JP5659764B2 - Charging device and electric vehicle equipped with the same - Google Patents
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Description
この発明は、充電装置およびそれを備える電動車両に関し、特に、蓄電装置が搭載される設備の外部に設けられる外部電源によって蓄電装置を充電するための充電装置およびそれを備える電動車両に関する。 The present invention relates to a charging device and an electric vehicle including the same, and more particularly to a charging device for charging the power storage device with an external power source provided outside a facility on which the power storage device is mounted and an electric vehicle including the same.
特開2004−6413号公報(特許文献1)は、電池パックを適正な動作状態に制御可能な電池電源装置を開示する。この電池電源装置においては、電池ECUは、電圧、電流、温度を測定するセンサ類の検出データに基づいて、電池パックを強制空冷するための送風機を制御するとともに、検出データおよびSOC(State Of Charge)データを外部出力する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-6413 (Patent Document 1) discloses a battery power supply device capable of controlling a battery pack to an appropriate operating state. In this battery power supply device, the battery ECU controls a blower for forcibly air-cooling the battery pack based on detection data of sensors that measure voltage, current, and temperature, and also detects detection data and SOC (State Of Charge). ) Output data externally.
この電池電源装置によれば、電圧、電流、温度の検出データから電池の充放電電力等の動作状態を検知することができると同時に、電圧、電流、温度が変化する状態から電池のSOCを演算することができ、過放電や過充電とならない適正な範囲にSOCを制御することができるとされる(特許文献1参照)。 According to this battery power supply device, it is possible to detect the operation state such as the charge / discharge power of the battery from the detection data of the voltage, current and temperature, and at the same time calculate the SOC of the battery from the state where the voltage, current and temperature change It is assumed that the SOC can be controlled within an appropriate range that does not cause overdischarge or overcharge (see Patent Document 1).
しかしながら、上記の電池電源装置では、蓄電制御装置(電池ECU)自体に異常が発生すると、送風機を適切に制御することができず、また、検出データおよびSOCデータを外部出力することもできない。その結果、蓄電装置(電池)が搭載される設備の外部に設けられる外部電源によって蓄電装置を充電する場合に過充電を回避できない場合も発生し得る。 However, in the battery power supply device described above, when an abnormality occurs in the power storage control device (battery ECU) itself, the blower cannot be properly controlled, and detection data and SOC data cannot be output to the outside. As a result, overcharging may not be avoided when the power storage device is charged by an external power source provided outside the facility in which the power storage device (battery) is mounted.
それゆえに、この発明の目的は、外部電源によって蓄電装置を充電する際に、蓄電制御装置自体に異常が発生しても蓄電装置の過充電を確実に抑止することである。 Therefore, an object of the present invention is to reliably prevent overcharging of a power storage device even when an abnormality occurs in the power storage control device itself when the power storage device is charged by an external power source.
この発明によれば、充電装置は、蓄電装置が搭載される設備の外部に設けられる外部電源によって蓄電装置を充電するための充電装置であって、充電器と、充電制御装置と、蓄電制御装置と、監視装置を備える。充電器は、外部電源から電力の供給を受けて蓄電装置を充電する。充電制御装置は、充電器による蓄電装置の充電を制御する。蓄電制御装置は、蓄電装置の充電状態を制御する。監視装置は、蓄電制御装置とは別に蓄電装置の充電状態を監視する。そして、蓄電装置の満充電状態を監視装置が検知したにも拘わらず充電制御装置による充電制御が実行されているとき、監視装置は、充電器による蓄電装置の充電を停止するための制御を実行する。 According to the present invention, the charging device is a charging device for charging the power storage device with an external power source provided outside the facility in which the power storage device is mounted, and includes a charger, a charge control device, and a power storage control device. And a monitoring device. The charger receives power from an external power source and charges the power storage device. The charge control device controls charging of the power storage device by the charger. The power storage control device controls the state of charge of the power storage device. The monitoring device monitors the state of charge of the power storage device separately from the power storage control device. Then, when the charging control by the charging control device is executed even though the monitoring device detects the fully charged state of the power storage device, the monitoring device executes control for stopping charging of the power storage device by the charger To do.
好ましくは、充電器は、電力変換用のスイッチング素子を含む。監視装置が満充電状態を検知したにも拘わらず充電制御が実行されているとき、監視装置は、スイッチング素子のゲート遮断を指示する指令を充電器へ出力する。 Preferably, the charger includes a switching element for power conversion. When charging control is being executed even though the monitoring device detects a fully charged state, the monitoring device outputs a command to instruct the switching element to shut off the gate.
好ましくは、充電装置は、遮断器をさらに備える。遮断器は、外部電源から充電器への給電経路に設けられる。そして、監視装置が満充電状態を検知したにも拘わらず充電制御が実行されているとき、監視装置は、給電経路の遮断を指示する指令を遮断器へ出力する。 Preferably, the charging device further includes a circuit breaker. The circuit breaker is provided in the power supply path from the external power source to the charger. When the charging control is being executed even though the monitoring device detects the fully charged state, the monitoring device outputs a command to instruct the interruption of the power feeding path to the circuit breaker.
好ましくは、充電装置は、センサをさらに備える。センサは、充電器から蓄電装置への出力を検出するためのものである。監視装置は、センサの検出値を用いて蓄電装置の充電状態を監視する。 Preferably, the charging device further includes a sensor. The sensor is for detecting an output from the charger to the power storage device. The monitoring device monitors the state of charge of the power storage device using the detection value of the sensor.
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの充電装置と、充電装置によって充電される蓄電装置と、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行駆動力を発生する電動機とを備える。 According to the invention, the vehicle includes any one of the above-described charging devices, a power storage device charged by the charging device, and an electric motor that generates a driving force using the electric power stored in the power storage device. .
この発明においては、蓄電制御装置とは別に蓄電装置の充電状態を監視する監視装置が設けられる。そして、蓄電装置の満充電状態を監視装置が検知したにも拘わらず充電制御装置による充電制御が実行されているとき、監視装置は、充電器による蓄電装置の充電を停止するための制御を実行する。したがって、この発明によれば、外部電源によって蓄電装置を充電する際に、蓄電制御装置自体に異常が発生しても蓄電装置の過充電を確実に抑止することができる。 In the present invention, a monitoring device for monitoring the state of charge of the power storage device is provided separately from the power storage control device. Then, when the charging control by the charging control device is executed even though the monitoring device detects the fully charged state of the power storage device, the monitoring device executes control for stopping charging of the power storage device by the charger To do. Therefore, according to the present invention, when the power storage device is charged by the external power supply, overcharge of the power storage device can be reliably suppressed even if an abnormality occurs in the power storage control device itself.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による充電装置が搭載された車両の全体ブロック図である。図1を参照して、車両10は、蓄電装置12と、システムメインリレー(以下「SMR(System Main Relay)」と称する。)14と、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」と称する。)16と、動力出力装置18と、駆動輪20とを備える。また、車両10は、インレット22と、充電器24と、電池CPU(Central Processing Unit)26と、電源CPU28と、充電制御CPU30と、充電状態監視CPU32と、電圧センサ34,36と、電流センサ38とをさらに備える。
FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle equipped with a charging device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
なお、車両10の外部には、外部電源50と、EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)52と、コネクタ58とが設けられる。EVSE52は、CCID(Charging Circuit Interrupt Device)54と、CPLT制御回路56とを含む。
An
蓄電装置12は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置12には、外部電源50から供給される電力の他、動力出力装置18において発電された電力が蓄えられる。なお、蓄電装置12として、大容量のキャパシタも採用可能である。SMR14は、蓄電装置12とPCU16との間に設けられる。SMR14は、蓄電装置12とPCU16との電気的な接続/切離を行なうためのリレーである。
The
PCU16は、蓄電装置12から電力を受けて動力出力装置18を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、PCU16は、動力出力装置18に含まれるモータを駆動するためのインバータや、蓄電装置12から出力される電力を昇圧するコンバータ等を含む。動力出力装置18は、駆動輪20を駆動するための装置を総括して示したものである。たとえば、動力出力装置18は、駆動輪20を駆動するモータやエンジン等を含む。また、動力出力装置18は、駆動輪20を駆動するモータによって車両の制動時等に発電し、その発電された電力をPCU16へ出力する。
The PCU 16 collectively represents a power conversion device that receives power from the
一方、外部電源50は、車両外部に設けられ、たとえば商用系統電源によって構成される。EVSE52は、外部電源50から車両10へ電力を供給するための電路を遮断可能に構成される。EVSE52は、たとえば、外部電源50から車両10へ電力を供給するための充電ケーブルや、充電ケーブルを介して車両10へ電力を供給するための充電スタンド内等に設けられる。CCID54は、外部電源50から車両10への給電経路に設けられる遮断器であり、CPLT制御回路56によって制御される。
On the other hand, the
CPLT制御回路56は、パイロット信号CPLTを生成し、生成されたパイロット信号CPLTをコントロールパイロット線を介して車両10へ出力する。パイロット信号CPLTは、車両10において電位が操作され、CPLT制御回路56は、パイロット信号CPLTの電位に基づいてCCID54を制御する。すなわち、車両10においてパイロット信号CPLTの電位を操作することによって、車両10からCCID54を遠隔操作することができる。なお、このパイロット信号CPLTは、たとえば、アメリカ合衆国の「SAE J1772(SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler)」に準拠するものである。
インレット22は、外部電源50から車両10へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタ58と接続可能に構成される。そして、外部電源50による蓄電装置12の充電(以下「外部充電」とも称する。)時、インレット22は、外部電源50から供給される電力を受ける。
充電器24は、SMR14とPCU16との間に配設される正極線PLおよび負極線NLに接続される。充電器24は、電力変換用のスイッチング素子を含み、充電制御CPU30からの制御信号に基づいて、外部電源50から供給される電力を所定の充電電圧(直流)に変換する。充電器24によって電圧変換された電力は蓄電装置12へ供給され、蓄電装置12が充電される。また、充電器24は、充電状態監視CPU32(後述)からゲート遮断指令STPを受けると、充電制御CPU30からの制御信号に拘わらずスイッチング素子のゲートを遮断することによって動作を停止する。
電圧センサ34は、蓄電装置12の電圧VBを検出し、その検出値を電池CPU26へ出力する。電圧センサ36は、正極線PLおよび負極線NL間の電圧VLを検出し、その検出値を充電状態監視CPU32へ出力する。電流センサ38は、蓄電装置12に対して入出力される電流IBを検出し、その検出値を電池CPU26および充電状態監視CPU32へ出力する。
電池CPU26は、蓄電装置12の電圧VBおよび電流IBの各検出値に基づいて、蓄電装置12の残存容量(以下「SOC」と称する。)を算出する。また、電池CPU26は、電圧VBや電流IBの検出値を用いて蓄電装置12の満充電状態を検知し、その検知結果を充電制御CPU30へ通知する。さらに、電池CPU26は、蓄電装置12の充放電電力制限値の算出等も行なう。
電源CPU28は、外部充電時、システム起動トリガの生成や、EVSE52のCCID54のオン/オフ操作を実行する。CCID54のオン/オフ操作については、パイロット信号CPLTを用いて電源CPU28により遠隔操作される。すなわち、電源CPU28は、EVSE52のCPLT制御回路56からパイロット信号CPLTを受け、充電制御CPU30からのCPLT制御指令に基づきパイロット信号CPLTの電位を操作することによってCCID54を遠隔操作する。また、電源CPU28は、充電状態監視CPU32からCCID54の遮断指令CUTを受けると、充電制御CPU30からのCPLT制御指令に拘わらず、パイロット信号CPLTの電位を操作することによってCCID54をオフさせる。
The
充電制御CPU30は、外部充電時、充電器24による蓄電装置12の充電を制御するための種々の処理を実行する。たとえば、充電制御CPU30は、EVSE52のCCID54を遠隔操作するためのCPLT制御指令を電源CPU28へ出力する。また、充電制御CPU30は、充電器24の起動/停止指令や充電電力の目標値を示す電力指令等を生成して充電器24へ出力する。
さらに、充電制御CPU30は、蓄電装置12の満充電状態の検知結果を電池CPU26から受けると、蓄電装置12の充電を停止するように充電器24へ停止指令を出力するとともに、充電終了を示す情報を充電状態監視CPU32へ通知する。
Furthermore, when the
充電状態監視CPU32は、電池CPU26とは別に蓄電装置12の充電状態を監視する。具体的には、充電状態監視CPU32は、電圧センサ36からの電圧VLの検出値や電流センサ38からの電流IBの検出値を用いて、電池CPU26とは別に蓄電装置12の満充電状態を検知する。そして、充電状態監視CPU32は、蓄電装置12の満充電状態が検知されたにも拘わらず充電制御CPU30による充電制御が実行されているとき、蓄電装置12の充電を停止するための制御を実行する。詳しくは、充電状態監視CPU32は、ゲート遮断指令STPを充電器24へ出力するとともに、CCID54の遮断指令CUTを電源CPU28へ出力する。
The charging
この車両10においては、電池CPU26とは別に蓄電装置12の充電状態を監視する充電状態監視CPU32が設けられる。充電状態監視CPU32は、外部充電時、電圧センサ36により検出される電圧VLを充電器24による充電電圧として受け、電流センサ38により検出される電流IBを充電器24による充電電流として受ける。充電状態監視CPU32は、それらの検出値を用いて満充電状態を検知する。そして、充電状態監視CPU32において満充電状態が検知されたにも拘わらず充電制御CPU30による充電制御が継続している場合には、充電状態監視CPU32により充電器24のスイッチング素子がゲート遮断されるとともにEVSE52のCCID54がオフされる。これにより、蓄電装置12の過充電が抑止される。
In the
図2は、図1に示した充電器24の構成を示した図である。図2を参照して、充電器24は、AC/DCコンバータ72と、DC/ACコンバータ74と、絶縁トランス76と、整流回路78と、ドライブ回路80と、マイコン82とを含む。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
AC/DCコンバータ72は、電力変換用のスイッチング素子を含み、ドライブ回路80からの駆動信号に基づいて、外部電源50(図1)から供給される電力を直流電力に変換してDC/ACコンバータ74へ出力する。また、AC/DCコンバータ72は、ドライブ回路80からゲート遮断信号を受けると、スイッチング素子のゲートを遮断する。
AC /
DC/ACコンバータ74も、電力変換用のスイッチング素子を含み、ドライブ回路80からの駆動信号に基づいて、AC/DCコンバータ72からの直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス76へ出力する。また、DC/ACコンバータ74も、ドライブ回路80からゲート遮断信号を受けると、スイッチング素子のゲートを遮断する。
DC /
絶縁トランス76は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルとを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれDC/ACコンバータ74および整流回路78に接続される。そして、絶縁トランス76は、DC/ACコンバータ74からの交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧に変換して整流回路78へ出力する。整流回路78は、絶縁トランス76から受ける交流電力を直流電力に整流して蓄電装置12へ出力する。
ドライブ回路80は、マイコン82からの指令に基づいて、AC/DCコンバータ72およびDC/ACコンバータ74のスイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する。また、ドライブ回路80は、充電状態監視CPU32(図1)からゲート遮断指令STPを受けると、マイコン82からの指令に拘わらず、各コンバータのスイッチング素子のゲートを遮断するためのゲート遮断信号を生成する。
The
マイコン82は、充電制御CPU30(図1)から受ける制御信号に基づいてドライブ回路80を制御する。具体的には、マイコン82は、充電制御CPU30から受ける起動/停止指令に基づいてドライブ回路80の起動/停止を行なう。また、マイコン82は、充電制御CPU30から受ける電力指令に充電器24の出力電力が追従するようにフィードバック制御を行なう。さらに、マイコン82は、充電器24の状態(起動/停止/異常等)を示す信号を充電制御CPU30へ出力する。
The
この充電器24においては、充電制御CPU30からの制御信号をマイコン82が受け、マイコン82によってドライブ回路80が制御される。そして、ドライブ回路80によってAC/DCコンバータ72およびDC/ACコンバータ74のスイッチング素子が駆動される。
In the
充電状態監視CPU32からのゲート遮断指令STPは、ドライブ回路80に入力される。そして、ドライブ回路80は、充電状態監視CPU32からゲート遮断指令STPを受けると、マイコン82からの指令に拘わらず、AC/DCコンバータ72およびDC/ACコンバータ74のスイッチング素子のゲートを遮断させる。
A gate cutoff command STP from the charge
図3は、車両10においてパイロット信号CPLTの電位を操作することによってEVSE52のCCID54を車両10から遠隔操作するためのコントロールパイロット回路を示した図である。図3を参照して、コントロールパイロット回路は、EVSE52のCPLT制御回路56と、電源CPU28とによって構成される。
FIG. 3 is a diagram showing a control pilot circuit for remotely operating
CPLT制御回路56は、発振器102と、抵抗素子104と、電圧センサ106とを含む。発振器102は、外部電源50(図1)から供給される電力によって動作する。発振器102は、抵抗素子104の出力電位が規定の電位V1(たとえば12V)近傍のときは非発振のパイロット信号CPLTを出力し、抵抗素子104の出力電位がV1から低下すると、規定の周波数(たとえば1kHz)およびデューティーサイクルで発振するパイロット信号CPLTを出力する。なお、デューティーサイクルは、外部電源50から充電ケーブルを介して車両10へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
電源CPU28は、抵抗素子110,112と、スイッチ114と、ANDゲート116とを含む。抵抗素子110は、パイロット信号CPLTが伝送されるコントロールパイロット線と車両アースとの間に接続される。抵抗素子112およびスイッチ114は、コントロールパイロット線と車両アースとの間に直列に接続される。スイッチ114は、ANDゲート116の出力を受け、ANDゲート116の出力がH(論理ハイ)レベルのときにオンとなる。ANDゲート116は、充電制御CPU30からのCPLT制御指令と充電状態監視CPU32からのCCID54の遮断指令との論理積を演算し、その演算結果をスイッチ114へ出力する。
なお、充電制御CPU30からのCPLT制御指令は、車両10において外部充電可能であるときにHレベルとなる信号である。また、充電状態監視CPU32からのCCID遮断指令は、充電状態監視CPU32において異常が検知されていない場合にHレベルとなる信号である。言い換えると、充電状態監視CPU32において満充電状態が検知された場合に充電制御が継続しているとき、CCID遮断指令はL(論理ロー)レベルとなる。したがって、ANDゲート116の出力は、外部充電が正常に行なわれているときはHレベルであるが、充電状態監視CPU32において上記の異常が検知されるとLレベルとなる。
Note that the CPLT control command from the charging
このコントロールパイロット回路においては、CPLT制御回路56からパイロット信号CPLTが電位V1で出力されている状態において外部電源50のコネクタ58が車両10のインレット22に接続されると、抵抗素子110によりパイロット信号CPLTの電位がV1からV2に低下し、パイロット信号CPLTが発振する。そして、車両10において外部充電の準備が完了すると、ANDゲート116の出力がHレベルとなりスイッチ114がオンする(充電状態監視CPU32において異常は検知されていないものとする。)。これにより、パイロット信号CPLTの電位はV2からV3へさらに低下し、パイロット信号CPLTの電位がV3となったことを検知したCPLT制御回路56によってCCID54がオンされる。
In this control pilot circuit, when the
図4は、パイロット信号CPLTの波形図である。図4とともに図3を参照して、時刻t1以前においては、車両10のインレット22に外部電源50のコネクタ58が接続されていないものとする。このとき、パイロット信号CPLTの電位はV1であり、パイロット信号CPLTは非発振状態である。
FIG. 4 is a waveform diagram of pilot signal CPLT. Referring to FIG. 3 together with FIG. 4, it is assumed that
時刻t1において、インレット22にコネクタ58が接続されると、パイロット信号CPLTが電源CPU28に入力される。そうすると、パイロット信号CPLTの電位は、抵抗素子110によってV1からV2に低下し、パイロット信号CPLTは発振する。
When
時刻t2において、車両10において外部充電のための準備が完了すると、充電制御CPU30からのCPLT制御指令に基づいて電源CPU28のスイッチ114がオンされる(充電状態監視CPU32において異常は検知されていないものとする。)。そうすると、パイロット信号CPLTの電位は、抵抗素子110,112によってV2からV3へさらに低下する。パイロット信号CPLTの電位がV3になると、EVSE52において、CPLT制御回路56によりCCID54がオンされる。
When preparation for external charging is completed in
再び図3を参照して、充電状態監視CPU32において異常が検知されると、充電状態監視CPU32からのCCID遮断指令がLレベルとなるのでANDゲート116の出力がLレベルとなり、スイッチ114がオフされる。そうすると、パイロット信号CPLTの電位はV3からV2へ上昇し、CPLT制御回路56によってCCID54はオフされる。
Referring to FIG. 3 again, when an abnormality is detected in charge
図5は、図1に示した各CPUの機能の詳細、ならびに各CPUおよび充電器24間で授受される情報の一例を示した図である。図5を参照して、電源CPU28は、外部充電時のシステム起動処理を実行する。具体的には、電源CPU28は、インレット22にコネクタ58が接続されると、充電制御CPU30へシステム起動トリガを出力する。また、電源CPU28は、パイロット信号CPLTに関する情報(入力有無や電位等)を充電制御CPU30へ出力する。そして、電源CPU28は、充電制御CPU30から受けるCPLT制御指令に基づいてパイロット信号CPLTの電位を操作し、EVSE52のCCID54を遠隔操作する。さらに、電源CPU28は、CCID54の遮断指令を充電状態監視CPU32から受けると、パイロット信号CPLTの電位を操作することによってCCID54をオフさせる。
FIG. 5 is a diagram showing details of functions of the CPUs shown in FIG. 1 and an example of information exchanged between the CPUs and the
電池CPU26は、蓄電装置12の電圧VBおよび電流IBの各検出値に基づいて蓄電装置12のSOCを算出する。SOCの算出方法としては、公知の種々の手法を用いることができる。また、電池CPU26は、算出されたSOCに基づいて、蓄電装置12への充電電力(W)の制限を示す制限値Winを算出する。たとえば、電池CPU26は、SOCが所定の下限値を下回ると制限値Winが小さくなるように制限値Winを算出する。さらに、電池CPU26は、SOCに基づいて、蓄電装置12からの放電電力(W)の制限を示す制限値Woutも算出する。
また、さらに、電池CPU26は、電圧VBや電流IBの検出値に基づいて蓄電装置12の満充電判定を行なう。そして、電池CPU26は、蓄電装置12の電力収支や制限値Win、満充電判定の結果等を充電制御CPU30へ出力する。さらに、電池CPU26は、算出されたSOCや満充電判定の結果等を充電状態監視CPU32へ出力する。
In addition,
充電制御CPU30は、外部充電時、EVSE52のCCID54を遠隔操作するためのCPLT制御指令を生成して電源CPU28へ出力する。また、充電制御CPU30は、充電器24の起動/停止処理を実行する。充電制御CPU30は、充電器24の起動/停止指令を充電器24へ出力し、充電器24の状態を示す状態信号(起動/停止/異常等)を充電器24から受ける。
The
また、充電制御CPU30は、充電器24による充電電力を所定の目標値に制御するための電力フィードバック制御を実行し、充電電力の目標値を示す電力指令を生成して充電器24へ出力する。さらに、充電制御CPU30は、電池CPU26から満充電判定の結果を受け、満充電が検知されると充電終了処理を実行する。そして、充電制御CPU30は、充電終了を示す情報を充電状態監視CPU32へ出力する。
Further, the charging
充電状態監視CPU32は、外部充電時、充電器24による充電電圧を示す電圧VLを電圧センサ36から受け、充電器24による充電電流を示す電流IBを電流センサ38から受ける。そして、充電状態監視CPU32は、それらの検出値を用いて蓄電装置12の満充電判定を行なう。たとえば、充電状態監視CPU32は、満充電状態における蓄電装置12の所定の電圧に電圧センサ36の公差分等を加えた所定のしきい値を電圧VLが超えると、蓄電装置12は満充電状態であると判定する。あるいは、充電状態監視CPU32は、満充電状態までの充電量(Ah)に電流センサ38の公差分等を加えた所定のしきい値を電流IBの積算値が超えると、蓄電装置12は満充電状態であると判定してもよい。なお、満充電状態までの上記充電量(Ah)については、電池CPU26から受けるSOCの算出値に基づいて満充電状態までの充電量ΔSOCを算出し、蓄電装置12の容量(Ah)にΔSOCを乗算することによって算出可能である。
The charge
そして、充電状態監視CPU32において蓄電装置12の満充電状態が検知されたにも拘わらず充電制御CPU30から充電状態監視CPU32へ充電終了情報が通知されていないときは(すなわち充電制御が継続中)、充電状態監視CPU32は、ゲート遮断指令を充電器24へ出力するとともにCCID54の遮断指令を電源CPU28へ出力する。
When the charging
以上のように、この実施の形態においては、電池CPU26とは別に蓄電装置12の充電状態を監視する充電状態監視CPU32が設けられる。そして、蓄電装置12の満充電状態を充電状態監視CPU32が検知したにも拘わらず充電制御CPU30による充電制御が実行されているとき、充電状態監視CPU32は、充電器24のゲート遮断を実行するとともにEVSE52のCCID54をオフさせる。したがって、この実施の形態によれば、外部充電時に電池CPU26自体に異常が発生しても蓄電装置12の過充電を確実に抑止することができる。
As described above, in this embodiment, a charging
また、この実施の形態においては、充電状態監視CPU32は、充電制御や走行時に用いられる既設の電圧センサ36および電流センサ38を用いて蓄電装置12の充電状態を監視するので、充電状態監視CPU32用に別途センサを設ける必要がない。したがって、この実施の形態によれば、大きなコスト増を必要とせずに監視システムを構築できる。
Further, in this embodiment, the charging
なお、上記の実施の形態においては、電圧VLや電流IBの検出値を用いて充電状態監視CPU32により蓄電装置12の満充電状態を検知し、その結果に基づいて蓄電装置12の充電を停止するための制御を実行するものとした。一方、電池CPU26から充電状態監視CPU32へ満充電状態の検知結果を通知し、充電状態監視CPU32において満充電状態の検知結果の通知を受けているにも拘わらず充電制御CPU30から充電終了情報を受けていないとき、蓄電装置12の充電を停止するための制御を実行するようにしてもよい。なお、このような異常は、たとえば、電池CPU26から充電制御CPU30へ満充電判定の結果が正常に通知されない場合等に発生し得る。
In the above embodiment, the charge
また、上記においては、充電器24は、SMR14とPCU16との間に配設される正極線PLおよび負極線NLに接続されるものとしたが、蓄電装置12とSMR14との間に充電器24を接続してもよい。
In the above description, the
また、上記においては、充電状態監視CPU32により異常が検知されると、パイロット信号CPLTを用いて車両10からCCID54を遠隔操作することによりCCID54を遮断状態にするものとしたが、外部電源50からの給電経路を遮断する方法は、このような方法に限定されるものではない。パイロット信号CPLTを用いることなく別途信号線を設けてCCID54をオフさせてもよいし、車両10内に遮断器が設けられる場合には、電源CPU28または充電状態監視CPU32によって遮断器を直接制御するようにしてもよい。
In the above description, when abnormality is detected by the charge
また、上記においては、充電状態監視CPU32により異常が検知されると、充電器24のゲート遮断を実行するとともにEVSE52のCCID54をオフさせるものとしたが、充電器24のゲート遮断およびCCID54のオフのいずれかのみを実行するものであってもよい。
In the above description, when an abnormality is detected by the charge
また、電池CPU26、電源CPU28、充電制御CPU30および充電状態監視CPU32は、同一の電子制御ユニット(ECU(Electronic Control Unit))に設けてもよいし、複数のECUに分けて構成してもよい。
Further, the
また、上記においては、充電装置が車両10に適用される場合について説明したが、この発明の充電装置は、車両以外の設備(たとえば外部充電可能な電化製品等)にも適用可能である。
In the above description, the case where the charging device is applied to the
なお、上記において、充電制御CPU30は、この発明における「充電制御装置」の一実施例に対応し、電池CPU26は、この発明における「蓄電制御装置」の一実施例に対応する。また、充電状態監視CPU32は、この発明における「監視装置」の一実施例に対応し、CCID54は、この発明における「遮断器」の一実施例に対応する。
In the above description,
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 車両、12 蓄電装置、14 SMR、16 PCU、18 動力出力装置、20 駆動輪、22 インレット、24 充電器、26 電池CPU、28 電源CPU、30 充電制御CPU、32 充電状態監視CPU、34,36,106 電圧センサ、38 電流センサ、50 外部電源、52 EVSE、54 CCID、56 CPLT制御回路、58 コネクタ、72 AC/DCコンバータ、74 DC/ACコンバータ、76 絶縁トランス、78 整流回路、80 ドライブ回路、82 マイコン、102 発振器、104,110,112 抵抗素子、114 スイッチ、116 ANDゲート。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外部電源から電力の供給を受けて前記蓄電装置を充電する充電器と、
前記充電器による前記蓄電装置の充電を制御する充電制御装置と、
前記蓄電装置の充電状態を制御する蓄電制御装置と、
前記蓄電制御装置とは別に前記蓄電装置の充電状態を監視する監視装置を備え、
前記蓄電装置の満充電状態を前記監視装置が検知したにも拘わらず前記充電制御装置による充電制御が実行されているとき、前記監視装置は、前記充電器による前記蓄電装置の充電を停止するための制御を実行し、
前記充電器は、電力変換用のスイッチング素子を含み、
前記監視装置が前記満充電状態を検知したにも拘わらず前記充電制御が実行されているとき、前記監視装置は、前記スイッチング素子のゲート遮断を指示する指令を前記充電器へ出力する、充電装置。 A charging device for charging the power storage device with an external power source provided outside the facility on which the power storage device is mounted,
A charger that receives power from the external power source and charges the power storage device;
A charge control device for controlling charging of the power storage device by the charger;
A power storage control device for controlling a state of charge of the power storage device;
A monitoring device for monitoring the state of charge of the power storage device separately from the power storage control device,
The monitoring device stops charging the power storage device by the charger when the charging control by the charge control device is being executed even though the monitoring device has detected the full charge state of the power storage device. Execute the control of
The charger includes a switching element for power conversion,
Wherein when the monitoring device is the charge control despite detects the fully charged state is being executed, the monitoring device outputs a command for instructing the gate cut-off of the switching element to the charger, charging apparatus.
前記監視装置が前記満充電状態を検知したにも拘わらず前記充電制御が実行されているとき、前記監視装置は、前記給電経路の遮断を指示する指令を前記遮断器へ出力する、請求項1に記載の充電装置。 A circuit breaker provided in a power supply path from the external power source to the charger;
When the monitoring device is the charge control despite detects the fully charged state is being executed, the monitoring device outputs a command for instructing the interruption of the power supply path to the circuit breaker, according to claim 1 The charging device described in 1.
前記監視装置は、前記センサの検出値を用いて前記蓄電装置の充電状態を監視する、請求項1または請求項2に記載の充電装置。 A sensor for detecting an output from the charger to the power storage device;
The monitoring device monitors the state of charge of said power storage device by using the detection value of the sensor, the charging device according to claim 1 or claim 2.
前記充電装置によって充電される蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行駆動力を発生する電動機とを備える電動車両。 The charging device according to any one of claims 1 to 3 ,
A power storage device charged by the charging device;
An electric vehicle comprising: an electric motor that generates a driving force using electric power stored in the power storage device.
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