JP5854242B2 - 電動車両を用いた電力供給装置 - Google Patents
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Description
ところで、このような電動車両では、例えば、災害時等に電力事業者から電力の供給が受けられない場合や外出先で電源のない場合に住宅の電気設備や家電製品の電気機器等の外部接続機器を使用可能とするために、車両の駐車時に外部接続機器と車両とを接続し、駆動用バッテリに充電された高電圧の電力を外部接続機器に供給するシステムが開発されている(特許文献1)。
したがって、外部接続機器の接続中は、駆動用バッテリは通電することとなるので、駆動用バッテリ内に設けられているコンタクタの溶着や駆動用バッテリ内での漏電等の故障を診断することが困難である。
したがって、推定された電池残量が実際の電池残量が異なると、実際に使用可能となる電池残量が少なくなり、また過放電や過充電によって駆動用バッテリを劣化させる虞があり好ましくない。
したがって、駆動用バッテリから外部接続手段への電力の供給を電力供給開始してから電池残量が所定値以下となるまでの時間の経過後に停止するので、駆動用バッテリから外部接続手段への電力の供給時には検出できない故障診断を必要な場面で実施することができる、駆動用バッテリから外部接続手段への電力の供給を停止することで、駆動用バッテリから外部接続手段への電力の供給時、即ち駆動用バッテリ内の通電時には実施することができない、例えば、駆動用バッテリ内での漏電や電力断接手段の溶着等の故障診断を行うことができる。駆動用バッテリから外部接続手段への電力の供給停止時には、駆動用バッテリの開放電圧の検出が可能となるので、当該開放電圧に基づいて駆動用バッテリの電池残量を算出することで、精度良く電池残量を算出することができる。
図1は、本発明に係る電動車両を用いた電力供給装置の外部接続機器にV2X機器を用いた場合の概略構成図である。また、図2は、電動車両を用いた電力供給装置の外部接続機器に電源供給装置を用いた場合の概略構成図である。図中の実線は、高電圧回路12を、二重線は、コントロールエリアネットワークの通信線を示す。また、図中の破線は、車両10を、一点鎖線は、駆動用バッテリ11を、二点鎖線は、バッテリモジュール11bをそれぞれ示す。なお、図1及び図2は、V2X機器31或いは電源供給装置32に接続されている家電機器等の電気機器の記載を省略している。また、同様に低電圧で駆動される電動車両の車載機器および低電圧回路の記載も省略している。以下、電動車両を用いた電力供給装置の構成を説明する。
車両10は、当該車両10の走行装置として、駆動用バッテリ11から高電圧回路12を介して高電圧の電力が供給されモータコントロールユニットインバータ(以下MCUインバータ)13により作動が制御されるモータ(電動機)14を備え、車両10の充電リッドに車外充電装置から延びる充電ケーブルを接続し、車載充電器15にて駆動用バッテリ11を充電することができる電動車両である。また、車両10は、図示しない急速充電設備を用いることで車載充電器15を介さずに短時間に駆動用バッテリ11を充電することができる電動車両である。
なお、電池残量は、駆動用バッテリ11の通電時には、電流の積算値に基づいて算出される。また、駆動用バッテリ11が非通電時には、駆動用バッテリ11の開放電圧に基づいて算出される。そして、バッテリモニタリングユニット17とそれぞれのセルモニタリングユニット11aは、コントロールエリアネットワークの通信線にて電気的に接続されている。
電子コントロールユニット20、上記MCUインバータ13、車載充電器15、DC−DCコンバータ16、バッテリモニタリングユニット17およびV2X機器31或いは電源供給装置32は、それぞれ互いにCANで接続されている。電子コントロールユニット20は、CAN経由でこれらの機器や制御装置の状態データを取得する。
コントローラ31aは、駆動用バッテリ11に蓄電された電力のV2X機器31に接続される電気機器への供給、及び電力事業者からの電力や家庭内にて発電した電力の車両10への供給を制御するものである。また、このためにコントローラ31aは、電子コントロールユニット20にCAN経由で電力供給を要求する信号を送信し、電子コントロールユニット20は急速充電コンタクタ11cを接続してV2X機器31に電力を供給する指令を、バッテリモニタリングユニット17に送信する。
コントローラ32aは、DC/ACインバータ32bの作動を制御するものである。即ち、コントローラ32aは、電源供給装置32に接続される電気機器への電力の供給を制御するものである。このため、コントローラ32aは、電子コントロールユニット20にCAN経由で電力供給を要求する信号を送信し、電子コントロールユニット20は急速充電コンタクタ11cを接続して電源供給装置32に電力を供給する指令を、バッテリモニタリングユニット17に送信する。
コンデンサ32cは、DC/ACインバータ32bの入力側で急速充電用高電圧ライン12aと12bの間に配設されている。このコンデンサ32cは、車両10の急速充電コンタクタ11cが接続され、駆動用バッテリ11から電源供給装置32に電力が供給されると、供給された電力の一部を一時的に蓄電するものである。なお、コンデンサ32cには、例えば電気二重層コンデンサが用いられる。
電源供給装置32は、外出時等で電力を供給する装置が無いような所において、車両10の駆動用バッテリ11に蓄電された直流の電力をコンデンサ32cに蓄電しつつ、家電機器等の電気機器に供給可能な電圧の交流の電力に変換し、当該電気機器に電力を供給することを主たる目的とするものである。そして、電源供給装置32は、急速充電コンタクタ11cが遮断され、車両10の駆動用バッテリ11からの電力の供給が停止すると、コンデンサ32cに蓄電した電力を電気機器に適合した電圧の交流の電力に変換して、当該電気機器に電力を供給するものである。即ち、電源供給装置32は、電源供給装置32を車両10に接続することで、外出先で電気機器を使用可能とするものである。
なお、100Vあるいは200Vの家庭用AC電源を外部から車載充電器15に接続して、この電源供給装置32に電力を供給することも可能である。
図3は、本発明に係る電動車両を用いた電力供給装置の駆動用バッテリ故障診断制御の制御フローチャートである。なお、本制御は、車両10の駆動用バッテリ11からV2X機器31或いは電源供給装置32への放電が開始される時に、即ち車両10の駆動用バッテリ10からV2X機器31或いは電源供給装置32に電力の供給が開始される時に実施されるものである。
ステップS12では、所定時間経過したか、否かを判別する。詳しくは、車両10の駆動用バッテリ11よりV2X機器31或いは電源供給装置32への電力の供給が開始されてから所定時間経過したか、否かを判別する。判別結果が真(Yes)で車両10の駆動用バッテリ11よりV2X機器31或いは電源供給装置32への電力の供給が開始されてから所定時間経過していれば、ステップS16に進む。また、判別結果が否(No)で車両10の駆動用バッテリ11よりV2X機器31或いは電源供給装置32への電力の供給が開始されてから所定時間経過していなければ、ステップS14に進む。なお、所定時間は、たとえば電源供給装置32の最大出力電力に基づいて、この最大出力電力の継続によって駆動用バッテリの電池残量が所定のSOC以下となるまでの時間で定められる。
判別結果が真(Yes)でステップS18にて急速充電コンタクタ11cに溶着ありと診断されていれば、ステップS32に進む。また、判別結果が否(No)でステップS18にて急速充電コンタクタ11cに溶着ありと診断されていなければ、ステップS22に進む。
判別結果が真(Yes)でステップS18にて駆動用バッテリ11内に漏電ありと診断されていれば、ステップS32に進む。また、判別結果が否(No)でステップS18にて駆動用バッテリ11内に漏電ありと診断されていければ、ステップS26に進む。
ステップS24では、駆動用バッテリ11の開放電圧を検出する。そして、ステップS26に進む。
ステップS28では、電池残量を再記憶する。詳しくは、ステップS26にて算出された電池残量を電流値の積算に基づいて算出された電池残量と置き換えて記憶する。
ステップS30では、放電を再開する。詳しくは、急速充電コンタクタ11cを接続し、車両10の駆動用バッテリ11からV2X機器31或いは電源供給装置32への電力の供給を再開する。そして、本ルーチンをリターンする。
ステップS34では、放電の再開を禁止する。即ち、急速充電コンタクタ11cの遮断を継続し、車両10の駆動用バッテリ11からV2X機器31或いは電源供給装置32への電力供給の再開を禁止する。そして、本ルーチンをリターンする。
開放電圧に基づいて算出される駆動用バッテリ11の電池残量は、駆動用バッテリ11からV2X機器31と電源供給装置32への電力の供給時の電流の積算に基づいて算出される電池残量よりも正確な電池残量を算出することができる。
11 駆動用バッテリ
11c 急速充電コンタクタ(電力断接手段)
12 高電圧ライン
12a,12b 急速充電用高電圧ライン
13 MCU/インバータ
14 モータ(電動機)
17 バッテリモニタリングユニット
20 電子コントロールユニット
31 V2X機器(外部接続手段)
31a コントローラ
32 電源供給装置(外部接続手段)
32a コントローラ
32c コンデンサ(予備電力供給手段)
Claims (3)
- 電動車両を用いた電力供給装置であって、
前記電動車両を駆動する電動機に電力を供給すると共に、充電された電力を前記電動車両の外部に供給する、前記電動車両に搭載された駆動用バッテリと、
前記駆動用バッテリから供給された電力を変換して前記電動車両の外部に配置された電気機器に変換した電力を供給する、前記電動車両の外部に設けられた外部接続手段と、
前記駆動用バッテリから前記外部接続手段へ供給される電力を断接する電力断接手段と、
前記駆動用バッテリから前記外部接続手段へ電力が供給開始されてから、最大出力電力の継続によって前記駆動用バッテリの電池残量が所定値以下となるまでの時間の経過後、又は前記駆動用バッテリの電池残量が所定値以下となった時に、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段への電力の供給を停止すべく前記電力断接手段を断作動させる作動制御手段と、
前記電力断接手段が断作動されている際に、前記駆動用バッテリの状態を検出する状態検出手段とを備え、
前記状態検出手段は、前記駆動用バッテリの開放電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記電力断接手段が断作動されている際は、前記電圧検出手段の検出結果に基づき前記駆動用バッテリの電池残量を算出するとともに、前記駆動用バッテリの故障及び前記電力断接手段の故障を検出する故障診断を行い、
前記状態検出手段により、前記駆動用バッテリの故障もしくは前記電力断接手段の故障が検出された場合は、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段への電力の供給の再開が禁止される一方、前記駆動用バッテリの故障もしくは前記電力断接手段の故障が検出されなかった場合は、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段への電力の供給が再開され、当該電力供給の再開後、前記状態検出手段は、前記作動制御手段による前記電力断接手段の断作動中における前記電圧検出手段の検出結果に基づく前記駆動用バッテリの電池残量の算出及び前記故障診断を繰り返す、電動車両を用いた電力供給装置。 - 前記状態検出手段は、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段へ電力が供給されている際は、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段へ供給される電流に基づいて前記駆動用バッテリの電池残量を算出する、請求項1に記載の電動車両を用いた電力供給装置。
- 前記状態検出手段は、
前記電圧検出手段の検出結果に基づいて前記駆動用バッテリの電池残量を算出した際に、前記駆動用バッテリから前記外部接続手段へ供給される電流に基づいて算出した前記駆動用バッテリの電池残量を消去して、前記電圧検出手段の検出結果に基づいて算出された前記駆動用バッテリの電池残量を記憶する、請求項2に記載の電動車両を用いた電力供給装置。
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