JP5251957B2 - Charge control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電気自動車の電池の最大充電時間を算出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for calculating a maximum charging time of a battery of an electric vehicle, for example.
電気自動車は、走行用の電動モータと、電動モータに電気エネルギを供給する電池と、電池を充電する際に用いられる充電器などを備えている。電池を充電する際には、例えば、外部電源として商用電源を用いる。電池が満充電まで充電されると、充電作業が終了される。 An electric vehicle includes an electric motor for traveling, a battery that supplies electric energy to the electric motor, a charger that is used when charging the battery, and the like. When charging the battery, for example, a commercial power source is used as an external power source. When the battery is fully charged, the charging operation is terminated.
また、充電作業の安全性を高めるために、最大充電時間が設定される。最大充電時間は、充電開始時に外部電源の入力電圧値に基づいて設定される。電池が満充電になっていない場合であっても、最大充電時間を越えると充電作業が中止される。 In addition, a maximum charging time is set in order to increase the safety of the charging operation. The maximum charging time is set based on the input voltage value of the external power supply at the start of charging. Even if the battery is not fully charged, the charging operation is stopped when the maximum charging time is exceeded.
一方、入力電圧値が変化する場合が想定される。例えば外部電源として商用電源を用いて充電作業を行っている場合、充電開始時は200Vだったものが、充電作業が進むうち電圧降下が生じて100Vになることがある。このように入力電圧値が小さくなると、満充電になるまでの充電時間が長くなる。 On the other hand, it is assumed that the input voltage value changes. For example, when a charging operation is performed using a commercial power source as an external power source, a voltage of 200 V at the start of charging may drop to 100 V as the charging operation proceeds. When the input voltage value is thus reduced, the charging time until full charge is increased.
しかしながら、最大充電時間は、充電作業開始時の高い入力電圧値に基づいて設定されている。つまり、実際に満充電までになるまでの時間と、最大充電時間とが対応しなくなる。このため、満充電まで充電されるよりかなり前に最大充電時間が経過してしまうことになる。この結果、電池が満充電になるかなり前に充電作業が中止されてしまう。 However, the maximum charging time is set based on a high input voltage value at the start of charging work. That is, the time until the battery is actually fully charged does not correspond to the maximum charging time. For this reason, the maximum charging time elapses long before the battery is fully charged. As a result, the charging operation is stopped long before the battery is fully charged.
このようなことに対して、例えば30分や1時間などの一定時間おきに充電時間の補正を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In response to this, a technique has been proposed in which the charging time is corrected at regular intervals such as 30 minutes or 1 hour (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示される技術は、一定時間おきに充電時間を補正する技術である。このため、実際に入力電圧値が変化した瞬間から、次に充電時間が補正されるタイミングまでの間は、変化する前の入力電圧値に基づいて設定された充電時間に合わせて充電作業が行われることになる。このため、充電作業が効率よく行われなくなる。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 is a technique for correcting the charging time at regular intervals. For this reason, during the period from the moment when the input voltage value actually changes until the timing when the charging time is next corrected, the charging operation is performed in accordance with the charging time set based on the input voltage value before the change. It will be. For this reason, the charging operation is not performed efficiently.
本発明は、効率よく充電作業を行うことができる充電制御装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the charge control apparatus which can perform a charge operation | work efficiently.
請求項1に記載の充電制御装置は、車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる。 The charging control device according to claim 1 calculates a maximum charging time until the battery capacity becomes maximum when charging a battery for supplying electric energy to a vehicle driving motor from an external power source different from the vehicle. When the maximum charging time has elapsed, the charging is terminated.
前記充電制御装置は、前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、を備える。
前記算出部は、前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第1の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出し、前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第2の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する。
The charge control device includes an input voltage value detection unit that continuously detects an input voltage value that is input to the battery, and an input voltage detection result of the input voltage detection unit and a remaining capacity of the battery at the start of charging. And calculating the maximum charging time based on the input voltage detection result after change and the remaining capacity when the input voltage detection result changes beyond a preset threshold. A section.
The calculation unit calculates the maximum charging time by replacing the input voltage detection result with a first predetermined voltage value larger than the threshold when the input voltage detection result is equal to or greater than the threshold, and the input voltage detection result Is smaller than the threshold, the maximum charging time is calculated by replacing the input voltage detection result with a second predetermined voltage value smaller than the threshold.
請求項2に記載の充電制御装置は、請求項1に記載の充電制御装置において、前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に備える。前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電気温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する。 A charge control device according to a second aspect of the present invention is the charge control device according to the first aspect, further comprising a battery temperature detection unit that detects a battery temperature of the battery. The calculation unit calculates the maximum charging time based on an input voltage detection result of the input voltage detection unit, a remaining capacity, and a detection result of the battery temperature detection unit at the start of charging, and the input voltage detection result is When the value exceeds the threshold, the maximum charging time is updated based on the input voltage detection result after the change, the remaining capacity, and the detection result of the electric temperature detection unit.
請求項3に記載の充電制御装置では、請求項2に記載の充電制御装置において、前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知する。前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる。
In the charging control device according to claim 3, in the charging control device according to
請求項1に記載の発明によれば、入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて最大充電時間を更新する。このため、最大充電時間は、入力電圧値の変化に対して追従性が良いので、電池が効率よく充電されるようになる。
さらに、算出部は、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第1の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第2の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, when the input voltage detection result changes beyond a preset threshold, the maximum charging time is updated based on the changed input voltage detection result and the remaining capacity. For this reason, the maximum charging time has good followability to changes in the input voltage value, so that the battery is efficiently charged.
Further, when the input voltage detection result is greater than or equal to the threshold, the calculation unit calculates the maximum charging time by replacing the input voltage detection result with a first predetermined voltage value greater than the threshold, and when the input voltage detection result is less than the threshold Replaces the input voltage detection result with a second predetermined voltage value smaller than the threshold value to calculate the maximum charging time. For this reason, the maximum charging time can be calculated without reflecting the change in the input voltage detection result having a small influence unnecessarily, and efficient charging control can be performed.
請求項2に記載の発明によれば、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を反映して最大充電時間を算出するので、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, the maximum charging time is calculated by reflecting the battery cell temperature indicating the lowest temperature among the plurality of battery cells constituting the battery. Time can be calculated and overcharge can be prevented.
本発明の一実施形態に係る充電制御装置を、図1〜5を用いて説明する。図1は、本実施形態の充電制御装置を備える電気自動車1を示す概略図である。電気自動車1は、本発明の充電制御装置を備える装置の一例である。 A charge control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an electric vehicle 1 including the charge control device of the present embodiment. The electric vehicle 1 is an example of a device including the charge control device of the present invention.
図1に示すように、電気自動車1は、当該電気自動車1を走行可能とする電動モータ(回転電機)10と、電池20と、BMU(Battery Management Unit)30と充電制御装置60とを有し、充電制御装置60はECU40と、充電器50となどを備えている。電気自動車1は、本発明で言う車両の一例である。電動モータ10は、本発明で言う車両駆動用モータの一例である。
As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 includes an electric motor (rotary electric machine) 10 that enables the electric vehicle 1 to travel, a
電気自動車1は、例えばガソリンなどの燃料を用いる内燃機関を備えず、電動モータ10の駆動力によって走行する。電動モータ10は、後輪2に減速ギヤ部3を介して連結されている。後輪2には、電動モータ10の回転が伝達される。
The electric vehicle 1 does not include an internal combustion engine that uses fuel such as gasoline, and travels by the driving force of the
電池20は、電動モータ10に電気エネルギを供給する。電池20は、充電可能であって、複数の電池セルユニット21と、各電池セルユニット21に設けられて各電池セルユニット21を監視するCMU(Cell Monitor Unit)22とを備えている。各電池セルユニット21は、複数の電池セル23を備えている。
The
BMU30は、各CMU22に接続されており、電池20を制御する。この制御としては、例えば、電池20から電動モータ10へ供給される電気エネルギの調整などである。また、各CMU22からBMU30へ連続的に情報が伝達される。この情報は、各電池セルユニット21の情報であり、各電池セルユニット21の残容量の情報、各電池セルユニット21の状態、各電池セル23の温度を示す情報などである。
The BMU 30 is connected to each
BMU30は、各電池セルユニット21からの情報に基づいて電池20のSOC(State Of Charge)を連続的に検出することができる。SOCは、電池20の残存容量を示す。さらに、BMU30は、各電池セル23の温度を連続的に検出することができる。
The BMU 30 can continuously detect the SOC (State Of Charge) of the
ECU40は、電気自動車1の様々な制御を行っている。例えば、ECU40は、BMU30に接続されており、運転者のアクセルペダルの操作(踏み込み量)に応じてBMU30を制御し、電池20に操作量に応じた電気エネルギが供給されるようにする。ECU40は、BMU30からの情報によって、電池20のSOCを連続的に把握するとともに、各電池セル23の温度を連続的に検知することができる。ECU40は本発明で言う電池温度検知部の一例である。
The ECU 40 performs various controls of the electric vehicle 1. For example, the
充電器50は、電池20に連結されており、外部電源70から供給される電気エネルギを調整して電池20に供給する。このことによって、電池20が充電される。本実施形態では、一例として、外部電源70として、200Vの交流電源または100Vの交流電源が用いられる。
The
このため、充電器50は、入力整流部51と、PFC(Power Factor Collection)部52と、インバータ53と、DC−DCコンバータ54と、出力整流部55と、制御部56とを備えている。入力整流部51と、PFC部52と、インバータ53と、DC−DCコンバータ54と、出力整流部55とは、この順番で互いに電気的に接続されている。
Therefore, the
充電器50は、電池20に電気的に接続されているとともに、外部電源70に着脱可能に電気的に接続される。外部電源70に接続されると、電流は、入力整流部51、PFC部52、インバータ53、DC−DCコンバータ54、出力整流部55の順番に流れて電池20の充電作業に適するように調整された後、電池20に流れる。
The
PFC部52は、充電作業の力率を改善するべく動作する。インバータ53は、PFC部52を通過した電流を交流にする。DC−DCコンバータ54は、電圧を電池20の充電作業に適した値に変圧する。出力整流部55は、交流を直流にする。
The
制御部56は、PFC部52とインバータ53とに接続されており、PFC部52とインバータ53との動作を制御する。また、例えばPFC部52には外部電源70の入力電圧値を検出するセンサが組み込まれており、制御部56は、外部電源70の入力電圧値を検出する。充電作業が開始されてから充電作業が終了されるまで、PFC部52は、連続的に入力電圧値を検出し、連続的に制御部56に検出結果を送信している。PFC部52は、本発明で言う入力電圧値検出部の一例である。
The
制御部56は、ECU40に接続されている。制御部56は、ECU40から送信される指示にしたがってPFC部52とインバータ53とを制御し、充電作業を行う。また、制御部56は、入力電圧値の検出結果を連続的にECU40に送信する。このため、ECU40は、充電開始時から充電終了時まで、外部電源の入力電圧値を連続的に把握することができる。
The
ここで、本発明および本実施形態で用いる「連続的」について説明する。連続的とは、時間的に絶え間がないことを示す。このため、ECU40は、充電開始時から充電終了時まで、時間的に絶え間なく、外部電源の入力電圧値を把握する。ECU40は、時間的に絶え間なく、電池20のSOCを把握し、各電池セル23の温度を検知する。
Here, “continuous” used in the present invention and this embodiment will be described. Continuous means that there is no constant time. For this reason, the
充電制御装置60は、充電器50と、上記されたECU40とを備えている。ECU40は、本発明で言う算出部の一例である。ECU40の、算出部としての機能を説明する。ECU40は、第1のマップ41と、第2のマップ42とを備えている。
The charging
ECU40は、充電開始時に、充電器50(制御部56)から送信される外部電源70の入力電圧値の情報に基づいて、第1,2のマップ41,42のいずれか一方を選択する。そして、選択したマップを用いて、BMU30から送信される電池20のSOC情報と、ECU40で検知される各電池セル23の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出する。
The
最大充電時間は、電池20の最大充電時間である。充電作業時間が、最大充電時間を経過すると、電池20が満充電まで充電されていない場合であっても、充電作業が中止される。
The maximum charging time is the maximum charging time of the
電気自動車1は、電池20が満充電まで充電されると、そのことを検出して充電作業を終了する図示しない手段を備えている。しかしながら、なんらかの理由により電池20が長時間満充電にならないような場合において、充電作業を長時間続けないために、最大充電時間が設定される。
When the
本実施形態では、充電器50は、外部電源70として、一例として、100Vの交流電源と200Vの交流電源とを用いることを想定して構成されている。図2は、第1のマップ41を示している。第1のマップ41は、外部電源70が200Vの交流電源であるとECU40が認識したときに用いられる。図2に示すように、第1のマップ41は、互いに直交する3軸(x,y,z軸)を有する3次元マップである。x軸は、電池20のSOCを示す。y軸は、複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度を示す。z軸は、最大充電時間を示す。
In the present embodiment, the
図3は、第2のマップ42を示している。第2のマップ42は、外部電源70が100Vの交流電源であるとECU40が認識したときに用いられる。図3に示すように、第2のマップ42は、互いに直交する3軸(x,y,z軸)を有する3次元マップであり、各軸が示すものは、第1のマップ41と同じである。
FIG. 3 shows the
ECU40は、充電開始時では、入力電圧値が160V以上の交流電源であると、外部電源70は200Vの交流電源であると認識する。本実施形態で用いる「以上」および「以下」は、同一も含む概念である。ECU40は、充電開始時では、入力電圧値が160V未満であると、外部電源70は100Vの交流電源であると認識する。このように、入力電圧値が100Vまたは200Vではなくても、閾値としての160Vと比較し、100Vまたは200Vのいずれかであると認識する。
The
また、充電作業中に入力電圧値が変化して155V未満となった場合、その変化前の状態で外部電源70が200V交流電源であると認識されていると、ECU40は、外部電源70は100Vであると認識を改める。また、充電作業中に入力電圧値が変化して160Vより大きくなった場合、その変化前の状態で外部電源70が100Vと認識されていると、ECU40は、外部電源70は200Vであると認識を改める。
Further, when the input voltage value changes to less than 155V during the charging operation, if it is recognized that the
なお、ここで言う変化とは、変化前の直前の状態に対する変化である。充電作業中においては、入力電圧値が変化した場合、閾値としての155Vと160Vと比較されるとともに、ECU40による外部電源70の認識(200V交流電源と認識されているか、または、100V交流電源と認識されているか)が考慮される。本実施形態では、閾値値は、充電作業の段階に応じて設定されており、複数用いられる。155Vと160Vとは、本発明で言う閾値の一例である。
In addition, the change said here is a change with respect to the state immediately before a change. During the charging operation, when the input voltage value changes, the threshold value is compared with 155V and 160V as a threshold, and the
つぎに、充電制御装置60のECU40の動作を説明する。図4〜6は、最大充電時間を算出する際のECU40の動作を説明するフローチャートである。まず、外部電源70が、200V交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
Next, the operation of the
図4は、電池20の充電作業開始時のECU40の動作を示している。図4に示すように、このフローは、外部電源70が充電器50に接続されて、制御部56から外部電源70の入力電圧値が送信されたときに開始される。
FIG. 4 shows the operation of the
ステップST1では、ECU40は、入力電圧値が閾値である160V以上であるか否かを判定する。この説明においては、外部電源70は200Vであり、制御部56は入力電圧値として200Vを検出している。このため、ECU40は、充電作業時開始時の入力電圧値は、160V以上であると判定する。ついで、ステップST2に進む。
In step ST1, the
ステップST2では、ECU40は、外部電源70が200Vであると認識する。なお、例えばステップST1で入力電圧値が180Vであった場合でも、ECU40は、ステップST2で外部電源70を200Vと認識する。ついで、ステップST3に進む。
In step ST2, the
ステップST3では、ECU40は、その時点での、電池20のSOC情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度情報とに基づいて、第1のマップ41から最大充電時間を算出する。
In step ST3, the
このように、ECU40による外部電源70の認識(本実施形態では、一例として、100V交流電源であるか、または、200V交流電源であるか)に応じて、第1,2のマップ41,42のいずか一方を選択し、選択したマップを用いて電池20のSOC情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出することは、本発明で言う入力電圧値検出部の検出結果と電池20のSOCの検出結果と電池温度検知部の検知結果とに基づいて電池の最大充電時間を算出することである。
Thus, according to the recognition of the
なお、本実施形態では、ECU40が把握する外部電源70の入力電圧値は、充電器50の検出結果を示している。また、ECU40が把握する電池20のSOCは、BMU30の検出結果を示し、電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度は、ECU40の検知結果を示している。
In the present embodiment, the input voltage value of the
ついで、ステップST4に進む。ステップST4では、ECU40は、ステップST3で算出した値を、最大充電時間として設定する。このように、最大充電時間が設定される。
Then, the process proceeds to step ST4. In step ST4, the
図5は、充電作業開始時に最大充電時間が設定された後のECU40の動作を示すフローチャートである。ECU40は、図4に示すように、充電開始直後に最初の最大充電時間が設定(決定)されると、図5に示す動作を行う。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
図5に示すように、充電作業中(最初の最大充電時間の設定後)においては、ECU40は、ステップST8において最大充電時間が経過したか否かを判定する。最大充電時間が経過していない場合は、ステップST10に進む。
As shown in FIG. 5, during the charging operation (after the initial maximum charging time is set), the
ステップST10では、ECU40は、最大充電時間の再設定が必要な場合は、最大充電時間の再設定を行う。図6は、ステップST10内の動作を詳細に説明している。図6に示すように、ステップST8の次にステップST11に進む。
In step ST10, the
ステップST11では、充電作業中において入力電圧値に変化が生じたか否かを判定する。この説明においては、上記したように入力電圧値は変化しない。このため、図5の動作に戻り、戻るステップに進む(図6のAから図5のAに進み、戻るステップに進む)。 In step ST11, it is determined whether or not the input voltage value has changed during the charging operation. In this description, the input voltage value does not change as described above. Therefore, the process returns to the operation of FIG. 5 and proceeds to the return step (proceeds from A in FIG. 6 to A in FIG. 5 and proceeds to the return step).
戻るステップに至ると、再びステップST8から処理が行われる。この説明においては入力電圧値に変化は生じないので、ステップST8において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作(ステップST8,ST11)が繰り返される。なお、この繰り返し動作は、ECU40の動作周期にしたがって行われており、例えば0.1秒間隔で行われる。
When the return step is reached, the process is performed again from step ST8. In this description, since the input voltage value does not change, the above operation (steps ST8 and ST11) is repeated until it is determined in step ST8 that the maximum charging time has elapsed. This repetitive operation is performed according to the operation cycle of the
ステップST8において最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップST9に進む。ステップST9では、ECU40は、充電器50の動作を制御し、電池20の充電作業を終了する。
If it is determined in step ST8 that the maximum charging time has elapsed, the process proceeds to step ST9. In step ST9, the
ついで、外部電源70が100Vの交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
Next, the case where the
ステップST1では、ECU40は、制御部56から送信される入力電圧値情報と閾値値160Vとを比較する。入力電圧値は100Vであるので、ステップST5に進む。ステップST5ではECU40は、外部電源70を100Vと認識する。なお、例えば、入力電圧値が80Vである場合でも、ECU40は、ステップST5で外部電源70を100Vと認識する。ついで、ステップST6に進む。
In step ST1, the
ステップST6では、ECU40は、その時点での、電池20のSOC情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度情報とに基づいて、第2のマップ42から最大充電時間を算出する。ついで、ステップST4に進む。このように、最大充電時間が設定される。
In step ST6, the
ステップST4で最大充電時間が設定されると、ついで、図5に示す動作が行われる。この説明においては上記のように入力電圧値は変化しない。このため、ステップST8において最初に設定された最大充電時間が経過したと判定されるまで、ステップST8,ST11の動作が繰り返される。 When the maximum charging time is set in step ST4, the operation shown in FIG. 5 is then performed. In this description, the input voltage value does not change as described above. For this reason, the operations of steps ST8 and ST11 are repeated until it is determined that the maximum charging time set initially in step ST8 has elapsed.
ステップST8で、最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップST9に進み、充電作業が終了される。 If it is determined in step ST8 that the maximum charging time has elapsed, then the process proceeds to step ST9 and the charging operation is terminated.
つぎに、外部電源70が、充電開始時は200Vであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して150Vになる場合について説明する。
Next, the case where the
充電作業開始時は入力電圧値が200Vであるので、図4に示されるようにステップST1、ST2、ST3、ST4の順番で最大充電時間が設定される。ステップST4で最大充電時間が設定されると、ステップST8を経過して、ステップST11に進む。 Since the input voltage value is 200 V at the start of the charging operation, the maximum charging time is set in the order of steps ST1, ST2, ST3, ST4 as shown in FIG. When the maximum charging time is set in step ST4, the process proceeds to step ST11 after step ST8.
図6に示すように、ステップST11では、入力電圧値が変化したか否かを判定する。なお、ここでいう入力電圧値の変化とは、外部電源70の直前の入力電圧値に対する変化である。例えば、入力電圧値が充電開始時の入力電圧値に対して初めて変化する場合は、充電開始時の入力電圧値に対する変化となる。充電開始時の入力電圧値に対して複数回変化している場合では、直前の入力電圧値に対する変化となる。
As shown in FIG. 6, in step ST11, it is determined whether or not the input voltage value has changed. The change in the input voltage value here is a change with respect to the input voltage value immediately before the
この説明においては、充電作業開始時の入力電圧値に対して初めて変化するので、充電作業時の入力電圧値に対する変化となる。ついで、ステップST12に進む。ステップST12では、入力電圧値の変化直前におけるECU40の外部電源70の電圧の認識が200Vであるか否かが判定される。この説明においては、ECU40は、外部電源70を200Vと認識していたので、ついで、ステップST13に進む。
In this description, since it changes for the first time with respect to the input voltage value at the time of a charge operation start, it becomes a change with respect to the input voltage value at the time of a charge operation. Then, the process proceeds to step ST12. In step ST12, it is determined whether or not the recognition of the voltage of the
ステップST13では、ECU40は、入力電圧値が閾値である155V未満であるか否かを判定する。入力電圧値は150Vに変化しているので、ECU40は、155V未満であると判定する。閾値である155V未満になるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップST14に進む。なお、ステップST13において入力電圧値が155V以上である場合は、図5の戻るステップに進む(図6中のBから図5のBに進み、戻るステップに進む。)。
In step ST13, the
ステップST14では、ECU40は、外部電源70を100Vと認識する。つまり、認識を200Vから100Vに改める。ついで、ステップST15に進む。ステップST15では、ECU40は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップST16に進む。
In step ST14, the
ステップST16では、ECU40は、その時点での電池20のSOC情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度情報とに基づいて、第2のマップ42を用いて最大充電時間を算出する。
In step ST16, the
つまり、変化直前の状態でのECU40による外部電源70の認識が200V交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して155V以下になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、変化直前の状態でのECU40による外部電源70の認識が200V交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して155V以下になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
That is, the state in which the recognition of the
ついで、ステップST17に進む。ステップST17では、ECU40は、ステップST16で算出された値を最大充電時間に設定する。
Then, the process proceeds to step ST17. In step ST17, the
ステップST17で最大充電時間が再設定されると、図5の動作に戻る。そして、ステップST8から動作が開始される。上記のように、ステップST8において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作(ステップST8,ST10)が繰り返される。 When the maximum charging time is reset in step ST17, the operation returns to the operation of FIG. Then, the operation starts from step ST8. As described above, the above operations (steps ST8 and ST10) are repeated until it is determined in step ST8 that the maximum charging time has elapsed.
つぎに、外部電源70が、充電開始時は100Vであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して165Vになる場合について説明する。充電作業開始時は入力電圧値が100Vであるので、図4に示されるようにステップST1、ST5、ST5、ST4の順番で最大充電時間が設定される。ステップST4で最大充電時間が設定されると、ついで、ステップST8を通りステップST11に進む。
Next, a case will be described in which the
図6に示すように、この説明においては、ステップST11からステップST18に進む。ステップST18では、ECU40は、入力電圧値が閾値である160Vより大きいか否かを判定する。入力電圧値は165Vなので、ECU40は、160Vより大きいと判定する。閾値である160Vより大きくなるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップST19に進む。なお、ステップST18では、入力電圧値が160V以下であると判定されると、図5の戻るステップに進む(図6のCから図5のCに進み、戻るステップに進む。)。
As shown in FIG. 6, in this description, the process proceeds from step ST11 to step ST18. In step ST18, the
ステップST19では、ECU40は、外部電源70を200Vと認識する。つまり、認識を100Vから200Vに改める。ついで、ステップST20に進む。ステップST20では、ECU40は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップST21に進む。
In step ST19, the
ステップST21では、ECU40は、その時点での電池20のSOC情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル23の温度情報とに基づいて、第1のマップ41を用いて最大充電時間を算出する。
In step ST21, the
つまり、入力電圧の変化直前の状態でのECU40による外部電源70の認識が100V交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に160V以上になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、入力電圧の変化直前の状態でのECU40による外部電源70の認識が100V交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に160V以上になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
That is, the state in which the
ついで、ステップST17に進む。ステップST17では、ECU40は、ステップST21で算出された値を最大充電時間に設定する。
Then, the process proceeds to step ST17. In step ST17, the
ステップST17で最大充電時間が再設定されると、図5の動作に戻る。そして、ステップST8から動作が開始される。上記のように、ステップST8において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作(ステップST8,ST10)が繰り返される。 When the maximum charging time is reset in step ST17, the operation returns to the operation of FIG. Then, the operation starts from step ST8. As described above, the above operations (steps ST8 and ST10) are repeated until it is determined in step ST8 that the maximum charging time has elapsed.
上記のように充電作業の途中で入力電圧値の変化にともなって最大充電時間が再設定された場合は、当該再設定された時点から再設定された最大充電時間が経過したときに、充電作業が中止される。このことは、入力電圧値が何度変化しても同じである。 If the maximum charging time is reset along with the input voltage value change during the charging operation as described above, the charging operation is performed when the reset maximum charging time elapses from the reset time. Is canceled. This is the same no matter how many times the input voltage value changes.
図5に示される充電制御装置60の動作は、電池20が満充電まで充電されて充電作業が終了されるか、または、最大充電時間が経過して中止されるまで続けられる。
The operation of the charging
なお、本実施形態では、一例として、上記したように、電池20が満充電まで充電されると、図示しない手段によって、充電作業が終了される。
In the present embodiment, as an example, as described above, when the
このように、充電制御装置60は、充電作業開始時以降においては、図6に示されるように、外部電源70の入力電圧値が変化する度に直ぐに当該変化後の値と閾値と比較し、最大充電時間を再算出する必要がある状態であると判定すると、最大充電時間を算出し設定する。このため、最大充電時間は、外部電源70の入力電圧値への追従性が良いので、電池20が効率よく充電されるようになる。
In this way, after the start of the charging operation, the charging
また、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。 In addition, since the battery temperature is reflected in the calculation of the maximum charging time, the maximum charging time can be calculated with higher accuracy, and the battery is more efficiently charged.
また、最大充電時間の算出に反映させる電池温度情報として、電池20を構成する複数の電池セル23のうち最低温度を示す電池セル23の温度を反映することによって、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。
In addition, by reflecting the temperature of the
また、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第1の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第2の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。 When the input voltage detection result is equal to or greater than the threshold, the input voltage detection result is replaced with a first predetermined voltage value greater than the threshold to calculate the maximum charging time. When the input voltage detection result is less than the threshold, the input voltage The maximum charging time is calculated by replacing the detection result with a second predetermined voltage value smaller than the threshold value. For this reason, the maximum charging time can be calculated without reflecting the change in the input voltage detection result having a small influence unnecessarily, and efficient charging control can be performed.
また、閾値として、充電開始時では160V(ステップST1)を用い、充電作業中では、155Vと160V(ステップST13,ST18)を用いている。このように、充電作業中では、入力電圧値の検出結果の変化直前でのECU40による入力電圧値の認識(本実施形態では100Vまたは200V)に応じて、閾値として適切な値を用いている。 Further, 160V (step ST1) is used as the threshold value at the start of charging, and 155V and 160V (steps ST13 and ST18) are used during the charging operation. Thus, during the charging operation, an appropriate value is used as the threshold value in accordance with the recognition of the input voltage value by the ECU 40 (100 V or 200 V in this embodiment) immediately before the change of the detection result of the input voltage value.
このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。 For this reason, the maximum charging time can be calculated without reflecting the change in the input voltage detection result having a small influence unnecessarily, and efficient charging control can be performed.
なお、本実施形態では、充電開始時の入力電圧値を100Vとして認識するか、または、200Vとして認識するかの判定に用いる閾値として160Vを用いた(ステップST1)。そして、入力電圧値が変化した場合に、ECU40による入力電圧値の認識変更を行うか否かの判定に用いる閾値として、155Vと160Vとを用いた(ステップST13,18)。このように、本実施形態では閾値を複数用いており、充電作業の状態に応じて(判定工程に応じて)使い分けている。このことによって、上記の効果が得られる。 In the present embodiment, 160 V is used as a threshold value used for determining whether the input voltage value at the start of charging is recognized as 100 V or 200 V (step ST1). Then, when the input voltage value changes, 155V and 160V are used as threshold values used for determining whether or not the input voltage value recognition change is performed by the ECU 40 (steps ST13 and ST18). As described above, in the present embodiment, a plurality of threshold values are used, and the threshold values are selectively used according to the state of the charging operation (according to the determination process). Thus, the above effect can be obtained.
しかしながら、これのみに限定されるものではない。例えば、共通の1つの閾値が適切な値である場合は、共通する閾値のみを用いてもよい。この場合は、例えば、ステップST1,ST13,ST18において共通する閾値として160Vを用いてもよい。 However, it is not limited to this. For example, when one common threshold value is an appropriate value, only the common threshold value may be used. In this case, for example, 160V may be used as a common threshold value in steps ST1, ST13, and ST18.
または、各判定工程において適切な閾値を用いる結果、各々異なる値の閾値が用いられてもよい。この場合、例えば、ステップST1では閾値として160Vを用い、ステップST13では閾値155Vを用い、ステップST18では閾値として165Vを用いてもよい。 Alternatively, as a result of using an appropriate threshold value in each determination step, different threshold values may be used. In this case, for example, 160V may be used as the threshold in step ST1, 155V may be used in step ST13, and 165V may be used as the threshold in step ST18.
要するに、各判定工程において適切な閾値が用いられればよい。 In short, an appropriate threshold value may be used in each determination step.
また、本実施形態では、一例として、充電器50のPFC部52が本発明で言う入力電圧値検出部とし機能している。しかしながら、これに限定されない。例えば、充電器50を構成する構成要素のうちPFC部52以外の構成要素が外部電源70の入力電圧値を検出する機能を有してもよい。または、充電器50とは別途に入力電圧値検出部が設けられてもよい。
In the present embodiment, as an example, the
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる充電制御装置において、
前記充電制御装置は、
前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、
充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、
を具備することを特徴とする充電制御装置。
[2]
[1]に記載の充電制御装置であって、
前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に具備し、
前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する
ことを特徴とする充電制御装置。
[3]
[2]に記載の充電制御装置であって、
前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知し、
前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる
ことを特徴とする充電制御装置。
[4]
[1]から[3]のうちいずれか1つに記載の充電制御装置であって、
前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第1の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出し、
前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第2の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する
ことを特徴とする充電制御装置。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment mentioned above.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1]
When charging a battery for supplying electric energy to a vehicle driving motor from an external power source different from the vehicle, a maximum charging time until the battery capacity is maximized is calculated, and the charging is performed when the maximum charging time elapses. In the charge control device for terminating
The charge control device includes:
An input voltage value detection unit for continuously detecting an input voltage value charged and input to the battery;
The maximum charging time is calculated based on the input voltage detection result of the input voltage detector and the remaining capacity of the battery at the start of charging, and the change occurs when the input voltage detection result changes beyond a preset threshold value. A calculation unit for updating the maximum charging time based on a subsequent input voltage detection result and a remaining capacity;
A charge control device comprising:
[2]
The charge control device according to [1],
A battery temperature detector for detecting the battery temperature of the battery;
The calculation unit calculates the maximum charging time based on an input voltage detection result of the input voltage detection unit, a remaining capacity, and a detection result of the battery temperature detection unit at the start of charging, and the input voltage detection result is When the value changes beyond the threshold, the maximum charging time is updated based on the input voltage detection result after the change, the remaining capacity, and the detection result of the battery temperature detection unit.
The charge control apparatus characterized by the above-mentioned.
[3]
The charge control device according to [2],
The battery temperature detection unit detects a battery cell temperature indicating a minimum temperature among a plurality of battery cells constituting the battery,
The calculation unit uses a battery cell temperature indicating the lowest temperature among the plurality of battery cells as a detection result of the battery temperature detection unit.
The charge control apparatus characterized by the above-mentioned.
[4]
The charge control device according to any one of [1] to [3],
When the input voltage detection result is equal to or greater than the threshold value, the input voltage detection result is replaced with a first predetermined voltage value greater than the threshold value to calculate the maximum charging time,
When the input voltage detection result is smaller than the threshold value, the maximum charging time is calculated by replacing the input voltage detection result with a second predetermined voltage value smaller than the threshold value.
The charge control apparatus characterized by the above-mentioned.
20…電池、40…ECU(算出部、電池温度検知部)、52…PFC部(入力電圧値検出部)、60…充電制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記充電制御装置は、
前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、
充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、を具備し、
前記算出部は、前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第1の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出し、前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第2の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する
ことを特徴とする充電制御装置。 When charging a battery for supplying electric energy to a vehicle driving motor from an external power source different from the vehicle, a maximum charging time until the battery capacity is maximized is calculated, and the charging is performed when the maximum charging time elapses. In the charge control device for terminating
The charge control device includes:
An input voltage value detection unit for continuously detecting an input voltage value charged and input to the battery;
The maximum charging time is calculated based on the input voltage detection result of the input voltage detector and the remaining capacity of the battery at the start of charging, and the change occurs when the input voltage detection result changes beyond a preset threshold value. anda calculation unit configured to update the maximum charging time based on the input voltage detection result and the residual volume after,
The calculation unit calculates the maximum charging time by replacing the input voltage detection result with a first predetermined voltage value larger than the threshold when the input voltage detection result is equal to or greater than the threshold, and the input voltage detection result Is smaller than the threshold , the charge control device calculates the maximum charging time by replacing the input voltage detection result with a second predetermined voltage value smaller than the threshold .
前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に具備し、
前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する
ことを特徴とする充電制御装置。 The charge control device according to claim 1,
A battery temperature detector for detecting the battery temperature of the battery;
The calculation unit calculates the maximum charging time based on an input voltage detection result of the input voltage detection unit, a remaining capacity, and a detection result of the battery temperature detection unit at the start of charging, and the input voltage detection result is The charge control device according to claim 1, wherein when the value exceeds the threshold value, the maximum charging time is updated based on the input voltage detection result after the change, the remaining capacity, and the detection result of the battery temperature detection unit.
前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知し、
前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる
ことを特徴とする充電制御装置。 The charge control device according to claim 2,
The battery temperature detection unit detects a battery cell temperature indicating a minimum temperature among a plurality of battery cells constituting the battery,
The calculation unit uses a battery cell temperature indicating a minimum temperature among the plurality of battery cells as a detection result of the battery temperature detection unit.
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