(57)【要約】【課題】充電完了までの時間を簡単に知ることができる充電完了時間推定方法を提供する。【解決手段】タイマーカウント値をｔ＝０にセットする(S41)。ｔ＝０時点のＳＯＣ値をｘ＝SOCnにセットする(S42)。次いで充電が行われる(S43)。初期充電を行い、充電開始からある所定時間ｔ１になっているかを判定する。所定時間経過していなければｔ１経過するまで充電が行われる(S44)。次にｔ１時点のＳＯＣ値を取得しこれをｙとする(S45)。満充電となる充電終了予測(推定)時間Ｔを当該ステップにおける計算式に基づいて算出する。この計算式は、初期充電後のｙ点を開始点としｙ点からＳＯＣが100％になるまでの時間をＴ＝ｔ（100−ｘ）/（ｙ−ｘ）により算出する(S46)。算出したＴは充電スタンド１の表示器（図示せず）に、充電を指示したユーザに表示される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電開始前に電池にプリチャージする段階と、プリチャージ終了後で充電開始直後のＳＯＣの値を取得する段階と、さらに充電開始から所定時間後にＳＯＣを取得する段階と、該充電開始直後のＳＯＣに比べて、該所定時間後のＳＯＣの値がその増加分を基に、ＳＯＣの値が１００％になる時間を算出する段階と、を含むことを特徴とする充電完了時間推定方法。
【請求項２】
前記算出された時間値を、無線通信回線を介してユーザの携帯端末に表示することを特徴とする請求項１に記載の充電完了時間推定方法。
【請求項３】
前記算出された時間値を、充電スタンドの表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の充電完了時間推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車等の車両に搭載される電池が消耗した場合にその電池を充電して当該電池が満充電になるまでの時間を簡易な方法で算出してユーザに通知する充電完了時間推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来から知られている定電流定電圧充電方式（CVCC方式：Constant Voltage Constant Current power supply）の概要を説明する図である。図８に示したグラフに見られるように、車両側の電池は、プリチャージした後で急速に充電量が増加する点を起点（この点を時間軸のゼロに設定）に定電流充電に基づくチャージ曲線にしたがって充電が開始され、満充電までの時間（Ｔ）の算出が複雑な予測方式に基づいて計算され、その後は定電圧充電に移行しながら充電が継続される。なお、定電圧充電に移行させた後もいくらかの充電が可能であるが、その充電は極めて小さいので定電圧充電終了に到達する前に打ち切っても誤差は少ないと考えられる。
【０００３】
図９は、従来から知られているパルス充電方式の概要を説明する図である。図９に示したグラフに見られるように、車両側の電池は、プリチャージ後で急速に充電量が増加する点を起点（この点を時間軸のゼロに設定）にパルス充電方式に基づくチャージ曲線にしたがって満充電になるまで充電を継続する。満充電になった後にさらに充電を行っても脈動するだけで満充電量を超えることはない。なお、脈動している時間は短い（たかだか数10秒）ので無視することができる。
【０００４】
図１０は、ＳＯＣ(State Of Charge)で表示した充電曲線を示す図である。SOCは一般的に、電池電圧や電池温度から推定される。尚、ＳＯＣの値はパーセントで表示されるため１００パーセントが満充電を表すことになる。
【０００５】
上述したように充電完了時間を算出するには、系統からの入力電力量と車両側の電池劣化度や電池毎の充電プロファイル等から複雑な計算を行って充電完了時間を算出していた。
【０００６】
すなわち従来、充電完了時間の推定方法は、（１）系統からの入力電力量、（２）車両に搭載の電池の電池劣化度、並びに、充電プロファイル等から複雑な計算の実行を経て推定を行うものであった。
【０００７】
一方、下記特許文献１に示される再充電可能な電池の充電管理方法には、充電段階（F2,F3）と、電池の充電状態を推定する任意の前段階（F1）を備え、パルス電流が供給されるとき、各充電区間の最後における電池端子の電圧の勾配（Ｐ）の絶対値とフル充電閾値との比較が、前記充電段階における充電完了基準及び又は充電状態の推定段階におけるフル充電基準として用いられ、パルス充電による充電段階（F3）は、勾配（Ｐ）がフル充電閾値に到達した時に充電終了とされることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１０−５０８８０７号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように従来では、複雑な計算を行って充電完了時間の算出を行っているため、算出結果を得るのに時間が掛かり、ユーザは長い時間待たされるという問題があった。
そこで本発明は、充電完了までの時間を簡単に知ることができる充電完了時間推定方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の充電完了時間推定方法は、充電開始前に電池にプリチャージする段階と、プリチャージ終了後で充電開始直後のＳＯＣの値を取得する段階と、さらに所定時間後に取得したＳＯＣの値が前記充電開始直後のＳＯＣの値に比べて上昇があるかを判定し、該上昇があるとき該ＳＯＣの値の上昇分を基にＳＯＣの値が１００％になる時間を算出する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記において本発明の充電完了時間推定方法は、前記算出された時間値を、無線通信回線を介してユーザの携帯端末に表示することを特徴とする。
上記において本発明の充電完了時間推定方法は、前記算出された時間値を充電スタンドの表示部に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
充電開始してから一定時間後のＳＯＣの上昇変化を算出することにより、満充電時間までの時間を簡単な計算式に基づいて推定し、推定した時間値をユーザに通知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を実現するためのシステム構成を示す図である。
【図２】定電流定電圧充電方式（CVCC方式）の充電曲線上で表現された本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明する図である。
【図３】ＳＯＣで示された充電曲線上で表現された本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明するフロー図である。
【図５】図４に示したフローを補完する充電終了確認フローを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態にかかるプリチャージ終了を確認するためのシステム構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかるプリチャージ終了を確認するためのフローチャートである。
【図８】従来から知られている定電流定電圧充電方式（CVCC方式）の概要を説明する図である。
【図９】従来から知られているパルス充電方式の概要を説明する図である。
【図１０】ＳＯＣ(State Of Charge)で表示した充電曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を実現するためのシステム構成を示す図である。図１では、車両に搭載された電池が消耗したときにその電池を充電する場合のシステム構成を示すものである。充電対象となる電池１０は、充電スタンド１に接続されて電力線を介してプリチャージが実施される。電池１０のプリチャージの状態は図６で詳しく説明するが、電圧センサ１１、Ａ／Ｄ変換器１２を介してＣＰＵ１３により監視される。なお、この構成はプリチャージが終了した後になされる本格的な充電において満充電を検出する構成としても成り立つものである。
【００１５】
本システムにおけるＣＰＵ１３は、バス１４を介してタイマー１５、メモリ１６に接続される。なおＣＰＵ１３に接続される上述のＡ／Ｄ変換器１２、および、ＣＰＵ１３にバス１４を介して接続されるタイマー１５、メモリ１６でもってＥＣＵ（電子制御ユニット）１８を構成する。そしてＥＣＵ１８はバス１４に接続される不図示の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介して、ゲートウェイ１７に接続されているバス１９に接続されている。ゲートウェイ１７は別システム（図示せず）のバス２０に接続され、当該バス２０には通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１が接続され、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１は充電スタンド１に接続される。
【００１６】
タイマー１５は、初期充電を行う時間ｔを管理し、ＣＰＵ１３は時間ｔにおける電池充電電圧をＡ／Ｄ変換器１２を介して獲得しその値をメモリ１６に記憶する。なお本発明の実施形態においてはＡ／Ｄ変換器１２を介して電池充電電圧を獲得するが、電池充電電圧そのものを直接使用するのではなくＳＯＣに基づいて充電終了の簡易計算を実行している。
【００１７】
図２は、定電流定電圧充電方式（CVCC方式）の充電曲線上で表現された本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明する図である。図２に示されるCVCC方式の充電曲線自体は図８で説明したのでここでは説明しないが、電池１０への充電がCVCC方式によってなされたという前提の下で本発明の充電完了時間の推定を行う場合、プリチャージした後で急速に充電量が増加する点を起点（この点を時間軸のゼロに設定）にタイマー１５で管理されるｔ時間後における電池充電電圧の急激な変化をＡ／Ｄ変換器１２経由でＣＰＵ１３は獲得する。そして本発明は、ｔ時間後における電池充電電圧の急激な変化をもとに充電完了時間の推定を行う。これについては後述する。
【００１８】
図３は、ＳＯＣで示された充電曲線上で表現された本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明する図である。図３に示されるＳＯＣの充電曲線自体は図１０で説明したのでここでは説明しないが、CVCC方式によってなされた電池１０への充電を図３に示されるＳＯＣの充電曲線上に変換し、ｔ時間におけるｘ→ｙへのＳＯＣの上昇率（これを傾きと定義する）を基に後述する図４のフロー図のステップ４５における充電完了時間Ｔの算出式に基づいて推定を行うものである。なお、図３に示すようにＳＯＣで示された充電曲線上で傾きを表現する場合には、図２で例示したCVCC方式に限らず、本発明としては図示していないが、図９に示したパルス充電方式においてもこの図３による概念を適用できるので、図３のようなＳＯＣで表現すれば、使用する充電方式を明示しなくても充電完了時間の推定を行うことができる。もちろん使用する充電方式を明示したうえでのＳＯＣ値の変換であることを明らかにすることも可能である。
【００１９】
図４は、本発明の実施形態にかかる充電完了時間推定方法を説明するフロー図である。図４におけるフローを説明する前に、記号の意義を説明しておく。SOCnは現在のＳＯＣ値を意味し、ｔはタイマー１４によって管理されるカウント値を意味し、Ｔは満充電（ＳＯＣ１００％）となる充電終了予測(推定)時間を意味するものとしている。
【００２０】
ステップS41において、タイマーカウント値をｔ＝０にセットする。図２に示したCVCC方式の充電曲線ではプリチャージが終了した時点でｔ＝０がセットされることになる。次いで、ステップS42において、ｔ＝０時点のＳＯＣ値をｘ＝SOCnにセットする。
【００２１】
ステップS43において、充電が行われる。このステップにおける充電は、図１に示したシステム構成において充電スタンド１からプリチャージ後に実施される本格的な充電を意味する。次に、ステップS44において、初期充電（プリチャージ後の図２に示した定電流充電）を行い、充電開始からある所定時間ｔ１になっているかを判定する。所定時間経過していなければｔ１経過するまで充電が行われる。次にステップＳ45において、ｔ１時点のＳＯＣ値を取得しこれをｙとする。
【００２２】
そしてステップS46において、満充電（ＳＯＣ１００％）となる充電終了予測(推定)時間Ｔを当該ステップにおける計算式に基づいて算出する。この計算式は、初期充電後のｙ点を開始点としｙ点からＳＯＣが１００％になるまでの時間をＴ＝ｔ（100−ｘ）/（ｙ−ｘ）により算出する。算出したＴは図１に示した充電スタンド１の表示器（図示せず）に、充電を指示したユーザに表示される。この表示は、ＣＰＵ１３により算出されたＴのデータをゲートウェイ１７を介して他のシステム（図示せず）のバス２０経由で通信Ｉ／Ｆ２１に伝達し、通信Ｉ／Ｆ２１を介して充電スタンド１の制御部（図示せず）に引き渡し、当該制御部の指示により表示器（図示せず）に表示する。表示された充電終了時間Ｔは、その後、充電スタンド１の制御部（図示せず）に備わる時計又は内部タイマーによりカウントダウン表示される。なお、ユーザへの表示は、他の方法を採用することもできる。たとえば、ユーザが携帯端末を所持している場合には、該携帯端末に無線ネットワーク（図示せず）を経由してＴに関するデータを送付して表示させることも可能である。
【００２３】
なおステップS47は、図５に示す終了確認フローのために、ＳＯＣ前回値（SOCn-1と表記される）を抽出して初期化処理を実施する。ステップS47における処理終了で図４に示す充電完了時間推定処理を終了させる。
【００２４】
図５は、図４に示したフローを補完する充電終了確認フローを説明する図である。図５におけるステップS51は、図４に示したステップS46における初期化処理後に開始される。図５におけるフローを説明する前に、図４と同様に記号の意義を説明しておく。SOCnは現在のＳＯＣ値を意味し、SOCn-1は前回のＳＯＣ値を意味し、ｔcは所定の一定時間間隔を意味する。なお終了確認タイミングは、時間ｔc経過毎に行われる。
【００２５】
ステップS51において、現在のＳＯＣ値であるSOCnが取得される。このSOCnは図４に示したフローのステップS46におけるＴ算出時点に得られたSOCnということになる。次いでステップS52では、SOCn＞８０％であるかを判定する。SOCn＞８０％でなければステップS53に進み、ステップS53において当該SOCnをSOCn-1に設定して充電を継続する。そして時間ｔc経過するのを待つ。時間ｔc経過すると、再びステップS51が開始され、現在のＳＯＣ値であるSOCnが取得される。そしてステップS52に進み、SOCn＞８０％であるかを判定する。SOCn＞８０％でなければステップS53に進むことになるが、この処理は上述したので再度の説明を省略する。一方、SOCn＞８０％であれば、ステップS54に進み、ステップS54において、SOCnとSOCn-1とが一致しているかを判定する。SOCnとSOCn-1とが一致していなければ、ステップS53に進み、上述したように当該SOCnをSOCn-1に設定して充電を継続する。そして時間ｔc経過するのを待って、時間ｔc経過すると、再びステップS51から処理が開始される。一方、SOCnとSOCn-1とが一致していれば、ステップS55に進み、次の経過時間ｔでＴ時間経過と充電終了する。なおＴは図４に示したフローのステップS46において算出されたＴの値をダウンカウントするように構成しているのでＴ経過によりゼロと表示されて充電終了を表示することになる。
【００２６】
図６は、本発明の実施形態にかかるプリチャージ終了を確認するためのシステム構成を示す図である。図６は、図１に示したシステム構成図からプリチャージ終了を確認するためのシステム構成を理解しやすいように図６に取り出したものである。すなわちプリチャージは、上述したように充電完了時間推定には含まれず、充電前の電池電圧Ｖ1を測定し、電池電圧Ｖ1がＶo（Ｖ）以上になるまでプリチャージを行う処理を指しているため、プリチャージ部分だけ本格的な充電から切り離しておく必要がある。図６においてプリチャージの進行に合わせて変化する電池１０の電池電圧Ｖ1を電圧センサ１１、Ａ／Ｄ変換器１２を介してＣＰＵ１３に取り込むように構成したものである。
【００２７】
図７は、本発明の実施形態にかかるプリチャージ終了を確認するためのフローチャートである。図７においてステップS71では、図６のシステム構成で示したようにプリチャージ対象の電池１０の電池電圧Ｖ1を取得する。次いでステップS72において、取得した電池電圧Ｖ1がプリチャージ終了の目安であるＶo（Ｖ）以上かを判定する。ステップS72で取得した電池電圧Ｖ1がＶo（Ｖ）以上になっていなければステップS71に戻って電池電圧Ｖ1を再び取得する。ステップS72で取得した電池電圧Ｖ1がＶo（Ｖ）以上になっていれば、プリチャージを終了する。なおプリチャージ終了の目安であるＶoの値は、使用する電池の種類により決定される値であり、その値の決定方法は本発明の管轄外なので触れない。
【符号の説明】
【００２８】
１  充電スタンド
１０  電池
１１  電圧センサ
１２  Ａ／Ｄ変換器
１３  ＣＰＵ
１４  バス
１５  タイマー
１６  メモリ
１７  ゲートウェイ
１８  ＥＣＵ
１９  バス
２０  バス
２１  通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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