(57)【要約】【課題】警告表示部を簡素化して消費電力を低減させながらもトライバーが車両状況を把握し易い電気自動車を提案する。【解決手段】バッテリー５から供給される電力によって駆動するモータ２で走行可能な電気自動車において、バッテリー５の電圧を検出するバッテリー電圧検出手段２４と、バッテリー電圧検出手段で検出されたバッテリー電圧（V_bat）と予め設定された目標電圧（V_trg）とから電圧差（V_diff）を差分算出手段３１で算出し、充電器９によるバッテリー５への充電時に、電圧差（V_diff）に応じて充電器９の出力を増減するように制御手段３０で制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーから供給される電力によって駆動するモータで走行可能な電気自動車の充電制御装置において、
前記バッテリーと接続され、当該バッテリーに電流を供給する充電器と、
前記バッテリーの電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、
前記バッテリー電圧検出手段で検出されたバッテリー電圧と予め設定された目標電圧とから電圧差を算出する差分算出手段と、
前記充電器による充電時に、前記差分算出手段によって算出された電圧差に応じて前記充電器の出力を増減するように制御する制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の充電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記目標電圧とバッテリー電圧の差分が大きくなるほど、前記充電器からの出力を増大し、前記目標電圧とバッテリー電圧の差分が小さくなるほど前記充電器からの出力を減少するように制御することを特徴とする請求項１記載の電気自動車の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーから供給される電力によって駆動するモータで走行可能な電気自動車の充電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、駆動源となるモータと、その電源部としてバッテリーを車体に搭載し、バッテリーから供給される電力によってモータを駆動して走行している。電気自動車においてはバッテリーの性能や容量が走行距離に影響を与えることになるので、通常、充電可能な複数のバッテリーをユニット化して搭載し、放電によりバッテリー電圧が低下すると充電器により充電できるように構成されている。また、電気自動車において、充電中に車両に搭載されたエアコンをタイマー等で作動させ、バッテリーから電力を持ち出すことなく、車室内を快適にする技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１２６７７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気自動車のバッテリーに充電を行なう場合、充電速度を優先するのであれば充電器の出力を最大にして充電することになるが、急速な充電や過度な充電はバッテリーの温度上昇につながる。周知のようにバッテリーは高温度になるほどその劣化が激しくなることから、所定電圧になるとバッテリー電圧を一定にすべく、充電電流を絞るために充電器からの出力を抑えることが考えられる。
【０００５】
また、バッテリーの充電時にエアコンを作動させる場合、乗員が電気自動車を使用する直前、つまりバッテリーの充電後期にエアコンを作動させることが考えられるが、バッテリーの充電後期には、バッテリー電圧は満充電状態に近くなっており、充電器からの出力は抑えられた状態にあることが考えられる。
【０００６】
しかし、充電器からの出力を抑えた状態で、エアコンなどの高電圧系の負荷機器が作動すると、充電器からの充電電流が負荷機器に流れてしまい、バッテリーへの充電電流が減少してしまう。そのため、充電器の出力（能力）に余裕があるにもかかわらず、バッテリーへの充電電流が減少し充電時間が長くなってしまう。また、エアコンのような負荷機器での使用電力が大きい場合、バッテリーの電力が使用されて充電中にもかかわらず放電状態となってしまう。
【０００７】
本発明は、バッテリーへの充電中において負荷機器が作動した場合でも、充電時間の極端な延長やバッテリーからの放電を防止可能な電気自動車の充電制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、バッテリーから供給される電力によって駆動するモータで走行可能な電気自動車の充電制御装置において、バッテリーと接続されてバッテリーに電流を供給する充電器と、バッテリーの電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、バッテリー電圧検出手段で検出されたバッテリー電圧と予め設定された目標電圧とから電圧差を算出する差分算出手段と、充電器による充電時に、差分算出手段によって算出された電圧差に応じて充電器の出力を増減するように制御する制御手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の電気自動車の充電制御装置において、制御手段は、目標電圧とバッテリー電圧の差分が大きくなるほど、充電器からの出力を増大し、目標電圧とバッテリー電圧の差分が小さくなるほど充電器からの出力を減少するように制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリー電圧検出手段で検出されたバッテリー電圧と予め設定された目標電圧とから差分算出手段で電圧差を算出し、充電器による充電時にこの電圧差に応じて充電器の出力が増減するように制御するので、充電中に負荷機器が作動してバッテリー電圧に変動があっても、充電器からの出力も同様に変化するので、充電時間の極端な延長やバッテリーからの放電を防止することができる。また、差分算出手段で算出した目標電圧とバッテリー電圧の電圧差が大きくなるほど充電器からの出力を増大し、目標電圧とバッテリー電圧の電圧差が小さくなるほど充電器からの出力を減少するように制御するので、充電中に負荷機器が作動した場合してバッテリー電圧が低下した場合には充電器からの出力を増加させるので、充電器の能力を十分に引き出すことができ、充電時間が極端に長くなることやバッテリーからの放電を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において、符号１で示す電気自動車は、電源部となるバッテリー５から供給される電力によってモータ２を回転し車輪３を回転駆動させることで走行するものである。バッテリー５は、電気自動車１の車室内２０に設けられた座席４の下部に配設されている。バッテリー５は複数のセルを１つのモジュールとし、これらモジュールを複数備えた電池パックとして構成されている。バッテリー５は、車体を構成するフロアパネル６とフロアパネル６の下方に設けられた遮蔽板７とで構成されたユニット収納部８内に収納されている。
【００１２】
電気自動車１は、バッテリー５に電流を供給する充電器９と、バッテリー制御部１０と、バッテリー５を冷却する冷却手段１５と、冷却手段１５と充電器９を制御する制御手段３０を備えている。
【００１３】
冷却手段１５は、外気導入路１３に配置された送風ファン１４とコンプレッサ１８を備え、符号Ｓで示す冷却気流となる送風気流とコンプレッサ１８の駆動により外気導入路１３に配置された熱交換器１７との間で冷媒を冷凍サイクル循環させることで外気を冷却し冷却風を発生させるエアコンユニット１５０、エアコンユニット１５０からダクト１６を介してユニット収納部８内に供給された冷却気流全般を車外に排出する排出ファン１１とを備えている。
【００１４】
エアコンユニット１５０は、車室内２０に冷却気流Ｓを導入する室内冷却噴出口１５ａと、冷却気流をユニット収納部８へ案内するバッテリー冷却吹出口１５ｂを備え、両者はダンパ１９によって切り替えられるように構成されている。
【００１５】
ユニット収納部８の前側にはダクト１６が接続する導入口８ａが形成され、後側８ｂに形成された排出口には排出ファン１１が装着されている。排出ファン１１は、ユニット収納部８内に空気を吸引するためのもので、このファンが回転することで、ユニット収納部８内の空気が排出されるように構成されている。
【００１６】
ユニット収納部８内のバッテリー５は、ダクト１６を介して案内されて導入される冷却気流Ｓによって冷却されるように構成されている。本形態において、ダクト１６は、助手席４Ａ側のフロア６に配設されている。
【００１７】
充電器９は、バッテリー５と制御手段３０とに信号線と図示しない充電ケーブルで接続されている。充電器９は、図示しない外部電源と接続するコネクタ１２を備え、このコネクタ１２を介して外部電源から供給される電力をバッテリー５に出力するように構成されている。充電器９は、自身の出力となる充電電流（I_rq）と充電電圧の情報を制御手段に出力するように構成されていて、制御手段３０から送信される電流指令値によってその出力が制御されるように構成されている。
【００１８】
バッテリー制御部１０は、バッテリー５の充電状態や温度を制御するもので、図２に示すように、バッテリー５の電圧を検出するバッテリー電圧検出手段となる電圧センサ２４と、バッテリー５の電流値を検出するバッテリー電流検出手段となる電流センサ２５と、バッテリー５の温度を検出する図示しない温度センサが接続されていて、バッテリー残量や充電時期情報を制御手段３０に出力するように構成されている。
【００１９】
制御手段３０には、充電器９、バッテリー制御部１０、コンプレッサ１８、送風ファン１４を駆動する送風駆動モータ２１、ダンパ１９を駆動して冷却気流の吹出口を切り替えるダンパ駆動部２２と、排気ファン１１を駆動する排出駆動モータ２３が接続されていて、各駆動部に作動指令を送信することで各駆動部の作動を制御するように構成されている。本形態において、コンプレッサ１８、送風駆動モータ２１、ダンパ駆動部２２は、負荷機器となるが、中でもコンプレッサ１８は高電圧の負荷機器となる。
【００２０】
制御手段３０には目標電圧（V_trg）が予め設定されているとともに、電圧センサ２４で検出されたバッテリー電圧（V_bat）とこの目標電圧（V_trg）とから電圧差（V_diff）を算出する差分算出手段３１と、充電器９による充電時に、差分算出手段３１によって算出された電圧差（V_diff）に応じて充電器９の出力を増減する補正値（I_adj）を算出する補正値算出手段３２を備え、電圧差（V_diff）に応じて充電器９の出力を増減するように制御する機能を備えている。
【００２１】
目標電圧（V_trg）は、充電電流（I_rq）に応じて変化するようにマップ化されて設定されていて、充電電流（I_rq）に応じて選択される。差分算出手段３１は予め設定された数式で構成されている。
【００２２】
補正値算出手段３２は、目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が大きくなるほど充電器９からの出力を増大し、目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が小さくなるほど充電器９からの出力を減少するように設定されている。
【００２３】
このように構成による充電制御の内容を図３に示すフローチャートに沿って説明する。ここでは既にメインスイッチがオン状態であるものとする。制御手段３０は、ステップＡ１において車両が充電中であるか否かを判定し、例えばソケット１２が電源に接続されている場合には充電中であるものとしてステップＡ２に進む。
【００２４】
ステップＡ２では、充電電流（I_rq）から目標電圧（V_trg）を設定し、ステップＡ３に進んでバッテリー電圧（V_bat）と目標電圧（V_trg）とから差分算出手段３１を用いて電圧差（V_diff）を算出してステップＡ４に進む。
【００２５】
ステップＡ４では、補正値算出手段３２により電圧差（V_diff）から補正値（I_adj）を求め、ステップＡ５に進んで充電電流（I_rq）に補正値（I_adj）を加算して電流指令値を充電器９へ送信する。充電器９では、電流指令値に応じてバッテリー５に対する出力を増減する。
【００２６】
ここで、補正値（I_adj）は、差分算出手段６１で算出した目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が大きくなるほど充電器９からの出力を増大し、目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が小さくなるほど充電器９からの出力を減少するように設定されている。
【００２７】
図４は、本発明の充電制御を実施した場合としない場合におけるバッテリー電流とバッテリー電圧と充電器出力の変化を示すものである。図４において、充電が行なわれている場合には、充電器９からの出力はその最大性能で出力されるのでバッテリー電圧が上昇する。そしてバッテリー電圧が図４中Ｐ１で示すように所定値となると、その電圧を維持するために図４中Ｐ２で示すように充電器９の出力が絞られる。このとき、例えばコンプレッサ１８のような負荷機器が作動していなければ充電器９の出力が絞られていてもバッテリー電圧は一定に保持されるが、負荷機器が作動すると図４中Ｐ３に示すようにバッテリー電流は低下していくとともに、バッテリー電圧も図４中Ｐ４で示すように低下してしまう。さらに負荷機器の作動により充電器９から供給される電力よりも消費電力が大きい場合には、充電中にも関わらず、不足分がＰ３に示すようにバッテリー５から使用されてしまう事になる。
【００２８】
これに対し、本願の充電制御が実施されると、充電中に負荷機器が作動してバッテリー電圧（V_bat）が低下した場合には、目標電圧（V_trg）との電圧差（V_diff）が大きくなるので、制御手段３０は充電器９からの出力が大きくなるように制御する。このため、バッテリー５に供給される電力が大きくなるので、バッテリー電圧がＰ４に示すように上昇されることになる。また、充電中に負荷機器が作動するが、その負荷が例えばダンパ駆動部２２のような一時的な駆動によるものや、消費電力が小さく、バッテリー電圧（V_bat）の低下量が少ない場合には、目標電圧（V_trg）との電圧差（V_diff）が小さくなるので、制御手段３０は充電器９からの出力を押さえるように制御する。
【００２９】
このように、本発明にかかる充電制御装置によると、充電器９による充電時にこの電圧差（V_diff）に応じて充電器９の出力が増減するように制御されるので、充電中に負荷機器が作動してバッテリー電圧（V_bat）に変動があっても、充電器９からの出力も同様に変化するので、充電時間の極端な延長やバッテリー５からの放電を防止することができる。
【００３０】
特に、目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が大きくなるほど充電器９からの出力は増大するので、充電中に負荷機器が作動した場合してバッテリー電圧が低下した場合には充電器９からの出力を増加して充電器の能力を十分に引き出すことができ、充電時間が極端に長くなることやバッテリーからの放電を防止することができる。また、目標電圧（V_trg）とバッテリー電圧（V_bat）の電圧差（V_diff）が小さくなるほど充電器９からの出力を減少するように制御されるので、充電中の負荷が小さい場合には、定電圧制御を継続することができ、バッテリー５の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態である電気自動車の概略構成図である。
【図２】本発明の充電制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】制御手段による充電制御の一形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかる充電制御実施時と非実施時のバッテリーと充電器の出力の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３２】
１              電気自動車
２              モータ
５              バッテリー
９              充電器
１２            充電器
２４            バッテリー電圧検出手段
３０            制御手段
３１            差分算出手段
V_bat           バッテリー電圧
V_trg           目標電圧
V_diff          電圧差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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