KR20130054361A - 배터리 충전 제어 장치 - Google Patents

배터리 충전 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130054361A
KR20130054361A KR1020137005792A KR20137005792A KR20130054361A KR 20130054361 A KR20130054361 A KR 20130054361A KR 1020137005792 A KR1020137005792 A KR 1020137005792A KR 20137005792 A KR20137005792 A KR 20137005792A KR 20130054361 A KR20130054361 A KR 20130054361A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
charging
power
charging power
time
Prior art date
Application number
KR1020137005792A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101456400B1 (ko
Inventor
아츠시 다카노
가즈히코 오키노
나오키 야마모토
신스케 히구치
다카시 이이모리
츠토무 소가
하야토 나가쿠라
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20130054361A publication Critical patent/KR20130054361A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101456400B1 publication Critical patent/KR101456400B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

배터리 가온 중인 경우(S12), 배터리 가온 개시 시의 배터리 축전 상태를 배터리 유지 용량 SOChold로 하고(S14, S15), SOC가 SOChold로 유지되도록 배터리로의 충전 전력을 제어한다. 타이머 충전 예약 시각 중인 경우(S11), SOC가 만충전 상태 SOCfull로 되도록 배터리로의 충전 전력을 제어한다(S16). 가온 개시 직후에 히터 소비 전력의 급증에 의해 SOC가 일시적으로 악화되는 경향이 있어도, SOC=SOChold의 유지에 의해, 타이머 예약 충전 시각 중에 SOC를 목적대로 만충전 상태로 할 수 있어, 저렴한 심야 전력을 사용한 충전 비율을 최대한 높여서 러닝 코스트를 억제할 수 있다.

Description

배터리 충전 제어 장치{BATTERY CHARGING CONTROL DEVICE}
본 발명은, 충전 시각을 지정 가능한 배터리와, 소정 조건의 성립 시에 배터리의 충전 전력계를 경유한 전력에 의해 작동되는 전력 부하를 구비한 시스템에 사용하는, 배터리 충전 제어 장치에 관한 것이다.
이러한 배터리 및 전력 부하를 구비한 시스템으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 전동 차량의 배터리와, 이를 불사용 시에 가온해서 온도 조절하는 히터로 이루어지는 배터리 난기(暖機) 장치가 있다.
전동 차량에 탑재한 배터리는, 한냉지에서 사용되는 것이 상정되고, 불사용 중에 배터리 전해액이 동결하는 경우가 있다.
배터리는 온도 저하되면, 축전 상태 SOC가 저하되는 것은 아니지만, 내부 저항의 증대에 의해 배터리에 대한 입출력 가능 전력이 저하되고, 배터리 전해액이 동결되면, 배터리의 입출력 가능 전력이 결국은 0이 되어, 배터리를 주행 에너지원으로 하는 전동 차량의 경우에는 주행 불가능하게 된다.
이에, 배터리의 입출력 가능 전력이 이러한 문제가 발생하는 상태로 될 때까지 온도 저하되기 전에, 히터에 의해 배터리를 가온해서 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치가 필요하다.
특허문헌 1에 기재된 배터리 난기 장치는, 예를 들어 이러한 목적으로 배터리를 히터에 의해 가온해서 온도 조절할 때에, 이를 이하와 같이 수행한다.
즉, 배터리 온도가 설정 온도 미만으로 저하했을 때, 히터를 작동시켜서 배터리를 가온하는데, 이 때 또한, 배터리 축전 상태가 소정값 미만이면, 배터리로의 충전도 함께 행하여, 충전에 의해 발생하는 열에 의해서도 배터리를 가온하려고 하는 것이다.
그러나 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 배터리 온도가 설정 온도 미만으로 저하했을 때, 배터리 축전 상태가 소정값 미만이면, 배터리로의 충전도 함께 행하는 것이기 때문에, 이 때, 배터리 온도가 설정 온도 미만인 한에 있어서, 배터리 축전 상태가 소정값 이상으로 될 때까지, 배터리가 계속적으로 충전되게 된다.
그런데 배터리의 충전은, 저렴한 심야 전력을 사용해서 충전하는 것이, 러닝 코스트를 억제하는 의미에서 바람직하고, 예를 들어 이와 같은 요구를 감안하여, 혹은 출발 시각에 만충전으로 되도록, 배터리의 충전 시각을 지정 가능하게 하는 것이 유리하다.
이와 같이 배터리의 충전 시각이 지정 가능한 차량에 상기 특허문헌 1의 배터리 난기 장치를 사용한 경우, 이하와 같은 문제가 발생한다.
즉 특허문헌 1의 장치에서는 상기한 바와 같이, 배터리 온도가 설정 온도 미만으로 저하되고, 또한, 배터리 축전 상태가 소정값 미만일 때, 배터리 축전 상태가 증대되도록 배터리로의 충전을 행하는 것이기 때문에, 당해 배터리 축전 상태를 증대시키기 위한 배터리 충전이 상기 충전 지정 시각 이외에 행하여져 버린다.
이와 같이 충전 지정 시각 이외의 시각에 배터리 축전 상태를 증대시키기 위한 배터리로의 충전이 행하여지면, 예를 들어 저렴한 심야 전력을 사용한 배터리의 충전이 행하여지지 않게 되거나, 적어도, 충전량 중 상당히 큰 충전량이 심야 전력 이외의 고가의 전력에 의해 조달되어, 러닝 코스트가 높아진다고 하는 문제가 발생한다.
일본 특허 공개 제2000-040536호 공보
본 발명은, 충전 지정 시각 이외는 가능한 한, 배터리 축전 상태를 증대시키기 위한 배터리 충전이 억제되도록 하여, 예를 들어 상기와 같은 러닝 코스트에 관한 문제를 피할 수 있도록 한 배터리 충전 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 위하여 본 발명에 의한 배터리 충전 제어 장치는, 이를 이하와 같이 구성한다.
우선 본 발명의 전제가 되는 배터리 충전 제어 장치를 설명함에 있어서, 이는, 충전 시각을 지정해서 충전 가능한 배터리와, 상기 배터리의 충전 전력계에 접속되고, 소정 조건의 성립 시에 상기 충전 전력계를 경유한 전력에 의해 작동되는 전력 부하를 구비한 것이다.
본 발명은, 이러한 배터리 충전 제어 장치에 대하여, 이하와 같은 충전 전력 변경 수단을 마련한 구성으로 특징지어진다.
이 충전 전력 변경 수단은, 상기 전력 부하가 작동되고 있는 동안, 상기 지정한 충전 시각 중인지의 여부에 따라, 배터리로의 충전 전력을 달리 하는 것이다.
이러한 본 발명의 배터리 충전 제어 장치에 의하면, 충전 전력계를 경유한 전력에 의해 전력 부하가 작동되고 있는 동안, 지정한 충전 시각 중인지의 여부에 따라, 배터리로의 충전 전력을 다르게 하기 때문에, 지정한 충전 시각 중일 때에서의 충전 전력 및 지정한 충전 시각 중이 아닐 때에서의 충전 전력의 적절한 설정에 의해, 충전 지정 시각 이외는 배터리 축전 상태를 증대시키기 위한 배터리 충전을 억제하고, 배터리 축전 상태를 증대시키기 위한 배터리로의 충전을 주로 충전 지정 시각 중에 행하게 할 수 있어, 충전 시각의 지정 의도, 예를 들어 러닝 코스트의 저하를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 되는 배터리 충전 제어 장치를, 배터리 온도 조절 장치와 함께, 이들의 개략을 나타내는 제어 시스템도이다.
도 2는 도 1에서의 컨트롤러가 실행하는 배터리 충전 제어 프로그램을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 배터리 충전 제어 프로그램의 동작 타임챠트이다.
도 4는 도 3에서의 배터리 가온 개시 시 t1과, 지정된 충전 종료 시각 t3 사이에서의 시간 축을 확대해서 나타내는 동작 타임챠트이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도시한 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예가 되는 배터리 충전 제어 장치의 제어 시스템도로, 본 실시예에서는, 이 배터리 충전 제어 장치를, 전기 자동차나 하이브리드 차량 등 전동 차량의 주행에 사용하는 메인 배터리(1)를 충전하기 위한 것으로 한다.
또한 메인 배터리(1)는, 복수개의 전지 쉘을 적층해서 유닛화한 전지 모듈을 복수개, 1세트로 해서 일체화한, 주행용 모터의 구동에 제공할 수 있는 대용량의 배터리로 한다.
도 1에서, 2는, 배터리(1)의 온도 조절을 행하기 위한 히터로, 본 발명에서의 전력 부하에 상당하고, 이 히터(2)는, 상기 전지 모듈에 대하여, 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 배치하고, 전지 모듈의 바로 옆에 설치하여, 배터리(1)를 가온할 수 있는 것으로 한다.
도 1에서, 3은, 전동 차량의 주행 구동에 사용하는 전동 모터로, 이 전동 모터(3)는, 인버터(4)를 통해서 배터리(1)에 전기 접속한다.
그리고, 인버터(4) 및 배터리(1) 사이의 전로 중에 메인 릴레이 스위치(5)를 삽입 배치하고, 이 메인 릴레이 스위치(5)는, 전동 차량의 도시하지 않은 이그니션 스위치에 연동하여, 동일하게 도시하지 않은 구동 컨트롤러를 통하여 개폐되고, 이그니션 스위치의 ON 시에 폐쇄되고, 이그니션 스위치의 OFF 시에 개방되는 것으로 한다.
이그니션 스위치의 ON에 연동해서 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어 있는 동안, 배터리(1)로부터의 직류 전력은, 인버터(4)에 의해 직류→교류 변환되는 동시에 해당 인버터(4)에 의한 제어 하에서 전동 모터(3)를 향해서 출력되고, 해당 모터(3)의 구동에 의해 전동 차량을 주행시킬 수 있다.
이그니션 스위치의 OFF에 연동해서 메인 릴레이 스위치(5)가 개방되어 있는 경우, 배터리(1)로부터의 직류 전력은 전동 모터(3)를 향할 수 없고, 해당 모터(3)의 정지에 의해 전동 차량을 정차 상태로 유지할 수 있다.
인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에는 충전기(7)를 접속해서 설치하고, 이 충전기(7)를, 충전 스탠드나 자택에 있는 배터리 충전 설비의 외부 전원에 접속할 때, 도시하지 않은 충전 컨트롤러에 의해 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되고, 배터리(1)를 외부 전원에 의해 충전할 수 있다.
상기와 같이 제공되는 배터리(1)의 온도 조절 및 충전 제어를 이하에 설명한다.
상기한 바와 같이 배터리(1)의 온도 조절을 행할 수 있도록, 전지 모듈의 바로 근처에서 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 설치한 히터(2)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에 전기 접속하고, 이 접속부와 히터(2) 사이의 전로 중에 히터 스위치(8)를 삽입 배치한다.
히터 스위치(8)의 개폐는, 배터리(1)의 온도 조절 및 충전 제어를 담당하는 컨트롤러(9)에 의해, 릴레이 구동 회로(6)를 통해서 제어한다.
이 컨트롤러(9)는 또한, 메인 릴레이 스위치(5)가 이그니션 스위치의 OFF에 연동해서 개방되어 있는 동안, 및, 메인 릴레이 스위치(5)가 충전기(7)의 외부 전원으로의 접속에 연동해서 폐쇄되어 있는 동안, 당해 메인 릴레이 스위치(5)도, 릴레이 구동 회로(6)를 통해서 개폐 제어하는 것으로 한다.
또한 컨트롤러(9)는, 메인 릴레이 스위치(5)가 이그니션 스위치의 OFF에 연동해서 개방되어 있는 동안, 히터 스위치(8)의 「폐쇄」에 동기해서 메인 릴레이 스위치(5)도 폐쇄해서 히터(2)를 작동(ON)시키고, 히터 스위치(8)의 「개방」에 동기해서 메인 릴레이 스위치(5)도 개방해서 히터(2)를 정지(OFF)시키는 것으로 한다.
또한 컨트롤러(9)는, 메인 릴레이 스위치(5)가 충전기(7)의 외부 전원으로의 접속에 연동해서 폐쇄되어 있는 동안, 히터 스위치(8)가 「폐쇄」 상태인 것을 조건으로, 메인 릴레이 스위치(5)를 개폐 제어하고, 본 발명이 목적으로 하는 후술하는 배터리 충전 제어를 행하고, 또한 히터 스위치(8)가 「개방」인 경우에는, 메인 릴레이 스위치(5)를 개방하여, 배터리 충전을 행하지 않는 것으로 한다.
컨트롤러(9)에는, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 상기 폐쇄 개방을 통한 히터(2)의 ON, OFF 제어(배터리 온도 조절의 ON, OFF), 및 배터리(1)의 충전 제어를 행하기 위해서, 배터리(1)의 축전 상태 SOC을 검출하는 배터리 축전 상태 검출 센서(11)로부터의 신호와 배터리(1)의 온도 Tbat를 검출하는 배터리 온도 센서(12)로부터의 신호와, 차량의 사용자가 배터리(1)의 충전 개시 시각 및 충전 종료 시각 사이에서의 배터리 충전 시각을 명령할 때에 조작하는 충전 시각 명령기(13)로부터의 신호를 입력한다.
또한 충전 시각 명령기(13)는, 저렴한 심야 전력을 사용한 배터리(1)의 만충전에 의해 러닝 코스트를 억제하거나, 출발 시각에 정확히 배터리(1)가 만충전으로 되어서 주행 거리가 최장으로 되도록 하는 것 등을 위하여, 차량의 사용자가 배터리 충전 시각을 명령하기 위한 것이다.
컨트롤러(9)는, 이들 입력 정보를 기초로 도시하지 않은 제어 프로그램을 실행해서 배터리 온도 조절을 행하는 동시에, 도 2에 나타내는 제어 프로그램을 실행하여, 배터리(1)의 충전 제어를 이하의 요령으로 행한다.
우선, 이그니션 스위치 OFF(메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」)에 의해, 전동 모터(3)(인버터(4))로부터 분리되어서 불사용 상태로 되어 있는 배터리(1)의 온도 조절을 개략 설명한다.
불사용 상태의 배터리(1)는, 특히 한랭지에서 전해액의 동결에 의해 입출력 가능 전력이 0으로 되어, 주행 불능으로 되는 점에서, 적절히 히터(2)를 작동시켜서 배터리(1)를 가온하여, 온도 조절할 필요가 있다.
이로 인해, 이그니션 스위치 OFF 중은, 배터리 온도 Tbat이 도 3에 예시하는 가온 개시 온도 Tbat_start(예를 들어 -17℃ 정도 미만이거나, 또한 동일하게 도 3에 예시하는 가온 종료 온도 Tbat_stop(예를 들어 -10℃) 이상인지의 여부를 체크한다.
배터리 온도 Tbat이 가온 개시 온도 Tbat_start 미만(Tbat<Tbat_start)으로 저하되는 도 3의 순시 t1 이전에서는, 당장은 배터리 전해액의 동결의 우려가 없으므로, 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 해서 배터리(1)의 가온을 행하지 않는다.
배터리 온도 Tbat가 가온 개시 온도 Tbat_start 미만(Tbat<Tbat_start)으로 되는 도 3의 t1에, 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 히터(2)를 ON으로 해서 배터리(1)의 가온을 행한다.
그 후는 컨트롤러(9)가, 상기 시 간격의 경과마다, 배터리 온도 Tbat이 가온 종료 온도 Tbat_stop 이상으로 되었는지의 여부를 체크하여, 도 3의 순시 t1 이후에서와 같이 Tbat≥Tbat_stop으로 되지 않는 동안, 컨트롤러(9)는 계속해서 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「폐쇄」에 의해, 히터(2)를 ON으로 해서 배터리(1)의 가온을 계속한다.
그리고 Tbat≥Tbat_stop으로 될 때, 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해, 히터(2)를 OFF로 해서 배터리(1)의 가온을 종료한다.
이상의 사이클의 반복에 의해, 배터리(1)는 Tbat<Tbat_stop 상태로 되는 일이 없어, 전해액이 동결해서 주행 불능으로 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, Tbat≥Tbat_stop으로 될 때, 히터(2)를 OFF로 해서 배터리(1)의 가온을 종료하기 때문에, 불필요한 히터(2)의 ON에 의해 전력이 불필요하게 소비되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(9)가 실행하는 배터리(1)의 충전 제어를, 도 2에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 2의 제어 프로그램은, 도 3의 순시 t0에서와 같이 충전기(7)를, 충전 스탠드나 자택에 있는 배터리 충전 설비의 외부 전원에 접속함으로써, 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되고, 충전 가능 상태로 되었을 때부터 실행된다.
스텝 S11에서는, 충전 시각 명령기(13)에 의해 지정된 충전 개시 시각 및 충전 종료 시각 사이에서의 타이머 충전 예약 시각 중인지의 여부를 체크한다.
도 3에서는, 지정된 충전 개시 시각을 순시 t1 후의 t3으로 하고, 또한 지정된 충전 종료 시각을 순시 t4로서 나타내었다.
스텝 S11에서 지금이 타이머 충전 예약 시각 중(t3 내지 t4)이 아니라고 판정하는 경우, 스텝 S12에서, 히터 스위치(8)가 ON 중인지의 여부에 의해, 배터리(1)가 가온 중인지의 여부를 체크한다.
또한, 도 3의 순시 t0 이후에서와 같이 충전기 접속 상태에서는, 충전기(7)로부터의 전력이 존재하고 있기 때문에, 히터 스위치(8)가 ON이면, 메인 릴레이 스위치(5)의 ON, OFF에 관계없이 히터(2)를 작동시킬 수 있어, 따라서 스텝 S12에서는 상기와 같이, 히터 스위치(8)가 ON 중인지의 여부만에 의해, 배터리(1)가 가온 중인지의 여부를 체크할 수 있다.
도 3의 가온 개시 순시 t1보다도 이전과 같이 배터리(1)가 가온 중이 아니라면, 스텝 S13에서, 메인 릴레이 스위치(5)의 「OFF」에 의해 배터리(1)의 충전을, 도 4의 가온 개시 순시 t1 이전에서의 배터리 충전 전력 Pchg=0으로부터 명백한 바와 같이, 금지해서 행하지 않도록 한다.
스텝 S12에서 히터(2)의 ON에 의한 배터리(1)의 가온 중이라고 판정하는 경우, 스텝 S14에서, 당해 가온의 개시 시(도 3에서는 t1)에 취득해야 하는 배터리 유지 용량 SOChold를 이미 취득하였는지의 여부를 체크한다.
아직 배터리 유지 용량 SOChold를 취득하지 않았으면, 스텝 S15에서 가온 개시 시(도 3에서는 t1)의 배터리 축전 상태 SOC(t1)를 배터리 유지 용량 SOChold로 설정한 후, 제어를 스텝 S16으로 진행하고, 이미 스텝 S15의 실행에 의해 배터리 유지 용량 SOChold를 취득하였으면, 이 스텝 S15를 스킵하고, 제어를 스텝 S16으로 진행시킨다.
스텝 S16은, 본 발명에서의 충전 전력 변경 수단에 상당하는 것으로, 이 스텝 S16에서는, 배터리 축전 상태 SOC가 배터리 유지 용량 SOChold로 유지되도록 메인 릴레이 스위치(5)의 ON, OFF에 의해 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를 제어한다.
이 제어는, SOC<SOChold이면, 메인 릴레이 스위치(5)의 ON에 의해 충전기(7)로부터 배터리(1)로 충전 전력을 공급하고, 또한 SOC=SOChold로 되면, 메인 릴레이 스위치(5)의 OFF에 의해 충전기(7)로부터 배터리(1)로 충전 전력이 공급되지 않도록 함으로써, 실현 가능하다.
이와 같이 배터리 축전 상태 SOC가 배터리 유지 용량 SOChold로 유지되도록 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를 제어하는 경우, 이하와 같은 효과가 얻어진다.
도 4는, 도 3의 가온 개시 시 t1과, 지정된 충전 개시 시각 t3 사이에서의 시간 축을, 도 3보다도 확대해서 나타내는 것으로, 순시 t1의 직후에 히터 소비 전력 Pheat가 급증하여, 그만큼 배터리 축전 상태 SOC가, 순시 t1의 직후에서의 배터리 전압 Vbat가 실선으로 나타내는 저하 경향으로부터 명확한 바와 같이 일시적으로 악화된다.
이러한 배터리 축전 상태 SOC의 악화를 방치해 두면, 도 3의 타이머 예약 충전 시각 t3 내지 t4 중에 배터리 축전 상태 SOC을 목적대로 만충전 상태로 할 수 없게 되어, 저렴한 심야 전력을 사용한 충전 비율이 저하되어 러닝 코스트가 높아지거나, 순시 t4의 충전 종료 후에서의 주행 개시 시에 배터리(1)가 만충전 상태가 아니어서, 주행 거리가 짧아진다고 하는 문제가 발생한다.
그런데 본 실시예에서는 스텝 S16에서, 배터리 축전 상태 SOC가 배터리 유지 용량 SOChold로 유지되도록 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를, 도 4의 가온 개시 시 t1의 직후에 도 4에 나타내는 바와 같이 증대시키기 때문에, 순시 t1의 직후에서도 배터리 전압 Vbat를 파선으로 나타내는 바와 같이, 배터리 유지 용량 SOChold 상당의 레벨로 유지할 수 있다.
이로 인해, 도 3의 타이머 예약 충전 시각 t3 내지 t4 이외에 배터리 축전 상태 SOC을 순시 t1의 레벨보다도 증대시키는 배터리 충전이 행하여지지 않고, 도 3의 타이머 예약 충전 시각 t3 내지 t4 중에 배터리 축전 상태 SOC를 목적대로 만충전 상태로 할 수 있어, 저렴한 심야 전력을 사용한 충전 비율을 최대한으로 높여서 러닝 코스트를 억제할 수 있고, 또한 순시 t4의 충전 종료 후에서의 주행 개시 시에 확실하게 배터리(1)를 만충전 상태로 할 수 있어, 주행 거리를 최대한 연장할 수 있다.
도 2의 스텝 S11에서 지금이, 충전 개시 시각 t3(도 3 참조) 및 충전 종료 시각 t4(도 3 참조) 사이에서의 타이머 충전 예약 시각 중이라고 판정하는 경우, 제어를 스텝 S17로 진행시킨다.
이 스텝 S17은 본 발명에서의 충전 전력 변경 수단에 상당하는 것으로, 배터리 축전 상태 SOC가 만충전 상태 SOCfull로 되도록 메인 릴레이 스위치(5)의 ON, OFF에 의해 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를 제어한다.
이 제어는, SOC<SOCfull이면, 메인 릴레이 스위치(5)의 ON에 의해 충전기(7)로부터 배터리(1)로 충전 전력을 공급하고, 또한 SOC=SOCfull로 되면, 메인 릴레이 스위치(5)의 OFF에 의해 충전기(7)로부터 배터리(1)로 충전 전력이 공급되지 않도록 함으로써, 실현 가능하다.
이와 같이 타이머 충전 예약 시각 중 t3 내지 t4에 배터리 축전 상태 SOC가 만충전 상태 SOCfull로 되도록 배터리(1)로의 충전을 행하는 경우, 타이머 충전 예약 시각의 지정 의도를 확실하게 달성할 수 있어, 당해 만충전을 위해서 소비되는 전력을 모두, 저렴한 심야 전력에서 조달하게 되어, 러닝 코스트를 억제할 수 있다.
상기 본 실시예의 배터리 충전 제어 장치에 의하면, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이,
순시 t1 이후의 히터(2)(전력 부하)의 작동에 의한 배터리(1)의 가온 중, 지금이 타이머 충전 예약 시각(t3 내지 t4)인지의 여부에 따라, 지금이 타이머 충전 예약 시각(t3 내지 t4)이 아니라면, 배터리 축전 상태 SOC가, 가온 개시 시 t1의 배터리 축전 상태 SOC(t1)인 배터리 유지 용량 SOChold로 유지되도록 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를 제어하기 때문에, 도 4에 나타내는 바와 같이 가온 개시 시 t1의 직후에 히터 소비 전력 Pheat가 급증하고, 그만큼 배터리 축전 상태 SOC가, 순시 t1의 직후에서의 배터리 전압 Vbat의 실선으로 나타내는 저하 경향으로부터 명확한 바와 같이 일시적으로 악화되는 경향이 있어도, 순시 t1의 직후에서의 배터리 전압 Vbat를 파선으로 나타내는 바와 같이, 배터리 유지 용량 SOChold 상당의 레벨로 유지할 수 있다.
따라서, 도 3의 타이머 예약 충전 시각 t3 내지 t4 이외에 배터리 축전 상태 SOC를 순시 t1의 레벨보다도 증대시키는 배터리 충전이 행하여 지지 않고, 그 후에서의 도 3의 타이머 예약 충전 시각 t3 내지 t4 중에 배터리 축전 상태 SOC를 목적대로 만충전 상태로 할 수 있어, 저렴한 심야 전력을 사용한 충전 비율을 최대한 높여서 러닝 코스트를 억제할 수 있고, 또한 순시 t4의 충전 종료 후에서의 주행 개시 시에 확실하게 배터리(1)를 만충전 상태로 할 수 있어, 주행 거리를 최대한 연장할 수 있다.
또한, 지금이 타이머 충전 예약 시각(t3 내지 t4)인 경우에는, 배터리 축전 상태 SOC가 만충전 상태 SOCfull로 되도록 배터리(1)로의 충전 전력 Pchg를 제어하기 때문에, 당해 만충전을 위해서 소비되는 전력을 모두, 저렴한 심야 전력에서 조달하게 되어, 러닝 코스트를 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. 충전 시각을 지정해서 충전 가능한 배터리와, 상기 배터리의 충전 전력계에 접속되고, 소정 조건의 성립 시에 상기 충전 전력계를 경유한 전력에 의해 작동되는 전력 부하를 구비한 배터리 충전 제어 장치에 있어서,
    상기 전력 부하가 작동되고 있는 동안, 상기 지정한 충전 시각 중인지의 여부에 따라, 상기 배터리로의 충전 전력을 달리하는 충전 전력 변경 수단을 마련한, 배터리 충전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전 전력 변경 수단은, 상기 지정한 충전 시각 중인지의 여부에 따라, 상기 배터리로의 충전 전력을, 만충전 가능한 만충전용 충전 전력과, 만충전보다도 작은 소정의 배터리 축전 상태로 유지하기 위한 축전 상태 유지용 충전 전력 사이에서 전환하는 것인, 배터리 충전 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충전 전력 변경 수단은, 상기 지정한 충전 시각 중이 아닌 동안, 배터리로의 충전 전력을 상기 축전 상태 유지용 충전 전력으로 하고, 상기 지정한 충전 시각 중인 동안, 배터리로의 충전 전력을 상기 만충전용 충전 전력으로 하는 것인, 배터리 충전 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 축전 상태 유지용 충전 전력은, 상기 전력 부하가 작동을 개시했을 때의 배터리 축전 상태로 배터리를 유지하는데 필요한 충전 전력인, 배터리 충전 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 부하는, 배터리를 소정 온도 미만으로 될 때에 가온해서 온도 조절하는 히터인, 배터리 충전 제어 장치.
KR1020137005792A 2011-03-11 2012-03-01 배터리 충전 제어 장치 KR101456400B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-054088 2011-03-11
JP2011054088A JP5732930B2 (ja) 2011-03-11 2011-03-11 バッテリ充電制御装置
PCT/JP2012/055206 WO2012124487A1 (ja) 2011-03-11 2012-03-01 バッテリ充電制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130054361A true KR20130054361A (ko) 2013-05-24
KR101456400B1 KR101456400B1 (ko) 2014-11-04

Family

ID=46830562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137005792A KR101456400B1 (ko) 2011-03-11 2012-03-01 배터리 충전 제어 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9136727B2 (ko)
EP (1) EP2685596B1 (ko)
JP (1) JP5732930B2 (ko)
KR (1) KR101456400B1 (ko)
CN (1) CN103098339B (ko)
WO (1) WO2012124487A1 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5736860B2 (ja) * 2011-03-11 2015-06-17 日産自動車株式会社 バッテリ充電制御装置
WO2014003085A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage unit and solar power generation unit
CN103066666B (zh) * 2013-01-22 2015-08-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种升压型电池充电管理系统及其控制方法
US10044214B2 (en) * 2013-03-08 2018-08-07 Texas Instruments Incorporated Battery charger
US20160164316A1 (en) * 2013-07-16 2016-06-09 Nec Corporation Rapid charging method for storage cell, rapid charging system, and program
JP6262514B2 (ja) * 2013-12-12 2018-01-17 住友化学株式会社 偏光板
TWI681691B (zh) * 2014-04-30 2020-01-01 瑞士商菲利浦莫里斯製品股份有限公司 電熱式氣溶膠產生系統、裝置及其控制方法
JP6331697B2 (ja) 2014-05-28 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
KR101610482B1 (ko) * 2014-07-28 2016-04-07 현대자동차주식회사 전기차의 충전 예약 취소 및 즉시 충전을 위한 방법 및 장치
JP6176223B2 (ja) 2014-11-04 2017-08-09 トヨタ自動車株式会社 バッテリシステム
JP6493344B2 (ja) * 2016-09-12 2019-04-03 トヨタ自動車株式会社 自動車
KR102695516B1 (ko) 2016-11-18 2024-08-14 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법, 배터리 충전 정보 생성 방법 및 배터리 충전 장치
JP7202471B2 (ja) 2019-05-14 2023-01-11 中▲車▼青▲島▼四方▲機車車▼輌股▲分▼有限公司 高速磁気浮上列車の電力供給電池及び電力供給システム
CN110224158B (zh) * 2019-05-14 2024-08-20 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种高速磁浮列车供电电池及供电系统
CN113306453B (zh) * 2020-02-27 2022-10-04 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池保温方法、装置、汽车和保温处理设备
CN114552068B (zh) * 2022-01-29 2024-04-26 北京新能源汽车股份有限公司 车辆及其动力电池加热方法、装置及存储介质
CN118494287A (zh) * 2023-02-14 2024-08-16 北京车和家汽车科技有限公司 动力电池充电方法、装置、介质及车辆

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0767265A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Komatsu Forklift Co Ltd 蓄電池の充電装置
JP3376718B2 (ja) * 1994-10-17 2003-02-10 日産自動車株式会社 充電システム
JP3712518B2 (ja) * 1998-01-26 2005-11-02 株式会社アイチコーポレーション バッテリ充電装置
JP2000040536A (ja) 1998-07-23 2000-02-08 Toyota Motor Corp バッテリ暖機装置
JP4126144B2 (ja) * 2000-05-11 2008-07-30 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 充電システム、インテリジェント電池、および充電方法
CN1277341C (zh) * 2003-04-11 2006-09-27 崧顺电子(深圳)有限公司 电池充电定时器
US7849944B2 (en) * 2007-06-12 2010-12-14 Ut-Battelle, Llc Self-learning control system for plug-in hybrid vehicles
US7683570B2 (en) * 2007-07-18 2010-03-23 Tesla Motors, Inc. Systems, methods, and apparatus for battery charging
JP5441391B2 (ja) * 2008-11-07 2014-03-12 トヨタホーム株式会社 充電装置、充電装置を備えた建物、及び温水生成装置
JP2010246176A (ja) * 2009-04-01 2010-10-28 Nec Saitama Ltd 充電回路及び充電制御方法
JP2010246320A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Fujitsu Ten Ltd 制御装置及び制御方法
US20100292855A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Michael Kintner-Meyer Battery Charging Control Methods, Electrical Vehicle Charging Methods, Battery Charging Control Apparatus, and Electrical Vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
US9136727B2 (en) 2015-09-15
EP2685596A4 (en) 2014-09-03
EP2685596B1 (en) 2018-04-25
EP2685596A1 (en) 2014-01-15
CN103098339A (zh) 2013-05-08
KR101456400B1 (ko) 2014-11-04
CN103098339B (zh) 2015-07-29
JP5732930B2 (ja) 2015-06-10
JP2012191782A (ja) 2012-10-04
WO2012124487A1 (ja) 2012-09-20
US20130147424A1 (en) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130054361A (ko) 배터리 충전 제어 장치
JP5736860B2 (ja) バッテリ充電制御装置
US9799934B2 (en) Vehicle electric battery controlling apparatus
JP6191042B2 (ja) 電動車両の充電システム
KR101609034B1 (ko) 배터리 온도 제어 장치
KR101455946B1 (ko) 차량의 충전 제어 장치
CN108028442B (zh) 蓄电池的加温控制装置
WO2012124485A1 (ja) バッテリ温度制御装置
JPWO2017056162A1 (ja) 電力消費制御装置
WO2013129217A1 (ja) 電動車両
JP2016152067A (ja) 蓄電システム
JP2012178899A (ja) 充電装置
JP6918588B2 (ja) 制御システム
JP2014075297A (ja) 蓄電システム
JP2016213975A (ja) 電動車両
JP2016111721A (ja) 車両の充電制御装置
JP7439775B2 (ja) 電動車両の電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4