JP5478696B1 - Electric vehicle and charge / discharge control method for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

【課題】外部電源に長期間接続した状態でも、補機バッテリのバッテリ上がりを効果的に防止する。
【解決手段】車両の駆動力を発生させるモータ14と、モータ14に電力を供給する主バッテリ11と、外部電源23と主バッテリ11との電気的な接続を開閉する少なくとも1つ以上のコンタクタ12と、主バッテリ11より低圧で、車両の補機33に電力を供給する低圧電力バスと、低圧電力バスに接続された補機バッテリ32と、主バッテリ11の電力を降圧して低圧電力バスに電力を供給する14V降圧コンバータ31とを備え、コンタクタ12を少なくとも1つ以上閉状態に維持する場合に、14V降圧コンバータ31を動作させて、低圧電力バスに電力を供給する。
【選択図】図1
An auxiliary battery is effectively prevented from running out even when connected to an external power source for a long period of time.
A motor for generating a driving force of a vehicle, a main battery for supplying electric power to the motor, and at least one contactor for opening and closing an electrical connection between the external power source and the main battery. A low-voltage power bus that supplies power to the auxiliary machine 33 of the vehicle at a lower pressure than the main battery 11; an auxiliary battery 32 connected to the low-voltage power bus; 14V step-down converter 31 that supplies power, and when maintaining at least one contactor 12 in the closed state, the 14V step-down converter 31 is operated to supply power to the low-voltage power bus.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は電動車両および電動車両の充放電制御方法に関し、特に、高圧の主バッテリと低圧の補機バッテリを搭載した電動車両であって、高圧の主バッテリは車両外部の外部電源から供給される電力で充電することが可能な電動車両および電動車両の充放電制御方法に関する。   The present invention relates to an electric vehicle and a charge / discharge control method for the electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle equipped with a high-voltage main battery and a low-voltage auxiliary battery, and the high-voltage main battery is supplied from an external power supply outside the vehicle. The present invention relates to an electric vehicle that can be charged with electric power and a charge / discharge control method for the electric vehicle.
環境に配慮し、高圧(例えば、200〜400V程度)の大容量主バッテリを搭載して、当該主バッテリの電力でモータを駆動して走行する電動車両(例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車)の普及が進んでいる(例えば、特許文献1参照)。   In consideration of the environment, an electric vehicle (for example, an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle) that is mounted with a large-capacity main battery having a high voltage (for example, about 200 to 400 V) and is driven by the power of the main battery is used. The spread is progressing (for example, refer patent document 1).
また、近年、そのような電動車両をスマートハウスに接続した、スマートグリッドの実証実験もさかんに行われている。安価な夜間電力を電動車両に搭載された主バッテリに充電しておき、昼間にこの主バッテリに充電した電力でスマートハウスの電力消費をまかなうことで、昼間に集中する電力消費のピークを平準化するとともに、電気料金を節約することができる。具体的には、高圧の主バッテリを充電するための車載充電器の双方向化を図り、電動車両に搭載された充電/放電を切り換えるタイマを設定することで、例えば夜22時以降は、電動車両に搭載された主バッテリへの充電を行い、朝8時以降は、この主バッテリに充電された電力で、電動車両が接続されたスマートハウスの電力消費をまかなう。   In recent years, smart grid demonstration experiments in which such an electric vehicle is connected to a smart house have also been carried out. By charging inexpensive nighttime power to the main battery mounted on the electric vehicle and covering the power consumption of the smart house with the power charged to the main battery in the daytime, the power consumption peak concentrated in the daytime is leveled. In addition, the electricity bill can be saved. Specifically, the in-vehicle charger for charging the high-voltage main battery is made bidirectional, and a timer for switching charge / discharge mounted on the electric vehicle is set. The main battery mounted on the vehicle is charged, and after 8:00 am, the power charged in the main battery is used to cover the power consumption of the smart house to which the electric vehicle is connected.
このように電動車両をスマートハウスに接続し、高圧の主バッテリの電力を充放電させる際の課題が1つある。それは電動車両に搭載された低圧(例えば、12〜13V程度)の補機バッテリのバッテリ上がりである。   Thus, there is one problem in connecting the electric vehicle to the smart house and charging / discharging the power of the high-voltage main battery. That is, the battery of the auxiliary battery of low voltage (for example, about 12 to 13 V) mounted on the electric vehicle is increased.
この主バッテリとスマートハウスに設置された外部電源はいくつかのコンタクタ(パワーリレー)を介して接続されており、このコンタクタを閉状態(接続状態)に維持するために、低圧の補機バッテリの電力が使用される。また、このコンタクタの開閉状態や、主バッテリの充放電を制御するコントローラ(ECU)も低圧の補機バッテリの電力を利用して動作する。高圧の主バッテリの電力を電圧変換して低圧の電力バスに電力を供給する14V降圧コンバータが動作していれば、上記のコンタクタを閉状態に維持する電力やECUを動作させる電力は、14V降圧コンバータから供給されるが、通常、車両のパワースイッチ(IGスイッチ)がOFFの間は14V降圧コンバータが動作しないため、補機バッテリの電力が急速に消費され、最悪の場合、補機バッテリのバッテリ上がりが発生する。   The main battery and the external power source installed in the smart house are connected via several contactors (power relays). In order to keep this contactor closed (connected), Electricity is used. In addition, the controller (ECU) that controls the open / closed state of the contactor and the charging / discharging of the main battery also operates using the power of the low-voltage auxiliary battery. If the 14V step-down converter that converts the power of the high-voltage main battery to supply power to the low-voltage power bus is operating, the power for maintaining the contactor in the closed state and the power for operating the ECU are 14V step-down. Although supplied from the converter, the 14V step-down converter normally does not operate while the vehicle power switch (IG switch) is OFF, so the power of the auxiliary battery is consumed rapidly, and in the worst case, the battery of the auxiliary battery A rise occurs.
特許文献1においては、電動車両をスマートハウス等の外部電源に接続するスマートグリッドについては何ら記載がなく、そのようなことは意図されていないが、電動車両に搭載された補機バッテリのバッテリ上がりに対しては、以下のような解決策が記載されている。   In Patent Document 1, there is no description about a smart grid for connecting an electric vehicle to an external power source such as a smart house, and such a thing is not intended, but the battery of an auxiliary battery mounted on the electric vehicle is increased. The following solutions are described.
特許文献1では、外部電源で高圧の主バッテリを充電している間、リレー接点をオン状態に保持して、ダウンコンバータを動作させ、ダウンコンバータの低圧直流出力で補機バッテリの充電を併せて行う。   In Patent Document 1, while the high-voltage main battery is charged by the external power source, the relay contact is kept on to operate the down converter, and the auxiliary battery is charged by the low-voltage DC output of the down converter. Do.
特開平08−107606号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-107606
しかしながら、従来の電動車両には、下記のような問題点が存在する。   However, conventional electric vehicles have the following problems.
(1)スマートハウス等に設置された外部電源と高圧の主バッテリとを電気的に接続する場合、少なくとも1つ以上のコンタクタを閉状態に維持しなければならず、外部電源から主バッテリに対し充電動作を行っているか、あるいは、主バッテリから外部電源に対し放電動作を行っているかのいずれにかかわらず、コンタクタの閉状態への維持のために低圧の補機バッテリの電力を消費しなければならず、補機バッテリのバッテリ上がりのリスクがある。   (1) When an external power source installed in a smart house or the like is electrically connected to a high-voltage main battery, at least one or more contactors must be maintained in a closed state. Regardless of whether the charging operation is being performed or the main battery is discharging to the external power source, the low-voltage auxiliary battery power must be consumed to maintain the contactor in the closed state. In addition, there is a risk that the auxiliary battery will run out.
(2)上記の特許文献1ではスマートグリッドについては考慮されていないが、電動車両をスマートハウス等の外部電源に接続するスマートグリッドの場合には、外部電源の電力で高圧の主バッテリを充電している間、常に14V降圧コンバータを動作させれば、主バッテリの充電動作中は、コンタクタを閉状態に維持する電力や、主バッテリの充電を制御するコントローラ(ECU)を動作させる電力を、14V降圧コンバータの出力電力によってまかなうことができるが、しかしながら、一方、主バッテリの放電動作中は、14V降圧コンバータが動作せず、やはり、補機バッテリの電力が消費され、補機バッテリのバッテリ上がりのリスクがある。   (2) Although the smart grid is not considered in the above Patent Document 1, in the case of a smart grid in which an electric vehicle is connected to an external power source such as a smart house, a high-voltage main battery is charged with the power of the external power source. If the 14V step-down converter is always operated during the operation, the power for maintaining the contactor in the closed state and the power for operating the controller (ECU) for controlling the charging of the main battery during the charging operation of the main battery are 14V. However, the 14V step-down converter does not operate during the discharge operation of the main battery, and the power of the auxiliary battery is still consumed and the battery of the auxiliary battery increases. There is a risk.
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、外部電源に長期間接続した状態でも、補機バッテリのバッテリ上がりを効果的に防止することが可能な電動車両および電動車両の充放電制御方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and even when the battery is connected to an external power source for a long period of time, it is possible to effectively prevent the auxiliary battery from running out of battery and the charging of the electric vehicle. An object is to obtain a discharge control method.
本発明は、車両の駆動力を発生させるモータと、前記モータに電力を供給する主バッテリと、前記主バッテリより低圧で、前記車両の補機に電力を供給する低圧電力バスと、前記低圧電力バスに接続された補機バッテリと、前記主バッテリが接続されている高圧電力バスの電力を降圧して前記低圧電力バスに電力を供給する降圧コンバータと、前記車両の外部に設けられた外部電源と前記主バッテリとの電気的な接続を開閉するともに、前記降圧コンバータに接続されて前記降圧コンバータから閉状態へ維持するための電力が供給される、少なくとも1つ以上のコンタクタと、を備え、前記コンタクタを少なくとも1つ以上閉状態に維持する場合に、前記降圧コンバータを動作させ、前記コンタクタおよび前記低圧電力バスに電力を供給しながら、前記外部電源から前記主バッテリへの充電を行うかあるいは前記主バッテリから前記外部電源への放電を行い、前記降圧コンバータは、出力電圧として、前記外部電源の電力で前記主バッテリに対し充電を行う際の第一の出力電圧と、前記主バッテリの電力を前記外部電源に対し放電を行う際の第二の出力電圧とを有し、第二の出力電圧は第一の出力電圧よりも低い電圧である、電動車両である。 The present invention includes a motor for generating a driving force of the vehicle, and the main battery for supplying power to the motor, before a low pressure than Kinushi battery, a low voltage power bus for supplying power to auxiliary equipment of the vehicle, the low pressure An auxiliary battery connected to the power bus, a step-down converter for stepping down the power of the high-voltage power bus to which the main battery is connected , and supplying the power to the low-voltage power bus, and an external provided outside the vehicle At least one contactor that opens and closes an electrical connection between a power source and the main battery, and that is connected to the step-down converter and is supplied with power for maintaining the closed state from the step-down converter. , in maintaining the contactor in at least one closed, by operating the buck converter, supplies power to the contactor and the low voltage power bus The main battery is charged from the external power source or discharged from the main battery to the external power source, and the step-down converter charges the main battery with the power of the external power source as an output voltage. And a second output voltage when discharging the main battery power to the external power source, the second output voltage being higher than the first output voltage. It is an electric vehicle with a low voltage .
本発明は、車両の駆動力を発生させるモータと、前記モータに電力を供給する主バッテリと、前記主バッテリより低圧で、前記車両の補機に電力を供給する低圧電力バスと、前記低圧電力バスに接続された補機バッテリと、前記主バッテリが接続されている高圧電力バスの電力を降圧して前記低圧電力バスに電力を供給する降圧コンバータと、前記車両の外部に設けられた外部電源と前記主バッテリとの電気的な接続を開閉するともに、前記降圧コンバータに接続されて前記降圧コンバータから閉状態へ維持するための電力が供給される、少なくとも1つ以上のコンタクタと、を備え、前記コンタクタを少なくとも1つ以上閉状態に維持する場合に、前記降圧コンバータを動作させ、前記コンタクタおよび前記低圧電力バスに電力を供給しながら、前記外部電源から前記主バッテリへの充電を行うかあるいは前記主バッテリから前記外部電源への放電を行い、前記降圧コンバータは、出力電圧として、前記外部電源の電力で前記主バッテリに対し充電を行う際の第一の出力電圧と、前記主バッテリの電力を前記外部電源に対し放電を行う際の第二の出力電圧とを有し、第二の出力電圧は第一の出力電圧よりも低い電圧である、電動車両であるので、外部電源に長期間接続した状態でも、補機バッテリのバッテリ上がりを効果的に防止することができる。 The present invention includes a motor for generating a driving force of the vehicle, and the main battery for supplying power to the motor, before a low pressure than Kinushi battery, a low voltage power bus for supplying power to auxiliary equipment of the vehicle, the low pressure An auxiliary battery connected to the power bus, a step-down converter for stepping down the power of the high-voltage power bus to which the main battery is connected , and supplying the power to the low-voltage power bus, and an external provided outside the vehicle At least one contactor that opens and closes an electrical connection between a power source and the main battery, and that is connected to the step-down converter and is supplied with power for maintaining the closed state from the step-down converter. , in maintaining the contactor in at least one closed, by operating the buck converter, supplies power to the contactor and the low voltage power bus The main battery is charged from the external power source or discharged from the main battery to the external power source, and the step-down converter charges the main battery with the power of the external power source as an output voltage. And a second output voltage when discharging the main battery power to the external power source, the second output voltage being higher than the first output voltage. Since the vehicle is an electric vehicle having a low voltage, it is possible to effectively prevent the auxiliary battery from running out even when connected to an external power source for a long time.
本発明の実施の形態1に係る電動車両のシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure of the electric vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る電動車両がスマートハウス等の外部電源に接続された際の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the operation | movement at the time of the electric vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention being connected to external power supplies, such as a smart house. 本発明の実施の形態1に係る電動車両がスマートハウス等の外部電源と非接続状態となった際の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement at the time of the electrically-driven vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention becoming disconnected with external power supplies, such as a smart house.
実施の形態1.
以下、図1〜図3に基づいて、本発明の実施の形態1に係る電動車両について説明する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, based on FIGS. 1-3, the electric vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated.
まず、図1の説明を行う。図1は、本実施の形態1に係る電動車両のシステム構成を示している。図1に示すように、本実施の形態1に係る電動車両1は、充電ケーブル22を介して、外部電源23に接続される。外部電源23は、スマートハウス等に設けられた交流電源で、電動車両1内に搭載された主バッテリ11と電力のやりとりを行う。   First, FIG. 1 will be described. FIG. 1 shows a system configuration of the electric vehicle according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 according to the first embodiment is connected to an external power source 23 via a charging cable 22. The external power source 23 is an AC power source provided in a smart house or the like, and exchanges power with the main battery 11 mounted in the electric vehicle 1.
本実施の形態1に係る電動車両1は、図1に示すように、高圧の主バッテリ11と、コンタクタ(パワーリレー)12と、主バッテリ11の電力をモータ14に供給するインバータ13と、車両の駆動力を発生させるモータ14と、車載充電器(OBC:On Board Charger)21と、14V降圧コンバータ31と、低圧の補機バッテリ32と、オーディオ機器およびヘッドライト等の車両に設けられた補機33と、コントローラ(ECU:Electric Control Unit)41(以下、ECU41とする。)と、充放電切り換えタイマ51とを備えている。   As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 according to the first embodiment includes a high-voltage main battery 11, a contactor (power relay) 12, an inverter 13 that supplies electric power of the main battery 11 to a motor 14, and a vehicle Motor 14 for generating a driving force, an on-board charger (OBC) 21, a 14V step-down converter 31, a low-voltage auxiliary battery 32, an auxiliary device provided in a vehicle such as an audio device and a headlight. A machine 33, a controller (ECU: Electric Control Unit) 41 (hereinafter referred to as ECU 41), and a charge / discharge switching timer 51.
コンタクタ12は、主バッテリ11と外部電源23との電気的な接続を開閉するとともに、主バッテリ11と、インバータ13、14V降圧コンバータ31、及び、車載充電器21との間の電気的接続の開閉も行う。   The contactor 12 opens and closes an electrical connection between the main battery 11 and the external power source 23, and opens and closes an electrical connection between the main battery 11, the inverter 13, the 14V step-down converter 31, and the in-vehicle charger 21. Also do.
車載充電器21は、充電ケーブル22を介して外部電源23に接続され、外部電源23と主バッテリ11との間の電力のやりとりを行う。   The on-vehicle charger 21 is connected to the external power source 23 via the charging cable 22, and exchanges power between the external power source 23 and the main battery 11.
14V降圧コンバータ31は、主バッテリ11が接続されている高圧電力バスに対し、補機バッテリ32及び補機33の絶縁を確保するとともに、主バッテリ11からの電力を電圧変換して、補機バッテリ32及び補機33が接続されている低圧の低圧電力バスへ電力を供給する。14V降圧コンバータ31は、例えば、絶縁型DC/DCコンバータから構成されている。14V降圧コンバータ31は、14Vに限定されるものではなく、補機バッテリ32や補機33の設計値などに基づいて、適宜設定されるものとする。14V降圧コンバータ31の出力電圧は、外部電源23の電力で主バッテリ11に対し充電を行う際の第一の出力電圧と、主バッテリ11の電力を外部電源23に対し放電を行う際の第二の出力電圧とを有し、第二の出力電圧は第一の出力電圧よりも低い電圧に設定されている。これについては後述する。   The 14V step-down converter 31 secures insulation between the auxiliary battery 32 and the auxiliary machine 33 with respect to the high-voltage power bus to which the main battery 11 is connected, and converts the electric power from the main battery 11 to a voltage. Power is supplied to the low-voltage low-voltage power bus to which the auxiliary machine 32 and the auxiliary machine 33 are connected. The 14V step-down converter 31 is composed of, for example, an insulated DC / DC converter. The 14 V step-down converter 31 is not limited to 14 V, and is appropriately set based on the design values of the auxiliary battery 32 and the auxiliary machine 33. The output voltage of the 14V step-down converter 31 is the first output voltage when charging the main battery 11 with the power of the external power supply 23 and the second when discharging the power of the main battery 11 to the external power supply 23. The second output voltage is set to a voltage lower than the first output voltage. This will be described later.
補機バッテリ32は、例えば鉛バッテリから構成され、オーディオ機器やヘッドライト等の補機33に電力を供給する。なお、以下では、補機バッテリ32および補機33と、14V降圧コンバータ31とを接続している電力供給ラインを、低圧電力バスと呼ぶこととする。   The auxiliary battery 32 is composed of, for example, a lead battery, and supplies power to the auxiliary machine 33 such as an audio device or a headlight. Hereinafter, the power supply line connecting the auxiliary battery 32 and the auxiliary machine 33 and the 14V step-down converter 31 is referred to as a low-voltage power bus.
ECU41は、コンタクタ12、インバータ13、車載充電器21、及び、14V降圧コンバータ31の制御を担う。なお、図1において、S1信号は、ECU41からコンタクタ12へ入力される信号であり、S2信号は、ECU41からインバータ13に入力される信号であり、S3信号は、ECU41から14V降圧コンバータ31に入力される信号であり、S4信号は、車載充電器21へ入力される信号である。   The ECU 41 is responsible for controlling the contactor 12, the inverter 13, the in-vehicle charger 21, and the 14V step-down converter 31. In FIG. 1, the S1 signal is a signal input from the ECU 41 to the contactor 12, the S2 signal is a signal input from the ECU 41 to the inverter 13, and the S3 signal is input from the ECU 41 to the 14V step-down converter 31. The S4 signal is a signal input to the in-vehicle charger 21.
充放電切り換えタイマ51は、現在時刻を示す時刻データを管理するとともに、外部電源23の電力で主バッテリ11を充電を開始する時刻(または充電する時間帯)および主バッテリ11の電力を外部電源23に対して放電を開始する時刻(または放電する時間帯)がユーザにより予め設定され、現在時刻がそれらの時刻になったときに、あるいは、ECU41からの要求信号があったときに、充電/放電を切り換えるための信号をECU41に出力する。ECU41は、当該信号を参照して、充電する時刻か否かを判定する。   The charge / discharge switching timer 51 manages time data indicating the current time, and uses the power of the external power supply 23 to start charging the main battery 11 (or the charging time zone) and the power of the main battery 11 to the external power supply 23. When the time for starting discharge (or the time period for discharging) is preset by the user and the current time becomes those times, or when there is a request signal from the ECU 41, charging / discharging Is output to the ECU 41. The ECU 41 refers to the signal to determine whether it is time to charge.
なお、本実施の形態1では、電動車両1に対し、交流電源の外部電源23から交流電力を供給し、車載充電器21で直流電力に変換した後、主バッテリ11を充電する構成としているが、この場合に限らず、外部電源23を直流電源とし、車載充電器21を介さずに、直流電力で外部電源23と主バッテリ11との電力授受を直接行うようにしてもよい。   In the first embodiment, AC power is supplied to the electric vehicle 1 from the external power source 23 of the AC power source and converted into DC power by the in-vehicle charger 21, and then the main battery 11 is charged. However, the present invention is not limited to this, and the external power source 23 may be a direct current power source, and power may be directly exchanged between the external power source 23 and the main battery 11 with direct current power without using the in-vehicle charger 21.
また、本実施の形態1では、コンタクタ12が1対(のべ2つ)しか搭載されていないが、この場合に限らず、コンタクタ12は1以上であれば任意の個数でよく、車載充電器21の後段等、必要に応じてコンタクタ12を増やしてもよい。   In the first embodiment, only one pair of contactors 12 (two in total) is mounted. However, the present invention is not limited to this, and any number of contactors 12 may be used as long as it is 1 or more. You may increase the contactor 12 as needed, such as the back | latter stage of 21.
また、本実施の形態1では、充放電切り換えタイマ51によって、主バッテリ11に対する充放電を切り換えているが、リモート操作で切り換えられる構成としてもよく、この限りでない。   In the first embodiment, charging / discharging with respect to the main battery 11 is switched by the charging / discharging switching timer 51. However, the configuration may be switched by remote operation, and is not limited thereto.
また、充放電切り換えタイマ51は、ECU41の中に実装してもよい。   Further, the charge / discharge switching timer 51 may be mounted in the ECU 41.
次に、図2を用いて、本実施の形態1における電動車両1がスマートハウス等の外部電源23に接続された際の動作を説明する。   Next, the operation when the electric vehicle 1 according to the first embodiment is connected to an external power source 23 such as a smart house will be described with reference to FIG.
図2に示すように、まず、ステップS01では、電動車両1は、充電ケーブル22を介して、電動車両1が外部電源23に接続されていることを示すPILOT信号がEnableかどうかを判定する(すなわち、PILOT信号の入力が有りかを判定する)。具体的には、充電ケーブル22の電源プラグが外部電源23のコンセントに接続され、充電ケーブル22の充電コネクタが電動車両1の充電口に接続されたときに、自動的に、PILOT信号がECU41に出力される構成となっている。従って、PILOT信号がEnable(入力有り)の場合は、電動車両1が充電ケーブル22を介して外部電源23に接続されていることを示す。ステップS01で、PILOT信号がEnableの場合はステップS02に進み、PILOT信号がEnableでない場合は、PILOT信号がEnableになるまで、ステップS01の処理を(例えば一定周期で)繰り返す。   As shown in FIG. 2, first, in step S01, the electric vehicle 1 determines whether or not the PILOT signal indicating that the electric vehicle 1 is connected to the external power source 23 is enabled via the charging cable 22 (see FIG. 2). That is, it is determined whether a PILOT signal is input). Specifically, when the power plug of the charging cable 22 is connected to the outlet of the external power source 23 and the charging connector of the charging cable 22 is connected to the charging port of the electric vehicle 1, the PILOT signal is automatically sent to the ECU 41. It is configured to output. Therefore, when the PILOT signal is “Enable” (input is present), this indicates that the electric vehicle 1 is connected to the external power source 23 via the charging cable 22. If the PILOT signal is enabled in step S01, the process proceeds to step S02. If the PILOT signal is not enabled, the process of step S01 is repeated (for example, at a constant cycle) until the PILOT signal becomes enabled.
ステップS02では、PILOT信号の入力をトリガにして、ECU41をスタンバイ状態から通常動作状態に移行させる。   In step S02, the ECU 41 is shifted from the standby state to the normal operation state using the input of the PILOT signal as a trigger.
ステップS03では、通常動作状態となったECU41が、コンタクタ12を閉状態(接続状態)とするためのS1信号を出力し、それにより、コンタクタ12が閉状態となる。   In step S03, the ECU 41 that has entered the normal operation state outputs an S1 signal for closing the contactor 12 (connected state), whereby the contactor 12 is closed.
ステップS04では、ECU41が、14V降圧コンバータ31を起動するためのS3信号を出力することにより、14V降圧コンバータ31が起動される。起動した14V降圧コンバータ31は、主バッテリ11が接続されている高圧電力バスの電力を電圧変換し、補機バッテリ32および補機33が接続されている低圧電力バスに電力を出力する。   In step S04, the ECU 41 starts the 14V step-down converter 31 by outputting an S3 signal for starting the 14V step-down converter 31. The activated 14V step-down converter 31 converts the voltage of the high-voltage power bus to which the main battery 11 is connected, and outputs the power to the low-voltage power bus to which the auxiliary battery 32 and the auxiliary machine 33 are connected.
ステップS05では、ECU41が、充放電切り換えタイマ51を参照し、現在時刻が、外部電源23の電力で主バッテリ11を充電する時刻(または充電する時間帯)に相当するかを判定する。ステップS05で主バッテリ11を充電する時刻であると判定された場合は、ステップS06に進み、一方、ステップS05で主バッテリ11の電力を外部電源23に対し放電する時刻であると判定された場合は、ステップS07に進む。   In step S <b> 05, the ECU 41 refers to the charge / discharge switching timer 51 and determines whether the current time corresponds to the time (or time zone for charging) of the main battery 11 with the power of the external power supply 23. If it is determined in step S05 that it is time to charge the main battery 11, the process proceeds to step S06. On the other hand, if it is determined in step S05 that it is time to discharge the power of the main battery 11 to the external power source 23. Advances to step S07.
ステップS06では、ECU1が、14V降圧コンバータ31の出力電圧を第一の電圧(具体的には13.5〜14.5V程度が望ましい)に設定し、続いてステップS08で、車載充電器21を起動するためのS4信号を出力することにより、車載充電器21を起動し、主バッテリ11に対する充電動作を実施する。   In step S06, the ECU 1 sets the output voltage of the 14V step-down converter 31 to the first voltage (specifically, about 13.5 to 14.5V is desirable). Subsequently, in step S08, the on-vehicle charger 21 is set. By outputting the S4 signal for activation, the on-vehicle charger 21 is activated, and the charging operation for the main battery 11 is performed.
ステップS07では、ECU1が、14V降圧コンバータ31の出力電圧を第二の電圧(具体的には12.5〜13.5V程度が望ましい)に設定し、続いてステップS09で、車載充電器21を起動するためのS4信号を出力することにより、車載充電器21を起動し、主バッテリ11から外部電源23への放電動作を実施する。   In step S07, the ECU 1 sets the output voltage of the 14V step-down converter 31 to the second voltage (specifically, about 12.5 to 13.5V is desirable). Subsequently, in step S09, the in-vehicle charger 21 is set. By outputting the S4 signal for activation, the in-vehicle charger 21 is activated, and the discharging operation from the main battery 11 to the external power source 23 is performed.
ここで、ステップS06およびステップS07で説明した14V降圧コンバータ31の第一の出力電圧と第二の出力電圧に関し、詳細に説明する。   Here, the first output voltage and the second output voltage of the 14V step-down converter 31 described in step S06 and step S07 will be described in detail.
主バッテリ11が外部電源23の電力によって充電される場合、安価な夜間電力を利用することが多い。この安価な夜間電力によって主バッテリ11を充電するのと併せて、14V降圧コンバータ31の出力電圧を第一の電圧(具体的には13.5〜14.5V程度)とすることで、補機バッテリ32を安価な電力を利用して積極的に充電することができる。   When the main battery 11 is charged by the power of the external power source 23, cheap nighttime power is often used. In addition to charging the main battery 11 with this inexpensive nighttime electric power, the output voltage of the 14V step-down converter 31 is set to the first voltage (specifically, about 13.5 to 14.5V), so that the auxiliary machine The battery 32 can be actively charged using inexpensive electric power.
一方、主バッテリ11の電力を外部電源23に対し放電している場合、主バッテリ11の電力を無駄に浪費せず、低圧電力バスに接続されているECU41とコンタクタ12に効果的に電力を供給しなくてはならない。この場合は、14V降圧コンバータ31の出力電圧を第一の電圧より低い第二の電圧(具体的には12.5〜13.5V程度)とすることで、補機バッテリ32を満充電に保ちつつ、ECU41とコンタクタ12に効果的に電力を供給でき、余分な補充電がなされないようにできる。   On the other hand, when the power of the main battery 11 is discharged to the external power source 23, the power of the main battery 11 is not wasted and the power is effectively supplied to the ECU 41 and the contactor 12 connected to the low-voltage power bus. I have to do it. In this case, the auxiliary battery 32 is kept fully charged by setting the output voltage of the 14V step-down converter 31 to a second voltage lower than the first voltage (specifically, about 12.5 to 13.5 V). On the other hand, it is possible to effectively supply electric power to the ECU 41 and the contactor 12 and to prevent excessive auxiliary charging.
このように、本実施の形態1では、14V降圧コンバータ31の出力電圧を主バッテリ11が充電される場合と主バッテリ11の電力を外部電源23に対し放電する場合とで切り換えることにより、コンタクタ12を閉状態に維持する電力とECU41を通常動作させる低圧電力バスの電力をまかないつつ、補機バッテリ32のバッテリ上がりを防止できる。また、補機バッテリ32に対し余分な補充電がされないため、無駄な電力を抑制できるとともに、補機バッテリ32の過充電を抑制し、補機バッテリ32の寿命を良好に保つことができる。   As described above, in the first embodiment, the output voltage of the 14V step-down converter 31 is switched between when the main battery 11 is charged and when the power of the main battery 11 is discharged to the external power source 23, thereby allowing the contactor 12. The auxiliary battery 32 can be prevented from running up while the power for maintaining the closed state and the power for the low-voltage power bus that normally operates the ECU 41 are covered. Further, since no extra auxiliary charging is performed on the auxiliary battery 32, it is possible to suppress useless electric power, to suppress overcharging of the auxiliary battery 32, and to maintain a good life of the auxiliary battery 32.
次に、図3を用いて、本実施の形態1における電動車両1がスマートハウス等の外部電源23と非接続状態となった際の動作を説明する。   Next, the operation when the electric vehicle 1 according to the first embodiment is disconnected from the external power source 23 such as a smart house will be described with reference to FIG.
図3に示すように、まず、ステップS11では、PILOT信号がDisableかどうかを判定する(すなわち、PILOT信号の入力が無しかを判定する)。具体的には、充電ケーブル22の電源プラグが外部電源23のコンセントから抜かれ、充電ケーブル22の充電コネクタが電動車両1の充電口から抜かれたときに、自動的に、PILOT信号がECU41に出力されなくなる構成となっている。従って、PILOT信号がDisable(入力無し)となった場合、電動車両1が外部電源23と非接続状態となったことを示す。ステップS11で、PILOT信号がDisableの場合はステップS12に進み、PILOT信号がDisableでない場合は、PILOT信号がDisableになるまで、ステップS11の処理を(例えば一定周期で)繰り返す。   As shown in FIG. 3, first, in step S11, it is determined whether or not the PILOT signal is disabled (that is, whether or not the PILOT signal is input). Specifically, the PILOT signal is automatically output to the ECU 41 when the power plug of the charging cable 22 is disconnected from the outlet of the external power source 23 and the charging connector of the charging cable 22 is disconnected from the charging port of the electric vehicle 1. It becomes the composition which disappears. Therefore, when the PILOT signal is disabled (no input), it indicates that the electric vehicle 1 is disconnected from the external power source 23. If the PILOT signal is disabled in step S11, the process proceeds to step S12. If the PILOT signal is not disabled, the process of step S11 is repeated (for example, at a constant cycle) until the PILOT signal is disabled.
ステップS12では、車載充電器21が動作中かどうかを判定する。車載充電器21が動作中の場合は、ステップS13に進み、車載充電器21が動作中でない場合は、ステップS14に進む。   In step S12, it is determined whether the in-vehicle charger 21 is operating. If the in-vehicle charger 21 is operating, the process proceeds to step S13, and if the in-vehicle charger 21 is not operating, the process proceeds to step S14.
ステップS13では、車載充電器21を停止させ、ステップS14に進む。   In step S13, the in-vehicle charger 21 is stopped, and the process proceeds to step S14.
ステップS14では、ECU41がS3信号をDisable(入力無し)とし、14V降圧コンバータ31を停止させる。   In step S14, the ECU 41 disables the S3 signal (no input) and stops the 14V step-down converter 31.
続いて、ステップS15では、ECU41がS1信号をDisable(入力無し)とし、コンタクタ12を開状態とする。   Subsequently, in step S15, the ECU 41 disables the S1 signal (no input) and opens the contactor 12.
最後に、ステップS16で、ECU41を通常動作状態からスタンバイ状態に移行させる。以上で、電動車両1は、通常のパワースイッチ(IGスイッチ)がOFFの状態となる。   Finally, in step S16, the ECU 41 is shifted from the normal operation state to the standby state. As described above, in the electric vehicle 1, the normal power switch (IG switch) is turned off.
以上のように、本実施の形態1によれば、電動車両1の駆動力を発生させるモータ14と、モータ14に電力を供給する主バッテリ11と、電動車両1の外部の外部電源23と主バッテリ11との電気的な接続を開閉する少なくとも1つ以上のコンタクタ12と、主バッテリ11より低圧であるとともに、電動車両1の補機33に電力を供給する低圧電力バスと、低圧電力バスに接続された補機バッテリ32と、主バッテリ11の電力を降圧して低圧電力バスに電力を供給する14V降圧コンバータ31とを備え、コンタクタ12を少なくとも1つ以上閉状態に維持する場合に、14V降圧コンバータ31を動作させ、低圧電力バスに電力を供給しながら、主バッテリ11の充放電を行う電動車両であるので、14V降圧コンバータ31から、コンタクタ12を閉状態に維持する電力や、ECU41を動作させる電力が供給されるため、補機バッテリ32の電力が急速に消費されることはなく、電動車両1をスマートハウス等の外部電源23に長期間接続した状態でも、低圧の補機バッテリ32のバッテリ上がりを抑制できる。   As described above, according to the first embodiment, the motor 14 that generates the driving force of the electric vehicle 1, the main battery 11 that supplies electric power to the motor 14, the external power source 23 outside the electric vehicle 1, At least one or more contactors 12 that open and close an electrical connection with the battery 11, a low-voltage power bus that is lower in pressure than the main battery 11 and that supplies power to the auxiliary machine 33 of the electric vehicle 1, and a low-voltage power bus When the auxiliary battery 32 connected and the 14V step-down converter 31 that steps down the power of the main battery 11 and supplies power to the low-voltage power bus are provided and at least one or more contactors 12 are maintained in the closed state, 14V Since it is an electric vehicle that operates the step-down converter 31 and charges and discharges the main battery 11 while supplying power to the low-voltage power bus, the 14V step-down converter 31 Since the electric power for maintaining the contactor 12 in the closed state and the electric power for operating the ECU 41 are supplied, the electric power of the auxiliary battery 32 is not rapidly consumed, and the electric vehicle 1 is connected to the external power source 23 such as a smart house. Even when the battery is connected for a long period of time, it is possible to prevent the low-voltage auxiliary battery 32 from being discharged.
また、本実施の形態1によれば、14V降圧コンバータ31を動作させる場合の出力電圧を、主バッテリ11が外部電源23の電力によって充電されるときは高い出力電圧に、主バッテリ11から外部電源23に対し電力を供給する場合は低い出力電圧とすることで、補機バッテリ32の満充電状態を効果的に維持できるとともに、無駄な電力消費を抑制しつつ、補機バッテリ32が過充電となることも抑制できるため、補機バッテリ32の寿命を良好に保つことができる。   Further, according to the first embodiment, the output voltage when the 14V step-down converter 31 is operated is set to a high output voltage when the main battery 11 is charged by the electric power of the external power supply 23, and from the main battery 11 to the external power supply. When the power is supplied to the power supply 23, the output voltage is set to a low value, so that the fully charged state of the auxiliary battery 32 can be effectively maintained and the auxiliary battery 32 is overcharged while suppressing wasteful power consumption. Therefore, the life of the auxiliary battery 32 can be kept good.
1 電動車両、11 主バッテリ、12 コンタクタ(パワーリレー)、13 インバータ、14 モータ、21 車載充電器(OBC)、22 充電ケーブル、23 外部電源、31 14V降圧コンバータ、32 補機バッテリ、33 補機、41 コントローラ(ECU)、51 充放電切り換えタイマ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric vehicle, 11 Main battery, 12 Contactor (power relay), 13 Inverter, 14 Motor, 21 On-board charger (OBC), 22 Charging cable, 23 External power supply, 31 14V step-down converter, 32 Auxiliary battery, 33 Auxiliary , 41 Controller (ECU), 51 Charge / discharge switching timer.

Claims (2)

  1. 車両の駆動力を発生させるモータと、
    前記モータに電力を供給する主バッテリと
    記主バッテリより低圧で、前記車両の補機に電力を供給する低圧電力バスと、
    前記低圧電力バスに接続された補機バッテリと、
    前記主バッテリが接続されている高圧電力バスの電力を降圧して前記低圧電力バスに電力を供給する降圧コンバータと
    前記車両の外部に設けられた外部電源と前記主バッテリとの電気的な接続を開閉するともに、前記降圧コンバータに接続されて前記降圧コンバータから閉状態へ維持するための電力が供給される、少なくとも1つ以上のコンタクタと、
    を備え、
    前記コンタクタを少なくとも1つ以上閉状態に維持する場合に、前記降圧コンバータを動作させ、前記コンタクタおよび前記低圧電力バスに電力を供給しながら、前記外部電源から前記主バッテリへの充電を行うかあるいは前記主バッテリから前記外部電源への放電を行い、
    前記降圧コンバータは、出力電圧として、前記外部電源の電力で前記主バッテリに対し充電を行う際の第一の出力電圧と、前記主バッテリの電力を前記外部電源に対し放電を行う際の第二の出力電圧とを有し、第二の出力電圧は第一の出力電圧よりも低い電圧である、
    電動車両。
    A motor for generating a driving force of the vehicle;
    A main battery for supplying power to the motor ;
    In lower pressure than the previous Kinushi battery, a low voltage power bus for supplying power to auxiliary equipment of the vehicle,
    An auxiliary battery connected to the low-voltage power bus;
    A step-down converter that steps down the power of the high-voltage power bus to which the main battery is connected and supplies the low-voltage power bus ;
    Open and close electrical connection between an external power source provided outside the vehicle and the main battery, and is connected to the step-down converter and supplied with electric power for maintaining the closed state from the step-down converter, at least One or more contactors;
    With
    Charging the main battery from the external power source while operating the step-down converter and supplying power to the contactor and the low-voltage power bus when maintaining at least one contactor in the closed state; or Discharging from the main battery to the external power source;
    The step-down converter has, as an output voltage, a first output voltage when charging the main battery with the power of the external power supply, and a second output when discharging the power of the main battery to the external power supply. The second output voltage is lower than the first output voltage,
    Electric vehicle.
  2. 車両に搭載された主バッテリの充放電を行うための電動車両の充放電制御方法であって、
    前記車両が、外部に設けられた外部電源に接続されているかを判定するステップと、
    前記車両が前記外部電源に接続されていると判定された場合に、前記外部電源と前記主バッテリとの電気的な接続を開閉するために設けられた1つ以上のコンタクタのうち、少なくとも1つ以上のコンタクタを閉状態にするステップと、
    前記閉状態の前記コンタクタおよび前記主バッテリより低圧で前記車両の補機に電力を供給する低圧電力バスに対して、前記主バッテリが接続されている高圧電力バスの電力を降圧して供給する降圧コンバータを起動するステップと、
    前記車両に設けられた充放電切り換えタイマに基づき、前記外部電源の電力で前記主バッテリを充電する時刻か、前記主バッテリの電力を前記外部電源に対して放電する時刻かを判定するステップと、
    前記充電を行う時刻と判定された場合に、前記降圧コンバータの出力電圧を所定の第一の電圧に設定し、前記外部電源から前記主バッテリへの充電動作を行うステップと、
    前記放電を行う時刻と判定された場合に、前記降圧コンバータの出力電圧を、前記第一の電圧より低い所定の第二の電圧に設定し、前記主バッテリから前記外部電源への放電動作を行うステップと
    を備えた電動車両の充放電制御方法。
    An electric vehicle charge / discharge control method for charging / discharging a main battery mounted on a vehicle,
    Determining whether the vehicle is connected to an external power source provided outside;
    At least one of one or more contactors provided to open and close an electrical connection between the external power source and the main battery when it is determined that the vehicle is connected to the external power source. A step of closing the above contactors;
    A step-down voltage that supplies the power of the high-voltage power bus to which the main battery is connected to the low-voltage power bus that supplies power to the auxiliary equipment of the vehicle at a lower pressure than the contactor and the main battery in the closed state. Starting the converter;
    Based on a charge / discharge switching timer provided in the vehicle, determining whether it is time to charge the main battery with the power of the external power source or time to discharge the power of the main battery to the external power source;
    A step of setting the output voltage of the step-down converter to a predetermined first voltage and performing a charging operation from the external power source to the main battery when it is determined that the charging time is determined;
    When it is determined that it is time to perform the discharging, the output voltage of the step-down converter is set to a predetermined second voltage lower than the first voltage, and the discharging operation from the main battery to the external power source is performed. A charge / discharge control method for an electric vehicle comprising the steps.
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