JP2000217206A - 電気自動車の充電制御装置 - Google Patents

電気自動車の充電制御装置

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JP2000217206A
JP2000217206A JP11013105A JP1310599A JP2000217206A JP 2000217206 A JP2000217206 A JP 2000217206A JP 11013105 A JP11013105 A JP 11013105A JP 1310599 A JP1310599 A JP 1310599A JP 2000217206 A JP2000217206 A JP 2000217206A
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気自動車のエネルギー効率を向上させると
共に二次電池の過充電による破損を防止する。 【解決手段】 深夜電力を用いて電気自動車のバッテリ
を充電する際、充電後の電気自動車による走行にモータ
による大きな電力の回生が予測されるときには、操作者
は回生予測スイッチESをONとする。すると、目標S
OC*に90%が設定され(S106)、バッテリの蓄
電量SOCが90%となったときに充電が停止される
(S112,S114)。この結果、充電後に電気自動
車で長い下り坂を走行した際に、モータにより回生され
る電力をバッテリに充電することができ、電気自動車全
体のエネルギ効率を向上させることができ、回生電力に
よるバッテリの過充電を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の充電
制御装置に関し、詳しくは、二次電池から供給される電
力を用いて電力の回生可能な電動機により駆動する電気
自動車の該二次電池の充電を制御する充電制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気自動車の充電制御装
置としては、深夜電力を用いて二次電池を満充電するも
のが提案されている。電気自動車の通常の使用方法とし
ては、夜間、運転者が就寝しているときに深夜電力を用
いて二次電池を充電して満充電とするものである。これ
は、翌日に電気自動車を十分に運転できるようにするた
めである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、夜間に
二次電池を満充電する充電制御装置では、エネルギー効
率が低下したり、ときには二次電池を破損させるといっ
た問題があった。例えば、二次電池を満充電した後に車
両が長い下り坂を走行するときには、電動機による回生
ブレーキを用いても回生された電力を二次電池に蓄える
ことができず、他の機器で無理に電力を消費するか、機
械ブレーキにより熱として発散させるしか方法がなく、
エネルギーを有効に利用できない。電動機による回生電
力で無理に二次電池を充電しようとすれば、二次電池を
破損させてしまう場合も生じる。
【0004】本発明の電気自動車の充電制御装置は、電
気自動車のエネルギー効率を向上させると共に二次電池
の過充電による破損を防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段
を採った。
【0006】本発明の電気自動車の充電制御装置は、二
次電池から供給される電力を用いて電力の回生可能な電
動機により駆動する電気自動車の該二次電池の充電を制
御する充電制御装置であって、外部電源を用いて前記二
次電池を充電する充電手段と、前記二次電池の蓄電量を
検出する蓄電検出手段と、前記電気自動車が前記電動機
により比較的大きな電力の回生が行なわれる状態にある
と操作者が判断したときに該操作者により操作される回
生予測スイッチと、該回生予測スイッチが操作されたと
き、前記蓄電検出手段により検出される蓄電量が100
%より小さい所定値になるよう前記充電手段による前記
二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備えること
を要旨とする。
【0007】本発明の電気自動車の充電制御装置では、
電気自動車が電動機により比較的大きな電力の回生が行
なわれる状態にあると操作者が判断したときに操作者に
より回生予測スイッチが操作されたときに、充電制御装
置が、蓄電検出手段により検出される二次電池の蓄電量
が100%より小さい所定値になるよう外部電源を用い
て二次電池を充電する充電手段によるこの二次電池の充
電を制御する。
【0008】この本発明の電気自動車の充電制御装置に
よれば、操作者により回生予測スイッチが操作されたと
きには二次電池は満充電とされないから、電動機による
回生電力を二次電池に蓄えることができる。この結果、
車両が下り坂を走行するときでも回生電力を他の機器で
無理に消費したり車両の位置エネルギーを機械ブレーキ
によって熱として発散させたりしてエネルギーを無駄に
消費することを防止することができると共に、二次電池
の過充電による破損を防止することができる。
【0009】こうした本発明の充電制御装置において、
前記回生予測スイッチは複数の状態を選択可能なスイッ
チであり、前記充電制御手段は、前記回生予測スイッチ
の選択に基づいて前記所定値を設定する所定値設定手段
を備え、該設定された所定値を用いて前記二次電池を充
電する手段であるものとすることもできる。こうすれ
ば、予測される電動機による回生電力に応じて回生予測
スイッチを選択することにより、これに応じた蓄電量に
二次電池を充電することができる。この結果、電気自動
車全体のエネルギー効率を更に高くすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
充電制御装置40を組み込んだ電気自動車20の構成の
概略を示す構成図である。図示するように、実施例の電
気自動車20は、大きくは、駆動軸30に動力を出力す
るモータ22と、インバータ回路28を介してモータ2
2に電力を供給するバッテリ26と、バッテリ26から
供給される電力で駆動する補機(例えば、エアコンディ
ショナーなど)と、外部電源を用いてバッテリ26を充
電する充電制御装置40とを備える。駆動軸30はディ
ファレンシャルギヤ32を介して駆動輪34,36に接
続されているから、モータ22から出力された動力は駆
動輪34,36に出力されることになる。
【0011】モータ22は、同期電動発電機として構成
されており、その運転は、モータ用電子制御ユニット
(以下、MGECUという)24により制御されてい
る。MGECU24によるモータ22の運転制御は、バ
ッテリ26に接続されたインバータ回路28の各トラン
ジスタのON時間の割合を順次制御してモータ22の図
示しないステータの三相コイルの各コイルに流れる電流
を制御することによって行なわれる。また、MGECU
24は、電気自動車20の制動時にはモータ22を発電
機として制御し、回生電力を用いてバッテリ26の充電
が行なえるようになっている。
【0012】充電制御装置40は、バッテリ26の出力
端子に接続された充電器42と、バッテリ26の充電開
始を操作する充電スタートスイッチ62と、充電後の電
気自動車20による走行にモータ22による大きな電力
の回生が予測されているときに操作される回生予測スイ
ッチ64と、充電器42によるバッテリ26の充電を制
御する充電電子制御ユニット50とを備える。
【0013】充電器42は、外部電源と接続するプラグ
46と、内部に外部電源とバッテリ26とを遮断する遮
断器44と、充電電流および充電電圧を計測する図示し
ない電流計および電圧計と、充電電流や充電電圧を調整
可能な図示しない電流電圧調整回路とを備えており、充
電電子制御ユニット50により遮断器44の動作や充電
電流,充電電圧が制御されている。
【0014】充電電子制御ユニット50は、CPU52
を中心として構成されたワンチップマイクロプロセッサ
として構成されており、CPU52により実行される処
理プログラムを記憶したROM54と、一時的にデータ
を記憶するRAM56と、入出力ポート(図示せず)
と、MGECU24と通信を行なうシリアル通信ポート
(図示せず)とを備える。この充電電子制御ユニット5
0には、バッテリ26に取り付けられた蓄電量検出器6
0により検出されるバッテリ26の蓄電量SOCや充電
器42の図示しない電流計や電圧計により検出される充
電電流Iや充電電圧V,充電スタートスイッチ62から
のスタートスイッチST,回生予測スイッチ64からの
回生予測スイッチESなどが入力ポートを介して入力さ
れている。また、充電電子制御ユニット50からは充電
器42の遮断器44や図示しない電流電圧調整回路への
制御信号CSなどが出力されている。なお、蓄電量検出
器60としては、バッテリ26の充放電電流を積算する
ことにより蓄電量SOCを演算するものやバッテリ26
の電解液の比重を検出してこれから求めるもの,バッテ
リ26の端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し内
部抵抗を測定することにより求めるものなどが知られて
いる。
【0015】こうして構成された充電制御装置40によ
るバッテリ26の充電は、図2に例示する充電制御ルー
チンにより行なわれる。このルーチンは、プラグ46が
外部電源に接続された状態で充電スタートスイッチ62
がONされたときに実行される。
【0016】充電制御ルーチンが実行されると、CPU
52は、まず操作者により操作される回生予測スイッチ
64の値としての回生予測スイッチESを読み込む処理
を実行し(ステップS100)、回生予測スイッチES
がONかOFFかを調べる(ステップS102)。回生
予測スイッチESがOFFのときには、充電後の電気自
動車20による走行にモータ22による大きな電力の回
生が予測されていないと判断して、バッテリ26を満充
電するために目標SOC*に100%を設定し(ステッ
プS104)、回生予測スイッチESがONのときに
は、充電後の電気自動車20による走行にモータ22に
よる大きな電力の回生が予測されていると判断して目標
SOC*に90%を設定する(ステップS106)。そ
して、バッテリ26の充電を開始する。バッテリ26の
充電は、具体的には、充電電子制御ユニット50から充
電器42の図示しない電流電圧調整回路に制御信号を送
って充電電流Iと充電電圧Vとを調整することにより行
なわれる。
【0017】次に、CPU52は、蓄電量検出器60に
より検出されるバッテリ26の蓄電量SOCを読み込み
(ステップS110)、読み込んだ蓄電量SOCを目標
SOC*と比較する(ステップS112)。蓄電量SO
Cが目標SOC*より小さいときには充電が完了してい
ないと判断してステップS110の蓄電量SOCを読み
込む処理に戻り、蓄電量SOCが目標SOC*以上のと
きには、充電が終了したと判断して充電終了処理を実行
する(ステップS114)。充電終了処理は、具体的に
は、充電電子制御ユニット50から充電器42に制御信
号を出力して遮断器44によりバッテリ26と外部電源
とを遮断することにより行なわれる。
【0018】以上説明した実施例の充電制御装置40に
よれば、充電後の電気自動車20による走行にモータ2
2による大きな電力の回生が予測されているときには、
操作者が回生予測スイッチ64を操作することにより目
標SOC*に満充電より小さな値である90%が設定さ
れてバッテリ26が充電されるから、充電後に電気自動
車20で長い下り坂を走行しても、その際にモータ22
により回生される電力をバッテリ26に充電することが
できる。この結果、電気自動車20全体のエネルギー効
率を向上させることができると共にバッテリ26の過充
電による破損を防止することができる。
【0019】実施例の充電制御装置40では、回生予測
スイッチ64はONかOFFしかなかったが、複数の設
定が可能なものとし、回生予測スイッチESの値に応じ
て目標SOC*を設定して充電するものとしてもよい。
例えば、回生予測スイッチ64がモータ22による大き
な電力の回生が予測されるときと、それほど大きくはな
いがある程度のモータ22による電力の回生が予測され
るときと、モータ22による電力の回生が予測されない
ときの3つのポジションを持ったときには、図3に例示
する充電制御ルーチンを実行すればよい。このルーチン
では、回生予測スイッチESが値0のときにはモータ2
2による電力の回生が予測されないと判断して目標SO
C*に100%を設定し(ステップS204)、回生予
測スイッチESが値1のときにはそれほど大きくはない
がある程度のモータ22による電力の回生が予測される
と判断して目標SOC*に90%を設定し(ステップS
90)、回生予測スイッチESが値2のときにはモータ
22による大きな電力の回生が予測されると判断して目
標SOC*に80%を設定する(ステップS207)。
そして設定したバッテリ26の蓄電量SOCが目標SO
C*となるまでバッテリ26の充電が行なわれる(ステ
ップS208〜S214)。このステップS208〜S
214の処理は、図2の制御ルーチンのステップS10
8〜S114と同一なのでその説明は省略する。こうし
た変形例の充電制御ルーチンを実行する装置によれば、
電気自動車20全体のエネルギ効率をより向上させるこ
とができる。なお、変形例では回生予測スイッチESを
値0,1,2の3つとしたが4以上として細かく目標S
OC*を設定するものとしてもよい。
【0020】実施例の充電制御装置40では、充電完了
処理として遮断器44によりバッテリ26と外部電源と
を遮断したが、充電器42の電流電圧調整回路により充
電電流を値0とすることによりバッテリ26の充電を停
止するものとしても差し支えない。
【0021】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である充電制御装置40を
組み込んだ電気自動車20の構成の概略を示す構成図で
ある。
【図2】 実施例の充電電子制御ユニット50のCPU
52により実行される充電制御ルーチンの一例を示すフ
ローチャートである。
【図3】 変形例の充電制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
20 電気自動車、22 モータ、24 MGECU、
26 バッテリ、28インバータ回路、30 駆動軸、
32 ディファレンシャルギヤ、34,36駆動輪、4
0 充電制御装置、42 充電器、44 遮断器、46
プラグ、50 充電電子制御ユニット、52 CP
U、54 ROM、56 RAM、60 蓄電量検出
器、62 充電スタートスイッチ、64 回生予測スイ
ッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G003 AA01 AA07 BA01 CA05 DA07 DA15 FA06 GB06 GC05 5H030 AA03 AA08 AS08 BB01 FF41 5H115 PA08 PA11 PC06 PG04 PI16 PI29 PI30 PO01 PO02 PO06 PO07 PO09 PO11 PO14 PO17 PU10 PV09 PV23 QA01 QE10 QN03 TI01 TI04 TI10 TO12 TO13

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池から供給される電力を用いて電
    力の回生可能な電動機により駆動する電気自動車の該二
    次電池の充電を制御する充電制御装置であって、 外部電源を用いて前記二次電池を充電する充電手段と、 前記二次電池の蓄電量を検出する蓄電検出手段と、 前記電気自動車が前記電動機により比較的大きな電力の
    回生が行なわれる状態にあると操作者が判断したときに
    該操作者により操作される回生予測スイッチと、 該回生予測スイッチが操作されたとき、前記蓄電検出手
    段により検出される蓄電量が100%より小さい所定値
    になるよう前記充電手段による前記二次電池の充電を制
    御する充電制御手段とを備える充電制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の充電制御装置であって、 前記回生予測スイッチは、複数の状態を選択可能なスイ
    ッチであり、 前記充電制御手段は、前記回生予測スイッチの選択に基
    づいて前記所定値を設定する所定値設定手段を備え、該
    設定された所定値を用いて前記二次電池を充電する手段
    である充電制御装置。
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