(57)【要約】      （修正有）【課題】追加バッテリ搭載時のＳＯＣ表示を好適なものにする。【解決手段】表示部は、複数のバッテリの合計個数の充電状態表示Ａ，Ｂ，Ｃを有し、この充電状態表示を使用中、未使用、使用済みの順で背面側に位置するように一部を重畳させて表示する。これにより、バッテリを追加した場合においても、追加バッテリの合計個数の充電状態表示は、表示面積をほとんど変化させずにバッテリの個数を認識できるとともに、複数のバッテリ全体の充電状態を示すことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する、並列接続された複数のバッテリと、
この複数のバッテリの各々の充電状態を検出する充電状態検出部と、
バッテリの充電状態を表示する表示部と、
を含み、
前記表示部は、複数のバッテリの合計個数の充電状態表示を有し、この充電状態表示を使用中、未使用、使用済みの順で背面側に位置するように一部を重畳させて表示することを特徴とする充電状態表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電状態表示装置において、
前記表示部における、複数のバッテリの合計個数の充電状態表示は、対応するバッテリの充電状態をそれぞれ表示するのではなく、複数のバッテリ全体の充電状態を示すことを特徴とする充電状態表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリの充電状態の表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、充電可能なバッテリ（充電池）が広く普及している。このようなバッテリにおいては、その充電状態を知りたいという要求がある。そこで、各種手段によってバッテリの充電状態を検出し、これを表示してユーザに知らせるシステムが知られている。
【０００３】
例えば、バッテリおよび走行用モータを搭載し、走行用モータによって走行する電動車両が知られており、有害ガスを排出しないなどの利点があり、広く採用されるようになっている。このような電動車両としては、走行用モータの駆動力のみを利用する電気自動車の他、エンジンを搭載しエンジンの駆動力も利用するハイブリッド車がある。ここで、ハイブリッド車においても商用電源からバッテリの充電が可能であり、エンジンを駆動せずに電気自動車としての走行が可能なものもある。
【０００４】
このような電動車両において、バッテリからの電力で走行する場合には、そのバッテリの容量により走行性能が制限される。例えば、走行距離はバッテリの容量が大きいほど長くでき、またバッテリ電圧が高いほどモータ出力を大きくできる。
【０００５】
そこで、搭載するバッテリの数をユーザによって、選択することも提案されている。例えば、特許文献１では、ユーザの走行距離需要に応じて搭載するバッテリの数を調整可能とすることが記載されている。車両に搭載するバッテリの充電状態の表示についても、特許文献２〜５のような各種の提案がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６２３５７号公報
【特許文献２】特開平０５−３３８４４４号公報
【特許文献３】特開平０５-６８３０６号公報
【特許文献４】特開平０９−２９８８０５号公報
【特許文献５】特開平１０-２８３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バッテリの搭載数が変化した場合、バッテリの残存容量を知ることだけでなく、バッテリ数の変化についても知りたいという要求がある。また、その表示においては、バッテリを追加したからといって、表示面積をあまり大きくしたくないという要求もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、負荷に電力を供給する、並列接続された複数のバッテリと、この複数のバッテリの各々の充電状態を検出する充電状態検出部と、バッテリの充電状態を表示する表示部と、を含み、前記表示部は、複数のバッテリの合計個数の充電状態表示を有し、この充電状態表示を使用中、未使用、使用済みの順で背面側に位置するように一部を重畳させて表示することを特徴とする。
【０００９】
また、前記表示部における、複数のバッテリの合計個数の充電状態表示は、対応するバッテリの充電状態をそれぞれ表示するのではなく、複数のバッテリ全体の充電状態を示すことが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、追加バッテリを追加した場合においても、表示面積はほとんど変化せずにバッテリの個数が認識できるとともに、バッテリ全体のＳＯＣを容易に認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、電動車両の要部構成を示すブロック図である。主バッテリ１０は、車両に標準装備として搭載されるバッテリである。この主バッテリには、主コンバータ１２が接続されている。この主コンバータ１２は、２００〜３００Ｖ程度の主バッテリ１０の出力電圧を、４００Ｖ程度まで昇圧する。なお、この主コンバータ１２の出力電圧は、変更することが可能になっている。
【００１３】
主コンバータ１２の出力側には、コンデンサ１４が接続されており、出力電圧を安定化させている。そして、コンデンサ１４が接続されている主コンバータ１２の出力がインバータ１６の入力側に接続されている。このインバータ１６は、入力されてくる直流電力を所定の交流電流に変換する。インバータ１６の出力は、モータ１８に供給され、モータ１８が駆動される。なお、この例では、モータ１８は三相の永久磁石モータであり、ｕ，ｖ，ｗの三相のモータ駆動電流がインバータ１６から出力される。
【００１４】
モータ１８の出力軸には、動力伝達機構２０を介し車輪が接続され、モータ１８の出力によって車輪を駆動して車両が走行する。また、動力伝達機構２０には、エンジン２２も接続されており、このエンジン２２の駆動力によって車輪を駆動できるとともに、モータ１８を発電機として駆動し、その発電電力によって主バッテリ１０を充電することもできる。さらに、車輪からの駆動力によってモータ１８を発電機として動作させる回生動作も可能になっている。
【００１５】
また、本車両は、オプションとして追加バッテリが搭載可能になっている。この例では、追加バッテリ３０，３２の２つが追加搭載されている。これら２つの追加バッテリ３０，３２は、スイッチ３４によりいずれか一方が副コンバータ３６に接続されるようになっている。副コンバータ３６の出力は主コンバータ１２の出力に並列接続されており、主コンバータ１２の出力と、副コンバータ３６の出力がインバータ１６に供給される。
【００１６】
ここで、主コンバータ１２は、その出力電圧を目標値に一致させるように動作する電圧制御型であり、副コンバータ３６は出力の電流量を制御する電流制御型として機能する。従って、主コンバータ１２によってインバータ入力電圧が決定され、モータ出力に対し、どのような割合で電力出力を分担するかが副コンバータ３６によって決定される。
【００１７】
主バッテリ１０の主コンバータ１２に至る線路、および追加バッテリ３０，３２の副コンバータ３６に至る線路には、電流計３８がそれぞれ配置されており、各バッテリ１０，３０，３２の充放電電流が３つの電流計３８によってそれぞれ計測される。３つの電流計３８の出力はＳＯＣ検出部４０に供給され、ＳＯＣ検出部４０は、各バッテリ１０，３０，３２の充放電電流から各バッテリ１０，３０，３２の充電状態（ＳＯＣ）を検出する。なお、各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣの検出は、充放電電流の積算ではなく、それらの電圧から起電圧を測定してＳＯＣを検出するなど他の手段によってもよい。
【００１８】
ＳＯＣ検出部４０からの各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣは、制御部４２に供給される。制御部４２には、アクセル踏み込み量に応じた出力トルクについての信号など各種信号が供給されており、制御部４２は供給される信号に基づいて主コンバータ１２、副コンバータ３６、インバータ１６の動作を制御する。また、制御部４２には、表示部４４が接続されており、この表示部４４に各種表示が行われる。この例では、特に各バッテリ１０，３０，３２のＳＯＣについての表示が行われる。
【００１９】
ここで、本実施形態の制御部４２の動作について、説明する。なお、ここでは、モータ１８により電気自動車として走行する場合についてのみ説明する。アクセル開度、走行スピードなどが制御部４２に供給されると、制御部４２はこれらの信号からモータ１８の出力トルクを決定し、モータ回転数を考慮して、インバータ１６のスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号によってインバータ１６からモータ１８に供給する電流を制御する。これによって、モータ１８の出力トルクが制御される。通常は、インバータ１６の各スイッチングトランジスタをＰＷＭ制御することによって、モータ１８への電流量制御が行われる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、その時の出力トルクなどによって、インバータ１６の入力電圧を制御する。すなわち、出力トルクが大きいときには、インバータ入力電圧を高くすることで、モータ１８への印加電圧を大きくして、鉄損を少なくする。一方、出力トルクが小さいときには、インバータ入力電圧を小さくして、インバータのスイッチングトランジスタにおける損失を減少する。そこで、主コンバータ１２における動作を制御して、主コンバータ１２の出力電圧が目標とするインバータ入力電圧になるようにする。
【００２１】
一方、モータ１８の出力トルクは、その入力電力によって決定される。そこで、モータ入力電力を主コンバータ１２からの出力電力と、副コンバータ３６からの出力電力とで分配する。このため、副コンバータ３６は、その出力電流が目標値になるように、制御する。
【００２２】
この出力電力の分配は、制御部４２がＳＯＣ検出部４０から供給される各バッテリのＳＯＣに応じて決定する。例えば、追加バッテリ３０が副コンバータ３６に接続されている状態で、追加バッテリ３０のＳＯＣが３０％、主バッテリ１０のＳＯＣが６０％であれば、両バッテリ１０，３０のＳＯＣが近づくように、主コンバータ１２からの電流量が副コンバータ３６からの電流量の２倍になるように副コンバータ３６を制御する。
【００２３】
なお、本実施形態では、追加バッテリ３０，３２を切り換えて使えるようになっている。例えば、追加バッテリ３０を先に副コンバータ３６に接続して使用し、追加バッテリ３０について使い切った場合に、スイッチ３４によって追加バッテリ３２を副コンバータ３６に接続する。従って、本実施形態の場合には、追加バッテリ３０，３２の２つがあることを前提として、副コンバータ３６からの出力を制御するとよい。
【００２４】
例えば、主バッテリ１０と、追加バッテリ３０の２つしかない場合、制御部４２は両バッテリ１０，３０のＳＯＣがほぼ一定になるように制御するが、モータ１８の駆動が目標通りになされることが第１の目的であり、ＳＯＣが一致することが目的ではない。従って、両バッテリ１０，３０のＳＯＣはある程度ばらつくことになる。また、追加バッテリ３０，３２の２つを搭載している場合には、主バッテリ１０のＳＯＣと、追加バッテリ３０，３２のＳＯＣは、かなり異なった値となる。
【００２５】
図２には、本実施形態における表示部４４におけるＳＯＣ表示例が示されている。この例では、主バッテリ１０の他に２つの追加バッテリ３０，３２が搭載されている場合であり、合計３つのバッテリが搭載されている。そこで、バッテリ数３に対応し、３枚のＳＯＣ表示Ａ，Ｂ，Ｃが設けられている。ここで、この３枚のＳＯＣ表示Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれが個別のバッテリのＳＯＣをそれぞれ表示するのではなく、主バッテリ１０および２つの追加バッテリ３０，３２を合わせた全体のバッテリ容量についてのＳＯＣを表示する。すなわち、図３に示すように、１枚のＳＯＣ表示が、全体のバッテリ容量に対し、３３％に対応し、全体ＳＯＣが６６％になると、１枚のＳＯＣ表示が残り０になる。図２の例では、１枚に５つ、全体で１５個の表示バーがあり、８つの表示バーが充電、残り７つの表示バーが放電になっているため、ＳＯＣ５３．３％である。
【００２６】
図２に示すように、５つの表示バーがすべて放電状態となった使用済みを示すＳＯＣ表示については、一番背面側に位置し、半透明表示などの薄い表示になっている。なお、図のように、破線表示としてもかまわない。また、複数枚のＳＯＣ表示は、少しずらして重畳表示される。表示が変化する現在使用中を示すＳＯＣ表示が一番前に表示され、すべての表示バーが充電状態である未使用を示すＳＯＣ表示が使用中と使用済みのＳＯＣ表示の真ん中に位置する。使用中のＳＯＣ表示は必ず１枚であり、これが前面に表示され、使用中のＳＯＣ表示は全体が隠されることなく表示される。一方、その他の表示は、前側に位置するＳＯＣ表示が重畳していない部分のみ表示されるため、一部の表示になる。
【００２７】
なお、ＳＯＣの表示は、この形態に限定されることなく、円グラフや棒グラフなどの表示でも良い。
【００２８】
図４には、表示部４４における実際の表示例を示す。このように、エンジン２２、モータ１８の他に、主バッテリ１０の表示およびＳＯＣ表示Ａ，Ｂ，Ｃが設けられる。また、この例では、エンジン２２が駆動され、そのエネルギーがモータ１８に供給されるとともに、ここで発電された電力が主バッテリ１０に供給されている状態のエネルギーフローも示されている。
【００２９】
このように、３枚のＳＯＣ表示Ａ，Ｂ、Ｃによって、バッテリの個数を認識することができ、またこの表示によって現在の全体としてのＳＯＣを容易に認識できる。さらに、ＳＯＣ表示が３枚あるが、重畳表示するためにその表示エリアは１枚の場合とあまり変わりなくできる。そして、使用済みのＳＯＣ表示については、薄い表示として、一目で未使用のＳＯＣ表示と区別ができ、現在使用中の表示を全体表示としてＳＯＣの認識が容易になっている。
【００３０】
ここで、図５には、主コンバータ１２、インバータ１６の内部構成が示されている。主コンバータ１２は、コイルＬ、トランジスタＴ１１，Ｔ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２からなっている。主バッテリ１０の正極にはコイルＬの一端が接続され、その他端は、トランジスタＴ１１とトランジスタＴ１２の中間に接続されている。この例ではトランジスタＴ１１，Ｔ１２はｎ型のＩＧＢＴである。また、トランジスタＴ１１，Ｔ１２には、これらに並列にダイオードＤ１１，Ｄ１２がそれぞれ接続されている。トランジスタＴ１１のコレクタは、インバータ１６の正側母線に接続され、エミッタがトランジスタＴ１２のコレクタに接続されている。トランジスタＴ１２のエミッタは主バッテリ１０の負極に接続されている。また、ダイオードＤ１１，Ｄ１２は、トランジスタＴ１１，Ｔ１２のエミッタ側からコレクタ側への電流を流す。
【００３１】
このような主コンバータ１２において、トランジスタＴ１２をオンした状態からオフすることで、コイルＬに保持されたエネルギーによってダイオードＤ１１を介し大きな電流が流れ昇圧された電圧がインバータ１６の正側母線に得られる。また、トランジスタＴ１１をオンすることで、インバータ１６の正側母線側から主バッテリ１０に向けて電流を流すこともでき、トランジスタＴ１１，Ｔ１２のデューティー比を制御することで、インバータ１６の正側母線の電圧を任意に制御することができる。なお、副コンバータ３６も主コンバータ１２と同一の構成を有している。
【００３２】
また、インバータ１６は、正側母線と負側母線の間に、トランジスタＴ１，Ｔ２、トランジスタＴ３，Ｔ４、トランジスタＴ５，Ｔ６の直列接続が配置されている。なお、このトランジスタＴ１〜Ｔ６もｎ型のＩＧＢＴで、それぞれエミッタからコレクタに向けてダイオードＤ１〜Ｄ６が接続されている。そして、トランジスタＴ１，Ｔ２、トランジスタＴ３，Ｔ４、トランジスタＴ５，Ｔ６の各トランジスタ間の中間点がモータ１８のｕ，ｖ，ｗ相への出力となっている。従って、トランジスタＴ１〜Ｔ６のオンオフを制御することで、モータ駆動電流を出力することができ、またモータ１８からの電力を回収することができる。
【００３３】
なお、本出願において、バッテリの個数は、主バッテリ１０、追加バッテリ３０，３２などのバッテリパックを単位にしている。また、制御部４２、表示部４４は、ナビゲーション装置のＥＣＵ、表示部などと共有することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】全体構成を示すブロック図である。
【図２】３つのＳＯＣ表示例を重畳した状態を示す図である。
【図３】３つのＳＯＣ表示をバラバラに示した図である。
【図４】表示部における表示例を示す図である。
【図５】主コンバータおよびインバータの詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  主バッテリ、１２  主コンバータ、１４  コンデンサ、１６  インバータ、１８  モータ、２０  動力伝達機構、２２  エンジン、３０，３２  追加バッテリ、３４  スイッチ、３６  副コンバータ、３８  電流計、４０  ＳＯＣ検出部、４２  制御部、４４  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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