(57)【要約】【課題】蓄電池の温度又は周辺温度に応じて蓄電池の充電状態値の下限値を可変することで、環境温度に応じて蓄電池の充電状態値の使用範囲を広げることができる蓄電池の管理装置及び管理方法を提供することを目的とする。【解決手段】組電池１５の温度又は周辺温度を検出する温度検出部１６と、組電池１５のＳＯＣを取得する充電状態値取得部１８と、充電状態値取得部１８により取得されるＳＯＣの下限値を制御する制御部２０とを備えて蓄電池の管理装置を構成し、制御部２０は、温度検出部１６により検出される温度又は周辺温度が閾値ｔｈ１以下でない場合、組電池１５のＳＯＣの下限値を低くする。【選択図】図１
2015082850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の温度又は周辺温度を検出する温度検出部と、
前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を取得する充電状態値取得部と、
前記充電状態値取得部により取得される充電状態値の下限値を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が第１の閾値以下でない場合、前記充電状態値の下限値を低くする
ことを特徴とする蓄電池の管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池の管理装置であって、
位置情報を取得する位置情報取得部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が前記第１の閾値以下であるか否かを判断する前において、前記位置情報取得部により取得される位置情報により、環境温度が高い場所に移動したと判断すると、前記充電状態値の下限値を低くする
ことを特徴とする蓄電池の管理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蓄電池の管理装置であって、
前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が前記第１の閾値以下である場合、又は、前記蓄電池の最大出力電力が、内燃機関の吸気を過給する電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも小さい場合、前記充電状態値の下限値を高く、又は、前記充電状態値の下限値を低くする前の元の下限値に戻す
ことを特徴とする蓄電池の管理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の蓄電池の管理装置であって、
前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が前記第１の閾値以下でない場合で、かつ、前記充電状態値の下限値が第２の閾値以下でない場合、前記充電状態値の下限値を低くする
ことを特徴とする蓄電池の管理装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の蓄電池の管理装置であって、
前記充電状態値の下限値は、内燃機関の吸気を過給する電動過給機を少なくとも１回駆動させるために必要な前記充電状態値である
ことを特徴とする蓄電池の管理装置。
【請求項６】
制御部が、
蓄電池の温度又は周辺温度を温度検出部から取得し、
前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を充電状態値取得部から取得し、
前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が第１の閾値以下でない場合、前記充電状態値の下限値を低くする
ことを特徴とする蓄電池の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の管理装置及び管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蓄電池は、高温になると、熱暴走を起こすおそれがあるため、蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の上限値を低く設定することが行われている。例えば、特許文献１参照。
【０００３】
また、蓄電池は、低温であるほど、出力が低下していくため、低温環境下でも蓄電池の出力を確保できるように、蓄電池の充電状態値の下限値を予め高く設定しておくことが行われている。
【０００４】
しかしながら、蓄電池の充電状態値の下限値を予め高く設定しておく場合、常に高い環境温度で蓄電池が使用される状況では、単に充電状態値の使用範囲を狭くしているだけになってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６１００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、蓄電池の温度又は周辺温度に応じて蓄電池の充電状態値の下限値を可変することで、環境温度に応じて蓄電池の充電状態値の使用範囲を広げることができる蓄電池の管理装置及び管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の蓄電池の管理装置は、蓄電池の温度又は周辺温度を検出する温度検出部と、前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を取得する充電状態値取得部と、前記充電状態値取得部により取得される充電状態値の下限値を制御する制御部とを備える。
【０００８】
前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が第１の閾値以上である場合、前記充電状態値の下限値を低くする。
また、本実施形態の蓄電池の管理方法は、制御部が、蓄電池の温度又は周辺温度を温度検出部から取得し、前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を充電状態値取得部から取得し、前記温度検出部により検出される温度又は周辺温度が第１の閾値以下でない場合、前記充電状態値の下限値を低くする。
【０００９】
これにより、蓄電池の温度又は周辺温度が少なくとも第１の閾値以上であるところで蓄電池が使用される場合に蓄電池の充電状態値の使用範囲を広げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓄電池の温度又は周辺温度に応じて蓄電池の充電状態値の下限値を可変することで、環境温度に応じて蓄電池の充電状態値の使用範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の蓄電池の管理装置の一例を示す図である。
【図２】本実施形態の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の組電池の温度とＳＯＣと最大出力電力との関係の一例を示す図である。
【図４】本実施形態の蓄電池の管理装置の他の例を示す図である。
【図５】本実施形態の制御部の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態の蓄電池の管理装置の一例を示す図である。
図１に示す本実施形態の蓄電池の管理装置は、例えば、車両１に搭載される内燃機関２の吸気を過給する電動過給機３の出力（空気量）を制御するものである。なお、電動過給機３は、内燃機関２の排気を利用して内燃機関２の吸気を過給する過給器４を補助するものである。
【００１３】
電動過給機３は、圧縮機５と、電動機６と、インバータ７とを備える。インバータ７の出力が制御されることで電動機６の出力が制御され、電動機６の出力が制御されることで圧縮機５の出力、すなわち、電動過給機３の出力が制御される。
【００１４】
内燃機関２の出力軸８は、オルタネータ９（発電機）に連結されているとともに、駆動輪１０に連結されている。
オルタネータ９は、内燃機関２の出力軸８の回転エネルギーを利用して発電する。オルタネータ９により発電された電力は、鉛バッテリ１１に供給され、鉛バッテリ１１が充電される。また、オルタネータ９により発電された電力は、ＤＣＤＣコンバータ１２により昇圧された後、電池パック１３に供給される。なお、オルタネータ９により発電される電力は、ブレーキ回生として発電される電力も含む。
【００１５】
電池パック１３は、複数の充放電可能な畜電池１４（例えば、蓄電素子、コンデンサ、Ｌｉ電池などの二次電池など）が直列接続される組電池１５（蓄電池）と、温度検出部１６と、電流検出部１７と、充電状態値取得部１８と、記憶部１９とを備える。なお、組電池１５は、１つの畜電池１４により構成されてもよい。
【００１６】
組電池１５は、ＤＣＤＣコンバータ１２から供給される電力により充電される。また、組電池１５は、電動過給機３のインバータ７へ電力を供給する。
温度検出部１６は、例えば、サーミスタなどであり、組電池１５の温度又は周辺温度を検出する。
【００１７】
電流検出部１７は、例えば、シャント抵抗やカレントトランスなどであり、組電池１５に流れる電流を検出する。
充電状態値取得部１８は、組電池１５の電圧、温度検出部１６により検出される温度又は周辺温度、及び電流検出部１７により検出される電流などにより組電池１５の充電状態値（組電池１５の満充電容量［Ａｈ］に対する現在の充電容量［Ａｈ］の割合［％］を示す値であって、以下、ＳＯＣという）を取得する。例えば、充電状態値取得部１８は、組電池１５の電圧［Ｖ］と組電池１５のＳＯＣとが対応付けられた情報を記憶部１９から読み出し、その情報を参照することにより、組電池１５の電圧［Ｖ］に対応する組電池１５のＳＯＣを取得する。また、例えば、充電状態値取得部１８は、（電流検出部１７により検出される電流を時間経過とともに積算した電流量［Ａｈ］）／（組電池１５の満充電容量［Ａｈ］）×１００［％］を計算することによって、組電池１５のＳＯＣを取得する。なお、記憶部１９は、電池パック１３の外部に設けられてもよい。また、組電池１５の満充電容量は、実際の容量と製品の公称値の両方を含む。
【００１８】
制御部２０は、鉛バッテリ１１の電圧、充電状態値取得部１８から取得される組電池１５のＳＯＣ、又は、鉛バッテリ１１や組電池１５の充電指示などに基づいて、オルタネータ９やＤＣＤＣコンバータ１２の動作を制御して鉛バッテリ１１やＤＣＤＣコンバータ１２へ電力を供給させる。
【００１９】
また、制御部２０は、電動過給機３の駆動指示が外部から入力されると、インバータ７の出力制御を開始する。このとき、制御部２０は、充電状態値取得部１８から取得される組電池１５のＳＯＣや記憶部１９に記憶されている情報などに基づいて、インバータ７の出力を調整し電動過給機３の出力を制御する。
【００２０】
また、制御部２０は、一定期間において、温度検出部１６により検出される組電池１５の温度又は周辺温度を複数回取得し、その取得した複数の温度又は周辺温度のうち最も低い温度又は周辺温度を環境温度履歴情報として記憶部１９に記憶させる。なお、環境温度履歴情報は、温度検出部１６により検出される１つの温度又は周辺温度であってもよい。
【００２１】
また、制御部２０は、記憶部１９に記憶されている環境温度履歴情報や充電状態値取得部１８から取得される組電池１５のＳＯＣなどに基づいて、組電池１５のＳＯＣの下限値を設定する。例えば、組電池１５のＳＯＣの下限値は、電動過給機３を少なくとも１回駆動するために必要な組電池１５のＳＯＣと同じ値とする。電動過給機３を１回駆動することは、例えば、内燃機関２の吸気の過給時に回転する過給器４の回転軸が低速回転から高速回転に変わるまでの期間、電動過給機３から予め決められた空気量を出力し続けることに相当する。
【００２２】
なお、充電状態値取得部１８や制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成され、記憶部１９に記憶されているプログラムをＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイスが読み出して実行することによって、上述した充電状態値取得部１８や制御部２０の動作が実現される。
【００２３】
また、本実施形態の蓄電池の管理装置は、例えば、温度検出部１６、充電状態値取得部１８、記憶部１９、及び制御部２０などにより構成される。
図２は、組電池１５のＳＯＣの下限値を設定する際の制御部２０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示す動作は、一定時間経過毎に行われてもよいし、外部からＳＯＣの下限値設定指示が制御部２０に入力されたときに行われてもよい。
【００２４】
まず、制御部２０は、記憶部１９から環境温度履歴情報を取得する（Ｓ１）。
次に、制御部２０は、取得した環境温度履歴情報が閾値ｔｈ１以下でない場合で（Ｓ２：ＮＯ）、かつ、組電池１５のＳＯＣの下限値が閾値ｔｈ２以下でない場合（Ｓ３：ＮＯ）、組電池１５のＳＯＣの下限値を低くする（Ｓ４）。なお、制御部２０は、Ｓ４において、下限値を低くした旨を示す情報や低くする前の元の下限値を記憶部１９に記憶する。また、ＳＯＣの下限値の下げ幅は環境温度履歴情報に応じて可変してもよいし、一定値でもよい。
【００２５】
次に、制御部２０は、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも小さい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、又は、取得した環境温度履歴情報が閾値ｔｈ１以下である場合で（Ｓ２：ＹＥＳ）、かつ、過去にＳＯＣの下限値を低くしたことがある場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、組電池１５のＳＯＣの下限値を高くして（Ｓ７）、ＳＯＣ下限値設定動作を終了する。なお、組電池１５の最大出力電力は、組電池１５を劣化させずに使い続けられる出力のうちの最大値と劣化などによらない電池の特性から得られる最大値の両方を含む。また、制御部２０は、Ｓ７において、組電池１５のＳＯＣの下限値を低くする前の元の下限値に戻す（リセットする）ように構成してもよい。また、ＳＯＣの下限値の上げ幅は組電池１５の最大出力電力と電動過給機３を駆動させるために必要な電力との差に応じて可変してもよいし、一定値でもよい。また、制御部２０は、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも小さくない場合（Ｓ５：ＮＯ）、又は、取得した環境温度履歴情報が閾値ｔｈ１以下である場合で（Ｓ２：ＹＥＳ）、かつ、過去にＳＯＣの下限値を低くしたことがない場合（Ｓ６：ＮＯ）、ＳＯＣ下限値設定動作を終了する。
【００２６】
なお、閾値ｔｈ１は、例えば、組電池１５のＳＯＣが下限値に達しても、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３の駆動に必要な電力よりも小さくならない場合の組電池１５の温度又は周辺温度と同じ値に設定されているものとする。また、閾値ｔｈ２は、例えば、組電池１５が過放電状態になるときの組電池１５のＳＯＣと同じ値に設定されているものとする。
【００２７】
図３は、本実施形態の組電池の温度又は周辺温度とＳＯＣと最大出力電力との関係の一例を示す図である。
図３において、「Ｔ１」は、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ１のときの組電池１５のＳＯＣと最大出力電力との関係を示す情報（マップ）に相当し、「Ｔ２」は、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ２のときの組電池１５のＳＯＣと最大出力電力との関係を示す情報（マップ）に相当する。なお、Ｔ１＞Ｔ２とする。
【００２８】
例えば、制御部２０は、記憶部１９から取得される環境温度履歴情報がＴ２で、かつ、閾値ｔｈ１以下である場合、「下限値ＬＡ」を組電池１５のＳＯＣの下限値として設定する。この場合、「下限値ＬＡ」は、閾値ｔｈ２以下にならないような値に設定されている。また、組電池１５の最大出力電力（Ｐ）は、電動過給機３を駆動させるために必要な電力（Ｐｔｈ）よりも小さくない電力に調整されている。
【００２９】
そして、次のＳＯＣ下限値設定タイミングにおいて、環境温度履歴情報がＴ１に上昇し、閾値ｔｈ１よりも大きくなる場合、制御部２０は、「下限値ＬＢ」を組電池１５のＳＯＣの下限値として設定する。この場合、「下限値ＬＢ」は、閾値ｔｈ２以下にならないような値に設定されている。また、組電池１５の最大出力電力（Ｐ）は、電動過給機３を駆動させるために必要な電力（Ｐｔｈ）よりも小さくない電力に調整されている。
【００３０】
このように本実施形態の蓄電池の管理装置では、環境温度履歴情報、すなわち、組電池１５の温度又は周辺温度が高くなると、組電池１５のＳＯＣの下限値を下げるため、環境温度が高いところで組電池１５が使用され、組電池１５の温度又は周辺温度が高くなった場合に組電池１５のＳＯＣの使用範囲を広げることができる。
【００３１】
また、本実施形態の蓄電池の管理装置では、組電池１５のＳＯＣの下限値が閾値ｔｈ２以下にならないように、組電池１５の温度又は周辺温度に応じて、組電池１５のＳＯＣの下限値が可変されるため、閾値ｔｈ２を組電池１５が過放電状態になってしまうときの組電池１５のＳＯＣの下限値と同じ値に設定することにより、組電池１５が過放電状態になることを抑えることができ、過放電状態による組電池１５の劣化を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態の蓄電池の管理装置では、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも小さくならないように、組電池１５の温度又は周辺温度に応じて、組電池１５のＳＯＣの下限値が可変されるため、電動過給機３を駆動することができない状況になることを低減することができ、内燃機関２の燃費を向上させることができる。
【００３３】
なお、制御部２０は、図４及び図５に示すように、環境温度履歴情報が閾値ｔｈ１以上であるか否かを判断する動作（Ｓ１、Ｓ２）の前において、カーナビゲーションシステムなどの位置情報取得部２１から位置情報を取得した後（Ｓ１−１）、その取得した位置情報に基づいて、環境温度が高い場所に移動したと判断した場合（Ｓ１−２：ＹＥＳ）、組電池１５のＳＯＣの下限値を低くする（Ｓ４）ように構成してもよい。その他の動作は、図２に示す動作と同様である。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両
２  内燃機関
３  電動過給機
４  過給器
５  圧縮機
６  電動機
７  インバータ
８  出力軸
９  オルタネータ
１０  駆動輪
１１  鉛バッテリ
１２  ＤＣＤＣコンバータ
１３  電池パック
１４  畜電池
１５  組電池
１６  温度検出部
１７  電流検出部
１８  充電状態値取得部
１９  記憶部
２０  制御部
２１  位置情報取得部
【図１】
2015082850.tif 000003
【図２】
2015082850.tif 000004
【図３】
2015082850.tif 000005
【図４】
2015082850.tif 000006
【図５】
2015082850.tif 000007