(57)【要約】【課題】外部充電装置の故障を防止でき、バッテリーの充電効率を向上できる電気自動車の充電制御方法及びそのシステムを提供する。【解決手段】本発明は、力率補正回路とＤＣ／ＤＣコンバーターとを含む車両充電装置の充電制御方法であって、力率補正回路制御部で外部充電装置からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信する段階と、力率補正回路制御部で、ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、外部充電装置から力率補正回路に印加される電流の最大値に制限する段階と、力率補正回路制御部で、許容電流値に力率補正回路の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部でＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を用いてバッテリーを充電する段階と、を含む。【選択図】図２
2018007546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力率補正回路とＤＣ／ＤＣコンバーターとを含む車両充電装置の充電制御方法であって、
力率補正回路制御部で外部充電装置からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信する段階と、
前記力率補正回路制御部で、前記ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、前記外部充電装置から前記力率補正回路に印加される電流の最大値に制限する段階と、
前記力率補正回路制御部で、前記許容電流値に前記力率補正回路の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、
ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を用いてバッテリーを充電する段階と、
を含んでなることを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階は、
前記力率補正回路制御部から、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加する段階と、
前記力率補正回路制御部で、前記比例積分制御器の出力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧値で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項３】
前記比例積分制御器に印加する段階は、前記力率補正回路制御部から、前記許容電流値に所定の入力電流マージン値を合算して前記比例積分制御器に印加することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項４】
前記力率補正回路制御部は、前記入力電流マージン値をフィルタリングしてオーバーシュートを除去した後、前記許容電流値に合算することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階は、前記力率補正回路制御部で、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加して導出することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項６】
前記電流の最大値に制限する段階の後、
前記力率補正回路制御部が前記外部充電装置からＣＰ信号を受信してからの経過時間が所定の基準時間以下である場合、前記力率補正回路制御部で、前記力率補正回路に印加される電流値と電圧値を乗算して入力電力値を導出する段階と、
前記力率補正回路制御部で、前記入力電力値に所定の効率値を乗算して出力電力値を導出する段階と、
前記力率補正回路制御部で前記出力電力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項７】
前記バッテリーを充電する段階は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で、前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値とＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流値を電流制御器に印加する段階と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で、前記電流制御器から出力されるデューティ比で前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを制御してバッテリーを充電する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法。
【請求項８】
充放電が可能なバッテリーと、
前記バッテリーへ充電電力を供給する外部充電装置と、
車両充電装置に印加される交流電源の力率を補正する力率補正回路と、
前記力率補正回路に接続され、前記力率補正回路の出力電圧を前記バッテリー充電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバーターと、
前記外部充電装置からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信し、前記ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、前記外部充電装置から前記力率補正回路に印加される電流の最大値に制限し、前記許容電流値に前記力率補正回路の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する力率補正回路制御部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を用いて前記バッテリーを充電するＤＣ／ＤＣコンバーター制御部と、
を含むことを特徴とする電気自動車の充電システム。
【請求項９】
前記力率補正回路制御部は、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加し、前記比例積分制御器の出力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧値で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出することを特徴とする請求項８に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項１０】
前記力率補正回路制御部は、前記外部充電装置からＣＰ電信号を受信してからの経過時間が所定の基準時間以下である場合、前記力率補正回路に印加される電流値と電圧値を乗算して入力電力値を導出し、前記入力電力値に所定の効率値を乗算して出力電力値を導出し、前記出力電力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出することを特徴とする請求項８に記載の電気自動車の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の充電制御方法及びそのシステムに係り、より詳細には、過電流による充電装置の故障を防止し、車両のバッテリーの充電効率を向上させることができる電気自動車の充電制御方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電気自動車への関心が高まり、その研究が盛んに行われている。電気自動車は、エンジンがなく、高電圧バッテリーでモーターを駆動して車両を走行させるので、バッテリーを充電する電気が供給できれば、環境汚染の心配なく車両の運行が可能である。
【０００３】
したがって、電気自動車では、モーターを駆動する高電圧バッテリーの充電が核心的な技術となる。高電圧バッテリーの充電方式は、大きく二つに分類することができる。一つは、電気自動車の充電スタンドで行なうことできる急速充電で、他の一つは、家庭で通常使用される商用電源（２２０Ｖまたは１１０Ｖ）を用いて充電する緩速充電である。緩速充電の場合、車両内に存在するＯＢＣ（Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｃｈａｒｇｅｒ）によって充電制御を行なうが、充電の際にバッテリーの急速な充電で充電許容電流を超えると、外部の車両充電器（例：ＥＶＳＥ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ））が停止するなどの問題が発生する。
【０００４】
これに関連して、特許文献１の「充電制御装置」では、複数の充電部を持つ場合において、充電器のシャットダウン（Ｓｈｕｔ  ｄｏｗｎ）問題を解決するために、充電許容電流を制限する方法を提示している。しかし、これは、複数の車両の充電中にいずれか一つの車両が充電を停止する場合に他の車両に過度な電流が流れることを防止するためであり、車両１台の充電の際に、充電許容電流が越えることを防止するものではない。よって、車両１台が充電をしても充電器がシャットダウンされることが発生しないように、外部の車両充電器に流れる電流値を充電許容電流以下に制限し、それと同時にバッテリー充電効率を高めるためには、高電圧バッテリーの充電電流値が、充電許容電流内でできる限り高い値を持たなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８００４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、バッテリーを充電する充電電流値を制限することにより、外部充電装置の故障を防止するとともに、バッテリーの充電効率を高めることができる電気自動車の充電制御方法及びそのシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による電気自動車の充電制御方法は、力率補正回路とＤＣ／ＤＣコンバーターとを含む車両充電装置の充電制御方法であって、力率補正回路制御部で外部充電装置からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信する段階と、前記力率補正回路制御部で、前記ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、前記外部充電装置から前記力率補正回路に印加される電流の最大値に制限する段階と、前記力率補正回路制御部で、前記許容電流値に前記力率補正回路の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を用いてバッテリーを充電する段階と、を含んでなることを特徴とする。
【０００８】
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階は、前記力率補正回路制御部から、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加する段階と、前記力率補正回路制御部で、前記比例積分制御器の出力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧値で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記比例積分制御器に印加する段階は、前記力率補正回路制御部から、前記許容電流値に所定の入力電流マージン値を合算して前記比例積分制御器に印加することを特徴とする。
【００１０】
前記力率補正回路制御部は、前記入力電流マージン値をフィルタリングしてオーバーシュートを除去した後、前記許容電流値に合算することを特徴とする。
【００１１】
前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する段階は、前記力率補正回路制御部で、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加して導出することを特徴とする。
【００１２】
前記電流の最大値に制限する段階の後、前記力率補正回路制御部が前記外部充電装置からＣＰ信号を受信してからの経過時間が所定の基準時間以下である場合、前記力率補正回路制御部で、前記力率補正回路に印加される電流値と電圧値を乗算して入力電力値を導出する段階と、前記力率補正回路制御部で、前記入力電力値に所定の効率値を乗算して出力電力値を導出する段階と、前記力率補正回路制御部で前記出力電力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧で除算してＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電流指令値を導出する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記バッテリーを充電する段階は、前記ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で、前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値とＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流値を電流制御器に印加する段階と、前記ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部で、前記電流制御器から出力されるデューティ比で前記ＤＣ／ＤＣコンバーターを制御してバッテリーを充電する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明による電気自動車の充電システムは、充放電が可能なバッテリーと、前記バッテリーへ充電電力を供給する外部充電装置と、車両充電装置に印加される交流電源の力率を補正する力率補正回路と、前記力率補正回路に接続され、前記力率補正回路の出力電圧を前記バッテリー充電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記外部充電装置からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信し、前記ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、前記外部充電装置から前記力率補正回路に印加される電流の最大値に制限し、前記許容電流値に前記力率補正回路の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出する力率補正回路制御部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を用いて前記バッテリーを充電するＤＣ／ＤＣコンバーター制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記力率補正回路制御部は、前記許容電流値と前記力率補正回路の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加し、前記比例積分制御器の出力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧値で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出することを特徴とする。
【００１６】
前記力率補正回路制御部は、前記外部充電装置からＣＰ信号を受信してからの経過時間が所定の基準時間以下である場合、前記力率補正回路に印加される電流値と電圧値を乗算して入力電力値を導出し、前記入力電力値に所定の効率値を乗算して出力電力値を導出し、前記出力電力値を前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力電圧で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター出力電流指令値を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明によれば、次の効果を得ることができる。第一に、車両充電装置に入力される入力電流の値が外部充電装置の最大許容電流内に制限されるので、外部充電装置が過電流によりシャットダウンされる状況が発生しない。第二に、車両充電装置からバッテリーを充電させる出力電流の値が最大許容電流に近接するように設定されるので、外部充電装置がシャットダウンされない限度内で最大限充電時間を短縮できる。第三に、バッテリーを充電する出力電流の値を導出する様々なロジックを各ロジックの応答時間に基づいて並列的に接続し、各ロジックが持つ固有の利点を生かして、安定した電気自動車の充電制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による電気自動車の充電システムの構成図である。
【図２】本発明による電気自動車の充電制御方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明による出力電流指令値の導出方法を示すフローチャートである。
【図４】従来技術と本発明による充電制御方法の実施効果を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明による電気自動車の充電システムの構成図である。本発明の充電制御方法がこれに適用できる。図１に示すように、外部充電装置２０は外部電源（一般には、国内の場合、２２０Ｖの交流電源）に接続され、外部充電装置２０は力率補正回路（Ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ）３２とＤＣ／ＤＣコンバーター３４を含む車両充電装置３０に接続され、車両充電装置３０の出力端はバッテリー１０に接続される。ここで外部充電装置２０は、商用電源を用いて車両を充電する緩速充電の場合に使用される装置である。通常、ＥＶＳＥ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）又はＩＣＣＢ（ＩｎＣａｂｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｏｘ）が外部充電装置２０に該当する。
【００２１】
図１に示すように、力率補正回路３２は、車両充電装置３０の前段に設けられ、外部充電装置２０に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバーター３４は、車両充電装置３０の後段に設けられ、バッテリー１０に接続される。力率補正回路制御部４０とＤＣ／ＤＣコンバーター制御部５０は、それぞれ力率補正回路３２とＤＣ／ＤＣコンバーター３４を制御する制御部であって、力率補正回路３２またはＤＣ／ＤＣコンバーター３４に対して入出力される電流、電圧値を用いて、力率補正回路３２とＤＣ／ＤＣコンバーター３４のスイッチング素子などを制御する役割を果たす。
【００２２】
本発明の充電システムは、図１のように構成される。本発明の充電制御方法は、図２に示すように、力率補正回路制御部４０で外部充電装置２０からコントロールパイロット（ＣＰ）信号を受信するＣＰ信号受信段階（Ｓ１０）と、力率補正回路制御部４０で、ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、外部充電装置２０から力率補正回路３２に印加される電流の最大値に制限する電流最大値制限段階（Ｓ２０）と、を行う。
【００２３】
本発明において、電流最大値制限段階（Ｓ２０）のように電流最大値を制限する理由は、外部充電装置２０のシャットダウン（ｓｈｕｔ−ｄｏｗｎ）を防止するためである。なぜなら、外部充電装置２０から車両充電装置３０に印加される電流値が、外部充電装置２０の限界電流に該当する許容電流値を超えた場合、外部充電装置２０のシャットダウンが発生するからである。したがって、外部充電装置２０から車両充電装置３０にむやみに電流を印加する前にこのような要因を考慮しなければならないが、本発明では、このための解決方法として、ＣＰ信号受信段階（Ｓ１０）と電流最大値制限段階（Ｓ２０）を行っている。
【００２４】
ここで、ＣＰ信号とは、外部充電装置２０から車両の充電準備のために車両充電装置３０に伝送する信号を意味する。この信号には、外部充電装置２０の許容電流値および外部充電装置２０に接続されている入力電圧などの様々な情報が含まれている。したがって、力率補正回路制御部４０は、受信したＣＰ信号を分析して導出された許容電流値を用いて、力率補正回路３２に印加される電流の最大値を制限することができる。
【００２５】
力率補正回路制御部４０が力率補正回路３２に印加される電流の最大値を制限する方法には、様々な方法がある。その中でも最も代表的な方法は、許容電流値をリミット値とするリミットブロックを用いて、外部充電装置２０から車両充電装置３０に印加される電流値が許容電流値を超えないようにすることである。したがって、前述の方式を利用すると、外部充電装置２０から車両充電装置３０に印加される電流の最大値が許容電流値を超えないので、外部充電装置２０のシャットダウンを防止することができる。しかし、外部充電装置２０のシャットダウンが防止できるものの、力率補正回路３２に印加される電流値が低くなることにより、バッテリー１０の充電効率が低くなる。したがって、本発明では、図２に示すように、電流最大値制限段階（Ｓ２０）を最後に制御が終了するのではなく、別の制御方法を追加してバッテリー１０の充電効率を最大限に向上させることが可能な方法を提示している。
【００２６】
ここで、別の制御方法は、図２において電流最大値制限段階（Ｓ２０）の後続段階に該当する比例積分制御器印加段階（Ｓ３０）と出力電流指令値導出段階（Ｓ４０）であって、比例積分制御器印加段階（Ｓ３０）では、力率補正回路制御部４０から許容電流値と力率補正回路３２の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加し、出力電流指令値導出段階（Ｓ４０）では、力率補正回路制御部４０で比例積分制御器の出力値をＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電圧値で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流指令値を導出する。
【００２７】
これについての具体的なフローチャートは、図３に示す。図３に示すように、ＣＰ信号は、力率補正回路制御部４０によって分析され、電流最大値制限段階（Ｓ２０）を介して、力率補正回路３２に印加される電流値を制限することができ、これを通じた許容電流値は、力率補正回路３２の電圧制御器出力値と共に比例積分制御器に印加される。ここで、比例積分制御器は、様々な形態の比例積分制御器を活用できるが、本発明では、一例として、アンチワインドアップ構造を持つＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）制御器の形態を提示している。ＰＩ制御器は、基本的にフィードバック制御器の形態からなっており、制御しようとする対象の出力値を測定し、これを所望の設定値と比較して誤差を計算し、この誤差値を用いて、制御に必要な制御値を計算する。しかし、比例積分制御器に飽和状態が発生する場合、誤差の積分値が大きい値に累積して出力値が設定値に近接したときに制御値が小さくならなければならないにも拘わらず、引き続き大きな値を出力し、設定値への到達に長い時間がかかる。したがって、本発明では、アンチワインドアップ構造を持つ比例積分制御器を用いて、このような場合を防止し、安定的に出力値を出力する。
【００２８】
また、本発明では、図３に示すように、許容電流値の他に、力率補正回路３２の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加する。ここでの電圧制御器は、一般な積分制御器の形態を意味するもので、前述した比例積分制御器を活用することもできる。いかなる形態の制御器を活用しても、制御器に印加される力率補正回路３２の出力電圧指令値と力率補正回路３２の出力電圧値を電圧制御器に印加するが、ここで力率補正回路３２の出力電圧値は、図１に示すように、車両充電装置３０を構成している力率補正回路３２の出力端にかかる電圧を意味し、力率補正回路３２の出力電圧指令値は、力率補正回路制御部４０で力率補正回路３２の出力電圧値の目標として設定した値を意味する。
【００２９】
電圧制御器又は積分制御器で導出された値は、電圧制御器の形態に応じて様々な値を持つことができるが、図３に示すように、力率補正回路３２に印加される電流指令値となり、結局は、力率補正回路３２に印加される電流指令値と、実際に力率補正回路３２に印加される電流値を比例積分制御器に印加して、車両充電装置３０の出力電力値を導出する。
【００３０】
最後に、比例積分制御器の出力値を図１に示すＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電圧値で除算して、最終的に、バッテリー１０の充電に使用される電流の指令値に該当する出力電流指令値を導出する。このような方式で出力電流指令値が導出されたならば、以後には、図２に示すように、バッテリー１０充電段階（Ｓ５０）を行う。バッテリー１０充電段階（Ｓ５０）も、導出された出力電流指令値を活用して様々な方式でバッテリー１０の充電が可能である。ところが、本発明では、これに関する代表的な例として、ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部５０で、ＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流指令値とＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流値を電流制御器に印加し、電流制御器から出力されるデューティ比でＤＣ／ＤＣコンバーター３４を制御してバッテリー１０を充電する方法を提示している。ここでの電流制御器も、前述した電圧制御器と同様に、積分制御器などの様々な制御器を利用することができる。
【００３１】
上述のように、電気自動車を充電すると、外部充電装置２０のシャットダウンを防止することができると共に、バッテリー１０の充電効率を極大化することができる。よって、以下では上記方式を基本にして派生しうる様々な実施形態を考察する。
【００３２】
最も優先的に行なうべきことは、図３の比例積分制御器に印加される許容電流値に、所定の入力電流マージン値を合算することである。外部充電装置２０の許容電流値と実際に力率補正回路３２に印加される電流値との間には差があることがありうる。この差により車両充電装置３０が出力可能な最大電力で、バッテリー１０を充電させない場合が発生するので、これを補正するために、許容電流値に入力電流マージン値を合算するのである。
【００３３】
また、本発明では、入力電流マージン値を適用するにあたり、入力電流マージン値をフィルタリングしてオーバーシュートを除去した後、許容電流値に合算する方法を提示している。なぜなら、入力電流マージン値を合算することにより、本発明で本来達成しようとしていた外部充電装置２０のシャットダウン防止効果を失うおそれがあるからである。力率補正回路３２に印加される電流と電圧値は、直流ではなく、交流であるため、瞬間的に定格振幅値を超えるオーバーシュート（ｏｖｅｒ  ｓｈｏｏｔ）が発生することがある。したがって、このようなオーバーシュートにより、入力電流マージン値が合算された力率補正回路３２に印加される電流値が許容電流値を超える場合が発生するので、入力電流マージン値にフィルタリングを適用してオーバーシュートを除去する段階が必要である。フィルタリングは、ＲＬＣ素子を用いたハードウェアフィルターを活用する方法もあるが、ハードウェアフィルターは、その性能が一定ではなく、フィルターを位置させる空間の確保が必要なので、力率補正回路制御部４０においてソフトウェアフィルターを適用した入力電流マージン値をフィルタリングすることが好ましい。
【００３４】
この他に、力率補正回路制御部４０で、許容電流値と力率補正回路３２の電圧制御器出力値を比例積分制御器に印加して直接入力電流指令値を導出する方法もある。それだけでなく、力率補正回路制御器４０が外部充電装置２０からＣＰ信号を受信してからの経過時間に応じて制御方法を異ならせることもできる。一般に、積分制御器であれ比例積分制御器であれ、積分制御器には基本的にキャパシタ素子のようなリアクタンス成分を含んでいるため、応答が速くない。したがって、積分制御器を利用した充電制御方法は、積分制御器が正常応答をするまでにかかる経過時間が過ぎた後に活用することが好ましい。したがって、本発明では、力率補正回路制御部４０が外部充電装置２０からＣＰ信号を受信してからの経過時間が所定の基準時間以下である場合、すなわち、積分制御器が正常応答をする前の時間の間に適用できる電気自動車の充電制御方法を提示している。
【００３５】
具体的な制御方法は、力率補正回路制御部４０で、力率補正回路３２に印加される電流値と電圧値を乗算して入力電力値を導出し、力率補正回路制御部４０で、前記入力電力値に所定の効率値を乗算して出力電力値を導出し、力率補正回路制御部４０で前記出力電力値をＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電圧で除算してＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流指令値を導出することで、出力電流指令値を用いてバッテリー１０を充電する。
【００３６】
したがって、前述の過程から分かるように、この制御方法は、所定の効率値を乗算して導出された出力電力値を用いて出力電流指令値を導出するので、出力電流指令値を導出するにあたり、応答時間がほぼ消耗されない。したがって、使用者が車両充電装置３０の速い応答を必要とする場合には、このような方法を使用することが好ましい。但し、バッテリー１０の充電効率の側面では積分制御器を活用した充電制御方法よりも好ましくないという欠点があるが、このような側面も効率値を適切に設定して最大限に補完することができる。
【００３７】
ここでの効率値は、車両充電装置３０の種類に応じて決定される値であって、車両充電装置３０の入力端および出力端に電圧を印加し、入出力電流を比較することにより、簡単に導出することができる。装置の種類によって異なる値を持つが、エネルギー保存則上の出力電力値が入力電力値よりも大きくなることはないので、効率値の範囲は０〜１の間になる。
【００３８】
これに加えて、前述の効率値を用いた充電制御方法は、積分制御器の応答性が遅いことに起因したものなので、積分制御器を用いた充電制御方法と統合して、力率補正回路制御部４０が外部充電装置２０からＣＰ信号を受信してからの経過時間が、所定の基準時間以下である場合には、効率値を用いた充電制御方法を活用し、基準時間を超過する場合には、積分制御器を用いた充電制御方法を活用する方法もできる。このように回路を構成すれば、回路の複雑性は増すが、両方法の利点を全て活用することができ、車両充電装置３０の応答速度およびバッテリー１０の充電効率を向上させることができる。この場合の基準時間は、積分制御器が正常応答をするまでにかかる時間に該当するので、積分制御器の時定数値を用いて基準時間を導出することができる。
【００３９】
このような方法を用いて、バッテリー１０を充電することが可能な最適の出力電流指令値を導出することができる。図４から、本発明による場合と従来技術による場合の、力率補正回路３２に印加される電流値と車両充電装置３０の出力電流値とを比較して、本発明の充電制御方法の実施効果を確認することができる。
【００４０】
実際入力電流グラフにおいて点線で表示された部分は、ＥＶＳＥ許容電流値であって、本発明で外部充電装置２０の許容電流値を意味するが、従来技術では、丸で囲んだ部分で入力電流値がＥＶＳＥ許容電流値を超える場合が発生する。したがって、従来技術による場合、ＥＶＳＥ、すなわち外部充電装置２０がシャットダウンされる状況が発生したことを示す。これに対し、本発明では、実際入力電流値がＥＶＳＥ許容電流値を超える場合が発生しないので、車両の充電中に外部充電装置２０がシャットダウンされる状況が発生しない。
【００４１】
次に、出力電流値を確認すると、本発明による場合、従来技術よりも出力電流値が上昇したことを確認できる。出力電流値の上昇はバッテリー１０の充電時間を短縮させる効果があるので、結果として、本発明によるバッテリー１０の充電効率を向上させることができる。したがって、図４のグラフから、本発明は外部充電装置２０のシャットダウン防止とバッテリー１０の充電効率性の向上に効果があると確認できる。
【００４２】
また、本発明の電気自動車の充電システムは、図１に示すように、充放電が可能なバッテリー１０と、バッテリー１０に充電電力を供給する外部充電装置２０と、車両充電装置３０に印加される交流電源の力率を補正する力率補正回路３２と、力率補正回路３２に接続され、力率補正回路３２の出力電圧をバッテリー１０の充電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバーター３４と、外部充電装置２０からＣＰ信号を受信し、ＣＰ信号を分析して導出した許容電流値を、外部充電装置２０から力率補正回路３２に印加される電流の最大値に制限し、許容電流値に力率補正回路３２の電圧制御器出力値を適用してＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流指令値を導出する力率補正回路制御部４０と、ＤＣ／ＤＣコンバーター３４の出力電流指令値を用いてバッテリー１０を充電するＤＣ／ＤＣコンバーター制御部５０とを含むことができる。
【００４３】
本発明は、特定の実施例で説明したが、これに限られるものではなく、多様な改良および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ１０    ＣＰ信号受信段階
Ｓ２０    電流最大値制限段階
Ｓ３０    比例積分制御器印加段階
Ｓ４０    出力電流指令値導出段階
Ｓ５０    バッテリー充電段階
１０    バッテリー
２０    外部充電装置
３０    車両充電装置
３２    力率補正回路
３４    ＤＣ／ＤＣコンバーター
４０    力率補正回路制御部
５０    ＤＣ／ＤＣコンバーター制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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