JP2013183523A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle.
近年、電気を動力源とする電気自動車、内燃機関と電気との組み合わせを動力源とするハイブリッドカーなどの電動車両が注目を集めており、これらの電動車両には電気エネルギーを貯える二次電池としてのバッテリが搭載されている。例えば、特許文献1には、電気自動車に搭載されたバッテリを最適温度に保温する保温装置が開示されている。この保温装置において、バッテリを加温するためのヒータは、バッテリや、商用電源からの電力供給を受けることで作動するように構成されている。また、保温装置は、電気自動車を駐車しているときに、ヒータによりバッテリを加温して当該バッテリを適正温度に維持することができる。 In recent years, electric vehicles such as electric cars that use electricity as a power source and hybrid cars that use a combination of an internal combustion engine and electricity as a power source have attracted attention. These electric vehicles are used as secondary batteries for storing electric energy. The battery is installed. For example, Patent Document 1 discloses a heat retention device that retains a battery mounted on an electric vehicle at an optimum temperature. In this heat retaining device, the heater for heating the battery is configured to operate by receiving power supply from the battery or a commercial power source. In addition, when the electric vehicle is parked, the heat retaining device can heat the battery with a heater and maintain the battery at an appropriate temperature.
しかしながら、低温環境又は高温環境においてバッテリの充放電がなされると、当該充放電にともないバッテリが劣化したり損傷したりするという問題がある。 However, when the battery is charged / discharged in a low temperature environment or a high temperature environment, there is a problem that the battery deteriorates or is damaged due to the charge / discharge.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の温度環境下において発生するバッテリの劣化や損傷を効果的に抑制することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to effectively suppress deterioration and damage of a battery that occurs in a predetermined temperature environment.
かかる課題を解決するために、本発明は、外部電源から供給される電力を充電可能なバッテリと、外部電源又はバッテリから電力が供給される電気負荷とを有する電動車両を提供する。この電動車両において、制御装置は、所定の温度条件が成立した場合に、バッテリと、外部電源及び記電気負荷とを電気的に遮断した状態に制御する。 In order to solve such a problem, the present invention provides an electric vehicle having a battery capable of charging power supplied from an external power source and an electric load supplied with power from the external power source or the battery. In this electric vehicle, the control device controls the battery, the external power supply, and the electrical load to be electrically disconnected when a predetermined temperature condition is satisfied.
本発明によれば、必要とする温度条件において、バッテリと、外部電源及び電気負荷とを電気的に遮断した状態に制御することができる。そのため、バッテリの充放電により劣化や損傷が懸念されるような温度環境においてバッテリを電気的に遮断することができるので、バッテリの充放電を抑制することができる。これにより、バッテリの劣化や損傷を効果的に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to control the battery, the external power source, and the electric load in a state where they are electrically cut off under the necessary temperature conditions. Therefore, since the battery can be electrically shut off in a temperature environment in which deterioration or damage is a concern due to charging / discharging of the battery, charging / discharging of the battery can be suppressed. Thereby, deterioration and damage of a battery can be suppressed effectively.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る電動車両1の構成を模式的に示す説明図である。この電動車両1は、電気を駆動源として走行する車両(例えば自動車)である。この電動車両1は、バッテリ10、モータ20、インバータ21及び車両制御装置40を主体に構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the electric vehicle 1 according to the present embodiment. The electric vehicle 1 is a vehicle (for example, an automobile) that travels using electricity as a drive source. The electric vehicle 1 is mainly composed of a
バッテリ10は、電力を充電したり放電したりすることが可能な二次電池である。バッテリ10は、例えば、単一のセル又は複数のセルからなるモジュール11を複数個直列に接続した組電池で構成されており、個々のセルとしては、リチウムイオン電池等を用いることができる。バッテリ10は、正極及び負極に対応した一対のバッテリラインLbを介してインバータ21の入力側に接続されており、バッテリ10に貯えられた直流電力は、インバータ21により交流電力に変換された上でモータ20に供給される。
The
バッテリ10には、温度センサ12、温調装置13及びバッテリ制御装置14が備えられている。
The
温度センサ12は、バッテリ10の温度状態を検出するセンサである。この温度センサ12は、バッテリ10の温度を直接的に検出するものであるが、バッテリ10の温度状態と関連性を有するパラメータ(例えば外気温などといった周囲環境を示す情報)から推定するといったように、バッテリ10の温度状態を間接的に検出してもよい(温度検出手段)。また、この温度センサ12は、バッテリ10が組電池からなる場合には、個々のモジュール11の温度状態を独立して検出することができることが好ましい。
The
温調装置13は、バッテリ10の温度調節を行うものである。本実施形態では、低温環境を前提として説明を行う関係上、温調装置13は、バッテリ10を加熱するヒータで構成されている。温調装置13は、給電ラインを介してバッテリラインLbと接続されており、所定の電力が供給されることにより作動すると、自己の発熱によりバッテリ10を加熱する。この温調装置13の作動を通じて、バッテリ10が所定の温度或いは温度範囲に保温される。なお、本実施形態における温調装置13は、バッテリ10を加熱するヒータを備えるものであるが、バッテリ10を冷却する冷却装置をさらに備えても良い。
The
バッテリ制御装置14は、バッテリ10の電圧を監視したり、バッテリ10の供給可能電力を演算したりする。また、バッテリ制御装置14は、温度センサ12により検出された温度情報を読み込んだり、バッテリリレー15及び温調リレー16の開閉状態を制御したりする。
The
バッテリリレー15は、バッテリラインLbに設けられており、閉状態(オン状態)においてバッテリラインLbを接続し、開状態(オフ状態)においてバッテリラインLbを遮断する。このバッテリリレー15は、温調装置13、後述する強電系補機22や弱電系補機24を含む電気補機及び外部電源と、バッテリ10とを電気的に接続又は遮断しえるようにとの観点から、バッテリラインLbにおける電気負荷との接続位置よりもバッテリ10側に配置されている。
The
温調リレー16は、バッテリラインLbから温調装置13へと至る給電ライン上に設けられており、閉状態(オン状態)において給電ラインを接続し、開状態(オフ状態)において給電ラインを遮断する。この温調リレー16により、温調装置13に電力を供給したり、その電力供給を遮断することができる。
The
モータ20は、ロータ(可動子)とステータ(固定子)とを主体に構成されており、例
えば、中性点を中心に星形結線された複数の相巻線(例えば3相巻線)がステータにそれぞれ巻回された永久磁石同期電動機である。モータ20は、供給された交流電力によりロータが回転することで動力を発生し、この動力を伝達することで電動車両1が備える駆動輪(図示せず)を駆動する。
The
インバータ21は、バッテリ10からの直流電力を交流電力に変換し、この変換した交流電力をモータ20へ供給する。具体的には、インバータ21の入力側は、バッテリラインLbと接続されており、その出力側は、モータ20の各相巻線に接続されている。
The
また、電動車両1において、バッテリラインLbには強電系補機22が接続されるとともに、DC/DCコンバータ23を介して弱電系補機24が接続される。強電系補機22としては、車両用空調装置を構成するコンプレッサなどが挙げられる。また、弱電系補機24は、12Vの鉛蓄電池、ヘッドライト、テールライト、ワイパー、メーター装置、ナビゲーションシステム、室内灯や、車両制御装置40を含む各種のコンピュータなどが挙げられる。DC/DCコンバータ23は、バッテリラインLbからの入力電圧を降圧して弱電系補機24に出力する。
In the electric vehicle 1, the high-voltage
この電動車両1は、外部電源によりバッテリ10を充電するために充電ポート30,32を備えている。
The electric vehicle 1 includes charging
第1の充電ポート30は、外部電源の一形態としての車外充電装置50と接続可能な充電ポートであり、充電ラインLc1を介してバッテリラインLbに接続されている。車外充電装置50は、電動車両1の外部からバッテリ10を充電するための装置であり、例えば急速充電器を用いることができる。この急速充電器は、電動車両1のバッテリ充電用のインフラとして整備された設備の一つであり、例えば、200ボルトの3相交流を入力として最大出力50kWの直流電力を出力する程度の性能を備えている。
The first charging
車外充電装置50は本体から延在するケーブルの先端に取り付けられたコネクタ51により第1の充電ポート30と接続可能に構成されている。この車外充電装置50は、コネクタ51が第1の充電ポート30に接続されることにより、電動車両1との間で通信を行うことができる。車外充電装置50は、係る通信を通じて電動車両1から供給電力又は供給電流が要求されると、これに応じて出力電力又は出力電流を制御する。このように、車外充電装置50と電動車両1とを接続することにより、車外充電装置50から供給される電力が電動車両1側へと供給されて、これにより、バッテリ10を充電することができる。
The
なお、第1の充電ポート30からバッテリラインLbへと至る充電ラインLc1には、安全上の観点から、自己の開閉状態に応じて充電ラインLc1の接続及び遮断を行う遮断リレー31が設けられている。
The charging line Lc1 extending from the first charging
一方、第2の充電ポート32は、外部電源の一形態としての商用電源60を接続可能な充電ポートであり、前述の車外充電装置50とは別系統の充電ラインLc2を介してバッテリラインLbに接続されている。商用電源60はプラグを接続するための差し込み口61を備えており、この差し込み口61には、充電ケーブル65の一方の端部に取り付けられたプラグ66を接続することができる。なお、商用電源60の仕様によっては、差し込み口61とプラグ66とが一体に構成されて、充電ケーブル65が商用電源60に直接的に繋がっていることもある。
On the other hand, the
充電ケーブル65は、その他方の端部に取り付けられたコネクタ67が第2の充電ポート32に接続可能に構成されている。また、充電ケーブル65は、そのケーブルの途中に
コントロールボックス68を備えている。コントロールボックス68は、プラグ66が差し込み口61に接続され、コネクタ67が第2の充電ポート32に接続されることにより、電動車両1との間で通信を行うことができる。また、コントロールボックス68は、充電中の漏電を検知して配線を遮断したり、その充電ケーブル65の電流容量を示す電流容量信号を電動車両1に送信したりする。このように、充電ケーブル65を介して商用電源60と電動車両1とを接続することにより、商用電源60から供給される電力が電動車両1側へと供給されて、これにより、バッテリ10を充電することができる。
The charging
第2の充電ポート32からバッテリラインLbへと至る充電ラインLc2には、商用電源60から電動車両1に入力される電力を制御する電力供給装置33が設けられている。
On the charging line Lc2 extending from the second charging
車外充電装置50を用いた電力供給では、車外充電装置50と電動車両1とが接続される。電力供給装置33が車外充電装置50と通信を行い、バッテリ制御装置14が管理するバッテリ10の供給可能電力と、車外充電装置50が供給可能な電力などから、充電電力を決定する。そして、車外充電装置50は、決定された充電電力に基づき、電動車両1に直流電力を供給する。
In the power supply using the
一方、商用電源60を用いた電力供給では、充電ケーブル65を介して商用電源60と電動車両1とが接続される。電力供給装置33は、コントロールボックス68が出力する電流容量信号に基づいて充電ケーブル65の電流容量を認識した上で、その電流容量の範囲内で商用電源60からの入力電流を制御する。電力供給装置33は、第2の充電ポート32から出力される交流電力を直流電力に変換するとともにその電圧を昇圧した上で電動車両1側へと出力する。この電力供給装置33が出力する電力は、車両制御装置40によってリアルタイムに制御される。具体的には、車両制御装置40は、当該出力電力を、バッテリ制御装置14が管理するバッテリ10の供給可能電力と、電力供給装置33が出力可能な出力可能電力と、強電系補機22の消費電力と、DC/DCコンバータ23を介して弱電系補機24が消費する補機消費電力とにより決定する。
On the other hand, in the power supply using the
なお、充電ラインLc1,Lc2がバッテリラインLbに接続されている関係上、バッテリ10と外部電源との間の電流経路において電気負荷へと繋がる接続点が存在する。そのため、外部電源から供給される電力は、バッテリ10のみならず、電気負荷、すなわち、温調装置13、バッテリラインLbに接続するインバータ21、強電系補機22、DC/DCコンバータ23を介して弱電系補機24へも供給し得る。
In addition, since the charging lines Lc1 and Lc2 are connected to the battery line Lb, there is a connection point that leads to an electric load in the current path between the
車両制御装置40は、電動車両1を統合的に制御する装置である。この車両制御装置40は、電力供給装置33と通信可能に構成されており、電力供給装置33が出力する電力を制御することができる。また、車両制御装置40は、バッテリ制御装置14と通信可能に構成されており、このバッテリ制御装置14を通じて、温度センサ12により検出された温度情報(バッテリ10の温度状態)を読み込んだり、バッテリリレー15及び温調リレー16のオンオフ状態を制御したりすることができる。また、車両制御装置40は、インバータ21、強電系補機22、DC/DCコンバータ23及び弱電系補機24を制御したりする。
The
また、車両制御装置40は、バッテリ10の温調制御、すなわち、バッテリ10の温度状態を所望の範囲に保持するための制御を行う。かかる制御は、車両制御装置40が、温調リレー16のオンオフ状態を切り換え、温調装置13に電力を供給したりそれを停止したりすることにより、行われる。
Moreover, the
さらに、本実施形態との関係において、車両制御装置40は、バッテリリレー15のオンオフ状態を切り換え、外部電源及び電気負荷とバッテリ10とを電気的に遮断した状態
又は接続した状態に制御することで、バッテリ10に対する充放電の制限を行う。具体的には、車両制御装置40は、所定の温度条件が成立した場合には、外部電源及び電気負荷と、バッテリ10とを電気的に遮断した状態に制御し、これにより、バッテリ10に対する充放電を制限する。
Further, in relation to the present embodiment, the
図2は、温調制御に伴うバッテリ10の充放電制限の手順を示すフローチャートである。本フローチャートに示す制御手順は、低温環境に放置された電動車両1において凍結したバッテリ10を解凍するといったシーンにおいて好適である。なお、電動車両1が放置されている期間は、システムが停止しているためバッテリリレー15及び温調リレー16はオフ状態に設定されている。ここで、図3は、バッテリ10の温度Tbcの推移と、バッテリリレー15及び温調リレー16の状態とを示す説明図である。同図において、Tccはバッテリ10の電解液の凍結開始温度である。また、Thrはバッテリ10の温調制御における温調装置13の作動範囲であり、その下限値を下回ると温調装置13が作動され、その上限値に到達すると温調装置13の作動が停止される。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for limiting charging / discharging of the
まず、ステップ10(S10)において、充電ケーブル65により商用電源60と電動車両1とが接続される、又は、車外充電装置50と電動車両1とが接続されることにより、車両制御装置40を含む電動車両1のシステムが起動する。
First, in step 10 (S10), the
ステップ11(S11)において、車両制御装置40は、バッテリ10の温度状態について第1温度条件が成立しているか否かを判断する。この第1温度条件は、バッテリ10の温度状態が、当該バッテリ10の充放電を制限する制限温度に存する場合に成立する。すなわち、車両制御装置40は、温度センサ12により検出された温度情報に基づいて、バッテリ10の温度状態が当該制限温度に存するか否かを判断する。かかる制限温度は、低温環境におけるバッテリ10の劣化や損傷を抑制する観点から、実験やシミュレーションを通じてその最適な温度範囲が予め設定されている。例えば、この制限温度としては、バッテリ10の電解液の凍結開始温度以下の範囲とすることができる。
In step 11 (S11),
なお、バッテリ10が、複数のモジュール11から構成されている場合には、搭載レイアウトなどによって個々のモジュール11に温度ばらつきが発生する虞がある。そのため、個々のモジュール11の温度を検出し、その最低温度と最高温度とを認識した上で、上述の判断を行うことが好ましい。
When the
このステップ11において肯定判定された場合、すなわち、バッテリ10の温度状態が制限温度に存する場合には、後述するステップ12(S12)に進む。
If the determination in
一方、ステップ11において否定判定された場合、すなわち、バッテリ10の温度状態が制限温度に存しない場合には、本フローを抜けて、通常のバッテリ温調制御を行う。
On the other hand, if a negative determination is made in
具体的には、バッテリ10の温度状態が充放電の制限を不要とする状態でありかつバッテリ10の温調制御が必要と判断された場合、車両制御装置40は、温調リレー16とバッテリリレー15とをそれぞれオン状態に制御する。これにより、外部電源又はバッテリ10から温調装置13に電力が供給され、温調装置13によりバッテリ10の加熱が行われる。一方、バッテリ10の温度状態が充放電可能の制限を不要とする状態でありかつバッテリ10の温調制御が不必要と判断された場合、車両制御装置40は、バッテリリレー15を接続し、外部電源からバッテリ10に充電を行ったり、バッテリ10から電気負荷又は車外の負荷装置に対して放電を行ったりする。
Specifically, when it is determined that the temperature state of the
ステップ12において、車両制御装置40は、バッテリ10の温調制御を開始する。
In
まず、ステップ13(S13)において、車両制御装置40は、温調リレー16をオン状態に制御にして、温調装置13への電力供給に備える。この場合、バッテリ10を、外部電源及び温調装置13を含む電気負荷と切り離して制御を行うべく、バッテリリレー15はオフ状態のままで保持される。
First, in step 13 (S13), the
ステップ14(S14)において、車両制御装置40は、電力供給装置33を制御することにより、外部電源から温調装置13及び他の電気補機へと電力を供給する。
In step 14 (S14), the
ステップ15(S15)において、車両制御装置40は、バッテリ10の温度状態について第2温度条件が成立しているか否かを判断する。この第2温度条件は、バッテリ10の温度状態が、温調制御における温調装置13の作動範囲の上限値に到達したか否かを判断する。なお、この第2温度条件は、バッテリ10の温度状態が前述の制限温度から、バッテリ10の充放電の制限が不要な温度範囲へと回復したことが判断できればよく、かかる制限温度の上限値から温調装置13の作動範囲の上限値までの間において、任意の温度を設定することができる。
In step 15 (S15),
このステップ15において肯定判定された場合、すなわち、バッテリ10の温度が温調制御の温度範囲の上限値に到達した場合には、ステップ16(S16)に進む。一方、ステップ15において否定判定された場合、すなわち、バッテリ10の温度が温調制御の温度範囲の上限値に到達していない場合には、再度ステップ14の処理に戻る。したがって、かかるループにより、バッテリ10の温度が温調制御の温度範囲の上限値に到達するまで、温調装置13に対する電力供給が継続されることとなる。
If an affirmative determination is made in
ステップ17(S17)において、車両制御装置40は、温調装置13への供給電力を停止する。
In step 17 (S17), the
ステップ18(S18)において、車両制御装置40は、温調リレー16をオフ状態に制御する。そして、車両制御装置40は、システムを停止した上で(ステップ19(S19))、本ルーチンを終了する。
In step 18 (S18), the
このように本実施形態において、電動車両1は、外部電源から供給される電力を充電可能なバッテリ10と、外部電源又はバッテリ10から電力が供給される電気負荷とを有している。そして、車両制御装置40は、所定の温度条件が成立した場合に、バッテリ10と、外部電源及び記電気負荷とを電気的に遮断した状態に制御している。
As described above, in the present embodiment, the electric vehicle 1 includes the
係る構成によれば、必要とする温度条件において、バッテリ10と、外部電源及び記電気負荷とを電気的に遮断した状態に制御することができる。そのため、バッテリ10の充放電により劣化や損傷が懸念されるような温度環境においてバッテリ10を電気的に遮断することができるので、バッテリ10の充放電を抑制することができる。これにより、バッテリ10の劣化や損傷を効果的に抑制することができる。
According to such a configuration, it is possible to control the
また、本実施形態において、電気負荷は、バッテリ10の温度調節を行う温調装置13を含み、車両制御装置40は、所定の温度条件が成立した場合、さらに、外部電源から温調装置13に電力を供給してこの温調装置13を作動させている。
In the present embodiment, the electric load includes the
例えば、バッテリが極低温になると、バッテリ内部の電解液が凍結するなどしてイオンの動きが悪化し、電気抵抗値が大幅に上昇する。このとき、バッテリの温度を回復させるための温調装置やその他の電気補機の負荷変動などでバッテリにおいて充放電電流が発生すると、バッテリ電圧が大幅に上昇(過充電)又は低下(過放電)し、バッテリが著しく劣化又は損傷してしまう。このため、バッテリや外部電源の電力を使用して温調装置を作
動すると、バッテリの劣化や損傷に繋がってしまう。一方、バッテリの温度を調整するために、電動車両を放置して温調装置を使わずに自然に回復させた場合には、そのような不具合が解消されるまでにバッテリ温度が回復するまでに長くの時間を要してしまうという問題がある。
For example, when the battery is at a very low temperature, the electrolyte solution in the battery freezes and the movement of ions deteriorates, and the electrical resistance value increases significantly. At this time, if a charge / discharge current is generated in the battery due to a load control of a temperature control device or other electric auxiliary device for recovering the temperature of the battery, the battery voltage significantly increases (overcharge) or decreases (overdischarge). As a result, the battery is significantly deteriorated or damaged. For this reason, if the temperature control apparatus is operated using the power of the battery or the external power source, the battery is deteriorated or damaged. On the other hand, in order to adjust the temperature of the battery, if the electric vehicle is left and recovered naturally without using the temperature control device, the battery temperature will recover until such a problem is resolved. There is a problem that it takes a long time.
この点本実施形態によれば、外部電源により温調装置13を作動させるものの、バッテリ10が電気的に遮断されているため、温調装置13やその他の電気補機に電力変動が発生しても、当該電力変動に伴うバッテリ10の過充電や過放電を抑制することができる。また、外部電源により温調装置13を作動させることができるので、短時間でバッテリ10を所望の温度へ温調できる。
In this regard, according to the present embodiment, the
また、本実施形態において、電動車両1は、バッテリ10と外部電源との間の電流経路(充電ラインLc1,Lc2及びバッテリラインLb)において電気負荷へと繋がる接続点よりもバッテリ10側に、電流経路を接続又は遮断するバッテリリレー15が配置される。また、車両制御装置40は、所定の温度条件が成立した場合、バッテリリレー15により電流経路を遮断する。
Further, in the present embodiment, the electric vehicle 1 has a current on the
かかる構成によれば、バッテリリレー15により、バッテリ10と、外部電源及び記電気負荷とを電気的に遮断することができる。これにより、バッテリ10の劣化や損傷を効果的に抑制することができる。
According to such a configuration, the
また、本実施形態において、車両制御装置40は、バッテリ10の温度状態がバッテリ10の充放電を制限する制限温度に存する場合に、所定の温度条件の成立を判断する。
In the present embodiment, the
かかる構成によれば、バッテリ10の温度を通じて、バッテリ10の充放電を制限する制限温度に存するか否かを判断することができる。これにより、バッテリ10の遮断を適切に実行することができるので、結果として、バッテリ10の劣化や損傷を効果的に抑制することができる。もっとも、本発明によれば、バッテリ10の温度を直接的に監視せずに、外気温といった周囲の情報などを参照し、バッテリ10の充放電を制限するような所定の温度条件が成立するか否かを判断してもよい。
According to such a configuration, it can be determined whether or not the temperature is limited to a temperature that limits charging / discharging of the
バッテリ10を遮断した状態で外部電源から電力を供給する場合、温調装置13を含む電気負荷の消費電力以上に電力を供給してしまうと、システム電圧が過大になり、フェールに落ちたりシステムに異常をきたしたりする可能性がある。そこで、車両制御装置40は、バッテリラインLbを含むシステムの電圧を随時モニタリングし、電力供給装置33の出力電力をフィードバック制御することが望ましい。
When power is supplied from an external power source with the
なお、本実施形態では、低温環境を前提として説明を行ったが、冷却装置を含む温調装置13により、高温環境において温調制御を行ってもよい(後述する実施形態においても同様)。例えば、バッテリ10が過大温度になっているときに、バッテリ10や外部電源の電力を使用して温調装置13を作動すると、充放電に伴う発熱で、バッテリ自身の許容温度を超えてしまい、バッテリ10が著しく劣化又は損傷してしまう。この場合、バッテリ10の充放電を制限する制限温度は、低温環境においてバッテリ10の充放電を制限する温度範囲と、高温環境においてバッテリ10の充放電を制限する温度範囲とがそれぞれ設定されることとなる。
Although the present embodiment has been described on the assumption of a low temperature environment, the temperature control may be performed in a high temperature environment by the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態にかかる、温調制御に伴うバッテリ10の充放電制限について説明する。図4は、バッテリ10の温度Tbcの推移と、バッテリリレー15及び温調リレー16の状態とを示す説明図である。この第2の実施形態において、電動車両1が外部電
源と接続されてからバッテリ10の温調制御を開始するまでの手順については、第1の実施形態と同様である。つぎに、車両制御装置40は、バッテリ10の温調制御中に、バッテリ10の電解液の凍結開始温度よりも上昇した場合、バッテリリレー15をオン状態に設定し、温調装置13の作動を継続する。換言すれば、車両制御装置40は、バッテリ10の温度状態が制限温度から回復した場合には、バッテリ10と外部電源及び電気負荷とを電気的に接続した状態に制御して、温調装置13の作動を継続する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, charging / discharging limitation of the
バッテリリレー15のオフ状態において温調制御を行う場合、電圧変動を吸収するバッファとしてのバッテリ10が電気的に切り離されている。そのため、温調装置13やその他の電気補機の消費電力の変動に伴うシステムの電圧変動が大きくなる。これにより、通常は、システムの耐電圧限界に対して十分に低い電圧領域でバッテリ10の温調制御を実施するため、温調装置13への供給電力が小さくなり、バッテリ10の温調に多くの時間を要することがある。
When temperature control is performed when the
これに対し、バッテリ10の充放電の制限温度から回復した後に、バッテリリレー15をオン状態に切り換えて温調制御を行うことで、バッテリ10に吸収されることで電圧変動が小さくなる。そのため、バッテリリレー15がオフ状態の場合と比べて、システムの電圧を相対的に上げることが可能となり、温調装置13への供給電力を増やすことができる。この結果、より短い時間でバッテリ10の調温を行うことができる。また、バッテリ10の温調を行いながら、バッテリ10の充電を併せて行うことができる。
On the other hand, after recovering from the charging / discharging limit temperature of the
なお、第2の実施形態において、バッテリリレー15に対して外部電源側に電圧センサ34を配置し、車両制御装置40は、バッテリリレー15をオン状態に制御する場合には、電力供給装置33の出力制御により、システム電圧をバッテリ10の電圧近傍に調圧した状態で、バッテリリレー15をオン状態に制御することが好ましい。これにより、システム電圧とバッテリ10の電圧との落差が小さくなり、システムに発生する突入電流の発生を抑制することができる。その結果、システムの電圧がその耐電圧限界を超えたり、バッテリ10への過大な突入電流を抑制したりできるので、安全に温調制御を行うことができる。
In the second embodiment, when the
また、これとは別に、バッテリリレー15をオン状態に制御する前に、外部電源から温調装置13への電力供給を一旦停止させ、バッテリリレー15をオン状態に制御してから温調装置13に電力を供給してもよい。これにより、通常の充電制御と同様、システムに発生する突入電流を抑制することができ、安全に温調制御を行うことができる。
Separately from this, before the
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態にかかる、温調制御に伴うバッテリ10の充放電制限について説明する。図5は、システムの電圧Vstmと消費電力との時系列的な変化を模式的に示す説
明図である。同図において、Vtgは制御目標電圧、Vupはシステムの耐電圧限界である。また、Psは外部電源から供給する供給電力、Phは温調装置13の消費電力、Pdはその他の補機(DC/DCコンバータ23)の消費電力である。
(Third embodiment)
Hereinafter, charging / discharging limitation of the
第2の実施形態に示すように、バッテリ10を電気的に切り離した状態で温調制御を行う場合、温調装置13や他の電気補機の消費電力の変動に伴いシステムの電圧Vstmの変
動が大きくなる。そのため、システムの耐電圧限界Vupに対して十分に低い電圧領域で温調制御を行う必要が生じる。
As shown in the second embodiment, when temperature control is performed with the
一方で、バッテリ10の温度調節に要する時間を短縮するためには、なるべく高い電圧で温調装置13を作動させることが望ましい。温調装置13を高い電圧で作動させるためには、システムの電圧変動を抑える必要がある。そこで、本実施形態では、バッテリリレ
ー15に対して外部電源側に電圧センサ34を配置することで、車両制御装置40は、システムの電圧Vstmの変動をモニタリングし、これが一定電圧になるように電力供給装置
33からの供給電力を制御する。
On the other hand, in order to shorten the time required to adjust the temperature of the
これにより、システムの電圧変動を安定的に抑えることが可能となるため、システムの電圧Vstmが過大となったり、過少となったりすることなく、温調制御を行うことが可能
となる。
As a result, voltage fluctuations in the system can be stably suppressed, so that temperature control can be performed without causing the system voltage Vstm to be excessive or insufficient.
なお、望ましくは、電力供給装置33が電圧センサ34による電圧情報を直接読み取り、この情報を電力供給装置33の出力制御にフィードバックする回路を組むことが好ましい。これにより、応答性が上がり、例えば、温調装置13が何らかの理由で遮断されたときでも、迅速に供給電力Psを落とすことが可能となる。この結果、システムの電圧Vstmが過電圧に至ることなく高い電圧で温調制御を制御することが可能となる。これにより
、温調時間の短縮を図ることができる。
Desirably, it is preferable to construct a circuit in which the power supply device 33 directly reads voltage information from the
以上、本発明の実施形態に係る電動車両について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, although the electric vehicle which concerns on embodiment of this invention was demonstrated, it cannot be overemphasized that a various deformation | transformation is possible within the scope of the invention, without this invention being limited to embodiment mentioned above.
1 電動車両
10 バッテリ
12 温度センサ
13 温調装置
14 バッテリ制御装置
15 バッテリリレー
16 温調リレー
20 モータ
21 インバータ
22 強電系補機
23 DC/DCコンバータ
24 弱電系補機
30 第1の充電ポート
32 第2の充電ポート
33 電力供給装置
34 電圧センサ
40 車両制御装置
50 車外充電装置
60 商用電源
65 充電ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記外部電源又は前記バッテリから電力が供給される電気負荷と、
所定の温度条件が成立した場合に、前記バッテリと前記外部電源及び前記電気負荷とを電気的に遮断した状態に制御する制御装置と、
を有することを特徴とする電動車両。 A battery capable of charging power supplied from an external power source;
An electrical load to which power is supplied from the external power source or the battery;
A control device that controls the battery, the external power source, and the electrical load to be electrically disconnected when a predetermined temperature condition is satisfied;
An electric vehicle comprising:
前記制御装置は、前記所定の温度条件が成立した場合、さらに、前記外部電源から前記温調装置に電力を供給して当該温調装置を作動させることを特徴とする請求項1に記載された電動車両。 The electrical load includes a temperature control device that adjusts the temperature of the battery,
2. The control device according to claim 1, wherein when the predetermined temperature condition is satisfied, the control device further supplies power to the temperature control device from the external power source to operate the temperature control device. Electric vehicle.
前記制御装置は、前記所定の温度条件が成立した場合、前記バッテリリレーにより前記電流経路を遮断することを特徴とする請求項2に記載された電動車両。 The battery further includes a battery relay that is disposed on the battery side of a connection point connected to the electric load in a current path between the battery and the external power source, and connects or disconnects the current path.
The electric vehicle according to claim 2, wherein the control device cuts off the current path by the battery relay when the predetermined temperature condition is satisfied.
前記制御装置は、前記バッテリの温度状態が当該バッテリの充放電を制限する制限温度に存する場合に、前記所定の温度条件の成立を判断することを特徴とする請求項2又は3に記載された電動車両。 Temperature detecting means for detecting the temperature state of the battery;
4. The control device according to claim 2, wherein the control device determines that the predetermined temperature condition is satisfied when the temperature state of the battery is at a limit temperature that limits charging / discharging of the battery. 5. Electric vehicle.
前記制御装置は、前記電流経路に印加される電圧を所定電圧に制御した状態で、前記バッテリと前記外部電源及び前記電気負荷とを電気的に接続した状態に制御することを特徴とする請求項5に記載された電動車両。 In the current path, it is arranged on the external power supply side with respect to the battery relay, further comprising a voltage detection means for detecting a voltage applied to the current path,
The control device controls the battery, the external power source, and the electric load to be electrically connected in a state where a voltage applied to the current path is controlled to a predetermined voltage. 5. The electric vehicle described in 5.
前記制御装置は、前記電流経路に印加される電圧の変動を抑制するように前記外部電源からの供給電力を制御することを特徴とする請求項3に記載された電動車両。 In the current path, it is arranged on the external power supply side with respect to the battery relay, further comprising a voltage detection means for detecting a voltage applied to the current path,
4. The electric vehicle according to claim 3, wherein the control device controls power supplied from the external power source so as to suppress a variation in voltage applied to the current path.
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