JP5170272B2 - 車両用電力制御装置 - Google Patents
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Description
ところで、受電口から供給される電力コストは、供給されるタイミングに応じて変動する。これに対し、2次電池に蓄えられている電力のコストは、これを蓄える時刻を調節することである程度変更が可能である。上記発明では、この点に鑑み、電子機器に供給する電力として上記2つの選択肢を考慮する。
なお、上記発明において、上記電子機器が、停車中における電力の供給期間が指定されるものであるなら、2次電池に蓄えられる電力の利用を検討することの意義が特に大きい。
なお、「前記2次電池に蓄えられている電力」は、「前記車載電子機器に電力を供給するに先立ち、前記停車時電力供給処理によって前記受電口から供給される電力が前記2次電池に一旦蓄えられた電力」であってもよい。
以下、本発明にかかる車両用電力制御装置を電気自動車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第5の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<充電要求取得手段・駆動要求取得手段について>
充電要求取得手段や駆動要求取得手段としては、ユーザによって入力される要求を取得する手段に限らない。例えばユーザによる車両の利用傾向を学習することで充電要求や駆動要求を学習する学習手段を備え、この学習手段の学習する要求を次回の発進時までの要求であると推定する手段であってもよい。詳しくは、例えばウィークデイには毎朝8:00に車両の走行を開始し、その際、空調ユニット20に対して所定の室内温度とする旨の指示が出されて且つ、所定距離だけ走行して夕方まで停車することを学習するとする。この場合には、推定される要求は、日曜日から金曜日までの毎晩、次回の出発予定時刻を「AM8:00」までに所定距離を往復するのに十分なバッテリ容量として且つその時点で車室内の温度が学習された温度となる旨とすればよい。ちなみに、学習対象とする要求が規則性を有しつつも微少に変動する場合、要求の推定に際して、変動する要求のうちの冗長となる側のものを採用することが望ましい。すなわち、例えばウィークデイに毎朝8時から前後5分の間に出発することが学習された場合、「7時55分に出発する要求が生じる」旨推定することが望ましい。
<将来の予測電力コスト情報について>
将来の予測電力コスト情報としては、車両の次回の走行開始時と想定される時点までの期間における電力コストに限らない。例えば、想定される次回の走行期間を含めてもよい。これにより、例えば出発地点から目標地点へと走行を開始してしばらくは下り坂となることが決まっている場合等においては、この期間において駆動輪の回転エネルギによる発電による充電電力の電力コストがゼロとなることから、これを予測電力コスト情報に含めてもよい。この処理は、充電要求として残存容量が直接指定されるのではなく走行距離等が指定される場合に特に有効である。
<車載電子機器について>
車載電子機器としては、空調ユニット20やナビゲーションシステム24に限らない。例えば、視聴覚機器等であってもよい。ここでは、例えばユーザが車両で一夜を過ごし目覚まし代わりに視聴覚機器を起動させる要求が入力される場合に、視聴覚機器への供給電力をプラグPGを介して外部から得るか、車両内のバッテリ10等から取るかを選択する際に本発明にかかる停車時電力供給処理を利用すればよい。
<充電に流用される電力変換回路の用途について>
パワステユニット90や空調ユニット20内のインバータに限らず、たとえば、エンジンを搭載する車両にあっては、冷却水等の冷却ファン用のインバータであってもよい。この場合、インバータを駆動することで冷却ファンによって生成される気体の流れ方向にこのインバータ自体を配置するなら、上記第4の実施形態と同様の処理を行うことが有効となる。
<充電手段を冷却する装置について>
空調装置に限らず、2次電池の電気エネルギを消費する手段であるなら、これによる消費エネルギを補償するように充電の計画を立案することは有効である。
<低下させる処理の割り込みについて>
上記第4の実施形態では、基本的には、予め計画された電力供給処理に従って冷却処理を割り込ませることとしたが、これに限らない。例えばインバータの温度が閾値温度Tthを超える場合に限って割り込ませてもよい。この場合であっても、予め冷却要求エネルギ量を設定して充電エネルギ量を更新しておくことで、高電圧バッテリ10の充電に要する期間や商用電源から持ち出すエネルギ量を高精度に予測して計画を立案することができる。もっとも、住宅内において、プラグPGを介して持ち出される電力量が冷却処理によってゼロとなる期間において、プラグPGを介した電力消費以外の電力消費量を増加させる計画を立案している場合には、車両側でも当初の計画に従うことにメリットがある。
<電力変換回路の冷却構造について>
先の図12に示す構成に代えて、コンプレッサ82の下流且つエバポレータ84の上流にインバータIVを配置することも可能である。なお、電力変換回路の冷却手法が水冷に限らないことについては、「充電に流用される電力変換回路の用途について」の欄に記載したとおりである。
<そのほか>
・停車時電力供給処理は、バッテリの充電処理のみであってもよい。
Claims (19)
- 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に車載電子機器を備え、
前記計画手段は、前記受電口から前記車載負荷への電力の供給量および供給時刻を前記予測電力コスト情報に基づき定めるものであって且つ、前記車載電子機器に供給する電力として前記受電口から供給される電力を用いるか、前記2次電池に蓄えられている電力を用いるかを前記予測電力コスト情報に基づき定めることを特徴とする車両用電力制御装置。
ことを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記車両は、内燃機関と、該内燃機関の回転エネルギを電気エネルギに変換する変換手段とを備え、
前記計画手段は、前記受電口から前記車載負荷への電力の供給量および供給時刻を前記予測電力コスト情報に基づき定めるものであって且つ、前記車載負荷に供給する電力として前記受電口から供給される電力を用いるか、前記変換手段によって変換される前記内燃機関の回転エネルギを用いるかを前記予測電力コスト情報に基づき定めることを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に車両内の温度を低下させるための温度低下装置を備え、
前記車両は、前記温度低下装置の備える回転機を駆動して且つその出力側に前記受電口が接続された電力変換回路を備え、該電力変換回路を前記受電口から供給される電力を前記2次電池に充電する手段として流用するものであり、
前記電力変換回路は、前記温度低下装置の駆動によって温度が低下するように配置されており、
前記計画手段は、前記温度低下装置の駆動によって前記電力変換回路の温度を低下させる処理を、前記2次電池に前記受電口から供給される電力を充電する期間内に割り込ませる計画を立案することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 前記計画手段は、前記温度低下装置の駆動により消費される前記2次電池の蓄電エネルギを補償するように、前記2次電池の充電を行う計画を立案することを特徴とする請求項3記載の車両用電力制御装置。
- 前記計画手段は、前記補償するために要求されるエネルギ量を、前記2次電池の充電エネルギ量が大きいほど大きくすることを特徴とする請求項4記載の車両用電力制御装置。
- 前記計画手段は、前記2次電池の充電に際して前記受電口から供給される電力を大きく設定する場合、前記低下させる処理の割り込み間隔を短縮した計画を立案することを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の車両用電力制御装置。
- 前記電力供給処理手段は、前記2次電池の充電処理に際して前記電力変換回路の温度が閾値温度を超える場合、前記計画手段の計画にかかわらず、前記温度低下装置を駆動することで前記低下させる処理を割り込ませることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の車両用電力制御装置。
- 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に、車両内の温度を調節するための温度調節装置を備え、
前記車両は、前記温度調節装置の備える回転機を駆動して且つその出力側に前記受電口が接続された電力変換回路を備え、該電力変換回路を前記受電口から供給される電力を前記2次電池に充電する手段として流用するものであり、
前記計画手段は、所定時刻において車両内の温度の調節が完了する要求が生じる場合、要求に応じた前記温度調節装置の駆動期間を前記2次電池の充電禁止期間に設定することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に、前記2次電池の充電のための電力変換回路と、車両内の温度を調節するための温度調節装置とを備え、
前記温度調節装置は、前記電力変換回路を冷却する機能を有し、
前記計画手段は、前記温度調節装置の駆動によって前記電力変換回路の温度を低下させる処理を、前記2次電池に前記受電口から供給される電力を充電する期間において割り込ませる計画を立案するものであって且つ、前記温度調節装置の駆動により消費される前記2次電池の蓄電エネルギを補償するように、前記2次電池の充電を行う計画を立案することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の車両用電力制御装置。
- 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含み、
前記計画手段は、
前記想定される時点までの期間を複数に分割し、分割した各期間毎に供給可能な電力を設定する供給電力分割手段と、
前記供給電力分割手段によって分割された各期間における供給可能な電力を単位電力に分割して且つ、前記予測電力コスト情報に基づき前記分割された単位電力当たりのコストを設定する電力コスト設定手段と、
前記想定される時点までの期間において前記車載負荷に供給すべき電力を単位電力に分割する負荷消費電力分割手段と、
前記負荷消費電力分割手段によって分割された各単位電力のそれぞれを、前記電力コスト設定手段によってコストの設定された単位電力に割り振る割振手段とを備え、
該割振手段は、前記電力コスト設定手段によってコストの設定された単位電力のうち電力コストの小さいものを優先利用することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 前記車載負荷は、前記2次電池以外に車載電子機器を備え、
前記割振手段は、前記負荷消費電力分割手段によって分割された単位電力のうち前記車載電子機器に供給すべき期間が指定されるものについては前記電力コストにかかわらず前記供給電力分割手段によって分割された期間のうちの該当する期間における単位電力を割り振ることを特徴とする請求項11記載の車両用電力制御装置。 - 前記割振手段は、
前記負荷消費電力分割手段によって分割された単位電力の全てを前記電力コスト設定手段によってコストの設定された単位電力に割り振った後、前記電力コスト設定手段によってコストの設定された単位電力のうち前記負荷消費電力分割手段によって分割された単位電力の割振りがないものが存在するか否かを判断する判断手段と、
該判断手段によって前記存在すると判断される場合、前記割り振りのない単位電力を用いて前記2次電池を充電し、該2次電池に充電された電力を用いて前記供給すべき期間が指定される電力を該指定される期間において該当する車載電子機器に供給する場合に要求されるコストと前記指定される期間に前記該当する車載電子機器に前記2次電池を用いることなく電力を供給する場合に要求されるコストとを比較する比較手段と、
該比較手段によって前記2次電池に充電された電力を用いた場合のコストの方が小さいと判断される場合、該2次電池に充電された電力を用いるように前記割り振りを変更する変更手段とを備えることを特徴とする請求項12記載の車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含み、
前記車両の次回の走行開始時までの前記2次電池の充電要求を取得する充電要求取得手段を更に備え、
前記充電要求取得手段は、前記充電要求の優先度を外部から入力可能とするものであり、
前記電力供給処理手段は、前記充電要求取得手段によって取得された充電要求に基づき前記停車時電力供給処理を行なうものであって且つ、前記車両の次回の走行開始時までに前記車載負荷に供給可能な電気エネルギ量を上回る要求が生じる場合、前記優先度に基づき前記2次電池に供給する電気エネルギ量を決定することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含み、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に車載電子機器を備え、
前記車両の次回の走行開始時までの前記車載電子機器の駆動要求を取得する駆動要求取得手段を更に備え、
前記駆動要求取得手段は、前記駆動要求の優先度を外部から入力可能とするものであり、
前記電力供給処理手段は、前記駆動要求取得手段によって取得された駆動要求に基づき前記停車時電力供給処理を行なうものであって且つ、前記車両の次回の走行開始時までに前記車載負荷に供給可能な電気エネルギ量を上回る要求が生じる場合、前記優先度に基づき前記車載電子機器に供給する電気エネルギ量を決定することを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含み、
前記車載負荷は、前記2次電池に加えて車載電子機器を備え、
前記車両の次回の走行開始時までの前記2次電池の充電、および前記車載電子機器の駆動の少なくとも一方についてユーザによる要求が入力される入力手段と、
前記車両の次回の走行開始時までに前記車載負荷に供給可能な電気エネルギ量を上回る要求が生じる場合、前記次回の走行開始時までに前記車載負荷に供給する電気エネルギ量を制限する旨をユーザに出力する出力手段とを更に備えることを特徴とする車両用電力制御装置。 - 車両の外部の電源装置に接続される受電口と、該受電口を介して前記外部の電源装置から供給される電力を蓄える2次電池を含む車載負荷とを備える車両に適用される車両用電力制御装置において、
停車中において前記車載負荷に所定の電力を供給する停車時電力供給処理を行なう電力供給処理手段を備え、
前記電力供給処理手段は、将来の予測電力コスト情報に基づき、前記所定の電力を供給する際に要求されるコストを予測することで前記停車時電力供給処理を計画する計画手段を備え、該計画手段によって定められた処理を実行するものであり、
前記将来の予測電力コスト情報は、前記車両の次回の走行開始時と想定される時点までの全期間における電力コスト情報を含み、
前記車載負荷は、前記2次電池以外に、車両内の温度を調節するための温度調節装置を備え、
前記車両は、前記温度調節装置の備える回転機を駆動して且つその出力側に前記受電口が接続された電力変換回路を備え、該電力変換回路を前記受電口から供給される電力を前記2次電池に充電する手段として流用するものであり、
前記車両の次回の走行開始時までの前記2次電池の充電、および前記温度調節装置の駆動についてユーザによる要求およびその優先度が入力される入力手段と、
前記車両の次回の走行開始時までに前記車載負荷に供給可能な電気エネルギ量を前記2次電池の充電および前記温度調節装置の駆動によって要求される電気エネルギ量が上回る場合、前記優先度に応じて前記2次電池の充電および前記温度調節装置の駆動の少なくとも一方を当初の要求から変更する変更手段とをさらに備えることを特徴とする車両用電力制御装置。 - 前記計画手段は、前記受電口から前記車載負荷への電力の供給量および供給時刻を前記予測電力コスト情報に基づき定めることを特徴とする請求項3〜17のいずれか1項に記載の車両用電力制御装置。
- 前記将来の予測電力コスト情報には、前記受電口から供給される電力コストについての1日よりも短い時間間隔での変動が含まれることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の車両用電力制御装置。
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