(57)【要約】【課題】バッテリの出力が制限されている状態において、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる電動車両を提供すること。【解決手段】電動車両１の駆動力源であるモータ２と、車室内を空調する空調装置５と、モータ２及び空調装置５に電力を供給するバッテリ４と、車室内温度を検出する車室内温度センサ５１と、バッテリ４の出力が制限されているときに、車室内温度に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力の配分を変える制御装置６と、を備える。【選択図】図１
2020108221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力源であるモータと、
車室内を空調する空調装置と、
前記モータ及び前記空調装置に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの出力を制御する制御装置と、を備える電動車両であって、
車室内温度を検出する車室内温度検出部を備え、
前記制御装置は、前記バッテリの出力が制限されているときに、車室内温度に応じて、前記モータで消費する電力と前記空調装置で消費する電力との配分を設定する電動車両。
【請求項２】
前記制御装置は、車室内温度が所定の適温よりも低いとき、または、車室内温度が前記適温よりも高いとき、前記空調装置で消費する電力が前記モータで消費する電力よりも大きくなるように電力の配分を設定する請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
外気温度を検出する外気温度検出部を備え、
前記制御装置は、車室内温度と外気温度の両方に応じて、前記モータで消費する電力と前記空調装置で消費する電力との配分を設定する請求項１または請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、車室内温度と外気温度の両方を所定の閾値と比較した結果に応じて、前記モータで消費する電力と前記空調装置で消費する電力との配分を設定する請求項３に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＥＶ（Electric Vehicle）走行に使用される主機モータジェネレータと、車載空調装置を構成し冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入及び吐出する電動コンプレッサ駆動用の電動機である補機モータとを備えた車両において、主機モータジェネレータの要求電力Ｐｍｇを算出し、算出された要求電力Ｐｍｇと、補機モータ等の消費電力Ｐａｃ，Ｐｄｃとの合計電力を算出し、算出された合計電力が許容範囲内（「Ｐ１ｉｎ＋Ｐ２ｉｎ」〜「Ｐ１ｏｕｔ＋Ｐ２ｏｕｔ」）に収まるように、主機モータジェネレータの要求電力Ｐｍｇの調整に優先して、補機モータ等の消費電力Ｐａｃ，Ｐｄｃを調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３９３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような車両にあっては、バッテリの出力が制限されている状態では、空調に用いる電力が制限される。このため、極寒や酷暑などの状況では、乗員は、不快な室内環境下に置かれることになる、という課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、バッテリの出力が制限されている状態において、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる電動車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、車両の駆動力源であるモータと、車室内を空調する空調装置と、前記モータ及び前記空調装置に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの出力を制御する制御装置と、を備える電動車両であって、車室内温度を検出する車室内温度検出部を備え、前記制御装置は、前記バッテリの出力が制限されているときに、車室内温度に応じて、前記モータで消費する電力と前記空調装置で消費する電力との配分を設定するものである。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明によれば、バッテリの出力が制限されている状態において、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る電動車両の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る電動車両の電力配分の例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係る電動車両の温度に応じて電力配分を変える例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例に係る電動車両の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係る電動車両は、車両の駆動力源であるモータと、車室内を空調する空調装置と、モータ及び空調装置に電力を供給するバッテリと、バッテリの出力を制御する制御装置と、を備える電動車両であって、車室内温度を検出する車室内温度検出部を備え、制御装置は、バッテリの出力が制限されているときに、車室内温度に応じて、モータで消費する電力と空調装置で消費する電力の配分を設定するよう構成されている。
【００１０】
これにより、本発明の一実施の形態に係る電動車両は、バッテリの出力が制限されている状態で、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る電動車両について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施例に係る電動車両１は、モータ２と、インバータ３と、バッテリ４と、空調装置５と、制御装置６と、を含んで構成される。
【００１２】
モータ２は、例えば、複数の永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコイルが巻きつけられたステータと、を備えた同期型モータで構成される。モータ２は、ステータコイルに三相交流電力が印加されることでステータに回転磁界が形成され、この回転磁界によりロータが回転して駆動力を生成する。
【００１３】
また、モータ２は、発電時における回転抵抗を電動車両１の制動に利用するように駆動される。これにより、モータ２は、回生によって発電できる機能を有する。このように、モータ２は、発電機としても機能し、バッテリ４を充電するための電力を生成できるようになっている。
【００１４】
モータ２の回転軸は、減速機２１を介して駆動軸１１に連結されている。モータ２は、駆動軸１１を介して駆動輪１０を駆動する。
【００１５】
インバータ３は、制御装置６の制御により三相交流電力をモータ２に供給する。また、インバータ３は、モータ２が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ４を充電する。
【００１６】
バッテリ４は、例えば、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなり、複数のセルを直列に接続して構成されている。バッテリ４は、インバータ３を介してモータ２に電力を供給する。バッテリ４は、空調装置５に電力を供給する。バッテリ４には、バッテリ４の温度を検出するバッテリ温度センサ４１と、バッテリ４の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ４２が設けられている。
【００１７】
空調装置５は、制御装置６により駆動が制御され、車室内の暖房、冷房、除湿および換気等の空調を行なう。
【００１８】
制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００１９】
制御装置６のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御装置６として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御装置６として機能する。
【００２０】
制御装置６の入力ポートには、前述のバッテリ温度センサ４１と、バッテリ電流センサ４２に加え、車室内温度検出部としての車室内温度センサ５１と、外気温度検出部としての外気温度センサ５２とを含む各種センサ類が接続されている。一方、制御装置６の出力ポートには、前述のインバータ３と、空調装置５とを含む各種制御対象類が接続されている。
【００２１】
車室内温度センサ５１は、車室内の温度を検出する。外気温度センサ５２は、外気の温度を検出する。
【００２２】
制御装置６は、ＳＯＣ算出部６１を備えている。ＳＯＣ算出部６１は、バッテリ温度センサ４１及びバッテリ電流センサ４２の出力によりバッテリ４のＳＯＣ（State of Charge）を検知する。
【００２３】
本実施例において、制御装置６は、バッテリ電流センサ４２の検出するバッテリ４の温度が第１閾値よりも低い、または、バッテリ４の温度が第２閾値より高い、または、バッテリ４のＳＯＣが所定値より小さい場合、バッテリ４のモードを出力制限モードに遷移させる。
【００２４】
制御装置６は、バッテリ４が出力制限モードの場合、車室内温度に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００２５】
制御装置６は、車室内の温度が予め定められた適温よりも低い場合、または、車室内の温度が予め定められた適温よりも高い場合、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるように電力を配分する。ここで、適温は、所定の温度でもよいし、上限温度と下限温度の間のように幅のある温度としてもよい。適温は、電動車両１の乗員が快適と感じるような温度を設定する。
【００２６】
制御装置６は、例えば、車室内の温度が前述の適温の下限値である第３閾値よりも低い場合には、所定の第１電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００２７】
制御装置６は、例えば、車室内の温度が前述の適温の上限値である第４閾値よりも高い場合には、所定の第２電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００２８】
制御装置６は、例えば、車室内の温度が前述の適温の上限値と下限値の間にある場合には、所定の第３電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００２９】
第１電力配分、第２電力配分、第３電力配分は、例えば、図２に示すような電力配分とする。図２の例は、バッテリ４の最大出力が５０ｋＷの場合を示している。
【００３０】
図２に示すように、第１電力配分及び第２電力配分では、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるようになっている。
【００３１】
また、制御装置６は、図３に示すマップに従って、車室内の温度に応じてモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分してもよい。
【００３２】
図３に示すように、車室内の温度が零℃以下の場合は、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるようになっている。
【００３３】
また、車室内の温度が３０℃より高い場合は、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるようになっている。
【００３４】
制御装置６は、車室内の温度に加え外気温度に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分するようにしてもよい。
【００３５】
制御装置６は、例えば、車室内の温度または外気温度が前述の適温の下限値である第３閾値よりも低い場合には、所定の第１電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００３６】
制御装置６は、例えば、車室内の温度または外気温度が前述の適温の上限値である第４閾値よりも高い場合には、所定の第２電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００３７】
制御装置６は、例えば、車室内の温度または外気温度が前述の適温の上限値と下限値の間にある場合には、所定の第３電力配分によりモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００３８】
制御装置６は、図３に示すマップに従って、車室内の温度または外気温度に応じてモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分してもよい。
【００３９】
制御装置６は、図３に示すように、車室内の温度または外気温度が零℃以下の場合は、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるようにする。
【００４０】
また、制御装置６は、車室内の温度または外気温度が３０℃より高い場合は、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるようにする。
【００４１】
以上のように構成された本実施例に係る電動車両１による電力配分処理について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する電力配分処理は、制御装置６が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
【００４２】
ステップＳ１において、制御装置６は、バッテリ温度センサ４１によりバッテリ４の温度を検出する。
【００４３】
ステップＳ２において、制御装置６は、バッテリ温度が第１閾値よりも低いこと、または、バッテリ温度が第２閾値より高いことが成立しているか否かを判定する。バッテリ温度が第１閾値よりも低いこと、または、バッテリ温度が第２閾値より高いことが成立していないと判定した場合、制御装置６は、ステップＳ１に処理を戻して処理を繰り返す。
【００４４】
バッテリ温度が第１閾値よりも低いこと、または、バッテリ温度が第２閾値より高いことが成立していると判定した場合、ステップＳ３において、制御装置６は、バッテリ４のモードを出力制限モードに遷移させる。
【００４５】
ステップＳ４において、制御装置６は、車室内温度または外気温度が第３閾値より低いか否かを判定する。車室内温度または外気温度が第３閾値より低いと判定した場合、ステップＳ５において、制御装置６は、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力の配分を前述の第１電力配分として、処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ４において車室内温度または外気温度が第３閾値より低くないと判定した場合、ステップＳ６において、制御装置６は、車室内温度または外気温度が第４閾値より高いか否かを判定する。車室内温度または外気温度が第４閾値より高いと判定した場合、ステップＳ７において、制御装置６は、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力の配分を前述の第２電力配分として、処理を終了する。
【００４７】
ステップＳ６において車室内温度または外気温度が第４閾値より高くないと判定した場合、ステップＳ８において、制御装置６は、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力の配分を前述の第３電力配分として、処理を終了する。
【００４８】
このように、本実施例では、バッテリ４のモードが出力制限モードの場合、車室内温度に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００４９】
これにより、バッテリ４の出力が制限されている状態で、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる。
【００５０】
また、車室内の温度が予め定められた適温よりも低い場合、または、車室内の温度が予め定められた適温よりも高い場合、空調装置５で消費する電力がモータ２で消費する電力よりも大きくなるように電力を配分する。
【００５１】
これにより、極寒や酷暑などの状況であっても、乗員の快適性を向上させることができる。
【００５２】
また、車室内の温度と外気温度の両方に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００５３】
車室内の温度だけで判断する場合、車室内が適温になったときに電力配分が変わる。この結果、空調の効きが弱くなり、車外の状況によっては、すぐに不快な車室内環境に戻る可能性がある。車室内の温度と外気温度の両方に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分するため、車室内が適温になった後、快適な車室内環境を維持することができる。
【００５４】
また、車室内の温度と外気温度の両方を閾値と比較し、この比較結果に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分する。
【００５５】
車室内の温度だけで判断する場合、車室内が適温になったときに電力配分が変わる。この結果、空調の効きが弱くなり、車外の状況によっては、すぐに不快な車室内環境に戻る可能性がある。車室内の温度と外気温度の両方に応じて、モータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力を配分するため、車室内が適温になった後、快適な車室内環境を維持することができる。
【００５６】
本実施例では、車室内の温度や外気温度に応じて電力の配分を決定したが、乗員が決定できるようにしてもよい。例えば、多段階のうち一つを選択可能なスイッチを設け、段階ごとにモータ２で消費する電力と空調装置５で消費する電力の配分を決める。このようにすることで、乗員が任意で電力の配分を決定することができる。
【００５７】
また、走行モードの切替時、例えば雪道モードやエコモードなどの駆動側の電力が少なくて済む走行モードの場合は、空調に配分する電力を多くするようにしてもよい。
【００５８】
本実施例では、各種センサ情報に基づき制御装置６が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、電動車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
【００５９】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００６０】
１  電動車両
２  モータ
４  バッテリ
５  空調装置
６  制御装置
５１  車室内温度センサ（車室内温度検出部）
５２  外気温度センサ（外気温度検出部）
【図１】
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【図２】
2020108221.tif 000004
【図３】
2020108221.tif 000005
【図４】
2020108221.tif 000006