(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車に搭載されたコンデンサ型の蓄電装置を充電する電気自動車用充電装置の制御装置において、前記電気自動車の現在地から目的地までの距離情報及び起伏情報から成る予想走行経路情報並びに前記蓄電装置の残存容量に基づいて前記予想走行経路の走行に必要な前記蓄電装置の充電電気量を算出し、前記予想走行経路情報は前記予想走行経路の距離を含み、当該予想走行経路が所定の距離を超えるときは前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項２】
前記予想走行経路情報及び前記蓄電装置の残存容量に基づいて前記充電されるべき蓄電装置の端子電圧を算出することを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項３】
前記電気自動車が自動車用のナビゲーション装置を有しており、該ナビゲーション装置は、該ナビゲーション装置が有する自車の現在地の位置情報と、該ナビゲーション装置に入力される目的地の位置情報とに基づいて前記予想走行経路情報を認識することを特徴とする請求項１又は２記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項４】
前記予想走行経路情報は運転者によって入力されることを特徴とする請求項１又は２記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項５】
前記予想走行経路の距離に応じて前記蓄電装置を定格電圧よりも過充電することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項６】
前記蓄電装置の過充電状態が継続しないと予想されるときに、前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項７】
前記蓄電装置の充電電気量が速やかに消費されるような場合に、前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【請求項８】
前記蓄電装置の電力消費量を考慮して前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、電気自動車に搭載されたコンデンサ型の蓄電装置を充電する電気自動車用充電装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車の動力原として電気二重層コンデンサが有望視されている。その電気容量を一杯に使用するためには、残存容量を知ることが不可欠である。コンデンサの電気量は理論的には次の計算式により求められる。すなわち、電気量をＷ（ワット・時）、静電容量Ｃ（ファラド）、端子電圧をＶ（ボルト）とすると、
Ｗ＝（１／２）×Ｃ×Ｖ2／３６００
で表される。よって、コンデンサの測定端子電圧Ｖに基づいて上式より該コンデンサの残存容量を知ることができる。また、上式より、コンデンサの電気量Ｗは端子電圧Ｖの二乗に比例していることがわかる。したがって、コンデンサに所定の電圧を加えるとコンデンサに充電される電気量Ｗに対応して端子電圧Ｖが増加する。この際、コンデンサが所望の端子電圧Ｖに達する所要時間はコンデンサに加えられる所定の電力に反比例する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気二重層コンデンサの端子電圧Ｖを過電圧まで増加させる、すなわち、過充電すると、コンデンサの寿命が減少するという問題がある。これにより、コンデンサの端子電圧Ｖを過電圧まで上げるのを頻繁に行うのは好ましくない。
【０００４】
本発明の目的は、電気自動車に搭載されたコンデンサ型の蓄電装置を充電する際に蓄電装置のサイクル寿命に悪影響を及ぼす充電を制御することが可能な電気自動車用充電装置の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、請求項１の電気自動車用充電装置の制御装置は、電気自動車に搭載されたコンデンサ型の蓄電装置を充電する電気自動車用充電装置の制御装置において、前記電気自動車の現在地から目的地までの距離情報及び起伏情報から成る予想走行経路情報並びに前記蓄電装置の残存容量に基づいて前記予想走行経路の走行に必要な前記蓄電装置の充電電気量を算出し、前記予想走行経路情報は前記予想走行経路の距離を含み、当該予想走行経路が所定の距離を超えるときは前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、電気自動車の現在地から目的地までの距離情報及び起伏情報から成る予想走行経路情報並びに蓄電装置の残存容量に基づいて予想走行経路の走行に必要な蓄電装置の充電電気量を算出し、予想走行経路情報は予想走行経路の距離を含み、当該予想走行経路が所定の距離を超えるときは蓄電装置の過充電を行うので、予想走行経路情報によりコンデンサ型の蓄電装置の過充電状態が継続しない場合だけ過充電状態で該蓄電装置を充電することになり、その結果、蓄電装置の寿命に悪影響を及ぼす過充電の時間を最小限にすることができる。
【０００７】
請求項２の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１の電気自動車用充電装置の制御装置において、予想走行経路情報及び蓄電装置の残存容量に基づいて、充電されるべき蓄電装置の端子電圧を算出することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、現在地から目的地までの予想走行経路情報及び蓄電装置の残存容量に基づいて、充電されるべき蓄電装置の端子電圧を算出するので、予想走行経路情報により、コンデンサ型の蓄電装置の過電圧状態が継続しない場合だけ、過電圧状態で該蓄電装置を充電でき、その結果、蓄電装置の寿命に悪影響を及ぼす過充電の時間を減らすことができ、かつ過充電を行うための一充電当りの走行距離を延ばすことができる。
【０００９】
請求項３の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１又は２の電気自動車用充電装置の制御装置において、電気自動車が自動車用のナビゲーション装置を有しており、該ナビゲーション装置は、該ナビゲーション装置が有する自車の現在地の位置情報と該ナビゲーション装置に入力される目的地の位置情報とに基づいて前記予想走行経路情報を認識することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、電気自動車が自動車用のナビゲーション装置を有しており、該ナビゲーション装置は、該ナビゲーション装置が有する自車の現在地の位置情報と該ナビゲーション装置に入力される目的地の位置情報とに基づいて前記予想走行経路情報を認識するので、予想走行経路情報の認識を正確にかつ容易に行うことができる。
【００１１】
請求項４の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１又は２の電気自動車用充電装置の制御装置において、予想走行経路情報は運転者によって入力されることを特徴する。
【００１３】
請求項５の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１から４のいずれか１項の電気自動車用充電装置の制御装置において、前記予想走行経路の距離に応じて前記蓄電装置を定格電圧よりも過充電することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１から５のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置において、前記蓄電装置の過充電状態が継続しないと予想されるときに、前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする。
請求項７の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１から６のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置において、前記蓄電装置の充電電気量が速やかに消費されるような場合に、前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする。
請求項８の電気自動車用充電装置の制御装置は、請求項１から７のいずれか１項記載の電気自動車用充電装置の制御装置において、前記蓄電装置の電力消費量を考慮して前記蓄電装置の過充電を行うことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す好ましい実施の形態を参照しながら詳述する。
【００１６】
図１は、本発明の電気自動車用充電装置の制御装置の概略ブロック図である。
【００１７】
図１において、電気自動車１は、車両駆動用のモータ２と、モータ２に電力線３ａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂを介して接続されており、モータ２に電力を供給する電気二重層型のコンデンサ４とを備える。コンデンサ４は、複数個のコンデンサセルが任意に直並列に接続された構造を有している。また、電気自動車１は、コンデンサ４に通信線５を介して接続された制御装置６と、制御装置６に通信線７を介して接続されたナビゲーション装置８とを備えている。
【００１８】
電気自動車１の適宜な外部位置には、コネクタ９が設けられており、コネクタ９は、コンデンサ４に電力線１０を介して接続されていると共に、制御装置６に通信線１１を介して接続されている。
【００１９】
一方、道路に面して適宜な間隔を隔てて配置された充電ステーション１２には、充電装置１３が備えられている。充電装置１３からは電力線１４及び通信線１５が引き出されており、それらの先端にコネクタ１６が取り付けられている。コネクタ１６は、電力線１０及び１４同士、通信線１１及び１５同士が接続され得るように電気自動車１のコネクタ９に嵌合される。
【００２０】
ナビゲーション装置８は図示しない表示装置を有しており、ナビゲーション装置８は、自車の現在地の位置を認識すると共に、該表示装置の画面に写し出された道路地図上に自車の現在地を表示する。また、ナビゲーション装置８は図示しない適宜な入力手段を有しており、運転者がナビゲーション装置８に前記道路地図上における目的地の位置情報を入力することができる。次いで、ナビゲーション装置８は、ナビゲーション装置８が認識する自車の現在地の位置情報と、運転者がナビゲーション装置８に入力した目的地の位置情報とに基づいて、図示しない記憶手段に格納されたデータより該現在地と該目的地との間の最適走行経路を決定して自車の予想走行距離情報を取得し、自車の予想走行距離情報を制御装置６に送出する。また、ナビゲーション装置８は、前述のような自車の予想走行距離情報に加えて、前述の記憶手段に格納されたデータより最適走行経路の起伏情報を取得すると共に、該起伏情報を制御装置６に送出してもよい。
【００２１】
なお、上記予想走行経路に関する情報は、運転者によって、ナビゲーション装置８を経由するか又は直接制御装置６に入力してもよい。
【００２２】
制御装置６は、通信線５を介してコンデンサ４の端子電圧Ｖを測定し、この測定された端子電圧Ｖに基づいてコンデンサ４の残存容量を前述の式により算出する。また、制御装置６は、ナビゲーション装置８から通信線７を介して自車の予想走行距離情報、必要に応じて該最適走行経路の起伏情報を受け取り、電気自動車１の電力消費量等を考慮して以下のように予め設定されたテーブルに基づいてコンデンサ４の達成されるべき端子電圧Ｖを決定する。
【００２３】
すなわち、予め設定されたテーブルでは、最小残容量限界値が１．０Ｖであり、自車の予想走行距離が１００ｋｍ以下のときはコンデンサ４の各セル当たりの電圧を３．５Ｖ、同１００〜１５０ｋｍのときは同３．８Ｖ、同１５０ｋｍを越えるときは同４．０Ｖとなるように、コンデンサ４の端子電圧Ｖが設定されている。
【００２４】
制御装置６は、該算出したコンデンサ４の端子電圧Ｖに関する情報を通信線１１、１５を介して後述する充電装置１３に送出する。
【００２５】
充電装置１３は、制御装置６からのコンデンサ４の端子電圧Ｖに関する情報に基づいて、コンデンサ４が上記のように算出したコンデンサ４の端子電圧Ｖになるようにコンデンサ４を充電する。
【００２６】
充電装置１３のコンデンサ４に対する印加電圧は２００Ｖ（直流）であり、この印加電圧においては、コンデンサ４の端子電圧Ｖは１５分程度で設定値に達する。制御装置６は、コンデンサ４の端子電圧Ｖが達成されるべき設定値になったとき充電装置１３を停止させる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る電気自動車用充電装置の制御装置の作動について説明する。
【００２８】
電気自動車１は、コンデンサ４に充電された電気量Ｗが少なくなったときに、充電ステーション１２に行き、充電装置１３のコネクタ１６を電気自動車１のコネクタ９に接続する。これにより、電力線１０及び１４同士、通信線１１及び１５同士が接続される。
【００２９】
運転者は図示しない入力手段によりナビゲーション装置８の図示しない表示装置の地図上に目的地を入力する。ここでは、例えば、現在地から予定走行経路上の距離は１８０ｋｍに位置する目的地を入力するものとする。また、該予定走行経路には起伏はないものとする。この目的地の入力は、走行前に予め入力してもよく、走行後に入力してもよい。
【００３０】
ナビゲーション装置８は、ナビゲーション装置８が認識する自車の現在地の位置情報と、運転者がナビゲーション装置８に入力した目的地の位置情報とに基づいて、該現在地の位置と該目的地の位置との間の最適走行経路を決定し、自車の予想走行距離情報及び該最適走行経路の起伏情報を算出し（この場合、予想走行距離１８０ｋｍ、最適走行経路の起伏はないと算出される）、次いで、これらの自車の予想走行距離情報及び最適走行経路の起伏情報が制御装置６に送出される。
【００３１】
制御装置６は、コンデンサ４から通信線５を介してコンデンサ４の端子電圧Ｖを測定し、この測定端子電圧Ｖに基づいてコンデンサ４の残存容量を前述の式により算出する。また、制御装置６は、ナビゲーション装置８から通信線７を介して自車の予想走行距離情報１８０ｋｍ、現在のセル電圧（例えば、１．０Ｖ）及び該最適走行経路の起伏なしの各情報を受け取り、前述のテーブルよりコンデンサ４の端子電圧Ｖを４．０Ｖと算出する。
【００３２】
制御装置６は、該算出したコンデンサ４の端子電圧４．０Ｖの情報を通信線１１、１５を介して充電装置１３に送出する。充電装置１３は、制御装置６からのコンデンサ４の端子電圧４．０Ｖに関する情報に基づいて、コンデンサ４の端子電圧Ｖが４．０Ｖになるまでコンデンサ４を充電する。制御装置６は、コンデンサ４の端子電圧Ｖが４．０Ｖに到達したとき、充電完了信号を送出する。
【００３３】
同様に、運転者がナビゲーション装置８に目的地までの経路距離を８０ｋｍとして入力した場合は、充電装置１３は、コンデンサ４を充電電圧が３．５Ｖになるまで充電する。
【００３４】
以上のように、制御装置６が各コンデンサ４の端子電圧をモニタし、充電装置１３に充電完了信号を送出するように構成されたシステムにより、自車の予定走行距離が長く、コンデンサ４に充電された電気量Ｗを速やかに消費するような場合は、コンデンサ４の過電圧の状態は長時間継続しないとして、過電圧の状態でコンデンサ４を充電し、自車の予定走行距離が短く、コンデンサ４に充電された電気量Ｗの消費が緩慢な場合は、比較的低い充電電圧までコンデンサ４を充電する。
【００３５】
本実施の形態に係る電気自動車用充電装置の制御装置を上記のように構成したことにより、コンデンサ４の過電圧状態が長く継続しないと予想されるときだけ、コンデンサ４を過電圧状態で充電するので、コンデンサ４の寿命に悪影響を与えるような、過電圧状態での放置時間を短くすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、電気自動車の現在地から目的地までの距離情報及び起伏情報から成る予想走行経路情報並びに蓄電装置の残存容量に基づいて予想走行経路の走行に必要な蓄電装置の充電電気量を算出し、予想走行経路情報は予想走行経路の距離を含み、当該予想走行経路が所定の距離を超えるときは蓄電装置の過充電を行うので、予想走行経路情報によりコンデンサ型の蓄電装置の過充電状態が継続しない場合だけ過充電状態で該蓄電装置を充電することになり、その結果、蓄電装置の寿命に悪影響を及ぼす過充電の時間を最小限にすることができる。
【００３７】
請求項２の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、現在地から目的地までの予想走行経路情報及び蓄電装置の残存容量に基づいて、充電されるべき蓄電装置の端子電圧を算出するので、予想走行経路情報により、コンデンサ型の蓄電装置の過電圧状態が継続しない場合だけ、過電圧状態で該蓄電装置を充電でき、その結果、蓄電装置の寿命に悪影響を及ぼす過充電の時間を減らすことができ、かつ過充電を行うための一充電当りの走行距離を延ばすことができる。
【００３８】
請求項３の電気自動車用充電装置の制御装置によれば、電気自動車が自動車用のナビゲーション装置を有しており、該ナビゲーション装置は、該ナビゲーション装置が有する自車の現在地の位置情報と該ナビゲーション装置に入力される目的地の位置情報とに基づいて予想走行経路情報を認識するので、予想走行経路情報の認識を正確にかつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気自動車用充電装置の制御装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１  電気自動車
２  モータ
３ａ、１０、１４  電力線
４  コンデンサ
５、７、１１、１５  通信線
６  制御装置
８  ナビゲーション装置
９、１６  コネクタ
１２  充電ステーション
１３  充電装置
【図１】
0003661070.tif 000002