JPH10108379A - 電気自動車の充電制御システム - Google Patents

電気自動車の充電制御システム

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JPH10108379A
JPH10108379A JP8257230A JP25723096A JPH10108379A JP H10108379 A JPH10108379 A JP H10108379A JP 8257230 A JP8257230 A JP 8257230A JP 25723096 A JP25723096 A JP 25723096A JP H10108379 A JPH10108379 A JP H10108379A
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JP
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battery
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charger
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Shinichi Deguchi
慎一 出口
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電電流が変動しても充電中断することがな
い電気自動車の充電制御システムを提供すること。 【解決手段】 組バッテリ２０と、セル電圧検出手段２
１と、バッテリ制御装置２２ と、温度センサ３３と、
バッテリに流れる電流を測定する電流センサ３２と、車
両駆動用モータ２５と、モータ駆動用インバータ２６
と、バッテリ冷却用ファン２８、エアコン２９に電源を
供給する機能と、充電器３１と通信できる機能を有する
電気自動車において、充電時３１の補機の動作（起動・
停止）を禁止する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 この発明は電圧監視装置付
きバッテリを使用した電気自動車の充電制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 従来の電圧監視装置付きバッテリを用
いた電気自動車の充電制御方法としては、特開平４−２
９９０３２号公報に開示されているものがある。図５は
従来の過充電・過放電防止装置の構成図である。バッテ
リによって駆動される電動車両には複数のバッテリセル
１０−１，１０−２，・・・１０−ｎを直列接続した組
バッテリ１０として用いられる事が多い。直列接続され
ている各バッテリセル１０−１，１０−２，・・・１０
−ｎには端子電圧をそれぞれ検出するセル電圧検出手段
１１−１，１１−２，・・・１１−ｎが並列に接続され
ている。セル電圧検出手段１１−１，１１−２，・・・
１１−ｎで検出された端子電圧Ｖ１，Ｖ２・・・Ｖｎは
電流制御回路１２に入力される。電流制御回路１２は、
セル電圧検出手段１１−１，１１−２，１１−ｎによる
検出電圧に基づき充電電流を決定し、充電器１３は、前
記決定した電流を出力する。このような構成において各
バッテリセル１０−１，１０−２，・・・１０−ｎの少
なくとも１つが満充電となって端子電圧Ｖｘが上昇する
と、電流制御回路１２は、充電器１３に対して充電停止
を指令する。充電器１３は充電停止を指令される組バッ
テリ１０への電流供給を停止する。前記構成、制御を行
うことにより、各セル１０−１，１０−２，・・・１０
−ｎに対する過充電が防止されるので劣化を防ぐ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、電気
自動車の充電にあっては、充電器からの電流が全て組バ
ッテリに供給されるのではなく、エアコン、バッテリ冷
却用ファン等の補機にも使われるため、補機の動作状態
によっては、バッテリへの充電電流が変動し、実際は満
充電になっていないのに、満充電になったと判断し、航
続距離が短くなる事や、充電電流が変動するため電流値
によっては充電中断するという問題点があった。この発
明は、このような従来の問題点に着目してなされたもの
で、補機の起動・停止を制限する、またバッテリに流れ
ている電流を計測し、指令電流値と実電流値の差分を補
正する様に指令電流値を充電器に対して常に送る事によ
りバッテリへの電流変動をなくし上記問題を解決するこ
とを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ため、請求項１記載の発明では、組バッテリと、バッテ
リセル電圧を検出する機能と、充電電流を消費する機能
と、バッテリ温度を測定する機能と、バッテリに流れる
電流を測定する機能と、車両駆動用モータと、車両駆動
用モータを駆動する機能と、補機と、バッテリを制御す
る機能と、補機の電源を供給する機能と、充電器と通信
できる機能を有する車において、充電時の補機の動作を
禁止する構成とした。また、請求項２記載の発明では、
前記補機の動作条件を指定する構成とした。
【０００５】
【発明の実施の形態】 以下、この発明を図面に基づい
て説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示す図
である。まず構成を説明すると、２０−１，２０−２，
・・・２０−ｎはバッテリセルで、直列に接続され組バ
ッテリ２０を構成している。２１−１，２１−２，・・
・２１−ｎはセル電圧検出手段で、それぞれバッテリセ
ル２０−１，２０−２，・・・２０−ｎに並列に接続さ
れている。２２はバッテリ制御装置で、セル電圧検出手
段２１−１，２１−２，・・・２１−ｎに接続されてい
る。２３は充電リレーで、組バッテリ２０とバッテリ制
御装置２２に接続されている。２４は走行リレーで、組
バッテリ２０とバッテリ制御装置２２に接続されてい
る。２５は車両駆動用モータ。２６はモータ駆動用イン
バータで、車両駆動用モータ２５と組バッテリ２０と充
電リレー２３に接続されている（車両駆動用モーター２
５を駆動する機能）。２７はＤＣ／ＤＣコンバータで、
組バッテリ２０と接続されている。２８はバッテリ冷却
用ファンで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７とバッテリ制御
装置２２に接続されている。２９はエアコンで、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２７とバッテリ制御装置２２に接続され
ている。３０は充電用コネクタで、充電リレー２３とバ
ッテリ制御装置２２に接続されている。３１は充電器
で、充電用コネクタ３０と商用電源に接続されている。
３２はバッテリに流れる電流を測定する電流センサで、
組バッテリ２０とバッテリ制御装置２２に接続されてい
る。３３−１，３３−２，・・・３３−ｎはバッテリ温
度を測定する温度センサで、バッテリセル２０−１，２
０−２，・・・２０−ｎに取り付けられている。３４は
エアコン用スイッチで、バッテリ制御装置２２に接続さ
れている。３５−１，３５−２・・・３５−ｎはバイパ
ス手段で、セル電圧検出手段２１−１，２１−２，・・
・２１−ｎに接続されている。３６−１，３６−２・・
・３６−ｎはバッテリセル制御装置でバイパス手段３５
−１，３５−２・・・３５−ｎとセル電圧検出手段２１
−１，２１−２，・・・２１−ｎで構成され、バッテリ
制御装置２２に接続されている。
【０００６】図２にバッテリセル制御装置３６の具体例
を示す。５０はバッテリセル（図１の２０と同じ）。５
１は基準電圧発生器でバッテリセル５０を電源として一
定電圧を発生している。５２は抵抗、５３は比較器でバ
ッテリセル５０の電圧と基準電圧発生器５１の電圧を比
較している。５４はトランジスタ、５５は電流消費用抵
抗である。５６はフォトカプラでバッテリ制御装置２２
に接続されている。
【０００７】次に作用を説明する。図３のフローチャー
トに基づいて説明する。ステップ１０１で充電器３１の
スタートスイッチ（図示せず）を押す。ステップ１０２
で充電器３１−１，３１−２・・・３１−ｎから組バッ
テリ２０に対して電流を供給する準備を始める。また、
充電リレー２３をｏｎにする。温度センサ３３により、
バッテリセル２０−１，２０−２，・・・２０−ｎの温
度を測定し、設定温度以上であれば、バッテリ冷却用フ
ァン２８をｄｕｔｙ１００％で作動させる。設定温度以
下であれば、バッテリ冷却用ファン２８は作動させな
い。ステップ１０３で充電器３１に対してＩＤ（電流指
令値）を出す様にバッテリ制御装置２２から指令を出
し、組バッテリ２０に対して電流を供給する。ＩＤの初
期値は充電器３１の最大値、また、ＩＤ＝ＩＴ（電流目
標値）とする。ステップ１０４でＩＤＩ２（電流指令値
−実電流の差）＝ＩＴ−Ｉ２（実電流）とする。Ｉ２は
電流センサ３２の読み込み値を使用する。ステップ１０
５でＩＤＩ２の絶対値とＩＬＤ１（充電中断電流値）を
比較する。比較結果がＴＩＬＤ１（充電中断判定時間）
以上ＩＬＤ１以上であれば、ステップ１１１へ進む。ス
テップ１１１ではバッテリ制御装置２２から充電器３１
に対して充電停止指令を出し、充電を中断させる。前記
条件以外であればステップ１０６へ進む。ステップ１０
６でセル制御装置３６−１，３６−２，・・・３６−ｎ
が満充電電圧になっているか判定する。満充電電圧にな
っていればステップ１０８へ進む。満充電電圧になって
いなければステップ１０７へ進む。ステップ１０７では
ＩＤＩ２の絶対値とＩＬＤ２（補正電流値）を比較す
る。比較結果がＴＩＬＤ２（電流補正判定時間）ＩＬＤ
２以上であれば、ステップ１０９へ進む。前記条件以外
であればステップ１０６、ステップ１０７を繰返すこと
により組バッテリ２０に流れる電流、セル電圧を常に監
視する。ステップ１０８でＩＤ＝ＩＴ−ＩＤＬ（指令電
流変化値）また、ＩＤ＝ＩＴとし、ステップ１１０へ進
む。
【０００８】ステップ１０９ではＩＤ＝ＩＤ＋ＩＤＩ２
とし、ステップ１０３へ進む。ステップ１０３では新た
に計算したＩＤに従いバッテリ制御装置２２から充電器
３１に対して指令を出し、充電電流を変化させる。ステ
ップ１１０ではＩＤとＩＢ（充電終了電流値）を比較す
る。比較結果がＩＢがＩＤよりも大きければステップ１
０３へ進み、１０８で計算したＩＤに従いバッテリ制御
装置２２から充電器３１に対して指令を出し、充電電流
を変化させる。比較結果がＩＢがＩＤよりも小さけれ
ば、ステップ１１２へ進む。ステップ１１２ではバッテ
リ制御装置２２から充電器３１に対して充電終了指令を
出し、充電終了させる。同時に充電リレー２３をｏｆｆ
にする。充電の最中にはＤＣ／ＤＣコンバータ２７を電
源としているＦＡＮ２８、エアコン２９の起動や停止は
行わない。
【０００９】図４に他の実施の形態の制御フローチャー
トを示す。図４のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ１０１で充電器３１のスタートスイッチ（図示
せず）を押す。ステップ１０２で充電器３１から組バッ
テリ２０に対して電流を供給する準備を始める。また、
充電リレー２３をｏｎにする。温度センサ３３により、
バッテリセル２０−１，２０−２，・・・２０−ｎの温
度を測定し、設定温度以上であれば、バッテリ冷却用フ
ァン２８をｄｕｔｙ１００％で作動させる。設定温度以
下であれば、バッテリ冷却用ファン２８は作動させな
い。ステップ１０３で充電器３１に対してＩＤ（電流指
令値）を出す様にバッテリ制御装置２２から指令を出
し、組バッテリ２０に対して電流を供給する。ＩＤの初
期値は充電器３１の最大値、また、ＩＤ＝ＩＴ（電流目
標値）とする。ステップ１０４でＩＤＩ２（電流指令値
−実電流の差）＝ＩＴ−Ｉ２（実電流）とする。Ｉ２は
電流センサ３２の読み込み値を使用する。ステップ１０
５でＩＤＩ２の絶対値とＩＬＤ１（充電中断電流値）を
比較する。比較結果がＴＩＬＤ１（充電中断判定時間）
以上ＩＬＤ１以上であれば、ステップ１１１へ進む。ス
テップ１１１ではバッテリ制御装置２２から充電器３１
に対して充電停止指令を出し、充電を中断させる。前記
条件以外であればステップ１０６へ進む。ステップ１０
６でセル制御装置３６−１，３６−２，・・・３６−ｎ
が満充電電圧になっているか判定する。満充電電圧にな
っていればステップ１０８へ進む。満充電電圧になって
いなければステップ１０７へ進む。ステップ１０７では
ＩＤＩ２の絶対値とＩＬＤ２（補正電流値）を比較す
る。比較結果がＴＩＬＤ２（電流補正判定時間）ＩＬＤ
２以上であれば、ステップ１０９へ進む。前記条件以外
であればステップ１０６、ステップ１０７を繰返すこと
により組バッテリ２０に流れる電流、セル電圧を常に監
視する。ステップ１０８でＩＤ＝ＩＴ−ＩＤＬ（指令電
流変化値）、また、ＩＤ＝ＩＴとし、ステップ１１０へ
進む。ステップ１０９ではＩＤ＝ＩＤ＋ＩＤＩ２とし、
ステップ１０３へ進む。ステップ１０３では新たに計算
したＩＤに従いバッテリ制御装置２２から充電器３１に
対して指令を出し、充電電流を変化させる。ステップ１
１０ではＩＤとＩＢ（充電終了電流値）を比較する。比
較結果がＩＢがＩＤよりも大きければステップ１０３へ
進み、１０８で計算したＩＤに従いバッテリ制御装置２
２から充電器３１に対して指令を出し、充電電流を変化
させる。比較結果がＩＢがＩＤよりも小さければ、ステ
ップ１１２へ進む。ステップ１１２ではバッテリ制御装
置２２から充電器３１に対して充電終了指令を出し、充
電終了させる。同時に充電リレー２３をｏｆｆにする。
ステップ１１３で温度センサ３３により、バッテリセル
２０−１，２０−２，・・・２０−ｎの温度を測定し、
設定温度以上であれば、ステップ１１４へ進む。設定温
度以下であれば、ステップ１１３を繰返す。ステップ１
１４でバッテリ冷却用ファン２８を作動させる。作動条
件は以下の様にする。 ＩＴ＝ＩＡ＋ＩＢ ＩＡ＝（ＷＡ／ＶＴ）×η ＩＢ＝（ＷＢ／ＶＴ）×η ＩＴ：補機が使用する電流（Ａ） ＩＡ：バッテリ冷却用ファンが使用する電流（Ａ） ＩＢ：エアコンが使用する電流（Ａ） ＷＡ：バッテリ冷却用ファンの最大消費電力量（Ｗ） ＷＢ：エアコンの最大消費電力量（Ｗ） ＶＴ：組バッテリの電圧（Ｖ） η：ＤＣ／ＤＣコンバータの効率 ＩＬＥ＝（ＩＬＤ１／２）／ＩＴ ＩＬＥ：補機の起動、停止時の最大変動ｄｕｔｙ比 よってバッテリ冷却用ファン２８はＴＩＬＤ１時間でｄ
ｕｔｙ比ＩＬＥ以下の変動で起動させる。
【００１０】ステップ１１５で温度センサ３３−１，３
３−２，・・・３３−ｎにより、バッテリセル２０−
１，２０−２，・・・２０−ｎの温度を測定し、設定温
度以上であれば、ステップ１１６へ進む。設定温度以下
であれば、ステップ１１５を繰返す。ステップ１１５で
バッテリ冷却用ファン２８を停止させる。停止条件は前
記式で求めたＴＩＬＤ１時間でｄｕｔｙ比ＩＬＥ以下で
停止させる。ステップ１１７は割り込みで作動する。ス
テップ１０１後エアコン２９を手動で又はタイマによっ
て指定時間に起動する。この時の起動条件は前記式で求
めたＴＩＬＤ１時間でｄｕｔｙ比ＩＬＥ以下で起動させ
る。ステップ１１８ではエアコン２９が手動又はタイマ
によって指定時間に停止しているか確認する。停止して
いればステップ１１７に進みエアコン２９の再起動を待
つ。この時の停止条件は前記式で求めたＴＩＬＤ１時間
でｄｕｔｙ比ＩＬＥ以下で停止させる。停止していなけ
れば、ステップ１１８を繰返す。エアコン２９、バッテ
リ冷却用ファン２８はステップ１１２の充電終了と同時
に作動を停止する。
【００１１】以上説明してきたように、これらの実施の
形態によれば、その構成を、充電時に電池に流れる電流
を常時監視し、一定電流値以上の差が出た時にはフィー
ドバックする充電方式で充電中の補記の動作（起動・停
止）を禁止したため、充電中に補機の電流変動により電
池に流れる電流変動が無くなり、実際は満充電になって
いないのに、満充電になったと判断し、航続距離が短く
なる事や充電電流が変動するため電流値によっては充電
中断にならなくなった。また、各実施の形態は、それぞ
れ上記の効果に加えて、更に以下の様な効果がある。充
電中の補機の動作（起動・停止）を電流フィードバック
出来る範囲に制限したため、充電中でも補機が使用出来
るため、電池に対して最適な温度制御が出来ると共に、
充電中にエアコンで指定温度に設定出来るため、車内が
常に快適な温度状況保たれる。
【００１２】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【００１３】
【発明の効果】 以上説明してきたように、この発明に
よれば、その構成を充電時に電池に流れる電流を常時監
視し、一定電流値以上の差が出たときにはフィードバッ
クする充電方式で充電中の補機の動作（起動・停止）を
禁止したため、充電中に補機の電流変動により電池に流
れる電流変動が無くなり、実際は満充電になっていない
のに、満充電になったと判断し、航続距離が短くなる事
や充電電流が変動するため電流値によっては充電中断に
ならなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成図である。
【図２】電圧判定手段及びバイパス制御部の例を示す図
である。
【図３】本発明の一実施の形態の制御フローチャートで
ある。
【図４】他の実施の形態の制御フローチャートである。
【図５】従来の充電制御システムである。
【符号の説明】
１０−１，１０−２，・・・１０−ｎ バッテリセル １１−１，１１−２，・・・１１−ｎ セル電圧検出手
段 １２ 電流制御回路 １３ 充電器 ２０−１，２０−２，・・・２０−ｎ バッテリセル ２１−１，２１−２，・・・２１−ｎ セル電圧検出手
段 ２２ バッテリ制御装置 ２３ 充電リレー ２４ 走行リレー ２５ 駆動用モータ ２６ モータ駆動用インバータ ２７ ＤＣ／ＤＣコンバータ ２８ バッテリ冷却用ファン ２９ エアコン ３０ 充電コネクタ ３１ 充電器 ３２ 電流センサ ３３−１，３３−２，・・・３３−ｎ 温度センサ ３４ エアコンスイッチ ３５−１，３５−２，・・・３５−ｎ バイパス手段 ３６−１，３６−２，・・・３６−ｎ バッテリセル制
御装置 ５０ バッテリセル ５１ 基準電圧発生器 ５２ 抵抗 ５３ 比較器 ５４ トランジスタ ５５ 電流消費用抵抗 ５６ フォトカプラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ Ｌ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組バッテリと、バッテリセル電圧を検出
    する機能と、充電電流を消費する機能と、バッテリ温度
    を測定する機能と、バッテリに流れる電流を測定する機
    能と、車両駆動用モータと、車両駆動用モータを駆動す
    る機能と、補機と、バッテリを制御する機能と、補機の
    電源を供給する機能と、充電器と通信できる機能を有す
    る車において、充電時の補機の動作を禁止することを特
    徴とした電気自動車の充電制御システム。
  2. 【請求項２】 前記補機の動作条件を指定することを特
    徴とした請求項１記載の電気自動車の充電制御システ
    ム。
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