JP2016192846A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両に関し、より特定的には、外部電源によって車載蓄電装置を充電可能な電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle that can charge an in-vehicle power storage device with an external power source.
国際公開第２０１２／０５６５４３号（特許文献１）には、外部電源に電動車両が接続されている場合に、蓄電装置の温度が所定温度より低いときには、外部充電に備えて蓄電装置を昇温する昇温制御を実行するように構成された電動車両が開示されている。特許文献１では、昇温制御開始時点での蓄電装置の充電量（State of Charge：ＳＯＣ）を基準としてＳＯＣの変化範囲を設定し、この変化範囲内で、蓄電装置を放電させる放電モードと、蓄電装置を充電する充電モードとを交互に生じさせることにより、充放電に伴う内部発熱によって蓄電装置内部を暖めている。
In International Publication No. 2012/065443 (Patent Document 1), when an electric vehicle is connected to an external power source and the temperature of the power storage device is lower than a predetermined temperature, the power storage device is heated in preparation for external charging. An electric vehicle configured to execute temperature increase control is disclosed. In
上記特許文献１の構成では、充電モードおよび放電モード間の遷移をＳＯＣに応じて判定することで、蓄電装置のＳＯＣが昇温制御によって大きく変わることを防止することができる。
In the configuration of
しかしながら、一方で、放電モードおよび充電モード間の遷移に応じて、外部電源から供給される電力が、第１の電力値と、該第１の電力値よりも大きい第２の電力値との間で交互に切替えられるため、外部電源から供給される電圧に、電圧フリッカと呼ばれる、時間的に短い周期の電圧変動を発生させる可能性がある。 However, on the other hand, according to the transition between the discharge mode and the charge mode, the power supplied from the external power source is between the first power value and the second power value that is larger than the first power value. Therefore, the voltage supplied from the external power supply may cause a voltage fluctuation with a short time period called voltage flicker.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部電源によって車載蓄電装置を充電可能な電動車両において、蓄電装置の温度調整を実行するときに、外部電源に電圧フリッカが発生することを抑制することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to perform temperature adjustment of a power storage device in an electric vehicle that can charge the on-vehicle power storage device with an external power source. It is to suppress the occurrence of voltage flicker in the external power supply.
この発明のある局面では、外部電源によって車載の蓄電装置を充電可能な電動車両は、外部電源からの供給電力を蓄電装置の充電電力に変換する充電装置と、外部電源が電動車両に接続されている場合に、蓄電装置から電力の供給を受けて駆動することにより、蓄電装置の温度を調整可能に構成された温調装置と、蓄電装置の温度調整の実行中において、蓄電装置の充電量が第１の所定範囲内に維持されるように、温調装置および充電装置を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、第１の所定範囲内に、第１の所定範囲よりも狭く設定された第２の所定範囲を有する。制御装置は、充電量と第２の所定範囲との比較に基づいて充電要求を出力または停止することにより、第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返すように構成される。第１の状態は、蓄電装置の放電を伴って温調装置を駆動する状態である。第２の状態は、充電装置により蓄電装置を所定電力で充電する状態である。制御装置は、第１の状態において、充電量が第２の所定範囲の下限値まで低下した時点で蓄電装置の充電要求を出力するとともに、車両外部の電源において許容される電圧変動に基づいて設定された所定の時間的変化率で、蓄電装置の充電電力を零から所定電力まで増加させる。制御装置は、さらに、第２の状態において、充電量が第２の所定範囲の上限値まで上昇した時点で充電要求を停止するとともに、所定の時間的変化率で蓄電装置の充電電力を所定電力から零まで減少させる。 In one aspect of the present invention, an electric vehicle that can charge an in-vehicle power storage device with an external power source includes a charging device that converts power supplied from the external power source into charging power for the power storage device, and the external power source is connected to the electric vehicle. The temperature control device configured to be able to adjust the temperature of the power storage device by being driven by the supply of electric power from the power storage device, and during the execution of the temperature adjustment of the power storage device, the charge amount of the power storage device is And a control device for controlling the temperature control device and the charging device so as to be maintained within the first predetermined range. The control device has a second predetermined range that is set narrower than the first predetermined range within the first predetermined range. The control device is configured to alternately repeat the first state and the second state by outputting or stopping the charge request based on the comparison between the charge amount and the second predetermined range. The first state is a state in which the temperature control device is driven with the discharge of the power storage device. The second state is a state in which the power storage device is charged with predetermined power by the charging device. In the first state, the control device outputs a charge request for the power storage device when the charge amount falls to the lower limit value of the second predetermined range, and is set based on the voltage fluctuation allowed in the power supply outside the vehicle. The charging power of the power storage device is increased from zero to a predetermined power at the predetermined time change rate. In the second state, the control device further stops the charge request when the charge amount rises to the upper limit value of the second predetermined range, and sets the charging power of the power storage device to the predetermined power at a predetermined temporal change rate. Decrease from zero to zero.
上記ハイブリッド車両によれば、充電要求の出力と停止とが切り替わるときには、充電電力を、外部電源において許容される電圧変動に基づいて設定された所定の時間的変化率に従って徐々に変化させることにより、充電装置の負荷が時間的に急峻に変動することを抑制することができる。これにより、蓄電装置の温度調整の実行時に、外部電源に電圧フリッカが発生することを抑制することができる。 According to the hybrid vehicle, when the charging request output and the switching are switched, the charging power is gradually changed according to a predetermined temporal change rate set based on the voltage fluctuation allowed in the external power source, It can suppress that the load of a charging device fluctuates rapidly with time. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of voltage flicker in the external power source when performing temperature adjustment of the power storage device.
また、蓄電装置のＳＯＣを第１の所定範囲内に維持するための制御において、充電要求の出力／停止の切り替えを、蓄電装置のＳＯＣと、第１の所定範囲よりも狭く設定された第２の所定範囲との比較に基づいて行なうことにより、充電電力を徐変させることに起因する制御応答性の低下を抑制することができる。この結果、ＳＯＣ制御の制御応答性を確保しながら、外部電源に電圧フリッカが発生することを抑制することが可能となる。 Further, in the control for maintaining the SOC of the power storage device within the first predetermined range, the output / stop switching of the charging request is set to be narrower than the SOC of the power storage device and the first predetermined range. By performing based on the comparison with the predetermined range, it is possible to suppress a decrease in control responsiveness caused by gradually changing the charging power. As a result, it is possible to suppress the occurrence of voltage flicker in the external power supply while ensuring the control response of the SOC control.
この発明によれば、外部電源によって車載蓄電装置を充電可能な電動車両において、蓄電装置の温度調整を実行するときに、外部電源に電圧フリッカが発生することを抑制することができる。 According to the present invention, in an electric vehicle that can charge an in-vehicle power storage device with an external power supply, it is possible to suppress the occurrence of voltage flicker in the external power supply when performing temperature adjustment of the power storage device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
［実施の形態１］
（電動車両の基本構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う電動車両１００を含む充電システム１０の全体ブロック図である。本実施の形態に従う電動車両１００は、車輛外部の電源からの電力を用いて蓄電装置を充電することが可能に構成されている。本実施の形態では、このような電動車両の１つの例示的形態として、いわゆるプラグインハイブリッド車両について説明する。
[Embodiment 1]
(Basic configuration of electric vehicle)
FIG. 1 is an overall block diagram of a
なお、以下の説明では、蓄電装置を外部からの電力を用いて充電することを「外部充電」とも称し、外部充電のうち、所定の満充電状態になるまで蓄電装置を充電することを「本格充電」とも称する。 In the following description, charging the power storage device using electric power from the outside is also referred to as “external charging”, and charging the power storage device until a predetermined full charge state is reached. Also referred to as “charging”.
図１を参照して、電動車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、内燃機関であるエンジン１５０と、駆動輪１６０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。
Referring to FIG. 1,
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
The
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、電動車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力電圧はたとえば２００Ｖ程度である。
蓄電装置１１０は、いずれも図示しないが電圧センサ，電流センサおよび温度センサを含み、これらのセンサによって検出された、蓄電装置１１０の電圧ＶＢ，電流ＩＢおよび温度ＴＢをＥＣＵ３００へ出力する。
Although not shown,
ＳＭＲ１１５は、一方端が蓄電装置１１０の正極に接続されるとともに他方端が電力線ＰＬ１に接続されるリレーと、一方端が蓄電装置１１０の負極に接続されるとともに他方端が電力線ＮＬ１に接続されるリレーとを含む。ＳＭＲ１１５に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて制御され、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間における電力の供給と遮断とを切換える。
SMR 115 has one end connected to the positive electrode of
ＰＣＵ１２０は、たとえばコンバータおよびインバータを含んで構成される。ＰＣＵ１２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、蓄電装置１１０からの直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１３０，１３５を駆動する。また、ＰＣＵ１２０は、モータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力を変換して蓄電装置１１０を充電する。
PCU 120 includes, for example, a converter and an inverter. PCU 120 is controlled by control signal PWI from ECU 300 to convert DC power from
モータジェネレータ１３０，１３５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１６０に伝達されて、電動車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、電動車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１６０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１６０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１５０により駆動される発電機として用いるものとする。また、エンジン１５０は、ＥＣＵ３００により制御される。
In the present embodiment,
（蓄電装置の外部充電のための構成）
電動車両１００は、外部電源５００からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電（外部充電）するための構成として、充電装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、接続部２２０とをさらに備える。一般的に、外部電源５００は商用交流電源（単相交流１００Ｖ電源）で構成される。
(Configuration for external charging of power storage device)
接続部２２０は、外部電源５００からの電力を受けるために、電動車両１００のボディに設けられる。接続部２２０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して電動車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から電動車両１００への電力の供給と遮断とを切換えるための、充電回路遮断装置（図示せず）が設けられる場合がある。
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して接続部２２０に接続される。また、充電装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して蓄電装置１１０と接続される。充電装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて、外部電源５００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０を充電するための直流電力に変換する。充電装置２００は、たとえば、ＡＣ／ＤＣ変換器を含む。ＡＣ／ＤＣ変換器は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに従って、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の交流電圧を直流電圧に変換して電力線ＰＬ２および電力線ＮＬ２の間に出力する。
ＣＨＲ２１０は、一方端が蓄電装置１１０の正極端子に接続されるとともに他方端が電力線ＰＬ２に接続されたリレーと、一方端が蓄電装置１１０の負極端子に接続されるとともに他方端が電力線ＮＬ２に接続されたリレーとを含む。ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、充電装置２００から蓄電装置１１０への電力の供給と遮断とを切換える。
外部充電時には、ＣＨＲ２１０をオンすることによって、外部電源５００からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための充電経路が形成される。一方、外部充電時以外（非外部充電時）においては、ＣＨＲ２１０をオフすることによって、外部充電系の機器群に対して、蓄電装置１１０の出力電圧が印加されることを回避できる。
At the time of external charging, by turning on
ＥＣＵ３００は、各種センサ出力に基づいて、電動車両１００の走行制御や、蓄電装置１１０の充放電制御等の各種制御を実行する。ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０を制御するための制御信号ＰＷＩを生成し、その生成した制御信号ＰＷＩをＰＣＵ１２０へ出力する。ＥＣＵ３００は、エンジン１５０の運転状態を制御するための運転指令を生成し、その生成した運転指令をエンジン１５０へ出力する。ＥＣＵ３００は、外部充電時には、充電装置２００を制御するための制御信号ＰＷＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＣを充電装置２００へ出力する。ＥＣＵ３００は、外部充電時にはさらに、温調装置２３０を駆動するための制御信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤを温調装置２３０へ出力する。
（蓄電装置の温調制御のための構成）
一般的に二次電池で構成される蓄電装置１１０は、低温時に、内部抵抗の上昇のために充放電の効率が低下する。したがって、蓄電装置１１０の低温時に、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合には、本格充電あるいはその後の走行に備えて、蓄電装置１１０を昇温することが好ましい。
(Configuration for temperature control of power storage device)
In general, the
一方、蓄電装置１１０の高温時に、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合には、このまま本格充電を実行すると、充電に伴う発熱によって蓄電装置１１０が高温状態で長時間放置されることになり、蓄電装置１１０の劣化が進行する虞がある。このため、本格充電あるいはその後の走行に備えて、蓄電装置１１０を冷却することが好ましい。
On the other hand, when the
本実施の形態１に従う電動車両１００では、蓄電装置１１０の低温時または高温時に、外部電源５００が蓄電装置１１０に接続されている場合には、本格充電を行なう前に蓄電装置１１０の充電に適した温度に蓄電装置１１０の温度を調整する制御（以下、「温調制御」と称する）を実行する。温調制御には、蓄電装置１１０を昇温する「昇温制御」と、蓄電装置１１０を冷却する「冷却制御」とがある。電動車両１００は、蓄電装置１１０の温調制御を実行するための構成として、温調装置２３０をさらに備える。
In electrically
温調装置２３０は、蓄電装置１１０から電力の供給を受けて作動することにより、蓄電装置１１０の温度を調整可能に構成されている。具体的には、温調装置２３０は、冷却ファン２４０と、ヒータ２４５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３５とを含む。
The
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに応じて、蓄電装置１１０から供給される電力を冷却ファン２４０およびヒータ２４５を駆動する電力に変換する。
DC /
冷却ファン２４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３５を介して蓄電装置１１０から電力の供給を受けて駆動することにより、蓄電装置１１０を冷却する。冷却ファン２４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて駆動または停止する。電動車両１００には、車内の空気を蓄電装置１１０へ導くための吸気通路（図示せず）が設けられている。冷却ファン２４０が駆動すると、吸気通路に車内の空気が導入される。吸気通路には、吸気温度を検出するための吸気温度センサ（図示せず）が設けられている。吸気温度センサによる吸気温度の検出値はＥＣＵ３００に送られる。
Cooling fan 240 cools
ヒータ２４５は、電気ヒータであって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３５を介して蓄電装置１１０から電力の供給を受けて駆動することにより、蓄電装置１１０を加熱する。ヒータ２４５は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて駆動または停止する。
The heater 245 is an electric heater, and heats the
（電動車両の制御構造）
以下、上述した蓄電装置の温調制御を行なうための制御構造について説明する。
(Control structure of electric vehicle)
Hereinafter, a control structure for performing the temperature control of the power storage device described above will be described.
図２は、図１におけるＥＣＵ３００の制御構造を説明するためのブロック図である。
図２を参照して、ＥＣＵ３００は、ＨＶＥＣＵ３１０と、駆動ＥＣＵ３２０と、電池ＥＣＵ３３０と、充電ＥＣＵ３４０とを含む。ＨＶＥＣＵ３１０、駆動ＥＣＵ３２０、電池ＥＣＵ３３０、および充電ＥＣＵ３４０の各々は、コンピュータを含んで構成される電子制御ユニットであり、互いに通信線を介して接続されることにより、各種情報や信号の授受が可能となっている。なお、ＥＣＵの数は、４つに限定されるものではなく、全体として１つのＥＣＵに統合しても良いし、または５つ以上の数に分割されていても良い。
FIG. 2 is a block diagram for illustrating a control structure of
Referring to FIG. 2,
ＨＶＥＣＵ３１０は、車両全体を統合制御する。ＨＶＥＣＵ３１０は、各種センサ出力により、車速Ｖ、アクセルペダルの操作量ＡＣＣ、モータジェネレータ１３０，１３５の回転数およびエンジン１５０の回転数（運転状態）を取得するとともに、電池ＥＣＵ３３０からの蓄電装置１１０のＳＯＣを取得する。ＨＶＥＣＵ３１０は、取得した情報に基づいて、電動車両１００に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出する。ＨＶＥＣＵ３１０は、算出した要求値に基づいて、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１５０の各々が出力するトルクの目標値（トルク指令値）を決定し、その決定した各トルク指令値を駆動ＥＣＵ３２０へ出力する。
The
駆動ＥＣＵ３２０は、ＨＶＥＣＵ３１０から受けるモータジェネレータ１３０，１３５のトルク指令値に基づいて、ＰＣＵ１２０を制御するための信号ＰＷＩを生成し、その生成した信号ＰＷＩをＰＣＵへ出力する。駆動ＥＣＵ３２０はさらに、ＨＶＥＣＵ３１０から受けるエンジン１５０のトルク指令値に基づいて、エンジン１５０を駆動するためのスロットル信号、燃料噴射信号および点火信号等の運転指令を生成し、その生成した運転指令をエンジン１５０へ出力する。
Drive
ＨＶＥＣＵ３１０は、電動車両１００の走行完了後、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合には、充電ＥＣＵ３４０に対して、充電開始指令を出力する。ＨＶＥＣＵ３１０はさらに、外部充電の実行時には、蓄電装置１１０の充電を制御するために、充電電力指令値Ｐｂ＊を適切に設定する。充電ＥＣＵ３４０は、ＨＶＥＣＵ３００からの充電電力指令値Ｐｂ＊に従って、充電装置２００における電圧変換を制御する。充電装置２００における電圧変換動作は、充電ＥＣＵ３４０からの制御信号ＰＷＣにより制御される。
The
電池ＥＣＵ３３０は、蓄電装置１１０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢに基づいて、蓄電装置１１０の充電量を算出する。電池ＥＣＵ３３０は、算出したＳＯＣをＨＶＥＣＵ３１０へ出力する。
電池ＥＣＵ３３０は、各種システムを起動または停止させるイグニッションスイッチがオフの状態で、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合には、蓄電装置１１０の温度ＴＢに基づいて、温調制御が必要な温度であるか否かを判定する。たとえば、温度ＴＢが高温判定値よりも高いときに、温調制御（冷却制御）が必要と判定される。あるいは、温度ＴＢが低温判定値よりも低いときに、温調制御（昇温制御）が必要と判定される。電池ＥＣＵ３３０は、温調制御が必要であるときには、温調制御の実行を要求する温調要求をオンする。一方、温調制御が不要であるときには、電池ＥＣＵ３３０は、温調要求をオフする。電池ＥＣＵ３３０は、温調要求をＨＶＥＣＵ３１０へ出力する。
なお、温調制御が必要か否かについては、蓄電装置１１０の温度ＴＢの他に、外気温および車内の温度などを考慮して判定することが可能である。たとえば、イグニッションスイッチがオフになった時刻において、温度ＴＢが高温判定値より高い場合であっても、外気温や車内の温度が低いときには、蓄電装置１１０の温度が下がりやすいため、実際に本格充電が実行される時刻において温度ＴＢが高温判定値以下になっていることがある。このような場合には、温調制御（冷却制御）が不要と判定される。これに対して、イグニッションスイッチがオフになった時刻において温度ＴＢが低温判定値以上であっても蓄電装置１１０が低温の外気によって冷却されることで、本格充電が実行される時刻には温度ＴＢが低温判定値より低くなっていることがある。このような場合には、温調制御（昇温制御）が必要と判定される。
Note that whether or not temperature control is necessary can be determined in consideration of the outside air temperature, the temperature inside the vehicle, and the like in addition to the temperature TB of the
ＨＶＥＣＵ３１０は、電池ＥＣＵ３３０からの温調要求を受けると、温調装置２３０を制御するための制御信号ＰＷＤを生成し、その生成した制御信号ＰＷＤを温調装置２３０へ出力する。冷却ファン２４０またはヒータ２４５の駆動による温調制御が実行されることにより、蓄電装置１１０の温度ＴＢが低温判定値ＴＬ以上、かつ、高温判定値ＴＨ以下になると（ＴＬ≦ＴＢ≦ＴＨ）、電池ＥＣＵ３３０は温調要求をオフする。この結果、温調制御が終了され、充電ＥＣＵ３４０によって本格充電が開始される。
When receiving a temperature adjustment request from
ただし、所定の時刻に本格充電を開始する、いわゆるタイマー充電が行なわれる場合には、温調制御を開始してから本格充電が開始される時刻までの間に、温調制御に要する時間を確保することができず、本格充電の開始時刻においても温調制御が終了していない場合が起こり得る。このような場合には、所定の時刻において本格充電が開始されると、以降において、本格充電と温調制御とが並行して行なわれる。たとえば、本格充電と昇温制御とが並行して行なわれる場合には、充電に伴なう発熱と、ヒータ２４５からの加熱とによって、蓄電装置１１０が昇温される。そして、蓄電装置１１０の温度ＴＢがＴＬ≦ＴＢ≦ＴＨになると、昇温制御が終了され、その後は本格充電のみが実行される。
However, when so-called timer charging is performed, which starts full-scale charging at a predetermined time, the time required for temperature control is secured between the start of temperature control and the time when full-scale charging starts. In some cases, the temperature control is not completed even at the start time of full-scale charging. In such a case, when full charge is started at a predetermined time, the full charge and the temperature control are performed in parallel thereafter. For example, when full-scale charging and temperature increase control are performed in parallel,
（蓄電装置のＳＯＣ一定制御）
上述のように、本格充電が行なわれる前に蓄電装置１１０の温調制御を実行する場合には、蓄電装置１１０から供給される電力を用いて温調装置２３０（冷却ファン２４０またはヒータ２４５）が駆動される。そのため、電動車両１００の走行完了後において蓄電装置１１０のＳＯＣが低い状態では、温調制御が実行されることによって蓄電装置１１０が過放電状態となる虞がある。
(SOC constant control of power storage device)
As described above, when the temperature control of
そこで、ＨＶＥＣＵ３１０は、本格充電を行なう前に温調制御が実行される場合には、温調制御の実行中において、蓄電装置１１０のＳＯＣが、所定の基準値を中心とする所定範囲内に維持する制御（以下、「ＳＯＣ一定制御」と称する）を実行する。ＳＯＣ一定制御は、ＨＶＥＣＵ３１０、電池ＥＣＵ３３０および充電ＥＣＵ３４０の協働により実行される。
Therefore, when temperature control is executed before full charge,
図３には、本実施の形態１によるＳＯＣ一定制御の動作波形例が示される。図３では、温調制御として、蓄電装置１１０の昇温制御が実行される場合を想定している。なお、低温判定値は、昇温制御の開始判定および終了判定の間でヒステリシスが設けられている。
FIG. 3 shows an example of operation waveforms of the constant SOC control according to the first embodiment. In FIG. 3, a case is assumed where temperature increase control of
また、図３では、蓄電装置１１０の充放電電力Ｐｂが正のとき（Ｐｂ＞０）のときには、充電装置２００から蓄電装置１１０に電力が供給され、蓄電装置１１０が充電される。一方、充放電電力Ｐｂが負のとき（Ｐｂ＜０）のときには、蓄電装置１１０から温調装置２３０に電力が供給され、蓄電装置１１０が放電される。以下の説明では、正の充放電電力Ｐｂを「充電電力Ｐｂ」とも称する。
In FIG. 3, when charging / discharging power Pb of
図３を参照して、時刻ｔ１以前では、蓄電装置１１０の温度ＴＢが昇温制御の開始判定用の判定値Ｔｈ１よりも低いため、温調要求（昇温要求）がオフされている。
Referring to FIG. 3, since time TB of
時刻ｔ１において、温度ＴＢが判定値Ｔｈ１よりも低下すると、温調要求がオンされる。昇温制御が開始されると、その時点（時刻ｔ１）でのＳＯＣがＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）に設定される。さらに、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ上限値ＳＨ（ＳＨ＝ＳＯＣｒ＋α）およびＳＯＣ下限値ＳＬ（ＳＬ＝ＳＯＣｒ−α）が、ＳＯＣｒを基準に決定される。 When the temperature TB falls below the determination value Th1 at time t1, the temperature adjustment request is turned on. When the temperature raising control is started, the SOC at that time (time t1) is set to the SOC reference value (SOCr) in the SOC constant control. Further, SOC upper limit SH (SH = SOCr + α) and SOC lower limit SL (SL = SOCr−α) in the constant SOC control are determined based on SOCr.
昇温制御の開始により、温調装置２３０では、ヒータ２４５が蓄電装置１１０から電力の供給を受けて作動し、蓄電装置１１０を加熱し始める。これにより、時刻ｔ１からは、蓄電装置１１０の放電に伴って蓄電装置１１０のＳＯＣが徐々に低下する。
Due to the start of the temperature increase control, in the
電池ＥＣＵ３３０は、温調制御の実行中、蓄電装置１１０のＳＯＣが、ＳＯＣ一定制御における所定範囲内にあるか否かを監視する。そして、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬ以下であれば、蓄電装置１１０の充電が必要と判定する。電池ＥＣＵ３３０は、蓄電装置１１０の充電が必要であるときには、外部充電の実行を要求する充電要求をオンする。一方、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨ以上であれば、電池ＥＣＵ３３０は、蓄電装置１１０の充電が不要と判定して充電要求をオフする。電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をＨＶＥＣＵ３１０へ出力する。
時刻ｔａでは、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬまで低下することにより、電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をオンする。ＨＶＥＣＵ３１０は、電池ＥＣＵ３３０からの充電要求に応答して、充電電力指令値Ｐｂ＊を設定する。ＨＶＥＣＵ３１０は、充電要求がオンのときには、蓄電装置１１０を充電するために、充電電力指令値Ｐｂ＊＝Ｐａ［ｋＷ］（Ｐａ＞０）に設定する。
At time ta, the
これにより、時刻ｔａからは、充電装置２００は、充電電力指令値Ｐｂ＊（＝Ｐａ）に従って、外部電源５００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０を充電するための直流電力に変換して電力線ＰＬ２に出力する。外部電源５００は、蓄電装置１１０の充電電力と、温調装置２３０の消費電力との両方を供給する。したがって、時刻ｔａからは、蓄電装置１１０の充電に伴なってＳＯＣは徐々に上昇する。
Thereby, from time ta, charging
そして、時刻ｔｂでは、蓄電装置１１０のＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨまで上昇することにより、電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をオフする。ＨＶＥＣＵ３１０は、充電要求がオンからオフに切換えられると、充電電力指令値Ｐｂ＊＝０［ｋＷ］に設定する。
Then, at time tb,
これにより、時刻ｔｂからは、蓄電装置１１０の充電が停止されるとともに、蓄電装置１１０から温調装置２３０に対する電力供給が行なわれる。以降では、蓄電装置１１０の放電を伴なって温調装置２３０を駆動する第１の状態と、充電装置２００により蓄電装置１１０を所定電力（Ｐａ［ｋＷ］）で充電しながら温調装置２３０を駆動する第２の状態とが交互に繰り返されることになる。
Thus, from time tb, charging of
温調装置２３０（ヒータ２４５）の駆動によって蓄電装置１１０の温度ＴＢが上昇する。時刻ｔ２では、温度ＴＢが昇温制御の終了判定用の判定値Ｔｈ２に達することにより、温調要求（昇温要求）がオフされて温調制御が終了する。
Driving temperature control device 230 (heater 245) increases temperature TB of
このように、本実施の形態１に従う温調制御では、ＳＯＣ一定制御が並行して行なわれるため、蓄電装置１１０のＳＯＣの上昇および低下に伴って、充電要求のオンとオフとが交互に切り替わる。そして、この充電要求のオン／オフの切替えに従って、充電電力指令値Ｐｂ＊を、Ｐａ［ｋＷ］と０［ｋＷ］との間で交互に切替えることにより、外部電源５００から蓄電装置１１０に供給される充電電力を制御するように構成されている。
As described above, in the temperature control according to the first embodiment, the constant SOC control is performed in parallel, so that the charging request is alternately switched on and off as the SOC of
しかしながら、上記のような構成とすると、充電電力の制御を簡素化することができる一方で、充電電力指令値Ｐｂ＊の切替えに伴って充電装置２００の負荷が時間的に急峻に変動することになる。そのため、外部電源５００から供給される電圧に、電圧フリッカと呼ばれる、時間的に短い周期（たとえば、１０秒以下、特に１秒以下）の電圧変動を発生させる可能性がある。特に、外部電源５００が商用交流電源で構成される場合には、電圧フリッカは、電力系統に連系される他の電気機器に影響を与える。たとえば、照明機器、テレビおよびコンピュータのディスプレイ等のちらつきを引き起こす要因となる。あるいは、瞬時の電圧低下によって他の電気機器を誤動作させたり、損傷させる虞がある。
However, with the configuration as described above, it is possible to simplify the control of the charging power, while the load of the
そこで、本実施の形態１では、ＳＯＣ一定制御において、充電電力指令値Ｐｂ＊をＰａ［ｋＷ］と０［ｋＷ］との間で変化させる際に、単位時間当たりの変化量を制限する処理（以下、「徐変処理」とも称す）を実行することとする。以下の説明では、充電電力指令値Ｐｂ＊の単位時間当たりの変化量を、充電電力指令値Ｐｂ＊の「時間変化率」とも称する。 Therefore, in the first embodiment, in the constant SOC control, when the charge power command value Pb * is changed between Pa [kW] and 0 [kW], the amount of change per unit time is limited ( Hereinafter, it is also referred to as “gradual change processing”. In the following description, the amount of change per unit time of charge power command value Pb * is also referred to as “time change rate” of charge power command value Pb *.
図４には、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理を実行したときの蓄電装置１１０の充電電力および外部電源５００の電圧（系統電圧）の動作波形例が示される。
FIG. 4 shows an example of operation waveforms of the charging power of
図４を参照して、図２と同様の時刻ｔａにおいて充電要求がオンされると、ＨＶＥＣＵ３１０は、充電電力指令値Ｐｂ＊を、０［ｋＷ］からＰａ［ｋＷ］に向かってステップ状に増加させる。このときの充電電力指令値Ｐｂ＊の時間的変化率（単位時間当たりのＰｂ＊の変化量）は、外部電源５００において許容される電圧変動に基づいて設定される。
Referring to FIG. 4, when the charging request is turned on at the same time ta as in FIG. 2,
具体的には、国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission：ＩＥＣ）においては、電源の電圧変動およびフリッカを規制するための規格であるＩＥＣ６１０００−３が設定されている。ＩＥＣ６１０００−３では、単位時間当たりの電圧の変化量についての限界値が定められている。本実施の形態１では、この電源電圧変動／フリッカ規格ＩＥＣ６１０００−３で定められている限界値に従って、充電電力指令値Ｐｂ＊の時間的変化率を設定する。 Specifically, in the International Electrotechnical Commission (IEC), IEC61000-3, which is a standard for regulating power supply voltage fluctuation and flicker, is set. In IEC61000-3, a limit value for the amount of change in voltage per unit time is defined. In the first embodiment, the temporal change rate of charging power command value Pb * is set in accordance with the limit value defined in the power supply voltage fluctuation / flicker standard IEC61000-3.
徐変処理が施された充電電力指令値Ｐｂ＊に従って充電装置２００における電圧変換が制御されることにより、時刻ｔａからは、蓄電装置１１０の充電電力Ｐｂが０［ｋＷ］からＰａ［ｋＷ］まで、設定された時間的変化率に従って徐々に増加する。これにより、外部電源５００から供給される交流電圧（系統電圧）の実効値は、充電電力指令値Ｐｂ＊の時間的変化率に応じた時間的変化率で１００［Ｖ］から徐々に低下する。このときの系統電圧の単位時間当たりの電圧変動幅は、充電電力指令値Ｐｂ＊を０［ｋＷ］からＰａ［ｋＷ］へ徐変せずに増加させた場合に比べて小さくなっており、上記限界値に対応した電圧変動幅以内に抑えられている。このため、外部電源５００に電圧フリッカが発生することを抑制することができる。
By controlling voltage conversion in the
また、図２と同様の時刻ｔｂにおいて充電要求がオフされると、ＨＶＥＣＵ３１０は、充電電力指令値Ｐｂ＊を、Ｐａ［ｋＷ］から０［ｋＷ］に向かってステップ状に減少させる。そして、徐変処理が施された充電電力指令値Ｐｂ＊に従って、充電装置２００における電圧変換が制御されることにより、時刻ｔｂからは、蓄電装置１１０の充電電力ＰｂがＰａ［ｋＷ］から０［ｋＷ］まで、設定された時間的変化率に従って徐々に減少する。これにより、系統電圧の実効値は、充電電力指令値Ｐｂ＊の時間的変化率に応じた時間的変化率で１００［Ｖ］まで徐々に上昇する。
When the charge request is turned off at the same time tb as in FIG. 2, the
なお、図４の例では、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理として、外部電源５００における電圧変動の限界値に基づいて設定された時間的変化率となるように、充電電力指令値Ｐｂ＊をステップ状に変化させる構成としたが、設定された時間的変化率に従って、充電電力指令値Ｐｂ＊を連続的に（たとえば、一次関数的に）変化させる構成としてもよい。
In the example of FIG. 4, the charging power command value Pb * is set so that the gradual change process of the charging power command value Pb * has a temporal change rate set based on the limit value of the voltage fluctuation in the
図５および図６は、本実施の形態１に従う蓄電装置１１０の温調制御およびＳＯＣ一定制御を説明するためのフローチャートである。図５および図６に示すフローチャートは、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合に、周期的に実行される。図５のフローチャートは、主に電池ＥＣＵ３３０により実行され、図６のフローチャートは主にＨＶＥＣＵ３１０により実行される。
5 and 6 are flowcharts for illustrating temperature control and SOC constant control of
図５を参照して、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０１により、蓄電装置１１０の温度ＴＢ、外気温および車内の温度（本格充電開始予定時刻での予測温度を含む）等に基づいて、温調制御が必要か否かを判定する。たとえば、温度ＴＢが低温判定値よりも低いときに、温調制御（昇温制御）が必要と判定される。また、温度ＴＢが高温判定値よりも高いときには、温調制御（冷却制御）が必要と判定される。
Referring to FIG. 5, in step S01,
電池ＥＣＵ３３０は、温調制御が不要であるとき（Ｓ０１のＮＯ判定時）には、ステップＳ１２により、本格充電が可能か否かを判定する。たとえば、電池ＥＣＵ３３０は、充電装置２００や充電リレーＣＨＲなどの異常の有無を判定する。充電装置２００などに異常が検出された場合には、本格充電が不可能と判定される（Ｓ１２のＮＯ判定時）。この場合、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ１４により、充電要求をオフする。
When the temperature control is not required (when NO is determined in S01),
一方、充電装置２００などに異常が検出されないときには、本格充電が可能と判定される（Ｓ１２のＹＥＳ判定時）。したがって、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ１３により、充電要求をオンする。
On the other hand, when no abnormality is detected in charging
ステップＳ０１において温調制御が必要と判定されたとき（Ｓ０１のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０２により、ＳＯＣ一定制御が必要か否かを判定する。温調制御と本格充電とが並行して実行されているときには、ＳＯＣ一定制御が不要と判定される。電池ＥＣＵ３３０は、ＳＯＣ一定制御が不要である場合（Ｓ０２のＮＯ判定時）には、ステップＳ０８により、現在のＳＯＣと所定値Ｓｍａｘとを比較する。所定値Ｓｍａｘは、本格充電が必要か否かを判定するための閾値である。現在のＳＯＣが所定値Ｓｍａｘよりも低い場合（Ｓ０８のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０９により、充電要求をオンする。一方、蓄電装置１１０の現在のＳＯＣが所定値Ｓｍａｘ以上である場合（Ｓ０８のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ３００は、さらに、ステップＳ１０により、蓄電装置１１０が満充電状態であるか否かを判定する。蓄電装置１１０が満充電状態である場合（Ｓ１０のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ１１により、充電要求をオフする。蓄電装置１１０が満充電状態でない場合（Ｓ１０のＮＯ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をオンのままとする。
When it is determined in step S01 that temperature control is necessary (YES in S01),
これに対して、ステップＳ０２において、本格充電を行なう前に温調制御が実行されているとき、言い換えれば、温調制御と本格充電とが並行して実行されていないときには、ＳＯＣ一定制御が必要と判定される。電池ＥＣＵ３３０は、ＳＯＣ一定制御が必要と判定されると（Ｓ０２のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ０３により、温調制御開始時の蓄電装置１１０のＳＯＣを、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）として設定する。さらに、ＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）に所定値αを加算した値を、ＳＯＣ上限値ＳＨに設定するとともに、ＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）から所定値αを減算した値を、ＳＯＣ下限値ＳＬに設定する。電池ＥＣＵ３３０は、設定したＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）、ＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬを記憶する。
On the other hand, in step S02, when the temperature control is executed before the full charge is performed, in other words, when the temperature control and the full charge are not executed in parallel, the constant SOC control is necessary. It is determined. When it is determined that constant SOC control is required (when YES is determined in S02),
電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０４により、現在のＳＯＣと、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ下限値ＳＬとを比較する。現在のＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬよりも低いとき（Ｓ０４のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０５により充電要求をオンする。
In step S04,
一方、現在のＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬ以上であるとき（Ｓ０４のＮＯ判定時）には、電池ＥＣＵ３００は、現在のＳＯＣと、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ上限値ＳＨとを比較する。現在のＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨ以上であるとき（Ｓ０６のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０７により、充電要求をオフする。一方、現在のＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨよりも低いとき（Ｓ０６のＮＯ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をオンのままとする。
On the other hand, when the current SOC is equal to or higher than SOC lower limit value SL (NO determination in S04),
図６を参照して、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ１５により、電池ＥＣＵ３１０から充電要求を受けると、充電要求がオンからオフに、または、オフからオンに切り替えられたかを判定する。
Referring to FIG. 6, when
充電要求がオンからオフ、またはオフからオンに切り替えられたと判定された場合（Ｓ１５のＹＥＳ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ１６により、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理の実行を禁止する徐変禁止条件が成立しているか否かを判定する。除徐変禁止条件は、ユーザが充電ケーブル４００のプラグ４２０を、外部電源５００のコンセント５１０から引き抜く操作を行なったこと、充電電力指令値Ｐｂ＊（＝Ｐａ）が、蓄電装置１１０が受け入れ可能な電力（充電電力上限値）Ｗｉｎを超えていること、および、充電システム１０内に外部充電の実行を妨げる故障が生じていることを含む。なお、充電電力上限値Ｗｉｎは、蓄電装置１１０のＳＯＣおよび温度ＴＢに基づいて設定される。たとえば、高ＳＯＣ時、低温時または高温時には、充電電力上限値Ｗｉｎが制限される。
When it is determined that the charge request has been switched from on to off or from off to on (when YES is determined in S15),
徐変禁止条件が成立していない場合（Ｓ１６のＮＯ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ１７により、徐変処理を実行可能（オン）とする。一方、徐変禁止条件が成立している場合（Ｓ１６のＹＥＳ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２４により、徐変処理を実行不可（オフ）とする。なお、ステップＳ１５において、充電要求がオンからオフに、または、オフからオンに切り替えられていないと判定された場合（Ｓ１５のＮＯ判定時）、すなわち、充電要求が前回の制御周期と同じ状態である（オンのまま、またはオフのまま）場合には、ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ２４の処理がスキップされる。
When the gradual change prohibition condition is not satisfied (NO in S16), the
ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ１８により、徐変処理がオンであるか否かを判定する。徐変処理がオンである場合（Ｓ１８のＹＥＳ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ１９に進み、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理を実行する。ＨＶＥＣＵ３１０は、前回の制御周期における充電電力指令値Ｐｂ＊を所定量ΔＰｂ（ΔＰｂ＞０）だけ変化させた値を、今回の制御周期における充電電力指令値Ｐｂ＊とする。この制御周期間の変化量ΔＰｂは、外部電源５００の電圧変動の許容値に基づいて予め設定された時間的変化率に従って充電電力指令値Ｐｂ＊が変化するように、設定されている。充電要求がオンのときには、前回の制御周期における充電電力指令値Ｐｂ＊に所定量ΔＰｂが加算される。一方、充電要求がオフのときには、前回の制御周期における充電電力指令値Ｐｂ＊から所定量ΔＰｂが減算される。
In step S18, the
ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２０により、充電電力指令値Ｐｂ＊がＰａ［ｋＷ］または０［ｋＷ］に到達したか否かを判定する。充電電力指令値Ｐｂ＊がＰａ［ｋＷ］または０［ｋＷ］に到達したと判定されると（Ｓ２０のＹＥＳ判定時）、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２１により、徐変処理を実行不可（オフ）とする。一方、充電電力指令値Ｐｂ＊がＰａ［ｋＷ］または０［ｋＷ］に到達していないと判定された場合（Ｓ２０のＮＯ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２１をスキップすることにより、徐変処理をオンのままとする。
In step S20, the
ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２２により、充電電力指令値Ｐｂ＊を設定すると、その設定した充電電力指令値Ｐｂ＊を充電ＥＣＵ３４０へ出力する。充電ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２３により、蓄電装置１１０の充電電力Ｐｂが充電電力指令値Ｐｂ＊と一致するように、充電装置２００に対する制御信号ＰＷＣを生成する。これにより、ＳＯＣ一定制御の実行時、および、本格充電の実行時において、充電電力指令値Ｐｂ＊に従って蓄電装置１１０の充電電力が制御される。
After setting charging power command value Pb * in step S22,
なお、充電要求がオンであり、かつ、徐変処理がオフである場合には、蓄電装置１１０の本格充電が実行される。本格充電においては、たとえば、ＨＶＥＣＵ３１０は、最初に電力一定の充電（ＣＰ（Constant Power）充電）により急速充電を実行し、その後蓄電装置１１０に与える電圧を一定とする充電（ＣＶ（Constant Voltage）充電を実行する。ＨＶＥＣＵ３１０は、ステップＳ２２において、ＣＰ充電およびＣＶ充電のそれぞれについて、充電電力指令値Ｐｂ＊が適切に設定する。
Note that when the charge request is on and the gradual change process is off, the
以上のように、実施の形態１に従う電動車両によれば、ＳＯＣ一定制御において、充電要求のオンとオフとが切り替わるときには、充電電力指令値Ｐｂ＊を、外部電源５００において許容される電圧変動に基づいて設定された所定の時間的変化率に従って徐々に変化させることにより、充電装置２００の負荷が時間的に急峻に変動することを抑制することができる。この結果、外部電源５００に電圧フリッカが発生することを抑制することができる。
As described above, according to the electrically powered vehicle according to the first embodiment, when the charging request is switched on and off in the SOC constant control, charging power command value Pb * is changed to a voltage fluctuation allowed in
［実施の形態２］
上述の実施の形態１に従う電動車両では、充電要求がオンとオフとの間で切り替えられたときに、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理を実行する構成について説明した。
[Embodiment 2]
In the electric vehicle according to the first embodiment described above, the configuration in which the gradual change process of charge power command value Pb * is performed when the charge request is switched between on and off has been described.
上記の構成では、充電要求のオン／オフの切り替えは、蓄電装置１１０のＳＯＣと、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬとの比較に基づいて行なわれる。したがって、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨまで上昇した時点から充電電力指令値Ｐｂ＊を徐々に減少させる処理が開始されるため、当該時点から充電電力指令値Ｐｂ＊が０［ｋＷ］となる時点までの間に蓄電装置１１０が充電されることになる。その結果、実際にはＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨを超過する場合が生じる。
In the above configuration, the charging request is switched on / off based on a comparison between the SOC of
同様に、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬまで低下した時点から充電電力指令値Ｐｂ＊を徐々に増加させる処理が開始されるため、当該時点から充電電力指令値Ｐｂ＊がＰａ［ｋＷ］となる時点までの間、蓄電装置１１０の充電が不十分となるため、短時間でＳＯＣを回復させることが困難となる場合が生じる。
Similarly, since the process of gradually increasing the charging power command value Pb * is started from the time when the SOC decreases to the SOC lower limit value SL, from that time to the time when the charging power command value Pb * becomes Pa [kW]. During this time, the
このように、ＳＯＣとＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬとの比較に基づいて、充電要求のオンとオフとを切替える構成とした場合には、ＳＯＣ一定制御の制御応答性が低下してしまう可能性がある。 Thus, when it is set as the structure which switches on and off of a charge request | requirement based on the comparison with SOC, SOC upper limit SH, and SOC lower limit SL, the control responsiveness of SOC constant control will fall. there is a possibility.
そこで、本実施の形態２に従う電動車両では、充電要求のオンとオフとを切替えるタイミングを、ＳＯＣとＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬとの比較に基づいた切替えのタイミングよりも早めることで、徐変処理による制御応答性の低下を抑制する。 Therefore, in the electric vehicle according to the second embodiment, the timing for switching on and off the charging request is made earlier than the timing for switching based on the comparison between the SOC, the SOC upper limit value SH, and the SOC lower limit value SL. Suppression of control responsiveness due to gradual change processing is suppressed.
実施の形態２に従う電動車両１００および充電システム１０の構成は、図１と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。また、電動車両１００の制御構造についても、ＨＶＥＣＵでの制御を除いて、図２と同様であるので、詳細な説明を繰り返さない。
Since configurations of electrically
図７には、本実施の形態２に従う充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理を実行したときの蓄電装置１１０のＳＯＣおよび充電電力Ｐｂの動作波形例が示される。
FIG. 7 shows an example of operation waveforms of SOC and charging power Pb of
図７に示されるように、ＳＯＣ一定制御において、充電電力Ｐｂは、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨまで上昇した時点（図中の時刻ｔｂに相当）でＰａ［ｋＷ］から０［ｋＷ］に切り替わるとともに、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬまで低下した時点（図中の時刻ｔｃに相当）で０［ｋＷ］からＰａ［ｋＷ］に切り替わることが理想的である。これによれば、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨまで上昇した時点で蓄電装置１１０の充電が停止されるとともに、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬまで低下した時点が蓄電装置１１０の充電が開始されるため、ＳＯＣが所定範囲から外れることを防止できる。
As shown in FIG. 7, in the SOC constant control, the charging power Pb is switched from Pa [kW] to 0 [kW] when the SOC rises to the SOC upper limit value SH (corresponding to time tb in the figure). Ideally, when the SOC decreases to the SOC lower limit value SL (corresponding to the time tc in the figure), the switching from 0 [kW] to Pa [kW] is ideal. According to this, since charging of
本実施の形態２では、ＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬにより規定される所定範囲（以下、「第１の所定範囲」とも称する）内に、第２の所定範囲が設定される。第２の所定範囲は、第１の所定範囲よりも狭い。第２の所定範囲の上限値ＳＨ１は、ＳＯＣ上限値ＳＨから所定値βを減算した値に設定される（ＳＨ１＝ＳＯＣｒ＋α―β）。第２の所定範囲の下限値ＳＬ１は、ＳＯＣ下限値ＳＬに所定値βを加算した値に設定される（ＳＬ１＝ＳＯＣｒ−α＋β）。 In the second embodiment, the second predetermined range is set within a predetermined range (hereinafter also referred to as “first predetermined range”) defined by SOC upper limit value SH and SOC lower limit value SL. The second predetermined range is narrower than the first predetermined range. Upper limit value SH1 of the second predetermined range is set to a value obtained by subtracting predetermined value β from SOC upper limit value SH (SH1 = SOCr + α−β). Lower limit value SL1 of the second predetermined range is set to a value obtained by adding predetermined value β to SOC lower limit value SL (SL1 = SOCr−α + β).
電池ＥＣＵ３３０は、蓄電装置１１０のＳＯＣと第２の所定範囲との比較に基づいて、充電要求のオン／オフを切り替える。図７に示されるように、充電要求がオンのときには、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨ１まで上昇した時点（図中の時刻ｔαに相当）で充電要求をオフする。充電要求がオフされると、ＨＶＥＣＵ３１０により、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理が実行される。したがって、時刻ｔαからは、充電電力ＰｂがＰａ［ｋＷ］から０［ｋＷ］まで、所定の時間的変化率に従って徐々に減少する。そして、ＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨまで上昇した時点（時刻ｔｂ）には充電電力Ｐｂが０［ｋＷ］に到達するため、蓄電装置１１０の充電を停止することができる。
また、充電要求がオフのときには、電池ＥＣＵ３３０は、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬ１まで低下した時点（図中の時刻ｔβに相当）で充電要求をオンする。充電要求がオンされると、ＨＶＥＣＵ３１０により、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理が実行される。これにより、時刻ｔβからは、充電電力Ｐｂが０［ｋＷ］からＰａ［ｋＷ］まで、所定の時間的変化率に従って徐々に減少する。そして、ＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬまで低下した時点（時刻ｔｃ）には充電電力ＰｂがＰａ［ｋＷ］に到達するため、蓄電装置１１０に十分な電力を供給して、ＳＯＣを短時間で回復させることができる。
When the charge request is off,
図８は、本実施の形態２に従う蓄電装置１１０の温調制御およびＳＯＣ一定制御を説明するためのフローチャートである。本実施の形態２では、図５および図６のフローチャートのうち、図６のフローチャートが図８のフローチャートに置き換えられる。すなわち、図５および図８に示すフローチャートは、外部電源５００が電動車両１００に接続されている場合に、周期的に実行される。
FIG. 8 is a flowchart for illustrating temperature control and SOC constant control of
図８のフローチャートでは、図６のフローチャートのステップＳ０３〜Ｓ０７の処理に、ステップＳ０３１の処理が追加されるとともに、図６のステップＳ０４およびＳ０６が、ステップＳ０４１およびＳ０６１にそれぞれ置き換えられている。 In the flowchart of FIG. 8, the process of step S031 is added to the processes of steps S03 to S07 in the flowchart of FIG. 6, and steps S04 and S06 of FIG. 6 are replaced with steps S041 and S061, respectively.
図８に示されるように、ステップＳ０３により、電池ＥＣＵ３３０は、温調制御開始時のＳＯＣを、ＳＯＣ一定制御におけるＳＯＣ基準値（ＳＯＣｒ）として、ＳＯＣ上限値ＳＨおよびＳＯＣ下限値ＳＬを設定すると、電池ＥＣＵ３３０は、さらに、ステップＳ０３１により、ＳＯＣ上限値ＳＨから所定値βを減算した値を、第２の所定範囲の上限値ＳＨ１に設定する。また、電池ＥＣＵ３３０は、ＳＯＣ下限値ＳＬに所定値βを加算した値を、第２の所定範囲の下限値ＳＬ１に設定する。電池ＥＣＵ３３０は、設定したＳＯＣ上限値ＳＨ１およびＳＯＣ下限値ＳＬ１を記憶する。
As shown in FIG. 8, in step S03,
電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０４１により、現在のＳＯＣと、ＳＯＣ下限値ＳＬ１とを比較する。現在のＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬ１よりも低いとき（Ｓ０４１のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０５により充電要求をオンする。
一方、現在のＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＬ１以上であるとき（Ｓ０４１のＮＯ判定時）には、電池ＥＣＵ３００は、現在のＳＯＣと、ＳＯＣ上限値ＳＨ１とを比較する。現在のＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨ１以上であるとき（Ｓ０６１のＹＥＳ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、ステップＳ０７により、充電要求をオフする。一方、現在のＳＯＣがＳＯＣ上限値ＳＨ１よりも低いとき（Ｓ０６１のＮＯ判定時）には、電池ＥＣＵ３３０は、充電要求をオンのままとする。
On the other hand, when the current SOC is equal to or higher than SOC lower limit value SL1 (NO in S041),
このように、蓄電装置１１０のＳＯＣと第２の所定範囲との比較に基づいて充電要求のオン／オフが切り替えられると、図６のフローチャートにおいて、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理が実行される。
As described above, when the charging request is switched on / off based on the comparison between the SOC of the
以上のように、実施の形態２に従う電動車両によれば、充電要求のオンとオフとを切替えるタイミングが、ＳＯＣと第１の所定範囲との比較に基づいた切替えのタイミングよりも早めることができる。そのため、充電電力指令値Ｐｂ＊の徐変処理を実行することによって、ＳＯＣが第１の所定範囲から外れることを抑制することができる。この結果、ＳＯＣ一定制御の制御応答性を確保しながら、外部電源に電圧フリッカが発生することを抑制することができる。 As described above, according to the electric vehicle according to the second embodiment, the timing for switching on / off the charging request can be made earlier than the timing for switching based on the comparison between the SOC and the first predetermined range. . Therefore, it is possible to suppress the SOC from deviating from the first predetermined range by executing the gradual change process of charge power command value Pb *. As a result, it is possible to suppress the occurrence of voltage flicker in the external power supply while ensuring the control response of the SOC constant control.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
１０ 充電システム、１００ 電動車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１３０，１３５ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ エンジン、１６０ 駆動輪、２００ 充電装置、２１０ ＣＨＲ、２２０ 接続部、２３０ 温調装置、２３５ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４０ 冷却ファン、２４５ ヒータ、３００ ＥＣＵ、３１０ ＨＶＥＣＵ、３２０ 駆動ＥＣＵ、３３０ 電池ＥＣＵ、３４０ 充電ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４２０ プラグ、４３０ 電線部、５００ 外部電源、５１０ コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＮＬ１，ＮＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線。 10 Charging System, 100 Electric Vehicle, 110 Power Storage Device, 115 SMR, 120 PCU, 130, 135 Motor Generator, 140 Power Transmission Gear, 150 Engine, 160 Drive Wheel, 200 Charging Device, 210 CHR, 220 Connection, 230 Temperature Control Device, 235 DC / DC converter, 240 cooling fan, 245 heater, 300 ECU, 310 HVECU, 320 drive ECU, 330 battery ECU, 340 charge ECU, 400 charge cable, 410 charge connector, 420 plug, 430 wire portion, 500 external Power supply, 510 outlet, ACL1, ACL2, NL1, NL2, PL1, PL2 Power line.
Claims (1)
前記外部電源からの供給電力を前記蓄電装置の充電電力に変換する充電装置と、
前記外部電源が前記電動車両に接続されている場合に、前記蓄電装置から電力の供給を受けて駆動することにより、前記蓄電装置の温度を調整可能に構成された温調装置と、
前記蓄電装置の温度調整の実行中において、前記蓄電装置の充電量が第１の所定範囲内に維持されるように、前記温調装置および前記充電装置を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の所定範囲内に、前記第１の所定範囲よりも狭く設定された第２の所定範囲を有し、前記充電量と前記第２の所定範囲との比較に基づいて充電要求を出力または停止することにより、前記蓄電装置の放電を伴って前記温調装置を駆動する第１の状態と、前記充電装置により前記蓄電装置を所定電力で充電する第２の状態とを交互に繰り返すように構成され、
前記制御装置は、
前記第１の状態において、前記充電量が前記第２の所定範囲の下限値まで低下した時点で前記蓄電装置の充電要求を出力するとともに、前記車両外部の電源において許容される電圧変動に基づいて設定された所定の時間的変化率で、前記蓄電装置の充電電力を零から前記所定電力まで増加させ、さらに、
前記第２の状態において、前記充電量が前記第２の所定範囲の上限値まで上昇した時点で前記充電要求を停止するとともに、前記所定の時間的変化率で前記蓄電装置の充電電力を前記所定電力から零まで減少させる、電動車両。 An electric vehicle capable of charging an in-vehicle power storage device with an external power source,
A charging device that converts power supplied from the external power source into charging power for the power storage device;
When the external power source is connected to the electric vehicle, a temperature control device configured to be able to adjust the temperature of the power storage device by driving by receiving power supplied from the power storage device;
A controller for controlling the temperature control device and the charging device so that the charge amount of the power storage device is maintained within a first predetermined range during the temperature adjustment of the power storage device;
The control device has a second predetermined range that is set narrower than the first predetermined range within the first predetermined range, and is based on a comparison between the charge amount and the second predetermined range. A first state in which the temperature control device is driven with discharging of the power storage device by outputting or stopping the charging request, and a second state in which the power storage device is charged with predetermined power by the charging device. Is configured to repeat alternately,
The controller is
In the first state, a request for charging the power storage device is output when the amount of charge has decreased to a lower limit value of the second predetermined range, and based on voltage fluctuation allowed in the power supply outside the vehicle. Increasing charging power of the power storage device from zero to the predetermined power at a predetermined rate of change over time;
In the second state, the charging request is stopped when the charge amount rises to the upper limit value of the second predetermined range, and the charging power of the power storage device is set to the predetermined power at the predetermined time change rate. An electric vehicle that reduces power to zero.
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