JP2020178428A - Charge amount management system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、充電量管理システムに関する。 The present disclosure relates to a charge amount management system.
特許文献1には、電動車両の充電量制御装置が開示されている。かかる電動車両の充電量制御装置は、電動車両の駆動用バッテリを満充電量以下となる充電完了時の電力量まで外部電源を用いて充電する充電処理部と、所定の走行経路において、電動車両の走行によって変動する駆動用バッテリの残存充電量が走行時の回生充電によって満充電量に到達するか否かを監視する充電量監視部と、充電量監視部による監視結果に基づいて、充電完了時の充電量の補正量を所定の走行経路の走行後における残存充電量が満充電量となるように決定する補正量決定部と、補正量によって充電完了時の充電量を補正した充電量を新たな充電完了時の充電量として決定する充電完了量決定部と、を備える。
特許文献1が開示する電動車両の充電量制御装置では、所定の走行経路以外の経路を走行すると、電動車両の運動エネルギーを電力に回生することによって駆動用バッテリの充電量が充電可能な電力量の最大値に到達する場合があり、電動車両の運動エネルギーを回生することによる電動車両の制動ができない虞がある。
In the electric energy charge control device disclosed in
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、電動車両の運動エネルギーを回生することによる電動車両の制動を常時可能とする充電管理システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a charge management system capable of constantly braking an electric vehicle by regenerating the kinetic energy of the electric vehicle.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る充電管理システムは、電動車両に搭載された駆動用バッテリの充電管理システムであって、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を全て抽出可能であって、前記走行経路の勾配又は標高差を予め設定された距離によって区切られた区間毎に抽出可能なナビゲーション装置と、前記ナビゲーション装置によって抽出された勾配又は標高差に基づいて前記区間毎に電力消費量又は電力回生量を導出可能な電力量導出部と、前記電力量導出部によって導出された電力消費量又は電力回生量に基づいて前記現在地からの電力量の収支を前記区間毎に算出可能な収支演算部と、前記収支演算部によって算出された電力量の収支がプラスになる全ての区間毎の電力量が前記駆動用バッテリに充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の前記駆動用バッテリの電力量を決定する電力量決定部とを含む充電管理装置とを備える。 (1) The charge management system according to at least one embodiment of the present invention is a charge management system for a drive battery mounted on an electric vehicle, and can travel within a preset mileage range from the current location. Based on a navigation device that can extract all routes and can extract the gradient or elevation difference of the traveling route for each section divided by a preset distance, and the gradient or elevation difference extracted by the navigation device. The electric energy derivation unit that can derive the electric energy or electric energy regeneration amount for each section, and the electric energy balance from the current location based on the electric energy consumption or electric energy regeneration amount derived by the electric energy extraction unit. The balance calculation unit that can be calculated for each section and the power amount for all sections where the balance of the power amount calculated by the balance calculation unit is positive is the maximum value of the power amount that can be charged to the drive battery. A charge management device including a power amount determining unit for determining the power amount of the drive battery at the end of external charging is provided so as to be less than that.
上記(1)の構成によれば、現在地からの電力量の収支を区間毎に算出し、電力量の収支がプラスとなる全ての区間毎の電力量が駆動用バッテリに充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリの電力量を決定する。これにより、回生充電によって駆動用バッテリの充電量が充電可能な電力量の最大値に到達しなくなるので、電動車両の運動エネルギーを回生することによる電動車両の制動を常時可能とする。 According to the configuration of (1) above, the balance of electric energy from the current location is calculated for each section, and the amount of power for each section where the balance of electric energy is positive is the amount of power that can be charged to the drive battery. The electric energy of the drive battery at the end of external charging is determined so as to be the maximum value or less. As a result, the charge amount of the drive battery does not reach the maximum value of the chargeable electric energy by the regenerative charging, so that the electric vehicle can be braked at all times by regenerating the kinetic energy of the electric vehicle.
(2)一実施形態では、上記(1)の構成において、前記電力量導出部は、走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を学習可能な学習部を有する。 (2) In one embodiment, in the configuration of (1) above, the electric energy deriving unit has a learning unit capable of learning the relationship between the gradient or altitude difference of the traveling route and the electric power consumption or the electric energy regeneration amount.
上記(2)の構成によれば、学習部によって走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を学習するので、電力量導出部が導出する電力消費量又は電力回生量の精度を高めることができる。 According to the configuration of (2) above, since the learning unit learns the relationship between the gradient or elevation difference of the traveling route and the power consumption or the power regeneration amount, the power consumption or the power regeneration amount derived by the power amount derivation unit The accuracy of can be improved.
(3)一実施形態では、上記(2)の構成において、前記学習部は、季節毎に学習可能である。 (3) In one embodiment, in the configuration of (2) above, the learning unit can learn for each season.
上記(3)の構成によれば、学習部は季節毎に走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力量との関係を学習するので、電力量導出部が導出する電力消費量又は電力回生量の精度を高めることができる。 According to the configuration of (3) above, since the learning unit learns the relationship between the gradient or altitude difference of the traveling route and the electric energy or electric energy for each season, the electric energy or electric power derived by the electric energy derivation unit The accuracy of the amount of regeneration can be improved.
(4)一実施形態では、上記(1)から(3)のいずれか一つの構成において、前記電力量決定部は、前記現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な全ての走行経路における最大標高差が予め設定された標高差未満の場合に、外部充電終了時の前記駆動用バッテリの電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定する。 (4) In one embodiment, in any one of the above configurations (1) to (3), the electric energy determination unit can travel within a preset mileage range from the current location. When the maximum altitude difference in the route is less than the preset altitude difference, the power amount of the drive battery at the end of external charging is determined to be a predetermined power amount smaller than the maximum value of the chargeable power amount.
上記(4)の構成によれば、電力量決定部は、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な全ての走行経路における最大標高差が予め設定された標高差未満の場合に、外部充電終了時の駆動用バッテリの電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定する。これにより、電力量導出部及び収支演算部の負荷を減じることができる。 According to the configuration of (4) above, the electric energy determination unit is used when the maximum altitude difference in all the travel routes that can be traveled within the range of the preset mileage from the current location is less than the preset altitude difference. , The amount of power of the drive battery at the end of external charging is determined to be a predetermined amount of power less than the maximum value of the amount of power that can be charged. As a result, the load on the electric energy derivation unit and the balance calculation unit can be reduced.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、電動車両の運動エネルギーを回生することによる電動車両の制動を常時可能とする。 According to at least one embodiment of the present invention, braking of the electric vehicle is always possible by regenerating the kinetic energy of the electric vehicle.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. Absent.
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る充電管理システム1の構成を概略的に示すブロック図である。図2は、図1に示したナビゲーション装置2によって抽出され、予め設定された距離によって区切られた走行経路を示す模式図である。図3は、図1に示した収支演算部32における電力量の収支を説明するための図である。図4は、図1に示した本発明の実施形態1に係る充電管理システム1の制御内容を概略的に示すフローチャートである。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る充電管理システム1は、電動車両100に搭載された駆動用バッテリ11の充電管理システム1である。本発明の実施形態1に係る電動車両100は、電動車両100の外部から電動車両100に搭載された駆動用バッテリ11に充電が可能な電動車両100であって、駆動用バッテリ11からインバータ12を介して駆動用モータ13に電力が供給され(放電)、電動車両100の運動エネルギーを回生した電力が駆動用モータ13からインバータ12を介して駆動用バッテリ11に供給される(充電)。本発明の実施形態1に係る電動車両100は、例えば、電気自動車(EV(Electric Vehicle))又はプラグインハイブリッド自動車(PHV(Plug−in Hybrid Vehicle),PHEV(Plug−in Hybrid Electric Vehicle))であって、電動車両100の充電口110に設けられたコネクタ14から車載充電器15を通り、駆動用バッテリ11に電力が充電される。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る充電管理システム1は、ナビゲーション装置2と充電管理装置3とを備える。
As shown in FIG. 1, the
ナビゲーション装置2は、現在地から目的地までの経路案内が可能である。ナビゲーション装置2には、勾配又は標高を含む詳細な道路情報を含んだ地図データ21が格納されるとともに、電動車両100(自車両)の現在位置を取得する測位システム22及びジャイロセンサ23や加速度センサ24等の各種センサが備えられ、マップマッチングによって自車両の現在位置を地図データ上で特定する。
The navigation device 2 can provide route guidance from the current location to the destination. The navigation device 2
図2に示すように、本発明の実施形態1に係るナビゲーション装置2は、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を全て抽出可能である。現在地から予め設定された走行距離は、電動車両100が走行等することによって消費する電力量(以下「消費電力量」という)よりも電動車両100の運動エネルギーを回生することに得られる電力量(以下「回生電力量」という)が上回る可能性がある距離である。現在地から予め設定された走行距離は、車両の特性等によって任意に設定可能であり、例えば、現在地から5kmの距離が設定される。走行可能な全ての走行経路は、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を総当たりで抽出することを意味し、一部だけが異なる場合も異なる走行経路として抽出する。
As shown in FIG. 2, the navigation device 2 according to the first embodiment of the present invention can extract all travel routes that can be traveled within a preset mileage range from the current location. The preset mileage from the current location is the amount of power obtained to regenerate the kinetic energy of the electric vehicle 100 (hereinafter referred to as "power consumption") rather than the amount of power consumed by the
また、本発明の実施形態1に係るナビゲーション装置2は、走行経路の勾配又は標高差を予め設定された距離によって区切られた区間毎に抽出可能である。予め設定された距離は、電力量の収支を算出するための単位(区間)である。予め設定された距離は、任意に設定可能であり、例えば、100mの距離が設定される。 Further, the navigation device 2 according to the first embodiment of the present invention can extract the slope or the altitude difference of the traveling route for each section divided by a preset distance. The preset distance is a unit (section) for calculating the balance of electric energy. The preset distance can be arbitrarily set, and for example, a distance of 100 m is set.
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る充電管理装置3は、商用電源等の電動車両100の外部から電動車両100に搭載された駆動用バッテリ11に充電(外部充電)する際の充電量を管理可能である。本発明の実施形態1に係る充電管理装置3は、電力量導出部31、収支演算部32及び電力量決定部33を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the charge management device 3 according to the first embodiment of the present invention charges (externally charges) the
電力量導出部31は、ナビゲーション装置2によって抽出された勾配又は標高差に基づいて区間毎に電力消費量又は電力回生量を導出可能である。電力量導出部31は、例えば、勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量を関連付けたマップによって構成されてもよいし、勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量を関連付けた数式によって構成されてもよい。
The electric
収支演算部32は、電力量導出部31によって導出された電力消費量又は電力回生量に基づいて現在地からの電力量の収支(積算)を区間毎に算出可能である。尚、収支演算部32は、電力消費量又は電力回生量をそのまま用いて電力量の収支を区間毎に算出してもよいが、図3に示すように、電力量の収支を無次元化して区間毎に算出してもよい。図3に示すように、無次元化して区間毎に算出した電力量の収支が、例えば、現在地から最も近い区間1で−3の場合には積算が−3となる。次の区間(区間2)の電力量の収支が+3の場合には積算が±0(−3+3)となり、その次の区間(区間3)の電力量の収支が+2の場合には積算が+2(0+2)となる。以下、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で現在地からの電力量の収支(積算)を区間毎に算出する。
The
電力量決定部33は、収支演算部32によって算出された電力量の収支(積算)がプラスとなる全ての区間毎の電力量が駆動用バッテリ11に充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定する。すなわち、電力量決定部33は、区間毎に算出された電力量の収支(積算)が最も大きくプラスとなる区間で駆動用バッテリ11に充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定する。
In the electric
図4に示すように、本発明の実施形態1に係る充電管理システム1は、充電を開始すると(ステップS11:Yes)、ナビゲーション装置2を起動する(ステップS12)。次に、ナビゲーション装置2が現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を全て抽出する(ステップS13)。次に、ナビゲーション装置2が抽出した走行可能な全ての走行経路について、走行経路の勾配又は標高差を予め設定された距離によって区切られた区間毎に抽出する(ステップS14)。
As shown in FIG. 4, the
次に、電力量導出部31がナビゲーション装置2によって抽出された勾配又は標高差に基づいて区間毎に電力消費量又は電力回生量を導出する(ステップS15)。次に、収支演算部32が電力量導出部31によって導出された電力消費量又は電力回生量に基づいて現在地からの電力量の収支(積算)を区間毎に算出する(ステップS16)。次に、電力量決定部33が収支演算部32によって算出された電力量の収支がプラスになる全ての区間毎の電力量が駆動用バッテリ11に充電可能な電量量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定する(ステップS17)。次に、ナビゲーション装置2を停止する(ステップS18)。
Next, the electric
そして、駆動用バッテリ11の電力量が電力量決定部33で決定された電力量となるまで充電すると、充電を終了する(ステップS19)。
Then, when the
上述した本発明の実施形態1に係る充電管理システム1によれば、現在地からの電力量の収支(積算)を区間毎に算出し、電力量の収支がプラスとなる全ての区間毎の電力量が駆動用バッテリ11に充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定する。これにより、電動車両100の運動エネルギーを電力に回生することによって駆動用バッテリ11の充電量が充電可能な電力量の最大値に到達しなくなるので、電動車両100の運動エネルギーを回生することによる電動車両100の制動を常時可能とする。
According to the
[実施形態2]
図5は、本発明の実施形態2に係る充電管理システム1Bの電力量導出部31の構成を概略的に示すブロック図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the electric
図5に示すように、本発明の実施形態2に係る充電管理システム1Bは、上述した本発明の実施形態1に係る充電管理システム1において、電力量導出部31は学習部311を有する。学習部311は、走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を学習可能である。
As shown in FIG. 5, the
例えば、学習部311は、電力量導出部31に入力される走行経路の勾配又は標高差と、駆動用バッテリ11から出力される電力(消費電力)又は駆動用バッテリ11に入力される電力(回生電力)とに基づいて、走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を学習する。
For example, the
上述した本発明の実施形態2に係る充電システムによれば、学習部311によって走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を学習するので、電力量導出部31が導出する電力消費量又は電力回生量の精度を高めることができる。
According to the charging system according to the second embodiment of the present invention described above, the
また、学習部311は、走行経路の勾配又は標高差と電力消費量又は電力回生量との関係を季節毎に学習可能である。例えば、空気調和機(エアコン)の使用頻度等は季節毎に大きく変動するので、季節毎に走行経路又は標高差と電力消費量又は電力回生量を学習すれば、電力量導出部31が導出する電力消費量又は電力回生量の精度を高めることができる。
In addition, the
更に、学習部311は、運転者の癖、例えば、上り坂でどの程度加速するのか、又は、下り坂でどの程度回生制動を行うのか等、によって変動する電力消費量又は電力回生量を学習してもよい。
Further, the
[実施形態3]
図6は、本発明の実施形態3に係る充電管理システム1Cの電力量決定部33を説明するための図である。図7は、本発明の実施形態3に係る充電管理システム1Cの制御内容を概略的に示すフローチャートである。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a diagram for explaining the electric
図6に示すように、本発明の実施形態3に係る充電管理システム1Cは、上述した本発明の実施形態1又は2に係る充電管理システム1,1Bにおいて、電力量決定部33は、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路における最大標高差HMaxが予め設定された標高差未満の場合に、外部充電終了後の電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定する。
As shown in FIG. 6, in the
図7に示すように、本発明の実施形態に係る充電管理システム1Cは、充電を開始すると(ステップS31:Yes)、ナビゲーション装置2を起動する(ステップS32)。次に、ナビゲーション装置2が現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を全て抽出する(ステップS33)。次に、現在地から予め設定された走行尾距離の範囲内で走行可能な全ての走行経路における最大標高差HMaxが予め設定された標高差未満か否かを判断する(ステップS34)。最大標高差HMaxが予め設定された標高差未満と判断した場合には(ステップS34:Yes)、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定する(ステップS35)。
As shown in FIG. 7, the
一方、最大標高差HMaxが予め設定された標高差未満と判断した場合には(ステップS34:No)、ナビゲーション装置2が抽出した走行可能な全ての走行経路について、走行経路の勾配又は標高差を予め設定された距離によって区切られた区間毎に抽出する(ステップS36)。次に、電力量導出部31がナビゲーション装置2によって抽出された勾配又は標高差に基づいて区間毎に電力消費量又は電力回生量を導出する(ステップS37)。次に、収支演算部32が電力量導出部31によって導出された電力消費量又は電力回生量に基づいて現在地からの電力量の収支(積算)を区間毎に算出する(ステップS38)。次に、電力量決定部33が収支演算部32によって算出された電力量の収支がプラスになる全ての区間毎の電力量が駆動用バッテリ11に充電可能な電量量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定する(ステップS39)。
On the other hand, when it is determined that the maximum altitude difference HMax is less than the preset altitude difference (step S34: No), the slope or altitude difference of the traveling route is determined for all the traveling routes extracted by the navigation device 2. Extraction is performed for each section divided by a preset distance (step S36). Next, the electric
電力量決定部33が外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を決定すると(ステップS35,S39)、ナビゲーション装置2を停止する(ステップS40)。そして、駆動用バッテリ11の電力量が電力量決定部33で決定された電力量となるまで充電すると、充電を終了する(ステップS41)。
When the electric
上述した本発明の実施形態3に係る充電管理システム1Cによれば、電力量決定部33は、現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な全ての走行経路における最大標高差HMaxが予め設定された標高差未満の場合に、外部充電終了時の駆動用バッテリ11の電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定する。これにより、電力量導出部31及び収支演算部32の負荷を減じることができる。
According to the
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
1,1B,1C 充電管理システム
2 ナビゲーション装置
21 地図データ
22 測位システム
23 ジャイロセンサ
24 加速度センサ
3 充電管理装置
31 電力量導出部
311 学習部
32 収支演算部
33 電力量決定部
11 駆動用バッテリ
12 インバータ
13 駆動用モータ
14 コネクタ
15 車載充電器
100 電動車両
110 充電口
1,1B, 1C Charge management system 2
Claims (4)
現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な走行経路を全て抽出可能であって、前記走行経路の勾配又は標高差を予め設定された距離によって区切られた区間毎に抽出可能なナビゲーション装置と、
前記ナビゲーション装置によって抽出された勾配又は標高差に基づいて前記区間毎に電力消費量又は電力回生量を導出可能な電力量導出部と、
前記電力量導出部によって導出された電力消費量又は電力回生量に基づいて前記現在地からの電力量の収支を前記区間毎に算出可能な収支演算部と、
前記収支演算部によって算出された電力量の収支がプラスになる全ての区間毎の電力量が前記駆動用バッテリに充電可能な電力量の最大値又はそれ以下となるように、外部充電終了時の前記駆動用バッテリの電力量を決定する電力量決定部と
を含む充電管理装置と
を備えることを特徴とする充電管理システム。 It is a charge management system for the drive battery mounted on the electric vehicle.
Navigation that can extract all the travel routes that can be traveled within the range of the preset mileage from the current location, and can extract the gradient or altitude difference of the travel route for each section divided by the preset distance. With the device
A power consumption derivation unit capable of deriving power consumption or power regeneration for each section based on the gradient or altitude difference extracted by the navigation device, and
A balance calculation unit that can calculate the balance of the power amount from the current location for each section based on the power consumption amount or the power regeneration amount derived by the power amount derivation unit.
At the end of external charging, the amount of power for each section in which the balance of the amount of power calculated by the balance calculation unit is positive is equal to or less than the maximum value of the amount of power that can be charged to the drive battery. A charge management system including a charge management device including an electric energy determination unit for determining the electric energy of the drive battery.
前記現在地から予め設定された走行距離の範囲内で走行可能な全ての走行経路における最大標高差が予め設定された標高差未満の場合に、外部充電終了時の前記駆動用バッテリの電力量を充電可能な電力量の最大値よりも少ない予め定めた電力量に決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の充電管理システム。 The electric energy determination unit
When the maximum altitude difference in all the travel routes that can be traveled within the preset mileage from the current location is less than the preset altitude difference, the electric energy of the drive battery at the end of external charging is charged. The charge management system according to any one of claims 1 to 3, wherein a predetermined electric energy is determined to be less than the maximum possible electric energy.
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