車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其在充分確保檢測冷卻風扇有無異常的機會的同時,適當地對用于車輛驅動的二次電池進行冷卻。冷卻系統(tǒng)具有向主蓄電池(10)送出冷卻風的冷卻風扇(40)、以及溫度傳感器(61),在電動車輛(90)啟動后主蓄電池(10)的溫度為第1規(guī)定溫度以上的情況下,在規(guī)定期間內以固定指令值驅動冷卻風扇(40),并且進行基于其實際轉速檢測冷卻風扇(40)有無異常的異常檢測處理,在該冷卻系統(tǒng)中,控制部(70)在主蓄電池(10)的溫度為比第1規(guī)定溫度更高的第2規(guī)定溫度以上的情況下,禁止以固定指令值驅動冷卻風扇。
【專利說明】
車載二次電池的冷卻系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種對用于車輛驅動的二次電池進行冷卻的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在混合動力車及電動汽車等電動車輛中搭載有存儲用于車輛驅動的電能的二次電池(蓄電池)。二次電池具有內部電阻,隨著進行充放電而溫度上升,因此需要進行冷卻。因此,在現有技術中,提出了一種方案,即,在二次電池周邊設置冷卻風扇,利用冷卻風扇對二次電池進行強制空冷。
[0003]例如,在專利文獻I中公開了一種在二次電池附近設置有冷卻風扇的車輛電裝部件的冷卻裝置。在該專利文獻I中,將流過因冷卻風扇驅動而產生的冷卻風的管道在中途向2個方向分支,與搭載于車輛上的充電器的溫度對應而切換冷卻風的路徑。在該冷卻裝置中,使冷卻風扇的指令占空比與作為冷卻對象的高壓二次電池或車載充電器的溫度對應地進行變化。另外,該冷卻裝置對冷卻風扇有無故障進行檢測,在故障產生的情況下,向診斷部輸出且與故障內容對應地變更電裝品的控制。
[0004]專利文獻I:日本特開2010-158964號公報
但是,對冷卻風扇有無異常的判斷大多基于冷卻風扇的實際轉速等檢測參數而進行的。上述有無異常的判斷優(yōu)選在冷卻風扇的驅動穩(wěn)定的穩(wěn)定狀態(tài)下進行。這是由于如果冷卻風扇的驅動狀態(tài)(風扇轉速等)大幅變動會產生檢測參數中包括由于控制延遲等導致的誤差,因此無法確保有無故障判斷的精度。
[0005]在專利文獻I中,由于與高壓二次電池或充電器的溫度對應而使指令占空比變化,難以成為穩(wěn)定狀態(tài),所以難以可靠地進行對冷卻風扇有無異常的判斷。因此,研究了不使冷卻風扇的指令占空比(指令轉速)變化而以固定占空比(固定轉速)驅動的情況。在此情況下,由于冷卻風扇的驅動狀態(tài)穩(wěn)定,所以能夠可靠地進行有無異常的判斷。但是,在與二次電池的狀態(tài)及行駛狀態(tài)無關而始終以固定占空比(固定轉速)驅動的情況下,存在下述問題,即轉速不足而無法充分冷卻,導致二次電池劣化,或者相反地轉速高于所需,導致不必要的噪聲及電力消耗。
【發(fā)明內容】
[0006]因此,本發(fā)明的目的在于,在充分確保檢測冷卻風扇有無異常的機會的同時,適當地冷卻用于車輛驅動的二次電池。
[0007]本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)是對搭載于電動車輛上的用于車輛驅動的二次電池進行冷卻的冷卻系統(tǒng),其特征在于,具有向所述二次電池送出冷卻風的冷卻風扇、和對所述二次電池的溫度進行檢測的溫度傳感器,該冷卻系統(tǒng)在所述電動車輛啟動后所述二次電池的溫度達到第I規(guī)定溫度以上的情況下,在規(guī)定期間內以固定的指令值驅動所述冷卻風扇,且進行基于此時的所述冷卻風扇的實際轉速檢測所述冷卻風扇有無異常的異常檢測處理,在所述冷卻系統(tǒng)中,在所述二次電池的溫度達到比所述第I規(guī)定溫度更高的第2規(guī)定溫度以上的情況下,禁止以固定指令值驅動冷卻風扇。
[0008]由此,本發(fā)明由于在電動車輛啟動時二次電池的溫度較低的情況下能夠確保冷卻風扇的異常檢測處理的機會,在電動車輛啟動時二次電池的溫度較高的情況下,與確保冷卻風扇的異常檢測處理的機會相比更優(yōu)先冷卻二次電池而抑制二次電池的劣化,因此,能夠在確保檢測冷卻風扇有無異常的機會的同時,適當地冷卻二次電池。
[0009]在本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)中,優(yōu)選在所述二次電池的劣化程度較大的情況下,所述第2規(guī)定溫度設定得與所述二次電池的劣化輕度較小的情況下相比更低。
[0010]由此,能夠在抑制二次電池的劣化的同時,適當地確保冷卻風扇的異常檢測處理的機會。
[0011]在本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)中,優(yōu)選在多次短途里程中所述二次電池的最高溫度較高的情況下,與在多次短途里程中所述二次電池的最高溫度較低的情況下相比,所述第2規(guī)定溫度設定得更低。
[0012]由此,能夠在抑制二次電池的劣化的同時,適當地確保冷卻風扇的異常檢測處理的機會。此外,在這里,短途里程是指從ECU啟動至進行一定期間的行駛后ECU停止為止的期間。
[0013]在本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)中,可以將所述固定指令值設為,與在進行使指令值對應于所述二次電池的溫度而可變的控制的情況下的相關溫度所對應的指令值相比,所述固定指令值為更小的值。
[0014]由此,能夠消除由于冷卻風扇的噪聲使用戶產生的不適感,抑制燃油經濟性降低。
[0015]在本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)中,在所述二次電池的溫度比第3規(guī)定溫度更高的情況下,可以將所述固定指令值設為,與在進行使指令值對應于所述二次電池的溫度而可變的控制的情況下的相關溫度所對應的指令值相比,所述固定指令值為更大的值,其中,所述第3規(guī)定溫度為所述第I規(guī)定溫度以上且低于所述第2規(guī)定溫度的溫度。
[0016]由此,能夠在電動車輛啟動時二次電池的溫度處于未禁止冷卻風扇的異常檢測處理的溫度范圍中的較高區(qū)域的情況下,高效地冷卻二次電池而抑制二次電池的劣化。
[0017]在本發(fā)明的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)中,可以是,在所述電動車輛啟動時所述二次電池的溫度小于所述第I規(guī)定溫度且所述電動車輛啟動后第一次超過所述第I規(guī)定溫度時、或者所述二次電池的輸出輸出功率小于規(guī)定的閾值的情況下,將所述固定指令值設為所述冷卻風扇的驅動指令值中最小的指令值。
[0018]由此,能夠消除由于冷卻風扇的噪聲使用戶產生的不適感,抑制燃油經濟性降低。
[0019]發(fā)明的效果
本發(fā)明能夠在充分確保檢測冷卻風扇有無異常的機會的同時,適當地冷卻用于車輛驅動的二次電池。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式中的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的結構的系統(tǒng)圖。
[0021]圖2是占空比控制的說明圖。
[0022]圖3是表示與指令占空比相對的冷卻風扇的轉速的曲線圖。
[0023]圖4是表示用于確定指令占空比的占空比圖表。
[0024]圖5是表示本發(fā)明的實施方式中的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0025]圖6是表示圖2所示的流程圖的風扇固定占空比控制中的異常檢測處理循環(huán)的流程圖。
[0026]圖7A是表示啟動時的主蓄電池溫度小于第I規(guī)定溫度TO時的冷卻風扇的轉速變化的時序圖。
[0027]圖7B是表示啟動時的主蓄電池溫度小于第I規(guī)定溫度TO時的主蓄電池的溫度變化的時序圖。
[0028]圖8A是表示啟動時的主蓄電池溫度為第I規(guī)定溫度TO以上而為第3規(guī)定溫度T2以下時的冷卻風扇的轉速變化的時序圖。
[0029]圖SB是表示啟動時的主蓄電池溫度為第I規(guī)定溫度TO以上而為第3規(guī)定溫度T2以下時的主蓄電池溫度變化的時序圖。
[0030]圖9A是表示啟動時的主蓄電池溫度高于第3規(guī)定溫度T2而低于第2規(guī)定溫度Tl時的冷卻風扇的轉速變化的時序圖。
[0031]圖9B是表示啟動時的主蓄電池溫度高于第3規(guī)定溫度T2而低于第2規(guī)定溫度Tl時的主蓄電池溫度變化的時序圖。
[0032]圖1OA是表示啟動時的主蓄電池溫度為第2規(guī)定溫度Tl以上時的冷卻風扇的轉速變化的時序圖。
[0033]圖1OB是表示啟動時的主蓄電池溫度為第2規(guī)定溫度Tl以上時的主蓄電池溫度變化的時序圖。
[0034]圖11是表示本發(fā)明的實施方式中的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的其它動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]<電動車輛的系統(tǒng)結構>
以下,參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。首先說明搭載有本實施方式的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)80的電動車輛90的系統(tǒng)結構。此外,圖1中的點劃線表示信號線。用于車輛驅動的主蓄電池10通過正極側匯流條Ila和負極側匯流條12a而與系統(tǒng)主繼電器13的正極側、負極側的各輸入端子連接。主蓄電池1例如是鎳氫電池、鋰離子電池等可充放電的二次電池。系統(tǒng)主繼電器13的正極側輸出端子和負極側輸出端子分別經由正極側、負極側匯流條11b、12b與升壓變壓器14連接。升壓變壓器14的正極側、負極側的各輸出端子與逆變器15的正極側、負極側的各輸入端子連接。逆變器15上連接有U相、V相、W相這3根輸出匯流條,各輸出匯流條與第1、第2電動發(fā)電機16、18的各相的輸入端子連接。各電動發(fā)電機16、18的輸出軸17、19上連接有使用行星齒輪裝置等的動力分配機構22。另外,發(fā)動機20的輸出軸21上也連接動力分配機構22。動力分配機構22的輸出軸23經由齒輪機構25、車軸24而驅動車輪26。在車軸24上安裝有根據轉速檢測車速的車速傳感器65。
[0036]從與主蓄電池10連接的正極側匯流條Ila和負極側匯流條12a開始分支出正極側匯流條51、負極側匯流條52。各匯流條51、52經由充電繼電器53與充電器54連接,該充電器54用于將來自外部的AC電源的電力變換為向主蓄電池10充電的充電電力。充電器54上連接有連接器5 5 (所謂的充電口)。該連接器55可以與AC電源100 (例如商用電源)的連接器1I(所謂的充電插頭)連接。通過將連接器101與連接器55連接而能夠通過AC電源100向主蓄電池10充電。另外,正極側匯流條51、負極側匯流條52上安裝有連接器56,該連接器56能夠經由充電繼電器53與外部的DC電源102的連接器103連接。由此,主蓄電池10也能夠通過外部的DC電源102充電。
[0037]在與主蓄電池1連接的系統(tǒng)主繼電器13的正極側輸出端子和負極側輸出端子分別連接的正極側匯流條11b、負極側匯流條12b上,分別經由正極側匯流條31、負極側匯流條32連接DC/DC變壓器33AC/DC變壓器33的輸出是通過正極側低壓匯流條34、負極側低壓匯流條35與后備蓄電池36連接的,DC/DC變壓器33通過將主蓄電池10的電壓降壓至例如12V、24V等后備電壓而向后備蓄電池36充電。另外,各低壓匯流條34、35上連接有冷卻風扇40。冷卻風扇40由容納葉片的風扇主體41、驅動葉片的電動機44、以及進行電動機44的速度控制的控制單元45構成,控制單元45與各低壓匯流條34、35連接。風扇主體41的吸入口 42上連接有吸入冷卻空氣的吸入管道46,風扇主體41的噴出口 43上連接有連接管道47,該連接管道47將冷卻空氣向收容主蓄電池10的殼體48供給。殼體48上安裝有將冷卻主蓄電池10后的空氣進行排氣的排氣管道49。此外,在上述實施方式中,說明了利用從冷卻風扇40噴出的空氣冷卻主蓄電池10的方式,但并不限定于此,也可以構成為在排氣管道49側配置冷卻風扇40,通過驅動冷卻風扇40使殼體48中產生負壓而向主蓄電池10送出冷卻風。此外,在本實施方式中,驅動冷卻風扇40的電動機44可以是直流電動機也可以是交流電動機。
[0038]另外,在電動車輛90的車室內安裝有輸出電動車輛90啟動、停止的信號的點火開關27、加速器28和制動器29。另外,在車室內搭載有檢測電動車輛90的當前位置以及進行至目的地的路徑引導等的導航系統(tǒng)30。
[0039]在主蓄電池10上安裝有檢測溫度的溫度傳感器61。另外,在主蓄電池10所連接的正極側匯流條11a、負極側匯流條12a之間,連接有檢測主蓄電池10的電壓的電壓傳感器62。在主蓄電池10和系統(tǒng)主繼電器13之間的正極側匯流條Ila上,安裝有檢測主蓄電池10的充放電電流的電流傳感器63。另外,在冷卻風扇40上安裝有檢測電動機44的轉速的轉速傳感器64,在吸入管道46中安裝有檢測吸氣溫度的溫度傳感器66。
[0040]如圖1所示,冷卻風扇40的控制單元45與控制部70連接,冷卻風扇40通過控制部70的指令而被驅動。點火開關27、溫度傳感器61、66、電壓傳感器62、電流傳感器63、轉速傳感器64、車速傳感器65也與控制部70連接,點火開關27的接通動作信號、斷開動作信號、各傳感器61?66的檢測信號輸入控制部70。另外,加速器28的開度、制動器29的踏入量等各信號也被輸入控制部70??刂撇?0是在其內部具有進行運算處理、信號處理的CPU 71、以及存儲控制數據、控制用映射表、程序等的存儲器72的計算機。另外,發(fā)動機20是在進行動作還是停止的動作/停止信號,從其它控制裝置輸入至控制部70。
[0041]<電動車輛的基本動作>
簡單說明如上所述構成的電動車輛90的基本動作。如果點火開關27進行接通動作,使E⑶啟動而電動車輛成為Ready — ON狀態(tài),則系統(tǒng)主繼電器13接通,主蓄電池10的直流電力經由升壓變壓器14從逆變器15向各電動發(fā)電機16、18供給。在這里,電動車輛90成為Ready — ON的狀態(tài)是指電動車輛90啟動、電動車輛90的ECU啟動的狀態(tài)。以下,在本說明書中,將電動車輛90啟動作為ECU啟動而電動車輛90成為Ready — ON狀態(tài)這一情況進行說明。另外,電動車輛90成為Ready—OFF的狀態(tài)是指電動車輛90的E⑶停止的狀態(tài)。
[0042]如果向各電動發(fā)電機16供給了電力,則控制部70啟動第I電動發(fā)電機16,啟動發(fā)動機20。發(fā)動機20的輸出由動力分配機構22分配,輸出的一部分驅動第I電動發(fā)電機16,剩余的輸出與作為電動機起作用的第2電動發(fā)電機18的輸出一起由動力分配機構22輸出至輸出軸23,使車輪26旋轉而使電動車輛90行駛。第I電動發(fā)電機16作為發(fā)電機起作用,發(fā)電而得到的交流電力作為第2電動發(fā)電機18的驅動電力而被消耗。此時,主蓄電池10通過放電而向第2電動發(fā)電機18供給所需電力。另一方面,在第I電動發(fā)電機16的發(fā)電電力大于第2電動發(fā)電機18的所需電力的情況下,將發(fā)電所得到的電力中的剩余的交流電力通過逆變器15變換為直流后,對主蓄電池10進行充電。在電動車輛90減速時,第2電動發(fā)電機18作為發(fā)電機起作用而使車輪26的轉速減低。此時發(fā)電所得到的交流電力由逆變器15變換為直流電力并對主蓄電池10進行充電。
[0043]<冷卻風扇的驅動控制>
冷卻風扇40的電動機44的轉速通過占空比控制進行調整。占空比控制如圖2所示,使施加在電動機44上的電壓周期性地接通.斷開,是使與接通.斷開的周期(P =接通時間+斷開時間)相對的接通時間的比例(接通時間八P =接通時間+斷開時間))即占空比變化的控制方式。
[0044](接通時間占空比=接通時間/周期P=接通時間/(接通時間+斷開時間))............(式I)
在占空比為O的情況下,由于在電動機44上未施加電壓,所以冷卻風扇40沒有被驅動,在占空比為100% (最大占空比)的情況下,低壓匯流條34、35的電壓直接施加在電動機44上。在占空比為O到100%之間的情況下,將低壓匯流條34、35的電壓乘以占空比而得到的電壓成為施加在電動機44上的平均電壓。
[0045]如圖3所示,由于電動機44的轉速和占空比為固定關系,所以通過利用占空比控制調整占空比,能夠將電動機44的轉速即冷卻風扇40的轉速調整為期望的轉速。另外,由于冷卻風扇40的轉速和風量之間也為固定關系,所以通過調整占空比,能夠將冷卻風扇40的風量調整為期望的風量。冷卻風扇40的控制單元45內部具有使電流接通.斷開的開關元件,根據從控制部70輸入的指令占空比D,接通.斷開向電動機44供給的電流。由此,指令占空比D是驅動冷卻風扇40的指令值。
[0046]控制部70基于主蓄電池10的溫度TB、由溫度傳感器66檢測到的冷卻風扇40的吸氣溫度與由溫度傳感器61檢測到的主蓄電池1的溫度TB之間的溫度差△ T、由車速傳感器65檢測到的車速Vel等檢測參數所對應的占空比曲線圖,確定冷卻風扇40的指令占空比D,并向控制單元45輸出。作為占空比曲線圖可以應用各種曲線圖,作為一個例子示出圖4這種曲線圖。圖4所示的實線Si,是在外部空氣溫度為常溫附近時主蓄電池10的溫度TB和冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差AT較大的情況下,規(guī)定與主蓄電池10的溫度TB對應的指令占空比D的基準線。在此情況下,指令占空比D如圖4的實線Si所示,在主蓄電池10的溫度TB到達溫度TlO之前被設定為0,在主蓄電池10的溫度從溫度TlO至溫度Tll的期間被設定為最小值Dl(MIN)。最小值Dl是通過占空比控制穩(wěn)定地控制電動機44的轉速的最小占空比,例如為10%左右。如果主蓄電池10的溫度TB超過溫度Tll,則指令占空比D伴隨著主蓄電池10的溫度TB上升而變高,如果主蓄電池10的溫度TB到達溫度T12,則指令占空比D成為最大值D3(MAX、100%占空比)jlCKTll、T12可以根據主蓄電池10的特性、電池的種類(鎳氫電池或鋰離子電池)等而設定為各種值,如果舉出一個例子,則可以將TlO設為36°C左右,將Tll設為38 °C左右,將Tl 2設為45 °C左右。
[0047]指令占空比D除了主蓄電池10的溫度TB之外還與電動車輛90的車速Vel等檢測參數對應而進行確定。例如,在電動車輛90的車速Vel較高的情況下,所需動力變大而使得主蓄電池10的輸入輸出功率變大,因此,使指令占空比D從圖4的實線Si上升至點劃線s2。相反,在電動車輛90的車速Vel較低的情況下,所需動力較小而主蓄電池10的輸入輸出功率并不很大,因此,使指令占空比D從圖4的實線Si下降至點劃線S3。如上所述,指令占空比D即使在主蓄電池10的溫度TB與冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差△ T固定時,也會根據電動車輛90的車速Vel等檢測參數而在圖4的點劃線s2和s3之間的陰影區(qū)域A中變化。
[0048]另外,在外部空氣溫度較高而使得主蓄電池10的溫度TB與冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差A T較小的情況下,為了冷卻主蓄電池10而需要更多的風量。在此情況下,用于規(guī)定與主蓄電池10的溫度TB對應的指令占空比D的基準線,變成與此前說明的實線Si相比占空比被設定得更高的實線ul。在此情況下,指令占空比D在主蓄電池10的溫度TB直至溫度TlO之前被設定為0,在主蓄電池10的溫度從溫度TlO至溫度T21(低于Tll)為止的期間被設定為D2A2是在主蓄電池10的溫度TB和冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差△ T較小的情況下,能夠供給用于冷卻主蓄電池10所需的風量的占空比。如果主蓄電池10的溫度TB超過溫度T21,則指令占空比D伴隨著主蓄電池10的溫度TB的上升而變高,如果主蓄電池10的溫度TB到達溫度T22,則指令占空比D成為最大值D3(MAX、100%占空比)。此時,與主蓄電池10的溫度TB對應的指令占空比的上升比例與此前說明的實線Si相比變大。并且,與此前說明的溫度差A T較大的情況相同地,指令占空比D根據電動車輛90的車速Ve I等而在圖4的雙點劃線112和113之間的陰影區(qū)域8中變化<^21322也與1'10、1'11、1'12相同地可以設定為各種值,如果舉出一個例子,則可以將T21設為37°C左右,將T22設為42°C左右。
[0049]控制部70基于以上說明的占空比曲線圖而確定冷卻風扇40的指令占空比D(驅動冷卻風扇40的指令值)并向控制單元45輸出。由此,指令占空比D根據主蓄電池10的溫度、主蓄電池10的溫度TB和冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差△ T、車速Vel及其它各種檢測參數而進行各種變化。
[0050]<車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的基本動作>
下面,參照圖5、圖6說明車載二次電池的冷卻系統(tǒng)80的動作。控制部70在電動車輛90成為Ready — ON狀態(tài)(電動車輛90啟動、E⑶啟動的狀態(tài))后,如圖5的步驟S1I所示,利用溫度傳感器61檢測主蓄電池10的溫度TB,并與第I規(guī)定溫度TO進行比較。在這里,第I規(guī)定溫度TO是主蓄電池10不需要冷卻的溫度,是如果驅動冷卻風扇40而進行主蓄電池10的冷卻就有可能反而導致過度冷卻的溫度。作為第I規(guī)定溫度TO例如為36 °C左右的溫度。
[0051 ]在主蓄電池10的溫度TB低于第I規(guī)定溫度TO的情況下,控制部70在步驟SlOl中判斷為“是”而前進至圖5的步驟S102、S103,檢測主蓄電池10的溫度TB,至主蓄電池10的溫度TB上升為第I規(guī)定溫度TO以上為止保持待機。并且,如果主蓄電池10的溫度TB上升至第I規(guī)定溫度TO,則在圖5的步驟S103中判斷為“是”并前進至圖5的步驟S104,在規(guī)定期間對冷卻風扇40進行以固定占空比進行驅動的固定占空比控制,前進至步驟S105而執(zhí)行檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0052]異常檢測處理是下述處理,S卩:在對冷卻風扇40進行固定占空比控制的規(guī)定期間內,根據圖1所示的轉速傳感器64對電動機44的實際轉速即冷卻風扇40的實際轉速進行檢測,并將基于指令占空比D的固定目標轉速與實際轉速進行比較,在其差或者其差的絕對值為規(guī)定閾值以上的情況下,判斷為冷卻風扇40產生異常,將風扇異常信號向例如診斷部等輸出,在其差小于規(guī)定閾值的情況下,判斷為冷卻風扇40未出現異常而將風扇正常信號向例如診斷部等輸出。在這里,規(guī)定期間是指能夠判斷冷卻風扇40的實際轉速與基于指令占空比的目標轉速之間的差異的期間,例如為從幾十秒至幾分鐘的時間。
[0053]另外,在主蓄電池10的溫度TB為第I規(guī)定溫度TO以上的情況下,控制部70在步驟SlOl中判斷為“否”并前進至圖5的步驟S107,判斷主蓄電池10的溫度TB是否低于第2規(guī)定溫度Tl。在這里,第2規(guī)定溫度Tl是即使將指令占空比D固定而驅動冷卻風扇40也不會對主蓄電池1產生影響的溫度,例如為40 °C左右的溫度。在主蓄電池1的溫度TB低于第2規(guī)定溫度Tl的情況下,控制部70在圖5的步驟S107中判斷為“是”而前進至圖5的步驟S104,在規(guī)定期間對冷卻風扇40進行以固定占空比驅動的固定占空比控制,前進至步驟S105而執(zhí)行檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0054]如上述所示,控制部70在Ready — ON時的主蓄電池10的溫度TB為第I規(guī)定溫度TO以上且低于第2規(guī)定溫度Tl的情況下,如圖5的步驟S104所示,在規(guī)定期間對冷卻風扇40進行以固定占空比驅動的固定占空比控制,前進至步驟S105而執(zhí)行檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理,在Ready —ON時的主蓄電池10的溫度TB為第2規(guī)定溫度Tl以上的情況下,禁止冷卻風扇40的固定占空比控制而前進至圖5的步驟S108。
[0055]在Ready — ON時的主蓄電池10的溫度TB為第2規(guī)定溫度Tl以上且低于第4規(guī)定溫度T3的情況下,控制部70在圖5的步驟SI 08中判斷為“是”而前進至圖5的步驟SI 09,在圖4所示的占空比曲線圖中的區(qū)域A(通常占空比曲線圖)中進行使指令占空比D變化的可變占空比控制從而驅動冷卻風扇40,其中,該區(qū)域A(通常占空比曲線圖)是指外部空氣溫度為常溫附近時主蓄電池10的溫度TB和冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差△ T較大的情況下,規(guī)定與主蓄電池10的溫度TB對應的指令占空比D的區(qū)域A。另一方面,在Ready — ON時的主蓄電池10的溫度TB為第4規(guī)定溫度T3以上的情況下,在圖5的步驟S108中判斷為“否”而前進至圖5的步驟S110,在圖4所示的占空比曲線圖中的區(qū)域B(高占空比曲線圖)中,利用使指令占空比D變化的可變占空比控制驅動冷卻風扇40,其中,區(qū)域B是指外部空氣溫度較高而使得主蓄電池10的溫度TB與冷卻風扇40的吸氣溫度之間的溫度差AT較小的情況下,規(guī)定與主蓄電池10的溫度TB對應的指令占空比D的區(qū)域B。在這里,第4規(guī)定溫度T3是需要將主蓄電池10急速冷卻的溫度,例如為45°C左右的溫度。此外,對第3規(guī)定溫度T2在后面參照圖6進行說明。
[0056]控制部70在開始圖5的步驟S109、S110中將指令占空比基于圖4所示的占空比曲線圖進行變更的可變占空比控制后,返回圖5的步驟SlOl,監(jiān)視主蓄電池10的溫度TB。并且,如果主蓄電池10的溫度TB低于第4規(guī)定溫度T3,則從高占空比曲線圖變換為根據通常占空比曲線圖進行的可變占空比控制,此外,如果主蓄電池10的溫度變?yōu)榈陀诘?規(guī)定溫度Tl,則圖5的步驟S107中判斷為“是”而跳轉至圖5的步驟S104,在規(guī)定期間對冷卻風扇40進行以固定占空比進行驅動的固定占空比控制,前進至步驟S105而進行冷卻風扇40的異常檢測處理。
[0057]控制部70在圖5的步驟S105中進行冷卻風扇40的異常檢測處理后,前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設為基于圖4的占空比曲線圖進行的可變占空比控制,結束圖5的流程圖所示的動作。另外,控制部70在圖5的流程圖所示的動作正在執(zhí)行時,點火開關27進行斷開動作而使得ECU停止并成為Ready — OFF狀態(tài)的情況下,中斷圖5的流程圖的執(zhí)行而結束動作。
[0058]如以上說明所示,本實施方式的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)在Ready— ON時的主蓄電池的溫度TB低于第I規(guī)定溫度TO的情況下,在等待主蓄電池10的溫度到達第I規(guī)定溫度TO后才對冷卻風扇40進行固定占空比控制并進行異常檢測處理,在Ready — ON時的主蓄電池的溫度TB為第I規(guī)定溫度TO以上且低于第2規(guī)定溫度Tl的情況下,在Ready — ON之后立刻對冷卻風扇40進行固定占空比控制并進行異常檢測處理。并且,在進行異常檢測處理后,將冷卻風扇40的控制改為可變占空比控制。另外,在Ready — ON時的主蓄電池的溫度TB為第2規(guī)定溫度Tl以上的情況下,禁止冷卻風扇40的固定占空比控制而對冷卻風扇40進行可變占空比控制,并監(jiān)視主蓄電池10的溫度TB,如果主蓄電池10的溫度TB降低至低于第2規(guī)定溫度Tl,則對冷卻風扇40進行固定占空比控制并進行異常檢測處理,在進行異常檢測處理后對冷卻風扇40將控制改為可變占空比控制。并且在點火開關27進行斷開動作而ECU停止成為Ready—OFF狀態(tài)時,使動作停止。
[0059]<固定占空比控制處理>
以下,參照圖6,詳細說明圖5的步驟S104的冷卻風扇40的固定占空比控制。
[0060]冷卻風扇40的固定占空比控制為下述處理,S卩,在滿足主蓄電池10的溫度TB從低于第I規(guī)定溫度TO的溫度起上升而首次超過第I規(guī)定溫度TO等特定條件的情況下,以規(guī)定時間將指令占空比D固定為圖4所示的占空比曲線圖中的最小值Dl;在主蓄電池10的溫度TB高于第3規(guī)定溫度T2的情況下(TB>T2),以規(guī)定期間內將指令占空比D固定為圖4所示的占空比曲線圖上的最大值D3;在不滿足特定條件且主蓄電池10的溫度為第3規(guī)定溫度T2以下的情況下,在規(guī)定期間內將指令占空比D固定為圖4所示的占空比曲線圖中的最大值D3與最小值Dl之間的中間值DM,使冷卻風扇40在各規(guī)定期間內以固定轉速旋轉。此外,在滿足主蓄電池10的溫度TB從低于第I規(guī)定溫度TO的溫度起上升而首次超過第I規(guī)定溫度TO等特定條件的情況下的指令占空比D并不限定于最小值Dl,只要是與對應于主蓄電池10的溫度TB的可變占空比控制時的指令值相比更小的值即可,也可以是比最小值Dl略大的值。另外,主蓄電池10的溫度TB高于第3規(guī)定溫度T2的情況下(TB>T2)的指令占空比D并不限定于最大值D3,只要是與對應于主蓄電池10的溫度TB的可變占空比控制時的指令值相比更大的值即可,也可以是比最大值D3略小的值。
[0061]控制部70在圖6的步驟S201至步驟S207中判斷是否滿足特定條件。如圖6的步驟S201所示,控制部70判斷主蓄電池10的溫度TB是否從低于第I規(guī)定溫度TO的溫度開始上升且首次超過第I規(guī)定溫度T0。控制部70判斷為滿足了圖6的步驟S201的條件的情況下,從步驟S201跳轉至步驟S211,將指令占空比D在規(guī)定期間內保持為圖4所示的占空比曲線圖中的最小值D1。由此,以使得冷卻風扇40以固定的目標轉速(最低轉速)進行旋轉的方式進行控制。
[0062]控制部70在圖6的步驟S201中判斷為“否”的情況下,即在步驟S201中判斷為未滿足特定條件之一的情況下,前進至圖6的步驟S202,判斷是否滿足下述的特定條件。
[0063]控制部70根據由圖1所示的電壓傳感器62檢測的主蓄電池10的電壓和由電流傳感器63檢測的主蓄電池10的電流,計算輸入至主蓄電池10的輸入功率Win。并且,如圖6的步驟S202所示,控制部70在輸入至主蓄電池10的輸入功率Win小于規(guī)定閾值Win—Lo的情況下,即,輸入至主蓄電池10的充電功率小于規(guī)定閾值的情況下,由于主蓄電池10的溫度上升也較小,所以判斷為冷卻風扇40的風量較小即可,跳轉至步驟S211而與此前說明的內容相同地,將指令占空比D設為最小值Dl。另外,控制部70在輸入至主蓄電池10的輸入功率Win為規(guī)定閾值Win—Lo以上的情況下,在步驟S202中判斷為“否”,前進至步驟S203,判斷是否滿足下述的特定條件。
[0064]控制部70與圖6的步驟S202相同地,根據由電壓傳感器62檢測的主蓄電池10的電壓和由電流傳感器63檢測的主蓄電池1的電流,計算從主蓄電池1輸出的輸出功率Wout,如圖6的步驟S203所示,在主蓄電池10的輸出功率Wout小于規(guī)定閾值Wout—Lo的情況下,即,主蓄電池10的輸出功率小于規(guī)定閾值的情況下,由于主蓄電池10的溫度上升也較小,所以判斷為冷卻風扇40的風量較小即可,跳轉至步驟S211而與此前說明的內容相同地,將指令占空比D設為最小值DI。另外,控制部70在主蓄電池1的輸出功率Wout為規(guī)定閾值Wout—Lo以上的情況下,在步驟S203中判斷為“否”,前進至步驟S204,判斷是否滿足下述的特定條件。
[0065]控制部70如圖6的步驟S204所示,在車速Vel小于規(guī)定閾值Vel—Lo的情況下,即,電動車輛90的車速Vel慢于規(guī)定閾值的情況下,由于主蓄電池10的溫度上升也較小,所以判斷為冷卻風扇40的風量較小即可,跳轉至步驟S211而與此前說明的內容相同地,將指令占空比D設為最小值DI。另外,控制部70在車速VeI為規(guī)定閾值VeI—Lo以上的情況下,在步驟S204中判斷為“否”,前進至步驟S205,判斷是否滿足下述的特定條件。
[0066]控制部70如圖6的步驟S205所示,在加速器開度Acc小于規(guī)定閾值Acc—Lo的情況下,即,加速器28的踏入量較少、電動車輛90的需求驅動力較小的情況下,由于主蓄電池10的溫度上升也較小,所以判斷為冷卻風扇40的風量較小即可,跳轉至步驟S211而與此前說明的內容相同地,將指令占空比D設為最小值Dl。另外,控制部70在加速器開度Acc為規(guī)定閾值Acc—Lo以上的情況下,在步驟S205中判斷為“否”,前進至步驟S206,判斷是否滿足下述的特定條件。另外,在制動器29的踏入量較少、電動車輛90的再生電力較少的情況下,也由于主蓄電池10的溫度上升較小,所以判斷為冷卻風扇40的風量較小即可,跳轉至步驟S211而將指令占空比D設為最小值Dl。
[0067]控制部70在從其它控制裝置輸入的發(fā)動機20啟動/停止狀態(tài)的信號為發(fā)動機20啟動的信號的情況下,在圖6的步驟S206中判斷為發(fā)動機20啟動,與此前說明的內容相同地將指令占空比D設為最小值Dl。在發(fā)動機20為啟動狀態(tài)時電動車輛90的需求動力較大的情況下,由于所需動力是從發(fā)動機20輸出的,所以主蓄電池10的輸出功率并不很大,因此,主蓄電池10的溫度上升較小,冷卻風扇40的風量較小即可。因此,控制部70在步驟S206中判斷為發(fā)動機20啟動后,跳轉至步驟S211,與此前說明的內容相同地將指令占空比D設為最小值D1。另外,控制部70在從其它控制裝置輸入的發(fā)動機20啟動/停止狀態(tài)的信號為發(fā)動機20停止的信號的情況下,在步驟S206中判斷為“否”,前進至步驟S207,判斷是否滿足下述的特定條件。
[0068]控制部70從電動車輛90所搭載的導航系統(tǒng)30中取得電動車輛90行駛路徑中的斜率Inc的數據,在行駛路徑中的斜率Inc小于規(guī)定閾值Inc—LO的情況下,判斷為由于較陡的上坡而所需輸出增加或較陡的下坡而再生電力增大的可能性較小,跳轉至步驟S211,與此前說明的內容相同地將指令占空比D設為最小值D1。另一方面,在行駛路徑中的斜率Inc為規(guī)定閾值Inc—LO以上的情況下,判斷為存在較陡的上坡而所需輸出增加或較陡的下坡而再生電力增大的可能性,并不跳轉至步驟S211而是前進至下一個步驟S208。
[0069]如以上說明所示,控制部70在圖6所示的步驟S201至S207中,判斷是否滿足下述特定條件:(I)主蓄電池10的溫度TB從低于第I規(guī)定溫度TO開始上升而首次超過T0,(2)主蓄電池10的輸入輸出功率較小,(3)車速Vel、加速器開度Acc、行駛路徑中的斜率較小而主蓄電池10的輸入輸出功率較小,(4)發(fā)動機20處于啟動狀態(tài)而主蓄電池1的輸入輸出功率較小,在滿足特定條件的任意其中一個的情況下,跳轉至步驟S211而在規(guī)定期間內將指令占空比D保持為最小值D1。由此,能夠消除由于噪聲使用戶產生的不適感,并且抑制由于驅動冷卻風扇40而導致的電力消耗。
[0070]控制部70在步驟S201?S207中判斷為并不滿足特定條件中的任一個的情況下,前進至圖6的步驟S208,判斷主蓄電池10的溫度TB是否高于第3規(guī)定溫度T2。第3規(guī)定溫度T2是第I規(guī)定溫度TO以上且低于禁止冷卻風扇40的固定占空比控制的第2規(guī)定溫度Tl的溫度。第2規(guī)定溫度Tl是可變的,作為一個例子可以是40°C。另外,在將TO設為36°C的情況下,第3規(guī)定溫度T2可以是360C以上且小于400C的溫度,例如可以設為38°C。
[0071]控制部70在主蓄電池10的溫度TB超過第3規(guī)定溫度T2的情況下,例如,主蓄電池10的溫度為第I規(guī)定溫度T0(36°C)以上而小于第2規(guī)定溫度T1(40°C)、且超過第3規(guī)定溫度T2(38 °C )的39 °C的情況下,控制部70在圖6的步驟S208中判斷為“是”而前進至圖6的步驟
5209。在步驟S209中,控制部70將指令占空比D保持為圖4的占空比曲線圖所示的最大值D3固定不變。由此,以使得冷卻風扇40以固定的目標轉速(最高轉速)旋轉的方式進行控制。如上所述,在主蓄電池10的溫度TB較高的情況下,對冷卻風扇40以最高轉速進行驅動而高效冷卻二次電池,從而能夠抑制二次電池的劣化。
[0072]另外,控制部70在主蓄電池10的溫度TB為第3規(guī)定溫度T2以下的情況下,例如主蓄電池10的溫度為第I規(guī)定溫度T0(36°C)以上而小于第2規(guī)定溫度T1(40°C)、且為第3規(guī)定溫度T2(38 °C )以下的37 °C的情況下,在圖6的步驟S208中判斷為“否”而前進至圖6的步驟
5210。在步驟S210中,控制部70將指令占空比D保持為圖4的占空比曲線圖所示的最大值D3和最小值Dl之間的中間值DM固定不變。由此,使得冷卻風扇40以固定的目標轉速(中間轉速)旋轉。如上所述,在主蓄電池10的溫度TB并沒有高到超過第3規(guī)定溫度T2的情況下,通過將冷卻風扇40以中間轉速驅動,從而能夠在抑制驅動冷卻風扇40的電力消耗的同時冷卻二次電池。
[0073]控制部70在圖6所示的步驟S209、S210、S211的其中一個步驟中對冷卻風扇40進行固定占空比控制時,結束圖6所示的固定占空比控制處理的循環(huán)。
[0074]<車載二次電池的冷卻系統(tǒng)動作的具體例子>
以上,說明了車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的基本動作和異常檢測處理,下面參照圖7A?圖1OB,說明Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB為各種情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)動作的具體例子。
[0075]<主蓄電池的溫度TB小于第I規(guī)定溫度TO的情況>
首先,參照圖7A、圖7B,說明Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB小于第I規(guī)定溫度TO的情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作。在圖7A、圖7B的時刻tO,點火開關27進行接通動作而使ECU啟動,成為Ready —ON狀態(tài)。在時刻tO之前點火開關27為Ready —0FF,ECU、電動車輛90、冷卻風扇40出于停止狀態(tài),冷卻風扇40的轉速為O。另外,在時刻tO之前,主蓄電池10的溫度TB為小于第I規(guī)定溫度TO的溫度Ta。此外,圖7A所示的實線a是表示冷卻風扇40的轉速R隨時間變化的線,圖7B所示的實線b是表示主蓄電池10的溫度TB隨時間變化的線。
[0076]在時刻tO成為Ready —ON狀態(tài)后,控制部70如圖5的步驟SlOl所示,由溫度傳感器61檢測主蓄電池10的溫度TB,并與第I規(guī)定溫度TO進行對比。在圖7A、圖7B的情況下,由于主蓄電池10的溫度TB是小于第I規(guī)定溫度TO的溫度Ta,所以控制部70在圖5的步驟SlOl判斷為“是”,前進至圖5的步驟S102、S103,檢測主蓄電池10的溫度TB,在主蓄電池10的溫度TB上升為第I規(guī)定溫度TO以上之前待機。如果在時刻tO點火開關27進行接通動作而成為Ready —0N,則電動車輛90成為可行駛的狀態(tài)。如果從時刻tO電動車輛90開始行駛,則主蓄電池10為了向第2電動發(fā)電機18供給電力而開始放電、或者由第I電動發(fā)電機16的發(fā)電電力進行充電,如圖7B所示的實線b所示,其溫度TB逐步上升。并且,在圖7B所示的時刻tl,主蓄電池10的溫度TB上升至第I規(guī)定溫度Τ0,ΤΒ = Τ0,則控制部70在圖5的步驟S103判斷為“是”,前進至圖5的步驟S104,進行圖6所示的固定占空比控制的處理。
[0077]在圖7B所示的情況下,主蓄電池10的溫度TB在時刻tO是低于第I規(guī)定溫度TO的Ta,然后,溫度TB從圖7B的時刻tO開始朝向時刻tl而上升至第I規(guī)定溫度T0,控制部70在圖6的步驟S201中判斷為“是”,跳轉至步驟S211而在圖7A所示的規(guī)定期間Δ t內,將指令占空比D固定為最小值D1。如圖7A所示,在規(guī)定期間△ t內,以使得冷卻風扇40為轉速RO(最小轉速)的方式進行控制??刂撇?0在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回至圖5的步驟S105,進行根據規(guī)定期間At內冷卻風扇40的實際轉速與基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0078]在圖7A、圖7B的時刻t2結束冷卻風扇40的固定占空比控制和異常檢測處理后,控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,結束程序的動作。由此,如圖7A所示,冷卻風扇40的轉速基于主蓄電池10的溫度等而進行各種變化。另一方面,主蓄電池10的溫度被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0079]<主蓄電池的溫度TB為第I規(guī)定溫度TO以上而第3規(guī)定溫度T2以下的情況>
下面,參照圖8A、圖8B,說明在Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB為第I規(guī)定溫度TO以上而第3規(guī)定溫度T2以下的情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作。圖8A、圖SB的時刻tO與圖7A、圖7B相同地,是點火開關27進行接通動作而成為Ready — ON狀態(tài)的時刻。如圖8B所示,在時刻tO之前,主蓄電池10的溫度TB是第I規(guī)定溫度TO以上而第3規(guī)定溫度T2以下的溫度Tb。此外,第3規(guī)定溫度T2小于第2規(guī)定溫度Tl,在圖8B中示出了T0<TB<T2<T1的情況。此外,圖8A所示的實線c是表示參照圖6所說明的異常檢測處理中沒有滿足任何特定條件的情況下的冷卻風扇40的轉速R隨時間變化的線,點劃線d是表示滿足特定條件的任意一個的情況下的冷卻風扇40的轉速R隨時間變化的線,圖SB所示的實線e是表示在不滿足任一個特定條件的情況下的主蓄電池10的溫度TB隨時間變化的線,圖SB所示的點劃線f是表示在滿足特定條件的任意一個的情況下的主蓄電池10的溫度TB隨時間變化的線。
[0080]在時刻tO成為Ready — ON后,如圖5的步驟SlOl所示,控制部70由溫度傳感器61檢測主蓄電池10的溫度TB,并與第I規(guī)定溫度TO進行比較。在圖8A、圖SB的情況下,主蓄電池10的溫度TB是第I規(guī)定溫度TO和第3規(guī)定溫度T2之間的溫度Tb,因此,控制部70在圖5的步驟SlOl中判斷為“否”,前進至圖5的步驟S107。如圖SB所示,溫度TB是低于第2規(guī)定溫度Tl的溫度,因此,控制部70在圖5的步驟S107中判斷為“是”,前進至圖5的步驟S104,進行圖6所示的固定占空比控制的處理。
[0081]控制部70根據圖6所示的固定占空比控制的流程圖而對冷卻風扇40進行固定占空比控制。在圖8A、圖SB所示的情況下,主蓄電池10的初始溫度高于第I規(guī)定溫度T0,主蓄電池10的溫度TB并非是從小于第I規(guī)定溫度TO開始上升而首次超過第I規(guī)定溫度T0。由此,控制部70在圖6的步驟S201中判斷為“否”,進行從圖6的步驟S202至S207的“是”或“否”的判斷。并且,在滿足主蓄電池10的輸入輸出功率較小(步驟S202、S203)、車速Vel、加速器開度Acc、行駛路徑中的斜率較小(步驟S204、S205、S207)、發(fā)動機20出于啟動狀態(tài)(步驟S207)這些特定條件的其中任一個的情況下,在步驟S202?S207的相應步驟中判斷為“是”而跳轉至步驟S211,在規(guī)定期間Δ t內將指令占空比D保持為最小值DI而對冷卻風扇40進行固定占空比控制。此時,冷卻風扇40的轉速R與圖7A的情況相同地,以如圖8A的點劃線d所示的最小轉速即轉速RO被驅動。在此期間,如圖SB的點劃線f所示,主蓄電池10的溫度TB逐漸緩慢上升??刂撇?0在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在規(guī)定期間At內進行根據冷卻風扇40的實際轉速和基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0082]并且,如果在經過規(guī)定期間At后的時刻t3,固定占空比控制和異常檢測處理結束,則控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。從時刻t3開始,如圖8A的點劃線d所示,冷卻風扇40的轉速根據主蓄電池10的溫度等而發(fā)生各種變化。另外,如圖SB的點劃線f所示,從時刻t3開始,主蓄電池10的溫度TB被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0083]另一方面,在圖6的步驟S202至S207的任一個步驟中都判斷為“否”的情況下,控制部70前進至圖6的步驟S208,判斷主蓄電池10的溫度TB是否為第3規(guī)定溫度T2以上。如圖8B所示,在成為Ready — ON時的主蓄電池10的溫度是低于第3規(guī)定溫度T2的Tb,所以控制部70在圖6的步驟S208中判斷為“否”而跳轉至圖6的步驟S210,將指令占空比保持為最小值Dl和最大值D3之間的中間值DM固定不變而進行冷卻風扇40的固定占空比控制。此時,冷卻風扇40的轉速R如圖8A的實線c所示,是以大于最小轉速即轉速RO而小于最大轉速即轉速R3的轉速Rl被驅動的。在此期間,如圖SB的實線e所示,主蓄電池10的溫度TB逐漸緩慢上升。此外,由于冷卻風扇40的轉速R為高于最小轉速RO的轉速Rl,所以主蓄電池10的溫度上升與轉速R為RO的情況相比更加平緩。控制部70在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在規(guī)定期間At內進行根據冷卻風扇40的實際轉速和基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0084]并且,與此前所述的內容相同地,在經過規(guī)定期間At后的時刻t3,固定占空比控制和異常檢測處理結束,則控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。從時刻t3開始,如圖8A的實線c所示,冷卻風扇40的轉速根據主蓄電池10的溫度等而發(fā)生各種變化。另外,如圖SB的實線e所示,從時刻t3開始,主蓄電池10的溫度TB被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0085]<主蓄電池的溫度TB超過第3規(guī)定溫度T2而低于第2規(guī)定溫度Tl的情況>
下面,參照圖9A、圖9B,說明Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB超過第3規(guī)定溫度T2且低于第2規(guī)定溫度TI的情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作。圖9A、圖9B的時刻tO與圖7A、圖7B相同地,是點火開關27進行接通動作而ECU啟動、成為Ready — ON狀態(tài)的時刻。如圖9B所示,在時刻tO之前,主蓄電池10的溫度TB是超過第3規(guī)定溫度T2且小于第2規(guī)定溫度Tl的溫度Tc。在圖9B中示出了 T2 < TB < TI的情況。此外,圖9A所示的實線g是表示參照圖6所說明的異常檢測處理中沒有滿足任何特定條件的情況下(步驟S201至S207全部判斷為“否”的情況下)的冷卻風扇40的轉速R隨時間變化的線,點劃線h是表示滿足特定條件的任意一個的情況下的冷卻風扇40的轉速R隨時間變化的線。另外,圖9B所示的實線i是表示在不滿足任一個特定條件的情況下的主蓄電池10的溫度TB隨時間變化的線,圖9B所示的點劃線j是表示在滿足特定條件的任意一個的情況下的主蓄電池10的溫度TB隨時間變化的線。
[0086]在時刻tO成為Ready — ON后,如圖5的步驟SlOl所示,控制部70由溫度傳感器61檢測主蓄電池10的溫度TB,并與第I規(guī)定溫度TO進行比較。在圖9A、圖9B的情況下,主蓄電池10的溫度TB大于第I規(guī)定溫度T0、且是第3規(guī)定溫度T2和第2規(guī)定溫度Tl之間的溫度Tc,因此,控制部70在圖5的步驟SlOl中判斷為“否”,在圖5的步驟S107中判斷為“是”,前進至圖5的步驟S104,進行圖6所示的固定占空比控制的處理。
[0087]控制部70根據圖6所示的固定占空比控制的流程圖而對冷卻風扇40進行固定占空比控制。與圖8A、圖8B所示的情況相同地,在圖9A,圖9B所示的情況下,主蓄電池1的初始溫度高于第I規(guī)定溫度T0,主蓄電池10的溫度TB并非是從低于第I規(guī)定溫度TO開始上升而首次超過第I規(guī)定溫度TO。由此,控制部70在圖6的步驟S201中判斷為“否”,進行圖6的步驟S202至S207的“是”或“否”的判斷。并且,與圖8A、圖8B所示的情況相同地,在步驟S202?S207的其中一個步驟中判斷為“是”而跳轉至步驟S211,在規(guī)定期間At內將指令占空比D保持為最小值Dl而對冷卻風扇40進行固定占空比控制。此時,冷卻風扇40的轉速R與圖8A的情況相同地,以如圖9A的點劃線h所示的最小轉速即轉速RO被驅動。在此期間,如圖9B的點劃線j所示,主蓄電池10的溫度TB幾乎不發(fā)生變化,或略微上升。控制部70在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在規(guī)定期間At內進行根據冷卻風扇40的實際轉速和基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0088]并且,在經過規(guī)定期間Δt后的時刻t3,固定占空比控制和異常檢測處理結束,則控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。在時刻t3,由于主蓄電池10的溫度位于高于通常運轉溫度TS的溫度Tc附近,所以如圖9A的點劃線h所示,冷卻風扇40的轉速從時刻t3開始上升。另外,由于從時刻t3開始冷卻風扇40的轉速R上升,所以如圖9B的點劃線j所示,主蓄電池10的溫度TB朝向通常運轉溫度TS降低,然后被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0089]另一方面,在圖6的步驟S202至S207的任一個步驟中都判斷為“否”的情況下,控制部70前進至圖6的步驟S208,判斷主蓄電池10的溫度TB是否為第3規(guī)定溫度T2以上。如圖9B所示,在成為Ready — ON時的主蓄電池10的溫度TB是高于第3規(guī)定溫度T2的Tc,所以控制部70在圖6的步驟S208中判斷為“是”而跳轉至圖6的步驟S209,將指令占空比保持為最大值D3固定不變而進行冷卻風扇40的固定占空比控制。此時,冷卻風扇40的轉速R如圖9A的實線g所示,是以最大轉速即轉速R2被驅動的。由于冷卻風扇40以最大轉速的轉速R2被驅動則風量也變大,所以主蓄電池10的溫度TB如圖9B的實線i所示從溫度Tc開始降低。如上所述,在主蓄電池10的溫度TB較高的情況下,對冷卻風扇40以最高轉速驅動而高效冷卻二次電池,能夠抑制二次電池的劣化??刂撇?0在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在規(guī)定期間At內進行根據冷卻風扇40的實際轉速和基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0090]并且,與此前所述的內容相同地,在經過規(guī)定期間At后的時刻t3,固定占空比控制和異常檢測處理結束,則控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。從時刻t3開始,如圖9A的實線g所示,冷卻風扇40的轉速根據主蓄電池10的溫度等而發(fā)生各種變化。另外,如圖9B的實線i所示,從時刻t3開始,主蓄電池10的溫度TB被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0091]<主蓄電池的溫度TB為第2規(guī)定溫度Tl以上而低于第4規(guī)定溫度T3的情況>
下面,參照圖1OA的點劃線m,圖1OB的點劃線ο,說明Ready — ON時的主蓄電池1的溫度
TB為第2規(guī)定溫度Tl以上且低于第4規(guī)定溫度T3的溫度Td的情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作。圖10A、圖1OB的時刻tO與圖7A、圖7B相同地,是點火開關27進行接通動作而成為Ready—ON狀態(tài)的時刻。
[0092]在時刻tO成為Ready — ON后,如圖5的步驟SlOl所示,控制部70由溫度傳感器61檢測主蓄電池10的溫度TB,并與第I規(guī)定溫度TO進行比較。由于當前主蓄電池10的溫度TB是第2規(guī)定溫度Tl以上而低于第4規(guī)定溫度T3的溫度Td,因此,控制部70在圖5的步驟SlOl、S107中判斷為“否”,在圖5的步驟S108中判斷為“是”,前進至圖5的步驟S109,對冷卻風扇40進行在圖4所示的占空比曲線圖的區(qū)域A中可變的可變占空比控制。由于主蓄電池10的溫度TB是高于通常運轉溫度TS的溫度,所以控制部70以使得主蓄電池10的溫度TB成為通常運轉溫度TS的方式將指令占空比D設為較大的值。由此,冷卻風扇40的轉速成為較高的轉速,風量也較大,所以從時刻tO開始,主蓄電池10的溫度TB朝向通常運轉溫度TS降低。在此期間,控制部70反復進行圖5的步驟SlOl至S109,一邊監(jiān)視主蓄電池10的溫度TB—邊對冷卻風扇40進行可變占空比控制。
[0093]在圖1OB的時刻t4主蓄電池10的溫度TB低于第2規(guī)定溫度Tl后,控制部70在圖5的步驟S107中判斷為“是”而跳轉至圖5的步驟S104,進行冷卻風扇40的固定占空比控制。
[0094]控制部70根據圖6所示的固定占空比控制的流程圖而對冷卻風扇40進行固定占空比控制。與此前的說明相同地,在圖6的步驟S202至S207的任一個步驟中都判斷為“否”的情況下,控制部70前進至圖6的步驟S208,判斷主蓄電池10的溫度TB是否為第3規(guī)定溫度T2以上。如圖1OB的點劃線0所示,主蓄電池10的溫度TB是剛從高于第2規(guī)定溫度Tl的溫度降低至低于第2規(guī)定溫度Tl的溫度,高于第3規(guī)定溫度T2。所以控制部70在圖6的步驟S208中判斷為“是”而跳轉至圖6的步驟S209,將指令占空比保持為最大值D3固定不變而進行冷卻風扇40的固定占空比控制。此時,冷卻風扇40的轉速R如圖1OA的點劃線m所示,急速上升至最大轉速即轉速R2。由于冷卻風扇40以最大轉速的轉速R2被驅動則風量也大,所以在此期間,主蓄電池10的溫度TB如圖1OB的點劃線0所示從第2規(guī)定溫度Tl開始降低??刂撇?0在決定對冷卻風扇40進行固定占空比控制后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在規(guī)定期間At內進行根據冷卻風扇40的實際轉速和基于指令占空比D的目標轉速之間的差異來檢測冷卻風扇40有無異常的異常檢測處理。
[0095]并且,與此前所述的內容相同地,如果在經過規(guī)定期間At后的時刻t5,固定占空比控制和異常檢測處理結束,則控制部70前進至圖5的步驟S106,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。在時刻t5,由于主蓄電池10的溫度TB低于通常運轉溫度TS,所以如圖1OA的點劃線m所示,從時刻t5開始,冷卻風扇40的轉速R暫時減小,然后根據主蓄電池10的溫度等而變化。另一方面,主蓄電池10的溫度在時刻t5低于通常運轉溫度TS,然后上升并被控制為通常運轉溫度TS附近。
[0096]另一方面,在步驟S202?S207的其中一個步驟中判斷為“是”而跳轉至步驟S211,與參照圖8A、圖SB進行的說明相同地,決定在規(guī)定期間At內將指令占空比D保持為最小值Dl而對冷卻風扇40進行固定占空比控制,然后,結束圖6所示的固定占空比控制的處理,返回圖5的步驟S105,在進行冷卻風扇40的異常檢測處理后,如圖5的步驟S106所示,將冷卻風扇40的控制設定為基于圖4的占空比曲線圖的可變占空比控制,從而結束程序的動作。
[0097]<主蓄電池的溫度TB為第4規(guī)定溫度T3以上的情況>
下面,參照圖1OA的實線k、圖1OB的實線η,說明在Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB為第4規(guī)定溫度T3以上的溫度Te的情況下的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)的動作。該情況下的動作為,在時刻tO開始,對冷卻風扇40進行在圖4所示的占空比曲線圖的區(qū)域B中可變的可變占空比控制,主蓄電池1的溫度TB低于第2規(guī)定溫度TI的時刻為圖1OA、圖1OB所示的時刻t6,結束冷卻風扇40的固定占空比控制和異常檢測處理的時刻為時刻t7,除此之外的其他方面,均與此前參照圖1OA的點劃線m、圖1OB的點劃線0說明的動作相同,所以省略詳細說明。
[0098]此外,在以上的說明中,說明了在對冷卻風扇40進行可變占空比控制的期間,蓄電池10的溫度TB降低至低于第2規(guī)定溫度Tl的情況,但在可變占空比控制期間主蓄電池10的溫度TB并未降低至低于第2規(guī)定溫度Tl的情況下,控制部70不進行冷卻風扇40的固定占空比控制和異常檢測處理,而是重復執(zhí)行圖5的步驟S10US107?S110。并且,點火開關27執(zhí)行斷開動作而E⑶停止,成為Ready—OFF狀態(tài)后,停止圖5所示的流程圖的動作。
[0099]<第2規(guī)定溫度Tl、第3規(guī)定溫度T2、第4規(guī)定溫度T3的設定變更>
以上說明的本實施方式的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),在Ready — ON時的主蓄電池1的溫度TB為第2規(guī)定溫度Tl以上的情況下,禁止冷卻風扇40的固定占空比控制。因此,在第2規(guī)定溫度Tl較低的情況下,禁止冷卻風扇40的固定占空比控制的溫度范圍變大,進行異常檢測處理的機會減少。相反,如果第2規(guī)定溫度Tl變高,則禁止固定占空比控制的溫度范圍變窄,進行異常檢測處理的機會增加。另一方面,在進行冷卻風扇40的異常檢測處理時,需要進行固定指令占空比D而使冷卻風扇40的轉速固定的固定占空比控制。因此,在異常檢測處理中無法進行主蓄電池10的溫度控制,有時會使得主蓄電池10的溫度上升而主蓄電池10的劣化加速。由于溫度變高而加深的劣化是隨著主蓄電池10的劣化程度越大而速度更快的,在主蓄電池10是新電池而幾乎沒有劣化的情況下,劣化幾乎不發(fā)展。
[0100]因此,在主蓄電池10為新品的情況下或主蓄電池的劣化程度較小的情況下,與主蓄電池10的劣化程度較大的情況相比,通過將第2規(guī)定溫度Tl設置得較高,從而不會對主蓄電池10的性能產生較大影響就可以增加冷卻風扇40的固定占空比控制和異常檢測處理的機會。另外,相反地,在主蓄電池的劣化程度較大的情況下,通過與主蓄電池10的劣化程度較小的情況相比而降低第2規(guī)定溫度Tl,從而能夠抑制主蓄電池10的劣化。
[0101]主蓄電池1的劣化程度可以通過各種方法規(guī)定,例如根據在輸出相同功率時的單位時間的SOC降低比例進行規(guī)定,或根據內部電阻的大小進行規(guī)定。
[0102]此外,第2規(guī)定溫度Tl、第3規(guī)定溫度T2和第4規(guī)定溫度T3之間的關系為T2<T1<Τ3,因此,在提高第2規(guī)定溫度Tl時,需要與第2規(guī)定溫度Tl相應地提高第3規(guī)定溫度Τ2、第4規(guī)定溫度Τ3,以滿足Τ2<Τ1<Τ3的關系。另外,即使在降低第2規(guī)定溫度Tl時,也要與第2規(guī)定溫度Tl相應地降低第3規(guī)定溫度Τ2、第4規(guī)定溫度Τ3,以滿足Τ2<Τ1<Τ3的關系。
[0103]另外,在多次短途里程中主蓄電池10的最高溫度例如高于第2規(guī)定溫度Tl或第4規(guī)定溫度Τ3的情況下,可猜想到主蓄電池10的劣化在加深。因此,在多次短途里程中主蓄電池10的最高溫度較高的情況下,通過與多次短途里程中主蓄電池10的最高溫度較低的情況相比將第2規(guī)定溫度Tl設定得更低,從而能夠抑制主蓄電池10的劣化。此外,I個短途里程是指從點火開關27進行接通動作、ECU啟動起,至進行固定行駛后點火開關27進行斷開動作而ECU停止為止的這個期間。固定行駛是指滿足例如10分鐘以上、連續(xù)怠速30秒以上、以時速40km短暫行駛等規(guī)定條件的行駛。
[0104]如以上說明所示,本實施方式的車載二次電池的冷卻系統(tǒng)80及搭載該冷卻系統(tǒng)80的電動車輛90,能夠在充分確保檢測冷卻風扇40有無異常的機會的同時,適當地冷卻用于車輛驅動的主蓄電池10。
[0105]此外,在以上說明的實施方式中,在I個短途里程中進行I次冷卻風扇40的固定占空比控制和異常檢查處理,但也可以在I個短途里程中進行多次。例如,也可以如圖11的步驟Slll所示,定期確認執(zhí)行異常檢查處理后的經過時間是否大于基準時間,在經過時間大于基準時間的情況下,如步驟S112所示,返回步驟SlOl而再次監(jiān)視是否滿足固定占空比控制和異常檢查處理的執(zhí)行條件,在滿足的情況下,執(zhí)行固定占空比控制和異常檢查處理。如上所述,通過定期進行異常檢查處理,可以更早發(fā)現冷卻風扇40的異常。
[0106]另外,在以上說明的實施方式中,說明了在控制部70中計算指令占空比D并輸出的情況,但也可以在冷卻風扇40的控制單元45中進行指令占空比D的計算并控制電動機44。即,也可以是,控制部70將主蓄電池10的溫度TB等對冷卻風扇40驅動控制所需的信息向控制單元45輸出,控制單元45基于這些信息對用于驅動冷卻風扇40的占空比進行運算。另外,在本實施方式中,說明了冷卻風扇40被電動機44驅動的情況,但也可以構成為由交流電動機驅動。在此情況下,也可以在控制單元45中生成與占空比對應的交流驅動波形而控制交流電動機的轉速。
[0107]另外,在以上說明的實施方式中,說明了使用圖4所示的占空比曲線圖確定指令占空比D,在主蓄電池10的溫度為第4規(guī)定溫度T3以上的情況下根據圖4的區(qū)域B進行可變占空比控制的情況,但也可以在存儲器72中存儲2種以上的占空比曲線圖,根據主蓄電池10的溫度切換所使用的占空比曲線圖。例如,也可以在存儲器72中存儲與主蓄電池10的溫度TB、冷卻風扇40的吸氣溫度、車室內的溫度、車速Vel、空調驅動狀態(tài)、主蓄電池10的電流、發(fā)動機驅動狀態(tài)等檢測參數對應的指令占空比D設定為較高的高空比曲線圖、以及與檢測參數對應的指令占空比D設定為較低的低占空比曲線圖,基于主蓄電池10的溫度TB及電動車輛90的驅動狀況切換所使用的占空比曲線圖。在此情況下,在主蓄電池10的溫度TB為第4規(guī)定溫度T3以上而想要急速冷卻主蓄電池10的情況下或冷卻風扇40的噪聲并不嚴重的情況下,基于高占空比曲線圖確定指令占空比D,在主蓄電池10的溫度TB低于第4規(guī)定溫度T3這種主蓄電池10的冷卻速度較低也沒有問題的情況下,或者冷卻風扇40的噪聲較大的情況下,基于低占空比曲線圖確定指令占空比。
[0108]本發(fā)明并不限定于以上說明的實施方式,包括在不脫離權利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的技術范圍以及在不脫離本發(fā)明主旨下的全部變更及修改。
[0109]標號的說明
10主蓄電池,lla、llb、31、51正極側匯流條,129、12b、32、52負極側匯流條,13系統(tǒng)主繼電器,14升壓變壓器,15逆變器,16第I電動發(fā)電機,17、19、21、23輸出軸,18第2電動發(fā)電機,20發(fā)動機,22動力分配機構,24車軸,25齒輪機構,26車輪,27點火開關,28加速器,29制動器,30導航系統(tǒng),33 DC/DC變壓器,34、35低壓匯流條,36后備蓄電池,40冷卻風扇,41風扇主體,42吸入口,43噴出口,44電動機,45控制單元,46吸入管道,47連接管道,48殼體,49排氣管道,53充電繼電器,54充電器,55、56連接器,61、66溫度傳感器,62電壓傳感器,63電流傳感器,64轉速傳感器,65車速傳感器,70控制部,7ICPU,72存儲器,80冷卻系統(tǒng),90電動車輛,100 AC電源,101、103連接器,102 DC電源,D指令占空比,Dl最小值,D3最大值,DM中間值,TO第I規(guī)定溫度,Tl第2規(guī)定溫度,T2第3規(guī)定溫度,T3第4規(guī)定溫度,TB主蓄電池的溫度,TS通常運轉溫度,R、R0、R1、R2轉速,Δ t規(guī)定期間。
【主權項】
1.一種車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其對搭載于電動車輛上的用于車輛驅動的二次電池進行冷卻, 其特征在于, 具有:冷卻風扇,其向所述二次電池送出冷卻風;以及 溫度傳感器,其對所述二次電池的溫度進行檢測, 該冷卻系統(tǒng)在所述電動車輛啟動后所述二次電池的溫度達到第I規(guī)定溫度以上的情況下,在規(guī)定期間內以固定的指令值驅動所述冷卻風扇,且進行基于此時的所述冷卻風扇的實際轉速來檢測所述冷卻風扇有無異常的異常檢測處理, 在所述冷卻系統(tǒng)中,在所述二次電池的溫度達到比所述第I規(guī)定溫度更高的第2規(guī)定溫度以上的情況下,禁止以固定指令值驅動所述冷卻風扇。2.根據權利要求1所述的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其特征在于, 在所述二次電池的劣化程度較大的情況下,所述第2規(guī)定溫度設定得與所述二次電池的劣化程度較小的情況下相比更低。3.根據權利要求1或2所述的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其特征在于, 所述第2規(guī)定溫度在多次短途里程中所述二次電池的最高溫度較高的情況下,與在多次短途里程中所述二次電池的最高溫度較低的情況下相比,設定得更低。4.根據權利要求1至3中任一項所述的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其特征在于, 將所述固定指令值設為,與在進行使指令值對應于所述二次電池的溫度而可變的控制的情況下的相關溫度所對應的指令值相比,所述固定指令值為更小的值。5.根據權利要求1至3中任一項所述的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其特征在于, 在所述二次電池的溫度比第3規(guī)定溫度更高的情況下,將所述固定指令值設為,與在進行使指令值對應于所述二次電池的溫度而可變的控制的情況下的相關溫度所對應的指令值相比,所述固定指令值為更大的值,其中,所述第3規(guī)定溫度為所述第I規(guī)定溫度以上且低于所述第2規(guī)定溫度的溫度。6.根據權利要求1至3中任一項所述的車載二次電池的冷卻系統(tǒng),其特征在于, 在所述電動車輛啟動時所述二次電池的溫度低于所述第I規(guī)定溫度且所述電動車輛啟動后第一次超過所述第I規(guī)定溫度的情況下、或者所述二次電池的輸入輸出功率小于規(guī)定的閾值的情況下,將所述固定指令值設為所述冷卻風扇的驅動指令值中最小的指令值。
【文檔編號】H01M10/613GK106058362SQ201610220599
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月11日 公開號201610220599.9, CN 106058362 A, CN 106058362A, CN 201610220599, CN-A-106058362, CN106058362 A, CN106058362A, CN201610220599, CN201610220599.9
【發(fā)明人】落合清惠, 泉純太, 町田清仁, 土生雅和
【申請人】豐田自動車株式會社