JP2001037097A - 電気自動車用バッテリパック充電装置及び方法 - Google Patents
電気自動車用バッテリパック充電装置及び方法Info
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Abstract
階の転換によって各モジュール状態を実時間でモニタリ
ングし、安全性を向上させる電気自動車用バッテリパッ
ク充電装置及び方法を提供する。 【解決手段】 電源の供給を受けて充電を行い、放電を
行って電源を供給するためのバッテリパックと;前記バ
ッテリパックを定電力充電した後、前記バッテリパック
の電圧が第1電圧以上であれば定電流充電を行い、その
後、前記バッテリパックの電圧ピーク値が第2電圧以上
になるたびに順次に電流を小さくしながら定電流充電を
行い、前記バッテリパックの電圧が第3電圧以上であれ
ば第4電圧で定電圧充電を行った後、第5電圧以上であ
れば充電を終了するように制御するバッテリ充電制御部
と;前記バッテリ充電制御部の制御によって外部電源の
供給を受けて前記バッテリを充電するバッテリ充電部と
から構成する。
Description
より詳しくは、電気自動車のバッテリパックを充電する
装置及び方法に関する。
は異なりモジュール化されているバッテリの限定された
エネルギーを利用して走行するものであって、バッテリ
の限定されたエネルギーが消耗されると外部電源によっ
てバッテリを充電しなければならない。
いて説明する。
テリ電圧の波形図である。図1に示すように、定電力
(CP)、定電圧(CV1)、定電圧(CV2)の3段
階で充電を行った。
に定電力を利用して充電を行った後、バッテリパックの
電圧が14.7*モジュール個数に到達すると、2段階
に切り換えられる。この時、所要時間は約2時間程度で
ある。
この時の所要時間は1段階の2.5倍、即ち5時間程度
である。
後、3段階でも15.8Vの定電圧充電を行い、この時
の時間は1段階の半分程度の時間、即ち1時間程度であ
り、1時間を超えることはできないようになっている。
2段階及び3段階で激しい不均衡によってモジュールを
モニタリングすることができない。これはバッテリモジ
ュールの互いに異なるガッシング(gassing)特性に起
因する。
で時間によって制御を行うため充電中の任意のモジュー
ルのフェイル(fail)時に拡散の恐れがある。
の充電状態(SOC:state of charge)が80%以上
では、互いに異なるガッシング特性によって入力電流に
応じて充電電圧特性が互いに相異する。このような現象
がバッテリ管理システム(BMS:battery management
system)では、バッテリの不均衡及びフェイル現象と
同一に検知されるので、バッテリパックの充電制御及び
残存容量計算の際に問題になる。
のであって、その目的は、充電電流対充電電圧の関係を
用いた各充電段階の転換によって、各モジュール状態を
実時間でモニタリングして安全性を向上させる電気自動
車用バッテリパック充電装置及び方法を提供することに
ある。
に、本発明は、電源の供給を受けて充電を行い、放電を
行って電源を供給するためのバッテリパックと;前記バ
ッテリパックを定電力充電した後、前記バッテリパック
の電圧が第1電圧以上であれば定電流充電を行い、その
後、前記バッテリパックの電圧ピーク値が第2電圧以上
になるたびに順次に電流を小さくしながら定電流充電を
行い、前記バッテリパックの電圧が第3電圧以上であれ
ば第4電圧で定電圧充電を行った後、第5電圧以上であ
れば充電を終了するように制御するバッテリ充電制御部
と;前記バッテリ充電制御部の制御によって外部電源の
供給を受けて前記バッテリを充電するバッテリ充電部
と;を含む電気自動車用バッテリパック充電装置を提供
する。
充電しながら前記バッテリパックの電圧が第1電圧以上
であるかどうかを判断する第1段階と;前記バッテリパ
ックの電圧が第1電圧以上であれば定電流充電を行うと
共にバッテリパックの電圧ピーク値が第2電圧以上にな
るたびに順次に電流を小さくしながら定電流充電を行う
第2段階と;前記バッテリパックの電圧が第3電圧以上
であれば第4電圧で定電圧充電を行った後、充電電圧が
第5電圧以上であれば充電を終了する第3段階と;を含
む電気自動車用バッテリパック充電方法を提供する。
による好ましい実施例を説明する。
バッテリパック充電装置の構成図である。図2に示され
ているように、電気自動車用バッテリパック充電装置は
バッテリ充電制御部10と充電部20とバッテリパック
30とからなる。
30の状態を把握して、それに従ってバッテリバック3
0の充電のための制御信号を出力する。バッテリ充電部
20は、外部から印加される電源を直流電源に変換して
スイッチSがオンになる時にバッテリパック30充電の
ための電気的信号を出力する。
例による電気自動車用バッテリパックの充電装置の動作
を図2ないし図4に基づいて詳しく説明する。
バッテリパック充電方法の流れ図であり、図4は本発明
の実施例による電気自動車用バッテリパックの充電試験
結果を示した波形図である。
電モードになると、使用者はバッテリパック30を充電
するためにプラグを交流電源に連結してスイッチSをオ
ンにする。
リパック30の初期充電状態(SOCinitial)を検知
し(S20)、バッテリパック30を充電するようにバ
ッテリ充電部20を制御する。
ッテリ充電部20内の整流器21を通して直流に変換さ
れ、直流に変換された5.4kwの電力を利用してバッ
テリパック30を充電する(S10)。これと同時に、
バッテリ充電制御部10はバッテリパック30の充電電
圧を検知する(S20)。
14.7V*モジュール個数であったり、バッテリパッ
ク30内のモジュールのうちの任意のモジュールの最大
電圧が15.0Vであれば、バッテリ充電制御部10
は、バッテリ充電部20を制御して11Aで定電流充電
を行う(S30)。この時の充電波形は図4に示されて
いる通りである。
びバッテリパック30の充電電圧が14.7V*モジュ
ール個数であったり、バッテリパック30内のモジュー
ルのうちの任意のモジュールの最大電圧が15.0V以
上であれば(S40)、バッテリ充電制御部10は、バ
ッテリ充電部20を制御して7.6Aでバッテリパック
30を定電流充電する(S50)。
ク30の充電電圧が14.7V*モジュール個数であっ
たり、バッテリパック30内のモジュールのうちの任意
のモジュールの最大電圧が15.1V以上であれば(S
60)、バッテリ充電制御部10はバッテリ充電部20
を制御して3.8Aでバッテリパック30を定電流充電
する(S70)。
びバッテリパック30の充電電圧が14.7V*モジュ
ール個数であったり、バッテリパック30内のモジュー
ルのうちの任意のモジュールの最大電圧が15.1V以
上であれば(S80)、バッテリ充電制御部10はバッ
テリ充電部20を制御して2Aでバッテリパック30を
定電流充電する(S90)。
0の充電電圧が15.8V*モジュール個数であったり
バッテリパック30内のモジュールのうちの任意のモジ
ュールの最大電圧が16.1V以上であれば(S10
0)、バッテリ充電制御部10はバッテリ充電部20を
制御して15.8V*モジュール個数の電圧でバッテリ
パック30を定電圧充電する(S110)。
流が0.2A以下であったり、バッテリパック30内の
モジュールのうちの任意のモジュールの最大電圧が1
6.3V以上であれば(S120)、充電を完全に終了
する(S110)。この時、定電圧充電時間は1時間以
上でなければならない。
酸バッテリの充電状態が80%以上では互いに異なるガ
ッシング特性による充電電圧特性の差異を最少化するた
めにマルチ定電流充電を行い、その後は入力電流が少な
いため出力電圧差が大きくないので定電圧充電を行うこ
とによりバッテリパックが誤作動するのを防止し、安全
正を向上させ得る。
圧波形図である。
ック充電装置の構成図である。
ック充電方法の流れ図である。
ックの充電試験結果を示した波形図である。
9)
Claims (9)
- 【請求項1】 電源の供給を受けて充電を行い、放電を
行って電源を供給するためのバッテリパックと、 前記バッテリパックを定電力充電した後、前記バッテリ
パックの電圧が第1電圧以上であれば定電流充電を行
い、その後、前記バッテリパックの電圧ピーク値が第2
電圧以上になる度に順次に電流を小さくしながら定電流
充電を行い、前記バッテリパックの電圧が第3電圧以上
であれば第4電圧で定電圧充電を行った後、第5電圧以
上であれば充電を終了するように制御するバッテリ充電
制御部と、 前記バッテリ充電制御部の制御によって外部電源の供給
を受けて前記バッテリを充電するバッテリ充電部と、 を含む電気自動車用バッテリパック充電装置。 - 【請求項2】 前記バッテリ充電制御部は、定電流充電
をする時、前記第1電流でバッテリパックを定電流充電
した後、第2電圧以上であれば第2電流で充電を行い、
再び前記第2電圧以上であれば第3電流で充電を行い、
また前記第3電圧以上であれば第4電流で充電を行うこ
とを特徴とする請求項1に記載の電気自動車用バッテリ
パック充電装置。 - 【請求項3】 バッテリパックを定電力充電しながら前
記バッテリパックの電圧が第1電圧以上であるかどうか
を判断する第1段階と、 前記バッテリパックの電圧が第1電圧以上であれば定電
流充電を行うと共にバッテリパックの電圧ピーク値が第
2電圧以上になるたびに順次に電流を小さくしながら定
電流充電を行う第2段階と、 前記バッテリパックの電圧が第3電圧以上であれば第4
電圧で定電圧充電を行った後、充電電圧が第5電圧以上
であれば充電を終了する第3段階と、 を含む電気自動車用バッテリパック充電方法。 - 【請求項4】 前記第2段階は、前記バッテリパックを
第1電流で定電流充電した後、第2電圧以上であれば第
2電流で充電を行い、再び前記第2電圧以上であれば第
3電流で充電を行い、また前記第3電圧以上であれば第
4電流で充電を行う段階であることを特徴とする請求項
3に記載の電気自動車用バッテリパック充電方法。 - 【請求項5】 前記第1、第2、第3、第4電流は11
A、7.6A、3.8A、2Aであることを特徴とする
請求項4に記載の電気自動車用バッテリパック充電方
法。 - 【請求項6】 前記第2段階は、前記バッテリパックを
第1電流で定電流充電した後、バッテリパックのモジュ
ールのうちのいずれか1つの最大電圧が15.1V以上
であれば第2電流で充電を行い、再び15.1V以上で
あれば第3電流で充電を行い、また15.1V以上であ
れば第4電流で充電を行う段階であることを特徴とする
請求項3に記載の電気自動車用バッテリパック充電方
法。 - 【請求項7】 前記第2段階は、前記バッテリパックを
第4電流で定電流充電しながら、前記バッテリパックの
モジュールのうちのいずれか1つの電圧でも15.0V
以上であれば前記第3段階に移ることを特徴とする請求
項6に記載の電気自動車用バッテリパック充電方法。 - 【請求項8】 前記第1段階は、前記バッテリパックを
定電力充電しながら、前記バッテリパックのモジュール
のうちのいずれか1つの電圧でも15.0V以上であれ
ば前記第2段階に移ることを特徴とする請求項3に記載
の電気自動車用バッテリパック充電方法。 - 【請求項9】 前記第3段階は、第4電圧で定電圧充電
を行った後、前記バッテリパックのモジュールのうちの
いずれか1つの電圧でも16.3V以上であれば充電を
終了することを特徴とする請求項4に記載の電気自動車
用バッテリパック充電方法。
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