JP2014183713A

JP2014183713A - バッテリー充電装置

Info

Publication number: JP2014183713A
Application number: JP2013058435A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Yamazaki; 泰由山▲崎▼; Yasuo Kamimura; 康夫神村; Takao Matsumoto; 貴生松本; Kazuki Sato; 一樹佐藤; Norihiko Hatsumi; 典彦初見
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP6123399B2

Abstract

【課題】駐車中に適切な電力量で補機バッテリーを充電すること。
【解決手段】補機バッテリー充電システム１０は、車両２０の電源がオフされている間はたとえば所定時間ごとに補機バッテリー１０２を充電する第１充電をおこない、電源がオフされている間に通信装置であるカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合には通信をおこなっていない場合よりも補機バッテリー１０２に供給する電力量を増加させた第２充電をおこなう。供給電力量を増加させる方法としては、充電時間を長くする方法、およびＤＣ−ＤＣコンバータ１０６の出力電圧値を増加させる方法がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車に搭載された補機バッテリーを充電するバッテリー充電装置に関する。

電気自動車やハイブリット自動車などの電動車には、走行用モータの駆動電力を蓄電する走行用バッテリー（メインバッテリー）の他、ＥＶ−ＥＣＵ等や車両内外のランプ類、カーオーディオなどの補機を駆動する電力を蓄電する補機バッテリーが設けられている。電動車における補機バッテリーの充電は、走行用バッテリーの高電圧電力をＤＣ−ＤＣコンバータで降圧して供給することによっておこなわれる。

従来、補機バッテリーの充電は、車両の走行中（主電源がオンにされた状態）や普通充電中、急速充電中にのみおこなわれ、車両の駐車中（主電源がオフにされた状態）ではおこなわれないのが一般的である。しかしながら、車両の駐車中にもＥＣＵや車載機器などが電力を消費し、補機バッテリーの蓄電量は低下していく。補機バッテリーの蓄電量が所定量を下回ると、ガソリン車と同様に電動車においても車両の起動ができなくなる。

駐車中における補機バッテリーの蓄電量低下に対応するため、たとえば、下記特許文献１では、電圧検知部によって補機電池（補機バッテリー）の電圧を検知して、所定値以下になったときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ部を作動させる。これにより、補機電池内の蓄電量を所定量以上に確保することができる。

特開２０１１−０６２０１８号公報

しかしながら、上述した従来技術では、補機バッテリーの電圧を検知する電圧センサを設ける必要があり、車両のコストが増加するという問題点がある。また、たとえば電圧センサを設けずに一定時間ごとに定期的に充電をおこなう方法も考えられるが、補機バッテリーが満充電に近い状態で充電をおこなうと過充電状態となり、バッテリー寿命に影響を及ぼすという問題点がある。

また、近年、特定の利用者間で車両を共同利用するカーシェアリングサービスの普及が進んでいる。カーシェアリング用の車両には、カーシェアリングサービスに関する情報を通信するカーシェアリング用デバイスが搭載されている。カーシェアリング用デバイスは、車両の走行中のみならず車両が駐車されてからもカーシェアリングサービス用サーバとの間で通信をおこなうため、車両の駐車中にも多くの電力を消費する。このため、カーシェアリング用の車両では、駐車中における補機バッテリー充電の必要性が高くなる。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、駐車中に適切な電力量で補機バッテリーを充電することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる補機バッテリー充電装置は、電動車の走行用バッテリーから電力の供給を受けて充電される補機バッテリーと、前記補機バッテリーから供給される電力を用いて稼働する通信装置と、前記通信装置の通信状態を検知する通信状態検知部と、前記走行用バッテリーから前記補機バッテリーへの電力供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電動車の電源がオフされている間に前記補機バッテリーを充電する第１充電を実行し、前記電源がオフされている間に前記通信装置が通信をおこなった場合には前記第１充電よりも前記補機バッテリーに供給する電力量を増加させる第２充電を実行する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる補機バッテリー充電装置は、前記制御部は、前記第２充電を実行する場合、前記第１充電を実行する場合よりも前記走行用バッテリーから前記補機バッテリーへの電力供給時間を長くする、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる補機バッテリー充電装置は、前記走行用バッテリーと前記補機バッテリーとはＤＣ−ＤＣコンバータを介して接続されており、前記制御部は、前記第２充電を実行する場合、前記第１充電を実行する場合よりも前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧値を増加させる、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる補機バッテリー充電装置は、前記電動車の開口部を覆う被覆部材の開閉状態を検知する開閉状態検知部を備え、前記制御部は、前記第１充電または前記第２充電を実施している際に前記被覆部材が開放された場合、前記補機バッテリーへの充電を停止する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる補機バッテリー充電装置は、前記電動車は、特定の利用者間で車両を共同利用するカーシェアリングサービス用の車両であり、前記通信装置は、前記カーシェアリングサービスに関する情報を通信するカーシェアリング用デバイスである、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電動車の電源がオフされている間にも補機バッテリーを充電（第１充電）するので、電動車の停車中に通信装置が補機バッテリーの電力を消費する場合においても補機バッテリーのバッテリー上がりを防止することができる。また、請求項１の発明によれば、電源がオフされている間に通信装置が通信をおこなった場合には通信装置が通信をおこなっていない場合よりも補機バッテリーに供給する電力量を増加させた第２充電をおこなうので、通信装置の処理の中でも特に電力消費量が多い通信動作がおこなわれた場合に、適切な量の電力を充電することができ、過充電を防止しつつ補機バッテリー内の電力量を一定量確保することができる。
請求項２の発明によれば、第２充電をおこなう場合には補機バッテリーへの電力供給時間を長くするので、供給電力量の変更を容易におこなうことができる。
請求項３の発明によれば、第２充電をおこなう場合にはＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧値を増加させるので、補機バッテリーへの供給電力量を増加させた場合でも充電時間を短縮、または一定に保つことができる
請求項４の発明によれば、補機バッテリーへの充電中に電動車の被覆部材が開放された場合、補機バッテリーへの充電を停止するので、電動車の駐車中に利用者が何らかの作業をおこなう場合にも安全を確保することができる。
請求項５の発明によれば、電動車の利用後（駐車中）に負荷の高い通信をおこなう必要があるカーシェアリング用デバイスを通信装置として用いるので、電動車がカーシェアリングサービス用の車両である場合に補機バッテリーのバッテリー上がりを確実に防止することができる。

実施の形態にかかる補機バッテリー充電装置１０の構成を示すブロック図である。カーシェアリングサービスの概要を示す説明図である。補機バッテリー充電装置１０の処理の手順を示すフローチャートである。パワースイッチ１２４の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる補機バッテリー充電装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる補機バッテリー充電装置１０の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる補機バッテリー充電装置１０は、車両２０の補機バッテリー１０２を充電するための装置である。車両２０は、電気自動車やハイブリット自動車なの電動車であり、特定の利用者間で車両を共同利用するカーシェアリングサービス用の車両である。

補機バッテリー１０２は、車両２０のＥＶ−ＥＣＵ１２０や車両内外のランプ類、カーオーディオ（図示なし）、通信装置としてのカーシェアリング用デバイス２００などの補機を駆動する電力を蓄電する１２Ｖバッテリーである。
補機バッテリー１０２は、後述するＥＶ−ＥＣＵ１２０の制御によって、走行用バッテリー１０４から電力の供給を受けて充電される。このとき、走行用バッテリー１０４に蓄電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６で降圧された上で補機バッテリー１０２に供給される。

走行用バッテリー１０４は、モータ１１４の駆動用電力を蓄電する。より詳細には、走行用バッテリー１０４に蓄電された電力は、インバータ１１２によって交流に変換され、モータ１１４に供給される。モータ１１４は、供給された電力を用いて回転運動をおこない、この回転がタイヤＴに伝達されることによって、車両２０が走行する。走行用バッテリー１０４はたとえば３３０Ｖ程度の高電圧バッテリーである。
走行用バッテリー１０４の状態（たとえば残存電力量やバッテリー温度、故障の有無など）は、ＢＵＭ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）１０８によって監視されている。また、走行用バッテリー１０４への充電は、普通充電口１１０ａまたは急速充電口１１０ｂを介しておこなわれる。普通充電口１１０ａは、家庭用コンセントなど比較的低圧な電源を用いた充電をおこなう場合に用いられる。また、急速充電口１１０ｂは、比較的高圧な急速充電用充電装置などを用いた充電をおこなう場合に用いられる。

ＥＶ−ＥＣＵ１２０は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成され、車両２０全体の制御を司る。請求項における通信検知部および制御部は、前記ＣＰＵにより前記制御プログラムを実行することによって実現する。

ドアセンサ１２２は、車両２０の開口部を覆う被覆部材の開閉状態を検知する開閉状態検知部である。ドアセンサ１２２は、たとえば車両２０の乗降口を覆う前後左右の乗降用ドア、後部荷室を覆うテールゲート、車両前部を覆うボンネットなどの開閉状態を検知する。

パワースイッチ１２４は、車両２０の主電源のオンオフを切り替えるための操作部である。パワースイッチ１２４の操作状態は、ＥＣＵ１２０に出力される。本実施の形態では、パワースイッチ１２４は回転式であり、ツマミを所望の位置に回転させることによって操作をおこなうものとする。
図４は、パワースイッチ１２４の一例を示す説明図である。図４に示すパワースイッチは、ツマミ１２６をＬＯＣＫ、ＡＣＣ、ＯＮ、ＳＴＡＲＴの４つの位置に移動可能である。ＬＯＣＫの位置では、車両２０の主電源およびアクセサリー電源がオフとなる。ＡＣＣの位置では、主に補機バッテリー１０２から電力の供給を受けて稼働する機器（補機）が使用可能となる。ＯＮの位置では、モータ１１４に電力が供給され走行可能となるとともに、車両２０内のすべての電子機器が使用可能となる。ＳＴＡＲＴの位置では、モータ１１４への電力の供給が開始される。なお、ツマミ１２６をＳＴＡＲＴの位置に合わせた場合でも、ＳＴＡＲＴの位置に固定されることはなく、手を放すと自動的にＯＮの位置に移動する。
本実施の形態において、車両２０の電源がオフにされた状態とは、パワースイッチ１２４がＬＯＣＫの位置にある、すなわちキーオフ状態にある場合を指すものとする。

カーシェアリング用デバイス２００は、補機バッテリー１０２から供給される電力を用いて稼働する通信装置であり、車両２０が利用されるカーシェアリングサービスに関する情報を通信する。カーシェアリング用デバイス２００は、少なくとも通信部、制御部およびＥＶ−ＥＣＵ１２０とのインターフェースを含んで構成される。

ここで、カーシェアリング用デバイス２００が用いられるカーシェアリングサービスの概要について説明する。
図２は、カーシェアリングサービスの概要を示す説明図である。図２に示すように、カーシェアリングサービスを実現するカーシェアリングシステム３０は、カーシェアリング用デバイス２００が搭載された車両２０、カーシェアリングサービスサーバ３２、携帯電話端末やパーソナルコンピュータなどの利用者端末３４によって構成される。カーシェアリング用デバイス２００、カーシェアリングサービスサーバ３２および利用者端末３４は、ネットワーク３００を介して通信可能である。

カーシェアリングサービスを利用する利用者は、利用者端末３４から車両２０を利用したい日時などをカーシェアリングサービスサーバ３２に送信する。カーシェアリングサービスサーバ３２では、利用者が指定した日時に車両２０の空きがあるか否かを確認する。指定の日時に車両２０の空きがある場合には、カーシェアリングの予約を成立させ、予約情報を利用者端末３４およびカーシェアリング用デバイス２００に送信する。

利用者は、車両２０を予約した日時に所定の車両保管場所に行き、車両２０を利用する。車両２０の利用後は、車両保管場所に車両２０を返却して一連の利用を終了する。カーシェアリング用デバイス２００は、車両２０の利用が終了した後にカーシェアリングサービスサーバ３２との間で通信をおこなう。このとき通信する情報としては、たとえば車両２０の電源がオンにされた時刻（キーオン時刻）、電源がオフにされた時刻（キーオフ時刻）、走行距離、現在位置、電力使用量、電池残量、故障の有無などが挙げられる。また、カーシェアリング用デバイス２００は、利用者が車両２０を利用している間や利用終了後に車両保管場所に駐車されている間にも、カーシェアリングサービスサーバ３２との間で、上記した予約情報などを通信する。

ここで、上述したように、カーシェアリング用デバイス２００は補機バッテリー１０２の電力を用いて稼働する。補機バッテリー１０２内の電力は、車両２０の走行中（電源がオンにされている間）は逐次走行用バッテリー１０４から供給されるため、いわゆるバッテリー上がりが生じることはない。一方、車両２０の駐車中（電源がオフにされている間）は、走行用バッテリー１０４からの電力供給がおこなわれないため、バッテリー上がりが生じる可能性がある。特に、カーシェアリング用デバイス２００において通信をおこなう場合には、消費電力が増大する。

このため、補機バッテリー充電装置１０では、車両２０の電源がオフされている間は、たとえば所定時間ごとに、補機バッテリー１０２を充電する第１充電を実施するとともに、電源がオフされている間に通信装置であるカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合には、カーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっていない場合よりも、すなわち第１充電よりも補機バッテリー１０２に供給する電力量を増加させる第２充電を実施する。カーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっているか否かは、ＥＶ−ＥＣＵ１２０によって監視する。すなわち、本実施の形態では、ＥＶ−ＥＣＵ１２０が通信状態検知部として機能する。

なお、供給電力量を増加させる方法としては、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ１０６の出力電圧値を増加させる、または充電時間を長くする方法がある。すなわち、第１の方法は、車両２０の電源がオフされている間にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合、電源がオフされている間にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっていない場合よりもＤＣ−ＤＣコンバータ１０６の出力電圧値を増加させる方法（第２充電を実行する場合、第１充電を実行する場合よりも前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧値を増加させる方法）であり、第２の方法は、車両２０の電源がオフされている間にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合、電源がオフされている間にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっていない場合よりも走行用バッテリー１０４から補機バッテリー１０２への電力供給時間を長くする方法（第２充電を実行する場合、前記第１充電を実行する場合よりも前記走行用バッテリーから前記補機バッテリーへの電力供給時間を長くする方法）である。

また、補機バッテリー充電装置１０では、車両２０の電源がオフされている間における補機バッテリー１０２への充電中に車両２０の開口部を覆う被覆部材（乗降用ドアやテールゲート、ボンネットなど）が開放された場合、補機バッテリー１０２への充電を停止する。これは、補機バッテリー１０２への充電は、走行用バッテリー１０４などの高電圧系の稼働を伴うものであり、たとえば、車両２０の利用者がボンネットを開けて作業をおこなう場合などは、補機バッテリー１０２への充電を停止した方が安全性が高いと考えられるためである。なお、被覆部材が開放されたか否かは、ＥＶ−ＥＣＵ１２０がドアセンサ１２２からの出力情報を参照することによって判断する。

図３は、補機バッテリー充電装置１０の処理の手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートにおいて、補機バッテリー充電装置１０は、まず、ＥＶ−ＥＣＵ１２０によってパワースイッチ１２４の状態を検知して車両２０の電源がオフにされているか否かを判断する（ステップＳ３０１）。車両２０の電源がオフにされていない場合、すなわち車両２０の走行中は（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、走行用バッテリー１０４から補機バッテリー１０２に対して逐次電力を供給して充電をおこなう（ステップＳ３０９）。

一方、車両２０の電源がオフにされている場合、すなわち車両２０の駐車中は（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、車両２０の電源がオフにされてから（２回目の充電以降は前回の充電から）所定時間経過するまで待機する（ステップＳ３０２：Ｎｏのループ）。この間、ＥＶ−ＥＣＵ１２０は、カーシェアリング用デバイス２００の通信状態を監視している。そして、所定時間が経過すると（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、所定時間内にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなったか否かを判断する（ステップＳ３０３）。

カーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合は（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、通信をおこなっていない場合と比較して供給電力量を増加させて充電をおこなう第２充電を実施する（ステップＳ３０４）。具体的には、上述のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６の出力電圧値を増加させる、または電力供給時間を長くすることによって供給電力量を増加させる。一方、カーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっていない場合は（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、１回当たりの充電電力量の基準値として定められた電力量（通常の供給電力量）を充電する第１充電を実施する（ステップＳ３０５）。

充電中、ＥＶ−ＥＣＵ１２０はドアセンサ１２２からの出力情報を参照し、車両２０のドア（開口部の被覆部材）が開放されたか否かを判断する（ステップＳ３０６）。ドアが開放された場合は（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０８に移行して直ちに受電を停止する（ステップＳ３０８）。一方、ドアが開放されない場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、充電が完了するまでは（ステップＳ３０７：Ｎｏ）ステップＳ３０６に戻りドアの開閉を監視し、充電が完了すると（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、充電を停止して本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態にかかる補機バッテリー充電装置１０は、車両２０の電源がオフされている間は所定時間ごとに補機バッテリーを充電する第１充電を実行するので、車両２０の駐車中に通信装置（カーシェアリング用デバイス２００）が補機バッテリー１０２の電力を消費する場合においても補機バッテリー１０２のバッテリー上がりを防止することができる。また、補機バッテリー充電装置１０は、車両２０の電源がオフされている間にカーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなった場合には、カーシェアリング用デバイス２００が通信をおこなっていない場合よりも補機バッテリー１０２に供給する電力量を増加させる第２充電を実行するので、カーシェアリング用デバイス２００の処理の中でも特に電力消費量が多い通信動作がおこなわれた場合に、適切な量の電力を充電することができ、過充電を防止しつつ補機バッテリー１０２内の電力量を一定量確保することができる。

また、補機バッテリー充電装置１０において、供給電力量を増加させるために補機バッテリー１０２への電力供給時間を長くすれば、供給電力量の変更を容易におこなうことができる。また、補機バッテリー充電装置１０において、供給電力量を増加させるためにＤＣ−ＤＣコンバータ１０６の出力電圧値を増加させるようにすれば、補機バッテリー１０２への供給電力量を増加させた場合でも充電時間を短縮、または一定に保つことができる。

また、補機バッテリー充電装置１０は、補機バッテリー１０２への充電中に車両２０の被覆部材が開放された場合、補機バッテリー１０２への充電を停止するので、車両２０の駐車中に利用者が何らかの作業をおこなう場合にも安全を確保することができる。また、補機バッテリー充電装置１０は、車両２０の利用後（駐車中）に負荷の高い通信をおこなう必要があるカーシェアリング用デバイス２００を通信装置として用いるので、車両２０がカーシェアリングサービス用の車両である場合に補機バッテリー１０２のバッテリー上がりを確実に防止することができる。

１０……補機バッテリー充電装置、２０……車両、３０……カーシェアリングシステム、３２……カーシェアリングサービスサーバ、３４……利用者端末、１０２……補機バッテリー、１０４……走行用バッテリー、１０６……ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１０ａ……普通充電口、１１０ｂ……急速充電口、１１２……インバータ、１１４……モータ、１２２……ドアセンサ、１２４……パワースイッチ、２００……カーシェアリング用デバイス。

Claims

電動車の走行用バッテリーから電力の供給を受けて充電される補機バッテリーと、
前記補機バッテリーから供給される電力を用いて稼働する通信装置と、
前記通信装置の通信状態を検知する通信状態検知部と、
前記走行用バッテリーから前記補機バッテリーへの電力供給を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記電動車の電源がオフされている間に前記補機バッテリーを充電する第１充電を実行し、
前記電源がオフされている間に前記通信装置が通信をおこなった場合には前記第１充電よりも前記補機バッテリーに供給する電力量を増加させる第２充電を実行する、
ことを特徴とする補機バッテリー充電装置。
前記制御部は、
前記第２充電を実行する場合、前記第１充電を実行する場合よりも前記走行用バッテリーから前記補機バッテリーへの電力供給時間を長くする、
ことを特徴とする請求項１に記載の補機バッテリー充電装置。
前記走行用バッテリーと前記補機バッテリーとはＤＣ−ＤＣコンバータを介して接続されており、
前記制御部は、前記第２充電を実行する場合、前記第１充電を実行する場合よりも前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧値を増加させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の補機バッテリー充電装置。
前記電動車の開口部を覆う被覆部材の開閉状態を検知する開閉状態検知部を備え、
前記制御部は、前記第１充電または前記第２充電を実施している際に前記被覆部材が開放された場合、前記補機バッテリーへの充電を停止する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の補機バッテリー充電装置。
前記電動車は、特定の利用者間で車両を共同利用するカーシェアリングサービス用の車両であり、
前記通信装置は、前記カーシェアリングサービスに関する情報を通信するカーシェアリング用デバイスである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の補機バッテリー充電装置。