JP3491528B2 - 電気自動車の充電装置 - Google Patents
電気自動車の充電装置Info
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車におけ
る動力用電池の充電装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気自動車における動力用電池は、外気
温が低くいため低温となっていると内部での化学反応が
鈍くなり、とくに、電解液が凍結すると、通常の充電が
できなくなる。すなわち、電解液の凍結により電子イオ
ンの移動が制約されて、内部の電気抵抗値が高くなるの
で、通常のように定電流値で充電しようとすると、充電
電圧が上昇して容易に上限値を越える結果、充電器に設
けられた保護回路が機能して充電器の充電作動が停止す
ることとなるからである。 【０００３】このため、低温時には、電池を充電するに
先立ちヒータ等により電池を加熱して、電解液を解凍さ
せる必要があるが、この場合には、ヒータ等の付設によ
り充電システムが比較的大掛かりとなると共に、設備コ
ストや車両重量の増大を招く不具合がある。 【０００４】また、電気自動車における動力用電池の温
度を検出して、充電する電流値を変化させる技術には、
特開平９−４６９１６号公報に記載されたものがある
が、この場合は電池の温度が高いとき単に充電電流値を
下げて、電池の劣化を防止しようとするものにすぎな
い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気自動車
において、低温の動力用電池をきわめて簡単、かつ、安
価に加熱して、電池の化学反応を活性化させ、それによ
り容易に充電できるようにしようとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る電気自動車の充電装置は、動力用電池の温度を検出す
る第１手段と、同第１手段により検出された上記温度の
高低に応じて上記電池の充電電流値を制御する第２手段
と、上記第１手段により検出された上記温度から上記電
池における電解液の凍結状態を検出する第３手段とを有
し、上記第２手段は、上記電池の温度が低いほど上記充
電電流値を減少させ、上記電池の温度が上昇するに従っ
て上記充電電流値を増大させると共に、上記第３手段に
より上記電解液の凍結状態が検出されたときには、上記
第３手段により上記電解液の凍結状態が検出されないと
きよりも上記充電電流値を低く制御して上記電池に通電
させるように構成されている。 【０００７】 従って、第１手段により検出された電池
の温度が低いほど、第２手段が電池の充電電流値を減少
させるように制御するので、電池温度の低下により電池
の内部抵抗値が増大しても、充電電圧の増加を制限しな
がら電池へ通電させることができ、この通電により電池
自身がもつ内部抵抗を利用して電池内部から発熱させる
結果、低温の電池を容易に昇温させることが可能とな
り、また、電池温度が上昇するに従って第２手段が電池
の充電電流値を増大させて、電池を効率よく充電させる
ことができる一方、第３手段により電池における電解液
の凍結状態が検出されたときには、第２手段が、第３手
段により上記電解液の凍結状態が検出されないときより
も電池の充電電流値を低く制御するが、電池への通電に
より電池自身がもつ内部抵抗を利用してやはり電池内部
から発熱させるので、電池の電解液を容易に解凍させる
ことが可能となる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施形
態例について説明する。図１において、電気自動車１
は、直列に接続された多数の動力用電池２を搭載し、電
池２の電気出力がモータ制御装置３及びインバータ４を
介してモータ５を適正な速度で回動させ、モータ５が車
輪６を駆動して走行するが、電池２には電池２の温度を
検出する温度センサ７が設けられている。 【０００９】一方、充電装置１０は、交流電源に接続さ
れたサイリスタ１１と、制御回路１２と、それぞれ制御
回路１２に接続された凍結推定手段１３、操作パネル１
４及び表示パネル１５とからなり、サイリスタ１１から
充電装置１０側のコネクタ１６及び車両側コネクタ１７
を経て電気自動車１の動力用電池２に供給される直流電
流値が制御回路１２により後記のように制御され、温度
センサ７により検出された電池２の温度信号が制御回路
１２へ入力されている。 【００１０】凍結推定手段１３は記憶回路１８及び比較
回路１９をそなえていて、制御回路１２から入力された
電池２の温度信号に基づき、電池２の電解液が凍結状態
にあるかどうかを推定し、もしくは、充電がかなり困難
な程度に電池２が低温であるかどうかを検出して、その
結果を制御回路１２へフィードバックしている。 【００１１】次に、制御回路１２の作用について説明す
る。温度センサ７により常時検出されて制御回路１２へ
入力された電池２の温度信号が、制御回路１２から凍結
推定手段１３へ供給されて、凍結推定手段１３から電池
２の電解液凍結状態、もしくは、電池２の上記低温状態
が制御回路１２へフィードバックされると、制御回路１
２は、電池２の上記温度信号に応じて、例えば電池２の
温度Ｔに相当する図２の電池温度曲線Ｉ上のＸ点から、
図２の電流値曲線II上のＹ点を抽出し、Ｙ点で示された
充電電流値Ｚとなるようにサイリスタ１１から電気自動
車１の動力用電池２に供給される直流電流値を制御す
る。なお、図２は、電池２の充電時間や充電効率等の関
係を考慮した多くの実験から、電池２の温度と充電電流
値との良好な相関性を定めたものである。 【００１２】すなわち、電池２の電解液が凍結状態にあ
り、もしくは、電池２が低温のため、電池２の内部抵抗
値が大きくて電池２に対する通常の充電が困難な場合に
は、比較的低い値の充電電流が電池２へ供給されるた
め、充電電圧の増加を制限しながら電池２へ通電させる
ことができ、この通電により電池２自身がもつ内部抵抗
を利用して電池２の内部にジュール熱を発生させ、その
結果、電池２の電解液を解凍させることができ、もしく
は、低温の電池２を昇温させることが可能となる。 【００１３】また、制御回路１２は、電池２の温度が上
昇するに伴い図２の電流値曲線IIが示すように、電池２
に供給される直流電流値が段階的に増加するようにサイ
リスタ１１を制御し、電池２の温度がさらに上昇して通
常の充電が可能な程度の温度ｔに達すると、サイリスタ
１１を制御して領域ａでは定電流値での充電、及び、領
域ｂでは定電圧値での充電と、それぞれ通常の充電を効
率よく行わせる。 【００１４】この場合、電解液が凍結状態にある電池
２、もしくは、低温状態の電池２を、通電により発生す
るジュール熱で加熱するように制御回路１２が制御して
いて、電池２を加熱するための別個のヒータ等はとくに
必要とせず、また、制御回路１２における制御プログラ
ミングは簡単に構成させることが可能であるため、電池
２の加熱に要するコストは低くてすみ、かつ、車両重量
の増加も抑制できる長所がある。 【００１５】また、各電池２の内部抵抗が実質的に同じ
であるため、各電池２の温度を均等に上昇させることが
できる利点があり、さらには、電気自動車１における各
電池２の交換は従来と同様に行うことができるので、こ
の面でも大層便利である。 【００１６】なお、上記実施形態例では、電池の温度が
上昇するに従って電池に対する充電電流値を段階的に増
加させているが、電池の温度が上昇するに従ってこの充
電電流値を無段階的に増加させてもよいことはいうまで
もない。 【００１７】 【発明の効果】本発明にかかる電気自動車の充電装置に
おいては、電池の温度が低いほど電池の充電電流値が減
少するように制御され、電池への通電により電池自身が
もつ内部抵抗を利用して電池内部から発熱させる結果、
低温の電池を容易に昇温させることができ、また、電池
の凍結状態が検出されたときには電池の充電電流値が低
く制御され、電池への通電により電池自身がもつ内部抵
抗を利用してやはり電池内部から発熱させるため、電池
の電解液を容易に解凍させることが可能となり、従っ
て、電池の加熱に他の装置をとくに必要としないので、
電池の加熱に要するコストを簡単に低減させることがで
きると共に、車両の重量増加を抑制することができる大
きな長所もある。
る動力用電池の充電装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気自動車における動力用電池は、外気
温が低くいため低温となっていると内部での化学反応が
鈍くなり、とくに、電解液が凍結すると、通常の充電が
できなくなる。すなわち、電解液の凍結により電子イオ
ンの移動が制約されて、内部の電気抵抗値が高くなるの
で、通常のように定電流値で充電しようとすると、充電
電圧が上昇して容易に上限値を越える結果、充電器に設
けられた保護回路が機能して充電器の充電作動が停止す
ることとなるからである。 【０００３】このため、低温時には、電池を充電するに
先立ちヒータ等により電池を加熱して、電解液を解凍さ
せる必要があるが、この場合には、ヒータ等の付設によ
り充電システムが比較的大掛かりとなると共に、設備コ
ストや車両重量の増大を招く不具合がある。 【０００４】また、電気自動車における動力用電池の温
度を検出して、充電する電流値を変化させる技術には、
特開平９−４６９１６号公報に記載されたものがある
が、この場合は電池の温度が高いとき単に充電電流値を
下げて、電池の劣化を防止しようとするものにすぎな
い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気自動車
において、低温の動力用電池をきわめて簡単、かつ、安
価に加熱して、電池の化学反応を活性化させ、それによ
り容易に充電できるようにしようとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る電気自動車の充電装置は、動力用電池の温度を検出す
る第１手段と、同第１手段により検出された上記温度の
高低に応じて上記電池の充電電流値を制御する第２手段
と、上記第１手段により検出された上記温度から上記電
池における電解液の凍結状態を検出する第３手段とを有
し、上記第２手段は、上記電池の温度が低いほど上記充
電電流値を減少させ、上記電池の温度が上昇するに従っ
て上記充電電流値を増大させると共に、上記第３手段に
より上記電解液の凍結状態が検出されたときには、上記
第３手段により上記電解液の凍結状態が検出されないと
きよりも上記充電電流値を低く制御して上記電池に通電
させるように構成されている。 【０００７】 従って、第１手段により検出された電池
の温度が低いほど、第２手段が電池の充電電流値を減少
させるように制御するので、電池温度の低下により電池
の内部抵抗値が増大しても、充電電圧の増加を制限しな
がら電池へ通電させることができ、この通電により電池
自身がもつ内部抵抗を利用して電池内部から発熱させる
結果、低温の電池を容易に昇温させることが可能とな
り、また、電池温度が上昇するに従って第２手段が電池
の充電電流値を増大させて、電池を効率よく充電させる
ことができる一方、第３手段により電池における電解液
の凍結状態が検出されたときには、第２手段が、第３手
段により上記電解液の凍結状態が検出されないときより
も電池の充電電流値を低く制御するが、電池への通電に
より電池自身がもつ内部抵抗を利用してやはり電池内部
から発熱させるので、電池の電解液を容易に解凍させる
ことが可能となる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施形
態例について説明する。図１において、電気自動車１
は、直列に接続された多数の動力用電池２を搭載し、電
池２の電気出力がモータ制御装置３及びインバータ４を
介してモータ５を適正な速度で回動させ、モータ５が車
輪６を駆動して走行するが、電池２には電池２の温度を
検出する温度センサ７が設けられている。 【０００９】一方、充電装置１０は、交流電源に接続さ
れたサイリスタ１１と、制御回路１２と、それぞれ制御
回路１２に接続された凍結推定手段１３、操作パネル１
４及び表示パネル１５とからなり、サイリスタ１１から
充電装置１０側のコネクタ１６及び車両側コネクタ１７
を経て電気自動車１の動力用電池２に供給される直流電
流値が制御回路１２により後記のように制御され、温度
センサ７により検出された電池２の温度信号が制御回路
１２へ入力されている。 【００１０】凍結推定手段１３は記憶回路１８及び比較
回路１９をそなえていて、制御回路１２から入力された
電池２の温度信号に基づき、電池２の電解液が凍結状態
にあるかどうかを推定し、もしくは、充電がかなり困難
な程度に電池２が低温であるかどうかを検出して、その
結果を制御回路１２へフィードバックしている。 【００１１】次に、制御回路１２の作用について説明す
る。温度センサ７により常時検出されて制御回路１２へ
入力された電池２の温度信号が、制御回路１２から凍結
推定手段１３へ供給されて、凍結推定手段１３から電池
２の電解液凍結状態、もしくは、電池２の上記低温状態
が制御回路１２へフィードバックされると、制御回路１
２は、電池２の上記温度信号に応じて、例えば電池２の
温度Ｔに相当する図２の電池温度曲線Ｉ上のＸ点から、
図２の電流値曲線II上のＹ点を抽出し、Ｙ点で示された
充電電流値Ｚとなるようにサイリスタ１１から電気自動
車１の動力用電池２に供給される直流電流値を制御す
る。なお、図２は、電池２の充電時間や充電効率等の関
係を考慮した多くの実験から、電池２の温度と充電電流
値との良好な相関性を定めたものである。 【００１２】すなわち、電池２の電解液が凍結状態にあ
り、もしくは、電池２が低温のため、電池２の内部抵抗
値が大きくて電池２に対する通常の充電が困難な場合に
は、比較的低い値の充電電流が電池２へ供給されるた
め、充電電圧の増加を制限しながら電池２へ通電させる
ことができ、この通電により電池２自身がもつ内部抵抗
を利用して電池２の内部にジュール熱を発生させ、その
結果、電池２の電解液を解凍させることができ、もしく
は、低温の電池２を昇温させることが可能となる。 【００１３】また、制御回路１２は、電池２の温度が上
昇するに伴い図２の電流値曲線IIが示すように、電池２
に供給される直流電流値が段階的に増加するようにサイ
リスタ１１を制御し、電池２の温度がさらに上昇して通
常の充電が可能な程度の温度ｔに達すると、サイリスタ
１１を制御して領域ａでは定電流値での充電、及び、領
域ｂでは定電圧値での充電と、それぞれ通常の充電を効
率よく行わせる。 【００１４】この場合、電解液が凍結状態にある電池
２、もしくは、低温状態の電池２を、通電により発生す
るジュール熱で加熱するように制御回路１２が制御して
いて、電池２を加熱するための別個のヒータ等はとくに
必要とせず、また、制御回路１２における制御プログラ
ミングは簡単に構成させることが可能であるため、電池
２の加熱に要するコストは低くてすみ、かつ、車両重量
の増加も抑制できる長所がある。 【００１５】また、各電池２の内部抵抗が実質的に同じ
であるため、各電池２の温度を均等に上昇させることが
できる利点があり、さらには、電気自動車１における各
電池２の交換は従来と同様に行うことができるので、こ
の面でも大層便利である。 【００１６】なお、上記実施形態例では、電池の温度が
上昇するに従って電池に対する充電電流値を段階的に増
加させているが、電池の温度が上昇するに従ってこの充
電電流値を無段階的に増加させてもよいことはいうまで
もない。 【００１７】 【発明の効果】本発明にかかる電気自動車の充電装置に
おいては、電池の温度が低いほど電池の充電電流値が減
少するように制御され、電池への通電により電池自身が
もつ内部抵抗を利用して電池内部から発熱させる結果、
低温の電池を容易に昇温させることができ、また、電池
の凍結状態が検出されたときには電池の充電電流値が低
く制御され、電池への通電により電池自身がもつ内部抵
抗を利用してやはり電池内部から発熱させるため、電池
の電解液を容易に解凍させることが可能となり、従っ
て、電池の加熱に他の装置をとくに必要としないので、
電池の加熱に要するコストを簡単に低減させることがで
きると共に、車両の重量増加を抑制することができる大
きな長所もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における概略配線図。
【図２】上記実施形態例の作用説明図。
【符号の説明】
１ 電気自動車
２ 動力用電池
７ 温度センサ
１０ 充電装置
１１ サイリスタ
１２ 制御回路
１３ 凍結推定手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/12
H02J 7/34 - 7/36
B60L 11/18
H01M 10/44
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 動力用電池の温度を検出する第１手段
と、同第１手段により検出された上記温度の高低に応じ
て上記電池の充電電流値を制御する第２手段と、上記第
１手段により検出された上記温度から上記電池における
電解液の凍結状態を検出する第３手段とを有し、上記第
２手段は、上記電池の温度が低いほど上記充電電流値を
減少させ、上記電池の温度が上昇するに従って上記充電
電流値を増大させると共に、上記第３手段により上記電
解液の凍結状態が検出されたときには、上記第３手段に
より上記電解液の凍結状態が検出されないときよりも上
記充電電流値を低く制御して上記電池に通電させるよう
に構成された電気自動車の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16302498A JP3491528B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気自動車の充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16302498A JP3491528B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気自動車の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11341698A JPH11341698A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3491528B2 true JP3491528B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=15765746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16302498A Expired - Fee Related JP3491528B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気自動車の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491528B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105977559A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-28 | 安庆新景技电子科技有限公司 | 车辆电池管理方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4270309B2 (ja) | 2007-07-18 | 2009-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車および電気自動車の二次電池充電方法 |
| JP2010252427A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | 自動車およびこれに搭載された二次電池の充電方法 |
| JP2010272395A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 電動車両のモータ制御装置 |
| CN103904747B (zh) * | 2014-04-04 | 2017-04-12 | 上海聚动交能电气电子有限公司 | 基于温度曲线的电动汽车无损化充电系统及其充电方法 |
| JP6115557B2 (ja) * | 2014-12-23 | 2017-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池システム |
| JP6454203B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2019-01-16 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 通電制御装置、自走式車両及び通電制御方法 |
| JP6401668B2 (ja) * | 2015-06-29 | 2018-10-10 | Ｋｙｂ株式会社 | ハイブリッド建設機械の制御システム及び制御方法 |
| JP6520633B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2019-05-29 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御システム |
| JP6655453B2 (ja) * | 2016-04-04 | 2020-02-26 | 古河電気工業株式会社 | 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 |
| US20180034283A1 (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to increase rate of charge of battery based on impedance |
| US10439418B2 (en) | 2016-07-29 | 2019-10-08 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to charge a battery at different charge rates and indicate when charging at a faster rate is available |
| JP6708120B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2020-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
| CN106696744B (zh) * | 2017-01-18 | 2023-09-19 | 苏州安普特汽车科技有限公司 | 一种电动汽车动力电池充电加热系统及加热方法 |
| JP7010191B2 (ja) | 2018-10-23 | 2022-02-10 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池システムおよび二次電池の充電制御方法 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP16302498A patent/JP3491528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105977559A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-28 | 安庆新景技电子科技有限公司 | 车辆电池管理方法 |
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|---|---|
| JPH11341698A (ja) | 1999-12-10 |
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