JPH09289701A

JPH09289701A - 電気自動車の出力制御装置

Info

Publication number: JPH09289701A
Application number: JP12264796A
Authority: JP
Inventors: Takeji Tanjiyou; 雄児丹上; Kazuo Saito; 和男齋藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】送風機の能力設定に起因する不必要な減速を防
止するとともに電池温度の過度な上昇を抑制できる電気
自動車の出力制御装置を提供する。【解決手段】車両の推進モータ７０と、複数の電池モジ
ュール２と、バッテリケース１０に冷却風を送風する送
風機２０と、各電池モジュールの電池温度を検出する複
数の電池温センサ３０とを有する電気自動車に搭載され
る出力制御装置であり、モータの出力制限を開始する第
１の閾温度と、モータの出力を最小に維持し始める第２
の閾温度とを、電池モジュール２間の温度差に応じて変
動させる制限閾温度変更手段４０を備える。電池モジュ
ール２間の温度差で電池負荷の大小を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次組電池が搭載
された電気自動車の推進モータの出力制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車の蓄電池として、鉛電池の
他、ニッケルカドミウム電池等のニッケル系電池や、リ
チウムイオン電池等のリチウム系電池の採用が進められ
ているが、かかる蓄電池は、放電時や充電時に発熱反応
をともなうことから、走行中に冷却する必要がある。

【０００３】この種の電気自動車用電池の冷却装置とし
ては、従来より冷却用ファン（以下、送風機とも言う）
を用いたものが知られているが、電池温度の上昇原因と
なる電池負荷は、その電気自動車がどのような走り方を
するのか、すなわち電気自動車の走行環境によって異な
り、市街地を走行することが殆どである電気自動車で
は、電池が高負荷になることは少ない。

【０００４】したがって、あらゆる走行環境を想定し、
これら全ての走行環境に対応するために、つまり、低負
荷走行が殆どであっても高負荷で走行する可能性がゼロ
ではないとして、冷却用ファンの能力を最大限に設定し
ておくことは、ファンの駆動効率の点においても、また
冷却用ファンの設置スペースや重量の点においても好ま
しくない。

【０００５】このため、冷却用ファンの能力は一般的な
市街地走行時を想定して設定され、高速走行などの高負
荷に対しては、推進モータの出力を制限することで電池
温度の上昇を抑制することが行われている。例えば、電
池に設けられた温度センサにより電池表面温度を検出
し、この電池表面温度の最大値が、図５に示す第１の閾
温度Ｔ_liに達したら推進モータの出力を制限し始め、そ
の時点での電池の残容量に応じた最大出力とし、さらに
電池温度の最大値が、第２の閾温度Ｔ_lfに達したら、車
両が移動できる程度の最小出力に制限する。これによ
り、送風機は必要最小のもので足り、設置スペースやコ
スト、あるいは重量の点でも好ましいものとなり、ま
た、送風機の駆動効率も改善されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の電気自動車の出力制御装置では、単に電池表面温度
を検出するだけであるため、図６に示すように、電池温
度が殆ど上昇しない低負荷走行であるにも拘わらず、外
気温度が高いために電池温度も第１の閾温度Ｔ_liを超え
ると、推進モータの出力が制限されてしまう。つまり、
電池の使用上限温度Ｔ_lmaxに達する可能性がほとんどな
い場合であっても、単に電池温度が第１の閾温度Ｔ_liに
達したというだけで、推進モータの出力制限が開始さ
れ、その結果、乗員に不快な減速感を与えてしまうおそ
れがある。

【０００７】また、図７に示すように、きわめて高負荷
の走行が行われる場合には、推進モータの出力制限は行
われるものの、従来の制限方法では、単に電池温度とい
う静的な要因のみを検出しているだけで、電池温度の上
昇率などの動的な要因は何ら考慮されていないので、電
池温度が予想以上に上昇して使用上限温度Ｔ_lmaxを超え
るおそれもあった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、送風機の能力設定に起因す
る不必要な減速を防止するとともに、電池温度の過度な
上昇を抑制できる電気自動車の出力制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明の電気自動車の出力制御装置
は、車両の推進源となるモータと、前記モータの電源と
なる複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュー
ルを収納するケースと、前記ケースに冷却風を送風する
送風機と、前記各電池モジュールの電池温度を検出する
複数の電池温センサとを有する電気自動車に搭載され、
前記複数の電池温センサにより検出された各電池温度に
基づいて前記モータの出力を制御する電気自動車の出力
制御装置において、前記モータの出力制限を開始する第
１の閾温度と、前記モータの出力を最小に維持し始める
第２の閾温度とを、前記各電池温度に応じて変動させる
制限閾温度変更手段を有することを特徴とする。

【００１０】この請求項１記載の電気自動車の出力制御
装置では、電池温度に基づいてモータの出力制限を行
い、送風機の能力不足を補って電池温度の過度な上昇を
抑制する。つまり、電池温センサで検出された電池温度
が、第１の閾温度に達したら、モータの出力制限を開始
するとともに、さらに当該電池温度が上昇して第２の閾
温度に達したら、モータの出力を最小に維持するが、さ
らに、これら第１の閾温度と第２の閾温度とを固定値と
せず、各電池モジュールの各電池温度に応じて変動させ
る。

【００１１】この場合に、送風機による偏冷却現象を利
用する。すなわち、電池負荷が大きい場合には送風機の
出力も大きくなるが、送風機の出力が大きい場合には送
風機近傍の電池が冷却され易いので、各電池モジュール
に偏冷却が生じ、各電池モジュールの電池温度に差温が
生じる。これに対して、電池負荷が小さい場合には送風
機の出力も小さくなり、各電池モジュールの電池温度は
ほぼ均等になる。かかる現象を利用して、電池の負荷状
態を判断し、電池負荷が大きい場合には第１の閾温度お
よび第２の閾温度を低く設定する一方で、電池負荷が小
さい場合には第１の閾温度および第２の閾温度を高く設
定する。

【００１２】このように、請求項１記載の電気自動車の
出力制御装置では、電池負荷を考慮して第１の閾温度お
よび第２の閾温度を変動させるので、単に電池温度が高
くても電池負荷が小さい場合には、第１の閾温度および
第２の閾温度は高く設定され、不要なモータの出力制限
が行われることがなくなる。また、急激な高速走行を行
った場合など電池負荷が大きい場合には、第１の閾温度
および第２の閾温度が低く設定されるので、電池の使用
上限温度に達する前にモータの出力を制限することがで
き、過度な温度上昇を抑制することができる。

【００１３】また、電池の温度変化はきわめて緩慢な変
化であることから、モータの出力制御のために複雑な制
御マップ等を作成する必要はない。したがって、この請
求項１記載の電気自動車の出力制御装置の実用化が大い
に期待できる。

【００１４】請求項１記載の電気自動車の出力制御装置
において、制限閾温度変更手段は各電池温度に基づい
て、換言すれば各電池温度と何らかの関係をもって、第
１の閾温度および第２の閾温度を変動させるが、その具
体的内容は特に限定されない。例えば、請求項２記載の
電気自動車の出力制御装置は、前記制限閾温度変更手段
は、前記複数の電池モジュールの最大電池温度と最小電
池温度との差温に基づいて、前記第１の閾温度と前記第
２の閾温度とを変動させることを特徴とする。

【００１５】この請求項２記載の電気自動車の出力制御
装置では、電池モジュール間の最大温度差が電池負荷の
大小に相関する点に着目している。つまり、電池負荷が
大きいと送風機が大きな出力で駆動し、これにより電池
モジュール間に偏冷却が生じる。したがって、電池モジ
ュールの最大電池温度と最小電池温度との温度差が大き
くなり、この場合には、制限閾温度変更手段により、第
１の閾温度および第２の閾温度を低く設定する。一方、
電池負荷が小さいと送風機が停止するか、あるいは僅か
な出力で駆動し、これにより電池モジュール間に偏冷却
は生じない。したがって、電池モジュールの最大電池温
度と最小電池温度との温度差が小さくなり、この場合に
は、第１の閾温度および第２の閾温度を高く設定する。

【００１６】請求項１記載の電気自動車の出力制御装置
において、制限閾温度変更手段による制御内容は種々に
改変することができる。例えば、請求項３記載の電気自
動車の出力制御装置は、前記制限閾温度変更手段は、前
記複数の電池モジュールの電池温度のばらつきに基づい
て、前記第１の閾温度と前記第２の閾温度とを変動させ
ることを特徴とする。

【００１７】この請求項３記載の電気自動車の出力制御
装置では、電池モジュールの最大電池温度と最小電池温
度との温度差ではなく、電池モジュールの電池温度のば
らつきにより電池負荷を判断する。つまり、上述した請
求項２記載の電気自動車の出力制御装置と同様に、電池
負荷が大きいと送風機が大きな出力で駆動し、これによ
り電池モジュール間に偏冷却が生じる。したがって、電
池モジュールの電池温度のばらつきが大きくなり、この
場合には、制限閾温度変更手段により、第１の閾温度お
よび第２の閾温度を低く設定する。一方、電池負荷が小
さいと送風機が停止するか、あるいは僅かな出力で駆動
し、電池モジュール間に偏冷却は生じない。したがっ
て、電池モジュールの電池温度のばらつきが小さくな
り、この場合には、第１の閾温度および第２の閾温度を
高く設定する。

【００１８】請求項２乃至３記載の電気自動車の出力制
御装置では、電池モジュールの電池温度差又はばらつき
に基づいて制限閾温度の変更が行われるが、請求項４記
載の電気自動車の出力制御装置は、前記制限閾温度変更
手段は、前記複数の電池モジュールの電池温度の温度変
化率に基づいて、前記第１の閾温度と前記第２の閾温度
とを変動させることを特徴とする。ここで、電池温度の
変化率とは、現在の電池温度Ｔ_bから単位時間τ前の電
池温度Ｔ_b-1を減じた差温を単位時間で除した値（Ｔ_b
−Ｔ_b-1）／τである。

【００１９】この請求項４記載の電気自動車の出力制御
装置では、送風機による偏冷却状態ではなく、電池温度
の変化率により電池負荷を判断する。つまり、電池負荷
が大きいと電池温度の変化率がプラス側に大きくなるの
で、この場合には、制限閾温度変更手段により、第１の
閾温度および第２の閾温度を低く設定する。一方、電池
負荷が小さいと電池温度の変化率がプラス側で小さくな
るので、この場合には、第１の閾温度および第２の閾温
度を高く設定する。この請求項４記載の電気自動車の出
力制御装置では、送風機による偏冷却現象を利用する代
わりに電池温度の変化率を用いているので、送風機が故
障などして冷却が行われない場合であっても、電池負荷
を判断することができる。

【００２０】請求項１乃至４記載の電気自動車の出力制
御装置において、電池の種類は特に限定されず、鉛電池
の他、ニッケルカドミウム電池等のニッケル系電池、ナ
トリウム硫黄電池、リチウムイオン電池等のリチウム系
電池などを適用できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１乃至３記載の電気自動車の出力
制御装置によれば、電池負荷を考慮して第１の閾温度お
よび第２の閾温度を変動させるので、単に電池温度が高
くても電池負荷が小さい場合には、不要なモータの出力
制限が行われることがなくなり、乗員に不快な減速感を
与えることがなくなる。また、急激な高速走行を行った
場合など電池負荷が大きい場合には、電池の使用上限温
度に達する前にモータの出力を制限することができ、過
度な温度上昇を抑制することができる。また、電池の温
度変化はきわめて緩慢な変化であることから、モータの
出力制御のために複雑な制御マップ等を作成する必要は
ない。したがって、この請求項１乃至３記載の電気自動
車の出力制御装置の実用化が大いに期待できる。

【００２２】請求項４記載の電気自動車の出力制御装置
によれば、送風機による偏冷却現象を利用する代わりに
電池温度の変化率を用いているので、送風機が故障など
して冷却が行われない場合であっても電池負荷を判断す
ることができる。これにより、不要なモータの出力制限
が行われるのを防止したり、電池温度の過度な上昇を抑
制することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態図１は、本発明の電気自動車の出力制御装置の第１実施
形態を示す構成図であり、バッテリケース１０内に、２
×６列で配列された都合１２個の電池モジュール２が設
けられており、一つの電池モジュール２は、円筒型リチ
ウムイオン２次電池からなる８本のセル電池１から構成
されている。図１には、２×６列の電池モジュール２の
片側１列のみを図示する。

【００２４】このバッテリケース１０は、例えば電気自
動車のホイールベース間のフロアに、図１の左方を車両
前方に向けて搭載されており、バッテリケース１０の前
方には、冷却風を取り入れるための吸気口１１が開設さ
れ、この吸気口１１は図外のダクトを介してモータルー
ムに向かって開口されている。

【００２５】一方、バッテリケース１０の後方には、排
気口１２が開設されており、この排気口１２に、ファン
モータ２２により回転駆動するファン２１を有する送風
機２０が取り付けられている。そして、送風機２０を駆
動すると、モータルームから吸気口１１を介してバッテ
リケース１０内に冷却風が導入され、この冷却風は、電
池モジュール２間の隙間を流れながら排気口１２から排
出される。このように、バッテリケース１０は、電池モ
ジュール２を収納するとともに冷却装置の送風ダクトを
構成している。

【００２６】電池セル１は、全て直列に接続されて組電
池が構成され、当該組電池の両端電圧は例えば３００〜
４００Ｖとなっている。図示はしないが、この組電池に
よる高電圧電源は、インバータなどのモータコントロー
ラ６０を介して電気自動車の推進用モータ７０に接続さ
れており、これにより電気自動車が走行する。

【００２７】また、図１に示すように、組電池の両端電
圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４によって１２Ｖの低電圧
に変換され、補助バッテリ５を充電するとともに、ファ
ンモータ２２の駆動源となる。このＤＣ／ＤＣコンバー
タ４により低電圧となった電源は、補助バッテリ５やフ
ァンモータ２２以外にも、例えばライト、ワイパモー
タ、パワステポンプなどの電装部品に接続され、その駆
動源とされている。なお、図１において「３」は各電池
モジュール２に設けられたセルコントローラであり、各
電池モジュール２における過放電や過充電を防止する。

【００２８】各電池モジュール２には、電池温度を検出
するための電池温センサ３０が設けられており、この電
池温センサ３０を汎用して、その出力信号が送風機コン
トローラ５０および制限閾温度変更手段４０に入力され
るように接続されている。

【００２９】送風機コントローラ５０は、所定のサンプ
リング時間で電池温センサ３０からの信号を取り込み、
この電池温度に基づいて送風機２０の出力デューティ比
をコントロールする。この送風機コントローラは、例え
ばマイクロコンピュータとインバータにより構成してフ
ァンモータ２２の回転数を制御したり、あるいは、マイ
クロコンピュータとリレーにより構成してファンモータ
２２の作動／停止時間比を制御することで具体化するこ
とができる。

【００３０】本実施形態では、各電池温センサ３０から
の各電池モジュール２の電池温度データは、制限閾温度
変更手段４０に送出され、その最大電池温度Ｔ_bmaxと最
小電池温度Ｔ_bminとの差温ＤＴが演算される。この制限
閾温度変更手段４０は、例えばマイクロコンピュータか
らなり、前記最大電池温度Ｔ_bmaxと最小電池温度Ｔ_bm _in
との差温ＤＴを演算する他、この差温ＤＴに基づいて、
モータ７０の出力制限開始温度（第１の閾温度）Ｔ_liと
モータ７０の出力最大制限温度（第２の閾温度）Ｔ
_lfを、図２および図３に示す制御マップを基準にして決
定する。

【００３１】図２は、この制限閾温度変更手段４０にお
ける制御内容を二次元的に示すグラフ、図３は同じく三
次元的に示すグラフである。図３に示すように、電池モ
ジュール２間の温度差ＤＴが０℃から７℃まで変化した
場合、縦軸に示されるモータの出力可能最大パワーは、
１０％〜１００％の範囲で三次元マトリックスにより設
定されている。ここで、モータの出力可能最大パワーを
最小値で１０％としているのは、電気自動車が移動でき
る程度の出力という意味であって、具体的にはその時の
電池の残容量によって変動する。また、図示はしない
が、温度差ＤＴが７℃を超える場合には７℃と同じ制御
となる。

【００３２】制限閾温度変更手段４０においては、例え
ば電池モジュール２間の温度差ＤＴが７℃と大きい場
合、つまり電池負荷が大きい場合には、各電池モジュー
ル２の電池温度の最大値Ｔ_bmaxに対して、モータの出力
可能最大パワーが図２のイに示す曲線になるようモータ
の出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ
_lfが設定される。この場合、図２および図３に示される
ように、モータの出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力
最大制限温度Ｔ_lfとの温度幅を比較的大きく設定し（す
なわち、立ち下がりが滑らかな曲線とし）、比較的低温
度Ｔ_liでモータの出力制限を開始するとともに、ある程
度高温Ｔ_lfになるまでモータの出力制限を最大（１０
％）としないこととしている。

【００３３】これに対して、電池モジュール２間の温度
差ＤＴが殆どなく、０℃である場合、つまり電池負荷が
小さい場合には、各電池モジュール２の電池温度の最大
値Ｔ_bm _axに対して、モータの出力可能最大パワーが図２
のロに示す曲線になるようモータの出力制限開始温度Ｔ
_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lfが設定される。この
場合、図２および図３に示されるように、モータの出力
制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lfとの
温度幅を比較的小さく設定し（すなわち、立ち下がりが
急な曲線とし）、比較的高温度Ｔ_liになるまでモータの
出力制限を開始しないこととしている。電池の緩やかな
温度上昇に対応して、モータの出力制限を早く開始させ
ないためである。

【００３４】次に作用を説明する。本実施形態では、１
２個の電池モジュール２のそれぞれに設けられた電池温
センサ３０により各電池モジュール２における電池温度
を検出し、送風機コントローラ５０および制限閾温度変
更手段４０に送出する。なお、電池温度データの取り込
みは１秒間隔で行われ、１０秒間の平均値を１分の間隔
でサンプリングして制御に使用する。

【００３５】送風機コントローラ５０では、電池温セン
サ３０からの電池温度に基づいて送風機２０の出力デュ
ーティ比をコントロールし、電池負荷が大きい場合には
送風機２０による冷却能力を高める一方で、電池負荷が
小さい場合には冷却能力を抑制する。

【００３６】送風機２０が駆動すると、吸気口１１から
排気口１２に向かって多量の冷却風が流れるが、通気抵
抗等によってその配風は均等にはならず、送風機２０の
出力が大きくなればなるほど、送風機２０近傍の流量が
増加する。したがって、送風機２０近傍に配置された電
池モジュール２の方が相対的に低温になり、送風機２０
から離れた電池モジュール２の温度が相対的に高くな
る。したがって、この場合には電池モジュール２間の温
度差ＤＴが大きくなる。一方、電池負荷が小さく、送風
機２０が停止しているかあるいは僅かに駆動している場
合には、吸気口１１から排気口１２に向かって流れる冷
却風の風量は少量であるため、電池モジュール２の温度
がほぼ均等になり、温度差ＤＴが小さくなる。本実施形
態では、この偏冷却現象を後述する電池負荷の判断に用
いる。

【００３７】前記電池温センサ３０で検出された各電池
モジュール２の電池温度は、制限閾温度変更手段４０に
も送出され、この制限閾温度変更手段４０では、入力さ
れた電池温度のうち最も高い温度をその時間における最
大電池温度Ｔ_bmax、最も低い温度をその時間における最
小電池温度Ｔ_bminとする。そして、その最大電池温度Ｔ
_bmaxと最小電池温度Ｔ_bminとの差温ＤＴが演算される。
さらに、この演算結果である差温ＤＴに基づいて、モー
タの出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度
Ｔ_lfを図２および図３に示す制御マップを基準にして決
定する。

【００３８】また、モータの出力制限開始温度Ｔ_liとモ
ータの出力最大制限温度Ｔ_lfとを選択して制御グラフを
決定すると、制限閾温度変更手段４０は、電池温センサ
３０から入力された電池温度のうち最大電池温度Ｔ_bmax
を基準として、決定された制御グラフにしたがってモー
タ７０の出力制限信号をモータコントローラ６０に送出
する。モータコントローラ６０では、かかる制限閾温度
変更手段４０からの出力制限信号に基づいてモータ７０
の出力を制御する。

【００３９】例えば、低負荷の走行を行っている場合に
は、電池温度の上昇は小さく送風機２０も殆ど駆動しな
い。したがって、電池モジュール２間の温度差ＤＴが０
若しくは０近傍の値になり、図２に示す制御曲線ロが選
択される。これにより、外気温度が高く、電池温度の初
期値も高い場合であっても、モータ７０の出力制限を開
始する温度Ｔ_lihが図２にロで示すように比較的高温と
なっているので、不要なモータ７０の出力制限が回避さ
れる。

【００４０】また、高負荷の走行を行っている場合に
は、電池温度の上昇が大きく送風機２０がフル回転する
ので、電池モジュール２間に温度差が生じ、図２に示す
制御曲線イが選択される。これにより、モータ７０の出
力制限Ｔ_lilおよび最大制限Ｔ _lflが比較的低温で機能
し始めるので、急激な温度上昇に対しても、電池の使用
上限温度Ｔ_lmaxを超えないように制御することができ
る。なお、電池モジュール２の最大温度Ｔ_bmaxがモータ
７０の出力最大制限温度Ｔ_lfの前３℃に達したら、電池
温度のサンプリング時間を１秒毎に切り替え、より精密
な制御を行う。ただし、１秒前に取り込んだ温度データ
までで計算した１０秒間の平均値に最新の取り込みデー
タを加算し、加重平均をとって最大電池温度Ｔ_bmaxとす
る。

【００４１】さらに、中程度の走行を行っている場合に
は、電池モジュール２間の温度差ＤＴに応じて、図３に
示す三次元マトリックスの制御曲線を選択し、同様の制
御を行う。また、全ての場合において、何らかの原因で
電池の使用上限温度に達したら、直ちに電池からの配電
を停止して電池を保護し、その後、モータ７０の出力制
限開始温度Ｔ_li以下に下がったら再び走行可能状態に復
帰させる。ただし、他の機器の故障により停止している
場合には走行可能状態への復帰は行わない。

【００４２】このように、本実施形態の電気自動車の出
力制御装置によれば、電池負荷が大きく送風機２０によ
る冷却能力が不足していても、モータ７０の出力を制限
することにより電池温度の過度の上昇を抑制することが
できる。

【００４３】特に、このとき、電池モジュール２間の温
度差ＤＴで電池負荷を判断し、これによりモータ７０の
出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lf
とを適宜変更した上でモータ７０の出力制限が行われる
ので、出力制限をしなくても良いときにモータ７０の出
力制限が行われて乗員に不快な減速感を与えたりするこ
とがない。また、電池の使用上限温度Ｔ_lmaxに達する前
に、モータの出力を制限することができるので、過度な
温度上昇を抑制することができる。なお、電池の温度変
化はきわめて緩慢な変化であることから、本実施形態の
制御では、モータ７０の出力制御のために複雑な制御マ
ップ等を作成する必要はない。

【００４４】第２実施形態本発明の電気自動車の出力制御装置は、種々に改変する
ことができる。図４は本発明の電気自動車の出力制御装
置の第２実施形態に係る制御内容を三次元的に示すグラ
フであり、装置構成は上述した第１実施形態と同様であ
るが、制限閾温度変更手段４０における制御曲線の決定
方法が相違する。

【００４５】すなわち、本実施形態では、電池負荷を判
断するにあたり、電池モジュール２間の温度差ＤＴに代
えて、電池温度の変化率（上昇率）を採用している。そ
して、制限閾温度変更手段４０で、電池温センサ３０で
検出された電池温度のうちの最大値Ｔ_bmaxと、サンプリ
ング時間τである１分前に取り込まれた最大値Ｔ_bmax-1
との差温が演算され、さらに単位時間当たりの温度変化
率ｋ＝（Ｔ_bmax−Ｔ_bmax _-1）／τが演算される。

【００４６】この演算により求められた温度変化率ｋ
が、０から０．３度／分まで変化した場合における、モ
ータの出力可能最大パワーの制限制御グラフが図４であ
り、同図に示すように、モータの出力可能最大パワー
が、１０％〜１００％の範囲で三次元マトリックスによ
り設定されている。ここで、モータの出力可能最大パワ
ーを最小値で１０％としているのは、電気自動車が移動
できる程度の出力という意味であって、具体的にはその
時の電池の残容量によって変動する。また、図示はしな
いが、温度変化率ｋが０．３度／分を超える場合には、
０．３度／分と同じ制御となる。

【００４７】図４に示す制限制御グラフによれば、例え
ば電池温度の変化率ｋが０．３度／分と大きい場合、つ
まり電池負荷が大きい場合には、各電池モジュール２の
電池温度の最大値Ｔ_bmaxに対して、モータの出力可能最
大パワーが図４のイに示す曲線になるようモータの出力
制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lfが設
定される。この場合、同図に示されるように、モータの
出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lf
との温度幅を比較的大きく設定し（すなわち、立ち下が
りが滑らかな曲線とし）、比較的低温度Ｔ_liでモータの
出力制限を開始するとともに、ある程度高温Ｔ_lfになる
までモータの出力制限を最大（１０％）としないことと
している。

【００４８】これに対して、電池温度の変化が殆どな
く、ｋ＝０である場合、つまり電池負荷が小さい場合に
は、各電池モジュール２の電池温度の最大値Ｔ_bmaxに対
して、モータの出力可能最大パワーが図４のロに示す曲
線になるようモータの出力制限開始温度Ｔ_liとモータの
出力最大制限温度Ｔ_lfが設定される。この場合、同図に
示されるように、モータの出力制限開始温度Ｔ_liとモー
タの出力最大制限温度Ｔ_lfとの温度幅を比較的小さく設
定し（すなわち、立ち下がりが急な曲線とし）、比較的
高温度Ｔ_liになるまでモータの出力制限を開始しないこ
ととしている。電池の緩やかな温度上昇に対応して、モ
ータの出力制限を早く開始させないためである。

【００４９】本実施形態の電気自動車の出力制御装置に
よれば、上述した第１実施形態と同様、電池負荷が大き
く送風機２０による冷却能力が不足していても、モータ
７０の出力を制限することにより電池温度の過度の上昇
を抑制することができる。

【００５０】特に、このとき、電池モジュール２の温度
変化率ｋで電池負荷を判断し、これによりモータ７０の
出力制限開始温度Ｔ_liとモータの出力最大制限温度Ｔ_lf
とを適宜変更した上で、モータ７０の出力制限が行われ
るので、出力制限をしなくても良いときにモータ７０の
出力制限が行われて乗員に不快な減速感を与えたりする
ことがない。また、電池の使用上限温度Ｔ_lmaxに達する
前に、モータの出力を制限することができるので、過度
な温度上昇を抑制することができる。なお、電池の温度
変化はきわめて緩慢な変化であることから、本実施形態
の制御では、モータ７０の出力制御のために複雑な制御
マップ等を作成する必要はない。

【００５１】また、本実施形態の電気自動車の出力制御
装置では、送風機２０による偏冷却現象を利用する代わ
りに、電池温度の変化率ｋを用いているので、送風機２
０が故障などして冷却が行われない場合であっても、電
池負荷を判断することができる。

【００５２】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００５３】例えば、第１実施形態において、電池モジ
ュール２間の温度差ＤＴを電池負荷の判断基準とした
が、電池モジュール２の温度のばらつきを電池負荷の判
断基準とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気自動車の出力制御装置の第１実施
形態を示す構成図である。

【図２】第１実施形態に係る制限閾温度変更手段におけ
る制御内容を二次元的に示すグラフである。

【図３】第１実施形態に係る制限閾温度変更手段におけ
る制御内容を三次元的に示すグラフである。

【図４】本発明の電気自動車の出力制御装置の第２実施
形態における制御内容を三次元的に示すグラフである。

【図５】従来の電気自動車の出力制御装置の制御内容を
示すグラフである。

【図６】従来例の問題点を説明するためのグラフであ
る。

【図７】従来例の問題点を説明するためのグラフであ
る。

【符号の説明】

１…セル電池２…電池モジュール３…セルコントローラ４…ＤＣ／ＤＣコンバータ５…補助バッテリ１０…バッテリケース１１…吸気口１２…排気口２０…送風機２１…ファン２２…ファンモータ３０…電池温センサ４０…制限閾温度変更手段５０…送風機制御手段６０…モータコントローラ７０…モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の推進源となるモータと、前記モー
タの電源となる複数の電池モジュールと、前記複数の電
池モジュールを収納するケースと、前記ケースに冷却風
を送風する送風機と、前記各電池モジュールの電池温度
を検出する複数の電池温センサとを有する電気自動車に
搭載され、前記複数の電池温センサにより検出された各
電池温度に基づいて前記モータの出力を制御する電気自
動車の出力制御装置において、前記モータの出力制限を開始する第１の閾温度と、前記
モータの出力を最小に維持し始める第２の閾温度とを、
前記各電池温度に応じて変動させる制限閾温度変更手段
を有することを特徴とする電気自動車の出力制御装置。
【請求項２】前記制限閾温度変更手段は、前記複数の
電池モジュールの最大電池温度と最小電池温度との差温
に基づいて、前記第１の閾温度と前記第２の閾温度とを
変動させることを特徴とする請求項１記載の電気自動車
の出力制御装置。
【請求項３】前記制限閾温度変更手段は、前記複数の
電池モジュールの電池温度のばらつきに基づいて、前記
第１の閾温度と前記第２の閾温度とを変動させることを
特徴とする請求項１記載の電気自動車の出力制御装置。
【請求項４】前記制限閾温度変更手段は、前記複数の
電池モジュールの電池温度の温度変化率に基づいて、前
記第１の閾温度と前記第２の閾温度とを変動させること
を特徴とする請求項１記載の電気自動車の出力制御装
置。