(57)【要約】【課題】充電装置から出力される電力が、バッテリが許容できる電力の上限値を超える場合でも、バッテリの劣化を防止すること。【解決手段】入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に出力する充電装置１０であって、バッテリ２０の状態の情報に基づいて、バッテリ２０が許容できる充電電力の上限値が充電装置１０から出力される直流電力の下限値未満であると判定した場合、バッテリ２０へ出力される上限値以下の電力値と、所定の負荷装置４０へ出力される電力値との合計が下限値以上となるように制御する制御部１０３を有する。【選択図】図１
2017169323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置であって、
前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が前記充電装置から出力される直流電力の下限値未満であると判定した場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御する制御部を有する、
充電装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記バッテリと前記負荷装置の両方に直流電力を出力するように制御した後で、前記バッテリの充電電流値に基づいて、前記バッテリへ出力される直流電力が前記上限値を超えないように制御する、
請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記バッテリの充電電流値に基づいて算出した電力値が前記下限値以上になった場合、前記負荷装置への直流電力の出力を停止するように制御する、
請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記負荷装置が複数ある場合、前記充電装置から出力される前記下限値以上の電力値と、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値との差分の大きさに応じて、複数の前記負荷装置の中から直流電力の出力先を決定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記上限値が前記下限値以上であると判定した場合、前記下限値以上の直流電力を前記バッテリへ出力するように制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項６】
入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置の制御方法であって、
前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が、前記充電装置が出力する直流電力の下限値未満であるか否かを判定するステップと、
前記上限値が前記下限値未満である場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御するステップと、
を含む充電装置の制御方法。
【請求項７】
入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置のコンピュータに、
前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が、前記充電装置が出力する直流電力の下限値未満であるか否かを判定する処理と、
前記上限値が前記下限値未満である場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御する処理と、
を実行させる充電装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリへ供給する充電装置、充電装置の制御方法、および充電装置制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から入力された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリへ供給する充電装置が知られている。例えば、特許文献１には、バッテリへ供給する充電電流を、バッテリが許容できる最大充電電流値よりも低い値に設定する充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１００３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、充電時間短縮のために例えば１ｋＷ以上の直流電力を出力可能な高出力充電装置では、出力する直流電力の値が小さ過ぎると、力率の悪化によりパワー素子の温度が上昇して充電装置に不具合が生じる。そのため、高出力充電装置では、出力する直流電力の下限値（例えば、２００Ｗ）が設定されており、その下限値以上で直流電力を出力するように制御される。このような高出力充電装置を用いて、許容できる充電電力の上限値が上記下限値よりも小さいバッテリを充電する場合、バッテリが劣化するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、充電装置から出力される電力が、バッテリが許容できる電力の上限値を超える場合でも、バッテリの劣化を防止できる充電装置、充電装置の制御方法、および充電装置制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る充電装置は、入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置であって、前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が前記充電装置から出力される直流電力の下限値未満であると判定した場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御する制御部を有する構成を採る。
【０００７】
本発明の一態様に係る充電装置の制御方法は、入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置の制御方法であって、前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が、前記充電装置が出力する直流電力の下限値未満であるか否かを判定するステップと、前記上限値が前記下限値未満である場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御するステップと、を含むようにした。
【０００８】
本発明の一態様に係る充電装置制御プログラムは、入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに出力する充電装置のコンピュータに、前記バッテリの状態の情報に基づいて、前記バッテリが許容できる充電電力の上限値が、前記充電装置が出力する直流電力の下限値未満であるか否かを判定する処理と、前記上限値が前記下限値未満である場合、前記バッテリへ出力される前記上限値以下の電力値と、所定の負荷装置へ出力される電力値との合計が前記下限値以上となるように制御する処理と、を実行させるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、充電装置から出力される電力が、バッテリが許容できる電力の上限値を超える場合でも、バッテリの劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る充電装置とその周辺の構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係る充電装置の動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、図１を用いて、本実施の形態に係る充電装置１０とその周辺の構成について説明する。図１は、本実施の形態の充電装置１０とその周辺の構成の一例を示すブロック図である。図１において、実線の矢印は電力の流れを示しており、破線の矢印は通信の流れを示している。
【００１３】
図１に示す充電装置１０、バッテリ２０、バッテリ監視部３０、および負荷装置４０は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）またはＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）に搭載される。
【００１４】
充電装置１０は、例えば１ｋＷ以上の直流電力を出力することが可能な高出力充電装置である。充電装置１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２、および制御部１０３を有する。なお、図示は省略するが、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１の前段に、電源ラインへのノイズ侵入とノイズ流出を防止する電源フィルタを備えてもよい。
【００１５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１は、交流電源（図示略）から入力した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０２へ出力する。
【００１６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１からの直流電力に対して変圧を行い、その直流電力を、バッテリ２０のみに出力する、または、バッテリ２０と負荷装置４０の両方に出力する。
【００１７】
制御部１０３は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０２等を制御する。
【００１８】
充電装置１０は、上述したように高出力充電装置であることから、力率の悪化によるパワー素子の温度上昇を防ぐために、充電装置１０が出力する直流電力の下限値（以下、下限出力電力値という）が設定されている。制御部１０３は、下限出力電力値以上の直流電力を出力するように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０２を制御する。なお、制御部１０３が行う制御処理の詳細については、図２を用いて後述する。
【００１９】
バッテリ２０は、充電装置１０と電気的に接続され、充電装置１０からの直流電力を入力する。これにより、バッテリ２０は充電される。バッテリ２０としては、例えば、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリなどが挙げられ、本実施の形態では電池電圧４８Ｖのものが用いられる。
【００２０】
バッテリ監視部３０は、例えばＢＣＵ（Battery Control Unit）であり、バッテリ２０の状態を監視する。そして、バッテリ監視部３０は、バッテリ２０の状態の情報を制御部１０３へ出力する。この情報としては、例えば、バッテリ２０が許容できる充電電流の上限値（以下、上限充電電流値という）、充電時に実際にバッテリ２０を流れる電流の値（以下、充電電流値という）、ＳＯＣ（State Of Charge）値、電圧値などが挙げられる。
【００２１】
負荷装置４０は、充電装置１０と電気的に接続され、充電装置１０からの直流電力により動作する機器である。負荷装置４０としては、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、冷却用ファン、電動パワーステアリング、エアコン装置、ブレーキアクチュエータ、ＡＢＳ（Antilock Brake System）などが挙げられる。なお、図１では、負荷装置４０を１つだけ図示しているが、負荷装置４０は複数あってもよい。
【００２２】
以上、充電装置１０とその周辺の構成について説明した。
【００２３】
次に、図２を用いて、充電装置１０の制御部１０３の動作例について説明する。図２は、制御部１０３の動作例を示すフローチャートである。
【００２４】
充電装置１０が交流電源（図示略）と接続され、バッテリ２０の充電が開始されると、バッテリ監視部３０は、上限充電電流値を制御部１０３へ出力する。そして、制御部１０３は、バッテリ監視部３０から上限充電流値を受け取る（ステップＳ１０１）。
【００２５】
次に、制御部１０３は、上限充電電流値と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電圧とに基づいて、上限充電電力値を算出する（ステップＳ１０２）。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電圧は、例えば、図示しない電圧計によって計測され、制御部１０３へ出力される。
【００２６】
次に、制御部１０３は、算出した上限充電電力値が下限出力電力値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
ステップＳ１０３の判定の結果、上限充電電力値が下限出力電力値未満ではない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部１０３は、バッテリ２０へ直流電力を出力する（ステップＳ１０４）。そして、制御部１０３は、バッテリ監視部３０からＳＯＣ値を受け取り（ステップＳ１０５）、受け取ったＳＯＣ値が設定値に達していない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０４、Ｓ１０５の処理を繰り返す。受け取ったＳＯＣ値が設定値に達した場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、バッテリ２０の充電は終了する。設定値とは、充電を終了する条件として予め設定されたＳＯＣ値である。
【００２８】
一方、ステップＳ１０３の判定の結果、上限充電電力値が下限出力電力値未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部１０３は、負荷装置４０へ制御信号を出力する（ステップＳ１０７）。この制御信号は、負荷装置４０をオンにする信号である。この制御装置１３０を受け取った負荷装置４０は、動作を開始する。なお、制御部１０３から負荷装置４０へ直接、制御信号を出力するのではなく、制御部１０３は、図示しない上位の制御部へ制御信号を出力し、上位の制御部が負荷装置４０を制御してもよい。
【００２９】
次に、制御部１０３は、バッテリ２０へ出力する直流電力（以下、バッテリ出力電力という）および負荷装置４０へ出力する直流電力（以下、負荷出力電力という）を算出する（ステップＳ１０８）。
【００３０】
ここで算出されるバッテリ出力電力は、例えば、ステップＳ１０２で算出した上限充電電力値、または、その上限充電電力値よりも小さい所定の値である。負荷出力電力は、充電装置１０から出力される電力値（下限出力電力値以上の所定の値）とバッテリ出力電力との差分である。よって、バッテリ出力電力と負荷出力電力との合計は、下限出力電力値以上となる。
【００３１】
次に、制御部１０３は、バッテリ出力電力をバッテリ２０へ出力し、かつ、負荷出力電力を負荷装置４０へ出力するように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０２を制御する（ステップＳ１０９）。
【００３２】
次に、制御部１０３は、バッテリ監視部３０から充電電流値およびＳＯＣ値を受け取る（ステップＳ１１０）。
【００３３】
次に、制御部１０３は、受け取ったＳＯＣ値が設定値に達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
【００３４】
受け取ったＳＯＣ値が設定値に達していない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、制御部１０３は、充電電流値に基づいてフィードバック制御を実行する（ステップＳ１１２）。例えば、制御部１０３は、充電電流値とＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の出力電圧に基づいて電力値を算出し、算出した電力値が上限充電電力値を超えないようにバッテリ出力電力を制御する。なお、ステップＳ１０６がＮＯの場合にもフィードバック制御を実行することが好ましい。
【００３５】
ステップＳ１１２の後、フローはステップＳ１０９へ戻る。
【００３６】
受け取ったＳＯＣ値が設定値に達した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、バッテリ２０の充電は終了する。
【００３７】
以上、充電装置１０の制御部１０３の動作例について説明した。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態の充電装置１０は、上限充電電力値が下限出力電力値未満である場合、バッテリ２０へ出力される上限充電電力値以下の電力値と、負荷装置４０へ出力される電力値との合計が下限出力電力値以上となるように制御する。これにより、バッテリ２０の上限充電電力値が下限出力電力値未満であって、充電装置１０から下限出力電力値以上の直流電力が出力された場合でも、負荷装置４０への電力供給によりバッテリ２０には上限充電電力値を超えた電力が供給されないため、バッテリの劣化を防止することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
【００４０】
（変形例１）
実施の形態では、制御部１０３がバッテリ監視部３０から受け取った上限充電電流値に基づいて上限充電電力値を算出する場合を例に挙げて説明したが、例えば、制御部１０３は、バッテリ監視部３０から上限充電電力値を受け取ってもよい。この場合、図２のステップＳ１０２における上限充電電力値の算出処理を省略できるため、制御部１０３における処理速度を向上させることができる。
【００４１】
（変形例２）
実施の形態において、制御部１０３は、バッテリ監視部３０から受け取った充電電流値に基づいて算出した電力値が下限出力電力値以上になった場合、負荷装置４０への直流電力の出力を停止するように制御してもよい。
【００４２】
（変形例３）
実施の形態において、負荷装置４０が複数ある場合、制御部１０３は、充電装置１０から出力される電力値（下限出力電力値以上の所定値）とバッテリ出力電力との差分（以下、差分という）の大きさに応じて、複数の負荷装置４０の中から、直流電力の出力先を決定してもよい。例えば、負荷装置４０として、１２ＶのＤＣ／ＤＣコンバータ（図１のＤＣ／ＤＣコンバータ１０２とは別に設けられたもの）と、冷却用ファンとが車両に設けられている場合、制御部１０３は、差分が所定の閾値以上であれば、１２ＶのＤＣ／ＤＣコンバータへ直流電力を出力するように制御し、差分が所定の閾値未満であれば、冷却用ファンへ直流電力を出力するように制御する。
【００４３】
以上、変形例について説明した。上述した変形例は、適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態および変形例について図面を参照して詳述してきたが、上述した充電装置１０の機能は、コンピュータプログラムにより実現されうる。例えば、ＤＳＰ１５は、所定の記憶装置（図示略）に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory。図示略）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、充電装置１０の機能が実現される。また、プログラムを実行する際、ＲＡＭまたは記憶装置には、実施の形態および変形例で述べた各種処理で得られた情報が記憶され、適宜利用される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、電源から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリへ供給する充電装置、充電装置の制御方法、および充電装置制御プログラムに有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  充電装置
２０  バッテリ
３０  バッテリ監視部
４０  負荷装置
１０１  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１０２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０３  制御部
【図１】
2017169323.tif 000003
【図２】
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