JP2016010264A - 蓄電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】リレー装置の動作音(オフ動作音)によるユーザの不快感を抑制する。【解決手段】車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置10と、蓄電装置と走行用モータとの間の電流経路に設けられ、走行用モータへの電力供給を許容するオン状態と、走行用モータへの電力供給を遮断するオフ状態とに切り替わるリレー装置と、車両のイグニッションスイッチがオンされたことに伴ってリレー装置をオフからオンにし、車両のイグニッションスイッチがオフされたことに伴ってリレー装置をオンからオフに制御するコントローラ40と、を備える。コントローラは、車両のイグニッションスイッチがオフされた後、乗車中のユーザが行う車両に対する動作を車両の動作検出手段が検出したときにリレー装置をオフにし、連動して車両のスピーカー51から所定音を出力するように制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、走行用モータに電力を供給する蓄電システムを搭載した車両において、蓄電システムの電流経路に設けられるリレー装置の制御に関する。
ハイブリッド車両や電気自動車は、走行用モータに電力を供給するバッテリを搭載している。特許文献1に記載のように、バッテリと走行用モータとの間の電流経路には、リレー装置が設けられ、リレー装置のオン/オフを制御することで、バッテリと走行用モータとの間の電気的な接続を許容したり、遮断したりする。
リレー装置は、固定接点に対して可動する可動接点を備え、コイルへの通電によって電磁力を発生させて可動接点を移動させ、オン/オフを制御するが、動作音(例えば、カチカチ音)が発生することが知られている。
リレー装置の動作音は、例えば、イグニッションスイッチをオンにして車両を起動する際、車両の起動に伴う他の機器類の起動音などに紛れ、さほど気にならないものの、イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させるときは、リレー装置をオフにする際のオフ動作音が際立ってユーザに聞こえてしまうことがあり、ユーザに不快感を与えるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、車両のイグニッションスイッチがオフされることに伴って蓄電システムのリレー装置をオフにしたときのリレー装置の動作音がユーザに不快に感じることを抑制することができる蓄電システムを提供することにある。
本発明の蓄電システムは、車両に搭載される蓄電システムであり、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置と走行用モータとの間の電流経路に設けられ、走行用モータへの電力供給を許容するオン状態と、走行用モータへの電力供給を遮断するオフ状態とに切り替わるリレー装置と、車両のイグニッションスイッチがオンされたことに伴ってリレー装置をオフからオンにし、車両のイグニッションスイッチがオフされたことに伴ってリレー装置をオンからオフに制御するコントローラと、を備える。
そして、コントローラは、車両のイグニッションスイッチがオフされた後に、乗車中のユーザが行う車両に対する動作を車両の動作検出手段が検出したとき、リレー装置をオフに制御したり、車両のイグニッションスイッチがオフされた後にリレー装置をオンからオフに制御するとき、連動して車両のスピーカーから所定音を出力させるように制御したりすることができる。
本発明によれば、車両のイグニッションスイッチがオフされた後、乗車中のユーザが行う車両に対する動作を車両の動作検出手段が検出したときに、リレー装置をオフに制御することで、リレー装置のオフ動作音が、ユーザが行う車両に対する動作音に紛れ、際立ってユーザに聞こえることを抑制でき、ユーザに与える不快感を抑制することができる。また、車両のイグニッションスイッチがオフされた後にリレー装置をオンからオフに制御するときに、連動して車両のスピーカーから所定音を出力させるように制御することもでき、この場合においてもリレー装置のオフ動作音が、スピーカーから発せられる所定音に紛れ、際立ってユーザに聞こえることを抑制でき、ユーザに与える不快感を抑制することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図1は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。図1に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。車両としては、例えば、HV(Hybrid Vehicle)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)、EV(Electric Vehicle)がある。
図1は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。図1に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。車両としては、例えば、HV(Hybrid Vehicle)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)、EV(Electric Vehicle)がある。
バッテリ(蓄電装置に相当する)10は、直列に接続された複数の単電池を有する組電池である。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。単電池の数は、バッテリ10の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。
正極ラインPL及び負極ラインNLには、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gがそれぞれ設けられている。システムメインリレーSMR−Gには、システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rが並列に接続され、システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rは、直列に接続されている。
正極ラインPL及び負極ラインNLは、バッテリ10とインバータ20(モータ・ジェネレータ21)との間の電流経路を構成し、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは、バッテリ10からモータ・ジェネレータ21への電力供給を許容するオン状態と、モータ・ジェネレータ21への電力供給を遮断するオフ状態とに切り替わるリレー装置である。
バッテリ10をインバータ20と接続するとき、コントローラ40は、まず、システムメインリレーSMR−Bをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーSMR−Pをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Rに電流が流れ、突入電流が流れることを抑制することができる。
次に、コントローラ40は、システムメインリレーSMR−Gをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーSMR−Pをオンからオフに切り替える。これにより、バッテリ10およびインバータ20の接続が完了し、図1に示す電池システムは、起動状態(Ready−On)となる。コントローラ40、車両のイグニッションスイッチのオン/オフ(IG−ON/IG−OFF)に関する情報が入力され、コントローラ40は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、電池システムを起動する。
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ40は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンからオフに切り替える。これにより、バッテリ10およびインバータ20の接続が遮断され、電池システムは、停止状態(Ready−Off)となる。
インバータ20は、バッテリ10から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ21に出力する。モータ・ジェネレータ21(本発明の走行用モータに相当する)としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ21は、インバータ20から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ21によって生成された運動エネルギを、車輪に伝達することにより、車両を走行させることができる。
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ21は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。インバータ20は、モータ・ジェネレータ21が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ10に出力する。これにより、バッテリ10は、回生電力を蓄えることができる。
なお、バッテリ10を昇圧回路に接続し、昇圧回路をインバータ20に接続するように構成してもよい。昇圧回路を用いることにより、バッテリ10の出力電圧を昇圧することができ、インバータ20からバッテリ10への出力電圧を降圧することができる。
DC/DCコンバータ30は、バッテリ10やモータ・ジェネレータ21の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機31や補機電池32に出力する。DC/DCコンバータ30は、システムメインリレーSMR−Bおよびインバータ20の間の正極ラインPLと、システムメインリレーSMR−Gおよびインバータ20の間の負極ラインNLとに接続されている。
補機電池32は、例えば、電池システムを搭載する車両の車室空調装置(エアコンのインバータやモータ等)、AV機器、車室内の照明装置、ヘッドライトなどの補機31に電力を供給する電源装置である。また、補機電池32は、サイドミラーの開閉装置、ドアガラスの開閉装置、シート動作機構(パワーシート)等にも電力を供給することができる。
そして、本実施例のシステムメインリレーSMR−B,SMR−G,SMR−Pは、補機電池32から供給される電力によって駆動することができる。コントローラ40は、各システムメインリレーSMR−B,SMR−G,SMR−Pの可動接点を移動させるコイルに対する補機電池32からの通電を制御し、システムメインリレーSMR−B,SMR−G,SMR−Pのオン/オフを制御する。
なお、補機電池32は、図1に示す電池システムとは独立して補機に電力を供給することができ、例えば、イグニッションスイッチがオンされた後の電池システムが起動する前(Ready−On前)や、イグニッションスイッチがオフされて電池システムが停止した後(Ready−Off後)に、補機31を含む車両の電気系統やカーナビゲーション装置などに電力を供給することができる。
コントローラ40は、不図示の電圧センサや電流センサ、温度センサなどからの検出値に基づいてバッテリ10のSOC(state of Charge)や満充電容量を算出してバッテリ10の状態を管理することができる。
ここで、システムメインリレーSMR−B,SMR−G,SMR−Pの各リレー装置は、オン/オフの動作時に、カチカチ音などの動作音が発生する。車両の起動時や停止時においては、電池システムの起動(Ready−on)時と停止(Ready−off)時に、リレー装置の動作音が発生する。
リレー装置の動作音は、リレー装置単独での動作音とともに、その動作音がリレー装置の周辺に反響したり、動作音に伴う振動によってリレー装置周辺の他の部材が振動(共振)したりし騒音となることもある。このため、リレー装置の動作音及び動作音に伴う騒音がユーザに際立って聞こえてしまうと、ユーザが不快に感じることがある。
一方で、例えば、イグニッションスイッチをオンにして車両を起動する際、車両の起動に伴う他の機器類の起動音や、ユーザが車両に乗り込む雑音などが発生するので、リレー装置の動作音は、これらの音に紛れ、際立ってユーザに聞こえ難い。他方、イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させるときは、例えば、リレー装置のオフ動作が車両の停止処理の最後の段階で行われ、他の機器類の動作音やユーザが発する動作音などの雑音が少なく、リレー装置のオフ動作音が、際立ってユーザに聞こえてしまうことがある。
また、車両の停止処理において行われる電池システムの停止処理は、例えば、特許文献1に記載のリレー装置の溶着検知処理などがある。コントローラ40は、このような処理を経て電池システムの停止処理の最後に、リレー装置をオフに制御するので、リレー装置のオフ動作音が、車両の停止に伴う他の機器類の動作音がない状態で発生してしまい、イグニッションスイッチをオフした後の乗車中のユーザに、際立って聞こえてしまう。
この点において、リレー装置の動作音を抑制するために、物理的に遮音材や防音材、防振材などを設けることが考えられるが、部品点数の増加及びコストアップに繋がる。
また、リレー装置のオフ動作のタイミングを変更し、車両の停止処理の最後の段階ではなく、他の機器類の動作音やユーザが発する動作音などの雑音が多い早いタイミングで、リレー装置をオフに制御することも考えられるが、車両の停止処理全体を変更しなければならない。
そこで、本実施例では、車両のイグニッションスイッチがオフされた後、乗車中のユーザが行う車両に対する動作を車両の動作検出手段が検出したときに、リレー装置をオフに制御する。車両の動作検出手段によって検出されるユーザが行う車両に対する動作、つまり、車両に対してユーザが行う操作によって生じる車両の動作音の発生や、車両に対してユーザが行う動作によってユーザ自身が発生させる動作音の発生を把握する。このとき、例えば、後述するドアの開閉動作やドアガラスの開閉動作では、車外の騒音などが車内に侵入したことを把握できることが含まれる。
そして、イグニッションスイッチがオフされた後に発生する車両の動作音やユーザの動作音に連動させて、リレー装置をオフに制御することで、リレー装置のオフ動作音を他の音に紛れ込ませることができる。したがって、リレー装置のオフ動作音が際立ってユーザに聞こえることを抑制でき、ユーザに与える不快感を抑制することができる。
部品点数の増加やコストアップを抑制しつつ、リレー装置のオフ動作音を紛れ込ませる他の音の発生を、車両の動作検出手段によって確実に把握することができるので、車両の停止処理全体を変更しなくても、簡略化された構成で、イグニッションスイッチがオフされた後のリレー装置のオフ動作音が際立つことを抑制することができる。
イグニッションスイッチがオフされた後の乗車中のユーザが行う車両に対する動作を検出する車両の動作検出手段としては、以下のようなものがある。
例えば、車両のドアに設けられるカーテシスイッチがある。カーテシスイッチは、ユーザによるドアの開け閉めを検知し、ドアの開閉動作を示すオン/オフ信号(カーテシ信号)を出力する。つまり、カーテシスイッチによって乗車中のユーザが行う車両に対するドアの開閉動作を検出することができる。
また、乗車中のユーザが行う車両に対する動作として、シートベルトの着脱動作、シートから離れる動作、ユーザが着座しているシートを移動させる動作がある。
例えば、シートベルトバックルには、シートベルトバックルスイッチを設けることができ、シートベルトバックルスイッチは、シートベルトの着用/非着用を検知し、シートベルトの着用/非着用を示す信号(リジェクト信号)を出力する。シートベルトバックルスイッチによって、イグニッションスイッチがオフされた後のユーザがシートベルトを外す動作を把握することができる。
シートの座部や背もたれには、着座センサ(重量検知センサ)を設けることができ、着座センサは、ユーザがシートに着座したか否かを検知し、着座/非着座を示す信号を出力する。着座センサによって、イグニッションスイッチがオフされた後にユーザがシートから離れる動作を把握することができる。
シートは、スライドシート機構を備えることができる。ユーザは、イグニッションスイッチがオフされた後に降車動作として、シートを後方にズラしてシート前方のスペースを広くすることができる。また、電動スライドシートの場合、降車動作に際してユーザは、シートを後方に移動させるスイッチ操作を行うことができる。したがって、シートの位置移動を検出するセンサでシート移動を検知したり、シート移動に伴うスイッチ操作を検知したりすることで、イグニッションスイッチがオフされた後にユーザがシート移動を行う動作を把握することができる。
さらに、乗車中のユーザが行う車両に対する動作として、車両のサイドミラーの開閉動作や車両のドアガラスの開閉動作がある。車両のサイドミラーは、例えば、電動格納式サイドミラーで構成することができ、乗車中の車内から自動的に開閉動作を行うことができる。サイドミラーの開閉スイッチ操作を検知することで、降車に備えたサイドミラーの閉動作を検出することができる。
車両のドアガラスは、例えば、パワーウインドウシステムで構成することができる。ユーザは、パワーウインドウモータを駆動させるスイッチ操作を行うことで、ドアガラスを開閉させることができる。ドアガラスの開閉スイッチ操作を検知することで、イグニッションスイッチがオフにされた後の降車に備えたドアガラスの開閉動作を検出することができる。なお、ドアガラスを手動で開閉する場合は、ドアガラスの開閉位置を検出するセンサを設けることで、ドアガラスの開閉動作を検出することができる。
これら各動作検出手段から出力される信号は、図1に示すように、コントローラ40に入力される。コントローラ40は、イグニッションスイッチがオフされた後のリレー装置のオフ制御を、各動作検出手段から出力される信号と連動させて行う。
図2は、本実施例の車両の起動及び停止に伴うリレー装置のオン/オフ制御を示すフローチャートである。
図2に示すように、ユーザによってイグニッションスイッチがオンされたとき、コントローラ40に、イグニッションスイッチのオン信号が入力される(S101)。コントローラ40は、イグニッションスイッチがオフされたことをトリガーに、上述したリレー装置のオン制御を行い、図1に示す電池システムを起動状態(Ready−ON)にする。
その後、コントローラ40は、電池システム起動後の車両制御において、バッテリ10の充放電を制御する。図1に示す電池システムを搭載する車両は、車両全体の制御を行うメインコントローラ(車両制御装置)を備えることができる(不図示)。コントローラ40は、車両要求に応じたメインコントローラの制御信号に基づいて、バッテリ10の充放電を制御することができる。
イグニッションスイッチがオンされた後に車両を停止させるとき、ユーザは、イグニッションスイッチをオフにする。コントローラ40に、イグニッションスイッチのオフ信号が入力されると(S103)、上述した電池システムの起動を停止するReady−OFF処理を行い、Ready−OFF処理の最後の段階で、リレー装置をオフに制御する。
このとき、コントローラ40は、上述した乗車中のユーザが行う車両に対する動作を車両の動作検出手段が検出したときに、リレー装置をオフに制御する。つまり、Ready−OFF処理の最後の段階においてなりゆきでリレー装置をオフに制御するのではなく、動作検出手段によってユーザが行う車両に対する動作が検出されるまで、Ready−OFF処理の最後の段階で行われるリレー装置のオフ制御を、行わないようにする。
そして、ステップS104からステップS109において、いずれかのユーザが行う車両に対する動作を動作検出手段が検出したときに、リレー装置をオフに制御する。なお、ステップS104は、上述したドアの開閉動作を検出したとき、ステップS105は、ユーザがシートから離れる動作を検出したとき、ステップS106は、ユーザがシートベルトを外す動作を検出したとき、ステップS107は、ユーザがシート移動を行う動作を検出したときに対応する。また、ステップS108は、サイドミラーの閉動作を検出したとき、ステップS109は、ドアガラスの開閉動作を検出したときに対応する。
なお、Ready−OFF処理開始から所定時間経過後に、リレー装置をオフに制御することができる。図4の例では、ステップS104からステップS109を繰り返し行いつつ、タイマ41でReady−OFF処理開始からの経過時間を計測し、ステップS110において、経過時間が所定の時間(閾値)よりも大きくなったときに、動作検出手段によってユーザが行う車両に対する動作が検出されることを待たずに、リレー装置をオフに制御する。このように構成することで、リレー装置をオンに維持するために必要な電力消費を抑制することができる。
また、上記説明において、車両にユーザは発する音声を検知する音声検知手段が設けられている場合には、ユーザが音声を発したタイミングを検知して、リレー装置をオフに制御することもできる。リレー装置のオフ動作音が、ユーザが発する音声に紛れることができるからである。
また、図4の例において、ステップS104からS109の各処理の順序は、任意であると共に、これらの各処理は、並列に行うことができ、6つの動作検出手段のいずれか1つが、ユーザが行う車両に対する動作を検出したときに、ステップS111に進み、リレー装置をオフに制御することができる。
また、ステップS104からステップS109の各処理を、任意の組み合わせで2つ以上のユーザが行う車両に対する動作を検出したときに、ステップS111に進み、リレー装置をオフに制御してもよい。例えば、イグニッションスイッチがオフされる前に、ドアが開かれたときは、Ready−OFF処理の最後の段階で既にドアが開かれている状態なので、他のシートベルトの着脱動作、シートから離れる動作、ユーザが着座しているシートを移動させる動作などの他の動作検出をトリガーに、リレー装置をオフに制御することができる。シートベルトを着用したままやユーザがシートから離れた後、ユーザがシートを移動させた後などに、イグニッションスイッチがオフされる場合も同様である。
また、イグニッションスイッチがオフされた後、リレー装置をオフに制御する前に再度イグニッションスイッチがオンされ、さらにイグニッションスイッチがオフされるなど、イグニッションスイッチのオン/オフが連続して入力されるような場合は、最後にイグニッションスイッチがオフされたタイミングで、リレー装置をオフに制御するようにしてもよい。この場合、イグニッションスイッチのオン/オフが連続的に行われることで、車両の照明の消灯音や車両停止に伴う他の機器類の終了音などに、リレー装置のオフ動作音を紛れ込ませることができる。
また、イグニッションスイッチのオン/オフが連続して入力される場合、コントローラ40は、その間、リレー装置をオフにしないように制御してリレー装置をオン状態に維持し、最後にイグニッションスイッチがオフされた後、上述した動作検出手段によってユーザが行う車両に対する動作を検出したときに、リレー装置をオフに制御することができる。リレー装置のオン/オフの動作回数を低減でき、リレー装置の摩耗を抑制できる。また、電流制限抵抗Rへの通電機会を抑制でき、電流制限抵抗Rが発熱して温度が上昇することを抑制することができる。
(実施例2)
図3は、実施例2の車両の起動及び停止に伴うリレー装置のオン/オフ制御を示すフローチャートである。本実施例は、リレー装置のオフ制御に連動させて車両のスピーカーから所定の音(効果音、終了音など)を出力し、リレー装置のオフ動作音を他に音に紛れ込ませ、オフ動作音が際立ってユーザに聞こえることを抑制し、ユーザに与える不快感を抑制する。
図3は、実施例2の車両の起動及び停止に伴うリレー装置のオン/オフ制御を示すフローチャートである。本実施例は、リレー装置のオフ制御に連動させて車両のスピーカーから所定の音(効果音、終了音など)を出力し、リレー装置のオフ動作音を他に音に紛れ込ませ、オフ動作音が際立ってユーザに聞こえることを抑制し、ユーザに与える不快感を抑制する。
なお、本実施例の電池システムは、図1に示したものと同様であるとともに、図1に示すように、車両は、オーディオ装置50及びスピーカー51を備え、コントローラ40は、所定の音をスピーカー51から出力させるように、オーディオ装置50に対して制御信号を出力する。オーディオ装置50は、所定の音データを再生する音再生装置である。
図3の例において、ステップS101からS103の各処理は同じであるため、同符号を付して説明を省略する。コントローラ40は、イグニッションスイッチのオフ信号が入力されると(S103)、上述した電池システムの起動を停止するReady−OFF処理を行う(S301)。そして、コントローラ40は、Ready−OFF処理の最後の段階で、リレー装置をオフに制御する。
このとき、コントローラ40は、Ready−OFF処理の最後の段階においてなりゆきでリレー装置をオフに制御するが、Ready−OFF処理においてリレー装置をオンからオフに制御する際(S302のYES)、リレー装置のオフ制御と連動して、スピーカー51から所定音が出力されるように、オーディオ装置50に対して所定音の出力処理を実行させる(S303)。
なお、車両のスピーカー51から出力される音の出力有無をユーザが設定できる場合、リレー装置のオフ制御に連動した所定音については「出力無」の設定ができないようにしたり、所定音については「出力無」の設定がされていても、オーディオ装置50が強制的にスピーカー51から所定音を出力したりするように構成することができる。
また、所定音には、例えば、車両に設けられるナビゲーション装置の終了音などを含むことができる。この場合、コントローラ40は、ナビゲーション装置と連動してリレー装置のオフ制御を行う際に、ナビゲーション装置を終了させるように制御したり、上記実施例1のように、音を発するナビゲーション装置の終了音の出力に連動させて、リレー装置をオフに制御したりするように構成することができる。
10:バッテリ、20:インバータ、21:モータ・ジェネレータ、30:DC/DCコンバータ、31:補機、32:補機電池、40:コントローラ、41:タイマ、50:オーディオ装置、51:スピーカー、PL:正極ライン、NL:負極ライン、SMR−B,SMR−G,SMR−P:システムメインリレー
Claims (1)
- 車両に搭載される蓄電システムであって、
前記車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記走行用モータとの間の電流経路に設けられ、前記走行用モータへの電力供給を許容するオン状態と、前記走行用モータへの電力供給を遮断するオフ状態とに切り替わるリレー装置と、
前記車両のイグニッションスイッチがオンされたことに伴って前記リレー装置をオフからオンにし、前記車両のイグニッションスイッチがオフされたことに伴って前記リレー装置をオンからオフに制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記車両のイグニッションスイッチがオフされた後に、乗車中の前記ユーザが行う前記車両に対する動作を前記車両の動作検出手段が検出したとき、前記リレー装置をオフに制御し、又は、
前記車両のイグニッションスイッチがオフされた後に前記リレー装置をオンからオフに制御するとき、連動して前記車両のスピーカーから所定音を出力させるように制御することを特徴とする蓄電システム。
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