JP2019006251A - Charge control device for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電源から充電可能なバッテリと、空調装置とを備えた電動車両において、充電しながら空調装置を利用することができる車両の充電制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle charge control device that can use an air conditioner while charging in an electric vehicle including a battery that can be charged from an external power source and an air conditioner.
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるバッテリ(二次電池)は、例えば、家庭用電源による普通充電、又は専用の電源を用いた急速充電により、電力が供給されるように構成されている。 A battery (secondary battery) mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle is supplied with power by, for example, ordinary charging using a household power source or rapid charging using a dedicated power source. It is configured.
バッテリを充電している間、空調やオーディオ機器などの電装品を作動させる機能を有する電動車両も知られている。このような機能により、利用者は、充電が完了するまで車室内で快適に待機することができる。 There is also known an electric vehicle having a function of operating electrical components such as an air conditioner and an audio device while the battery is charged. With such a function, the user can comfortably wait in the passenger compartment until charging is completed.
ここで、空調装置は、車室内に暖気や冷気を供給していないときであっても、適切な温度が保たれるようにヒーターやエヴァポレーターを稼動又は停止することを定期的に行っている。このため、バッテリに充電が行われている間、バッテリが満充電に近い状態となった場合に、空調装置のヒーター等が一時的に停止して電力消費量が急減すると、充電器からの電力がバッテリに急激に流入することでバッテリが一時的にバッテリの許容上限電圧を超えて過充電となる可能性がある。 Here, the air conditioner periodically operates or stops the heater and evaporator so that an appropriate temperature is maintained even when warm air or cold air is not supplied to the passenger compartment. Yes. For this reason, when the battery is almost fully charged while the battery is being charged, if the heater of the air conditioner temporarily stops and the power consumption decreases rapidly, the power from the charger May suddenly flow into the battery, causing the battery to temporarily exceed the allowable upper limit voltage of the battery and become overcharged.
そこで、上記電動車両では、充電が完了したとき空調装置を完全に停止する制御が行われる。これにより、バッテリの過充電を防止している。 Therefore, in the electric vehicle, control is performed to completely stop the air conditioner when charging is completed. This prevents overcharging of the battery.
このようにして過充電を防止するために空調装置を停止すると、例えば、車中泊などにおいて、充電が完了したあとにおいても長時間に亘り空調装置を作動させたいという利用者の要望に応えることができない。 When the air conditioner is stopped to prevent overcharging in this way, for example, in a night in a vehicle, the user's request to operate the air conditioner for a long time after charging is completed can be met. Can not.
特許文献1に係る空調装置においては、空調装置を構成する各種機器の消費電力を上げることで電力を消費し、バッテリへの過充電を抑制している。しかしながら、各種機器の特性や環境条件などによっては、過充電を抑制するのに十分な消費電力が得られるとは限らない。
In the air conditioner according to
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バッテリの過充電を抑制し、バッテリの充電をしながら空調装置を継続的に利用できる電動車両の充電制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a charging control device for an electric vehicle that suppresses overcharging of the battery and can continuously use the air conditioner while charging the battery. And
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、電動車両に搭載されて充電可能なバッテリと、前記バッテリの電力により運転する空調装置と、前記バッテリの充電量を検知して前記バッテリへの充電制御、及び前記空調装置の運転制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記空調装置が運転中であり、外部電源による前記バッテリへの充電量が第1の閾値を超えたとき、前記空調装置を停止させずに前記バッテリへの充電を停止することを特徴とする電動車両の充電制御装置にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems includes a battery that is mounted on an electric vehicle and can be charged, an air conditioner that is driven by the power of the battery, and a charge amount of the battery that is detected to the battery. And a control device that controls the operation of the air conditioner. The control device is operating the air conditioner, and a charge amount to the battery by an external power source exceeds a first threshold value. The charging control device for an electric vehicle is characterized in that charging to the battery is stopped without stopping the air conditioner.
第1の態様では、バッテリへの充電を行いながら、過充電を抑制し、空調装置を運転させ続けることができる。 In the first aspect, overcharging can be suppressed and the air conditioner can be operated while charging the battery.
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の電動車両の充電制御装置において、前記制御装置は、前記充電量が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値以下になったとき、前記空調装置を停止させずに前記バッテリを充電することを特徴とする電動車両の充電制御装置にある。 According to a second aspect of the present invention, in the charging control device for an electric vehicle according to the first aspect, the control device has the charge amount equal to or lower than a second threshold value that is lower than the first threshold value. In the charging control device for an electric vehicle, the battery is charged without stopping the air conditioner.
第2の態様では、バッテリの充電量を少なくとも第2の閾値以上とすることができる。 In the second aspect, the charge amount of the battery can be at least the second threshold value or more.
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載の電動車両の充電制御装置において、前記制御装置は、前記空調装置を停止させる指示が入力されたことを検出し、電動車両のドアが空いたことを検出し、又は外部電源が前記バッテリから取り外されたことを検出したとき、前記空調装置を停止させることを特徴とする電動車両の充電制御装置にある。 According to a third aspect of the present invention, in the charging control device for an electric vehicle according to the first or second aspect, the control device detects that an instruction to stop the air conditioner is input, and the electric vehicle In the charging control device for an electric vehicle, the air conditioner is stopped when it is detected that the door is open or when it is detected that the external power source is removed from the battery.
第3の態様では、適切なタイミングで充電制御を終了することができる。 In the third aspect, the charging control can be terminated at an appropriate timing.
本発明の第4の態様は、第1から第3の何れか一つの態様に記載の電動車両の充電制御装置において、前記第1の閾値は、前記バッテリの満充電量よりも低いことを特徴とする電動車両の充電制御装置にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the charge control device for an electric vehicle according to any one of the first to third aspects, the first threshold value is lower than a full charge amount of the battery. It is in the charge control apparatus of the electric vehicle.
第4の態様では、より確実にバッテリへの過充電を抑制することができる。 In the 4th mode, overcharge to a battery can be controlled more certainly.
本発明によれば、バッテリの過充電を抑制し、バッテリの充電をしながら空調装置を利用できる電動車両の充電制御装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the charge control apparatus of the electric vehicle which can suppress an overcharge of a battery and can utilize an air conditioner while charging a battery is provided.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. In addition, description of embodiment is an illustration and this invention is not limited to the following description.
〈実施形態1〉
図1は電動車両の充電制御装置の概略構成を示す図であり、図2は充電制御装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電動車両1は、電気自動車(EV)またはプラグインハイブリッド自動車(PHEV)であり、二次電池であるバッテリ2と、このバッテリ2からの電力供給により作動する電動機である走行用モータ3と、を備えている。走行用モータ3は、駆動機構4を介して駆動輪(本実施形態では、前輪)5に連結されている。
<
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a charge control device for an electric vehicle, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the charge control device.
The
バッテリ2は、外部電源による充電が可能となっている。具体的には、バッテリ2は、外部電源として、例えば、家庭用電源等からの電力による充電、いわゆる普通充電により充電される。バッテリ2は、後述する制御装置20により、充電の制御が行われる。
The
電動車両1のユーザは、バッテリ2の充電を行う際、外部電源とバッテリ2とを接続して充電する。電動車両1には、外部電源に繋がる給電コネクタが接続される充電口(インレット)9が設けられている。
When charging the
また、電動車両1には、バッテリ2を電源とする空調装置6が搭載されている。空調装置6は、車両用に一般的に用いられるものであり、特に装置構成に限定はない。空調装置6は、後述する制御装置20により運転又は停止が制御される。
The
このような電動車両1には、充電制御装置10が搭載されている。本実施形態では充電制御装置10は、バッテリ2と、空調装置6と、制御装置20とを備えている。
Such an
制御装置20は、電動車両1の総合的な制御を行う装置である。制御装置20は、例えばマイクロプロセッサやROM、RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、電動車両1に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続されている。
The
制御装置20は、電動車両1の制御として、空調装置6の運転制御を行う空調制御部21と、バッテリ2の充電制御を行う充電制御部22とを備えている。
The
空調制御部21は、空調装置6を運転させ、又は停止させる制御を行う。例えば、車室内には、空調装置6を運転又は停止させるためのボタンが設けられている。空調制御部21は、利用者がこのボタンを操作したことを検出し、ボタンの状態に応じて、空調装置6を運転、又は停止させる。また、車室内には風量、風向、温度などを設定するための各種ボタンが設けられており、空調制御部21は、これらのボタンの操作に応じて、空調装置6の風量、風向、温度を設定する。
The air
また、空調制御部21は、充電口9に給電コネクタが取り付けられ、又は取り外されたことを検出することが可能となっている。さらに、空調制御部21は、車両のドアが開いたことを検出することが可能となっている。空調制御部21は、利用者の操作以外に、給電コネクタの着脱やドアの開放を検出したとき、空調装置6を停止させる制御を行う。
Further, the air
充電制御部22は、外部電源から供給された電力によりバッテリ2への充電を制御する。さらに、空調装置6が運転中である場合には、次のような充電制御を行う。
The
充電制御部22は、空調装置6が運転中であり、かつ、外部電源がバッテリ2に接続されて充電をしている際には、バッテリ2の充電量(SOC)を監視する。そして、充電量が第1の閾値を越えたとき、空調装置6を停止させずにバッテリ2への充電を停止する。この充電の停止は、充電口9から給電コネクタを物理的に取り外すことにより行うのではなく、例えば、充電口9からバッテリ2への導通を電気的に遮断することにより行う。
The
バッテリ2への充電を停止する際に空調装置6を停止させないとは、空調装置6を停止する所定の条件が成立しないかぎりは、空調装置6を停止させないことを意味する。所定の条件としては、利用者が空調装置6を停止させるためのボタンを操作した、ドアが開放された、又は充電口9から給電コネクタが取り外されたことを挙げることができる。
The fact that the
さらに、充電制御部22は、バッテリ2の充電量が第2の閾値以下になったとき、空調装置6を停止させずにバッテリ2への充電を開始する。詳細には、第1の閾値を越えたときに充電を停止した後、空調装置6などの電装品によりバッテリ2の電力が消費される。そこで、充電制御部22は、充電量が第2の閾値以下となったら、外部電源からバッテリ2へ充電を開始する。この充電の再開は、上述したように充電口9からバッテリ2へ電気的に接続することにより行う。
Furthermore, the
第1の閾値としては、バッテリ2の満充電又はそれに近い値であることが好ましい。例えば、満充電の95%以上100%(満充電)以下の間で任意に設定する。特に、第1の閾値としては、満充電未満とすることが好ましい。
The first threshold is preferably a fully charged
満充電未満とすることが好ましい理由としては次のことが挙げられる。第1の閾値を満充電の100%にしたとする。充電制御部22は、充電量が第1の閾値を越えたときに、バッテリ2への充電を停止しようとする。仮に、この充電停止の直前に、例えば利用者が空調装置6を停止させるためのボタンを押したとする。すると、充電は続いているにもかかわらず、空調装置6の停止により消費電力が急減するので、バッテリ2には過剰な電力が供給されることになり、バッテリ2を過充電する虞がある。
The reason why it is preferable to make it less than full charge is as follows. Assume that the first threshold is 100% of full charge. The
しかしながら、第1の閾値を満充電未満とすれば、バッテリ2はまだ受け入れ可能な充電容量がある状態であるから、外部電源からの電力をバッテリ2に充電することができ、過充電となることを回避することができる。
However, if the first threshold value is less than full charge, the
また、第2の閾値としては、例えば、満充電の90%以上95%未満の間で任意に設定することが好ましい。 The second threshold is preferably set arbitrarily between 90% and less than 95% of full charge, for example.
図3は、充電制御装置の充電状況を示す図である。図3(a)は、バッテリ2へ充電している(ON)、又は充電していない(OFF)の何れかを表す充電状態を時系列で示すグラフである。図3(b)は、空調装置6が運転している(ON)、又は停止している(OFF)の何れかを表す空調作動を時系列で示すグラフである。図3(c)は、バッテリ2の充電量(SOC)を時系列で示すグラフである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a charging state of the charging control device. FIG. 3A is a graph showing the state of charge in time series indicating whether the
時刻T1は、充電口9に給電コネクタが接続されたときである。充電制御部22は、これを検知して、外部電源からバッテリ2へ充電を開始する(充電状態ON)。また、時刻T1では、空調装置6は停止した状態である(空調作動OFF)。
Time T1 is when the power supply connector is connected to the charging port 9. The charging
時刻T2は、利用者が空調装置6を運転するための操作がされたときである。空調制御部21は、これを検知し、空調装置6を運転させる(空調作動ON)。また時刻T1から時刻T2では、充電によりバッテリ2の充電量が増加している。
Time T2 is when the user performs an operation for driving the
時刻T2から時刻T3の間では、外部電源から供給される電力が空調装置6による消費電力を上回っており、充電量が増加している。そして、時刻T3において、充電量が第1の閾値Th1に達している。
Between time T2 and time T3, the power supplied from the external power source exceeds the power consumed by the
時刻T3において、充電制御部22は、充電量が第1の閾値Th1となったことを検出する。なお、第1の閾値Th1が100%未満であれば、充電制御部22は充電量が第1の閾値Th1以上となったことを検出する。このとき、充電制御部22は、空調装置6を停止させずに(空調作動ON)、バッテリ2への充電を停止する(充電状態OFF)。
At time T3, the
時刻T3から時刻T4の間では、充電量が減少している。そして、時刻T4において、充電量が第2の閾値Th2に達している。 The charge amount is decreasing between time T3 and time T4. At time T4, the amount of charge reaches the second threshold Th2.
時刻T4において、充電制御部22は、充電量が第2の閾値Th2以下となったことを検出する。このとき、充電制御部22は、空調装置6を停止させずに(空調作動ON)、バッテリ2への充電を開始する(充電状態ON)。
At time T4, the
以後、充電制御部22は、上述した制御を繰り返す。すなわち、時刻T5、時刻T7では、時刻T3と同様の制御を行い、時刻T6、時刻T8では、時刻T4と同様の制御を行う。
Thereafter, the charging
時刻T9で、空調装置6を停止するための条件が成立したとする。当該条件は、(1)利用者が空調装置6を停止するための操作が行われこと、(2)利用者が電動車両1のドアを開放したこと、(3)充電口9から給電コネクタを取り外したことである。充電制御部22は、(1)から(3)の条件の少なくとも一つを検出したとき、空調装置6を停止させ(空調作動OFF)、バッテリ2への充電を停止する(充電状態OFF)。
It is assumed that a condition for stopping the
上述した構成の充電制御装置10によれば、バッテリ2への充電を開始し(時刻T1)、その後、空調装置6を運転させると(時刻T2)、(1)から(3)のいずれかの条件が成立するまで空調装置6は運転し続ける(時刻T2から時刻T9)。この間、充電量としては、第1の閾値Th1から第2の閾値Th2の間に保たれる。すなわち、空調装置6を運転させ続けることができる。また、空調装置6を停止させたときには(時刻T9)、バッテリ2をほぼ満充電とすることができる。
According to the charging
そして、充電量が第1の閾値Th1になった時点で充電を停止するので、充電量が常に満充電状態とはならない(時刻T3から時刻T5)。したがって、この間に、利用者が空調装置6を停止させたり、空調装置6が適切な温度を保つために一時的にヒーターやエヴァポレーターが停止したことで、消費電力が急減しても、バッテリ2へ過充電されることが抑制される。時刻T3から時刻T5では、バッテリ2の充電量は、満充電よりも少なく、充電容量に余裕があるからである。
Since charging is stopped when the charging amount reaches the first threshold Th1, the charging amount is not always fully charged (from time T3 to time T5). Therefore, during this time, even if the user stops the
また、時刻T3や時刻T5付近では、充電量は、満充電である第1の閾値Th1に近いので、上記した消費電力の急減が生じると、過充電する可能性がある。しかしながら、第1の閾値Th1を満充電未満とすることで、そのような過充電の可能性を低減することができる。 In addition, near the time T3 and the time T5, the amount of charge is close to the first threshold value Th1 that is fully charged, and thus there is a possibility of overcharging if the above-described sudden decrease in power consumption occurs. However, the possibility of such overcharge can be reduced by setting the first threshold Th1 to less than full charge.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and addition, omission, replacement, etc., of a configuration is possible without departing from the spirit of the present invention. And other changes are possible.
空調装置6を停止するための条件(1)から(3)を例示したが、これに限定されない。また、空調装置6の消費電力が外部電源から供給される電力を超える場合では、バッテリ2への充電量が低下する一方であるので、例えば、空調装置6の消費電力を下げるよう空調装置6を制御してもよいし、充電量が低下する旨を利用者に通知するようにしてもよい。
Although the conditions (1) to (3) for stopping the
1…電動車両、2…バッテリ、6…空調装置、10…充電制御装置、20…制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記バッテリの電力により運転する空調装置と、
前記バッテリの充電量を検知して前記バッテリへの充電制御、及び前記空調装置の運転制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記空調装置が運転中であり、外部電源による前記バッテリへの充電量が第1の閾値以上となったとき、前記空調装置を停止させずに前記バッテリへの充電を停止する
ことを特徴とする電動車両の充電制御装置。 A battery mounted on an electric vehicle and rechargeable;
An air conditioner operated by the power of the battery;
A control device that detects the amount of charge of the battery and performs charge control on the battery, and operation control of the air conditioner, and
The control device stops charging the battery without stopping the air-conditioning device when the air-conditioning device is in operation and a charge amount to the battery by an external power source becomes equal to or greater than a first threshold value. A charge control device for an electric vehicle.
前記制御装置は、前記充電量が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値以下になったとき、前記空調装置を停止させずに前記バッテリを充電する
ことを特徴とする電動車両の充電制御装置。 In the electric vehicle charging control device according to claim 1,
The control device charges the battery without stopping the air conditioner when the charge amount is equal to or lower than a second threshold value that is lower than the first threshold value. apparatus.
前記制御装置は、前記空調装置を停止させる指示が入力されたことを検出し、電動車両のドアが空いたことを検出し、又は外部電源が前記バッテリから取り外されたことを検出したとき、前記空調装置を停止させる
ことを特徴とする電動車両の充電制御装置。 In the charging control device for an electric vehicle according to claim 1 or 2,
The control device detects that an instruction to stop the air conditioner is input, detects that the door of the electric vehicle is vacant, or detects that an external power source is removed from the battery, A charge control device for an electric vehicle characterized by stopping an air conditioner.
前記第1の閾値は、前記バッテリの満充電量よりも低い
ことを特徴とする電動車両の充電制御装置。
In the electric vehicle charging control apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The charge control device for an electric vehicle, wherein the first threshold value is lower than a full charge amount of the battery.
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US11926235B2 (en) | 2019-07-12 | 2024-03-12 | Denso Corporation | Charge control device |
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