JP2012055051A - 充電制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力電流、出力電力および出力電圧の少なくともいずれか一つの目標値を設定する目標値設定部13aと、目標値に従って充電が行われるように車載充電器2を制御する充電器制御手段11と、バッテリーの特性値の時間変化を予測した予測値を設定する予測値設定部13bと、予測値と車載充電器2、バッテリーユニット3、車両制御ユニット4等で測定したバッテリー特性値の実測値との偏差を算出する偏差算出部13cと、偏差が小さくなるように目標値を補正するための補正値を設定する補正値設定部13dと、補正値を記録する記録手段12と、を備え、充電前に記録手段12に記録されている補正値を反映させた目標値を設定する。
【選択図】図1
Description
これらの理由により、上記特許文献1に記載の充電制御装置では、バッテリーが劣化したり、充電時間が増加したりしてしまうという問題が生じていた。
車載充電器が出力する出力電流、出力電力および出力電圧の少なくともいずれか一つの目標値を設定する目標値設定部と、目標値に従って充電が行われるように車載充電器を制御する充電器制御手段と、バッテリーの特性値の時間変化を予測した予測値を設定する予測値設定部と、予測値と車載充電器、バッテリーユニット、車両制御ユニット等で測定した特性値の実測値との偏差を算出する偏差算出部と、偏差が小さくなるように目標値を補正するための補正値を設定する補正値設定部と、少なくともバッテリーの充電終了時における補正値を記録する記録手段と、を備え、
車載充電器によるバッテリーの充電前に、記録手段に記録されている補正値を反映させた目標値を設定することを特徴とする。
また、上記目標値設定部は、出力電流の積算電流値が所定値増加する毎に目標値を設定し、上記記録手段は、出力電流の積算電流値が所定値増加する毎に設定された複数の目標値に対応して設定された複数の補正値を記録するように構成してもよい。
さらに、上記目標値設定部は、バッテリーの充電量が所定値増加する毎に目標値を設定し、上記記録手段は、バッテリーの充電量が所定値増加する毎に設定された複数の目標値に対応して設定された複数の補正値を記録するように構成してもよい。
このため、経時変化により車載充電器やその周辺部材が劣化して車載充電器の出力電流等が増減したとしても、増減した分を考慮した出力電流等を車載充電器に出力させることができる。
さらに、バッテリーの充電中であっても、補正値設定部により目標値の補正値が設定されると、この補正値に基づいて目標値設定部により目標値が補正されるので、出力電流等をこの補正値に応じて増減させることができる。
図1に示すように、本発明に係る充電制御装置1は、車載充電器2と、バッテリーおよびバッテリー制御ユニット(EV−BCU)からなるバッテリーユニット3とともに電動車内の充電システム10を構成している。また、充電制御装置1、車載充電器2、バッテリーユニット3、および車両制御ユニット(EV−ECU)4は、CAN通信ラインを介して相互に通信可能に接続されている。
定電流制御から定電力制御への制御状態の切り替え、および定電力制御から定電圧制御への制御状態の切り替えは、充電制御装置1の制御下で行われる。
また、充電システム10では、目標値設定部13aにより設定された目標値に従って車載充電器2が充電を行うが、充電中に補正値設定部13dにより補正値が設定されると、この補正値に基づき、目標値設定部13aにより目標値が補正され、補正後の目標値に従って車載充電器2が充電を行う。
この目標値は、例えば、車載充電器2による定電流制御、定電力制御、定電圧制御の制御状態毎に各1つ設定されてもよく、出力電流の積算電流値が所定値増加する毎、またはバッテリーのSOCが所定値増加する毎に複数設定されてもよい。
目標値設定部13aにより目標値が設定されると、この目標値に従って充電が行われるように充電器制御手段11により車載充電器2が制御される。
この目標値は、充電履歴情報に含まれる補正値(図5参照)や、バッテリーの温度またはバッテリー付近の温度に基づく温度係数(図6参照)が反映されるように設定される。
予測値は、あらかじめ記録手段12に記録されているバッテリーの電圧、SOC、温度等の特性値に関するテーブルに基づいて予測値設定部13bにより設定され、予測値と実測値との偏差は、出力電流の積算電流値が所定値増加したり、SOCが所定値増加したり、所定時間経過したりするタイミングで偏差算出部13cにより算出される。
例えば、図3に示すように、バッテリーの電圧の予測値と実測値から補正値が設定される条件として、閾値を±0.5V、一定回数を5回に設定すると、偏差算出部13cにより算出された偏差が0.5V以上となる回数が5回続いた場合(判定3〜7)に、これらの5つの偏差のうち、直近の2つ(判定6、7)の偏差の比と、記録手段12に記録されている補正値(記録されていない場合はデフォルト値)に基づいて新たな補正値が設定される。
図3の場合、記録手段12に記録されている補正値が3.8、直近の2つ(判定6、7)の偏差の比が1.125となるため、これらを乗算した新たな補正値は、3.8×1.125=4.275となる。
相乗平均の場合は、直近の補正値ほど重みが大きくなるように設定される。
なお、記録手段12に補正値が記録されていない場合(例えば、初回の充電の場合)、補正値が設定されないか、あるいは、デフォルト値が補正値として設定される。
このため、経時変化により車載充電器2やその周辺部材が劣化して車載充電器2の出力電流等が増減したとしても、増減した分を考慮した出力電流等を車載充電器2に出力させることができる。これにより、車載充電器2等の経時変化に起因するバッテリーの劣化や充電時間の増加を抑えることができる。
次に、本発明に係る充電制御装置1の充電制御フローの具体的な一例について説明する。なお、このフローにおいて、目標値は出力電流の値が設定されるものとし、補正値はバッテリーの電圧の予測値と実測値との偏差に基づいて算出されるものとする。
図5に示すように、直近5回分の補正値は、新しいもの(n−1)から順に3.0%、4.0%、3.0%、6.0%、9.0%となっているため、これらの相加平均から算出された5.0%が補正値として設定される(S4)。
勿論、履歴にある、補正値の相乗平均から補正値を設定してもよい。
補正値が設定されると、この補正値に基づいて目標値Aが補正され、新たな目標値(目標値B=目標値A×1.05)が設定される(S5)。
予測値設定部13bは、バッテリーの特性情報(SOC、電圧、温度等)をテーブルとして所持しておき、該テーブルを参照することで、時間変化(理論値に基づく経時変化)を予測する。
バッテリーのSOCが所定値(例えば、98%)より大きくなった場合や、定電圧制御時におけるバッテリーの出力電流が所定値よりも小さくなった場合には、充電を終了させる判断が行われる。
算出された偏差は、記録手段12に記録され(S10)、充電終了時に消去される。
具体的には、図3に示すように、偏差算出部13cにより算出された偏差が0.5V以上となる回数が5回続いた場合(判定3〜7)に新たな補正値の設定が必要であるとの判断が行われ、補正値設定部13dにより直近の2つ(判定6、7)の偏差の比1.125と、記録手段12に記録されている補正値3.8とが乗算されて新たな補正値4.275が設定される(S12)。
2 車載充電器
3 バッテリーユニット
4 車両制御ユニット
5 家庭用電源
10 充電システム
11 充電器制御手段
12 記録手段
13 処理部
13a 目標値設定部
13b 予測値設定部
13c 偏差算出部
13d 補正値設定部
Claims (7)
- 電動車に搭載されたバッテリーを充電する車載充電器の充電状態を制御する充電制御装置であって、
前記車載充電器が出力する出力電流、出力電力および出力電圧の少なくともいずれか一つの目標値を設定する目標値設定部と、
前記目標値に従って充電が行われるように前記車載充電器を制御する充電器制御手段と、
前記バッテリーの特性値の時間変化を予測した予測値を設定する予測値設定部と、
前記予測値と前記バッテリー特性値の実測値との偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差が小さくなるように前記目標値を補正するための補正値を設定する補正値設定部と、
少なくとも前記バッテリーの充電終了時における前記補正値を記録する記録手段と、を備え、
前記車載充電器による前記バッテリーの充電前に、前記記録手段に記録されている前記補正値を反映させた前記目標値を設定することを特徴とする充電制御装置。 - 前記目標値設定部は、前記バッテリーの充電中に前記補正値が設定された場合、前記補正値を反映させた目標値を改めて設定することを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。
- 前記目標値設定部は、前記車載充電器による定電流制御、定電力制御、定電圧制御の制御状態毎に前記目標値を設定し、
前記記録手段は、前記制御状態毎に設定された前記補正値を1つずつ記録することを特徴とする請求項1または2に記載の充電制御装置。 - 前記目標値設定部は、前記出力電流の積算電流値が所定値増加する毎に前記目標値を設定し、
前記記録手段は、前記出力電流の積算電流値が所定値増加する毎に設定された複数の前記目標値に対応して設定された複数の前記補正値を記録することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の充電制御装置。 - 前記目標値設定部は、前記バッテリーの充電量が所定値増加する毎に前記目標値を設定し、
前記記録手段は、前記バッテリーの充電量が所定値増加する毎に設定された複数の前記目標値に対応して設定された複数の前記補正値を記録することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の充電制御装置。 - 前記偏差算出部は、前記出力電流の積算電流値が所定値増える毎に前記偏差を算出し、
前記補正値設定部は、算出された前記偏差があらかじめ設定された閾値以上となることが一定回数続いた場合に、前記閾値以上となった前記偏差の全部または一部に基づいて前記補正値を設定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の充電制御装置。 - 複数回の充電が行われた後に新たな充電が行われる場合、
前記目標値設定部は、
前記複数回の充電により記録された前記補正値の全部または一部の相加平均値または相乗平均値を反映させた前記目標値を設定することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の充電制御装置。
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