(57)【要約】【課題】蓄電装置の保護と外部充電の機会の確保との両立を図る。【解決手段】蓄電装置と、外部電源からの電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電の実行が指示されたとき、蓄電装置の電圧が充電許可電圧以下のときには外部充電の実行を許可し、蓄電装置の電圧が充電許可電圧よりも高いときには外部充電の実行を許可しない制御装置と、を備える車両において、制御装置は、蓄電装置の内部抵抗および／または出荷からの期間に基づいて充電許可電圧を設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記蓄電装置を充電する外部充電の実行が指示されたとき、前記蓄電装置の電圧が充電許可電圧以下のときには前記外部充電の実行を許可し、前記蓄電装置の電圧が前記充電許可電圧よりも高いときには前記外部充電の実行を許可しない制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗および／または出荷からの期間に基づいて前記充電許可電圧を設定する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、電源回路からの電力を用いて二次電池を充電する際には、所定電流を供給して二次電池の閉回路電圧が所定電圧に到達するまで定電流充電を行なった後に所定電圧により定電圧充電を行なう二次電池の充電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７１２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の車両において、電源回路からの電力を用いて二次電池を充電する外部充電の実行が指示されたときに、二次電池の電圧が充電許可電圧以下のときには外部充電の実行を許可し、二次電池の電圧が充電許可電圧よりも高いときには外部充電の実行を許可しないことが考えられている。これは、二次電池を満充電でない比較的高い電圧から充電すると、二次電池の内部抵抗により、二次電池の電圧が急上昇して過電圧に至る懸念があるためである。このときに、二次電池の保護のために充電許可電圧を一律に比較的低くすると、外部充電の機会が限定され、ユーザに違和感を与えたり次回の走行可能距離が短くなったりする可能性がある。
【０００５】
本発明の車両は、蓄電装置の保護と外部充電の機会の確保との両立を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記蓄電装置を充電する外部充電の実行が指示されたとき、前記蓄電装置の電圧が充電許可電圧以下のときには前記外部充電の実行を許可し、前記蓄電装置の電圧が前記充電許可電圧よりも高いときには前記外部充電の実行を許可しない制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗および／または出荷からの期間に基づいて前記充電許可電圧を設定する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の車両では、外部電源からの電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電の実行が指示されたとき、蓄電装置の電圧が充電許可電圧以下のときには外部充電の実行を許可し、蓄電装置の電圧が充電許可電圧よりも高いときには外部充電の実行を許可しない。この際に、蓄電装置の内部抵抗および／または出荷からの期間に基づいて充電許可電圧を設定する。これにより、蓄電装置の内部抵抗や出荷からの期間に拘わらずに充電許可電圧を一律に比較的低くするものに比して、二次電池の内部抵抗や出荷からの期間に応じて外部充電の機会を確保することができる。この結果、蓄電装置の保護と外部充電の機会の確保との両立を図ることができる。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗が小さいときには大きいときに比して高くなるように、および／または、前記出荷からの期間が短いときには長いときに比して高くなるように前記充電許可電圧を設定するものとしてもよい。こうすれば、充電許可電圧をより適切に設定することができる。
【００１０】
また、本発明の車両において、前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が高いときには低いときに比して高くなるように前記充電許可電圧を設定するものとしてもよい。こうすれば、充電許可電圧をより適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】充電許可電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、充電器４０と、システムメインリレーＳＭＲと、充電リレーＣＨＲと、電子制御ユニット５０とを備える。
【００１４】
モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３８に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット５０によってインバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン３８を介してインバータ３４に接続されている。
【００１５】
充電器４０は、電力ライン３８に接続されており、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフで充電器４０に接続された車両側コネクタ４２と外部電源９０に接続された電源側コネクタ９２とが接続されているときに、外部電源９０からの電力を用いてバッテリ３６を充電する外部充電を行なえるように構成されている。この充電器４０は、電子制御ユニット５０により制御される。
【００１６】
システムメインリレーＳＭＲは、電力ライン３８におけるインバータ３４とバッテリ３６との間に設けられており、電子制御ユニット５０によってオンオフ制御されることにより、インバータ３４側とバッテリ３６側との接続および接続の解除を行なう。
【００１７】
充電リレーＣＨＲは、電力ライン３８におけるバッテリ３６と充電器４０との間に設けられており、電子制御ユニット５０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ３６と充電器４０側との接続および接続の解除を行なう。
【００１８】
電子制御ユニット５０は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサからのモータ３２の回転子の回転位置や、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂ、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ（バッテリ３６を充電するときが正の値）、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂを挙げることができる。また、車両側コネクタ４２に取り付けられると共に車両側コネクタ４２と電源側コネクタ９２との接続を検出する接続検出センサ４３からの接続検出信号も挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチからのイグニッション信号や、シフトポジションセンサからのシフトポジションＳＰ、アクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度、ブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジション、車速センサからの車速も挙げることができる。
【００１９】
電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４への制御信号や、充電器４０への制御信号、システムメインリレーＳＭＲへの制御信号、充電リレーＣＨＲへの制御信号を挙げることができる。
【００２０】
電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。また、電子制御ユニット５０は、電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂと電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂとの組を複数用いてバッテリ３６の内部抵抗Ｒｂを推定している。さらに、電子制御ユニット５０は、外部充電の際には、電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂと電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂとの積としてバッテリ３６の充電電力Ｐｃｈを演算している。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフで車両側コネクタ４２と電源側コネクタ９２とが接続されて外部充電の実行指示が行なわれたときの動作について説明する。図２は、このときに電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、外部充電の実行指示は、例えば、外部電源９０を有する充電スタンドに設けられた充電開始スイッチ（図示省略）がユーザにより操作されることにより行なわれる。
【００２２】
図２の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、最初に、バッテリ３６の電圧Ｖｂや温度Ｔｂ、内部抵抗Ｒｂなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、バッテリ３６の電圧Ｖｂは、電圧センサ３６ａにより検出された値を入力するものとした。バッテリ３６の温度Ｔｂは、温度センサ３６ｃにより検出された値を入力するものとした。バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂは、上述の手法により推定した値を入力するものとした。
【００２３】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ３６の温度Ｔｂおよび内部抵抗Ｒｂに基づいて、バッテリ３６の充電を許可するか否かを判定するための充電許可電圧Ｖｔｈを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、充電許可電圧Ｖｔｈは、実施例では、バッテリ３６の温度Ｔｂおよび内部抵抗Ｒｂと充電許可電圧Ｖｔｈとの関係を予め定めて充電許可電圧設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ３６の温度Ｔｂおよび内部抵抗Ｒｂが与えられると、このマップから対応する充電許可電圧Ｖｔｈを導出して設定するものとした。図３は、充電許可電圧設定用マップの一例を示す説明図である。図３に示すように、充電許可電圧Ｖｔｈは、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが小さいほど高くなるように、且つ、バッテリ３６の温度Ｔｂが高いほど高くなるように設定される。この理由については後述する。
【００２４】
こうして充電許可電圧Ｖｔｈを設定すると、バッテリ３６の電圧Ｖｂを充電許可電圧Ｖｔｈと比較する（ステップＳ１２０）。そして、バッテリ３６の電圧Ｖｂが充電許可電圧Ｖｔｈ以下のときには、外部充電の実行を許可して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。こうして外部充電の実行を許可すると、充電リレーＣＨＲをオンにして、外部電源９０からの電力を用いてバッテリ３６が充電されるように充電器４０を制御する。そして、バッテリ３６の電圧Ｖｂが充電許可電圧Ｖｔｈよりも高い充電終了電圧Ｖｔｈ２以上に至ったときに、充電器４０を駆動停止する。
【００２５】
ステップＳ１２０でバッテリ３６の電圧Ｖｂが充電許可電圧Ｖｔｈよりも高いときには、外部充電の実行を許可することなく、本ルーチンを終了する。これにより、バッテリ３６の電圧Ｖｂの急上昇を抑制し、バッテリ３６が過電圧に至るのを抑制することができる。また、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが高くなり、電池劣化を引き起こすのを抑制することができる。
【００２６】
ここで、充電許可電圧Ｖｔｈを図３に示した傾向に設定する理由について説明する。バッテリ３６を満充電でない比較的高い電圧から充電すると、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂにより、バッテリ３６の電圧Ｖｂが急上昇して過電圧に至る懸念がある。このため、外部充電を実行するか否かの判定に充電許可電圧Ｖｔｈを用いることが考えられるものの、バッテリ３６の保護のために充電許可電圧Ｖｔｈを一律に比較的低くすると、外部充電の機会が制限され、ユーザに違和感を与えたり次回の走行可能距離が短くなったりする可能性がある。発明者らは、実験や解析により、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが大きいほど外部充電の際にバッテリ３６の電圧Ｖｂが急上昇しやすい（言い換えれば、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが小さいほど外部充電の際にバッテリ３６の電圧Ｖｂが急上昇しにくい）ことを見出した。また、バッテリ３６の温度Ｔｂが低いほどバッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが大きくなることが知られている。実施例では、これらを踏まえて、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが小さいほど高くなるように、且つ、バッテリ３６の温度Ｔｂが高いほど高くなるように充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとした。これにより、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが小さいときやバッテリ３６の温度Ｔｂが高いときに、バッテリ３６の保護を図りつつ外部充電の機会をより確保することができる。この結果、バッテリ３６の保護と外部充電の機会の確保との両立を図ることができる。
【００２７】
以上説明した実施例の電気自動車２０では、外部充電の実行が指示されたときに、バッテリ３６の電圧Ｖｂが充電許可電圧Ｖｔｈ以下のときには外部充電の実行を許可し、バッテリ３６の電圧Ｖｂが充電許可電圧Ｖｔｈよりも高いときには、外部充電の実行を許可しない。この際に、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが小さいほど高くなるように、且つ、バッテリ３６の温度Ｔｂが高いほど高くなるように充電許可電圧Ｖｔｈを設定する。これにより、バッテリ３６の保護と外部充電の機会の確保との両立を図ることができる。
【００２８】
実施例の電気自動車２０では、バッテリ３６の温度Ｔｂおよび内部抵抗Ｒｂに基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとした。しかし、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂだけに基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとしてもよい。また、出荷からの期間に基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとしてもよいし、出荷からの期間およびバッテリ３６の温度Ｔｂに基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとしてもよいし、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂと出荷からの期間とに基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとしてもよいし、バッテリ３６の内部抵抗Ｒｂおよび温度Ｔｂと出荷からの期間とに基づいて充電許可電圧Ｖｔｈを設定するものとしてもよい。出荷からの期間を考慮する場合、出荷からの期間が短いほど高くなるように充電許可電圧Ｖｔｈを設定すればよい。これは、出荷からの期間が長くなるに従ってバッテリ３６の内部抵抗Ｒｂが大きくなると考えられるためである。
【００２９】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。
【００３０】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３１】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２０  電気自動車、２２ａ，２２ｂ  駆動輪、２４  デファレンシャルギヤ、２６  駆動軸、３２  モータ、３４  インバータ、３６  バッテリ、３６ａ  電圧センサ、３６ｂ  電流センサ、３６ｃ  温度センサ、３８  電力ライン、４０  充電器、４２  車両側コネクタ、４３  接続検出センサ、５０  電子制御ユニット、９０  外部電源、９２  電源側コネクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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