. 7 is a diagram for explaining a method of obtaining the internal resistance of the cell. As shown in FIG. 7, when the vehicle travels, a plurality of cell voltage and current data are acquired and linear regression calculation is performed, and the internal resistance is obtained from the slope of the obtained straight line. Note that the method for detecting the internal resistance of the cell is not limited to this method. For example, based on the total voltage and current value that is the voltage of the entire main battery 15, the internal resistance of the entire main battery is obtained, and the obtained internal resistance is divided by the number of cells to obtain the average internal resistance value of the cells. A value obtained by multiplying the average value of the internal resistance by a predetermined correction coefficient (a coefficient in consideration of variations in internal resistance) can also be used as the internal resistance of each cell. The internal resistance thus obtained is stored in the memory 26.

図8は、エンジン始動時に、電圧が最も低くなるセルを特定する方法を説明するための図である。エンジン始動前において、あるセルの開放電圧をE0、エンジン始動時の放電電流をI、内部抵抗をRとすると、エンジン始動時(放電時)のセル電圧Vは、次式(1)により求められる。なお、放電電流Iは、放電時のバッテリ出力(W)をメインバッテリ15の総電圧(V)で除算した値である。
V=E0−R×I (1)
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of specifying a cell having the lowest voltage when the engine is started. Before starting the engine, if the open circuit voltage of a certain cell is E0, the discharge current at the start of the engine is I, and the internal resistance is R, the cell voltage V at the start of the engine (during discharge) can be obtained by the following equation (1). . The discharge current I is a value obtained by dividing the battery output (W) during discharge by the total voltage (V) of the main battery 15.
V = E0−R × I (1)

式(1)に基づいて、エンジン始動時(放電時)における各セルの電圧を求め、求めたセル電圧のうち、最も電圧が低いセルを特定する。   Based on the formula (1), the voltage of each cell at the time of engine start (during discharge) is obtained, and the cell having the lowest voltage is specified among the obtained cell voltages.

一実施の形態におけるバッテリ制御装置では、次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測するとともに、エンジン始動時に、電圧が最も低くなる電圧最低セルを特定し、特定した電圧最低セルが所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力が得られるような目標SOCを設定して、電圧最低セルのSOCが目標SOC以上となるように、車両運行時のメインバッテリ15の充放電を制御する。これにより、エンジンを始動させるのに必要な出力を得ることができるとともに、過放電状態となるセルの発生を防止することができる。   In the battery control apparatus according to the embodiment, the battery temperature Tb at the next engine start is predicted, the lowest voltage cell having the lowest voltage is specified at the engine start, and the specified lowest voltage cell is a predetermined overdischarge. The target SOC is set so that a predetermined output can be obtained from the battery without falling below the threshold value, and charging / discharging of the main battery 15 during vehicle operation is performed so that the SOC of the lowest voltage cell is equal to or higher than the target SOC. Control. As a result, it is possible to obtain an output necessary for starting the engine and to prevent generation of cells that are in an overdischarged state.

図9は、エンジン始動時に電圧が最も低くなるセル(電圧最低セル)が過放電状態とならずに、エンジン始動に必要な出力(図4の目標値5kw)が得られるSOC(目標SOC)を、エンジン始動時のバッテリ予測温度Tbおよび電圧最低セルの内部抵抗に対して示した図である。図9に示すように、バッテリ予測温度Tbが低いほど、エンジン始動に必要な出力を得るための目標SOCを高くする必要がある。また、電圧最低セルの内部抵抗が高いほど、放電時に電圧が低下するため、電圧最低セルが過放電状態となるのを防ぐために、目標SOCを高くする必要がある。ここでは、バッテリ温度およびセルの内部抵抗に対応する目標SOCを予め実験などにより求めておいて、求めたデータをメモり26に記憶しておく。   FIG. 9 shows the SOC (target SOC) at which the output (target value 5 kw in FIG. 4) required for starting the engine is obtained without the overdischarged state of the cell with the lowest voltage (lowest voltage cell) when the engine is started. It is the figure shown with respect to the battery estimated temperature Tb at the time of engine starting, and the internal resistance of the voltage minimum cell. As shown in FIG. 9, the lower the predicted battery temperature Tb, the higher the target SOC for obtaining the output required for starting the engine. Also, the higher the internal resistance of the lowest voltage cell, the lower the voltage during discharge. Therefore, the target SOC needs to be increased in order to prevent the lowest voltage cell from being overdischarged. Here, the target SOC corresponding to the battery temperature and the internal resistance of the cell is obtained in advance by experiments or the like, and the obtained data is stored in the memory 26.

次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測する方法には、例えば次の(a)や(b)のような方法がある。
(a)エンジンを始動するたびにバッテリ温度Tbをメモリ26に記憶し、記憶している複数のバッテリ温度のうちの最低値を、バッテリ温度Tbの予測値とする。ただし、メモリ26には、所定数のバッテリ温度データを記憶するものとし、所定数を越える温度データを記憶する場合には、最も古い温度データを消去するものとする。
(b)次回のエンジン始動時のバッテリー温度Tbは外気温Taに近いと考えられるので、(a)のバッテリ温度Tbに代えて、外気温Taを用いる。あるいは、外気温Taとメインバッテリ15の設置場所との温度差などを考慮して、外気温Taに基づいて、次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測する。ただし、メモリ26には、所定数の外気温データを記憶するものとし、所定数を越える温度データを記憶する場合には、最も古い温度データを消去するものとする。
As a method for predicting the battery temperature Tb at the next engine start, for example, there are the following methods (a) and (b).
(A) Every time the engine is started, the battery temperature Tb is stored in the memory 26, and the lowest value of the stored battery temperatures is set as the predicted value of the battery temperature Tb. However, a predetermined number of battery temperature data is stored in the memory 26. When the temperature data exceeding the predetermined number is stored, the oldest temperature data is deleted.
(B) Since the battery temperature Tb at the next engine start is considered to be close to the outside air temperature Ta, the outside air temperature Ta is used instead of the battery temperature Tb in FIG. Alternatively, in consideration of the temperature difference between the outside air temperature Ta and the installation location of the main battery 15, the battery temperature Tb at the next engine start is predicted based on the outside air temperature Ta. However, a predetermined number of outside air temperature data is stored in the memory 26. When temperature data exceeding a predetermined number is stored, the oldest temperature data is deleted.

図10は、メインバッテリ15のSOC制御を示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態のSOC制御を説明する。コントローラ16は、車両のキースイッチ20がOFF位置からON位置となる度に一度だけ実行する。よほどの長距離または長時間、走行する場合でなければ、今回のエンジン始動時の外気温、セルの内部抵抗は、次回のエンジン始動時と大きく変化しないが、バッテリの温度は走行時の充放電によって大きく変化するため、この処理はエンジン始動毎に一度だけ行われることが好ましい。   FIG. 10 is a flowchart showing the SOC control of the main battery 15. The SOC control according to the embodiment will be described with reference to this flowchart. The controller 16 is executed only once each time the key switch 20 of the vehicle changes from the OFF position to the ON position. Unless the vehicle is traveling for a very long distance or for a long time, the external temperature at the time of starting the engine and the internal resistance of the cell are not greatly changed from those at the next starting of the engine, but the battery temperature is charged and discharged during driving. This process is preferably performed only once every time the engine is started.

ステップS1では、上述した方法によって、次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測する。バッテリ温度Tbを予測すると、ステップS2に進む。ステップS2では、各セルの開放電圧を検出するとともに、メモリ26から内部抵抗を読み出して、ステップS3に進む。ステップS3では、エンジン始動時に、電圧が最も低下する電圧最低セルを特定する。上述したように、各セルの開放電圧および内部抵抗に基づいて、エンジン始動時(放電時)における各セルの電圧を求めることによって、電圧最低セルを特定する。電圧最低セルを特定すると、ステップS4に進む。   In step S1, the battery temperature Tb at the next engine start is predicted by the method described above. When the battery temperature Tb is predicted, the process proceeds to step S2. In step S2, the open circuit voltage of each cell is detected, the internal resistance is read from the memory 26, and the process proceeds to step S3. In step S3, the lowest voltage cell with the lowest voltage is specified when the engine is started. As described above, the lowest voltage cell is specified by obtaining the voltage of each cell at the time of engine start (during discharge) based on the open voltage and internal resistance of each cell. When the lowest voltage cell is specified, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、ステップS1で予測したバッテリ温度Tb、および、ステップS3で特定した電圧最低セルの内部抵抗に基づいて、目標SOCを決定する。ただし、目標SOCを求める際に用いる電圧最低セルの内部抵抗は、ステップS2で検出した内部抵抗に対して、ステップS1で予測したバッテリ温度Tbに基づいて補正した値を用いる。すなわち、セルの内部抵抗は、温度に応じて変化するため、バッテリ温度と、内部抵抗を補正するための温度補正係数とを対応付けたデータを予め用意して、メモリ26に記憶させておき、このデータと、ステップS1で予測したバッテリ温度Tbとに基づいて、温度補正係数を求める。そして、求めた温度補正係数を用いて、ステップS2で検出した電圧最低セルの内部抵抗を補正する。   In step S4, the target SOC is determined based on the battery temperature Tb predicted in step S1 and the internal resistance of the lowest voltage cell specified in step S3. However, as the internal resistance of the lowest voltage cell used for obtaining the target SOC, a value obtained by correcting the internal resistance detected in step S2 based on the battery temperature Tb predicted in step S1 is used. That is, since the internal resistance of the cell changes according to the temperature, data in which the battery temperature is associated with the temperature correction coefficient for correcting the internal resistance is prepared in advance and stored in the memory 26. Based on this data and the battery temperature Tb predicted in step S1, a temperature correction coefficient is obtained. Then, the internal resistance of the lowest voltage cell detected in step S2 is corrected using the obtained temperature correction coefficient.

上述したように、メモリ26には、バッテリ温度およびセルの内部抵抗と、エンジン始動時に、電圧が最も低くなる電圧最低セルが過放電状態とならずに、バッテリから所定の出力が得られるような目標SOCとを対応付けたデータが記憶されている。従って、コントローラ16は、ステップS1で予測したバッテリ温度Tb、および、温度補正を行った電圧最低セルの内部抵抗と、メモリ26に記憶されているデータとに基づいて、目標SOCを求める。目標SOCを求めると、ステップS5に進む。   As described above, in the memory 26, the battery temperature and the internal resistance of the cell, and the lowest voltage cell at which the voltage is lowest when the engine is started are not overdischarged, and a predetermined output can be obtained from the battery. Data associating with the target SOC is stored. Therefore, the controller 16 determines the target SOC based on the battery temperature Tb predicted in step S1, the internal resistance of the lowest voltage cell subjected to temperature correction, and the data stored in the memory 26. When the target SOC is obtained, the process proceeds to step S5.

ステップ5では、ステップS3で特定した電圧最低セルのSOCがステップS4で求めた目標SOC以上となるように、インバータ11〜13によって、メインバッテリ15の充放電を制御する。   In step 5, charging / discharging of the main battery 15 is controlled by the inverters 11 to 13 so that the SOC of the lowest voltage cell specified in step S3 is equal to or higher than the target SOC obtained in step S4.

図11は、エンジン始動時に電圧が最も低下するセルのSOCが目標SOC以上となるように、メインバッテリ15の充放電を制御する方法を説明するための図である。図11(a)は、通常時の充放電制御範囲を示す図である。通常時の充放電制御では、メインバッテリ15のSOCが40%から75%くらいの範囲に収まるように制御する。図11(b)は、エンジン始動時に電圧が最も低下するセルのSOCが目標SOC以上となるように制御する際の充放電制御範囲を示す図である。図11(b)に示す例では、メインバッテリ15のSOCが65%から85%の範囲に収まるように制御することで、エンジン始動時に電圧が最も低下するセルのSOCが目標SOCを下回らないように制御している。   FIG. 11 is a diagram for explaining a method of controlling charging / discharging of the main battery 15 so that the SOC of the cell in which the voltage decreases most at the time of engine start becomes equal to or higher than the target SOC. Fig.11 (a) is a figure which shows the charging / discharging control range at the normal time. In normal charging / discharging control, control is performed so that the SOC of the main battery 15 is within a range of about 40% to 75%. FIG. 11B is a diagram showing a charge / discharge control range when control is performed so that the SOC of the cell in which the voltage decreases most at the time of engine start becomes equal to or higher than the target SOC. In the example shown in FIG. 11B, by controlling the SOC of the main battery 15 to be in the range of 65% to 85%, the SOC of the cell in which the voltage is the lowest when the engine is started does not fall below the target SOC. Is controlling.

すなわち、予測バッテリ温度Tbが低いほど、また、エンジン始動時に電圧が最も低下するセルの内部抵抗が高いほど、目標SOCは高くなるので、メインバッテリ15の充放電制御範囲を高くすることにより、または、SOC制御中心を高くすることにより、エンジン始動時に電圧が最も低下するセルのSOCが目標SOC以上となるようにしている。   That is, the lower the predicted battery temperature Tb and the higher the internal resistance of the cell whose voltage drops most at the time of engine start, the higher the target SOC, so by increasing the charge / discharge control range of the main battery 15 or By increasing the SOC control center, the SOC of the cell in which the voltage drops most when the engine is started is set to be equal to or higher than the target SOC.

図12は、一実施の形態におけるバッテリ制御装置によって行われるエンジン始動処理を示すフローチャートである。コントローラ16は、車両運行開始時にエンジン2の温度(エンジン冷却水温度)が所定値以下の場合、エンジン2の駆動力による走行モードへ移行する場合、モータ1による発電が必要になった場合など、エンジン2の始動条件が成立すると、この制御プログラムを実行してエンジン2の始動処理を行う。   FIG. 12 is a flowchart illustrating an engine start process performed by the battery control device according to the embodiment. When the temperature of the engine 2 (engine coolant temperature) is equal to or lower than a predetermined value at the start of vehicle operation, the controller 16 shifts to a travel mode by the driving force of the engine 2, or when power generation by the motor 1 is necessary, When the engine 2 start condition is satisfied, the control program is executed to start the engine 2.

ステップS11では、モーター1を駆動してエンジン2のクランキングを開始するとともに、バッテリ温度センサ21により検出したバッテリ温度Tbをメモリ26に記憶する。この時、メインバッテリ15の温度を早く上げるために、最大出力で放電させることが望ましい。なお、始動時にメインバッテリ15からモータ1へ供給される電力は、コントローラ16の指令にしたがってインバータ11により調節される。また、バッテリ温度Tbに代えて、外気温センサ24により検出した外気温Taを記憶するようにしてもよい。   In step S <b> 11, the motor 1 is driven to start cranking of the engine 2, and the battery temperature Tb detected by the battery temperature sensor 21 is stored in the memory 26. At this time, in order to raise the temperature of the main battery 15 quickly, it is desirable to discharge at the maximum output. Note that the power supplied from the main battery 15 to the motor 1 at the time of starting is adjusted by the inverter 11 in accordance with a command from the controller 16. Further, instead of the battery temperature Tb, the outside air temperature Ta detected by the outside air temperature sensor 24 may be stored.

続くステップS12で、エンジン回転センサ22により検出されたエンジン回転速度Neに基づいて、エンジン始動不能か否かを確認する。エンジン2は、始動可能な所定速度以上で回転している時に燃料が噴射されて発火されると、発火運転に移行して始動する。ところが、メインバッテリ15のSOCが低く、エンジン2の回転速度が始動可能な所定速度に達しない場合は、エンジン2は始動しない。この実施の形態では、始動時のエンジン回転速度Neに基づいて始動可否を判定する例を示すが、始動可否の判定方法はこの実施の形態に限定されず、例えばエンジンの吸気圧などに基づいて始動可否を判定するようにしてもよい。エンジン回転速度Neが始動可能な所定速度以上の場合は、エンジン始動可能としてステップS13へ進み、燃料噴射装置30により燃料を噴射するとともに、点火装置31により点火してエンジン2の発火運転を起動し、エンジン始動処理を終了する。   In a succeeding step S12, it is confirmed based on the engine speed Ne detected by the engine speed sensor 22 whether or not the engine cannot be started. If the fuel is injected and ignited when the engine 2 is rotating at a speed higher than a predetermined startable speed, the engine 2 shifts to an ignition operation and starts. However, when the SOC of the main battery 15 is low and the rotational speed of the engine 2 does not reach a predetermined speed at which the engine 2 can be started, the engine 2 does not start. In this embodiment, an example in which startability is determined based on the engine rotational speed Ne at the time of start is shown, but the determination method of startability is not limited to this embodiment, and for example, based on the intake pressure of the engine, etc. You may make it determine whether start is possible. If the engine rotational speed Ne is equal to or higher than a predetermined speed at which the engine can be started, the engine can be started and the process proceeds to step S13, where fuel is injected by the fuel injection device 30 and ignited by the ignition device 31, Then, the engine start process is terminated.

エンジン回転速度Neが始動可能な所定速度に達しない場合は、エンジン始動不能と判断してステップS14へ進む。ステップS14では、キースイッチ20がオフされたか否かを判定する。キースイッチ20がオフされたと判定すると、エンジン始動処理を終了する。一方、キースイッチ20がオフされていないと判定すると、ステップS15へ進む。ステップS15では、ディスプレイ32に、「バッテリー暖機中」と表示する。これにより、エンジン始動途中で、ドライバがキースイッチ20をオフさせないようにする。   If the engine speed Ne does not reach the predetermined speed at which the engine can be started, it is determined that the engine cannot be started and the process proceeds to step S14. In step S14, it is determined whether or not the key switch 20 is turned off. If it is determined that the key switch 20 is turned off, the engine start process is terminated. On the other hand, if it is determined that the key switch 20 is not turned off, the process proceeds to step S15. In step S15, “battery warming up” is displayed on the display 32. This prevents the driver from turning off the key switch 20 during engine startup.

ステップS16では、エンジン始動完了までの始動待ち時間を予測して、ディスプレイ32に表示する。始動待ち時間は、バッテリSOC検出装置23で検出されるメインバッテリ15のSOCと、バッテリ温度センサ21で検出されるバッテリ温度Tbとに基づいて、予め測定したバッテリ温度特性(図4参照)から現在の電池出力を求め、予め測定したバッテリ出力特性(図13参照)から、電池出力がエンジン始動可能な目標値に達するまで時間を予測する。図13に示す特性は、電池の最大出力で放電した時の放電時間に対する電池出力を表している。   In step S16, the start waiting time until the engine start is completed is predicted and displayed on the display 32. The start waiting time is determined based on the battery temperature characteristic (see FIG. 4) measured in advance based on the SOC of the main battery 15 detected by the battery SOC detection device 23 and the battery temperature Tb detected by the battery temperature sensor 21. The battery output is obtained, and the time until the battery output reaches a target value at which the engine can be started is predicted from the battery output characteristics (see FIG. 13) measured in advance. The characteristic shown in FIG. 13 represents the battery output with respect to the discharge time when discharged at the maximum output of the battery.

ステップS16に続くステップS17では、エンジン2の回転速度が始動可能な所定速度に達したか、すなわち、エンジン始動が可能か否かを判定し、始動可能であると判定するとステップ18へ進む。ステップS18では、燃料噴射装置30と点火装置31を駆動して、エンジン2の発火運転を起動する。一方、エンジン2の回転速度が所定速度に達せず、エンジン始動が不能であると判定すると、ステップS19に進む。   In step S17 subsequent to step S16, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 2 has reached a predetermined speed at which the engine 2 can be started, that is, whether or not the engine can be started. In step S18, the fuel injection device 30 and the ignition device 31 are driven to start the ignition operation of the engine 2. On the other hand, if the rotational speed of the engine 2 does not reach the predetermined speed and it is determined that the engine cannot be started, the process proceeds to step S19.

ステップS19では、キースイッチ20がオフされているか否かを判定する。キースイッチ20がオフされていると判定するとエンジン始動処理を終了し、オフされていないと判定すると、ステップS15へ戻って、メインバッテリ15の暖機を続ける。   In step S19, it is determined whether or not the key switch 20 is turned off. If it is determined that the key switch 20 is turned off, the engine start process is terminated. If it is determined that the key switch 20 is not turned off, the process returns to step S15 to continue warming up the main battery 15.

一実施の形態におけるバッテリ制御装置によれば、エンジン始動時のバッテリ温度を予測するとともに、エンジン始動時に電圧が最も低くなる電圧最低セルを特定し、予測したバッテリ温度、および、特定した電圧最低セルの状態に基づいて、エンジン始動時に最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを設定し、最低電圧セルのSOCが目標SOC以上になるように、バッテリの充放電を制御する。これにより、エンジン始動時に、バッテリ温度が低くてもエンジンを始動させるために必要な出力を得ることができるとともに、過放電状態となるセルの発生を防止することができる。   According to the battery control device in one embodiment, the battery temperature at the time of starting the engine is predicted, the lowest voltage cell having the lowest voltage at the time of starting the engine is specified, the predicted battery temperature, and the specified lowest voltage cell The target SOC for obtaining a predetermined output from the battery without setting the voltage of the lowest voltage cell below the predetermined overdischarge threshold at the time of starting the engine is set based on the state of the engine. The charging / discharging of the battery is controlled as described above. As a result, when the engine is started, an output necessary for starting the engine can be obtained even if the battery temperature is low, and generation of cells that are in an overdischarged state can be prevented.

特に、一実施の形態におけるバッテリ制御装置によれば、次回のエンジン始動時の予測バッテリ温度、および、電圧最低セルの内部抵抗に基づいて、目標SOCを設定するので、エンジン始動時に最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを正確に設定することができる。また、目標SOCを設定する際に用いる電圧最低セルの内部抵抗を、エンジン始動時のバッテリ予測温度に基づいて補正するので、より正確な目標SOCを設定することができ、過放電状態となるセルの発生をより確実に防止することができる。   In particular, according to the battery control device in one embodiment, the target SOC is set based on the predicted battery temperature at the next engine start and the internal resistance of the lowest voltage cell. The target SOC for obtaining a predetermined output from the battery can be accurately set without the voltage falling below a predetermined overdischarge threshold. In addition, since the internal resistance of the lowest voltage cell used when setting the target SOC is corrected based on the predicted battery temperature at the time of starting the engine, a more accurate target SOC can be set and the cell is in an overdischarged state. Can be more reliably prevented.

また、一実施の形態におけるバッテリ制御装置によれば、各セルの開放電圧、および、各セルの内部抵抗に基づいて、電圧最低セルを特定するので、エンジン始動時に電圧が最も低くなる電圧最低セルを正確に特定することができる。   In addition, according to the battery control device in one embodiment, since the lowest voltage cell is specified based on the open voltage of each cell and the internal resistance of each cell, the lowest voltage cell in which the voltage is lowest when the engine is started. Can be accurately identified.

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、モータ1,4,10には、交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。モータ1,4,10に直流電動機を用いる場合には、インバーターの代わりにDC/DCコンバーターを用いる。また、クラッチ3に、乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもできる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the motors 1, 4, and 10 are not limited to AC machines, and DC motors can also be used. When a DC motor is used for the motors 1, 4 and 10, a DC / DC converter is used instead of the inverter. The clutch 3 may be a dry single plate clutch or a wet multi-plate clutch.

次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測する方法は、上述した(a)や(b)の方法に限定されることはなく、例えば、以下の(c)〜(e)のような方法を用いることもできる。
(c)地球上のいろいろな地点または地域における年間の気象情報、例えば日付に対する外気温データなどを記憶するとともに、エンジン始動に関する情報、例えばエンジン始動毎のバッテリ温度Tbや、外気温Taなどをメモリ26に記憶しておく。図示しないGPSユニット等により車両の現在地を検出し、現在地周辺の上述した年間の気象情報から当日前後の外気温Taの平均値を求め、求めた平均値をバッテリ温度Tbの予測値とする。同様の方法により、外気温Taの予測値を求めることもできる。
(d)次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを、最新の検出バッテリ温度Tb1と、1つ前に検出されたバッテリ温度Tb2との間の温度変化率から求める。すなわち、バッテリ温度Tb2を検出した時から、バッテリ温度Tb1を検出した時までの時間(放置時間)をT1、過去の平均放置時間をT11とすると、次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを次式(2)により求める。
Tb={(Tb1−Tb2)/T1}×T11+Tb1 (2)
同様の方法により、外気温Tbの予測値を求めることもできる。
(e)上述した(a)〜(d)の方法を組み合わせることによって、次回のエンジン始動時のバッテリ温度Tbを予測する。例えば、次式(3)により、バッテリ予測温度Tbを求める。
Tb=Tb(a)×Xa+Tb(b)×Xb+Tb(c)×Xc+Tb(d)×Xd (3)
ただし、Tb(a)〜Tb(d)は、それぞれ(a)〜(d)の方法によって予測したバッテリ温度であり、Xa〜Xdは重み係数である。なお、式(3)では、上述した(a)〜(d)の4つの方法を組み合わせたが、いずれか3つまたは2つを組み合わせるようにしてもよい。
The method for predicting the battery temperature Tb at the next engine start is not limited to the methods (a) and (b) described above. For example, the following methods (c) to (e) are used. It can also be used.
(C) Stores yearly weather information at various points or regions on the earth, for example, outside air temperature data for the date, and stores information related to engine start, for example, battery temperature Tb at each engine start, outside air temperature Ta, etc. 26. A current location of the vehicle is detected by a GPS unit (not shown), the average value of the outside air temperature Ta before and after the current day is obtained from the above-mentioned annual weather information around the current location, and the obtained average value is used as the predicted value of the battery temperature Tb. A predicted value of the outside air temperature Ta can be obtained by a similar method.
(D) The battery temperature Tb at the next engine start is obtained from the temperature change rate between the latest detected battery temperature Tb1 and the battery temperature Tb2 detected immediately before. That is, assuming that the time from when the battery temperature Tb2 is detected until the time when the battery temperature Tb1 is detected (left time) is T1, and the past average left time is T11, the battery temperature Tb at the next engine start is Obtained by (2).
Tb = {(Tb1-Tb2) / T1} * T11 + Tb1 (2)
A predicted value of the outside air temperature Tb can also be obtained by a similar method.
(E) The battery temperature Tb at the next engine start is predicted by combining the methods (a) to (d) described above. For example, the predicted battery temperature Tb is obtained by the following equation (3).
Tb = Tb (a) * Xa + Tb (b) * Xb + Tb (c) * Xc + Tb (d) * Xd (3)
However, Tb (a) to Tb (d) are battery temperatures predicted by the methods (a) to (d), respectively, and Xa to Xd are weighting factors. In the expression (3), the four methods (a) to (d) described above are combined, but any three or two methods may be combined.

上述した一実施の形態では、バッテリ温度とSOCとに基づいてエンジンの始動待ち時間を予測する例を示したが、始動待ち時間の予測方法は上述した方法に限定されない。例えば、エンジン始動時のエンジン回転速度と始動待ち時間との関係を予め測定し、クランキング開始後のエンジン回転速度に基づいて、始動待ち時間を予測するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the engine start waiting time is predicted based on the battery temperature and the SOC has been shown. However, the start waiting time prediction method is not limited to the above-described method. For example, the relationship between the engine rotation speed at the time of engine start and the start waiting time may be measured in advance, and the start waiting time may be predicted based on the engine rotation speed after the start of cranking.

次回のエンジン始動時に最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを、バッテリ温度と最低電圧セルの内部抵抗とに基づいて決定したが、最低電圧セルの内部抵抗の代わりに劣化度を用いてもよい。   The target SOC for obtaining a predetermined output from the battery without causing the voltage of the lowest voltage cell to fall below a predetermined overdischarge threshold at the next engine start is determined based on the battery temperature and the internal resistance of the lowest voltage cell. However, the degree of deterioration may be used instead of the internal resistance of the lowest voltage cell.

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、コントローラ16が温度予測手段、最低電圧セル特定手段、目標SOC設定手段、内部抵抗検出手段を、インバータ11〜13およびコントローラ16が制御手段を、セル電圧センサVt1〜Vtnが開放電圧検出手段を、バッテリ温度センサ21がバッテリ温度検出手段を、外気温センサ24が外気温検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。   The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the controller 16 is a temperature predicting means, a minimum voltage cell specifying means, a target SOC setting means, an internal resistance detecting means, the inverters 11 to 13 and the controller 16 are controlling means, and the cell voltage sensors Vt1 to Vtn are open voltage detecting means. The battery temperature sensor 21 constitutes battery temperature detection means, and the outside air temperature sensor 24 constitutes outside air temperature detection means. In addition, the above description is an example to the last, and when interpreting invention, it is not limited to the correspondence of the component of said embodiment and the component of this invention at all.

一実施の形態におけるバッテリ制御装置をハイブリッド自動車に適用したシステム構成図1 is a system configuration diagram in which a battery control device according to an embodiment is applied to a hybrid vehicle. コントローラに接続されている各種センサや、各種装置を示す図Diagram showing various sensors and various devices connected to the controller メインバッテリの総電圧を検出する総電圧センサ、メインバッテリの充放電電流を検出する電流センサ、および、各セルの電圧を検出するセル電圧センサを示す図The figure which shows the total voltage sensor which detects the total voltage of a main battery, the current sensor which detects the charging / discharging current of a main battery, and the cell voltage sensor which detects the voltage of each cell メインバッテリの温度特性を示す図Diagram showing temperature characteristics of main battery メインバッテリを構成する複数のセルのSOC分布を示す図The figure which shows SOC distribution of the some cell which comprises a main battery 無負荷時のセル電圧分布と、放電時のセル電圧分布とを示す図Diagram showing cell voltage distribution during no load and cell voltage distribution during discharge セルの内部抵抗を求める方法を説明するための図The figure for explaining the method of calculating the internal resistance of the cell エンジン始動に必要な出力が得られるSOCを、バッテリ温度およびセルの内部抵抗に対して示した図The figure which shows SOC which can obtain the output which is necessary for engine starting with respect to battery temperature and internal resistance of the cell エンジン始動時に電圧が最も低くなるセルが過放電状態とならずに、エンジン始動に必要な出力が得られる目標SOCを、エンジン始動時のバッテリ予測温度およびセルの内部抵抗に対して示した図A graph showing the target SOC for obtaining an output required for starting the engine without the overdischarged state of the cell having the lowest voltage when starting the engine, with respect to the predicted battery temperature and the internal resistance of the cell when starting the engine. メインバッテリのSOC制御を示すフローチャートFlowchart showing main battery SOC control エンジン始動時に電圧が最も低下するセルのSOCが目標SOC以上となるように、メインバッテリの充放電を制御する方法を説明するための図The figure for demonstrating the method to control charging / discharging of a main battery so that SOC of the cell in which a voltage falls most at the time of engine starting becomes more than target SOC. 一実施の形態におけるバッテリ制御装置によって行われるエンジン始動処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the engine starting process performed by the battery control apparatus in one embodiment 電池の最大出力で放電した時の放電時間に対する電池出力を示す図The figure which shows the battery output with respect to the discharge time when discharged at the maximum output of the battery

符号の説明Explanation of symbols

1…モータ、2…エンジン、3…クラッチ、4…モータ、5…無段変速機、6…減速装置、7…差動装置、8…駆動輪、9…油圧装置、10…モータ、11…インバータ、12…インバータ、13…インバータ、15…メインバッテリ、16…コントローラ、21…バッテリ温度センサ、22…エンジン回転センサ、23…バッテリSOC検出装置、24…外気温センサ、26…メモリ、30…燃料噴射装置、31…点火装置、32…ディスプレイ、35…総電圧センサ、36…電流センサ、Vt1〜Vtn…セル電圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 2 ... Engine, 3 ... Clutch, 4 ... Motor, 5 ... Continuously variable transmission, 6 ... Reduction gear, 7 ... Differential gear, 8 ... Drive wheel, 9 ... Hydraulic device, 10 ... Motor, 11 ... Inverter, 12 ... Inverter, 13 ... Inverter, 15 ... Main battery, 16 ... Controller, 21 ... Battery temperature sensor, 22 ... Engine rotation sensor, 23 ... Battery SOC detector, 24 ... Outside air temperature sensor, 26 ... Memory, 30 ... Fuel injection device 31 ... Ignition device 32 ... Display 35 ... Total voltage sensor 36 ... Current sensor Vt1 to Vtn ... Cell voltage sensor

Claims (7)

複数のセルによって構成されるバッテリから始動用モータに電力を供給してエンジンを始動するとともに、発電用モータにより発電を行って、バッテリを充電するバッテリ制御装置において、
エンジン始動時のバッテリ温度を予測する温度予測手段と、
エンジン始動時に、電圧が最も低くなるセル(以下、電圧最低セル)を特定する電圧最低セル特定手段と、
前記温度予測手段によって予測されるバッテリ温度、および、前記電圧最低セル特定手段によって特定された電圧最低セルの状態に基づいて、エンジン始動時に前記最低電圧セルの電圧が所定の過放電しきい値を下回らずに、バッテリから所定の出力を得るための目標SOCを設定する目標SOC設定手段と、
前記電圧最低セル特定手段によって特定されたセルのSOCが前記目標SOC設定手段によって設定された目標SOC以上になるように、バッテリの充放電を制御する制御手段とを備えることを特徴とするバッテリ制御装置。
In a battery control device that supplies power to a starting motor from a battery constituted by a plurality of cells to start an engine, generates power by a power generating motor, and charges the battery.
Temperature predicting means for predicting the battery temperature at engine start;
A minimum voltage cell specifying means for specifying a cell having the lowest voltage (hereinafter referred to as a minimum voltage cell) when the engine is started;
Based on the battery temperature predicted by the temperature predicting means and the state of the lowest voltage cell specified by the lowest voltage cell specifying means, the voltage of the lowest voltage cell at a start of the engine has a predetermined overdischarge threshold value. Target SOC setting means for setting a target SOC for obtaining a predetermined output from the battery without lowering,
Battery control comprising: control means for controlling charge / discharge of the battery so that the SOC of the cell specified by the lowest voltage cell specifying means is equal to or higher than the target SOC set by the target SOC setting means. apparatus.
請求項1に記載のバッテリ制御装置において、
各セルの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段をさらに備え、
前記目標SOC設定手段は、前記温度予測手段によって予測されるバッテリ温度、および、前記内部抵抗検出手段によって検出される電圧最低セルの内部抵抗に基づいて、前記目標SOCを設定することを特徴とするバッテリ制御装置。
The battery control device according to claim 1,
Further comprising internal resistance detection means for detecting the internal resistance of each cell;
The target SOC setting means sets the target SOC based on the battery temperature predicted by the temperature prediction means and the internal resistance of the lowest voltage cell detected by the internal resistance detection means. Battery control device.
請求項2に記載のバッテリ制御装置において、
前記内部抵抗検出手段によって検出される前記電圧最低セルの内部抵抗を、前記温度予測手段によって予測されるバッテリ温度に基づいて補正する温度補正手段をさらに備え、
前記目標SOC設定手段は、前記温度予測手段によって予測されるバッテリ温度、および、前記温度補正手段によって補正された内部抵抗に基づいて、前記目標SOCを設定することを特徴とするバッテリ制御装置。
The battery control device according to claim 2,
A temperature correction unit that corrects the internal resistance of the lowest voltage cell detected by the internal resistance detection unit based on the battery temperature predicted by the temperature prediction unit;
The target SOC setting means sets the target SOC based on the battery temperature predicted by the temperature prediction means and the internal resistance corrected by the temperature correction means.
請求項2または3に記載のバッテリ制御装置において、
各セルの開放電圧を検出する開放電圧検出手段をさらに備え、
前記電圧最低セル特定手段は、前記開放電圧検出手段によって検出される各セルの開放電圧、および、前記内部抵抗検出手段によって検出される各セルの内部抵抗に基づいて、前記電圧最低セルを特定することを特徴とするバッテリ制御装置。
The battery control device according to claim 2 or 3,
It further comprises an open voltage detection means for detecting the open voltage of each cell,
The lowest voltage cell specifying means specifies the lowest voltage cell based on the open voltage of each cell detected by the open voltage detecting means and the internal resistance of each cell detected by the internal resistance detecting means. A battery control device.
請求項1〜4のいずれかに記載のバッテリ制御装置において、
バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
エンジン始動時に前記バッテリ温度検出手段によって検出されるバッテリ温度を複数記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記温度予測手段は、前記記憶手段に記憶されている複数のバッテリ温度のうち、最も値が低い温度を、エンジン始動時のバッテリ温度として予測することを特徴とするバッテリ制御装置。
In the battery control device according to any one of claims 1 to 4,
Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery;
Storage means for storing a plurality of battery temperatures detected by the battery temperature detection means when the engine is started,
The temperature predicting means predicts a temperature having the lowest value among a plurality of battery temperatures stored in the storage means as a battery temperature at the time of starting the engine.
請求項1〜4のいずれかに記載のバッテリ制御装置において、
外気温を検出する外気温検出手段と、
エンジン始動時に前記外気温検出手段によって検出される外気温を複数記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記温度予測手段は、前記記憶手段に記憶されている複数の外気温に基づいて、エンジン始動時のバッテリ温度を予測することを特徴とするバッテリ制御装置。
In the battery control device according to any one of claims 1 to 4,
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
Storage means for storing a plurality of outside air temperatures detected by the outside air temperature detecting means when the engine is started,
The temperature control means predicts a battery temperature at the time of engine start based on a plurality of outside air temperatures stored in the storage means.
請求項1〜4のいずれかに記載のバッテリ制御装置において、
車両の現在地を検出する現在地検出手段をさらに備え、
前記温度予測手段は、前記現在地検出手段によって検出される車両位置周辺の気象情報に基づいて、エンジン始動時のバッテリ温度を予測することを特徴とするバッテリ制御装置。
In the battery control device according to any one of claims 1 to 4,
It further comprises a current position detecting means for detecting the current position of the vehicle,
The temperature control means predicts a battery temperature at the time of engine start based on weather information around the vehicle position detected by the current location detection means.
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