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技術 電動車両の制御装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 河村裕樹森田博之大田義晃
出願日 2015年8月3日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2015-153592
公開日 2017年2月9日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-034888
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 車両の電気的な推進・制動 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード バランサ回路 許容最低 劣化状況 給電コネクタ インジケータランプ 推奨情報 LSIデバイス 急速充電用
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この項目の情報は公開日時点(2017年2月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

バッテリ普通充電を適切に実行させることができる電動車両制御装置を提供することを目的とする。

解決手段

電池セル21の電圧を検出すると共に、その電圧差を算出する電圧差算出手段12と、電圧差算出手段12によって算出された電圧差が所定閾値を超えている場合に、普通充電の実行を促す普通充電推奨情報提示する情報提示手段14と、を備える構成とする。

概要

背景

電気自動車プラグインハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるバッテリ二次電池)は、例えば、家庭用電源による普通充電、又は専用の電源を用いた急速充電により、電力が供給されるように構成されている。

バッテリは、複数の電池セルを備えており、充放電サイクルを繰り返しているうちに、各電池セル間の温度状態劣化状況の違い等に起因して、各電池セル間に電圧差が生じてしまう。そして、バッテリの充電時には、最高セル電圧許容最高電圧に達すると充電を停止し、放電時には、最低セル電圧許容最低電圧になると放電を停止する。このため、バッテリを構成する各電池セルの電圧差が小さいほど、バッテリが本来有する電池容量をより多く使用することができる。したがって、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は極力小さく状態に維持されていることが好ましい。

しかしながら、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は、バッテリを使用するに従い大きくなる。このため、実際に使用できるバッテリの電池容量は、バッテリを使用するに従い、徐々に減少してしまう。

このような問題を解消するために、各電池セルに対応するバランサ回路を備えるようにしたバッテリがある。バランサ回路によって電圧の高い電池セルを放電させることで、各電池セル間の電圧差を低減させることができる(例えば、特許文献1参照)。

概要

バッテリの普通充電を適切に実行させることができる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。電池セル21の電圧を検出すると共に、その電圧差を算出する電圧差算出手段12と、電圧差算出手段12によって算出された電圧差が所定閾値を超えている場合に、普通充電の実行を促す普通充電推奨情報提示する情報提示手段14と、を備える構成とする。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの普通充電を適切に実行させることができる電動車両の制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

普通充電又は急速充電により充電される複数の電池セルと、前記普通充電時に作動して前記電池セルの放電を行うバランサ回路と、を有するバッテリを備えた電動車両制御装置であって、前記電池セルの電圧を検出すると共に、その電圧差を算出する電圧差算出手段と、前記電圧差算出手段によって算出された前記電圧差が所定閾値を超えている場合に、前記普通充電の実行を促す普通充電推奨情報提示する情報提示手段と、を備えることを特徴とする電動車両の制御装置。

請求項2

請求項1に記載の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置。

請求項3

請求項2に記載の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電の推奨充電時間と、該推奨充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置。

請求項4

請求項2又は3に記載の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、該満充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置。

請求項5

請求項1から4の何れか一項に記載の電動車両の制御装置において、前記情報提示手段は、前記電動車両が備える情報表示部に、前記普通充電推奨情報を表示させることを特徴とする電動車両の制御装置。

技術分野

0001

本発明は、複数の電池セルと、各電池セル電圧差を抑制するためのバランサ回路と、を有するバッテリを備える電動車両制御装置に関する。

背景技術

0002

電気自動車プラグインハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるバッテリ(二次電池)は、例えば、家庭用電源による普通充電、又は専用の電源を用いた急速充電により、電力が供給されるように構成されている。

0003

バッテリは、複数の電池セルを備えており、充放電サイクルを繰り返しているうちに、各電池セル間の温度状態劣化状況の違い等に起因して、各電池セル間に電圧差が生じてしまう。そして、バッテリの充電時には、最高セル電圧許容最高電圧に達すると充電を停止し、放電時には、最低セル電圧許容最低電圧になると放電を停止する。このため、バッテリを構成する各電池セルの電圧差が小さいほど、バッテリが本来有する電池容量をより多く使用することができる。したがって、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は極力小さく状態に維持されていることが好ましい。

0004

しかしながら、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は、バッテリを使用するに従い大きくなる。このため、実際に使用できるバッテリの電池容量は、バッテリを使用するに従い、徐々に減少してしまう。

0005

このような問題を解消するために、各電池セルに対応するバランサ回路を備えるようにしたバッテリがある。バランサ回路によって電圧の高い電池セルを放電させることで、各電池セル間の電圧差を低減させることができる(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0006

特開2012−191679号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、このようなバランサ回路は、通常、普通充電中に作動される。このため、バッテリがバランサ回路を備えていても、急速充電を多用して普通充電を実行する頻度の少ない場合、バッテリの電池容量を十分に使い切れない虞がある。

0008

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの普通充電を適切に実行させることができる電動車両の制御装置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

0009

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、普通充電又は急速充電により充電される複数の電池セルと、前記普通充電時に作動して前記電池セルの放電を行うバランサ回路と、を有するバッテリを備えた電動車両の制御装置であって、前記電池セルの電圧を検出すると共に、その電圧差を算出する電圧差算出手段と、前記電圧差算出手段によって算出された前記電圧差が所定閾値を超えている場合に、前記普通充電の実行を促す普通充電推奨情報提示する情報提示手段と、を備えることを特徴とする電動車両の制御装置にある。

0010

本発明の第2の態様は、第1の態様の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。

0011

本発明の第3の態様は、第2の態様の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電の推奨充電時間と、該推奨充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。

0012

本発明の第4の態様は、第2又は3の態様の電動車両の制御装置において、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、該満充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。

0013

本発明の第5の態様は、第1から4の何れか一つの態様の電動車両の制御装置において、前記情報提示手段は、前記電動車両が備える情報表示部に、前記普通充電推奨情報を表示させることを特徴とする電動車両の制御装置にある。

発明の効果

0014

かかる本発明の電動車両の制御装置によれば、普通充電推奨情報の提示により、ユーザが普通充電を適切に実行することで、電動車両の航続距離を伸ばすことができる。特に、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示することで、ユーザに対してより効果的に普通充電を促すことができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の一実施形態に係る電動車両の概略構成を示す図である。
バランサ回路を備えるバッテリの概略構成を説明するための模式図である。
本発明に係る電動車両の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る普通充電推奨情報を説明するための模式図である。

実施例

0016

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は電動車両の概略構成を示す図であり、図2はバランサ回路を備えるバッテリの概略構成を説明するための模式図であり、図3は電動車両の制御装置の概略構成を示すブロック図である。

0017

本実施形態に係る電動車両1は、電気自動車(EV)であり、二次電池であるバッテリ2と、このバッテリ2からの電力供給により作動する電動機である走行用モータ3と、を備えている。走行用モータ3は、駆動機構4を介して駆動輪(本実施形態では、前輪)5に連結されている。また電動車両1には、各種メータ類と共に、各種情報を表示する情報表示部7を有するインストゥルメントパネル8が設けられている。

0018

ここで、バッテリ2は、例えば、図2に示すように、直列に接続された複数の電池セル21と、各電池セル21に対応するバランサ回路22と、を備えている。また各電池セル21には、電池セル21の電圧を検出するためのセル電圧モニタ電圧検出手段)23が設けられている。バランサ回路22は、直列に接続されたスイッチ24と抵抗25とを、各電池セル21に対応して備えている。このバランサ回路22が設けられていることで、各電池セル21間の電圧差を小さくして、バッテリ2の実質的な充電容量の低下を抑制することができるようになっている。

0019

またバッテリ2は、急速充電及び普通充電の二つの充電方式に対応して外部電源による充電が可能となっている。急速充電とは、バッテリ2を短時間で充電することを目的とし、外部電源として専用の急速充電設備を用いて、バッテリ2に大電流(普通充電よりも大きい電流)を流すことにより行われる充電方式である。普通充電とは、外部電源として、例えば、家庭用電源等を使用し、バッテリ2に急速充電よりも少ない電流を流すことにより行われる充電方式である。

0020

電動車両1のユーザは、バッテリ2の充電を行う際、普通充電又は急速充電の何れか一方の充電方式を選択して、所定の外部電源とバッテリ2とを接続して充電する。電動車両1には、外部電源に繋がる給電コネクタが接続される充電口インレット)9が設けられている。なお充電口9は、普通充電用及び急速充電用にそれぞれ設けられていてもよいし、普通充電用及び急速充電用に共通し設けられていてもよい。

0021

また電動車両1は、電動車両1の総合的な制御を行う制御装置10を備えている。この制御装置10は、例えばマイクロプロセッサやROM、RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、電動車両1に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続されている。

0022

そして制御装置10は、電動車両1の制御の一つとして、例えば、バッテリ2の充電を行う際に、バランサ回路22の動作を適宜制御している(バランサ回路制御部)。すなわち、バッテリ2の充電の際、電池セル21間に電圧差が生じていると、所定電池セル21に対応するスイッチ24をオンにし、バランサ回路22を作動させ、抵抗25によりその電池セル21を放電させ、電圧差を抑制する。

0023

バランサ回路22を作動させて電池セル21を放電させるには、ある程度の時間を要するため、本発明に係る制御装置10では、急速充電時にバランサ回路22を作動させることはなく、普通充電時にバランサ回路22を適宜作動させている。

0024

このため、ユーザがバッテリ2の充電方式として急速充電を多用する場合、バランサ回路22が作動する機会が少なくなり、バッテリ2を構成する電池セル21間の電圧差が大きくなってしまう虞がある。

0025

そこで、本発明に係る制御装置10は、電動車両1の制御の一つとして、バッテリ2を構成する電池セル21間の電圧差を適宜算出し、その電圧差が所定閾値を超えていると判定した場合に、普通充電の実行を促す普通充電推奨情報を提示する情報提示制御を実行するようにした。

0026

以下、このような制御装置10における情報提示制御について、詳細に説明する。
制御装置10は、情報提示制御部11を備え、情報提示制御部11は、電圧差算出手段12と、電圧差判定手段13と、情報提示手段14と、を備えている。本実施形態では、これら電圧差算出手段12、電圧差判定手段13及び情報提示手段14を含む情報提示制御部11は、制御装置10により実行されるプログラムの機能として実装されている。もちろん、情報提示制御部11は、電子回路ハードウェア)として実装されていてもよい。

0027

電圧差算出手段12は、バッテリ2が備えるセル電圧モニタ23からの情報を取得して各電池セル21の電圧を検出すると共に、それらの電圧差(最大値)Vdを算出する。なお電圧差算出手段12は、電圧差Vdを常時算出するようにしてもよいし、所定のタイミング、例えば、バッテリ2の充電率(SOC)が所定値を下回った際に検出するようにしてもよい。

0028

電圧差判定手段13は、電圧差算出手段12によって算出された電圧差Vdが、所定閾値Vtを超えているか否かを判定する。所定閾値Vtは、予め設定されており、その大きさは、バッテリ2の電気容量等に基づいて適宜設定されればよい。

0029

情報提示手段14は、電圧差判定手段13によって電圧差Vdが所定閾値Vtを超えていると判定された場合に、普通充電を促すための普通充電推奨情報をユーザに対して提示する。本実施形態では、情報提示手段14は、インストゥルメントパネル8の情報表示部7に普通充電推奨情報を表示する。なお情報表示部7の構成は特に限定されないが、本実施形態では、情報表示部7は、図4に示すように、普通充電を推奨する旨の図形が描かれたインジケータランプ7aや、普通充電を推奨する旨の文字情報を表示するモニタ部7b等を備えている。

0030

ここで普通充電推奨情報としては、電動車両1のユーザに普通充電が推奨されていることを認識させる文字、図形、記号若しくはこれらの組み合わせを採用することができる。また、普通充電推奨情報は、文字など視覚により認識されるものに限定されず、音声警告音など聴覚により認識されるものであってもよい。

0031

本実施形態では、情報提示手段14は、電圧差判定手段13によって電圧差Vdが所定閾値Vtを超えていると判定されると、普通充電推奨情報として、まずは普通充電することを促すことを表した形状のインジケータランプ7aを点灯させる。

0032

このようにインジケータランプ7aの点灯、つまり普通充電推奨情報の提示することで、それに応じて電動車両1のユーザが普通充電を実行すれば、その際にバランサ回路22が作動されて電池セル21間の電圧が均等化される。これにより、バッテリ2の電池容量を十分に使用でき、急速充電を実行した場合に比べて航続距離が伸ばすことができる。

0033

さらに本実施形態では、情報提示手段14は、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示する。例えば、図4(a)に示すように、情報提示手段14は、普通充電の推奨充電時間と、推奨充電時間で普通充電を行うことにより急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離(第1のプラス航続距離)と、を文字情報としてモニタ部7bに表示する。なお推奨充電時間とは、バランサ回路22の作動により電圧差(最大値)Vdを解消するのに必要な時間であり、電圧差Vd、バランサ回路22の抵抗25の大きさ等に基づいて演算される。上記第1のプラス航続距離とは、言い換えれば、電圧差Vd分の走行可能距離であり、電圧差Vdに基づいて適宜演算される。

0034

また情報提示手段14は、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報として、例えば、図4(b)に示すように、普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、この満充電時間で普通充電を行うことにより急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離(第2のプラス航続距離)と、を文字情報としてモニタ部7bに表示するようにしてもよい。第2のプラス航続距離とは、言い換えれば、満充電時間だけバランサ回路22を作動させることによる電圧差Vdの減少分での走行可能距離であり、電圧差Vd、バランサ回路22の抵抗25の大きさ等に基づいて適宜演算される。

0035

このように本実施形態では、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示するようにしたので、ユーザに対して普通充電の実行をより効果的に促すことができる。

0036

なお本実施形態では、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報として、普通充電の時間や、それに伴い増加する航続距離の情報を表示するようにしたが、この情報は一例であり、これらに限定されるものでない。

0037

以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

0038

例えば、上述の実施形態では、普通充電推奨情報を、車両が備えるインストゥルメントパネルの情報表示部に表示する構成を例示したが、例えば、無線通信可能な携帯電話機スマートフォン等の携帯機器に表示するようにしてもよい。

0039

また例えば、上述の実施形態では、電動車両として電気自動車を一例として本発明を説明したが、勿論、本発明は、駆動用モータと共にエンジン内燃機関)を備えるハイブリッド自動車等にも適用可能なものである。

0040

1電動車両
2バッテリ
3走行用モータ
4駆動機構
5駆動輪
7情報表示部
7aインジケータランプ
7bモニタ部
8インストゥルメントパネル
9充電口
10制御装置
11情報提示制御部
12電圧差算出手段
13 電圧差判定手段
14 情報提示手段
21電池セル
22バランサ回路
23セル電圧モニタ
24 スイッチ
25 抵抗

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