(57)【要約】車両の機械的力を使用してバッテリを再充電するための電流を発生させる再生システム１０を有する、バッテリ２０によって電力供給される電動機３５を使用する電気またはハイブリッド車両内のバッテリの再充電を最適化するための方法および装置。再生システムの出力は、パルス状または連続的な放電の終了後直ちにバッテリを再充電し、それによって放電電流の大部分を再捕捉するために、最大量の電流を供給するように制御されており１５、３５、バッテリ電圧は、再充電中モニタ３５され、電圧は、充電中、バッテリ・ガス放出が生じる所定の値を超えないように制御１５され、それによってバッテリを比較的高い充電状態まで充電することができるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの電流を使用するモータと再生電流供給システムとを有する電気またはハイブリッド車両内の蓄電バッテリの充電を最適化するための方法であって、
モータがバッテリから電流を引き出すのを停止したとき、再生システムからバッテリへ再充電電流を供給するステップと、
ガス放出が生じる前のポイントまでバッテリの充電を継続するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記充電電流を供給するステップは、システム構成要素および配線に応じた電流の最大値を供給するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バッテリへ充電電流を供給するステップは、バッテリの放電が停止した後できる限り早く実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ガス放出ポイントを決定するためにバッテリ電圧および内部インピーダンスのうちの少なくとも１つをモニタするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
充電中バッテリ電圧をモニタするステップと、ガス放出が生じるよりも低い値のバッテリ電圧で充電し続けるステップとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記バッテリは鉛・酸タイプであり、充電中バッテリ電圧をモニタし、バッテリ電圧を約２．３５〜２．４Ｖ／セルの間にほぼ制限するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
システムの構成要素および配線に応じた電流の最大値で充電電流を利用するステップと、バッテリ電圧および内部インピーダンスのうちの少なくとも１つをモニタしてガス放出ポイントを決定するステップとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
ガス放出が生じるよりも低い値のバッテリ電圧で充電し続けるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
車両の機械的構成要素から供給されたエネルギーから、バッテリを再充電するための電流を生成するための再生要素と、
前記バッテリに接続され、車両を動作させるために該バッテリから電流を放電する電動機と、
バッテリの放電の終了を感知し、バッテリの放電の終了に応答して、前記再生要素を活動化させ、再生要素から電流を供給してバッテリを再充電し、バッテリ・ガス放出が生じる前のポイントまで再充電し続けるための制御手段とを備える、電気またはハイブリッド車両内のバッテリの充電を最適化するためのシステム。
【請求項１０】
前記制御手段は、再充電中にバッテリ電圧およびインピーダンスのうちの少なくとも１つをモニタし、該モニタに応答して、バッテリ・ガス放出が生じる前のポイントに電流再充電を制限するための手段を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記再生要素と前記バッテリの間に接続され、前記バッテリに供給される電流を制御するように操作される負荷コントローラを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御手段は、
バッテリ電圧、放電電流および充電電流のデータを受信するために接続されたマイクロ・コントローラをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記マイクロ・コントローラは、バッテリ・ガス・ポイントを表示し、前記バッテリから得られたデータに応じて前記負荷コントローラを制御するように動作するアルゴリズムでプログラムされている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記マイクロ・コントローラは、バッテリ電圧をバッテリ充電中所定のレベルよりも低く維持するように前記負荷コントローラを操作する、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、電気およびハイブリッド車両内のバッテリの充電を最適化するためのシステムおよび方法に関する。
発明の背景
電気車両は、バッテリまたは燃料電池をエネルギー源として使用する動力源として電動機を有する。ハイブリッド車両は一般に、通常、一方は内燃機関であり、もう一方はバッテリなどのエネルギー源によって電力供給される電動機である、車両を駆動するための２つの異なる動力源を有する。バッテリは、再充電可能なタイプのものである。スーパーキャパシタなどの他のタイプのエネルギー源を使用することもできる。両種類の車両はまた、通常、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、ここで１つまたは複数のバッテリと考えられているエネルギー源を再充電する再生システムを装備している。たとえば、車両がブレーキングを行うとき、ブレーキ力が、発電機として動作される、車両の電動機を駆動する、また電気エネルギー（電流）を発生させるために使用される別個の発電機を駆動して、バッテリを再充電する。再生システムによって生成された電気エネルギーは、車両バッテリ内に蓄積され、必要なときに車両の電動機に電力供給するために使用される。
【０００２】
電気またはハイブリッド車両内でバッテリが使用されるとき、バッテリは一般に、バッテリの内部抵抗（ＩＲ）が最小である充電状態（ＳＯＣ）の範囲内、特に充電中状態に維持される。これは、過度の加熱を避けるために、および高い充電効率を得るために行われ、エネルギーの大部分が、再生ブレーキング・システムから充電されることになり、バッテリの高いインピーダンスのため極めて少量が加熱で消費されることを意味している。たとえば、電気およびハイブリッド車両でよく使用されている、鉛・酸バッテリでは、バッテリは、約６０％〜６５％というかなり低いＳＯＣレベルに保持されている。しかし、不十分充電（低ＳＯＣ）条件における長時間条件下ではバッテリはより早く劣化しやすい。たとえば、鉛・酸バッテリは、硫酸化しやすく、それによって、バッテリ寿命が短くなる。
【０００３】
通常、電気またはハイブリッド車両のバッテリが約７０％ＳＯＣであるとき、充電は望ましくない過充電ガス放出反応を伴うと、従来技術では考えられてきた。これは、特に鉛・酸バッテリに当てはまる。平衡状態に至ることを許された後でバッテリが充電されるときにのみ、これは当てはまると発明者は決定した。鉛・酸バッテリでは、たとえば２、３時間の、ある時間の間休止（非充電または放電）することを許された後、バッテリは平衡状態に至る。本来の電流電圧特性でバッテリをみることによって、バッテリが平衡状態にあるか否かを判定することができる。これは、プラスであろうとマイナスであろうと、電流が存在するかどうか判定することによって行われる。そうである場合、バッテリは平衡状態ではない。同様に、電圧が、上限を上回る、または下限を下回る場合、バッテリは平衡状態ではない。
【０００４】
電気およびハイブリッド車両では、平衡状態にないとき、再生エネルギーは、バッテリ内に蓄積（充電）される。一般に、バッテリは、電動機に電力供給するために使用されるとき、ブレーキが加えられる瞬間まで放電しつづけ、このとき、再生エネルギーはバッテリ内に蓄積される。通常、現在の最新技術では、電気またはハイブリッド車両のバッテリは平衡状態に達する前に充電されるが、再生システムによる車両では、ＳＯＣ値は約６５％に保持されたままである。すなわち、現在の技術を用いると、バッテリを充電するために供給される再生エネルギーの量は、バッテリＳＯＣが６５％を超えないように、バッテリＳＯＣの関数として制御される。
【０００５】
したがって、電気またはハイブリッド車両内でバッテリの充電を制御し、より高いレベルのＳＯＣにして、それを維持する必要性が存在する。
発明の簡単な説明
発明者は、バッテリがパルス・タイプの放電または持続的な放電のすぐ後に充電される場合、極めて高い効率でバッテリを充電することができると判定した。電気またはハイブリッド車両では、持続的な放電が、車両の電動機へ電力供給するためにある時間にわたってバッテリを供給源として使用することになる。パルスは、車両の電動機の使用の短いバーストとなる。電流パルスまたは持続電流によってバッテリが放電されると、放電中に排出されたエネルギーの約８０％まで直ちに充電されることができることが発見された。放電が停止されたときのバッテリＳＯＣが８０％を超える場合でさえも、これを達成することができる。電気およびハイブリッド車両で現在使用されている６５％の値よりも高いＳＯＣにまで、バッテリを充電することができることもまた発見された。
【０００６】
発明者の発明によると、再生システムは、放電が終了された際、直ちにバッテリを充電するように操作される。充電は、考え得る最大の量まで実行される。充電電流の制限は、電線およびその他の構成要素の電流容量などの、バッテリ充電システムの回路特性によって主に決定されている。バッテリ充電システム内のハードウェア制御要素が、充電電流がこの安全レベルよりも高く上昇するのを防ぐために設けられている。通常、バッテリ電圧が所望のレベルに制御されるとき、充電電流は安全限界よりも小さい値に自動的に制限されることになる。
【０００７】
いかなるシステムでも、バッテリが充電されると、そのＳＯＣは、時間が経つと増加する。すなわち、充電時間を継続することによってのみ、バッテリを高いＳＯＣ値にまで充電することができる。本発明では、再生エネルギーのその充電用のバッテリ内への蓄積は、ＳＯＣの代わりに、バッテリ充電電流およびバッテリ電圧制限のファクタとして制御される。このことは、本件システムでは、現在使用されている６５％ＳＯＣよりも高いレベルを達成し維持するために使用される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、より高いＳＯＣが得られる。知られているように、充電中のある点で、バッテリがガス放出しはじめることになる。発明者は、充電中の電流および電圧と、ガス・ポイントに到達する時間との間に関係があると判定した。発明者の発明の好ましい実施形態によると、充電電圧は、モニタされ、ＩｇａｓおよびＶｇａｓなどのバッテリ・ガス・ポイントの特性に基づいて制限される。ガス・ポイントでは、少なくとも鉛・酸バッテリでは、ＳＯＣは６５％よりも高くなり、バッテリ構造に応じて、しばしば８０％〜９０％の範囲になる。ガス・ポイントに到達する前に、充電が制限される、または終了される。ガス・ポイントのパラメータは、本来の電流電圧特性とは別の、バッテリ・パラメータから決定されてもよい。たとえば、充電中のバッテリ電圧、またはバッテリ内部インピーダンスの変化率を使用して、ガス・ポイントを検出することができる。
【０００９】
上記に列挙した指針を追従することによって、ハイブリッドおよび電気車両のバッテリを、平衡状態になく、たとえば約８０％ＳＯＣだけでなく最高９０％ＳＯＣにもなる、より高レベルのＳＯＣで操作されるとき、より大きな効率で充電することができる。これは、今日のハイブリッドおよび電気車両のバッテリに対する現６０％〜６５％ＳＯＣと対照的である。このより高いＳＯＣレベルの操作の結果、より長いバッテリ寿命およびハイブリッド車両の場合のより良好な燃料効率となる。
発明の目的
電気およびハイブリッド車両内のバッテリの充電を最適なＳＯＣ値に制御するための方法および装置を提供することが、本発明の目的である。
【００１０】
別の目的は、バッテリが、動的作動状態下での連続的な放電またはパルス放電の後、高い電流レベルで、充電中のバッテリ電圧レベルによって決定されたような高いＳＯＣ値に充電される、電気およびハイブリッド車両内でバッテリを充電するための方法およびシステムを提供することである。
【００１１】
さらに別の目的は、比較的高いレベルのＳＯＣまでの電気およびハイブリッド車両内でのバッテリの充電を制御するための方法およびシステムを提供することである。
【００１２】
さらに別の目的は、バッテリのガス・ポイントを超えることなく、かなり高レベルのＳＯＣまで電気およびハイブリッド車両内のバッテリを充電するための方法およびシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、以下の明細書および添付の図面を参照することによってより明らかになるであろう。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、システムは、再生エネルギー源構成要素１０を含む。これは、車両のブレーキング・プロセスで通常消費される運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。たとえば、これは、車輪がブレーキングするとき、車輪によって駆動される別個の発電機であってもよい。これは、車両のブレーキ・ペダルが押圧されたときに活動化される発電機として操作される電気車両またはハイブリッド車両の電動機であってもよい。再生構成要素１０は、適切には、ブレーキおよび／または車輪などの車両の機械的エネルギー・システムに連接されている。車両のブレーキングが行われたとき構成要素１０を駆動するために、センサ（図示せず）が設けられている。
【００１４】
再生構成要素１０からの電気エネルギー（電流）の出力は、電流・電圧コントローラ１５（以下ＣＶコントローラ）によって所望の電圧および電流レベルに調整される。ＣＶコントローラ１５は、キャパシタ、インダクタおよび付随する回路などの、ある妥当な量のエネルギーを一次的に蓄積し、出力を調整するために必要な構成要素を有する。ＣＶコントローラ１５は、再生構成要素１０からエネルギーを受け取り、車両内に配置されたバッテリ・バンク２０内の１つまたは複数のバッテリを再充電するために電流を供給する。バンク内のバッテリは、鉛・酸などのいかなる適切な従来型のタイプのものであってもよく、通常アンペア時で定格される、いかなる所望の容量のものであってもよい。バンク２０内の各バッテリはそれぞれ、いくつかのセルを有し、バッテリは、所望の電流および電圧出力を達成するために、任意の適切な直並列アレイに接続されている。
【００１５】
ＣＶコントローラ１５の機能は、マイクロ・コントローラ２５から送信される命令によって制御される。マイクロ・コントローラ２５は、必要なメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）および演算論理装置を有する、プログラム可能な任意の適切なマイクロ・プロセッサ・タイプのデバイスである。マイクロ・コントローラ２５は、シリアル・バスなどの外部ソースからプログラム可能であることが好ましい。マイクロ・コントローラ２５はまた、アナログ・デジタルまたはデジタル・アナログ変換器などの必要な回路を有する。これは、ＣＶコントローラ１５からアナログ・データを受信し、操作命令信号データを戻して、ＣＶコントローラ１５を操作する。マイクロ・コントローラ２５もまた、バッテリ・バンク２０内の各バッテリからの開路電圧および充電中電圧などのデータ、またはバンク全体の電圧を受信する。これも、適切なセンサから、分流器（図示せず）を横切って計測されるような、バッテリ・バンクから引き出される、またはバッテリ・バンクに充電される電流およびバッテリ・ケースの温度のデータを受信する。マイクロ・コントローラ２５はまた、制御プログラムおよびアルゴリズムを格納する。
【００１６】
バッテリ・バンク２０はまた、モータ負荷コントローラ３０を通って、必要に応じて、および必要なときにバッテリ・バンク２０からのエネルギーを使用する車両の電動機３５に接続されている。電動機３５は、再生構成要素１０として働くことができるように二重機能装置として動作させることもできる。
【００１７】
ＣＶコントローラ１５を通ってバッテリ・バンク２０のバッテリ内へ入り、モータ負荷コントローラ３０を通って外へ出る電圧および電流は、マイクロ・コントローラ２５によって連続的にモニタされる。様々な構成要素１５、３０および３５のセンサ出力、バンク２０の個別バッテリおよび全バッテリ・バンク２０の電圧は、マイクロ・コントローラによってモニタされる。
【００１８】
供給されたデータから、マイクロ・コントローラ２５は、バッテリが充電中であるのか放電中であるのか、およびこのような充電または放電の量および電動機３５の動作中か無負荷の条件下かのどちらかのバッテリの電圧出力を判定することができる。マイクロ・コントローラ２５は、バッテリ内部抵抗（インピーダンス）やＳＯＣなどの必要なデータから様々な因子を計算するためのアルゴリズムおよびプログラムを格納している。これは、プログラムされたアルゴリズムに対して得られたデータを追跡して、バッテリのある条件がいつ到達されたかを決定することもできる。これは、以下に図２および３に関して説明される。
【００１９】
マイクロ・コントローラ２０からの命令に応答して、ＣＶコントローラ１５は、調整された電気エネルギー（電流の量）を出力して、バッテリ・バンク２０内のバッテリ、またはスーパー・キャパシタなどの他の備蓄装置を充電し、エネルギーを格納する。
【００２０】
再生構成要素１０が、バッテリ・バンク２０と、マイクロ・コントローラ２５によって操作され、制御されるＣＶコントローラ１５との間のバッテリに供給するためのエネルギーを有していないとき、バッテリがＣＶコントローラ１５内に放電するのを妨げるためのスイッチ（図示せず）があってもよい。別法として、ＣＶコントローラ１５は、スイッチとして機能するための遠隔制御可能なアクチュエータを備えてもよい。
【００２１】
バッテリ２０の充電は、たとえば約８０％などのかなり高レベルのＳＯＣを達成し、かなり高い効率レベルでバッテリを再充電するようにして制御される。このことを以下で説明する。
【００２２】
図２は、セルが定電流で充電されたときの、鉛・酸セルの電圧およびそのインピーダンスの挙動を充電時間の関数として記述している。ニッケル・カドミウムおよびニッケル金属ハイブリッド・バッテリなどの他のタイプの蓄電バッテリに対しても同様の曲線が存在する。この関係は、本件出願の譲受人に譲渡され、参照によって全体においてここに編入される米国特許第４，７４５，３４９号により詳細に記載されている。
【００２３】
図２は、２．０〜２．６５ボルトの範囲の電圧を有する鉛・酸バッテリの単体のセルを示している。セルが直列に接続されている場合、これは、セル毎の値である。充電および放電されるとき、バンク２０のバッテリから要求されたデータと比較されることが可能であるように、車両内のバッテリ２０のサイズおよびタイプに対応した図２の曲線に対するデータが、マイクロ・コントローラ２５内にプログラムされている。
【００２４】
図２をみればわかるように、定電流充電が、分で示された時間にわたってバッテリ・セルに加えられたとき、実線４２で示されたバッテリ・セル電圧Ｖは、点線４４で示されたセル電圧応答で、バッテリ充電ガス・ポイントＣで鋭い上昇を示す。ガス放出反応の開始によって、ガス・ポイントＣで電圧の上昇が生じる。
【００２５】
バッテリが欠陥品でないと仮定すると、バッテリがある時間にわたって充電されるとき、そのＳＯＣが上昇することを理解されたい。すなわち、バッテリ充電中の電圧ＶおよびインピーダンスＡの値は、バッテリＳＯＣに関係している。ガス・ポイントＣの後のいかなるときでも、またはバッテリ電圧がガス・ポイントＣでの立上がり電圧値よりも高いとき、充電電流はセルが充電反応で許容することができる電流よりも大きい。過度の電流は、実質上、バッテリ内にガスを生成するだけである。
【００２６】
図２から、電池のインピーダンスＡは、ポイントＣを始点とする時間の間高く、このときガス放出が開始されることが線４４上で見られる。事実上、セルのインピーダンスＡもまた、セル電圧Ｖの上昇にいくらか先だって、鋭い上昇を示す。図に示したように、インピーダンスＡは、バッテリ電圧Ｖが線４２上のポイントＯにあるときゆっくりと上昇を開始し、電圧ポイントＭで迅速に上昇する。セルのインピーダンスの上昇がセルの電圧の上昇に比べて早く起こるのは、セル・プレートの表面上におけるガスの吸収のためである。
【００２７】
図２を見ればわかるように、充電中、バッテリのインピーダンスとその電圧のどちらかまたは両方を測定することによって、バッテリ・ガス・ポイントを決定することができる。これらのパラメータは両方、マイクロ・コントローラ２５によって、計測し、連続的にモニタすることができる。
【００２８】
セルのインピーダンスの上昇は、付加的なセル内部抵抗（ＩＲ）の加熱のためセルの温度上昇に至る。このため、充電電流および充電電圧は、充電中ガス放出反応が起こらないように制御されるべきである。図２から、ガス放出を防ぐために、ポイントＭを上側の電圧制限にすべきであることがわかる。これは、鉛・酸バッテリでは２．４Ｖ／セルに対応する。２．３５Ｖ／セルに対応するポイントＯに電圧制限を有することが好ましい。すなわち、充電電圧は、２．３５Ｖ／セルを超えてはならず、これは再生システムからの充電電流を、図２における約１５０分後のポイントに対応して低下させるまたは終了させるべきであることを意味している。バッテリ電圧をモニタし、それをガス放出が生じる値より下に維持することによって、バッテリをより高いＳＯＣレベルに充電することができる。　【００２９】
工業用の鉛・酸バッテリ（厚いプレート構造）では、ポイントＭは、約８０％充電状態で起こる。車両用バッテリ（薄いプレート構造）では、ポイントＭは、９０％充電状態により近い。これらの値は、電気およびハイブリッド車両の通常動作で使用される６５％充電状態よりも高い。充電電流を最大化し、充電時間を迅速化することによって、８０％または９０％ＳＯＣ値に到達することができる。
【００３０】
本発明によれば、バッテリが構成要素１０によって再充電されるとき、充電が開始されるときに加えられる充電電流は、車両の電線および他の構成要素の安全限界を超えることなく、できる限り高いことが好ましい。これを説明するために、図３を参照する。
【００３１】
図３は、線４６の電流Ｉ、線４８の電圧Ｖで、数値計算された車両の始動プロセス中の完全充電された１２ボルトの車両用鉛・酸バッテリの挙動を示している。これは、本件出願の譲受人に譲渡され、参照によって全体においてここに編入される米国特許第４，９３７，５２８号により詳細に記載されている。理解されるように、始動のすぐ前、バッテリは、約１２．７ボルトのＯＣＶ（開回路電圧）および０アンペアのバッテリ電流を有する。始動時、グラフの縦軸上に示したようなバッテリからの大きな電流の放電がある。これは、車両のモータおよびその他のシステムを始動させるために引き出される電流に起因する。電流放電パルスは、約５秒の継続時間のものであり、車両内のオルタネータ／レギュレータなどの充電システムからの再充電が次に続く。再充電は、オルタネータ構造、およびツェナー・ダイオードなどの様々なデバイスによって１４．１Ｖの線Ｖ上で設定されるような電圧制限で、約１７５秒にわたる時間示されている。これは２．３５Ｖ／セルに等しく、図２の最適ポイントＯに対応している。
【００３２】
図３では２つの重要なポイントに留意されたい。バッテリに供給される電流Ｉ（線４６）に対して、時間ポイントＬまでは、バッテリによる電圧取入は、充電システムの電圧出力限界のみによって制限される。すなわち、オルタネータおよびその構成要素および車両の配線のサイズにである。
【００３３】
１４．１Ｖの電圧制限は、曲線４８上のポイントＮで到達される。これは、図３の約６５秒の時間マークで起こる。このとき、電圧ポイントＮに対応する充電電流取入は、放電パルスの量の約８０％よりも大きい。すなわち、このパルス・テストから、バッテリは、すぐ前の放電中に放出された電荷の８０％以上で迅速に充電されることが可能であることが明らかである。この場合で示したように、バッテリのＳＯＣが１００％に近く始動されたときでさえも、これは正しい。
【００３４】
一般に、放電パルスのすぐ後の充電電流が高いほど、２．３５Ｖ／セルの電圧拘束内の充電効率はより良くなる。すなわち、供給される電流の大きさが大きいほど、バッテリが所望の２．３５Ｖ／セル限界に到達する時間はより短くなる。同様に、バッテリを開回路状態に置くことなく、充電が速いほど、充電効率がより高くなる。図２を参照すると、２．３５Ｖ／セルの電圧より上では、バッテリ内およびバッテリ内部抵抗の加熱でガスを発生させるためにエネルギーが使用されるため、充電効率が低下する。その結果、バッテリは高温になり、これはバッテリ寿命にとってよくない。
【００３５】
現在の最新技術では、電気およびハイブリッド車両のバッテリは、この約ＳＯＣ値でインピーダンスおよび充電効率が良いという信念の下で、約６０〜６５％充電状態（ＳＯＣ）で動作されている。しかし、上記で説明したように、発明者は、バッテリが平衡状態に到達することを許された場合のみ、これが正しいことを発見した。バッテリが、電動機負荷に起因する放電、および負荷を取り除いた直後の再生エネルギーの蓄積に起因する再充電などの動的状態にあるとき、ガスを放出させることなく、かなりの割合のエネルギーをバッテリに戻すことができる。
重要な基準は、以下のものだけである。
（１）できる限り大きい、かつできる限り迅速な電流の蓄積および（２）電圧を２．３５〜２．４Ｖ／セルに制限すること。この電圧制限を使用することによって、約８０％〜９０％ＳＯＣに到達することが可能になる。この電圧制限は、周囲温度に応じて調節することができる。一般に、バッテリ温度がより低いほど、電圧制限はより高い。
【００３６】
したがって、図１のシステムは、以下の一般的な方式で動作する。図４を参照すると、マイクロ・コントローラ２５は、電動機３５の使用が停止されたとき、および車両のブレーキングが行われたときなど、ほぼ連続的かパルス・タイプかのどちらでも、バッテリ放電の終了を感知するようにプログラムされる（Ｓ１）。
【００３７】
連続的かパルス・タイプかのどちらでも、このような放電の終了後、再生構成要素１０が、車両の機械的システムによって駆動されて（Ｓ２）、ＣＶコントローラ１５に供給される電圧を生成する。マイクロ・コントローラ２５が、バッテリ・バンク２０へのＣＶコントローラの電圧出力を２つの要件を満たすように制御する。第１に、（Ｓ３）電圧の最大量が、車両の配線その他の構成要素の安全値限界よりも小さいようにされる。第２に、（Ｓ４）バッテリ電圧またはバッテリ・インピーダンスのデータが充電中モニタされる。このデータは、ガス・ポイントが生じる時間まで、またはわずかに前までのみ発生するように電流充電を制御する（Ｓ５）ために使用される（図２参照）。ガス・ポイント限界に到達したとき、バッテリ充電は、マイクロ・コントローラ２５によって、ブレーキ・システムから機械的に分離するなど、再生構成要素１０が出力を生成するのを停止させるか（Ｓ５）、バッテリ・バンク２０への出力を生成しないようにＣＶコントローラ１５を操作するかのいずれかによって、終了される。また、（Ｓ６）充電比率を、図３の２．３５Ｖ／セルの値を超えないように制限することもできる。異なるタイプのバッテリには、他の電圧値が使用されることになる。
【００３８】
バッテリ内に蓄積された再生エネルギーの比率および量もまた、放電とより高い充電条件状態での充電プロセスとの間で経過した時間に応じて制御されてもよい。この制御は、電圧を指標として使用することによって主に達成される。蓄積中の電流は、バッテリ電圧が所定の値以上に増加しないように維持される。この値は、鉛・酸バッテリでは、２．３５Ｖ／セルである。
【００３９】
バッテリが、車両上またはバッテリ・ショップ内のどちらかでそのフル・チャージまで周期的に充電されることも好ましい。これは、バッテリを多かれ少なかれ、持続的なバッテリの充電を下回る作動状態中、バッテリ内で硫化が行われる程度まで非硫酸化することになる。
【００４０】
本発明の特有の特徴が、簡便化のみのために１つまたは複数の図面で示されているが、それぞれの特徴は、本発明による他の特徴と組み合わされてもよい。代替となる実施形態は、当業者なら理解されよう。また、特許請求の範囲内に含まれるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電気車両およびハイブリッド車両内のバッテリの性能を最適化するために使用される典型的な装置の概略図である。
【図２】
ガス・ポイントおよび充電時間に対するバッテリ・セルの電圧およびインピーダンスを示すグラフである。
【図３】
放電および即時再充電中のバッテリの電圧および電流を示すグラフである。
【図４】
本発明の操作のフロー・チャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004500798.tif 000032
【国際調査報告】
2004500798.tif 000033