JP3448978B2 - 電気車用充電制御装置 - Google Patents

電気車用充電制御装置

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JP3448978B2 JP22434994A JP22434994A JP3448978B2 JP 3448978 B2 JP3448978 B2 JP 3448978B2 JP 22434994 A JP22434994 A JP 22434994A JP 22434994 A JP22434994 A JP 22434994A JP 3448978 B2 JP3448978 B2 JP 3448978B2
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、充電可能なバッテリを
有する電気車用充電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】バッテリの電力によってモータを駆動
し、モータの駆動力によって走行する電気自動車が知ら
れている。この種の電気自動車では、運転終了後に充電
プラグをACコンセントに接続することにより、バッテ
リの充電を行う。バッテリに充電するには多くの電力と
時間を必要とするため、割安の深夜電力を利用して充電
を行うことが多い。深夜電力を用いて充電を行えば、翌
朝までにバッテリを満充電状態にすることができ、充電
時間の長さに関係なく車両の走行が可能となる。このた
め、従来の電気自動車は、深夜でも充電できるように充
電プラグがACコンセントに接続されると自動的に充電
を開始し、満充電状態になると充電完了ランプを表示し
て自動的に充電を終了するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】バッテリの充電を行う
深夜は昼間に比べて温度が低く、バッテリの温度も低く
なる。ところが、バッテリの温度が低くなると、バッテ
リのみかけ上の電源容量が低下するという問題がある。
すなわち、温度が下がるとバッテリに充電されている電
力を取り出せる量が少なくなるため、せっかくバッテリ
を満充電状態にしても、車両の走行距離が短くなってし
まう。また、充電終了後に、満充電になったことを報知
するために充電完了ランプを点灯すると、その分だけバ
ッテリの電力を消費し、さらにバッテリは時間とともに
自然放電するため、充電を終了してから走行を開始する
までの時間が長いと、バッテリの電力はかなり消費され
てしまう。
【0004】本発明の目的は、バッテリに充電されてい
る電力を効率よく取り出せるようにした電気車用充電制
御装置を提供することになる。また、本発明の他の目的
は、バッテリの充電終了後車両が走行を開始するまでに
消費された電力を補えるようにした電気車用充電制御装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】実施例を示す図1に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、充電可能なバッ
テリ1を備えた電気車用充電制御装置に適用され、バッ
テリ1の充電終了後最初に車両が走行を開始する時刻を
設定する走行開始時刻設定手段5と、走行開始時刻より
前の時刻に、タイマを起動させる時刻を設定するタイマ
起動時刻設定手段5と、外部電源よりバッテリ1に充電
電圧が印加されたときにバッテリ1を満充電とする満充
電手段2と、満充電手段2によりバッテリ1が満充電と
された後、タイマ起動時刻設定手段5により設定された
時刻に、バッテリ1の温度および電圧を測定する測定手
段と、測定手段により測定されたバッテリ1の温度およ
び電圧に基づいて、走行開始時刻においてバッテリ1が
加熱された状態となるように、バッテリ1の補充電を開
始する補充電開始時刻を演算する補充電開始時刻演算手
段4と、補充電開始時刻演算手段4により演算された補
充電開始時刻に、バッテリ1を補充電する補充電手段と
を備えることにより、上記目的は達成される。
【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
された電気車用充電制御装置において、バッテリ1を加
熱するヒータを備え、補充電手段による補充電とヒータ
による加熱を同時に行うものである。
【0007】
【作用】請求項1に記載の発明では、バッテリ1の充電
終了後最初に車両が走行を開始する走行開始時刻と、走
行開始時刻より前の時刻に、タイマを起動させるタイマ
起動時刻を設定する。また、充電プラグ3を外部のAC
コンセントに接続して外部電源よりバッテリ1に充電電
圧が印加されたときにバッテリ1を満充電とし、バッテ
リ1が満充電とされた後、タイマ起動時刻にバッテリ1
の温度および電圧を測定し、測定結果より補充電開始時
刻を演算し、補充電開始時刻にバッテリ1の補充電を開
始して、走行開始時刻にバッテリ1が加熱された状態に
なるようにした。そのため、車両走行開始直前に再度充
電を行うようにしたので、走行開始時刻においてバッテ
リ1の温度が高い状態とされており、バッテリ1から効
率よく電力を取り出せる。また、バッテリ1の充電終了
後車両が走行を開始するまでに消費された電力を補うこ
とができる。請求項2に記載の発明では、バッテリ1の
補充電とヒータによる加熱を同時に行う。
【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0009】
【実施例】図1は本発明による電気車用充電制御装置を
電気自動車に適用した場合の一実施例のブロック図であ
る。図1において、1は充電が可能なバッテリ、2はバ
ッテリ1への充電を行う充電器であり、この充電器2に
は充電プラグ3が接続されており、この充電プラグ3を
車両外部のACコンセント(不図示)に接続することに
よりバッテリ1への充電が行われる。
【0010】4は後述する図3,4の処理によってバッ
テリ1の充電を制御するコントローラ、5は後述する図
2の処理によりコントローラ4内部のタイマ(不図示)
の起動を制御するタイマユニットである。6は、タイマ
ユニット5に接続され、コントローラ4内部のタイマ起
動時刻を入力する入力装置である。7は、コントローラ
4に接続され、充電が終了したことを報知する充電完了
ランプである。図1のタイマユニット5およびコントロ
ーラ4は例えばCPUによって構成される。
【0011】図2は車両停止時のタイマユニット5の動
作を示すフローチャート、図3,4は車両停止時のコン
トローラ4の動作を示すフローチャート、図5は外気温
とバッテリ1の温度変化を示す図であり、以下これらの
図に基づいて本実施例の動作を説明する。図2のステッ
プS1では、入力装置6によって入力された走行開始時
刻T1を読み込む。ここで入力する走行開始時刻は、充
電が終了した後最初に車両が走行を開始する時刻であ
り、24時間を越える場合もありうるため、日にちも入
れるようにした方がよい。
【0012】ステップS2では、コントローラ4内部の
タイマを起動させる時刻T2(以下、タイマ起動時刻と
呼ぶ)を設定する(図5参照)。このタイマ起動時刻T
2は温度やバッテリ容量等の種々の条件を考慮に入れて
設定するのが望ましく、後述する補充電期間CT1の最
大値以上の値が設定される。タイマ起動時刻T2は、タ
イマの作動期間を#T1とすると、(1)式で示され
る。
【数1】T2=T1−#T1 ・・・(1)
【0013】ステップS3では、タイマ起動時刻T2に
なったか否かを判定し、判定が否定されるとステップS
3に留まり、判定が肯定されるとステップS4に進む。
ステップS4では、タイマ起動信号をコントローラ4に
向けて出力する。ステップS5では、走行開始時刻T1
になったか否かを判定し、判定が否定されるとステップ
S5に留まり、判定が肯定されるとステップS6に進
む。ステップS6では、コントローラ4に向けてタイマ
起動停止信号を出力して処理を終了する。
【0014】このように、タイマユニット5は、充電終
了後最初に車両が走行を開始する時刻T1から逆算して
タイマを起動させる時刻T2を設定し、その時刻になる
とタイマ起動信号をコントローラ4に対して出力する。
【0015】一方、コントローラ4の処理を示す図3の
ステップS11では、充電プラグ3がACコンセントに
接続されたか否かを判定する。この判定は例えば充電プ
ラグ3に設けられたセンサによって行う。ステップS1
1の判定が否定されるとステップS11に留まり、判定
が肯定されるとステップS12に進む。ステップS12
では、不図示のリレーをオンしてバッテリ1への充電を
開始する。
【0016】ステップS13では、満充電状態になった
か否かを判定し、判定が否定されるとステップS13に
留まり、判定が肯定されるとステップS14に進む。ス
テップS14では、リレーをオフして充電を終了すると
ともに、充電完了ランプ7を点灯する。ステップS15
では、タイマユニット5からタイマ起動信号が入力され
たか否かを判定し、判定が否定されるとステップS15
に留まり、判定が肯定されるとステップS16に進む。
ステップS16では、タイマを起動してタイマ計測を開
始する。
【0017】ステップS17では、バッテリ1の温度お
よび電圧を測定し、その測定結果に基づいてステップS
18では、補充電期間CT1を演算する(図5参照)。
ここで、補充電とは、再度バッテリ1を充電することに
よってバッテリ1の温度を上げ、これによりバッテリ1
内の電力を多く取り出せるようにすることをいう。ま
た、補充電を行うことにより、充電完了ランプ7の点灯
やバッテリファンの駆動等によって消費した分の電力を
補うこともできる。ステップS18で演算する補充電時
間は、バッテリ1の温度が低いほど、またバッテリ1の
電圧が低いほど長くなる。
【0018】ステップS19では、(2)式によって補
充電開始時刻T3を演算する(図5参照)。
【数2】T3=T1−CT1 ・・・(2) 図4のステップS20では、補充電開始時刻T3になっ
たか否かをタイマを用いて判定し、判定が否定されると
ステップS20に留まり、判定が肯定されるとステップ
S21に進む。ステップS21では補充電を開始する。
ステップS22では、タイマユニット5からタイマ起動
停止信号が入力されたか否かを判定し、判定が否定され
るとステップS22に留まり、判定が肯定されるとステ
ップS23に進む。ステップS23では、補充電を終了
して処理を終了する。
【0019】以上、図3,4の処理をまとめると、コン
トローラ4は充電が終了すると、充電完了ランプ7を点
灯するとともに、タイマユニット5からタイマ起動信号
が入力されるのを待つ。タイマ起動信号が入力される
と、バッテリ1の温度と電圧を測定し、その測定結果に
応じて補充電を開始する時刻を設定し、その時刻になる
と補充電を開始する。そして、タイマユニット5からタ
イマ起動停止信号が入力されると、補充電を停止する。
【0020】図5の曲線Aは外気温度、曲線Bは補充電
を行わない場合のバッテリ温度、曲線Cは補充電を行っ
た場合のバッテリ温度の各時間的変化を示す。図5に示
すように、図2〜4の処理によって補充電を行うことに
より、バッテリ1の温度が上昇することがわかる。
【0021】上述したように、本実施例によれば、車両
走行開始直前に再度充電を行うようにしたため、バッテ
リ1の温度を上げてバッテリ1から取り出せる電力量を
多くすることができる。また、再度充電を行うことで、
充電完了ランプ7の点灯やバッテリ1の自然放電等によ
って消費された電力を補うことができ、車両が走行を開
始する時刻において、バッテリ1を常に満充電状態にす
ることができる。
【0022】上記実施例では、バッテリ1を再充電する
ことによって、バッテリ1の温度を上げているが、再充
電する代わりに、バッテリ1に近接した場所にヒータを
設け、このヒータを加熱することによってバッテリ1の
温度を上げてもよい。このようにすれば、バッテリ1の
消費電力を補うことはできないが、手軽にバッテリ1を
暖められ、上記実施例と同様にバッテリから取り出され
る電力量を増やすことができる。また、バッテリ1の再
充電とヒータ加熱を同時に行っても構わない。
【0023】このように構成した実施例にあっては、タ
イマユニット5が走行開始時刻設定手段に、図4のステ
ップS21が補充電手段を、図3のステップS17が測
定手段に、それぞれ対応する。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、バッテリを一旦満充電とし、バッテリを満充電と
した後最初に車両が走行を開始する時刻の前にバッテリ
の温度および電圧を測定し、その測定結果に基づいて補
充電期間を演算し、バッテリを加熱するようにした。そ
のため、車両走行開始時刻までにはバッテリを十分暖め
ることができ、バッテリに充電されている電力を効率よ
く取り出すことができるとともに、バッテリを満充電と
した後に消費された電力を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電気車用充電制御装置の一実施例
のブロック図。
【図2】タイマユニットの処理を示すフローチャート。
【図3】コントローラの処理を示すフローチャート。
【図4】図3に続くフローチャート。
【図5】外気温およびバッテリ温度の時間的な変化を示
す図。
【符号の説明】
1 バッテリ 2 充電器 3 充電プラグ 4 コントローラ 5 タイマユニット 6 入力装置 7 充電完了ランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−52523(JP,A) 特開 平6−30532(JP,A) 特開 平6−245403(JP,A) 実開 昭57−164971(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42 H02J 7/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電可能なバッテリを備えた電気車用充
    電制御装置において、 前記バッテリの充電終了後最初に車両が走行を開始する
    時刻を設定する走行開始時刻設定手段と、 前記走行開始時刻より前の時刻に、タイマを起動させる
    時刻を設定するタイマ起動時刻設定手段と、外部電源より前記バッテリに充電電圧が印加されたとき
    に前記バッテリを満充電とする満充電手段と、 前記満充電手段により前記バッテリが満充電とされた
    後、 前記タイマ起動時刻設定手段により設定された時刻
    に、前記バッテリの温度および電圧を測定する測定手段
    と、 前記測定手段により測定されたバッテリの温度および電
    圧に基づいて、前記走行開始時刻において前記バッテリ
    が加熱された状態となるように、前記バッテリの補充電
    を開始する補充電開始時刻を演算する補充電開始時刻演
    算手段と、 前記補充電開始時刻演算手段により演算された補充電開
    始時刻に、前記バッテリを補充電する補充電手段とを備
    えることを特徴とする電気車用充電制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された電気車用充電制御
    装置において、 前記バッテリを加熱するヒータを備え、 前記補充電手段による補充電と前記ヒータによる加熱を
    同時に行うことを特徴とする電気車用充電制御装置。
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