JP2002223501A - 充電制御装置 - Google Patents
充電制御装置Info
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- battery
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の回生電力の制御装置では、二次電池の
電圧が充電電圧の上限値になったときに、充電電流を単
に制限またはカットしているため、回生電力が十分には
回収されていない。 【解決手段】 本発明の充電制御装置は、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二次電池の充電を制御する充電制
御装置であって、電動機からの所定の回生電力を用い
て、二次電池の電圧が上限値に達するまで二次電池を充
電する第１の充電手段と、電動機の電圧が上限値に達し
た後に、二次電池の電圧が上限値近傍に保たれるよう
に、回生電力の値を制御する第２の充電手段とを備え
る。
電圧が充電電圧の上限値になったときに、充電電流を単
に制限またはカットしているため、回生電力が十分には
回収されていない。 【解決手段】 本発明の充電制御装置は、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二次電池の充電を制御する充電制
御装置であって、電動機からの所定の回生電力を用い
て、二次電池の電圧が上限値に達するまで二次電池を充
電する第１の充電手段と、電動機の電圧が上限値に達し
た後に、二次電池の電圧が上限値近傍に保たれるよう
に、回生電力の値を制御する第２の充電手段とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電制御装置に関
する。特に本発明は、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
の二次電池の充電を制御する充電制御装置に関する。
する。特に本発明は、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、電気自動車では、電動機による回
生ブレーキにより回生された電力を用いて、電動機を駆
動するために使用される二次電池を充電することが行わ
れている。過充電を避けなければならない二次電池を使
用する場合には、二次電池に過充電させないように、回
生電力による充電を制御する必要がある。
生ブレーキにより回生された電力を用いて、電動機を駆
動するために使用される二次電池を充電することが行わ
れている。過充電を避けなければならない二次電池を使
用する場合には、二次電池に過充電させないように、回
生電力による充電を制御する必要がある。
【０００３】たとえば、特開２０００−１４０３０号公
報は、二次電池の電圧が充電電圧の上限値になると、充
電（回生）電流をバイパスさせることにより過充電を防
止する技術を開示する。
報は、二次電池の電圧が充電電圧の上限値になると、充
電（回生）電流をバイパスさせることにより過充電を防
止する技術を開示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の回生電
力の制御装置では、二次電池の電圧が充電電圧の上限値
になったときに、充電電流を単に制限またはカットして
いるため、回生電力が十分には回収されていない。
力の制御装置では、二次電池の電圧が充電電圧の上限値
になったときに、充電電流を単に制限またはカットして
いるため、回生電力が十分には回収されていない。
【０００５】そこで、本発明の充電制御装置は、回生電
力をより効果的に二次電池の充電に用いることにより、
電気自動車のエネルギ効率向上に寄与することを目的と
する。
力をより効果的に二次電池の充電に用いることにより、
電気自動車のエネルギ効率向上に寄与することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
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二次電池の充電を制
御する充電制御装置であって、電動機からの所定の回生
電力を用いて、二次電池の電圧が上限値に達するまで二
次電池を充電する第１の充電手段と、二次電池の電圧が
上限値に達した後に、二次電池の電圧が上限値近傍に保
たれるように、回生電力の値を制御する第２の充電手段
とを備える。
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二次電池の充電を制
御する充電制御装置であって、電動機からの所定の回生
電力を用いて、二次電池の電圧が上限値に達するまで二
次電池を充電する第１の充電手段と、二次電池の電圧が
上限値に達した後に、二次電池の電圧が上限値近傍に保
たれるように、回生電力の値を制御する第２の充電手段
とを備える。
【０００７】また、本発明の第２の形態は、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二次電池の充電を制御する充電
制御装置であって、電動機からの所定の回生電力を用い
て、二次電池の電圧が上限値に達するまで二次電池を充
電する第１の充電手段と、二次電池の電圧が上限値に達
した後に、回生電力の値を、所定の減少率で減少させる
第２の充電手段とを備える。
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二次電池の充電を制御する充電
制御装置であって、電動機からの所定の回生電力を用い
て、二次電池の電圧が上限値に達するまで二次電池を充
電する第１の充電手段と、二次電池の電圧が上限値に達
した後に、回生電力の値を、所定の減少率で減少させる
第２の充電手段とを備える。
【０００８】本発明の充電制御装置によれば、二次電池
の電圧が充電電圧の上限値に達した後に、所定の時間、
二次電池の電圧を上限値に保つことにより、回生電力を
より無駄なく回収できる。また、本発明は、回生電力を
電力値で制御しているため、単なる電流制御にくらべて
より精度良く制御することができる。
の電圧が充電電圧の上限値に達した後に、所定の時間、
二次電池の電圧を上限値に保つことにより、回生電力を
より無駄なく回収できる。また、本発明は、回生電力を
電力値で制御しているため、単なる電流制御にくらべて
より精度良く制御することができる。
【０００９】
【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。
例を用いて説明する。
【００１０】［実施形態１］図１は、本発明の実施形態
１にかかる充電制御装置４０を組み込んだ電気自動車２
０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２２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（たとえば、
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ア３２を介して駆動輪３
４，３６に接続されているので、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。
１にかかる充電制御装置４０を組み込んだ電気自動車２
０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２２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（たとえば、
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ア３２を介して駆動輪３
４，３６に接続されているので、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。
【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われる。また、ＭＧＥＣＵ２４
は、電気自動車２０の制動時には、インバータ回路２８
の各トランジスタのスイッチングを制御して、モータ２
２を発電機として制御し、回生電力を用いてバッテリ２
６の充電が行えるようになっている。
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われる。また、ＭＧＥＣＵ２４
は、電気自動車２０の制動時には、インバータ回路２８
の各トランジスタのスイッチングを制御して、モータ２
２を発電機として制御し、回生電力を用いてバッテリ２
６の充電が行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。
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、充電電力を調整可能な図示
しない電力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の動作や充電電力が制御され
ている。
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、充電電力を調整可能な図示
しない電力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の動作や充電電力が制御され
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に取り付けられたバッテリ電圧計
６０により検出されるバッテリ２６のバッテリ電圧や、
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や図示しない電力調整回路
への制御信号ＣＳなどが出力されている。
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に取り付けられたバッテリ電圧計
６０により検出されるバッテリ２６のバッテリ電圧や、
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や図示しない電力調整回路
への制御信号ＣＳなどが出力されている。
【００１５】なお、バッテリ２６には、図示しない蓄電
量検出器が取り付けられていてもよい。この場合、蓄電
量検出器によって検出されるバッテリ２６の蓄電量ＳＯ
Ｃも、充電電子制御ユニット５０に入力される。
量検出器が取り付けられていてもよい。この場合、蓄電
量検出器によって検出されるバッテリ２６の蓄電量ＳＯ
Ｃも、充電電子制御ユニット５０に入力される。
【００１６】こうして構成されたバッテリ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がＯＮされたときに実行され
る。
は、図２に例示する充電制御ルーチンにより行われる。
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がＯＮされたときに実行され
る。
【００１７】まず、ＣＰＵ５２は、スタートスイッチＳ
Ｔを受けると、所定値の回生電力を用いて二次電池を充
電させる処理の実行を開始する（Ｓ１００）。回生電力
ついての所定値は、従来であれば、二次電池に過充電を
起こさせないような値に制限されていた。しかし、本実
施形態の回生電力ついての所定値は、従来の所定値より
高く設定されることができる。なお、ここでの充電を、
第１の充電とよぶ。
Ｔを受けると、所定値の回生電力を用いて二次電池を充
電させる処理の実行を開始する（Ｓ１００）。回生電力
ついての所定値は、従来であれば、二次電池に過充電を
起こさせないような値に制限されていた。しかし、本実
施形態の回生電力ついての所定値は、従来の所定値より
高く設定されることができる。なお、ここでの充電を、
第１の充電とよぶ。
【００１８】上記充電が行われるのと並行して、バッテ
リ２６のバッテリ電圧がバッテリ電圧計６０により逐次
検出され、検出されたバッテリ電圧は、充電電子制御ユ
ニット５０に入力される。入力されたバッテリ電圧につ
いて、予め決められた上限値に達したか否かが判断され
る（Ｓ２００）。入力されたバッテリ電圧が、上限値に
満たない場合には、上記充電が続行される。入力された
バッテリ電圧が、上限値に達した場合には、上記充電が
中止され、以下に説明する第２の充電に移行する。
リ２６のバッテリ電圧がバッテリ電圧計６０により逐次
検出され、検出されたバッテリ電圧は、充電電子制御ユ
ニット５０に入力される。入力されたバッテリ電圧につ
いて、予め決められた上限値に達したか否かが判断され
る（Ｓ２００）。入力されたバッテリ電圧が、上限値に
満たない場合には、上記充電が続行される。入力された
バッテリ電圧が、上限値に達した場合には、上記充電が
中止され、以下に説明する第２の充電に移行する。
【００１９】第２の充電では、逐次検出され、充電電子
制御ユニット５０に入力されたバッテリ電圧の値に基づ
いて、バッテリ電圧が上限値近傍で一定になるように、
回生電力が制御される（Ｓ３００）。回生電力は、徐々
に減少していき、最終的にはゼロになる。このように、
バッテリ電圧が上限値に達した後に、バッテリ電圧の定
電圧制御を行うことにより、回生電力をより効率的に回
収することが可能になる。
制御ユニット５０に入力されたバッテリ電圧の値に基づ
いて、バッテリ電圧が上限値近傍で一定になるように、
回生電力が制御される（Ｓ３００）。回生電力は、徐々
に減少していき、最終的にはゼロになる。このように、
バッテリ電圧が上限値に達した後に、バッテリ電圧の定
電圧制御を行うことにより、回生電力をより効率的に回
収することが可能になる。
【００２０】図３は、実施形態１の充電制御ルーチンが
処理されたときの、回生電力とバッテリ電圧の対応関係
を示す図である。図３において、実線が本実施形態のケ
ースである。本実施形態との比較のために、従来例のケ
ースを点線で示した。この従来のケースでは、所定の回
生電力によってバッテリが充電され、バッテリ電圧が上
限値に達すると回生電力をカットされる。従来のケース
と比較して、本実施形態の方では、第１の充電における
回生電力が従来のケースより高く設定されているため、
より早くバッテリ電圧が上限値に達することがわかる。
また、本実施形態では、バッテリ電圧が上限値に達した
後、第２の充電において低電圧制御が行われるため、回
生電力がより効率的に回収されていることがわかる。
処理されたときの、回生電力とバッテリ電圧の対応関係
を示す図である。図３において、実線が本実施形態のケ
ースである。本実施形態との比較のために、従来例のケ
ースを点線で示した。この従来のケースでは、所定の回
生電力によってバッテリが充電され、バッテリ電圧が上
限値に達すると回生電力をカットされる。従来のケース
と比較して、本実施形態の方では、第１の充電における
回生電力が従来のケースより高く設定されているため、
より早くバッテリ電圧が上限値に達することがわかる。
また、本実施形態では、バッテリ電圧が上限値に達した
後、第２の充電において低電圧制御が行われるため、回
生電力がより効率的に回収されていることがわかる。
【００２１】［実施形態２］本実施形態の構成は、上述
した実施形態１の構成と同様であり、説明は省略する。
本実施形態の充電制御と実施形態１の充電制御とは、実
施形態１において第１の充電をバッテリ電圧が上限値に
達するまで行うところまでは共通である。バッテリ電圧
が上限値に達したのちに、本実施形態では、予め定めら
れた減少率で回収電力を減少させる。減少率は、バッテ
リが過充電を起こさない範囲内で、バッテリ電圧が上限
値近傍に保たれるように設定されていることが好まし
い。このように、予め設定された減少率で回生電力を減
少させることにより、定電圧制御を行わずに済むので、
充電制御を簡便にすることができる。
した実施形態１の構成と同様であり、説明は省略する。
本実施形態の充電制御と実施形態１の充電制御とは、実
施形態１において第１の充電をバッテリ電圧が上限値に
達するまで行うところまでは共通である。バッテリ電圧
が上限値に達したのちに、本実施形態では、予め定めら
れた減少率で回収電力を減少させる。減少率は、バッテ
リが過充電を起こさない範囲内で、バッテリ電圧が上限
値近傍に保たれるように設定されていることが好まし
い。このように、予め設定された減少率で回生電力を減
少させることにより、定電圧制御を行わずに済むので、
充電制御を簡便にすることができる。
【００２２】なお、上述の例では、電気自動車について
述べたが、エンジンを搭載し、エンジンの出力でバッテ
リを充電するハイブリッド車においては、通常ハイブリ
ッド車はバッテリ電圧上限（≒バッテリの充電状態（Ｓ
ＯＣ）１００％）まで充電しないので、特殊な条件下で
バッテリを電圧上限まで使う要求がある場合に、本発明
を同様に適用することができる。
述べたが、エンジンを搭載し、エンジンの出力でバッテ
リを充電するハイブリッド車においては、通常ハイブリ
ッド車はバッテリ電圧上限（≒バッテリの充電状態（Ｓ
ＯＣ）１００％）まで充電しないので、特殊な条件下で
バッテリを電圧上限まで使う要求がある場合に、本発明
を同様に適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、回生電力をより効率的に回収して、電気自動車
のバッテリを充電することができる。
よれば、回生電力をより効率的に回収して、電気自動車
のバッテリを充電することができる。
【図１】 本発明の実施形態１にかかる充電制御装置４
０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。
０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】 実施形態１の充電制御ルーチンを示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】 実施形態１の充電制御ルーチンが処理された
ときの、回生電力とバッテリ電圧の対応関係を示す図で
ある。
ときの、回生電力とバッテリ電圧の対応関係を示す図で
ある。
２６ バッテリ、４０ 充電制御装置、４２ 充電器、
５０ 充電電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ。
５０ 充電電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ。
フロントページの続き (72)発明者 依田 武仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA12 FA06 GB06 GC05 5H030 AA03 AS08 BB10 FF43 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PO01 PO06 PO17 PU26 PV09 PV23 QN02 QN03 SE02 SE06 TI05 TU04
Claims (2)
- 【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前記
二次電池の充電を制御する充電制御装置であって、 前記電動機からの所定の回生電力を用いて、前記二次電
池の電圧が上限値に達するまで前記二次電池を充電する
第１の充電手段と、 前記二次電池の電圧が前記上限値に達した後に、前記二
次電池の電圧が上限値近傍に保たれるように、前記回生
電力の値を制御する第２の充電手段と、 を備えることを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項２】 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前記
二次電池の充電を制御する充電制御装置であって、 前記電動機からの所定の回生電力を用いて、前記二次電
池の電圧が上限値に達するまで前記二次電池を充電する
第１の充電手段と、 前記二次電池の電圧が前記上限値に達した後に、前記回
生電力の値を、所定の減少率で減少させる第２の充電手
段と、 を備えることを特徴とする充電制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016887A JP2002223501A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 充電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016887A JP2002223501A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 充電制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002223501A true JP2002223501A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18883179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001016887A Pending JP2002223501A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 充電制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002223501A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008178156A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Meidensha Corp | 蓄電体の充放電制御装置 |
| JP2009131076A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の制御装置 |
| JP2010016964A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Daifuku Co Ltd | 電源設備 |
| CN108790876A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-13 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电动汽车回馈功率的调整方法、装置及汽车 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974605A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Toyota Motor Corp | 電気車両の回生制動制御装置及び方法 |
-
2001
- 2001-01-25 JP JP2001016887A patent/JP2002223501A/ja active Pending
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