(57)【要約】【課題】より適正にバッテリの放電電流を制限すること。【解決手段】本開示の一形態は、車両の使用頻度およびバッテリの温度毎に、時間窓に対する車載バッテリの実効電流の許容値を示す時間−許容値情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された時間−許容値情報から、前記車両の現在の使用頻度に適したものを選択する選択部と、前記車載バッテリの充放電電流値から、所定時間窓での実効電流値を導出する導出部と、前記導出部で導出した実効電流値が、前記選択部で選択した時間−許容値情報が示す許容値以上であれば、前記車載バッテリからの放電電流を制限する制限部と、を備えた車載バッテリの制御装置に向けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の使用頻度およびバッテリ温度毎に、時間窓に対する車載バッテリの実効電流の許容値を示す時間−許容値情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された時間−許容値情報から、前記車両の現在の使用頻度に適したものを選択する選択部と、
前記車載バッテリの充放電電流値から、所定時間窓での実効電流値を導出する導出部と、
前記導出部で導出した実効電流値が、前記選択部で選択した時間−許容値情報が示す許容値以上であれば、前記車載バッテリからの放電電流を制限する制限部と、
を備えた車載バッテリの制御装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記時間窓よりも長い所定期間毎に、前記車両の現在の使用頻度に適したものを選択する、
請求項１に記載の車載バッテリの制御装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記車両が所定期間使用されなかった場合に、前記車両の現在の使用頻度に適したものを選択する、
請求項１に記載の車載バッテリの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車載バッテリの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような制御装置としては、例えば特許文献１に記載のバッテリ制御システムが知られている。このバッテリ制御システムは、電気推進車両（典型的には、ハイブリッド自動車や電気自動車）に備わるバッテリの充放電電流を制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０１９８７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、より適正にバッテリの放電電流を制限可能な、車載バッテリの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態は、車両の使用頻度およびバッテリ温度毎に、時間窓に対する車載バッテリの実効電流の許容値を示す時間−許容値情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された時間−許容値情報から、前記車両の現在の使用頻度に適したものを選択する選択部と、前記車載バッテリの充放電電流値から、所定時間窓での実効電流値を導出する導出部と、前記導出部で導出した実効電流値が、前記選択部で選択した時間−許容値情報が示す許容値以上であれば、前記車載バッテリからの放電電流を制限する制限部と、を備えた車載バッテリの制御装置に向けられる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、より適正にバッテリの放電電流を制限可能な、車載バッテリの制御装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の車載バッテリの制御装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、車両の使用頻度毎の時間に対する実効電流の許容値を示す図である。
【図３】図３は、図１に示すバッテリ制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、上記図面を参照して、本開示の車載バッテリの制御装置の一例としてのバッテリ制御装置について詳説する。
【０００９】
＜１．定義＞
下表１は、本実施形態で使用される頭字語や略語の意味を示す。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
＜２−１．バッテリ制御装置の構成＞
図１において、電気推進車両（以下、単に車両という）１は、前述の通り、例えば、ハイブリッド車や電気自動車である。この車両１には、少なくとも、車載バッテリ３と、電流検出部５と、インバータ７と、モータジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇという）９と、車両制御装置１１と、バッテリ制御装置１３と、が搭載されている。
【００１２】
車載バッテリ３は、典型的には、複数のバッテリセル（単電池）を組み合わせたバッテリモジュール（組電池）である。各バッテリセルとしては、例えばリチウムイオン電池のような二次電池が採用される。
【００１３】
この車載バッテリ３に対しては、図示しない充電装置が後述の車両制御装置１１の制御下で充電を行う。なお、車載バッテリ３の充電については本開示の要部ではないため、その説明を控えるか極力簡素化する。
【００１４】
また、車載バッテリ３はさらに、後述のバッテリ制御装置１３の制御下で放電して、インバータ７に直流電力を供給する。
【００１５】
電流検出部５は、例えばミリ秒オーダの周期で動作して、車載バッテリ３の充放電電流値を示す情報（以下、単に、充放電電流値という）を、ＣＡＮ等を介して車両制御装置１１やバッテリ制御装置１３に送信する。なお、図１では、電流検出部５から車両制御装置１１へと直接的に充放電電流値が送られるようになっている。しかし、これに限らず、充放電電流値は、バッテリ制御装置１３を介して車両制御装置１１への送られても良い。
【００１６】
インバータ７は、車両制御装置１１の制御下で、供給された直流電力を交流電力に変換して、Ｍ／Ｇ９に供給する。
【００１７】
Ｍ／Ｇ９は、インバータ７から供給された交流電圧により駆動され、これにより発生した駆動力は例えば車両１の駆動輪に与えられる。なお、回生時にＭ／Ｇ９で生じた電力は車載バッテリ３に充電されても良い。
【００１８】
車両制御装置１１は、所謂ＥＣＵであって、本開示では、車両１の動力源（エンジンやモータ）の状態検出部（図示せず）とＣＡＮ等を通じてデータ伝送可能に構成される。具体的には、車両制御装置１１は、動力源の始動時（またはイグニッションスイッチのオン）を示す信号（以下、始動信号という）と、動力源の停止時（またはイグニッションスイッチのオフ）を示す信号（以下、停止信号という）とを、状態検出部から受け取る。
【００１９】
本開示では、車両制御装置１１は、始動信号および停止信号の受信時刻に基づき、車両１の使用頻度を求める。車両１の使用頻度は、例えば、予め定められた期間（例えば、最近１２時間、最近２４時間又は最近数日）に対する、動力源の運転時間の割合である。
【００２０】
車両制御装置１１は、車載バッテリ３の実効電流の許容値に基づき、車載バッテリ３の少なくとも放電電流を制限する。許容値は、後述から明らかとなるが、少なくとも、車両１の使用頻度と、バッテリ温度と、車載バッテリ３の実効電流を測定するための時間窓とにより決定される。
【００２１】
バッテリ制御装置１３は、車両制御装置１１を構成するＥＣＵとは別のＥＣＵであって、例えば、車載バッテリ３の状態を検知する。
【００２２】
ところで、従来から、二次電池の放電電流は、所定の許容値を超えないように制御される。しかし、許容値の設定を適切に行わないと、下記のような不都合が生じる。具体的には、車両１の使用頻度が低いにも関わらず、車載バッテリ３の実効電流の許容値を低くすると、車両１の燃費（車両１が電気自動車の場合、電力消費率）を向上させることが出来なくなる。逆に、車両１の使用頻度が高いにも関わらず、車載バッテリ３の実効電流の許容値を高くしてしまうと、車載バッテリ３の劣化を招く。それ故、適切に設定された許容値に基づき、車載バッテリ３の放電電流を制限することが望まれるという課題があった。
【００２３】
そこで、本開示では、車両制御装置１１は、例えば、記憶部１１１と、マイコン１１３とを含んでいる。記憶部１１１は、例えば不揮発性メモリで構成され、車両１の使用頻度毎に時間−許容値情報を記憶する。各時間−許容値情報は、実効電流の算出時に使用される時間窓の長さに対する車載バッテリ３の実効電流の許容値を記述したテーブルである。
【００２４】
本開示では、図２に示すように、車両１の使用頻度が「高い」、「通常」および「低い」という三段階のレベルに区分されるとする。この場合、記憶部１１１には、レベル毎に時間−許容値情報が格納される。以下、使用頻度が高レベルの場合における時間−許容値情報を、時間−許容値情報（高）と記載する。同様に、使用頻度が通常レベルまたは低レベルの場合における時間−許容値情報を、時間−許容値情報（通常）および時間−許容値情報（低）と記載する。
【００２５】
車載バッテリ３の実効電流の許容値は、図２に示す通り、時間窓の長さにより変化するが、同じ時間窓の長さで比較すると、実効電流の許容値は、車両１の使用頻度が「低い」場合が最も大きく、次に「普通」の場合が大きく、「高い」の場合が最も小さくなっている。
【００２６】
なお、時間−許容値情報のそれぞれは、車載バッテリ３の特性や、本バッテリ制御装置１３の設計・開発段階にて実験やシミュレーションにより求められる。
【００２７】
マイコン１１３は、記憶部１１１等に予め格納されたプログラムに従って動作して、車両１の使用頻度と、車載バッテリ３の実効電流とを取得し、これらに加え、記憶部１１１に格納された時間−許容値情報にも基づいて、車載バッテリ３の放電電流を制限するための処理を行う。
【００２８】
＜２−２．バッテリ制御装置の処理＞
次に、図１〜図３を参照して、車両制御装置１１の処理を詳説する。
【００２９】
図３において、車両制御装置１１は、車両１のＭ／Ｇ９を始動させるために、図示しないリレーをオンにすることで、インバータ７と車載バッテリ３とを電気的に接続する。また、車両制御装置１１はインバータ７のスイッチング周波数を制御し、これによって、インバータ７は、車載バッテリ３からの直流電力から交流電力を生成して、Ｍ／Ｇ９に供給する。
【００３０】
マイコン１１３は、Ｍ／Ｇ９が始動すると（または、イグニッションスイッチがオンになると）、時間−許容値情報を前回選択した時刻（即ち、前回のステップＳ００５で記憶した時刻）から所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ００１）。所定期間は、後述の時間窓よりも長い期間であって、例えば、数日、２４時間または１２時間等に設定される。
【００３１】
マイコン１１３は、ステップＳ００１でＹＥＳと判断すると、車両１の使用頻度を導出する（ステップＳ００３）。
【００３２】
次に、マイコン１１３は、受け取った使用頻度がどのレベルに含まれるかを特定し、記憶部１１１に格納された三段階レベルの時間−許容値情報から、特定した使用頻度に適合する時間−許容値情報を選択し、現在時刻と共に記憶部１１１に記憶する（ステップＳ００５）。このステップＳ００５が終了すると、マイコン１１３はステップＳ００１に戻る。
【００３３】
ステップＳ００１でＮＯと判断した場合、マイコン１１３は、電流検出部５から時系列で送られてきた充放電電流値を受け取る（ステップＳ００７）。
【００３４】
次に、マイコン１１３は、ステップＳ００７で得た充放電電流値を用いて、予め定められた時間窓の長さにおける実効電流値を導出する（ステップＳ００９）。ここで、時間窓の長さとは、実効電流値を測定する時間であるが、例えば、時間窓の長さが３０秒と設定されていれば、ステップＳ００９では、直近３０秒における充放電電流値から実効電流値が導出される。
【００３５】
次に、マイコン１１３は、現在選択されている時間−許容値情報から、ステップＳ００９で使用された時間窓に対応する実効電流の許容値を取得する（ステップＳ０１１）。
【００３６】
次に、マイコン１１３は、ステップＳ００９で算出した実効電流値がステップＳ０１１で取得した許容値以上か否かを判断する（ステップＳ０１３）。
【００３７】
ステップＳ０１３でＮＯと判断した場合、マイコン１１３は、放電電流の制限が実施中か否かを判断する（ステップＳ０１５）。
【００３８】
ステップＳ０１５でＹＥＳと判断した場合、マイコン１１３は、放電電流の制限の解除条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ０１７）。
【００３９】
ステップＳ０１５またはＳ０１７でＮＯと判断した場合、マイコン１１３は、ステップＳ００１に戻る。
それに対し、ステップＳ０１７でＹＥＳと判断した場合、マイコン１１３は、放電電流の制限を解除して（ステップＳ０１９）、ステップＳ００１に戻る。
【００４０】
なお、ステップＳ０１３でＮＯと判断した場合におけるステップＳ０１５〜Ｓ０１９の処理については、本開示の要部でないこと、さらには公知技術を適用可能であるため、その詳細な説明を控える。
【００４１】
それに対し、ステップＳ０１３でＹＥＳと判断した場合、車両１の現在の使用頻度からすると、時間窓における実効電流値が許容値以上であるため、放電電流の制限が必要とみなし、マイコン１１３は、周知の手法で、放電電力が許容電力未満となるように、車載バッテリ３の放電電流を制限する（ステップＳ０２１）。
【００４２】
マイコン１１３は、ステップＳ０２１が終了すると、ステップＳ００１に戻る。
【００４３】
＜２−３．本バッテリ制御装置の主たる作用・効果＞
以上説明した通り、本開示の車両制御装置１１では、ステップＳ０１３における許容値が、車両１の使用頻度に応じた適切な値に設定可能となっている。従って、ステップＳ０２１において、車載バッテリ３の放電電流は適切な許容値にて制限される。これによって、車両１の使用頻度が低い場合には、車載バッテリ３の実効電流の許容値を相対的に大きく設定して、車両１の燃費（電力消費率）を向上させることが出来る。また、車両１の使用頻度が高い場合には、車載バッテリ３の実効電流の許容値を相対的に小さく設定して、車載バッテリ３の劣化を抑制することが出来る。
【００４４】
＜２−４．付記＞
上記では、車両制御装置１１が図３の処理を実行すると説明した。しかし、これに限らず、バッテリ制御装置１３が図３の処理を行っても良い。
【００４５】
また、上記では、記憶部１１１には、三段階レベルの時間−許容値情報が格納されるとして説明したが、二段階レベルまたは四段階以上のレベルの時間−許容値情報が格納されていても良い。
【００４６】
また、ステップＳ００９では、予め定められた複数の時間窓それぞれについて実効電流値が算出されても良い。この場合、ステップＳ０１３において、各時間窓における許容値が、対応する実効電流値と比較される。そして、例えば許容値以上である実効電流値が多い場合に、ステップＳ０１３でＹＥＳと判断される。
【００４７】
マイコン１１３は、車両１が相当の期間使用されなかった場合に、記憶部１１１に記憶された時間−許容値情報から、車両１の現在の使用頻度に適したものを選択しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本開示の車載バッテリの制御装置は、より適正にバッテリの放電電流を制限可能であり、電気推進車両の好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１  電気推進車両
３  車載バッテリ
５  電流検出部
７  インバータ
９  Ｍ／Ｇ（モータジェネレータ）
１１  車両制御装置
１１１  記憶部
１１３  マイコン
１３  バッテリ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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