JP2018186631A - Vehicle non-contact charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両に搭載される充電池を充電する車両用非接触充電システムに関する。 The present invention relates to a vehicle non-contact charging system for charging a rechargeable battery mounted on an electric vehicle.
電気自動車等の電動車両における充電池を充電するシステムとして、電動車両に設けた受電装置と、車外に設けた給電装置とを対向させ、受電装置と給電装置とを非接触状態で給電装置から受電装置に電力を供給する非接触充電システムが提案されている。
例えば、特許文献1には、荷物を運搬する電動車両に対し走行経路に配置された給電装置から非接触状態で電力を供給し、電動車両の充電池を充電させるシステムが開示されている。特許文献1における非接触充電システムでは、給電装置が走行経路に配置され、電動車両の停止時だけでなく走行中においても充電可能となっている。
As a system for charging a rechargeable battery in an electric vehicle such as an electric vehicle, a power receiving device provided in the electric vehicle and a power feeding device provided outside the vehicle are opposed to each other, and the power receiving device and the power feeding device receive power from the power feeding device in a non-contact state. A contactless charging system that supplies power to the device has been proposed.
For example, Patent Document 1 discloses a system in which electric power is supplied in a non-contact state from a power feeding device arranged on a travel route to an electric vehicle that transports luggage, and a rechargeable battery of the electric vehicle is charged. In the non-contact charging system in Patent Document 1, the power feeding device is arranged on the traveling route, and charging is possible not only when the electric vehicle is stopped but also during traveling.
近年では、上記のような給電装置を道路に設置して走行中の電動車両を充電させるシステムが検討されてきている。更には、給電装置を例えば高速道路のような長い区間に配置して、当該給電装置を備えた区間(以降、充電区間という)のうち少なくとも一部の区間を走行することで充電可能とし、充電機会を増加させる提案がされている。
このように比較的長い充電区間を走行しながら充電させると、当該充電区間の走行中に満充電となり、満充電で走行する状態が発生する場合がある。
In recent years, a system for charging a running electric vehicle by installing the above-described power feeding device on a road has been studied. Furthermore, the charging device is arranged in a long section such as an expressway, and charging is possible by traveling at least a part of a section (hereinafter referred to as a charging section) provided with the feeding device. Proposals have been made to increase opportunities.
When charging is performed while traveling in a relatively long charging section in this manner, the battery may be fully charged during traveling in the charging section, and a state of traveling with full charging may occur.
ところで、電動車両においては、充電池の電力消費を抑えるために、回生発電を可能としたものが多い。したがって、満充電で走行する状態では、回生発電による制動(回生ブレーキ)が不能となるので、電動車両の制動性能が低下する可能性がある。
また、運転者によっては、回生ブレーキを多用する人や、回生ブレーキが効きづらくとも満充電に近い状態で維持したい人といったように、電動車両の制動性能や充電状態に対する嗜好が異なる場合がある。また、例えば下り坂が多く回生ブレーキを多用する機会が多くなると予測される場合のように、運転状況によって回生ブレーキの必要性が異なる場合がある。
By the way, many electric vehicles enable regenerative power generation in order to suppress the power consumption of the rechargeable battery. Therefore, in a state where the vehicle travels at full charge, braking by regenerative power generation (regenerative braking) becomes impossible, and the braking performance of the electric vehicle may be reduced.
In addition, depending on the driver, there are cases where the preference for the braking performance and the charged state of the electric vehicle is different, such as a person who frequently uses the regenerative brake or a person who wants to maintain the regenerative brake in a state close to full charge even if the regenerative brake is not effective. Further, the necessity of regenerative braking may differ depending on the driving situation, for example, when it is predicted that there will be many downhills and the opportunity to frequently use regenerative braking will increase.
そこで、本発明の目的は、充電区間において運転者の嗜好や運転状況に合った充電状態に設定可能とする車両用非接触充電システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-contact charging system for a vehicle that can be set to a charging state that matches a driver's preference and driving situation in a charging section.
本発明の車両用非接触充電システムは、充電池から供給された電力により電気モータを駆動して走行駆動する車両に設けられた受電部と、前記車両の外部の所定の充電区間に設けられた給電部と、を備え、前記給電部から前記受電部へ互いに非接触状態で電力を供給して前記充電池を充電する非接触充電を実行する車両用非接触充電システムであって、前記充電池の充電率を検出する充電率検出部と、前記非接触充電が可能であることを表示する表示部と、前記非接触充電の許可操作を行う充電許可操作部と、前記充電池の充電率が所定範囲内である場合に、前記表示部により前記非接触充電が可能であることを表示させ、前記充電許可操作部より許可操作されてから前記非接触充電を許可する制御部と、を備えたことを特徴とする。 A non-contact charging system for a vehicle according to the present invention is provided in a power receiving unit provided in a vehicle that travels by driving an electric motor with electric power supplied from a rechargeable battery, and in a predetermined charging section outside the vehicle. A non-contact charging system for a vehicle that performs non-contact charging for charging the rechargeable battery by supplying power from the power supply unit to the power receiving unit in a non-contact state. A charge rate detection unit for detecting the charge rate of the battery, a display unit for displaying that the non-contact charge is possible, a charge permission operation unit for performing the non-contact charge permission operation, and a charge rate of the rechargeable battery. A control unit that, when within the predetermined range, displays that the non-contact charging is possible by the display unit, and permits the non-contact charge after being permitted by the charge permission operation unit. It is characterized by that.
また、好ましくは、前記所定範囲を設定する充電率範囲設定部を備えるとよい。
また、好ましくは、前記制御部は、前記充電池の充電率が前記所定範囲より高い場合には前記充電許可操作部の操作に拘わらず前記非接触充電を規制し、前記充電池の充電率が前記所定範囲より低い場合には前記充電許可操作部の操作に拘わらず前記非接触充電を許可するとよい。
Preferably, a charging rate range setting unit for setting the predetermined range is provided.
Preferably, when the charging rate of the rechargeable battery is higher than the predetermined range, the control unit regulates the non-contact charging regardless of the operation of the charging permission operation unit, and the charging rate of the rechargeable battery is If it is lower than the predetermined range, the non-contact charging may be permitted regardless of the operation of the charging permission operation unit.
また、好ましくは、前記所定範囲は、満充電より低い範囲である充電率より低いとよい。 Preferably, the predetermined range is lower than a charging rate which is a range lower than full charge.
本発明によれば、充電池の充電率が所定範囲内である場合には、表示部により非接触充電が可能であることが表示されるので、充電池の充電率が所定範囲内であることを運転者に認識させることができる。そして、非接触充電が可能であることが表示された際に、充電許可操作部より許可操作されて非接触充電が可能となり、車両が充電区間に位置している際に非接触充電が実行される。これにより、充電池の充電率が所定範囲内である場合には、運転者の充電許可操作部の操作によって充電の要否を選択することができ、充電区間において電動車両の充電池を運転者の嗜好に合った充電状態に設定可能となる。 According to the present invention, when the charging rate of the rechargeable battery is within the predetermined range, the display unit indicates that non-contact charging is possible, and therefore the charging rate of the rechargeable battery is within the predetermined range. Can be recognized by the driver. And when it is displayed that non-contact charging is possible, the non-contact charging is enabled by the permission operation from the charge permission operation unit, and the non-contact charging is executed when the vehicle is located in the charging section. The As a result, when the charging rate of the rechargeable battery is within a predetermined range, it is possible to select whether or not charging is necessary by operating the driver's charge permission operation unit, and the rechargeable battery of the electric vehicle in the charging section is selected by the driver. It is possible to set the state of charge that suits the user's preference.
以下、本発明を具体化した車両用非接触充電システムの一実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態の車両用非接触充電システム1の構成図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態の車両用非接触充電システム1は、電動車両(以下、車両2という)に設けられた受電部3と、道路4等の地上側に設けられた給電部5とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a contactless charging system for a vehicle embodying the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle non-contact charging system 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a vehicle non-contact charging system 1 according to an embodiment of the present invention is provided on the ground side of a power receiving unit 3 provided in an electric vehicle (hereinafter referred to as a vehicle 2), a road 4, and the like.
車両2は、走行駆動源として電気モータ6を備えた電気自動車である。
車両2には、バッテリ8(充電池)が搭載されており、バッテリ8から電力を供給して電気モータ6を駆動して車両2を走行駆動する。
更に、本実施形態の車両2は、減速走行中に電気モータ6を駆動して回生発電させ、この回生発電によりバッテリ8を充電することが可能である。
The
A battery 8 (rechargeable battery) is mounted on the
Furthermore, the
図1に示すように、車両2には、当該車両の総合的な制御を行うためのメインコントロールユニット10を備えている。メインコントロールユニット10は、車両2の走行速度、要求駆動トルク、走行モードの切り換えスイッチ等に基づいて、電気モータ6の作動制御を行う。
給電部5は、道路4等の上面に配置され例えば電磁コイルを備えている。給電部5は、高速道路の所定区間等のように道路4の比較的長距離の区間に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
The
受電部3は、車両2の下部に設けられ、道路4に面して配置されている。受電部3は、例えば電磁コイルを備えており、車両2が給電部5を備えた所定区間(充電区間)に位置し、受電部3と給電部5とが対向した非接触状態で、給電部5から電力を供給される。
なお、給電部5及び受電部3については、例えば国際公開WO2015−068476号公報に記載された公知の非接触充電システムにおける給電回路及び受電回路を採用すればよく、詳細な説明は省略する。
The power receiving unit 3 is provided in the lower part of the
For the
本実施形態の車両用非接触充電システム1において、車両2には、受電部3からバッテリ8に電力を供給する給電線11を開閉する電磁駆動の開閉器12を備えている。開閉器12は、非接触充電コントロールユニット20(制御部)により作動制御される。
また、車両2には、バッテリ8の充電率SOCを測定する充電率測定部13(充電率検出部)と、車両用非接触充電システム1による充電指示を行う設定部14が備えられている。
In the vehicle non-contact charging system 1 according to the present embodiment, the
Further, the
設定部14は、表示部及び非接触充電許可スイッチ14c(充電許可操作部)、充電率設定部等の操作部を備え、車両2の運転者が視認及び操作可能な位置に配置されている。表示部は、例えば現在のバッテリ8の充電率や、非接触充電中であるか否かを表示すればよい。非接触充電許可スイッチ14cは、車両用非接触充電システム1によるバッテリ8の充電を許可するスイッチである。充電率設定部は、例えば非接触充電により充電を開始する充電率である第2の所定値SOC2を設定する充電開始充電率設定部14a(充電率範囲設定部)と、非接触充電による充電を停止する充電率である第1の所定値SOC1を設定する充電終了充電率設定部14b(充電率範囲設定部)を備えている。なお、第1の所定値SOC1は、例えば80%付近のように、100%(満充電)より低い値に設定可能にすればよく、第2の所定値SOC2は、例えば30%付近のように、第1の所定値SOC1より低い値に設定可能にすればよい。また、設定部14は、例えば車両2に設けられたナビゲーションシステムの表示画面に表示可能にして構成してもよいし、表示部及び操作部を独立して設けてもよい。
The
非接触充電コントロールユニット20は、車両用非接触充電システム1によるバッテリ8の充電制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)及びタイマ等を含んで構成される。
非接触充電コントロールユニット20には、充電率測定部13からバッテリ8の充電率SOC、設定部14から設定操作情報、メインコントロールユニット10から車両2の運転情報が入力され、設定部14への表示及び開閉器12の作動制御を行う。
The non-contact
The non-contact
図2は、本実施形態の非接触充電コントロールユニット20における車両用非接触充電システム1による充電制御要領を示すフローチャートである。
非接触充電コントロールユニット20は、車両電源ON時に図2に示す本制御を繰り返し実行する。
図2に示すように、非接触充電コントロールユニット20は、始めにステップS10では、充電率測定部13から現在のバッテリ8の充電率SOCを入力する。そして、ステップS20に進む。
FIG. 2 is a flowchart showing a charging control procedure by the vehicle non-contact charging system 1 in the non-contact
The non-contact
As shown in FIG. 2, the non-contact
ステップS20では、ステップS10で入力した充電率SOCが第1の所定値SOC1以上であるか否かを判別する。充電率SOCが第1の所定値SOC1以上である場合には、本ルーチンを終了する。充電率SOCが第1の所定値SOC1未満である場合には、ステップS30に進む。
ステップS30では、ステップS10で入力した充電率SOCが第2の所定値SOC2以下であるか否かを判別する。第2の所定値SOC2以下である場合には、本ルーチンを終了する。充電率SOCが第2の所定値SOC2より大きい場合には、ステップS40に進む。
In step S20, it is determined whether or not the charging rate SOC input in step S10 is equal to or greater than a first predetermined value SOC1. When the charging rate SOC is equal to or greater than the first predetermined value SOC1, this routine ends. If the charging rate SOC is less than the first predetermined value SOC1, the process proceeds to step S30.
In step S30, it is determined whether or not the charging rate SOC input in step S10 is equal to or less than a second predetermined value SOC2. If it is equal to or smaller than the second predetermined value SOC2, this routine is terminated. If the charging rate SOC is greater than the second predetermined value SOC2, the process proceeds to step S40.
ステップS40では、設定部14の表示部に非接触充電が可能であることを表示する。なお、このとき表示部に充電率SOCも合わせて表示するとよい。そして、本ルーチンを終了する。
また、非接触充電コントロールユニット20は、上記図2に示す制御とは別に、充電率測定部13から入力したバッテリ8の充電率SOCが、第1の所定値SOC1以上では開閉器12をOFFにして、車両用非接触充電システム1による充電、即ち非接触充電を規制させる。また、非接触充電コントロールユニット20は、充電率SOCが第1の所定値SOC1未満では非接触充電許可スイッチ14cの操作に拘わらず開閉器12をONにして、非接触充電を実行可能とする。
In step S40, the display unit of the
In addition to the control shown in FIG. 2, the non-contact
以上のように制御することで、本実施形態では、バッテリ8の充電率SOCが第1の所定値SOC1未満かつ第2の所定値SOC2より大きい所定範囲では、充電可能であることが報知される。そして、運転者が非接触充電許可スイッチ14cを操作することで非接触充電が可能となり、車両2が充電区間に位置すれば充電が行われる。このように、バッテリ8の充電率SOCが第1の所定値SOC1未満かつ第2の所定値SOC2より大きい所定範囲では、運転者が非接触充電を行うか否かを選択することができる。例えば、充電区間内において充電可能表示がされた際に、運転者が非接触充電許可スイッチ14cを操作すれば、バッテリ8の充電率SOCを第1の所定値SOC1まで上昇させることができる。充電可能表示がされた際に、運転者が非接触充電許可スイッチ14cを操作しなければ、電力消費によってバッテリ8の充電率SOCを第2の所定値SOC2まで低下させることができる。
By controlling as described above, in the present embodiment, it is notified that charging is possible in a predetermined range where the charging rate SOC of the
このように、非接触充電が可能な充電区間内において維持させるバッテリ8の充電率SOCを運転者が設定できるので、例えば回生ブレーキの使用頻度の多い運転者や、下り坂が多く回生ブレーキを使用する機会が多いと予想される場合には、充電可能表示がされた際に非接触充電許可スイッチ14cを操作せずにバッテリ8の充電率SOCを第1の所定値SOC1まで低下させ、回生ブレーキを多く使用することが可能となる。また、回生ブレーキの使用頻度の少ない運転者や、上り坂が多いと予想される場合には、充電可能表示がされた際に非接触充電許可スイッチ14cを操作してバッテリ8の充電率SOCを第1の所定値SOC1まで上昇させることができる。したがって、充電区間内において走行中にバッテリ8の充電率SOCを高く維持させることができ、電気モータ6の出力を確保して上り坂や高速走行での走行性能を向上させることができる。また、充電区間内において走行中にバッテリ8の充電率SOCを高く維持させることで、充電区間の走行終了後の
電気モータ6による車両2の走行可能距離を増加させることができる。
Thus, since the driver can set the charging rate SOC of the
以上のようにして、本実施形態の電動車両2においては、充電区間において車両2のバッテリ8を、運転者の嗜好や道路状況に合った充電状態にすることができる。
また、第1の所定値SOC1及び第2の所定値SOC2については、運転者が変更可能であるので、例えば第1の所定値SOC1を高く設定することで、充電区間内でバッテリ8の充電率SOCをより満充電に近く維持することが可能となる。また、第2の所定値SOC2を低く設定することで、充電区間内でバッテリ8の充電率をより低く維持することも可能となる。このようにして、より運転者の嗜好に広範囲に適応することが可能となる。
As described above, in the
Further, since the driver can change the first predetermined value SOC1 and the second predetermined value SOC2, for example, by setting the first predetermined value SOC1 high, the charging rate of the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、第1の所定値SOC1及び第2の所定値SOC2の少なくともいずれか一方を、固定値にしてもよい。
また、非接触充電コントロールユニット20において、第1の所定値SOC1及び第2の所定値SOC2を自動的に変更するように制御してもよい。例えば、車両2のナビゲーションシステムからの走行経路及び道路情報により、以降の車両の走行経路において下り坂が多いと判定した場合には、第1の所定値SOC1や第2の所定値SOC2を自動的に低く設定し、上り坂が多いと判定した場合には、第1の所定値SOC1や第2の所定値SOC2を自動的に高く設定すればよい。また、過去の回生ブレーキの頻度に基づいて第1の所定値SOC1や第2の所定値SOC2を自動的に設定してもよい。このようにすれば、非接触充電において、容易にかつ道路状況や運転者の嗜好に合った充電状態にすることが可能となる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above.
For example, at least one of the first predetermined value SOC1 and the second predetermined value SOC2 may be a fixed value.
Further, the non-contact
また、設定部14における表示部による充電可能表示については、車両2が充電区間に位置している場合のみ表示してもよいし、充電区間外でも表示して充電区間内に進入する前にあらかじめ操作された非接触充電許可スイッチ14cの操作情報を記憶しておき、充電区間内で開閉器12の作動制御を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、電気自動車に本発明を採用しているが、エンジンを有するハイブリッド車においても本発明を適用することができる。本発明は、車両走行中に充電可能な非接触充電システムの受電装置を備えた電動車両に広く適用することができる。
In addition, the chargeable display by the display unit in the
Moreover, in the said embodiment, although this invention is employ | adopted for the electric vehicle, this invention is applicable also to the hybrid vehicle which has an engine. The present invention can be widely applied to an electric vehicle including a power receiving device of a non-contact charging system that can be charged while the vehicle is running.
1 車両用非接触充電システム
2 車両
3 受電部
5 給電部
8 バッテリ(充電池)
13 充電率測定部(充電率検出部)
14 設定部(表示部)
14a 充電開始充電率設定部(充電率範囲設定部)
14b 充電終了充電率設定部(充電率範囲設定部)
14c 非接触充電許可スイッチ(充電許可操作部)
20 非接触充電コントロールユニット(制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact charging system for
13 Charging rate measurement unit (charging rate detection unit)
14 Setting part (display part)
14a Charging start charging rate setting unit (charging rate range setting unit)
14b Charging end charging rate setting unit (charging rate range setting unit)
14c Non-contact charge permission switch (charge permission operation part)
20 Non-contact charge control unit (control unit)
Claims (4)
前記充電池の充電率を検出する充電率検出部と、
前記非接触充電が可能であることを表示する表示部と、
前記非接触充電の許可操作を行う充電許可操作部と、
前記充電池の充電率が所定範囲内である場合に、前記表示部により前記非接触充電が可能であることを表示させ、前記充電許可操作部より許可操作されてから前記非接触充電を許可する制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用非接触充電システム。 A power receiving unit provided in a vehicle that travels by driving an electric motor with electric power supplied from a rechargeable battery, and a power feeding unit provided in a predetermined charging section outside the vehicle, from the power feeding unit A vehicle non-contact charging system that performs non-contact charging for supplying power to the power receiving unit in a non-contact state to charge the rechargeable battery,
A charge rate detector for detecting a charge rate of the rechargeable battery;
A display unit for displaying that the contactless charging is possible;
A charge permission operation unit for performing the contactless charge permission operation;
When the charge rate of the rechargeable battery is within a predetermined range, the display unit displays that the non-contact charge is possible, and the non-contact charge is permitted after the permit operation is performed by the charge permission operation unit. A control unit;
A vehicle non-contact charging system comprising:
前記充電池の充電率が前記所定範囲より高い場合には前記充電許可操作部の操作に拘わらず前記非接触充電を規制し、前記充電池の充電率が前記所定範囲より低い場合には前記充電許可操作部の操作に拘わらず前記非接触充電を許可することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用非接触充電システム。 The controller is
Regulating the non-contact charging regardless of the operation of the charging permission operation unit when the charging rate of the rechargeable battery is higher than the predetermined range, and charging when the charging rate of the rechargeable battery is lower than the predetermined range. The vehicle non-contact charging system according to claim 1 or 2, wherein the non-contact charging is permitted regardless of an operation of the permission operation unit.
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