JP6332131B2 - Electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、外部電源から供給される電力を用いて充電可能に構成された駆動用電池と、駆動用電池を加熱する昇温装置とを備えた電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle including a driving battery configured to be rechargeable using electric power supplied from an external power source and a temperature raising device that heats the driving battery.
特開2005−339980号公報(特許文献1)には、外部電源から供給される電力を用いて充電可能に構成された走行用バッテリ(駆動用電池)と、駆動用電池を加熱するヒータ(昇温装置)とを備えた電動車両が開示されている。この電動車両においては、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータの出力電力と、駆動用電池から供給される電圧を降圧するDC/DCコンバータの出力電力とのどちらかの電力でヒータを作動することができる。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-339980 (Patent Document 1) discloses a traveling battery (driving battery) configured to be able to be charged using electric power supplied from an external power source, and a heater (heating unit) that heats the driving battery. An electric vehicle equipped with a warming device is disclosed. In this electric vehicle, either the output power of the AC / DC converter that converts AC power supplied from an external power source into DC power or the output power of the DC / DC converter that steps down the voltage supplied from the driving battery. The heater can be operated with such electric power.
特許文献1に開示された電動車両において、電力変換効率やコストの観点から最大出力の小さいAC/DCコンバータを採用した場合、AC/DCコンバータの出力電力のみではヒータの作動に要する電力に満たないことが想定される。そのため、AC/DCコンバータの出力電力に加えてDC/DCコンバータや補機用電池の出力電力をもヒータに供給する必要がある。しかしながら、何らかの要因によってDC/DCコンバータが使用できない状態である場合には、補機用電池の電力が多く持ち出されてしまい、補機用電池の蓄電量が枯渇することが懸念される。
In the electric vehicle disclosed in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、補機用電池の蓄電量を所定範囲に維持しながら昇温装置を作動させて駆動用電池を昇温することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to raise the temperature of the driving battery by operating the temperature raising device while maintaining the charged amount of the auxiliary battery within a predetermined range. It is to be.
(1) この発明に係る電動車両は、外部電源に接続可能な電動車両であって、車両駆動力を発生するための電力を蓄える駆動用電池と、駆動用電池が接続される駆動用電力線と、電動車両の補機を作動するための電力を蓄える補機用電池と、補機用電池が接続される補機用電力線と、補機用電力線から供給される電力を用いて駆動用電池を加熱する昇温装置と、外部電源から供給される外部電力が入力される受電部と、受電部に入力された外部電力を駆動用電池に供給するための充電用電力線と、充電用電力線の電力または電圧を変換して補機用電力線に出力する第1変換器と、駆動用電力線の電圧を変換して補機用電力線に出力する第2変換器と、昇温装置、第1変換器および第2変換器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、外部電力が受電部に入力されている状態において駆動用電池を昇温する必要がある場合に第1昇温制御を実行する。第1昇温制御は、第1変換器を作動し第1変換器の出力電力と補機用電池の出力電力とを用いて昇温装置を作動する昇温動作と、第1変換器を作動したまま昇温装置を停止し第1変換器の出力電力を用いて補機用電池を充電する充電動作とを交互に繰り返す制御である。 (1) An electric vehicle according to the present invention is an electric vehicle that can be connected to an external power source, and includes a driving battery that stores electric power for generating vehicle driving force, and a driving power line to which the driving battery is connected. An auxiliary battery for storing electric power for operating an auxiliary machine of an electric vehicle, an auxiliary power line to which the auxiliary battery is connected, and a driving battery using electric power supplied from the auxiliary power line. A heating device for heating, a power receiving unit to which external power supplied from an external power source is input, a charging power line for supplying external power input to the power receiving unit to the driving battery, and power of the charging power line Alternatively, a first converter that converts the voltage and outputs it to the auxiliary power line, a second converter that converts the voltage of the driving power line and outputs the converted voltage to the auxiliary power line, a temperature raising device, a first converter, and And a control device for controlling the second converter. The control device performs the first temperature increase control when it is necessary to increase the temperature of the driving battery in a state where external power is input to the power receiving unit. The first temperature increase control operates the first converter to operate the temperature increasing device using the output power of the first converter and the output power of the auxiliary battery and the first converter. In this control, the temperature raising device is stopped and the charging operation of charging the auxiliary battery using the output power of the first converter is alternately repeated.
このような構成によれば、外部電力が受電部に入力されている状態で駆動用電池を昇温する必要がある場合、第1昇温制御が実行される。第1昇温制御中は、昇温動作と充電動作とが交互に繰り返される。昇温動作中は、第1変換器の出力電力(外部電力)と補機用電池の出力電力とを用いて昇温装置が作動される。そのため、駆動用電池が昇温されるが、補機用電池の蓄電量が低下してしまう。一方、充電動作中は、昇温装置が停止され第1変換器の出力電力(外部電力)を用いて補機用電池が充電される。そのため、昇温動作によって低下された補機用電池の蓄電量が外部電力によって回復される。その結果、第1変換器の最大出力が昇温装置の作動に要する電力よりも小さく、かつ第2変換器が使用できない状態である場合においても、補機用電池の蓄電量を所定範囲に維持しながら昇温装置を作動させて駆動用電池を昇温することができる。 According to such a configuration, when it is necessary to raise the temperature of the driving battery while external power is input to the power receiving unit, the first temperature raising control is performed. During the first temperature raising control, the temperature raising operation and the charging operation are alternately repeated. During the temperature raising operation, the temperature raising device is operated using the output power (external power) of the first converter and the output power of the auxiliary battery. As a result, the temperature of the driving battery is increased, but the power storage amount of the auxiliary battery is reduced. On the other hand, during the charging operation, the temperature raising device is stopped and the auxiliary battery is charged using the output power (external power) of the first converter. Therefore, the amount of power stored in the auxiliary battery that has been reduced by the temperature raising operation is recovered by the external power. As a result, even when the maximum output of the first converter is smaller than the electric power required to operate the temperature raising device and the second converter cannot be used, the charged amount of the auxiliary battery is maintained within a predetermined range. The temperature of the driving battery can be raised by operating the temperature raising device.
(2) 好ましくは、制御装置は、第2変換器の出力電力を用いて昇温装置を作動することができない場合に第1昇温制御を実行し、第2変換器の出力電力を用いて昇温装置を作動することができる場合には第2変換器を作動し第2変換器の出力電力を用いて昇温装置を作動する第2昇温制御を実行する。 (2) Preferably, the control device performs the first temperature rise control when the temperature raising device cannot be operated using the output power of the second converter, and uses the output power of the second converter. When the temperature raising device can be operated, the second converter is operated, and the second temperature raising control for operating the temperature raising device using the output power of the second converter is executed.
補機用電池の蓄電量の増減が繰り返される第1昇温制御を頻繁に実行すると、補機用電池が早期に劣化してしまうことが懸念される。しかしながら、上記構成によれば、制御装置は、第2変換器の出力電力を用いて昇温装置を作動することができる場合には、第1昇温制御ではなく第2昇温制御を実行する。これにより、駆動用電池を昇温しつつ、第1昇温制御の実行回数を低減して補機用電池の早期劣化を抑制することができる。 If the first temperature rise control in which the increase or decrease in the amount of power stored in the auxiliary battery is repeated is frequently performed, there is a concern that the auxiliary battery may deteriorate early. However, according to the above configuration, the control device executes the second temperature rise control instead of the first temperature rise control when the temperature raising device can be operated using the output power of the second converter. . As a result, the temperature of the driving battery can be raised, and the number of executions of the first temperature raising control can be reduced to suppress early deterioration of the auxiliary battery.
(3) 好ましくは、制御装置は、駆動用電池の温度が第1しきい温度未満である場合に第1昇温制御を実行し、駆動用電池の温度が第1しきい温度以上である場合には第2変換器を作動し第2変換器の出力電力を用いて昇温装置を作動する第2昇温制御を実行する。 (3) Preferably, the control device executes the first temperature increase control when the temperature of the driving battery is lower than the first threshold temperature, and the temperature of the driving battery is equal to or higher than the first threshold temperature. The second temperature rise control is performed by operating the second converter and operating the temperature raising device using the output power of the second converter.
補機用電池の蓄電量の増減が繰り返される第1昇温制御を頻繁に実行すると、補機用電池が早期に劣化してしまうことが懸念される。しかしながら、上記構成によれば、制御装置は、第2変換器が使用できない状態であるか否かが駆動用電池の温度に基づいて判定される。そして、駆動用電池の温度が第1しきい温度以上である場合には第2変換器が使用できる状態であると判定され、第1昇温制御ではなく第2昇温制御が実行される。そのため、駆動用電池を昇温しつつ、第1昇温制御の実行回数を低減して補機用電池の早期劣化を抑制することができる。 If the first temperature rise control in which the increase or decrease in the amount of power stored in the auxiliary battery is repeated is frequently performed, there is a concern that the auxiliary battery may deteriorate early. However, according to the above configuration, the control device determines whether or not the second converter cannot be used based on the temperature of the driving battery. When the temperature of the driving battery is equal to or higher than the first threshold temperature, it is determined that the second converter can be used, and the second temperature increase control is executed instead of the first temperature increase control. Therefore, it is possible to suppress the early deterioration of the auxiliary battery by reducing the number of executions of the first temperature increase control while raising the temperature of the driving battery.
(4) 好ましくは、制御装置は、第1昇温制御の実行を開始した後に駆動用電池の温度が第1しきい温度よりも高い第2しきい温度に上昇した場合、第1昇温制御を停止して第2昇温制御を実行する。 (4) Preferably, when the temperature of the drive battery rises to a second threshold temperature higher than the first threshold temperature after starting execution of the first temperature rise control, the control device performs the first temperature rise control. Is stopped and the second temperature rise control is executed.
補機用電池の蓄電量の増減が繰り返される第1昇温制御を長時間実行すると、補機用電池が早期に劣化してしまうことが懸念される。しかしながら、上記構成によれば、第1昇温制御の実行を開始した後に第1昇温制御によって駆動用電池の温度が第1しきい温度よりも高い第2しきい温度に上昇した場合には、第2変換器が使用できる状態であると判定されて、第1昇温制御から第2昇温制御への切替が行なわれる。そのため、駆動用電池を昇温しつつ、第1昇温制御の実行時間を低減して補機用電池の早期劣化を抑制することができる。 If the first temperature rise control in which the increase or decrease in the amount of power stored in the auxiliary battery is repeated for a long time, there is a concern that the auxiliary battery may deteriorate early. However, according to the above configuration, when the temperature of the driving battery is increased to the second threshold temperature higher than the first threshold temperature by the first temperature increase control after the execution of the first temperature increase control is started. Then, it is determined that the second converter can be used, and switching from the first temperature rise control to the second temperature rise control is performed. Therefore, while the temperature of the driving battery is raised, the execution time of the first temperature raising control can be reduced and early deterioration of the auxiliary battery can be suppressed.
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、本実施の形態による車両1の全体構成図である。車両1は、高圧系電力線(駆動用電力線)LP1,LN1と、駆動用電池10と、システムメインリレー(以下「SMR」ともいう)11と、監視ユニット12と、DC/DCコンバータ20と、低圧系電力線(補機用電力線)LP2,LN2と、補機電池30と、監視ユニット31と、ヒータ40と、ヒータ用リレー41と、充電用電力線LCA,LCP,LCNと、充電器50と、充電リレー52と、インレット51と、AC/DCコンバータ60と、制御装置100とを備える。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
車両1は、駆動用電池10に蓄えられた電力で図示しないモータを作動して車両駆動力を発生する電動車両である。なお、車両1は、駆動力源として上記モータに加えてエンジンを備えてもよい。すなわち、車両1は、電気自動車であってもハイブリッド自動車であってもよい。
The
駆動用電池10は、モータを作動させるための比較的高い電圧(以下「高圧系の電圧」ともいう)の電力を蓄える二次電池である。駆動用電池10は、たとえばリチウムイオン電池セルやニッケル水素電池セルなどを含んで構成される。
The driving
高圧系電力線LP1,LN1(正極線LP1および負極線LN1)は、駆動用電池10からモータに電力を供給するための電力線であり、SMR11を介して駆動用電池10に接続される。
The high-voltage power lines LP1 and LN1 (positive line LP1 and negative line LN1) are power lines for supplying power from the driving
SMR11は、制御装置100からの制御信号に応じて開閉される。SMR11が閉じられると、駆動用電池10が高圧系電力線LP1,LN1に接続され、駆動用電池10から高圧系電力線LP1,LN1に電力を供給可能な状態となる。SMR11が開かれると、駆動用電池10が高圧系電力線LP1,LN1から切り離され、駆動用電池10から高圧系電力線LP1,LN1に電力を供給不能な状態となる。
The
監視ユニット12は、駆動用電池10の状態、具体的には駆動用電池10の温度(以下「駆動用電池温度Tb」あるいは単に「電池温度Tb」ともいう)、電流、電圧、を監視し、その結果を制御装置100に出力する。
The
補機電池30は、ヒータ40や制御装置100などの補機を作動させるための比較的低い電圧(以下「低圧系の電圧」ともいう)の電力を蓄える二次電池である。補機電池30は、代表的には鉛蓄電池を含んで構成される。
The auxiliary battery 30 is a secondary battery that stores electric power of a relatively low voltage (hereinafter also referred to as “low-voltage voltage”) for operating auxiliary machines such as the
低圧系電力線LP2,LN2(正極線LP2および負極線LN2)は、補機電池30から各補機に電力を供給するための電力線であり、補機電池30に接続される。
Low-voltage
監視ユニット31は、補機電池30の状態、具体的には補機電池30の電流、電圧、温度を監視し、その結果を制御装置100に出力する。
The
DC/DCコンバータ20は、高圧系電力線LP1,LN1の高圧系の電圧を低圧系の電圧に降圧して低圧系電力線LP2,LN2に出力する。これにより、高圧系の電力が低圧系にも供給される。DC/DCコンバータ20は、制御装置100からの制御信号に基づいて制御される。
The DC / DC converter 20 steps down the high-voltage voltage of the high-voltage power lines LP1 and LN1 to a low-voltage voltage and outputs the voltage to the low-voltage power lines LP2 and LN2. Thereby, the high-voltage power is also supplied to the low-pressure system. The DC /
ヒータ40は、ヒータ用リレー41を介して低圧系電力線LP2,LN2に接続され、低圧系電力線LP2,LN2から供給される電力を用いてジュール熱を発生することによって駆動用電池10を外部から加熱する。
The
ヒータ用リレー41は、制御装置100からの制御信号に応じて開閉される。ヒータ用リレー41が閉じられると、ヒータ40が低圧系電力線LP2,LN2に接続され、ヒータ40が作動される。ヒータ用リレー41が開かれると、ヒータ40が低圧系電力線LP2,LN2から切り離され、ヒータ40が停止される。
The
インレット51は、外部電源200のコネクタ201に接続可能に構成される。外部電源200のコネクタ201がインレット51に接続されると、外部電源200からの電力(以下「外部電力」ともいう)がインレット51に入力される。なお、以下では、外部電源200が交流電源である場合について説明するが、外部電源200は直流電源(ソーラシステムあるいは急速DC充電装置など)であってもよい。
The
充電用電力線LCA,LCP,LCNは、インレット51に入力された外部電力を駆動用電池10に供給するための電力線である。充電用電力線LCAは、インレット51と充電器50とを接続する交流の電力線である。充電用電力線LCP,LCN(正極線LCPおよび負極線LCN)は、充電器50と駆動用電池10とを接続する直流の電力線である。
Charging power lines LCA, LCP, LCN are power lines for supplying external power input to the
充電器50は、制御装置100からの制御信号によって制御され、充電用電力線LCAの電力(交流電力)を、駆動用電池10に充電可能な直流電力に変換し、充電用電力線LCP,LCNに出力する。これにより、駆動用電池10が外部電力によって充電される。以下、駆動用電池10を外部電力によって充電することを「外部充電」という。
The
充電リレー52は、制御装置100からの制御信号に応じて開閉される。充電リレー52が閉じられると、充電器50が駆動用電池10に接続され、外部充電が可能な状態となる。充電リレー52が開かれると、充電器50が駆動用電池10から切り離され、外部充電が不能な状態となる。なお、充電リレー52は、駆動用電池10、監視ユニット12、SMR11、ヒータ40、ヒータ用リレー41とともに、駆動用電池パック内に収容される。
The charging
AC/DCコンバータ60は、充電用電力線LCAの交流電力(充電器50による電力変換を行なう前の外部電力)を補機に供給可能な電圧の直流電力に変換し、低圧系電力線LP2,LN2に出力する。これにより、外部電力の一部が駆動用電池10を介することなく低圧系に供給される。AC/DCコンバータ60は、制御装置100からの制御信号に基づいて制御される。
AC /
さらに、車両1は、アクセルペダルポジション、車速など、車両1の走行を制御するのに必要な情報を検出する複数のセンサ(いずれも図示せず)を備える。各センサは、検出結果を制御装置100に出力する。
Furthermore, the
制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)、メモリを含み、当該メモリに記憶された情報や各センサの検出結果などに応じて車両1の各機器を制御する。なお、図1においては、制御装置100を1つのユニットとしているが、機能ごとに分割してもよい。
The
制御装置100は、外部電源200がインレット51に接続されると、充電リレー52を閉じるとともに充電器50を作動させて外部充電を開始する。制御装置100は、外部充電によって駆動用電池10の蓄電量が目標値に達した場合に充電器50を停止させて外部充電を終了する。
When the
制御装置100は、駆動用電池温度Tbが駆動用電池10の電解液が凍結するしきい温度T1(たとえばマイナス40℃)未満に低下すると、SMR11を開いて駆動用電池10を切り離すことによって駆動用電池10の充放電を禁止する。
When the driving battery temperature Tb falls below a threshold temperature T1 (for example, minus 40 ° C.) at which the electrolyte of the driving
上述のように、本実施の形態による車両1は、低圧系に電力を供給するコンバータとして、DC/DCコンバータ20とAC/DCコンバータ60との2つのコンバータを備える。
As described above,
図2は、DC/DCコンバータ20およびAC/DCコンバータ60の用途および特性を例示的に示す図である。DC/DCコンバータ20は、主に、車両走行時に補機に電力を供給するために用いられる。車両走行時には数多くの補機を作動させる必要があるため、DC/DCコンバータ20の最大出力(単位:ワット)は比較的大きい値に設定されている。その結果、DC/DCコンバータ20の最大出力はヒータ消費電力(ヒータ40の作動に要する電力)よりも大きい値となっている。
FIG. 2 is a diagram exemplarily showing applications and characteristics of the DC /
一方、AC/DCコンバータ60は、主に、外部充電時に補機に電力を供給するために用いられる。外部充電時に作動させる必要がある補機は車両走行時よりも少ないため、AC/DCコンバータ60の最大出力は比較的小さい値に設定されている。その結果、AC/DCコンバータ60の最大出力はヒータ消費電力よりも小さい値となっている。
On the other hand, the AC /
なお、図2に示す例では、AC/DCコンバータ60の電力変換効率はDC/DCコンバータ20の電力変換効率よりも高い。
In the example shown in FIG. 2, the power conversion efficiency of the AC /
以上のような構成を有する車両1が外部充電中あるいは外部充電後において極低温環境下で放置されると、駆動用電池温度Tbが低下し、駆動用電池10の出力性能(出力可能電力)が低下した状態となる。このような状態では、ユーザが次に車両1を走行させようとしても、十分な電力を駆動用電池10からモータに供給することができず、モータ走行性能が低下することが懸念される。
When the
そこで、制御装置100は、外部電力がインレット51に入力されている状態(以下「プラグイン状態」ともいう)において、電池温度Tbが所定の昇温要求温度T0(たとえばマイナス10℃)よりも低い場合、モータ走行性能を確保するために、ヒータ用リレー41を閉じてヒータ40を作動させることによって駆動用電池10を昇温する制御(以下「昇温制御」ともいう)を実行する。この際、補機電池30の電力のみでヒータ40を作動させると、補機電池30の蓄電量が早期に枯渇してしまうことが懸念される。
Therefore, in the state in which external power is input to inlet 51 (hereinafter also referred to as “plug-in state”),
このような点に鑑み、制御装置100は、プラグイン状態で昇温制御を実行する場合、AC/DCコンバータ60を作動させて外部電力を低圧系に供給するモード(以下「昇温制御モードA」という)と、DC/DCコンバータ20を作動させて駆動用電池10の電力を低圧系に供給するモード(以下「昇温制御モードB」という)とのどちらかを選択する。
In view of such a point, when executing temperature increase control in the plug-in state, the
図3は、本実施の形態による昇温制御による駆動用電池温度Tb、補機電池30の蓄電量(以下「補機電池SOC」ともいう)、ヒータ40の作動状態の変化の一例を示す図である。図3を参照して、昇温制御モードAおよび昇温制御モードBによる昇温制御の内容を詳細に説明する。
FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in driving battery temperature Tb, power storage amount of auxiliary battery 30 (hereinafter also referred to as “auxiliary battery SOC”), and operating state of
プラグイン状態となった時刻t1においては、駆動用電池温度Tbが上述のしきい温度T1(たとえばマイナス40℃)未満である。この場合、駆動用電池10の電解液が凍結している可能性があるため、上述したように、SMR11が開かれて駆動用電池10の充放電が制御的に禁止される。そのため、DC/DCコンバータ20も作動できない状態である。
At time t1 when the plug-in state is reached, the driving battery temperature Tb is lower than the threshold temperature T1 (for example, minus 40 ° C.). In this case, since there is a possibility that the electrolyte of the driving
そこで、制御装置100は、時刻t1にて、DC/DCコンバータ20を作動させる昇温制御モードBではなく、AC/DCコンバータ60を作動させる昇温制御モードAを選択する。これにより、DC/DCコンバータ20が作動できない状態であっても、AC/DCコンバータ60の出力電力をヒータ40に供給することがきる。
Therefore, at time t1,
昇温制御モードA中においては、制御装置100は、AC/DCコンバータ60を作動させたまま、補機電池SOCが制御下限値S1と制御上限値S2との間に維持されるようにヒータ40の作動と停止とを切り替える。
During the temperature increase control mode A, the
時刻t1にてヒータ用リレー41を閉じてヒータ40を作動させると、AC/DCコンバータ60の出力電力だけでなく補機電池30の出力電力もヒータ40に供給される。これは、AC/DCコンバータ60の最大出力がヒータ消費電力よりも小さく(上述の図2参照)、電力不足分が補機電池30からヒータ40に出力されるためである。したがって、昇温制御モードA中にヒータ40を作動させると、駆動用電池温度Tbは上昇するが、補機電池SOCは低下することになる。
When the
時刻t2にて補機電池SOCが制御下限値S1まで低下すると、制御装置100は、AC/DCコンバータ60を作動させたままヒータ用リレー41を開いてヒータ40を一時的に停止する。これにより、AC/DCコンバータ60の出力電力で補機電池30が充電され、補機電池SOCが上昇する。これにより、補機電池SOCの枯渇を回避することができる。
When auxiliary battery SOC decreases to control lower limit S1 at time t2,
時刻t3にて補機電池SOCが制御上限値S2に達すると、制御装置100は再びヒータ40を作動させる。これにより、駆動用電池温度Tbは再び上昇し、補機電池SOCは再び低下することになる。時刻t4にて補機電池SOCが再び制御下限値S1まで低下すると、制御装置100は再びヒータ40を一時的に停止する。
When auxiliary battery SOC reaches control upper limit S2 at time t3,
このように、昇温制御モードA中においては、AC/DCコンバータ60を作動させた状態で、AC/DCコンバータ60の出力電力と補機電池30の出力電力とを用いてヒータ40を作動する昇温動作と、ヒータ40を停止しAC/DCコンバータ60の出力電力を用いて補機電池30を充電する充電動作とが交互に繰り返される。そのため、補機電池SOCを制御下限値S1と制御上限値S2との間の範囲に維持して補機電池SOCの枯渇を回避しつつ、駆動用電池温度Tbを徐々に上昇させることができる。
Thus, during the temperature increase control mode A, the
しかしながら、昇温制御モードA中においては上述のように補機電池SOCの変化(増減)が繰り返されるため、昇温制御モードAによる昇温制御を長時間実行すると、補機電池30が早期に劣化してしまうことが懸念される。 However, since the change (increase / decrease) in the auxiliary battery SOC is repeated as described above during the temperature increase control mode A, if the temperature increase control in the temperature increase control mode A is executed for a long time, the auxiliary battery 30 is quickly released. There is concern about the deterioration.
そこで、制御装置100は、しきい温度T1よりも高く昇温要求温度T0よりも低いしきい温度T2に駆動用電池温度Tbが上昇した時刻t5にて、昇温制御モードAから昇温制御モードBへの切替を行なう。昇温制御モードB中においては、制御装置100は、DC/DCコンバータ20を作動するとともに、ヒータ用リレー41を閉じてヒータ40を作動させる。この際、制御装置100は、補機電池SOCが制御上限値S2に維持されるようにDC/DCコンバータ60の出力電力を調整する。これにより、駆動用電池温度Tbを上昇させることができるとともに、補機電池SOCの増減を伴なう昇温制御モードAの実行時間を低減して補機電池30の早期劣化を抑制することができる。
Therefore,
なお、図3には示していないが、プラグイン状態となった時の駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0未満でかつしきい温度T1よりも高い場合には、DC/DCコンバータ20を作動できる状態であるため、制御装置100は、昇温制御の開始当初から、昇温制御モードAではなく、昇温制御モードBを選択する。そのため、補機電池SOCの増減を伴なう昇温制御モードAの実行回数を低減して補機電池30の早期劣化を抑制することができる。
Although not shown in FIG. 3, when the driving battery temperature Tb in the plug-in state is lower than the temperature increase required temperature T0 and higher than the threshold temperature T1, the DC /
図4は、制御装置100が昇温制御を行なう場合の処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、プラグイン状態になった場合に開始される。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing when the
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、制御装置100は、駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0未満であるか否かを判定する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10,
駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0よりも高い場合(S10にてNO)、昇温制御を行なう必要がないため、制御装置100は処理を終了する。
If drive battery temperature Tb is higher than temperature increase request temperature T0 (NO in S10),
駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0未満である場合(S10にてYES)、制御装置100は、S11にて、駆動用電池温度Tbがしきい温度T1未満であるか否かを判定する。
If drive battery temperature Tb is lower than required temperature rise T0 (YES in S10),
駆動用電池温度Tbがしきい温度T1よりも高い場合(S11にてNO)、DC/DCコンバータ20が使用できる状態であるため、制御装置100は、S15にて昇温制御モードBによる昇温を行なう。すなわち、上述したように、制御装置100は、DC/DCコンバータ20を作動するとともに、ヒータ用リレー41を閉じてヒータ40を作動させる。
If drive battery temperature Tb is higher than threshold temperature T1 (NO in S11), DC /
駆動用電池温度Tbがしきい温度T1未満である場合(S11にてYES)、DC/DCコンバータ20が使用できない状態であるため、制御装置100は、S13にて、昇温制御モードAによる昇温を行なう。すなわち、上述したように、制御装置100は、AC/DCコンバータ60を作動させ、補機電池SOCが制御下限値S1と制御上限値S2との間に維持されるようにヒータ40の作動と停止とを切り替える(図3参照)。
When drive battery temperature Tb is lower than threshold temperature T1 (YES in S11), DC /
S14にて、制御装置100は、昇温制御モードAによる昇温によって駆動用電池温度Tbがしきい温度T2(T1<T2<T0)に上昇したか否かを判定する。駆動用電池温度Tbがしきい温度T2に上昇していない場合(S14にてNO)、処理はS13に戻され、昇温制御モードAによる昇温が継続される。
In S14,
駆動用電池温度Tbがしきい温度T2に上昇した場合(S14にてYES)、制御装置100は、昇温制御モードAによる昇温を停止し、処理をS15に移して昇温制御モードBによる昇温を行なう。
When drive battery temperature Tb rises to threshold temperature T2 (YES in S14),
S16にて、制御装置100は、昇温制御モードBによる昇温によって駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0に上昇したか否かを判定する。駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0に上昇していない場合(S16にてNO)、制御装置100は、処理をS15に戻し、昇温制御モードBによる昇温を継続する。
In S16,
駆動用電池温度Tbが昇温要求温度T0に上昇した場合(S16にてYES)、制御装置100は、昇温制御モードBによる昇温を停止して、処理を終了する。
When drive battery temperature Tb rises to temperature increase request temperature T0 (YES in S16),
以上のように、本実施の形態による制御装置100は、プラグイン状態で駆動用電池10を昇温する必要がある場合でかつDC/DCコンバータ20を使用できない状態である場合には、昇温制御モードAによる昇温制御が実行される。昇温制御モードA中は、AC/DCコンバータ60の出力電力と補機電池30の出力電力とを用いてヒータ40を作動する昇温動作と、ヒータ40を停止してAC/DCコンバータ60の出力電力を用いて補機電池30を充電する充電動作とが交互に繰り返される。そのため、昇温動作によって駆動用電池10を昇温しつつ、昇温動作によって低下された補機電池30の蓄電量を外部電力によって回復することができる。その結果、補機電池30の蓄電量を所定範囲に維持しながらヒータ40を作動させて駆動用電池10を昇温することができる。
As described above, the
<変形例>
上述の実施の形態は、たとえば以下のように変形することができる。
<Modification>
The above-described embodiment can be modified as follows, for example.
(1) 上述の実施の形態においては、図4のS11,S13,S15にて、DC/DCコンバータ20を使用できる状態であるか否かに応じて、昇温制御モードAと昇温制御モードBとのどちらかを選択するものとした。
(1) In the above-described embodiment, the temperature increase control mode A and the temperature increase control mode are determined depending on whether or not the DC /
しかしながら、DC/DCコンバータ20を使用できる状態であるか否かに関わらず、昇温制御モードAによる昇温を実行するようにしてもよい。このように変形しても、少なくとも、補機電池30の蓄電量を所定範囲に維持しながらヒータ40を作動させて駆動用電池10を昇温することができる。
However, the temperature increase in the temperature increase control mode A may be executed regardless of whether the DC /
(2) 上述の実施の形態においては、図4のS11にて、駆動用電池温度Tbに基づいてDC/DCコンバータ20を使用できる状態であるか否かを判定するものとした。
(2) In the above-described embodiment, it is determined in S11 of FIG. 4 whether or not the DC /
しかしながら、DC/DCコンバータ20を使用できる状態であるか否かを判定する手法はこれに限定されない。たとえば、DC/DCコンバータ20そのものが故障しているか否か、あるいは、SMR11が開いた状態で固着されるオフ故障が生じたか否かなどに基づいて、DC/DCコンバータ20を使用できる状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
However, the method for determining whether or not the DC /
(3) 上述の実施の形態においては、外部電力を駆動用電池10を介することなく低圧系に供給するコンバータとして、充電用電力線LCAの交流電力を直流電力に変換して低圧系電力線LP2,LN2に出力するAC/DCコンバータ60を採用した。
(3) In the above-described embodiment, as a converter that supplies external power to the low-voltage system without passing through the driving
しかしながら、外部電力を駆動用電池10を介することなく低圧系に供給するコンバータは、AC/DCコンバータ60に限定されるものではない。たとえば、AC/DCコンバータ60に代えて、充電用電力線LCP,LCNの直流電力(充電器50による電力変換を行なった後の外部電力)の電圧を低圧系の電圧に変換して低圧系電力線LP2,LN2に出力するDC/DCコンバータを採用するようにしてもよい。
However, the converter that supplies external power to the low-voltage system without passing through the driving
(4) 上述の実施の形態においては、低圧系に電力を供給するコンバータとして、DC/DCコンバータ20とAC/DCコンバータ60との2つのコンバータを備えていたが、コンバータの数は3つ以上であってもよい。
(4) In the above-described embodiment, two converters of the DC /
また、上述した実施の形態およびその変形例については、技術的に可能な範囲で適宜組合せることも可能である。 Further, the above-described embodiment and its modifications can be combined as appropriate within the technically possible range.
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 defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 車両、10 駆動用電池、11 システムメインリレー(SMR)、12,31 監視ユニット、20 DC/DCコンバータ、30 補機電池、40 ヒータ、41 ヒータ用リレー、50 充電器、51 インレット、52 充電リレー、60 AC/DCコンバータ、100 制御装置、200 外部電源、201 コネクタ、LCA,LCN,LCP 充電用電力線、LN1,LP1 高圧系電力線、LN2,LP2 低圧系電力線。 1 Vehicle, 10 Drive Battery, 11 System Main Relay (SMR), 12, 31 Monitoring Unit, 20 DC / DC Converter, 30 Auxiliary Battery, 40 Heater, 41 Heater Relay, 50 Charger, 51 Inlet, 52 Charging Relay, 60 AC / DC converter, 100 control device, 200 external power supply, 201 connector, LCA, LCN, LCP charging power line, LN1, LP1 high voltage system power line, LN2, LP2 low voltage system power line.
Claims (4)
車両駆動力を発生するための電力を蓄える駆動用電池と、
前記駆動用電池が接続される駆動用電力線と、
前記電動車両の補機を作動するための電力を蓄える補機用電池と、
前記補機用電池が接続される補機用電力線と、
前記補機用電力線から供給される電力を用いて前記駆動用電池を加熱する昇温装置と、
前記外部電源から供給される外部電力が入力される受電部と、
前記受電部に入力された前記外部電力を前記駆動用電池に供給するための充電用電力線と、
前記充電用電力線の電力または電圧を変換して前記補機用電力線に出力する第1変換器と、
前記駆動用電力線の電圧を変換して前記補機用電力線に出力する第2変換器と、
前記昇温装置、前記第1変換器および前記第2変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記外部電力が前記受電部に入力されている状態で前記駆動用電池を昇温する必要がある場合に第1昇温制御を実行し、
前記第1昇温制御は、前記第1変換器を作動し前記第1変換器の出力電力と前記補機用電池の出力電力とを用いて前記昇温装置を作動する昇温動作と、前記第1変換器を作動したまま前記昇温装置を停止し前記第1変換器の出力電力を用いて前記補機用電池を充電する充電動作とを交互に繰り返す制御である、電動車両。 An electric vehicle that can be connected to an external power source,
A driving battery for storing electric power for generating vehicle driving force;
A driving power line to which the driving battery is connected;
An auxiliary battery for storing electric power for operating an auxiliary machine of the electric vehicle;
An auxiliary power line to which the auxiliary battery is connected;
A temperature raising device that heats the driving battery using electric power supplied from the auxiliary power line;
A power receiving unit to which external power supplied from the external power source is input;
A charging power line for supplying the external power input to the power receiving unit to the driving battery;
A first converter that converts the power or voltage of the charging power line and outputs the converted power or voltage to the auxiliary power line;
A second converter that converts the voltage of the driving power line and outputs the converted voltage to the auxiliary power line;
A controller for controlling the temperature raising device, the first converter and the second converter;
The control device performs first temperature increase control when it is necessary to increase the temperature of the driving battery in a state where the external power is input to the power receiving unit,
In the first temperature raising control, the temperature raising operation for operating the first converter and operating the temperature raising device using the output power of the first converter and the output power of the auxiliary battery, and An electric vehicle that is a control that alternately repeats a charging operation of stopping the temperature raising device while operating the first converter and charging the auxiliary battery using the output power of the first converter.
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