JP2002369402A - 充電制御装置 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、充電制御装置に関し、バッテリの
温度が低い場合に充電受け入れ性を速やかに向上させる
ことを目的とする。 【解決手段】 インバータを介してＭ／Ｇとの間で充放
電を行うバッテリを設ける。バッテリ温度Ｔが低い場合
には、バッテリがＭ／Ｇにより充電される際に端子間に
加わる充電電圧の周波数ｆを、バッテリ温度Ｔが高い場
合に比して低い周波数に設定する。具体的には、インバ
ータの駆動デューティの周期を長くする。バッテリの内
部抵抗は周波数ｆが低いほど大きくなるため、バッテリ
に低い周波数で充電電圧が印加されると、電流が流れる
際の発熱損失により電力消費が増大し、バッテリの温度
が上昇し易くなる。このため、バッテリ温度Ｔが低い場
合に充電受け入れ性の速やかな向上が図られる。
温度が低い場合に充電受け入れ性を速やかに向上させる
ことを目的とする。 【解決手段】 インバータを介してＭ／Ｇとの間で充放
電を行うバッテリを設ける。バッテリ温度Ｔが低い場合
には、バッテリがＭ／Ｇにより充電される際に端子間に
加わる充電電圧の周波数ｆを、バッテリ温度Ｔが高い場
合に比して低い周波数に設定する。具体的には、インバ
ータの駆動デューティの周期を長くする。バッテリの内
部抵抗は周波数ｆが低いほど大きくなるため、バッテリ
に低い周波数で充電電圧が印加されると、電流が流れる
際の発熱損失により電力消費が増大し、バッテリの温度
が上昇し易くなる。このため、バッテリ温度Ｔが低い場
合に充電受け入れ性の速やかな向上が図られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電制御装置に係
り、特に、所定の発電機により充電されるバッテリの充
電制御を行う充電制御装置に関する。
り、特に、所定の発電機により充電されるバッテリの充
電制御を行う充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開平１１−１８５７３８号
公報に開示される如く、充電受け入れ性を向上させた鉛
蓄電池が知られている。この鉛蓄電池においては、充放
電が繰り返される過程で内部の負極活物質の収縮度合い
に違いが現れることを抑制すべく、負極活物質に防縮剤
としてリグニン化合物が添加されている。この場合、負
極活物質自体の導電性の低下が抑制され、寿命の向上が
図られるが、リグニン化合物は鉛と結合し易いため、充
電時における充電受け入れ性が低下する事態が招来す
る。そこで、上記従来の鉛蓄電池においては、リグニン
化合物の割合を低下させることで、充電受け入れ性の低
下を抑制している。
公報に開示される如く、充電受け入れ性を向上させた鉛
蓄電池が知られている。この鉛蓄電池においては、充放
電が繰り返される過程で内部の負極活物質の収縮度合い
に違いが現れることを抑制すべく、負極活物質に防縮剤
としてリグニン化合物が添加されている。この場合、負
極活物質自体の導電性の低下が抑制され、寿命の向上が
図られるが、リグニン化合物は鉛と結合し易いため、充
電時における充電受け入れ性が低下する事態が招来す
る。そこで、上記従来の鉛蓄電池においては、リグニン
化合物の割合を低下させることで、充電受け入れ性の低
下を抑制している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鉛蓄電池が
低温にある状態下では、高温時に比して電解液の反応速
度が遅くなるので、充電時において電池に電流が流れ難
くなり、充電受け入れ性が低下する。この点、上記従来
の電池は、負極活物質中のリグニン化合物の割合を低下
させることで充電受け入れ性の低下の抑制を図っている
が、かかる電池でも、低温時には高温時に比して充電受
け入れ性が低下するという問題がある。
低温にある状態下では、高温時に比して電解液の反応速
度が遅くなるので、充電時において電池に電流が流れ難
くなり、充電受け入れ性が低下する。この点、上記従来
の電池は、負極活物質中のリグニン化合物の割合を低下
させることで充電受け入れ性の低下の抑制を図っている
が、かかる電池でも、低温時には高温時に比して充電受
け入れ性が低下するという問題がある。
【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、バッテリの温度が低い場合に充電受け入れ性を
速やかに向上させることが可能な充電制御装置を提供す
ることを目的とする。
であり、バッテリの温度が低い場合に充電受け入れ性を
速やかに向上させることが可能な充電制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、所定の発電機により充電されるバッテ
リの充電制御を行う充電制御装置であって、前記バッテ
リの温度に応じた周波数を有する充電電圧にて該バッテ
リを前記所定の発電機により充電する充電制御手段を備
える充電制御装置により達成される。
に記載する如く、所定の発電機により充電されるバッテ
リの充電制御を行う充電制御装置であって、前記バッテ
リの温度に応じた周波数を有する充電電圧にて該バッテ
リを前記所定の発電機により充電する充電制御手段を備
える充電制御装置により達成される。
【０００６】本発明において、バッテリは、その温度に
応じた周波数を有する充電電圧で所定の発電機により充
電される。充電電圧の周波数が変動すると、その変動に
伴ってバッテリの内部抵抗が変化する。バッテリは、内
部抵抗が大きいほど発熱損失による電力消費が大きくな
るので、温度が上昇し易くなる。従って、バッテリの温
度が低い状況下においては、内部抵抗が大きくなるよう
な周波数を有する充電電圧でバッテリを充電することと
すれば、バッテリの温度が速やかに上昇し、充電受け入
れ性が向上する。
応じた周波数を有する充電電圧で所定の発電機により充
電される。充電電圧の周波数が変動すると、その変動に
伴ってバッテリの内部抵抗が変化する。バッテリは、内
部抵抗が大きいほど発熱損失による電力消費が大きくな
るので、温度が上昇し易くなる。従って、バッテリの温
度が低い状況下においては、内部抵抗が大きくなるよう
な周波数を有する充電電圧でバッテリを充電することと
すれば、バッテリの温度が速やかに上昇し、充電受け入
れ性が向上する。
【０００７】ところで、鉛酸バッテリの内部抵抗は、充
電電圧の周波数がある値を基準にして低いほど大きくな
る。
電電圧の周波数がある値を基準にして低いほど大きくな
る。
【０００８】従って、請求項２に記載する如く、請求項
１記載の充電制御装置において、前記充電制御手段は、
前記バッテリの温度が所定値よりも低い場合は、該バッ
テリの温度が前記所定値以上に高い場合における周波数
よりも低い周波数の充電電圧にて該バッテリを充電する
こととしてもよいし、また、請求項３に記載する如く、
請求項１記載の充電制御装置において、前記充電制御手
段は、前記バッテリの温度が低い場合には低周波数の充
電電圧にて該バッテリを充電し、前記バッテリの温度が
高い場合には高周波数の充電電圧にて該バッテリを充電
することとしてもよい。
１記載の充電制御装置において、前記充電制御手段は、
前記バッテリの温度が所定値よりも低い場合は、該バッ
テリの温度が前記所定値以上に高い場合における周波数
よりも低い周波数の充電電圧にて該バッテリを充電する
こととしてもよいし、また、請求項３に記載する如く、
請求項１記載の充電制御装置において、前記充電制御手
段は、前記バッテリの温度が低い場合には低周波数の充
電電圧にて該バッテリを充電し、前記バッテリの温度が
高い場合には高周波数の充電電圧にて該バッテリを充電
することとしてもよい。
【０００９】更に、請求項４に記載する如く、請求項２
又は３記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、更に、前記バッテリの温度が第１の所定値以上にあ
る場合はほぼ１キロヘルツ〜３キロヘルツの周波数を有
する充電電圧にて該バッテリを充電し、前記バッテリの
温度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値以下に
ある場合はほぼ１００ヘルツの周波数を有する充電電圧
にて該バッテリを充電することとしてもよい。
又は３記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、更に、前記バッテリの温度が第１の所定値以上にあ
る場合はほぼ１キロヘルツ〜３キロヘルツの周波数を有
する充電電圧にて該バッテリを充電し、前記バッテリの
温度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値以下に
ある場合はほぼ１００ヘルツの周波数を有する充電電圧
にて該バッテリを充電することとしてもよい。
【００１０】また、上記の目的は、請求項５に記載する
如く、所定の発電機により充電されるバッテリの充電制
御を行う充電制御装置であって、前記バッテリが前記所
定の発電機により充電される際、該バッテリの温度に応
じて充電電圧の周波数を変更する充電制御手段を備える
充電制御装置により達成される。
如く、所定の発電機により充電されるバッテリの充電制
御を行う充電制御装置であって、前記バッテリが前記所
定の発電機により充電される際、該バッテリの温度に応
じて充電電圧の周波数を変更する充電制御手段を備える
充電制御装置により達成される。
【００１１】本発明において、バッテリが所定の発電機
により充電される際、充電電圧の周波数は、バッテリの
温度に応じて変更される。充電電圧の周波数が変動する
と、その変動に伴ってバッテリの内部抵抗が変化する。
バッテリは、内部抵抗が大きいほど発熱損失による電力
消費が大きくなるので、温度が上昇し易くなる。従っ
て、バッテリの温度が低い状況下においては、内部抵抗
が大きくなるような周波数に変更することとすれば、バ
ッテリの温度が速やかに上昇し、充電受け入れ性が向上
する。
により充電される際、充電電圧の周波数は、バッテリの
温度に応じて変更される。充電電圧の周波数が変動する
と、その変動に伴ってバッテリの内部抵抗が変化する。
バッテリは、内部抵抗が大きいほど発熱損失による電力
消費が大きくなるので、温度が上昇し易くなる。従っ
て、バッテリの温度が低い状況下においては、内部抵抗
が大きくなるような周波数に変更することとすれば、バ
ッテリの温度が速やかに上昇し、充電受け入れ性が向上
する。
【００１２】この場合、請求項６に記載する如く、請求
項５記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、前記バッテリが充電される際、該バッテリの温度が
所定値よりも低い場合は、充電電圧の周波数を、該バッ
テリの温度が前記所定値以上に高い場合における周波数
よりも低くすることとしてもよいし、また、請求項７に
記載する如く、請求項５記載の充電制御装置において、
前記充電制御手段は、前記バッテリが充電される際、該
バッテリの温度が低い場合には充電電圧の周波数を低く
し、該バッテリの温度が高い場合には充電電圧の周波数
を高くすることとしてもよい。
項５記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、前記バッテリが充電される際、該バッテリの温度が
所定値よりも低い場合は、充電電圧の周波数を、該バッ
テリの温度が前記所定値以上に高い場合における周波数
よりも低くすることとしてもよいし、また、請求項７に
記載する如く、請求項５記載の充電制御装置において、
前記充電制御手段は、前記バッテリが充電される際、該
バッテリの温度が低い場合には充電電圧の周波数を低く
し、該バッテリの温度が高い場合には充電電圧の周波数
を高くすることとしてもよい。
【００１３】更に、請求項８に記載する如く、請求項６
又は７記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、前記バッテリが充電される際、更に、該バッテリの
温度が第１の所定値以上にある場合は充電電圧の周波数
をほぼ１キロヘルツ〜３キロヘルツに変更し、該バッテ
リの温度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値以
下にある場合は充電電圧の周波数をほぼ１００ヘルツに
変更することとしてもよい。
又は７記載の充電制御装置において、前記充電制御手段
は、前記バッテリが充電される際、更に、該バッテリの
温度が第１の所定値以上にある場合は充電電圧の周波数
をほぼ１キロヘルツ〜３キロヘルツに変更し、該バッテ
リの温度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値以
下にある場合は充電電圧の周波数をほぼ１００ヘルツに
変更することとしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
充電制御装置を搭載する車両システムの構成図を示す。
本実施例のシステムは、車両用電源として機能するバッ
テリ１０を備えている。バッテリ１０は、直列に接続さ
れた複数のバッテリセルから構成されており、例えば３
６Ｖ程度の出力電圧を有する鉛酸バッテリである。
充電制御装置を搭載する車両システムの構成図を示す。
本実施例のシステムは、車両用電源として機能するバッ
テリ１０を備えている。バッテリ１０は、直列に接続さ
れた複数のバッテリセルから構成されており、例えば３
６Ｖ程度の出力電圧を有する鉛酸バッテリである。
【００１５】バッテリ１０には、インバータ１２を介し
てモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１４が
接続されている。インバータ１４は、モータ用パワート
ランジスタを内蔵しており、そのモータ用パワートラン
ジスタのスイッチング動作に応じてバッテリ１０の直流
電力をＭ／Ｇ１４の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１４
は、モータ用パワートランジスタがオン状態にある場合
に、バッテリ１０から電力が供給されることによりバッ
テリ１０を電源にして駆動し、車輪を回転させる所定の
トルクを発生する。すなわち、バッテリ１０は、インバ
ータ１２のモータ用パワートランジスタがオン状態にあ
る場合に、Ｍ／Ｇ１４に対して電力を供給する。
てモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１４が
接続されている。インバータ１４は、モータ用パワート
ランジスタを内蔵しており、そのモータ用パワートラン
ジスタのスイッチング動作に応じてバッテリ１０の直流
電力をＭ／Ｇ１４の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１４
は、モータ用パワートランジスタがオン状態にある場合
に、バッテリ１０から電力が供給されることによりバッ
テリ１０を電源にして駆動し、車輪を回転させる所定の
トルクを発生する。すなわち、バッテリ１０は、インバ
ータ１２のモータ用パワートランジスタがオン状態にあ
る場合に、Ｍ／Ｇ１４に対して電力を供給する。
【００１６】また、Ｍ／Ｇ１４は、車両の回生制動時に
車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
して機能すると共に、バッテリ１０の容量が不足する際
に車両エンジンの動力を電気エネルギに変換する発電機
として機能する。インバータ１２は、また、ジェネレー
タ用パワートランジスタを内蔵しており、そのジェネレ
ータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じて
Ｍ／Ｇ１４で生じた交流電力をバッテリ１０の直流電力
に変換する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１
２のジェネレータ用パワートランジスタがオン状態にあ
る状況下において、車両の回生制動またはエンジンの動
力駆動によってＭ／Ｇ１４が発電することにより電力の
供給を受け、充電される。
車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
して機能すると共に、バッテリ１０の容量が不足する際
に車両エンジンの動力を電気エネルギに変換する発電機
として機能する。インバータ１２は、また、ジェネレー
タ用パワートランジスタを内蔵しており、そのジェネレ
ータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じて
Ｍ／Ｇ１４で生じた交流電力をバッテリ１０の直流電力
に変換する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１
２のジェネレータ用パワートランジスタがオン状態にあ
る状況下において、車両の回生制動またはエンジンの動
力駆動によってＭ／Ｇ１４が発電することにより電力の
供給を受け、充電される。
【００１７】インバータ１２には、マイクロコンピュー
タにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと
称す）１６が接続されている。ＥＣＵ１６は、バッテリ
１０からＭ／Ｇ１４への電力供給が必要であると判断す
る場合、バッテリ１０が放電するようにインバータ１２
のモータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給
する。また、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０への電力供給
が必要であると判断する場合、バッテリ１０が充電され
るようにジェネレータ用パワートランジスタに対して指
令信号を供給する。
タにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと
称す）１６が接続されている。ＥＣＵ１６は、バッテリ
１０からＭ／Ｇ１４への電力供給が必要であると判断す
る場合、バッテリ１０が放電するようにインバータ１２
のモータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給
する。また、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０への電力供給
が必要であると判断する場合、バッテリ１０が充電され
るようにジェネレータ用パワートランジスタに対して指
令信号を供給する。
【００１８】ＥＣＵ１６には、バッテリ１０の正負端子
間に配設された電圧センサ２０が接続されている。電圧
センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧（以下、バッ
テリ電圧Ｖと称す）に応じた信号を出力する。電圧セン
サ２０の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣ
Ｕ１６は、電圧センサ２０の出力信号に基づいてバッテ
リ１０のバッテリ電圧Ｖを検出する。
間に配設された電圧センサ２０が接続されている。電圧
センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧（以下、バッ
テリ電圧Ｖと称す）に応じた信号を出力する。電圧セン
サ２０の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣ
Ｕ１６は、電圧センサ２０の出力信号に基づいてバッテ
リ１０のバッテリ電圧Ｖを検出する。
【００１９】ＥＣＵ１６には、また、バッテリ１０とイ
ンバータ１２との間に配設された電流センサ２２が接続
されている。電流センサ２２は、バッテリ１０とインバ
ータ１２との間を流れる充放電電流（以下、バッテリ電
流Ｉと称す）に応じた信号を出力する。電流センサ２２
の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６
は、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ１０
を流れるバッテリ電流Ｉを検出する。
ンバータ１２との間に配設された電流センサ２２が接続
されている。電流センサ２２は、バッテリ１０とインバ
ータ１２との間を流れる充放電電流（以下、バッテリ電
流Ｉと称す）に応じた信号を出力する。電流センサ２２
の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６
は、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ１０
を流れるバッテリ電流Ｉを検出する。
【００２０】ＥＣＵ１６には、更に、バッテリ１０に内
蔵された温度センサ２４が接続されている。温度センサ
２４は、バッテリ１０の内部温度（以下、バッテリ温度
Ｔと称す）に応じた信号を出力する。温度センサ２４の
出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６
は、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ１０
のバッテリ温度Ｔを検出する。
蔵された温度センサ２４が接続されている。温度センサ
２４は、バッテリ１０の内部温度（以下、バッテリ温度
Ｔと称す）に応じた信号を出力する。温度センサ２４の
出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６
は、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ１０
のバッテリ温度Ｔを検出する。
【００２１】ところで、バッテリ１０が常に１００％の
充電状態に制御されるものとすると、車両が制動した際
にその制動エネルギを回生エネルギとしてバッテリ１０
に回収することができないため、熱エネルギとして機械
的に消費せざるを得なくなり、制動エネルギを有効に利
用できないこととなる。従って、バッテリ１０の目標容
量が常に１００％であることは適切でなく、制動時に車
両の制動エネルギの大部分を回生エネルギとして回収で
きる程度に充放電のバランスを考慮して、バッテリ１０
の目標充電状態を例えば７５％程度に設定することが適
切となる。
充電状態に制御されるものとすると、車両が制動した際
にその制動エネルギを回生エネルギとしてバッテリ１０
に回収することができないため、熱エネルギとして機械
的に消費せざるを得なくなり、制動エネルギを有効に利
用できないこととなる。従って、バッテリ１０の目標容
量が常に１００％であることは適切でなく、制動時に車
両の制動エネルギの大部分を回生エネルギとして回収で
きる程度に充放電のバランスを考慮して、バッテリ１０
の目標充電状態を例えば７５％程度に設定することが適
切となる。
【００２２】一般に、バッテリ１０の充電状態と開放電
圧との間には相関関係が認められる。具体的には、充電
状態は、開放電圧が高いほど満充電に近いものとなって
いる。このため、目標充電状態に対応する開放電圧にて
バッテリ１０が充電されれば、バッテリ１０の充電状態
がその目標充電状態に維持される状態を実現することが
可能となる。
圧との間には相関関係が認められる。具体的には、充電
状態は、開放電圧が高いほど満充電に近いものとなって
いる。このため、目標充電状態に対応する開放電圧にて
バッテリ１０が充電されれば、バッテリ１０の充電状態
がその目標充電状態に維持される状態を実現することが
可能となる。
【００２３】そこで、本実施例において、ＥＣＵ１６
は、予め記憶された充電状態と開放電圧との関係を示す
マップを参照することにより、目標充電状態に対応する
開放電圧を算出する。そして、その算出された開放電圧
が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動す
る。この際、インバータ１２は、開放電圧が高い場合は
大きなデューティ比で駆動され、開放電圧が低い場合は
小さなデューティ比で駆動される。インバータ１２がデ
ューティ駆動されると、バッテリ１０がそのデューティ
比で充放電状態と充放電停止状態とを繰り返し、以後、
バッテリ電圧Ｖが目標充電状態に対応する電圧に向けて
変化する、すなわち、バッテリ１０の充電状態がその目
標充電状態に向けて変化することとなる。従って、本実
施例のシステムによれば、バッテリ１０を目標の充電状
態に制御することが可能となる。
は、予め記憶された充電状態と開放電圧との関係を示す
マップを参照することにより、目標充電状態に対応する
開放電圧を算出する。そして、その算出された開放電圧
が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動す
る。この際、インバータ１２は、開放電圧が高い場合は
大きなデューティ比で駆動され、開放電圧が低い場合は
小さなデューティ比で駆動される。インバータ１２がデ
ューティ駆動されると、バッテリ１０がそのデューティ
比で充放電状態と充放電停止状態とを繰り返し、以後、
バッテリ電圧Ｖが目標充電状態に対応する電圧に向けて
変化する、すなわち、バッテリ１０の充電状態がその目
標充電状態に向けて変化することとなる。従って、本実
施例のシステムによれば、バッテリ１０を目標の充電状
態に制御することが可能となる。
【００２４】ところで、バッテリ１０が低温状態にある
と、高温状態にある場合に比してバッテリ１０内部の電
解液の反応速度が遅くなる。このため、制動時において
車両の制動エネルギが回生エネルギとしてバッテリ１０
に回収される場合や、バッテリ１０の容量不足に起因し
て車両エンジンの動力エネルギが電気エネルギとしてバ
ッテリ１０に蓄積される場合等、バッテリ１０が充電さ
れる状況下においては、充電電流がバッテリ１０を流れ
難くなり、充電受け入れ性が低下する事態が生ずる。一
方、バッテリ１０が高温状態にある場合には、充電電流
がバッテリ１０を流れ難くなることはなく、充電受け入
れ性が低下することはない。このように、バッテリ１０
が低温状態にある場合はバッテリ１０の充電受け入れ性
は低くなっている。
と、高温状態にある場合に比してバッテリ１０内部の電
解液の反応速度が遅くなる。このため、制動時において
車両の制動エネルギが回生エネルギとしてバッテリ１０
に回収される場合や、バッテリ１０の容量不足に起因し
て車両エンジンの動力エネルギが電気エネルギとしてバ
ッテリ１０に蓄積される場合等、バッテリ１０が充電さ
れる状況下においては、充電電流がバッテリ１０を流れ
難くなり、充電受け入れ性が低下する事態が生ずる。一
方、バッテリ１０が高温状態にある場合には、充電電流
がバッテリ１０を流れ難くなることはなく、充電受け入
れ性が低下することはない。このように、バッテリ１０
が低温状態にある場合はバッテリ１０の充電受け入れ性
は低くなっている。
【００２５】図２は、バッテリ１０がＭ／Ｇ１４により
充電される際に端子間に加わる電圧（以下、充電電圧と
称す）の周波数ｆと、バッテリ１０の内部抵抗Ｒとの関
係を表した図を示す。図２に示す如く、バッテリ１０に
１ｋ〜３ｋＨｚ程度の周波数で充電電圧が印加されてい
る場合には、バッテリ１０の内部抵抗Ｒは小さい。ま
た、充電電圧の周波数が上記の周波数に比して低い場合
は、バッテリ１０の内部抵抗Ｒは、その周波数が低いほ
ど大きくなる。
充電される際に端子間に加わる電圧（以下、充電電圧と
称す）の周波数ｆと、バッテリ１０の内部抵抗Ｒとの関
係を表した図を示す。図２に示す如く、バッテリ１０に
１ｋ〜３ｋＨｚ程度の周波数で充電電圧が印加されてい
る場合には、バッテリ１０の内部抵抗Ｒは小さい。ま
た、充電電圧の周波数が上記の周波数に比して低い場合
は、バッテリ１０の内部抵抗Ｒは、その周波数が低いほ
ど大きくなる。
【００２６】バッテリ１０の内部抵抗Ｒが大きい場合に
は、電流が流れた際に発熱損失による電力消費が増大す
るので、バッテリ１０の温度が上昇し易くなる。従っ
て、バッテリ１０の温度が低い状況下においては、内部
抵抗が大きくなるように低い周波数で充電電圧を印加し
てバッテリ１０を充電することとすれば、バッテリ１０
が速やかに温度上昇し、充電受け入れ性の向上が図られ
ることとなる。そこで、本実施例のシステムは、バッテ
リ１０が充電される際、バッテリ１０のバッテリ温度Ｔ
に応じてＭ／Ｇ１４からバッテリ１０への充電電圧の周
波数を変更し、バッテリ温度Ｔに応じた周波数の充電電
圧でバッテリ１０を充電する点に特徴を有している。
は、電流が流れた際に発熱損失による電力消費が増大す
るので、バッテリ１０の温度が上昇し易くなる。従っ
て、バッテリ１０の温度が低い状況下においては、内部
抵抗が大きくなるように低い周波数で充電電圧を印加し
てバッテリ１０を充電することとすれば、バッテリ１０
が速やかに温度上昇し、充電受け入れ性の向上が図られ
ることとなる。そこで、本実施例のシステムは、バッテ
リ１０が充電される際、バッテリ１０のバッテリ温度Ｔ
に応じてＭ／Ｇ１４からバッテリ１０への充電電圧の周
波数を変更し、バッテリ温度Ｔに応じた周波数の充電電
圧でバッテリ１０を充電する点に特徴を有している。
【００２７】図３は、本実施例のシステムにおけるバッ
テリ温度Ｔとバッテリ１０の充電電圧の周波数ｆとの間
のマップを表した図を示す。本実施例のシステムは、図
３に示す如く、バッテリ温度Ｔが２５℃近傍を超えてい
る場合は充電電圧の周波数ｆを１ｋ〜３ｋＨｚ程度のバ
ッテリ１０の内部抵抗Ｒが最も小さくなると判断される
周波数に設定し、バッテリ温度Ｔが０℃を下回る場合は
充電電圧の周波数ｆを１００Ｈｚ程度に設定する。そし
て、バッテリ温度Ｔが０〜２５℃の間にある場合は、１
００Ｈｚと１ｋ〜３ｋＨｚとの間でバッテリ温度Ｔに応
じてリニアに変化する図３に示す如きマップを参照する
ことにより、充電電圧の周波数ｆを設定する。
テリ温度Ｔとバッテリ１０の充電電圧の周波数ｆとの間
のマップを表した図を示す。本実施例のシステムは、図
３に示す如く、バッテリ温度Ｔが２５℃近傍を超えてい
る場合は充電電圧の周波数ｆを１ｋ〜３ｋＨｚ程度のバ
ッテリ１０の内部抵抗Ｒが最も小さくなると判断される
周波数に設定し、バッテリ温度Ｔが０℃を下回る場合は
充電電圧の周波数ｆを１００Ｈｚ程度に設定する。そし
て、バッテリ温度Ｔが０〜２５℃の間にある場合は、１
００Ｈｚと１ｋ〜３ｋＨｚとの間でバッテリ温度Ｔに応
じてリニアに変化する図３に示す如きマップを参照する
ことにより、充電電圧の周波数ｆを設定する。
【００２８】本実施例においては、充電電圧の周波数ｆ
が設定されると、以後、インバータ１２の駆動デューテ
ィの周期がその周波数ｆに従った周期に変更される。こ
の場合、インバータ１２は、デューティ比が変わらない
一方で、その周期がバッテリ温度Ｔに応じた周期に変更
されてデューティ駆動されることとなる。具体的には、
バッテリ温度Ｔが低い場合は、高い場合に比して長い周
期を伴った駆動デューティで駆動されることとなる。
が設定されると、以後、インバータ１２の駆動デューテ
ィの周期がその周波数ｆに従った周期に変更される。こ
の場合、インバータ１２は、デューティ比が変わらない
一方で、その周期がバッテリ温度Ｔに応じた周期に変更
されてデューティ駆動されることとなる。具体的には、
バッテリ温度Ｔが低い場合は、高い場合に比して長い周
期を伴った駆動デューティで駆動されることとなる。
【００２９】かかる処理が実行されると、バッテリ１０
は、インバータ１２のデューティ周期に合わせて充放電
状態となり、そのデューティ周期に応じた周波数で充電
電圧が印加される状態となる。具体的には、バッテリ温
度Ｔが低い場合は、高い場合に比して低い周波数で充電
電圧が印加される状態となる。バッテリ１０に低い周波
数で充電電圧が印加されると、高い周波数の場合に比し
て、バッテリ１０の内部抵抗Ｒが大きくなり、発熱損失
による電力消費の増大によりバッテリ１０の温度が上昇
し易くなる。バッテリ１０が高温になると、バッテリ１
０の充電受け入れ性は向上する。従って、本実施例のシ
ステムによれば、バッテリ１０の温度が低い場合に充電
受け入れ性の速やかな向上が図られている。
は、インバータ１２のデューティ周期に合わせて充放電
状態となり、そのデューティ周期に応じた周波数で充電
電圧が印加される状態となる。具体的には、バッテリ温
度Ｔが低い場合は、高い場合に比して低い周波数で充電
電圧が印加される状態となる。バッテリ１０に低い周波
数で充電電圧が印加されると、高い周波数の場合に比し
て、バッテリ１０の内部抵抗Ｒが大きくなり、発熱損失
による電力消費の増大によりバッテリ１０の温度が上昇
し易くなる。バッテリ１０が高温になると、バッテリ１
０の充電受け入れ性は向上する。従って、本実施例のシ
ステムによれば、バッテリ１０の温度が低い場合に充電
受け入れ性の速やかな向上が図られている。
【００３０】尚、図２に示す如く、充電電圧の周波数が
１ｋ〜３ｋＨｚ程度の周波数に比して高くされても、バ
ッテリ１０の内部抵抗は大きくなる。このため、バッテ
リ１０の温度が低い状況下において、バッテリ１０の充
電電圧の周波数を高くすることによっても、その充電受
け入れ性の向上を図ることが可能となる。しかしなが
ら、充電電圧の周波数が高くなると、ノイズの影響を受
け易くなるため、バッテリ１０を所望の充電状態に制御
することができなくなるおそれがある。従って、バッテ
リ１０の充電受け入れ性を向上させるうえでは、充電電
圧の周波数を通常時に比して下げることが適切となる。
１ｋ〜３ｋＨｚ程度の周波数に比して高くされても、バ
ッテリ１０の内部抵抗は大きくなる。このため、バッテ
リ１０の温度が低い状況下において、バッテリ１０の充
電電圧の周波数を高くすることによっても、その充電受
け入れ性の向上を図ることが可能となる。しかしなが
ら、充電電圧の周波数が高くなると、ノイズの影響を受
け易くなるため、バッテリ１０を所望の充電状態に制御
することができなくなるおそれがある。従って、バッテ
リ１０の充電受け入れ性を向上させるうえでは、充電電
圧の周波数を通常時に比して下げることが適切となる。
【００３１】図４は、上記の機能を実現すべく、本実施
例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例の
フローチャートを示す。図４に示すルーチンは、その処
理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンであ
る。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ
１００の処理が実行される。
例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例の
フローチャートを示す。図４に示すルーチンは、その処
理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンであ
る。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ
１００の処理が実行される。
【００３２】ステップ１００では、バッテリ１０が充電
されるための条件が成立するか否かが判別される。本ス
テップ１００の処理は、充電条件が成立すると判別され
るまで繰り返し実行される。その結果、バッテリ１０の
充電条件が成立すると判別された場合は、次にステップ
１０２の処理が実行される。
されるための条件が成立するか否かが判別される。本ス
テップ１００の処理は、充電条件が成立すると判別され
るまで繰り返し実行される。その結果、バッテリ１０の
充電条件が成立すると判別された場合は、次にステップ
１０２の処理が実行される。
【００３３】ステップ１０２では、上記ステップ１００
において肯定判定がなされた後に温度センサ２４が出力
する出力信号に基づいて、バッテリ温度Ｔを検出する処
理が実行される。ステップ１０４では、上記ステップ１
０２で検出されたバッテリ温度Ｔに基づいて、上記した
図３に示すマップを参照することにより、バッテリ１０
に印加する充電電圧の周波数ｆを設定する処理が実行さ
れる。そして、ステップ１０６では、上記ステップ１０
４で設定された周波数ｆに応じた周期に、インバータ１
２の駆動デューティの周期を変更する処理が実行され
る。
において肯定判定がなされた後に温度センサ２４が出力
する出力信号に基づいて、バッテリ温度Ｔを検出する処
理が実行される。ステップ１０４では、上記ステップ１
０２で検出されたバッテリ温度Ｔに基づいて、上記した
図３に示すマップを参照することにより、バッテリ１０
に印加する充電電圧の周波数ｆを設定する処理が実行さ
れる。そして、ステップ１０６では、上記ステップ１０
４で設定された周波数ｆに応じた周期に、インバータ１
２の駆動デューティの周期を変更する処理が実行され
る。
【００３４】ステップ１０８では、上記ステップ１０６
で変更された周期でインバータ１２をデューティ駆動す
る処理が実行される。本ステップ１０８の処理が実行さ
れると、以後、インバータ１２がバッテリ温度Ｔに応じ
た周期でデューティ駆動され、バッテリ１０がそのディ
ーティ周期に応じた周波数で電圧印加されることとな
る。本ステップ１０８の処理が終了すると、今回のルー
チンは終了される。
で変更された周期でインバータ１２をデューティ駆動す
る処理が実行される。本ステップ１０８の処理が実行さ
れると、以後、インバータ１２がバッテリ温度Ｔに応じ
た周期でデューティ駆動され、バッテリ１０がそのディ
ーティ周期に応じた周波数で電圧印加されることとな
る。本ステップ１０８の処理が終了すると、今回のルー
チンは終了される。
【００３５】上記図４に示すルーチンによれば、バッテ
リ温度Ｔに応じた周波数でバッテリ１０に充電電圧を印
加することができる。具体的には、バッテリ温度Ｔが低
い場合は、高い場合に比して低い周波数で充電電圧を印
加することとなる。充電電圧の周波数が低い場合は、高
い周波数の場合に比して、バッテリ１０の内部抵抗Ｒが
大きくなるため、発熱損失による電力消費が増大し、バ
ッテリ１０の温度が上昇し易くなる。従って、本実施例
のシステムによれば、バッテリ１０の温度が低い場合に
バッテリ１０の充電受け入れ性の速やかな向上を図るこ
とが可能となっている。このため、バッテリ１０の温度
が低くなっていても回生エネルギやエンジンによる動力
エネルギがバッテリ１０に蓄えられる際の回収効率が速
やかに上昇するので、燃費効率の更なる向上を図ること
が可能となっている。
リ温度Ｔに応じた周波数でバッテリ１０に充電電圧を印
加することができる。具体的には、バッテリ温度Ｔが低
い場合は、高い場合に比して低い周波数で充電電圧を印
加することとなる。充電電圧の周波数が低い場合は、高
い周波数の場合に比して、バッテリ１０の内部抵抗Ｒが
大きくなるため、発熱損失による電力消費が増大し、バ
ッテリ１０の温度が上昇し易くなる。従って、本実施例
のシステムによれば、バッテリ１０の温度が低い場合に
バッテリ１０の充電受け入れ性の速やかな向上を図るこ
とが可能となっている。このため、バッテリ１０の温度
が低くなっていても回生エネルギやエンジンによる動力
エネルギがバッテリ１０に蓄えられる際の回収効率が速
やかに上昇するので、燃費効率の更なる向上を図ること
が可能となっている。
【００３６】尚、上記の実施例においては、Ｍ／Ｇ１４
が特許請求の範囲に記載された「所定の発電機」に、２
５℃が特許請求の範囲に記載された「第１の所定値」
に、０℃が特許請求の範囲に記載された「第２の所定
値」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１６が、
図４に示すルーチン中でステップ１０２〜１０８の処理
を実行することにより特許請求の範囲に記載された「充
電制御手段」が実現されている。
が特許請求の範囲に記載された「所定の発電機」に、２
５℃が特許請求の範囲に記載された「第１の所定値」
に、０℃が特許請求の範囲に記載された「第２の所定
値」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１６が、
図４に示すルーチン中でステップ１０２〜１０８の処理
を実行することにより特許請求の範囲に記載された「充
電制御手段」が実現されている。
【００３７】ところで、上記の実施例においては、バッ
テリ１０として鉛酸バッテリを用いたシステムに適用し
ているが、鉛酸バッテリに代えてニッケル水素バッテリ
等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可能
である。
テリ１０として鉛酸バッテリを用いたシステムに適用し
ているが、鉛酸バッテリに代えてニッケル水素バッテリ
等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可能
である。
【発明の効果】上述の如く、請求項１乃至８記載の発明
によれば、バッテリの温度が低い場合に充電受け入れ性
を速やかに向上させることができる。
によれば、バッテリの温度が低い場合に充電受け入れ性
を速やかに向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例である充電制御装置を搭載す
る車両システムの構成図である。
る車両システムの構成図である。
【図２】バッテリの充電電圧の周波数と内部抵抗との関
係を表した図である。
係を表した図である。
【図３】本実施例におけるバッテリ温度とバッテリの充
電電圧の周波数との間のマップを示す図である。
電電圧の周波数との間のマップを示す図である。
【図４】本実施例において、バッテリを充電すべく実行
される制御ルーチンのフローチャートである。
される制御ルーチンのフローチャートである。
１０ バッテリ １４ Ｍ／Ｇ（モータ・ジェネレータ） １６ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２２ 電流センサ ２４ 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/04 Ｈ０２Ｊ 7/04 Ｌ 7/10 7/10 Ｌ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｍ Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA20 CB01 DA07 FA06 5G060 AA02 CA02 CA04 DB07 5H030 AA02 BB01 BB10 FF22 FF43 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI29 PV09 PV23 QE10 QI04 QN03 RB22 SE04 SE05 SE06 TI10 TO05 TO13 TO30 5H590 AA02 CA07 CA23 CC01 CE05 GA02 HA02 HA09 HA18
Claims (8)
- 【請求項１】 所定の発電機により充電されるバッテリ
の充電制御を行う充電制御装置であって、 前記バッテリの温度に応じた周波数を有する充電電圧に
て該バッテリを前記所定の発電機により充電する充電制
御手段を備えることを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の充電制御装置において、 前記充電制御手段は、前記バッテリの温度が所定値より
も低い場合は、該バッテリの温度が前記所定値以上に高
い場合における周波数よりも低い周波数の充電電圧にて
該バッテリを充電することを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の充電制御装置において、 前記充電制御手段は、前記バッテリの温度が低い場合に
は低周波数の充電電圧にて該バッテリを充電し、前記バ
ッテリの温度が高い場合には高周波数の充電電圧にて該
バッテリを充電することを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３記載の充電制御装置にお
いて、 前記充電制御手段は、更に、前記バッテリの温度が第１
の所定値以上にある場合はほぼ１キロヘルツ〜３キロヘ
ルツの周波数を有する充電電圧にて該バッテリを充電
し、前記バッテリの温度が前記第１の所定値よりも低い
第２の所定値以下にある場合はほぼ１００ヘルツの周波
数を有する充電電圧にて該バッテリを充電することを特
徴とする充電制御装置。 - 【請求項５】 所定の発電機により充電されるバッテリ
の充電制御を行う充電制御装置であって、 前記バッテリが前記所定の発電機により充電される際、
該バッテリの温度に応じて充電電圧の周波数を変更する
充電制御手段を備えることを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の充電制御装置において、 前記充電制御手段は、前記バッテリが充電される際、該
バッテリの温度が所定値よりも低い場合は、充電電圧の
周波数を、該バッテリの温度が前記所定値以上に高い場
合における周波数よりも低くすることを特徴とする充電
制御装置。 - 【請求項７】 請求項５記載の充電制御装置において、 前記充電制御手段は、前記バッテリが充電される際、該
バッテリの温度が低い場合には充電電圧の周波数を低く
し、該バッテリの温度が高い場合には充電電圧の周波数
を高くすることを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項８】 請求項６又は７記載の充電制御装置にお
いて、 前記充電制御手段は、前記バッテリが充電される際、更
に、該バッテリの温度が第１の所定値以上にある場合は
充電電圧の周波数をほぼ１キロヘルツ〜３キロヘルツに
変更し、該バッテリの温度が前記第１の所定値よりも低
い第２の所定値以下にある場合は充電電圧の周波数をほ
ぼ１００ヘルツに変更す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 |
|---|---|---|---|
| JP2001168791A JP2002369402A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | 充電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001168791A JP2002369402A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | 充電制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369402A true JP2002369402A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19010964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001168791A Pending JP2002369402A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | 充電制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369402A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9627723B2 (en) | 2014-07-30 | 2017-04-18 | Ec Power, Llc | Operation of electrochemical energy systems |
| JP2017523756A (ja) * | 2014-07-28 | 2017-08-17 | イーシー パワー，エルエルシー | 電池を低温で高速充電するためのシステムおよび方法 |
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| US10033071B2 (en) | 2013-10-11 | 2018-07-24 | Ec Power, Llc | Ohmically modulated battery |
| WO2018198668A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電力供給装置、蓄電システム、及び充電方法 |
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-
2001
- 2001-06-04 JP JP2001168791A patent/JP2002369402A/ja active Pending
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