JP6149540B2

JP6149540B2 - 充電制御装置

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Publication number: JP6149540B2
Application number: JP2013134483A
Authority: JP
Inventors: 泰由山▲崎▼; 英貴光岡; 豊仲儀; 大輔 ▲葛▼原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: JP2015012641A

Description

本発明は、電力を用いて走行する電動車に搭載され、補機バッテリの充電に用いられる電圧変換器の作動状態を制御する充電制御装置に関する。

従来、電気自動車やハイブリット自動車など、電力を用いて走行する電動車には、補機用電力を蓄電する補機バッテリおよび駆動用電力を蓄電する駆動用バッテリが搭載されている。駆動用バッテリは電動車の外部に設けられた充電口から外部電力を供給することによって充電する。一方で、補機バッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧変換器によって、駆動用バッテリに蓄電された駆動用電力を補機用電力に変換して供給することによって充電する。

たとえば、下記特許文献１は、主電池（駆動用バッテリ）から補機用電池へ充電を行う際に、ＤＣＤＣコンバータを間欠的に作動させる。間欠充電中に、充電停止時の補機用電池の電圧降下から補機用電池が劣化しているか判断し、劣化している場合、補機用電池への間欠充電を停止させ、補機用電池への充電を連続して行わせる。これにより、高い効率で補機用電池に充電し、かつ補機用電池の劣化の進行を防止することを目的としている。

また、下記特許文献２は、車両運転時はＤＣ／ＤＣコンバータを連続運転させるとともに、車両外部から充電が可能なバッテリに充電が行なわれている間においては、電圧変換装置ＤＣ／ＤＣコンバータを間欠運転させることにより、外部から充電を行なう際の充電効率を改善することを目的としている。

特開２０１１−１９３５９８号公報特開２００９−０２７７７４号公報

ところで、ガソリン自動車の燃費向上と同様に、電動車では電費の向上が課題とされている。電動車の性能指針としては、たとえば「交流電力量消費率」が用いられている。交流電力量消費率は、電動車が１ｋｍ走行した際に消費する電力量であり、単位はＷｈ／ｋｍである。交流電力量消費率を向上するための手段として、たとえば稼働の必要性の低い電装品を停止する方法がある。

たとえば、電動車の充電中には高電圧システムが稼働し、ＤＣ／ＤＣコンバータから補機バッテリへの電力供給がおこなわれる。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータでは、少なからず駆動用バッテリの電力を消費している。よって、充電中にＤＣ／ＤＣコンバータを作動させる必要性が低い時には、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働を停止することにより、電費の向上を図ることが可能となる。

上述した従来技術においても、充電中にＤＣ／ＤＣコンバータを間欠運転がなされているが、その目的は補機バッテリや駆動用バッテリの充電効率の向上であり、必ずしも電動車の電費向上を図ることができるとは限らないという課題があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動状態を制御して電動車の電費の向上を図ることを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる充電制御装置は、電力を用いて走行する電動車の充電制御装置であって、前記電動車の補機用電力を蓄電する補機バッテリと、外部電源を用いて充電され、前記電動車の駆動用電力を蓄電する駆動用バッテリと、前記駆動用バッテリに蓄電された前記駆動用電力の電圧を前記補機バッテリの充電電圧に変換して前記補機バッテリに供給する電圧変換器と、前記電圧変換器の作動状態を制御する制御部と、前記電動車周辺の外気温または前記補機バッテリのバッテリ温度を測定する温度計と、を備え、前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電中、前記駆動用バッテリの充電率が所定値未満の場合に、前記補機バッテリの端子電圧が所定電圧未満のときは、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度にかかわらず前記電圧変換器を作動させ、前記補機バッテリの端子電圧が所定電圧以上のときは、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度が所定温度未満のときのみに前記電圧変換器を作動させ、前記駆動用バッテリの充電中、前記駆動用バッテリの充電率が前記所定値以上の場合には、前記補機バッテリの端子電圧および外気温またはバッテリ温度にかかわらず前記電圧変換器を作動させる、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる充電制御装置は、電力を用いて走行する電動車の充電制御装置であって、前記電動車の補機用電力を蓄電する補機バッテリと、外部電源を用いて充電され、前記電動車の駆動用電力を蓄電する駆動用バッテリと、前記駆動用バッテリに蓄電された前記駆動用電力の電圧を前記補機バッテリの充電電圧に変換して前記補機バッテリに供給する電圧変換器と、前記電圧変換器の作動状態を制御する制御部と、前記電動車周辺の外気温または前記補機バッテリのバッテリ温度を測定する温度計と、を備え、前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電率および前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度に基づいて前記補機バッテリの端子電圧の閾値電圧を決定し、前記駆動用バッテリの充電中に前記補機バッテリの端子電圧が前記閾値電圧未満の場合は前記電圧変換器を作動させ、前記駆動用バッテリの充電中に前記補機バッテリの端子電圧が前記閾値電圧以上の場合は前記電圧変換器の作動を停止させる、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる充電制御装置は、前記制御部は、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度が低いほど前記閾値電圧の値を大きくする、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる充電制御装置は、前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電率が大きいほど前記閾値電圧の値を大きくする、ことを特徴とする。

本発明によれば、駆動用バッテリの充電率および補機バッテリの端子電圧に基づいて電圧変換器の作動および停止を切り替えることができ、駆動用バッテリの充電中に常時電圧変換器を作動する場合と比較して、電動車の消費電力を低減することができる。
本発明によれば、温度によって特性が変化する補機バッテリの状態を考慮して電圧変換器の作動状態を制御することができる。
本発明によれば、補機バッテリの残存電力量が一定量確保され、かつ温度が充電効率に及ぼす影響が少ない状態である場合にのみ電圧変換器の駆動を停止することができるので、充電効率を低下させることなく電圧変換器の作動を停止することができる。
本発明によれば、駆動用バッテリの充電状態に応じて電圧変換器の作動を停止する際の補機バッテリの端子電圧（閾値電圧）を変化させることができ、各バッテリの状態を反映した制御をおこなうことができる。
本発明によれば、外気温またはバッテリ温度に基づいて電圧変換器の作動を停止する際の補機バッテリの端子電圧（閾値電圧）を変化させることができ、補機バッテリの温度特性を反映した制御をおこなうことができる。
本発明によれば、温度が充電効率に及ぼす影響が少ない状態である場合にのみ、電圧変換器を停止させることができる。
本発明によれば、駆動用バッテリの充電率が大きく充電完了が近い場合には、補機バッテリも満充電に近い状態である場合にのみ、電圧変換器を停止させることができる。

実施の形態にかかる充電制御装置１０の構成を示すブロック図である。駆動用バッテリ充電時における補機バッテリ１０２のバッテリ電圧の一例を示すグラフである。駆動用バッテリ充電時における駆動用バッテリ１０４の充電率と充電電流との関係を示すグラフである。駆動用バッテリ１０４の充電時における制御部１１０の処理を示すフローチャートである。制御部１１０によって設定される閾値電圧の一例を模式的に示す説明図である。実施の形態２における制御部１１０の処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる充電制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態にかかる充電制御装置１０の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる充電制御装置１０は、電力を用いて走行する電動車に搭載されている。ここで、電動車とは、電力のみを用いて走行する電気自動車であってもよいし、電力とガソリンを用いて走行するハイブリット自動車（特に充電口が設けられ、外部からの充電が可能なプラグインハイブリット自動車）であってもよい。

補機バッテリ１０２は、電動車の補機用電力を蓄電する。補機バッテリ１０２は、たとえばバッテリ電圧１２Ｖの比較的低電圧のバッテリであり、電動車内の補機類１２２（カーステレオやカーナビゲーション、パワーウインド、後述する制御部１１０などの電装機器）の稼働用電力（補機用電力）を蓄電する。補機用電力は、１２Ｖの直流電流（１２ＶＤＣ）である。詳細は後述するが、補機バッテリ１０２の充電は、駆動用バッテリ１０４の電力（高電圧直流電流：高電圧ＤＣ）をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６で１２ＶＤＣに降圧して供給することによっておこなわれる。

駆動用バッテリ１０４は、電動車の駆動用電力を蓄電する。駆動用バッテリ１０４は、たとえばバッテリ電圧３３０Ｖの比較的高電圧のバッテリであり、電動車のモータ１２４の駆動用電力（駆動用電力）を蓄電する。駆動用電力は、高電圧の直流電流（高電圧ＤＣ）である。駆動用バッテリ１０４の充電は、普通充電口１１２から供給される外部電力（ＡＣ）を車載充電器１１４で高電圧ＤＣに変換して供給する普通充電、または急速充電口１１６から供給される高電圧ＤＣによって充電する急速充電によっておこなわれる。

普通充電口１１２は、電動車の車体に設けられ、普通充電用の充電ケーブル２０４が接続される。充電ケーブル２０４には、一端に家庭用商用電源である外部電源と接続するプラグ２０６、他端に普通充電口１１２と接続するコネクタ２０２が設けられている。普通充電口１１２に充電ケーブル２０４のコネクタ２０２を接続し、外部電源から外部電力（ＡＣ）を供給することによって、普通充電をおこなう。

急速充電口１１６は、電動車の車体に設けられ、急速充電用の充電ケーブル（図示なし）が接続される。急速充電用の充電ケーブルは、急速充電器などの電動車の充電用電源に接続されている。急速充電口１１６に急速充電用の充電ケーブルのコネクタを接続し、充電用電源から高電圧ＤＣを供給することによって、急速充電をおこなう。
なお、電動車の充電は、普通充電および急速充電のいずれの場合も電動車の停車中（電動車の非起動時）におこなうものとする。また、以下の説明では、普通充電時を例にして説明するが、本発明にかかる充電制御装置は、普通充電および急速充電のいずれにも適用することができる。

車載充電器１１４は、電動車の普通充電口１１２に接続された充電ケーブル２０４を介して外部電源から供給される外部電力（ＡＣ）を駆動用電力（高電圧ＤＣ）に変換し、駆動用バッテリ１０４に供給する。車載充電器１１４は、普通充電時に外部電力（ＡＣ）を駆動用電力（高電圧ＤＣ）に変換して、駆動用バッテリ１０４を充電するために用いられる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６は、請求項における電圧変換器に対応し、駆動用バッテリ１０４に蓄電された駆動用電力（高電圧ＤＣ）の電圧を補機バッテリ１０２の充電電圧に変換して補機バッテリ１０２に供給する。なお、車載充電器１１４およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０６は、他の電装機器と同様に補機用電力（１２ＶＤＣ）を駆動用電力とする。

温度計１０８は、電動車周辺の外気温を測定する。温度計１０８で測定された外気温は、後述する制御部１１０での処理に用いられる。なお、本実施の形態では、温度計１０８で外気温を測定するようにしたが、温度計１０８で補機バッテリ１０２のバッテリ温度を測定するようにして、測定されたバッテリ温度を後述する処理に用いてもよい。

制御部１１０は、電動車のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）であり、電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御する。より詳細には、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電中は、（１）駆動用バッテリ１０４の充電率および補機バッテリ１０２の端子電圧、または、（２）駆動用バッテリ１０４の充電率、補機バッテリ１０２の端子電圧、および外気温（またはバッテリ温度）に基づいて電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御する。

このように、制御部１１０で充電中のＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御するのは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動させる必要性が低い時にはＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止することにより、電動車における交流電力量消費率の向上を図るためである。

まず、（１）駆動用バッテリ１０４の充電率および補機バッテリ１０２の端子電圧に基づいて制御をおこなう場合について説明する。この場合、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電中で、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満のときは、電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上のときは、電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止し、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧にかかわらず電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。

駆動用バッテリ１０４の充電率とは、たとえばＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）であり、現在のバッテリの残存電力量の満充電容量に占める割合である。また、補機バッテリ１０２の端子電圧とは、補機バッテリ１０２の端子間電圧であり、補機バッテリ１０２の充電率に比例する。

駆動用バッテリ１０４の充電中に、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満、かつ補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上の場合とは、駆動用バッテリ１０４の充電完了までまだ時間があり、かつ補機バッテリ１０２内にある程度の電力が充電されておりバッテリ上がりの可能性がない状態である。この場合、制御部１１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止し、電動車における消費電力量を低減させる。

一方、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合とは、駆動用バッテリ１０４の充電完了が近い状態である。駆動用バッテリ１０４の充電完了時には、補機バッテリ１０２も満充電状態であることが望ましい。このため、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合には、補機バッテリ１０２の端子電圧にかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電完了時に補機バッテリ１０２も満充電状態とすることができ、電動車の使用開始に備えることができる。

つぎに、（２）駆動用バッテリ１０４の充電率、補機バッテリ１０２の端子電圧、および外気温（またはバッテリ温度）に基づいて制御をおこなう場合について説明する。この場合、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電中で、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満のときは、温度計１０８で測定された外気温（またはバッテリ温度）にかかわらず電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上のときは、温度計１０８で測定された外気温（またはバッテリ温度）が所定温度未満のときのみに電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧および外気温（またはバッテリ温度）にかかわらず前記電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。

駆動用バッテリ１０４の充電中に、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満、かつ補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上、かつ外気温（またはバッテリ温度）が所定温度以上の場合とは、駆動用バッテリ１０４の充電完了までまだ時間があり、かつ補機バッテリ１０２内にある程度の電力が充電されておりバッテリ上がりの可能性がなく、かつ外気温（またはバッテリ温度）が温まっており、充電に適した状態である。この場合、制御部１１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止し、電動車における消費電力量を低減させる。

一方、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合とは、駆動用バッテリ１０４の充電完了が近い状態である。上述したように、駆動用バッテリ１０４の充電完了時には、補機バッテリ１０２も満充電状態であることが望ましい。このため、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合には、補機バッテリ１０２の端子電圧および外気温（またはバッテリ温度）にかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電完了時に補機バッテリ１０２も満充電状態とすることができ、電動車の使用開始に備えることができる。

なお、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満でも、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満、または外気温（またはバッテリ温度）が所定温度未満の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。これは、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満のときにＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させると、補機バッテリ１０２に電力が供給されずにバッテリ上がりをおこす可能性があり、外気温（またはバッテリ温度）が所定温度未満のときにＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させると、電池温度が低い状態のままとなり充電効率が低いためである。

図２は、駆動用バッテリ充電時における補機バッテリ１０２のバッテリ電圧の一例を示すグラフである。図２のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は補機バッテリ１０２の端子電圧を示している。また、電圧Ｖｃはが補機バッテリ１０２の充電電圧、電圧Ｖоは補機バッテリ１０２の開放電圧、電圧ＶｔはＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動の要否を判断する際の閾値（所定電圧）である。

図２中、太線で示すのは実施の形態にかかる充電制御装置１０を適用した場合（間欠作動時）の端子電圧、実線で示すのはＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を常時作動した場合（常時作動時）の端子電圧である。また、図２のグラフは、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満であり、駆動用バッテリ１０４の充電完了まで十分な時間がある状態であるものとする。

充電制御装置１０を適用した場合（間欠作動時）およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を常時作動時のいずれも、駆動用バッテリ１０４の充電が開始されてから補機バッテリ１０２の端子電圧が補機バッテリ１０２の充電電圧Ｖｃになるまでは、端子電圧は同じように推移する。時刻Ｔ１に端子電圧が充電電圧Ｖｃになると、充電制御装置１０を適用した場合（間欠作動時）には、制御部１１０によってＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動が停止される。このため、補機バッテリ１０２に対する充電が停止され、端子電圧が低下する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を常時作動する場合は、端子電圧は充電電圧Ｖｃで一定である。

充電制御装置１０を適用した場合（間欠作動時）、時刻Ｔ１でＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動が停止された後、時刻Ｔ２には端子電圧が所定電圧Ｖｔとなる。補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧Ｖｔ未満となると、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動停止条件が成立しなくなるため、制御部１１０はＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を再開する。これにより、補機バッテリ１０２に対する充電がおこなわれ、補機バッテリ１０２の端子電圧が上昇する。

このように、補機バッテリ１０２の端子電圧に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を制御することにより、たとえば図２の例では時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止することができ、この分の消費電力を削減することができる。

図３は、駆動用バッテリ充電時における駆動用バッテリ１０４の充電率と充電電流との関係を示すグラフである。図３のグラフにおいて、横軸は時間、左縦軸は駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）、右縦軸は駆動用バッテリ１０４への充電電流を示している。図３中、太線で示すのは駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）、実線で示すのは駆動用バッテリ１０４への充電電流である。

駆動用バッテリ１０４の充電開始後、満充電（ＳＯＣ１００％）の近傍となるまでは、充電電流を一定とした定電流充電（ＣＣ充電）がおこなわれる。一方、駆動用バッテリ１０４が満充電（ＳＯＣ１００％）に近くなると、充電電流と充電電圧との積を一定とした定電流充電（ＣＰ充電）、その後充電電圧を一定とした定電圧充電（ＣＶ充電）がおこなわれる。このため、図３の充電電流の値は、時刻Ｔｙまではほぼ一定であるが、時刻Ｔｙ以降は低下している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動の要否を判断する際の、駆動用バッテリ１０４の充電率の閾値（所定値）をＸ（例えば、ＳＯＣ９０％）とすると、駆動用バッテリ１０４の充電率がＸとなる時刻Ｔｘまでは、補機バッテリ１０２の端子電圧や外気温に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動および停止を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の間欠運転がおこなわれる。一方、時刻Ｔｘに駆動用バッテリ１０４の充電率がＸ以上となると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を連続的に作動させて、補機バッテリ１０２の充電を常時おこなうようにする。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電完了時に補機バッテリ１０２の満充電状態を維持することができ、電動車の走行に必要な電力を確実に確保することが可能となる。

図４は、駆動用バッテリ１０４の充電時における制御部１１０の処理を示すフローチャートである。図４のフローチャートでは、駆動用バッテリ１０４の充電率の閾値（所定値）をＸ（例えば、ＳＯＣ９０％）、補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値（所定電圧）をＶ（例えば、１２Ｖ）、外気温の閾値（所定温度）をｔ（例えば、０℃）としている。

図４のフローチャートにおいて、制御部１１０は、まず、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）情報を取得する（ステップＳ４０１）。駆動用バッテリ１０４の充電率がＸ以上の場合は（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０７に移行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる（ステップＳ４０７）。これは、駆動用バッテリ１０４の充電完了が近いため、確実に補機バッテリ１０２の充電をおこなう必要があるからである。

一方、駆動用バッテリ１０４の充電率が９０％未満の場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、制御部１１０は、補機バッテリ１０２の端子電圧情報を取得する（ステップＳ４０３）。つぎに、制御部１１０は、補機バッテリ１０２の端子電圧がＶ未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。補機バッテリ１０２の端子電圧がＶ未満である場合は（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０７に移行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる（ステップＳ４０７）。これは、補機バッテリ１０２の充電率が低いので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させて充電する必要があるためである。

一方、補機バッテリ１０２の端子電圧がＶ以上である場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、制御部１１０は、温度計１０８から外気温情報を取得し（ステップＳ４０５）、電動車周辺の外気温がｔ未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０６）。外気温がｔ未満である場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０７に移行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる（ステップＳ４０７）。これは、外気温が低いことによりバッテリ温度も低いことが予測され、バッテリ温度も低い状態では充電効率が低いためである。

一方、外気温がｔ以上である場合（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、制御部１１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止可能と判定して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止する（ステップＳ４０８）。駆動用バッテリ１０４の充電が完了するまでは（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、ステップＳ４０１に戻り、以降の処理を繰り返す。そして、駆動用バッテリ１０４の充電が完了すると（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態１にかかる充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電中は、駆動用バッテリ１０４の充電率および補機バッテリ１０２の端子電圧に基づいて電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御する。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電率および補機バッテリ１０２の端子電圧に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動および停止を切り替えることができ、駆動用バッテリの充電中に常時ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる場合と比較して、電動車の消費電力を低減することができる。

また、充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満のときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上のときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止し、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧にかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満の場合は、補機バッテリ１０２の残存電力量が一定量確保された状態のときはＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止させて消費電力を低減することができるとともに、駆動用バッテリ１０４の充電完了時に補機バッテリ１０２も満充電状態にすることができる。

また、充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率および補機バッテリ１０２の端子電圧に加えて、外気温またはバッテリ温度を考慮してＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御する。これにより、温度によって特性が変化する補機バッテリ１０２の状態を考慮してＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動状態を制御することができる。

また、充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値未満の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧未満のときは、外気温またはバッテリ温度にかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、補機バッテリ１０２の端子電圧が所定電圧以上のときは、外気温またはバッテリ温度が所定温度未満のときのみにＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、駆動用バッテリ１０４の充電率が所定値以上の場合に、補機バッテリ１０２の端子電圧および外気温またはバッテリ温度にかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる。これにより、補機バッテリ１０２の残存電力量が一定量確保され、かつ温度が充電効率に及ぼす影響が少ない状態である場合にのみＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の駆動を停止することができるので、充電効率を低下させることなくＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、あらかじめ定められた駆動用バッテリ１０４の充電率の閾値（所定値）、補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値（所定電圧）、外気温の閾値（所定温度）に基づいて、駆動用バッテリ１０４の充電中におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を制御した。実施の形態２では、駆動用バッテリ１０４の充電率や外気温度に基づいて、補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値を変更する場合について説明する。なお、実施の形態２にかかる充電制御装置１０の構成は、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明を省略する。

実施の形態２では、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）に基づいて補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値電圧を決定し、補機バッテリ１０２の端子電圧が閾値電圧未満の場合は電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させ、補機バッテリ１０２の端子電圧が閾値電圧以上の場合は電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させる。このとき、制御部１１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が大きいほど閾値電圧の値を大きくする。これは、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が大きい状態とは充電完了に近い状態のため、補機バッテリ１０２も満充電状態にする必要があるためである。閾値電圧の値を大きくすることによって、補機バッテリ１０２も満充電に近い状態である場合にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させることが可能である。

また、制御部１１０は、温度計１０８で測定した外気温（またはバッテリ温度）に基づいて閾値電圧を決定するようにしてもよい。この場合、制御部１１０は、外気温（またはバッテリ温度）が低いほど閾値電圧の値を大きくする。これは、外気温（またはバッテリ温度）が低い状態では補機バッテリ１０２の充電効率が低下しており、補機バッテリ１０２の充電がしにくい状態であるためである。外気温（またはバッテリ温度）が低いほど閾値電圧の値を大きくすることによって、補機バッテリ１０２が満充電に近く、温度が充電効率に及ぼす影響が少ない状態である場合にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させることが可能である。

図５は、制御部１１０によって設定される閾値電圧の一例を模式的に示す説明図である。図５において、縦軸は駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）、横軸は外気温度である。駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が所定値（たとえばＳＯＣ７０％）以上、かつ外気温度が所定温度（たとえば０℃）未満の場合、制御部１１０は、閾値電圧は閾値１（たとえば１３．２Ｖ）に設定する。また、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が所定値未満、かつ外気温度が所定温度未満の場合、制御部１１０は、閾値電圧は閾値２（たとえば１３．０Ｖ）に設定する。また、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が所定値以上、かつ外気温度が所定温度以上の場合、制御部１１０は、閾値電圧は閾値３（たとえば１２．７Ｖ）に設定する。また、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）が所定値未満、かつ外気温度が所定温度以上の場合、制御部１１０は、閾値電圧は閾値４（たとえば１２．５Ｖ）に設定する。尚、括弧内で示した閾値１〜４の数値はあくまで一例であり、これらの数値に限定されるわけではない。

なお、図５では閾値電圧を４つの値としているが、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）および外気温度の大小に基づいて閾値の値をステップ状またはスロープ状に変化させるようにしてもよい。また、図５では閾値１〜４は、閾値１＞閾値２＞閾値３＞閾値４の関係にあるが、各閾値１〜４の大小関係は、電動車やバッテリの特性によって変更してもよい。また、図５では駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）と外気温度とに基づいて閾値電圧を決定する場合について図示しているが、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）または外気温（またはバッテリ温度）のいずれかのみに基づいて閾値電圧を決定してもよい。

図６は、実施の形態２における制御部１１０の処理を示すフローチャートである。図６のフローチャートにおいて、制御部１１０は、まず、駆動用バッテリ１０４の充電率（ＳＯＣ）情報を取得する（ステップＳ６０１）。また、制御部１１０は、温度計１０８から外気温情報を取得する（ステップＳ６０２）。つづいて、制御部１１０は、ステップＳ６０１で取得したＳＯＣ情報およびステップＳ６０２で取得した外気温情報に基づいて、補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値（閾値電圧）を決定する（ステップＳ６０３）。

つぎに、制御部１１０は、補機バッテリ１０２の端子電圧情報を取得する（ステップＳ６０４）。制御部１１０は、補機バッテリ１０２の端子電圧が閾値電圧以上であるか否かを判断する（ステップＳ６０５）。補機バッテリ１０２の端子電圧が閾値電圧以上である場合は（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止する（ステップＳ６０６）。一方、補機バッテリ１０２の端子電圧が閾値電圧未満である場合は（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を作動させる（ステップＳ６０７）。

駆動用バッテリ１０４の充電が完了するまでは（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、制御部１１０は、ステップＳ６０１に戻り、以降の処理を繰り返す。そして、駆動用バッテリ１０４の充電が完了すると（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態２にかかる充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率に基づいて補機バッテリ１０２の端子電圧の閾値電圧を決定する。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電状態に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止する際の補機バッテリ１０２の端子電圧（閾値電圧）を変化させることができ、各バッテリの状態を反映した制御をおこなうことができる。

また、実施の形態２にかかる充電制御装置１０は、駆動用バッテリ１０４の充電率が大きいほど閾値電圧の値を大きくする。これにより、駆動用バッテリ１０４の充電率が大きく充電完了が近い場合には、補機バッテリ１０２も満充電に近い状態である場合にのみＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させ、駆動用バッテリ１０４の充電完了時に補機バッテリ１０２も満充電状態とすることができる。

また、実施の形態２にかかる充電制御装置１０は、外気温（またはバッテリ温度）に基づいて閾値電圧を決定する。これにより、外気温または（バッテリ温度）に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の作動を停止する際の補機バッテリ１０２の端子電圧（閾値電圧）を変化させることができ、補機バッテリ１０２の温度特性を反映した制御をおこなうことができる。

また、実施の形態２にかかる充電制御装置１０は、外気温（またはバッテリ温度）が低いほど閾値電圧の値を大きくする。これにより、温度が充電効率に及ぼす影響が少ない状態である場合にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を停止させることができる。

１０……充電制御装置、１０２……補機バッテリ、１０４……駆動用バッテリ、１０６……ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０８……温度計、１１０……制御部、１１２……普通充電口、１１４……車載充電器、１１６……急速充電口、１２２……補機類、１２４……モータ、２０２……コネクタ、２０４……充電ケーブル、２０６……プラグ。

Claims

電力を用いて走行する電動車の充電制御装置であって、
前記電動車の補機用電力を蓄電する補機バッテリと、
外部電源を用いて充電され、前記電動車の駆動用電力を蓄電する駆動用バッテリと、
前記駆動用バッテリに蓄電された前記駆動用電力の電圧を前記補機バッテリの充電電圧に変換して前記補機バッテリに供給する電圧変換器と、
前記電圧変換器の作動状態を制御する制御部と、
前記電動車周辺の外気温または前記補機バッテリのバッテリ温度を測定する温度計と、を備え、
前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電中、前記駆動用バッテリの充電率が所定値未満の場合に、前記補機バッテリの端子電圧が所定電圧未満のときは、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度にかかわらず前記電圧変換器を作動させ、前記補機バッテリの端子電圧が所定電圧以上のときは、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度が所定温度未満のときのみに前記電圧変換器を作動させ、前記駆動用バッテリの充電中、前記駆動用バッテリの充電率が前記所定値以上の場合には、前記補機バッテリの端子電圧および外気温またはバッテリ温度にかかわらず前記電圧変換器を作動させる、
ことを特徴とする充電制御装置。
電力を用いて走行する電動車の充電制御装置であって、
前記電動車の補機用電力を蓄電する補機バッテリと、
外部電源を用いて充電され、前記電動車の駆動用電力を蓄電する駆動用バッテリと、
前記駆動用バッテリに蓄電された前記駆動用電力の電圧を前記補機バッテリの充電電圧に変換して前記補機バッテリに供給する電圧変換器と、
前記電圧変換器の作動状態を制御する制御部と、
前記電動車周辺の外気温または前記補機バッテリのバッテリ温度を測定する温度計と、を備え、
前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電率および前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度に基づいて前記補機バッテリの端子電圧の閾値電圧を決定し、前記駆動用バッテリの充電中に前記補機バッテリの端子電圧が前記閾値電圧未満の場合は前記電圧変換器を作動させ、前記駆動用バッテリの充電中に前記補機バッテリの端子電圧が前記閾値電圧以上の場合は前記電圧変換器の作動を停止させる、
ことを特徴とする充電制御装置。
前記制御部は、前記温度計で測定された外気温またはバッテリ温度が低いほど前記閾値電圧の値を大きくする、
ことを特徴とする請求項２記載の充電制御装置。
前記制御部は、前記駆動用バッテリの充電率が大きいほど前記閾値電圧の値を大きくする、
ことを特徴とする請求項２または３記載の充電制御装置。