(57)【要約】【課題】プラトー領域での使用に伴う反応ムラの発生を軽減することができる蓄電池の充放電制御装置を提供する。【解決手段】蓄電池６のＳＯＣ（State of Charge）に対する蓄電池６の電圧を表わす特性曲線が、４０％以上かつ６０％以下の範囲にプラトー領域とステップ領域とを有する。ＳＯＣ推定部２は、蓄電池６のＳＯＣを推定する。設定部３は、蓄電地のＳＯＣの制御目標値であるＳＯＣ制御中心をステップ領域内に設定する。充放電制御部５は、ＳＯＣ制御中心と推定されたＳＯＣとの比較に基づいて、蓄電地６に対する放電要求または充電要求を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の充放電制御装置であって、前記蓄電池のＳＯＣ（State of Charge）に対する前記蓄電池の電圧を表わす特性曲線が、４０％以上かつ６０％以下の範囲にステップ領域とプラトー領域とを有し、
前記蓄電池のＳＯＣを推定する推定部と、
前記蓄電地のＳＯＣの制御目標値であるＳＯＣ制御中心を設定する設定部と、
前記ＳＯＣ制御中心と前記推定されたＳＯＣとの比較に基づいて、前記蓄電地に対する放電要求または充電要求を行なう充放電要求部とを備え、
前記設定部は、前記ＳＯＣ制御中心を前記ステップ領域内に設定する、蓄電池の充放電制御装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の充放電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリの充電量を制御する技術が知られている（たとえば、特許文献１〜５を参照）。
【０００３】
たとえば、特許文献１に記載のバッテリ充電方法では、少なくとも１つのバッテリを第１電圧において第１時間期間充電し、少なくとも１つのバッテリを第２電圧において第２時間期間充電する。さらに、この充電方法は、第２時間期間の終了時に、少なくとも１つのバッテリの充電状態を判定し、第２時間期間の終了時に少なくとも１つのバッテリがほぼ完全に充電されていない場合、総充電時間を評価して、第３時間期間以上の時間期間にわたって少なくとも１つのバッテリを充電したか否か判定を行い、総充電時間が第３時間未満である場合、少なくとも１つのバッテリを第１電圧で第１時間期間充電し、バッテリを第２電圧で第２時間期間充電するステップを繰り返す、さらに、この充電方法は、第２時間期間の終了時において、少なくとも１つのバッテリがほぼ完全に充電されている場合、少なくとも１つのバッテリの充電を中止するか、あるいは第２時間期間の終了時において、総充電時間が第３時間期間以上である場合、少なくとも１つのバッテリの充電を中止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５１３９８０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００９９８３号公報
【特許文献３】特開２００４−２２８０１０号公報
【特許文献４】特開２０１２−１６９０９３号公報
【特許文献５】特開２００３−０４７１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バッテリは、プラトー領域で使用されると、反応にムラが発生するという問題がある。特許文献１〜５では、このような反応ムラの発生を軽減することができない。反応ムラによって、燃費が悪化し、出力が低下するという問題がある。
【０００６】
それゆえに、本発明は、プラトー領域での使用に伴う反応ムラの発生を軽減することができる蓄電池の充放電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】
【０００７】
本発明は、蓄電池の充放電制御装置であって、蓄電池のＳＯＣ（State of Charge）に対する蓄電池の電圧を表わす特性曲線が、４０％以上かつ６０％以下の範囲にプラトー領域とステップ領域とを有する。蓄電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部と、蓄電地のＳＯＣの制御目標値であるＳＯＣ制御中心を設定する設定部と、ＳＯＣ制御中心と推定されたＳＯＣとの比較に基づいて、蓄電地に対する放電要求または充電要求を行なう充放電要求部とを備える。設定部は、ＳＯＣ制御中心をステップ領域内に設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラトー領域での使用に伴う反応ムラの発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態に従う蓄電池の充放電制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】蓄電池のＳＯＣに対する蓄電池のＯＣＶを表わす充放電曲線のある例を表わす図である。
【図３】蓄電池のＳＯＣに対する蓄電池のＯＣＶを表わす充放電曲線の別の例を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態に従う蓄電池の充放電制御装置を搭載した車両１００の概略構成図である。
【００１２】
図１を参照して、車両１００は、蓄電池６と、ＰＣＵ（Power Control Unit）８と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、ＥＣＵ１と、電圧測定部１２と、電流測定部１４と、温度測定部１６とを含む。この車両１００は、モータジェネレータ１０の駆動力と、図示しないエンジンの駆動力の少なくともいずれか一方により走行するハイブリッド車両である。なお、ハイブリッド車両に代えて、燃料電池を搭載した燃料自動車やモータジェネレータの駆動力だけで走行する電気自動車であってもよい。
【００１３】
蓄電池６は、複数の電池セルを一体化した電池モジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池であり、一例として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などからなる。そして、蓄電池６は、ＰＣＵ８を介して充放電されるように構成される。
【００１４】
ＰＣＵ８は、車両１００の力行時には、蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１０へ供給する一方、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータ１０が発生する交流電力を直流電力に変換し、蓄電池６へ供給することで、車両１００の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、ＰＣＵ８は、蓄電池６から供給される直流電力を昇圧したり、モータジェネレータ１０から供給される直流電圧を降圧したりする昇降圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を含んでもよい。
【００１５】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド車両の運転者によるフットブレーキ操作があった場合における発電制動を伴う制動、およびフットブレーキ操作をしないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで発電制動をさせながら減速（または加速を中止）することを含む。
【００１６】
モータジェネレータ１０は、たとえば三相交流回転電機であり、ＰＣＵ８から供給される交流電力を受けて電動機として機能し、車両１００を走行させるための駆動力を図示しない車輪に伝達する。また、モータジェネレータ１０は、車輪を介して伝達される回転駆動力を受けて発電機として機能し、車両１００が有する運動エネルギーを電力に変換して、ＰＣＵ８を介して蓄電池６に回生する。
【００１７】
ＥＣＵ１は、車両１００の運転状態、アクセル開度、シフトポジション、蓄電池のＳＯＣ、ならびにＥＣＵ１に内蔵されたＲＯＭ（Read Only Memory）３に格納されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ１は、運転者の操作指示に応じた運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。
【００１８】
ＥＣＵ１には、蓄電池６の充放電電圧ＶＢＡＴを測定する電圧測定部１２と、蓄電池６の入出力電流ＩＢＡＴを測定する電流測定部１４と、蓄電池の電池温度ＴＢＡＴを測定する温度測定部１６とが接続されている。そして、ＥＣＵ１は、ＳＯＣ推定部２、設定部７および充放電要求部５を含む。
【００１９】
ＳＯＣ推定部２は、それぞれ電圧測定部１２、電流測定部１４および温度測定部１６が測定する、蓄電池６の充放電電圧ＶＢＡＴ、蓄電池６の入出力電流ＩＢＡＴおよび蓄電池６の電池温度ＴＢＡＴに基づいて、蓄電池６のＳＯＣを逐次推定する。推定された蓄電池６のＳＯＣ推定値は、ＥＣＵ１に内蔵されたＲＡＭ（Random Access Memory）４に格納される。
【００２０】
図２は、蓄電池６のＳＯＣに対する蓄電池６の開放電圧（以下ＯＣＶ：open circuit voltage）のある例を表わす充放電曲線を表わす図である。
【００２１】
図２の充放電曲線は、ＳＯＣが４０％以上かつ６０％以下の範囲に、ステップ領域Ｓと第１プラトー領域Ｐ１と第２プラトー領域Ｐ２とを有する。本実施の形態において、プラトー領域とは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量（ΔＳＯＣ／ΔＯＣＶ）が第１の所定値（ＴＨ１）以下となる領域である。また、ステップ領域とは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量（ΔＳＯＣ／ΔＯＣＶ）が第２の所定値（ＴＨ２）を超える領域である。ただし、ＴＨ２＞ＴＨ１である。
【００２２】
図２において、第１プラトー領域Ｐ１のＳＯＣは、ステップ領域ＳのＳＯＣよりも低い。第２プラトー領域Ｐ２のＳＯＣは、ステップ領域ＳのＳＯＣよりも高い。
【００２３】
設定部７は、ステップ領域Ｓに含まれるＳＯＣの値ＳＡをＳＯＣ制御中心に設定し、充放電曲線においてＳＡに対応するＶＡの値を電圧制御中心に設定する。
【００２４】
設定部７は、第１プラトー領域Ｐ１に含まれるＳＯＣの値ＳＢをＳＯＣ下限値に設定し、充放電曲線においてＳＢに対応する電圧の値ＶＢを電圧下限値に設定する。
【００２５】
設定部７は、第２プラトー領域Ｐ２に含まれるＳＯＣの値ＳＣをＳＯＣ上限値に設定し、充放電曲線においてＳＣに対応する電圧の値ＶＣを電圧上限値に設定する。
【００２６】
図３は、蓄電池６のＳＯＣに対する蓄電池６のＯＣＶを表わす充放電曲線の別の例を表わす図である。
【００２７】
図３の充放電曲線は、ＳＯＣが４０％以上かつ６０％以下の範囲に、プラトー領域Ｐと第１ステップ領域Ｓ１と第２ステップ領域Ｓ２とを有する。
【００２８】
図３において、第１ステップ領域Ｓ１のＳＯＣは、プラトー領域ＰのＳＯＣよりも低い。第２ステップ領域Ｓ２のＳＯＣは、プラトー領域ＰのＳＯＣよりも高い。
【００２９】
設定部７は、プラトー領域Ｐに含まれるＳＯＣの値ＳＤをＳＯＣ制御中心に設定し、充放電曲線においてＳＤに対応する電圧の値ＶＤを電圧制御中心に設定する。
【００３０】
設定部７は、第１ステップ領域Ｓ１に含まれるＳＯＣの値ＳＥをＳＯＣ下限値に設定し、充放電曲線においてＳＥに対応する電圧の値ＶＥを電圧下限値に設定する。
【００３１】
設定部７は、第２ステップ領域Ｓ２に含まれるＳＯＣの値ＳＦをＳＯＣ上限値に設定し、充放電曲線においてＳＦに対応する電圧の値ＶＦを電圧上限値に設定する。
【００３２】
充放電要求部５は、ＲＡＭ４に格納されたＳＯＣ推定値に応じて、ＰＣＵ８に制御指令を与える。
【００３３】
充放電要求部５は、ＳＯＣ制御中心よりもＳＯＣ推定値が大きいときは、蓄電池６に対する放電要求を行なう。充放電要求部５は、ＳＯＣ制御中心よりもＳＯＣ推定値が小さいときは、蓄電池６に対する充電要求を行なう。
【００３４】
充放電要求部５は、ＳＯＣ推定値がＳＯＣ下限値以下の場合に、蓄電池６の放電を禁止する。充放電要求部５は、ＳＯＣ推定値がＳＯＣ上限値以上の場合に、蓄電池６への充電を禁止する。
【００３５】
なお、本実施の形態では、ＳＯＣに対するＯＣＶを表わす充放電曲線におけるステップ領域とプラトー領域に基づいて、ＳＯＣ制御中心、ＳＯＣ上限値、およびＳＯＣ下限値を設定したが、これに限定するものではない。ＳＯＣに対するＶＢＡＴを表わす充放電曲線におけるテップ領域とプラトー領域に基づいて、ＳＯＣ制御中心、ＳＯＣ上限値、およびＳＯＣ下限値を設定するものとしてもよい。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、充放電曲線が、４０％以上かつ６０％以下の範囲にプラトー領域とステップ領域とを有する場合に、そのステップ領域内にＳＯＣ制御中心を設定する。使用時間が長くなるＳＯＣ制御中心をステップ領域内に設定することによって、プラトー領域での動作を抑制することができ、蓄電池の反応ムラを防止することができる。
【００３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３８】
２  ＳＯＣ推定部、５  充放電要求部、６  蓄電池、７  設定部、１０  モータジェネレータ、１２  電圧測定部、１４  電流測定部、１６  温度測定部、ＴＢＡＴ  電池温度、ＶＢＡＴ  充放電電圧、ＯＣＶ  開放電圧。
【図１】
2015080345.tif 000003
【図２】
2015080345.tif 000004
【図３】
2015080345.tif 000005