電池監視協調充電システム及び電動車両
【課題】電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池が過放電状態にならないようにする。
【解決手段】電池３と、充電設備２から供給される電力により電池３を充電する充電器４と、充電器４の動作を制御する充電ＥＣＵ５と、充電設備２と通信を行う通信機１９と、電池３の電圧を検出する電池監視セルバランス回路６と、イグニッション信号ＩＧがローレベルであって充電ＥＣＵ５が停止しているとき、電池監視セルバランス回路６により検出される電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗをハイレベルにする電池ＥＣＵ７とを備える電動車両１において、充電ＥＣＵ５は、起動信号Ｓｃｗがハイレベルになると、自己起動して電動車両１へ電力を供給してほしい旨を示す起動信号Ｓｅｃｗを通信機１９により充電設備２へ送信させるとともに、充電器４の動作制御を開始する。
【解決手段】電池３と、充電設備２から供給される電力により電池３を充電する充電器４と、充電器４の動作を制御する充電ＥＣＵ５と、充電設備２と通信を行う通信機１９と、電池３の電圧を検出する電池監視セルバランス回路６と、イグニッション信号ＩＧがローレベルであって充電ＥＣＵ５が停止しているとき、電池監視セルバランス回路６により検出される電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗをハイレベルにする電池ＥＣＵ７とを備える電動車両１において、充電ＥＣＵ５は、起動信号Ｓｃｗがハイレベルになると、自己起動して電動車両１へ電力を供給してほしい旨を示す起動信号Ｓｅｃｗを通信機１９により充電設備２へ送信させるとともに、充電器４の動作制御を開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池を監視するとともに、その電池を充電する電池監視協調充電システム及び電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の充電可能な電池セルを直列に接続して高電圧の電池を実現する技術が実用化されてきている。この種の電池は、近年では、例えば、エンジンとモータを併用するハイブリッド車や電気自動車などの電動車両への実装において注目されている。
【０００３】
また、この種の電池を充電する場合は、過充電により電池が劣化しないように、電池の状態を監視しながら電池を充電する必要がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００４】
また、この種の電池は、長い期間の放置による自然放電で過放電の状態になってしまうと、劣化が進んでしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１７７５７号公報
【特許文献２】特開２００７−２０９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池が過放電状態にならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池監視協調充電システムは、電動車両と、充電設備とを備える。
前記電動車両は、電池と、前記充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、前記充電設備と通信を行う通信手段と、前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段とを備える。
【０００８】
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して前記電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する。
【０００９】
これにより、電動車両の長時間の駐車により電池が長い期間放置されたとしても、電池が過放電状態になることを抑制することができるため、電池の劣化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池が過放電状態にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の電池監視協調充電システムの一例を示す図である。
【図２】電池監視セルバランス回路の一例を示す図である。
【図３】電池ＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】イグニッション信号ＩＧ、セルバランス開始終了タイミング、各電池セルの電圧、閾値Ｖｔｈ、起動信号Ｓｃｗ、及び起動信号Ｓｅｃｗの一例を示す図である。
【図５】電池監視セルバランス回路の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の電池監視協調充電システムの一例を示す図である。
図１に示す電池監視協調充電システムは、電動車両１と充電設備２とが協調して電動車両１に搭載される電池３を監視するとともに、その電池３を充電する。なお、電動車両１は、例えば、エンジンとモータを併用するハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車、又はフォークリフトとする。また、充電設備２は、例えば、商業施設などに設置される充電スタンドや住宅などに設置される家庭用充電器などとする。
【００１３】
電動車両１は、電池３と、充電器４と、充電ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５（充電制御手段）と、電池監視セルバランス回路６（電圧検出手段）と、電池ＥＣＵ７（起動制御手段）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８と、蓄電池９と、インバータ回路１０と、インバータＥＣＵ１１と、モータ１２と、モータＥＣＵ１３と、インパネ（インストルメントパネル）ＥＣＵ１４と、エネマネ（エネルギーマネージメント）ＥＣＵ１５とを備える。なお、電池監視セルバランス回路６と電池ＥＣＵ７は、１つの電池監視ユニットとして構成されてもよい。
【００１４】
電池３は、複数の充電可能な電池セル１６−１〜１６−ｎ（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素充電池など）と、リレー１７とを備える。
電池セル１６−１〜１６−ｎは、互いに直列接続されている。なお、電池セルの個数ｎは、例えば、数１０〜数１００とする。また、電池３は、リレー１７がオンのとき、そのリレー１７を介して直流の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ回路８やインバータ回路１０に供給するものとする。
【００１５】
充電器４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１８と、通信機１９（通信手段）とを備える。
ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１８は、充電ケーブルを介して充電設備２から供給される交流の電力を直流の電力に変換し、その直流の電力により電池３を充電する。
【００１６】
通信機１９は、充電ケーブルを使用して充電設備２と電力線通信を行う。なお、通信機１９は、充電設備２と無線通信を行ってもよい。この場合、電池３は電磁誘導方式などの非接触充電方式により充電が行われてもよい。また、通信機１９は、充電器４の外部に設けられてもよい。
【００１７】
充電ＥＣＵ５は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、充電器４の動作を制御する。
電池監視セルバランス回路６は、電池セル１６−１〜１６−ｎのそれぞれの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。また、電池監視セルバランス回路６は、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化させる（以下、セルバランスという）。
【００１８】
電池ＥＣＵ７は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、リレー１７のオン、オフの制御、電池監視セルバランス回路６の動作制御、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８の動作制御を行う。
【００１９】
また、電池ＥＣＵ７は、電動車両１の駐車時などで電池ＥＣＵ７を除く各ＥＣＵや各回路が停止しているとき（例えば、充電ＥＣＵ５、インバータＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１３、インパネＥＣＵ１４、エネマネＥＣＵ１５などの各ＥＣＵや充電器４、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８、インバータ回路１０などの各回路に駆動用電力が供給されていないとき）、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ（例えば、電池セルが過放電状態になる直前のときの電池セルの電圧）以下になると、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により起動信号Ｓｃｗを出力する。すると、充電ＥＣＵ５が自己起動し、その自己起動した充電ＥＣＵ５は、通信機１９により電力供給してほしい旨の起動信号Ｓｅｃｗを充電設備２へ送信させるとともに、充電器４の動作制御を開始する。そして、充電設備２の通信機２３が起動信号Ｓｅｃｗを受信すると、充電設備２の制御回路２２が自己起動する。その自己起動した制御回路２２は、その時点において電動車両１への電力供給が可能であれば、リレー２１をオンして、電動車両１への電力供給を開始する。なお、充電設備２へ起動信号Ｓｅｃｗが送信される際、すでに制御回路２２が起動している場合、その制御信号２２は、起動信号Ｓｅｃｗを受信するとすぐに電動車両１への電力供給が可能であるか否かを判断し、電力供給が可能であると判断すると、リレー２１をオンして、電動車両１への電力供給を開始する。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８は、電池３から供給される直流の電力の電圧を降圧し、その降圧した電力により蓄電池９を充電する。
蓄電池９は、例えば、鉛蓄電池であり、電動車両１に搭載されるエアーコンディショナーシステムやカーナビゲーションシステムなどの各種電装機器に電力を供給する。
【００２１】
インバータ回路１０は、電池３から供給される直流の電力を３相交流の電力に変換し、その変換した３相交流の電力によりモータ１２を駆動する。
インバータＥＣＵ１１は、例えば、マイクロコンピュータやＣＰＵなどで構成され、ＣＡＮ通信によりエネマネＥＣＵ１５から送られてくるモータ１２の所望な回転数やトルクを示す信号に基づいて、インバータ回路１０の動作を制御する。
【００２２】
モータ１２は、例えば、電動車両１の走行用モータ又は電動車両１に搭載されるガソリンエンジンの駆動をアシストするためのモータである。
モータＥＣＵ１３は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、モータ１２の回転数などを示す信号をＣＡＮ通信によりエネマネＥＣＵ１５などに送る。
【００２３】
インパネＥＣＵ１４は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、運転者により電動車両１のインストルメントパネルなどに設けられるイグニッションボタンが押されたか否かを示すイグニッション信号ＩＧをＣＡＮ通信により充電ＥＣＵ５やエネマネＥＣＵ１５に送る。なお、本実施形態では、電動車両１の停車時などにおいて運転者によりイグニッションボタンが押されると、イグニッション信号ＩＧがローレベルからハイレベルになり各ＥＣＵや各回路が停止し、電動車両１の停車時などにおいて再度イグニッションボタンが押されると、イグニッション信号ＩＧがハイレベルからローレベルになり電池ＥＣＵ７を除く各ＥＣＵや各回路が停止するものとする。
【００２４】
エネマネＥＣＵ１５は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、モータ１２の回転数や運転者からのアクセル量などに基づいて、モータ１２の所望な回転数やトルクを計算したり、モータ１２などにより電動車両１の走行のために発生するエネルギー、モータ１２から発生する回生エネルギー、及び電池３が現在供給可能なエネルギーなどに基づいて、各ＥＣＵの制御を行う。
【００２５】
充電設備２は、商用電源２０と、リレー２１と、制御回路２２と、通信機１９と電力線通信又は無線通信を行う通信機２３とを備える。
例えば、制御回路２２は、電動車両１と充電設備２とが互いに充電ケーブルでつながれ、その充電ケーブルに流れるパイロット信号が電動車両１の制御により充電準備完了を示すと、リレー２１をオンして、商用電源２０から供給される交流の電力を充電ケーブルを介して電動車両１に供給する。また、制御回路２２は、パイロット信号が電動車両１の制御により充電終了を示すと、リレー２１をオフして、電動車両１への電力供給を停止する。
【００２６】
図２は、電池監視セルバランス回路６の一例を示す図である。なお、図２に示す電池３は、図１を参照しながら説明したように、互いに直列接続される電池セル１６−１〜１６−ｎを備えているものとする。また、電池３の負極端子は、電動車両１における仮想的なグランドに接続されているものとする。また、電池監視セルバランス回路６は、電池３に内蔵されていてもよい。
【００２７】
図２に示す電池監視セルバランス回路６は、電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、スイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎとを備える。
電圧センサ２４−１は、電池セル１６−１の正極端子及び負極端子に接続され、電圧センサ２４−２は、電池セル１６−２の正極端子及び負極端子に接続され、電圧センサ２４−３は、電池セル１６−３の正極端子及び負極端子に接続され、・・・、電圧センサ２４−ｎは、電池セル１６−ｎの正極端子及び負極端子に接続されている。そして、電圧センサ２４−１〜２４−ｎは、それぞれ、対応する電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。
【００２８】
抵抗Ｒ１の一方端がスイッチＳＷ−１の一方端に接続され、抵抗Ｒ１の他方端が電池セル１６−１の負極端子に接続され、スイッチＳＷ−１の他方端が電池セル１６−１の正極端子に接続されている。他の抵抗Ｒ２〜Ｒｎ及びスイッチＳＷ−２〜ＳＷ−ｎについても同様である。
【００２９】
電池ＥＣＵ７は、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、電池監視セルバランス回路６によりセルバランスを実行させる。
例えば、電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、電圧センサ２４−１〜２４−ｎにより検出される電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに比較して、最も低い電圧（以下、電圧Ｖmin）を見つけ、電圧Ｖ１〜Ｖｎが全て電圧Ｖminになるように、制御信号Ｓ１〜ＳｎによりスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎのオン、オフを制御する。すなわち、電池ＥＣＵ７は、電池セル１６−１の電圧Ｖ１が電圧Ｖminよりも高ければ、スイッチＳＷ−１を繰り返しオン、オフさせることで電池セル１６−１を放電させ、電池セル１６−１の電圧Ｖ１を電圧Ｖminまで低下させる。このとき、電池セル１６−１から放電されるエネルギーは、抵抗Ｒ１において消費される。そして、電池セル１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ上記動作を行うことで電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎをそれぞれに電圧Ｖminに均等化することができる。
【００３０】
なお、電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出するための電圧検出手段としての電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化するためのセルバランス手段としての抵抗Ｒ１〜Ｒｎ及びスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎとがそれぞれ独立に電動車両１に設けられていてもよい。
【００３１】
図３は、電池ＥＣＵ７の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、電池ＥＣＵ７は、充電ＥＣＵ５が停止すると（Ｓ１がＹｅｓ）、所定時間ｔ１（例えば、３０分〜１時間程度）経過後（Ｓ２がＹｅｓ）、セルバランスを開始させる（Ｓ３）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、イグニッション信号ＩＧがハイレベルからローレベルになると、所定時間ｔ１経過後に、セルバランスを開始させる。
【００３２】
次に、電池ＥＣＵ７は、セルバランスが終了すると、電圧センサ２４−１〜２４−ｎにより電圧Ｖ１〜Ｖｎを取得し（Ｓ４）、それら電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になったか否かを判断する（Ｓ５）。
【００３３】
次に、電池ＥＣＵ７は、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れの電圧も閾値Ｖｔｈ以下になっていないと判断すると（Ｓ５がＮｏ）、再度Ｓ４及びＳ５を実行し、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になったと判断すると（Ｓ５がＹｅｓ）、起動信号Ｓｃｗを出力する（Ｓ６）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗをローレベルからハイレベルにする。
【００３４】
このとき、充電ＥＣＵ５は、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、起動信号Ｓｃｗがローレベルからハイレベルになると、自己起動して電動車両１へ電力を供給してほしい旨を示す起動信号Ｓｅｃｗを通信機１９により充電設備２へ送信させる。例えば、充電ＥＣＵ５は、図４に示すように、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、起動信号Ｓｃｗがローレベルからハイレベルになると、起動信号Ｓｅｃｗをローレベルからハイレベルにさせる。また、充電ＥＣＵ５は、充電器４の動作制御を開始する。すなわち、充電ＥＣＵ５は、充電準備完了を示すパイロット信号を出力した後、充電ケーブルを介して充電設備２から電力が供給されると、充電器４の動作を制御して電池３を充電させる。
【００３５】
充電設備２の制御回路２２は、通信機２３によりハイレベルの起動信号Ｓｅｃｗを受信すると、自己起動する。そして、制御回路２２は、パイロット信号が充電準備完了を示していることを判断すると、リレー２１をオンして商用電源２０からの電力を充電ケーブルを介して電動車両１へ供給する。
【００３６】
次に、電池ＥＣＵ７は、起動信号Ｓｃｗを出力してから所定時間ｔ２経過後（Ｓ７がＹｅｓ）、電池３の充電を終了させる（Ｓ８）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、起動信号Ｓｃｗを出力してから所定時間ｔ２経過後、起動信号Ｓｃｗをローレベルにする。そして、起動信号Ｓｃｗがローレベルになると、充電ＥＣＵ５は、図４に示すように、起動信号Ｓｅｃｗをローレベルにするとともに、充電終了を示すパイロット信号を出力して電池３の充電を終了する。なお、電池セルの電圧や電池セルの周辺温度などにより求められる充電量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）など）に対応する、その電池セルが満充電になるまでにかかる時間を電池セルの種類毎に上記所定時間ｔ２として予め電池ＥＣＵ７などに記憶しておいてもよい。
【００３７】
そして、電池ＥＣＵ７は、充電ＥＣＵ５が停止したままである（イグニッション信号ＩＧがローレベルのままである）と判断すると（Ｓ９がＹｅｓ）、「電池監視協調充電処理」としてＳ２〜Ｓ９を再び実行し、充電ＥＣＵ５が駆動し始めた（イグニッション信号ＩＧがハイレベルになった）と判断すると（Ｓ９がＮｏ）、「電池監視協調充電処理」を終了する。
【００３８】
このように、本実施形態の電池監視協調充電システムは、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、充電ＥＣＵ５を自己起動させるとともに、充電設備２の制御回路２２を自己起動させて、電池３の充電を行う。これにより、電動車両１の長時間の駐車などで長い期間電池３が自然放電してしまっても、電池３が過放電状態になることを抑制することができるため、電池３の劣化を抑えることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態において、電池監視セルバランス回路６は、電池セル１６−１〜１６−ｎのそれぞれの電圧Ｖ１〜Ｖｎのうちの最も低い電圧に合うように、電池セル１６−１〜１６−ｎをそれぞれ放電させる構成であるが、電圧Ｖ１〜Ｖｎが電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧になるように、電池セル１６−１〜１６−ｎをそれぞれ充放電させるように構成してもよい。
【００４０】
図５は、電池監視セルバランス回路６の他の例を示す図である。なお、図２に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示す電池監視セルバランス回路６は、電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、トランスＴ１〜Ｔｎと、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎと、スイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎとを備える。なお、スイッチＳＷａ−１及びスイッチＳＷｂ−１は、同時にオン、オフするものとする。他のスイッチＳＷａ−２〜ＳＷａ−ｎ及びスイッチＳＷｂ−２〜ＳＷｂ−ｎについても同様である。
【００４１】
トランスＴ１の第１コイルが電池セル１６−１に並列接続され、スイッチＳＷａ−１がトランスＴ１の１次側コイルの一方端と電池セル１６−１の正極端子との間に設けられ、スイッチＳＷｂ−１がトランスＴ１の第１コイルの他方端と電池セル１６−１の負極端子との間に設けられている。他のトランスＴ２〜Ｔｎ、スイッチＳＷａ−２〜ＳＷａ−ｎ、及びスイッチＳＷｂ−２〜ＳＷｂ−ｎについても同様である。また、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２コイルは、互いに並列接続されている。なお、第１コイルは、１次側コイル又は２次側コイルの一方であり、第２コイルは、１次側コイル又は２次側コイルの他方である。
【００４２】
電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、任意の電池セルを放電させつつ、他の任意の電池セルを充電させるように、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎやスイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎのオン、オフを制御する。
【００４３】
例えば、電池ＥＣＵ７は、電池セル１６−１の電圧Ｖ１が電池セル１６−２の電圧Ｖ２よりも高い場合、スイッチＳＷａ−１及びスイッチＳＷｂ−１を繰り返しオン、オフさせるとともに、スイッチＳＷａ−２及びスイッチＳＷｂ−２を常時オンさせる。これにより、電池セル１６−１からトランスＴ１の第１コイルへ交流電流が流れてトランスＴ１、Ｔ２が電磁結合しトランスＴ２の第１コイルにかかる電圧が電池セル１６−２の電圧Ｖ２よりも高くなる。すると、トランスＴ２から電池セル１６−２へ電流が流れて電池セル１６−２が充電される。このような充放電を電池セル１６−１〜１６−ｎにおいて繰り返し行い、電圧Ｖ１〜Ｖｎを電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧にすることにより、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化させることができる。
【００４４】
また、例えば、電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎ及びスイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎを同時に繰り返しオン、オフさせる。これにより、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１コイルに交流電流が流れて、トランスＴ１〜Ｔｎが互いに電磁結合する。このとき、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１コイルには電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧がかかり、その平均電圧が電池セルの電圧よりも低いと、電池セルからトランスへ電流が流れ、その電池セルが放電する。また、平均電圧が電池セルの電圧よりも高いと、トランスから電池セルへ電流が流れ、その電池セルが充電する。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、充電設備２から供給される交流の電力を電動車両１の充電器４において直流の電力に変換し、その電力により電池３を充電する構成であるが、商用電源２０から供給される交流の電力を充電設備２において直流の電力に変換し、その直流の電力を電動車両１の充電器４において充電用の電力に変換して、その電力により電池３を充電するように構成してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、充電ＥＣＵ５が停止してから所定時間ｔ１が経過したとき、セルバランスが行われる構成であるが、充電ＥＣＵ５が停止してから電圧Ｖ１〜Ｖｎのうちの最も高い電圧と最も低い電圧との差が閾値以上になったとき、セルバランスが行われるように構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、充電ＥＣＵ５の停止後、セルバランスを実行した後、「電池監視協調充電処理」を実行する構成であるが、充電ＥＣＵ５の停止後、セルバランスを実行せずに、「電池監視協調充電処理」を実行してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、電池監視セルバランス回路６において、電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出し、電池ＥＣＵ７において、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗを出力する構成であるが、電池監視セルバランス回路６において、電池３全体の電圧を検出し、電池ＥＣＵ７において、その電池３全体の電圧が閾値Ｖｔｈａ（例えば、電池３が過放電状態になる直前のときの電池３全体の電圧）以下になると、起動信号Ｓｃｗを出力するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 電動車両
２ 充電設備
３ 電池
４ 充電器
５ 充電ＥＣＵ
６ 電池監視セルバランス回路
７ 電池ＥＣＵ
８ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
９ 蓄電池
１０ インバータ回路
１１ インバータＥＣＵ
１２ モータ
１３ モータＥＣＵ
１４ インパネＥＣＵ
１５ エネマネＥＣＵ
１６−１〜１６−ｎ 電池セル
１７ リレー
１８ ＡＣ／ＤＣコンバータ回路
１９ 通信機
２０ 商用電源
２１ リレー
２２ 制御回路
２３ 通信機
２４−１〜２４−ｎ 電圧センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池を監視するとともに、その電池を充電する電池監視協調充電システム及び電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の充電可能な電池セルを直列に接続して高電圧の電池を実現する技術が実用化されてきている。この種の電池は、近年では、例えば、エンジンとモータを併用するハイブリッド車や電気自動車などの電動車両への実装において注目されている。
【０００３】
また、この種の電池を充電する場合は、過充電により電池が劣化しないように、電池の状態を監視しながら電池を充電する必要がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００４】
また、この種の電池は、長い期間の放置による自然放電で過放電の状態になってしまうと、劣化が進んでしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１７７５７号公報
【特許文献２】特開２００７−２０９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池が過放電状態にならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池監視協調充電システムは、電動車両と、充電設備とを備える。
前記電動車両は、電池と、前記充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、前記充電設備と通信を行う通信手段と、前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段とを備える。
【０００８】
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して前記電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する。
【０００９】
これにより、電動車両の長時間の駐車により電池が長い期間放置されたとしても、電池が過放電状態になることを抑制することができるため、電池の劣化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動車両と充電設備とが協調して電動車両に搭載される電池が過放電状態にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の電池監視協調充電システムの一例を示す図である。
【図２】電池監視セルバランス回路の一例を示す図である。
【図３】電池ＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】イグニッション信号ＩＧ、セルバランス開始終了タイミング、各電池セルの電圧、閾値Ｖｔｈ、起動信号Ｓｃｗ、及び起動信号Ｓｅｃｗの一例を示す図である。
【図５】電池監視セルバランス回路の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の電池監視協調充電システムの一例を示す図である。
図１に示す電池監視協調充電システムは、電動車両１と充電設備２とが協調して電動車両１に搭載される電池３を監視するとともに、その電池３を充電する。なお、電動車両１は、例えば、エンジンとモータを併用するハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車、又はフォークリフトとする。また、充電設備２は、例えば、商業施設などに設置される充電スタンドや住宅などに設置される家庭用充電器などとする。
【００１３】
電動車両１は、電池３と、充電器４と、充電ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５（充電制御手段）と、電池監視セルバランス回路６（電圧検出手段）と、電池ＥＣＵ７（起動制御手段）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８と、蓄電池９と、インバータ回路１０と、インバータＥＣＵ１１と、モータ１２と、モータＥＣＵ１３と、インパネ（インストルメントパネル）ＥＣＵ１４と、エネマネ（エネルギーマネージメント）ＥＣＵ１５とを備える。なお、電池監視セルバランス回路６と電池ＥＣＵ７は、１つの電池監視ユニットとして構成されてもよい。
【００１４】
電池３は、複数の充電可能な電池セル１６−１〜１６−ｎ（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素充電池など）と、リレー１７とを備える。
電池セル１６−１〜１６−ｎは、互いに直列接続されている。なお、電池セルの個数ｎは、例えば、数１０〜数１００とする。また、電池３は、リレー１７がオンのとき、そのリレー１７を介して直流の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ回路８やインバータ回路１０に供給するものとする。
【００１５】
充電器４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１８と、通信機１９（通信手段）とを備える。
ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１８は、充電ケーブルを介して充電設備２から供給される交流の電力を直流の電力に変換し、その直流の電力により電池３を充電する。
【００１６】
通信機１９は、充電ケーブルを使用して充電設備２と電力線通信を行う。なお、通信機１９は、充電設備２と無線通信を行ってもよい。この場合、電池３は電磁誘導方式などの非接触充電方式により充電が行われてもよい。また、通信機１９は、充電器４の外部に設けられてもよい。
【００１７】
充電ＥＣＵ５は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、充電器４の動作を制御する。
電池監視セルバランス回路６は、電池セル１６−１〜１６−ｎのそれぞれの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。また、電池監視セルバランス回路６は、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化させる（以下、セルバランスという）。
【００１８】
電池ＥＣＵ７は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、リレー１７のオン、オフの制御、電池監視セルバランス回路６の動作制御、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８の動作制御を行う。
【００１９】
また、電池ＥＣＵ７は、電動車両１の駐車時などで電池ＥＣＵ７を除く各ＥＣＵや各回路が停止しているとき（例えば、充電ＥＣＵ５、インバータＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１３、インパネＥＣＵ１４、エネマネＥＣＵ１５などの各ＥＣＵや充電器４、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８、インバータ回路１０などの各回路に駆動用電力が供給されていないとき）、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ（例えば、電池セルが過放電状態になる直前のときの電池セルの電圧）以下になると、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により起動信号Ｓｃｗを出力する。すると、充電ＥＣＵ５が自己起動し、その自己起動した充電ＥＣＵ５は、通信機１９により電力供給してほしい旨の起動信号Ｓｅｃｗを充電設備２へ送信させるとともに、充電器４の動作制御を開始する。そして、充電設備２の通信機２３が起動信号Ｓｅｃｗを受信すると、充電設備２の制御回路２２が自己起動する。その自己起動した制御回路２２は、その時点において電動車両１への電力供給が可能であれば、リレー２１をオンして、電動車両１への電力供給を開始する。なお、充電設備２へ起動信号Ｓｅｃｗが送信される際、すでに制御回路２２が起動している場合、その制御信号２２は、起動信号Ｓｅｃｗを受信するとすぐに電動車両１への電力供給が可能であるか否かを判断し、電力供給が可能であると判断すると、リレー２１をオンして、電動車両１への電力供給を開始する。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路８は、電池３から供給される直流の電力の電圧を降圧し、その降圧した電力により蓄電池９を充電する。
蓄電池９は、例えば、鉛蓄電池であり、電動車両１に搭載されるエアーコンディショナーシステムやカーナビゲーションシステムなどの各種電装機器に電力を供給する。
【００２１】
インバータ回路１０は、電池３から供給される直流の電力を３相交流の電力に変換し、その変換した３相交流の電力によりモータ１２を駆動する。
インバータＥＣＵ１１は、例えば、マイクロコンピュータやＣＰＵなどで構成され、ＣＡＮ通信によりエネマネＥＣＵ１５から送られてくるモータ１２の所望な回転数やトルクを示す信号に基づいて、インバータ回路１０の動作を制御する。
【００２２】
モータ１２は、例えば、電動車両１の走行用モータ又は電動車両１に搭載されるガソリンエンジンの駆動をアシストするためのモータである。
モータＥＣＵ１３は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、モータ１２の回転数などを示す信号をＣＡＮ通信によりエネマネＥＣＵ１５などに送る。
【００２３】
インパネＥＣＵ１４は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、運転者により電動車両１のインストルメントパネルなどに設けられるイグニッションボタンが押されたか否かを示すイグニッション信号ＩＧをＣＡＮ通信により充電ＥＣＵ５やエネマネＥＣＵ１５に送る。なお、本実施形態では、電動車両１の停車時などにおいて運転者によりイグニッションボタンが押されると、イグニッション信号ＩＧがローレベルからハイレベルになり各ＥＣＵや各回路が停止し、電動車両１の停車時などにおいて再度イグニッションボタンが押されると、イグニッション信号ＩＧがハイレベルからローレベルになり電池ＥＣＵ７を除く各ＥＣＵや各回路が停止するものとする。
【００２４】
エネマネＥＣＵ１５は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどで構成され、モータ１２の回転数や運転者からのアクセル量などに基づいて、モータ１２の所望な回転数やトルクを計算したり、モータ１２などにより電動車両１の走行のために発生するエネルギー、モータ１２から発生する回生エネルギー、及び電池３が現在供給可能なエネルギーなどに基づいて、各ＥＣＵの制御を行う。
【００２５】
充電設備２は、商用電源２０と、リレー２１と、制御回路２２と、通信機１９と電力線通信又は無線通信を行う通信機２３とを備える。
例えば、制御回路２２は、電動車両１と充電設備２とが互いに充電ケーブルでつながれ、その充電ケーブルに流れるパイロット信号が電動車両１の制御により充電準備完了を示すと、リレー２１をオンして、商用電源２０から供給される交流の電力を充電ケーブルを介して電動車両１に供給する。また、制御回路２２は、パイロット信号が電動車両１の制御により充電終了を示すと、リレー２１をオフして、電動車両１への電力供給を停止する。
【００２６】
図２は、電池監視セルバランス回路６の一例を示す図である。なお、図２に示す電池３は、図１を参照しながら説明したように、互いに直列接続される電池セル１６−１〜１６−ｎを備えているものとする。また、電池３の負極端子は、電動車両１における仮想的なグランドに接続されているものとする。また、電池監視セルバランス回路６は、電池３に内蔵されていてもよい。
【００２７】
図２に示す電池監視セルバランス回路６は、電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、スイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎとを備える。
電圧センサ２４−１は、電池セル１６−１の正極端子及び負極端子に接続され、電圧センサ２４−２は、電池セル１６−２の正極端子及び負極端子に接続され、電圧センサ２４−３は、電池セル１６−３の正極端子及び負極端子に接続され、・・・、電圧センサ２４−ｎは、電池セル１６−ｎの正極端子及び負極端子に接続されている。そして、電圧センサ２４−１〜２４−ｎは、それぞれ、対応する電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出する。
【００２８】
抵抗Ｒ１の一方端がスイッチＳＷ−１の一方端に接続され、抵抗Ｒ１の他方端が電池セル１６−１の負極端子に接続され、スイッチＳＷ−１の他方端が電池セル１６−１の正極端子に接続されている。他の抵抗Ｒ２〜Ｒｎ及びスイッチＳＷ−２〜ＳＷ−ｎについても同様である。
【００２９】
電池ＥＣＵ７は、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、電池監視セルバランス回路６によりセルバランスを実行させる。
例えば、電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、電圧センサ２４−１〜２４−ｎにより検出される電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに比較して、最も低い電圧（以下、電圧Ｖmin）を見つけ、電圧Ｖ１〜Ｖｎが全て電圧Ｖminになるように、制御信号Ｓ１〜ＳｎによりスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎのオン、オフを制御する。すなわち、電池ＥＣＵ７は、電池セル１６−１の電圧Ｖ１が電圧Ｖminよりも高ければ、スイッチＳＷ−１を繰り返しオン、オフさせることで電池セル１６−１を放電させ、電池セル１６−１の電圧Ｖ１を電圧Ｖminまで低下させる。このとき、電池セル１６−１から放電されるエネルギーは、抵抗Ｒ１において消費される。そして、電池セル１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ上記動作を行うことで電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎをそれぞれに電圧Ｖminに均等化することができる。
【００３０】
なお、電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出するための電圧検出手段としての電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化するためのセルバランス手段としての抵抗Ｒ１〜Ｒｎ及びスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−ｎとがそれぞれ独立に電動車両１に設けられていてもよい。
【００３１】
図３は、電池ＥＣＵ７の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、電池ＥＣＵ７は、充電ＥＣＵ５が停止すると（Ｓ１がＹｅｓ）、所定時間ｔ１（例えば、３０分〜１時間程度）経過後（Ｓ２がＹｅｓ）、セルバランスを開始させる（Ｓ３）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、イグニッション信号ＩＧがハイレベルからローレベルになると、所定時間ｔ１経過後に、セルバランスを開始させる。
【００３２】
次に、電池ＥＣＵ７は、セルバランスが終了すると、電圧センサ２４−１〜２４−ｎにより電圧Ｖ１〜Ｖｎを取得し（Ｓ４）、それら電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になったか否かを判断する（Ｓ５）。
【００３３】
次に、電池ＥＣＵ７は、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れの電圧も閾値Ｖｔｈ以下になっていないと判断すると（Ｓ５がＮｏ）、再度Ｓ４及びＳ５を実行し、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になったと判断すると（Ｓ５がＹｅｓ）、起動信号Ｓｃｗを出力する（Ｓ６）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗをローレベルからハイレベルにする。
【００３４】
このとき、充電ＥＣＵ５は、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、起動信号Ｓｃｗがローレベルからハイレベルになると、自己起動して電動車両１へ電力を供給してほしい旨を示す起動信号Ｓｅｃｗを通信機１９により充電設備２へ送信させる。例えば、充電ＥＣＵ５は、図４に示すように、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、起動信号Ｓｃｗがローレベルからハイレベルになると、起動信号Ｓｅｃｗをローレベルからハイレベルにさせる。また、充電ＥＣＵ５は、充電器４の動作制御を開始する。すなわち、充電ＥＣＵ５は、充電準備完了を示すパイロット信号を出力した後、充電ケーブルを介して充電設備２から電力が供給されると、充電器４の動作を制御して電池３を充電させる。
【００３５】
充電設備２の制御回路２２は、通信機２３によりハイレベルの起動信号Ｓｅｃｗを受信すると、自己起動する。そして、制御回路２２は、パイロット信号が充電準備完了を示していることを判断すると、リレー２１をオンして商用電源２０からの電力を充電ケーブルを介して電動車両１へ供給する。
【００３６】
次に、電池ＥＣＵ７は、起動信号Ｓｃｗを出力してから所定時間ｔ２経過後（Ｓ７がＹｅｓ）、電池３の充電を終了させる（Ｓ８）。例えば、電池ＥＣＵ７は、図４に示すように、起動信号Ｓｃｗを出力してから所定時間ｔ２経過後、起動信号Ｓｃｗをローレベルにする。そして、起動信号Ｓｃｗがローレベルになると、充電ＥＣＵ５は、図４に示すように、起動信号Ｓｅｃｗをローレベルにするとともに、充電終了を示すパイロット信号を出力して電池３の充電を終了する。なお、電池セルの電圧や電池セルの周辺温度などにより求められる充電量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）など）に対応する、その電池セルが満充電になるまでにかかる時間を電池セルの種類毎に上記所定時間ｔ２として予め電池ＥＣＵ７などに記憶しておいてもよい。
【００３７】
そして、電池ＥＣＵ７は、充電ＥＣＵ５が停止したままである（イグニッション信号ＩＧがローレベルのままである）と判断すると（Ｓ９がＹｅｓ）、「電池監視協調充電処理」としてＳ２〜Ｓ９を再び実行し、充電ＥＣＵ５が駆動し始めた（イグニッション信号ＩＧがハイレベルになった）と判断すると（Ｓ９がＮｏ）、「電池監視協調充電処理」を終了する。
【００３８】
このように、本実施形態の電池監視協調充電システムは、イグニッション信号ＩＧがローレベルのとき、電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、充電ＥＣＵ５を自己起動させるとともに、充電設備２の制御回路２２を自己起動させて、電池３の充電を行う。これにより、電動車両１の長時間の駐車などで長い期間電池３が自然放電してしまっても、電池３が過放電状態になることを抑制することができるため、電池３の劣化を抑えることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態において、電池監視セルバランス回路６は、電池セル１６−１〜１６−ｎのそれぞれの電圧Ｖ１〜Ｖｎのうちの最も低い電圧に合うように、電池セル１６−１〜１６−ｎをそれぞれ放電させる構成であるが、電圧Ｖ１〜Ｖｎが電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧になるように、電池セル１６−１〜１６−ｎをそれぞれ充放電させるように構成してもよい。
【００４０】
図５は、電池監視セルバランス回路６の他の例を示す図である。なお、図２に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示す電池監視セルバランス回路６は、電圧センサ２４−１〜２４−ｎと、トランスＴ１〜Ｔｎと、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎと、スイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎとを備える。なお、スイッチＳＷａ−１及びスイッチＳＷｂ−１は、同時にオン、オフするものとする。他のスイッチＳＷａ−２〜ＳＷａ−ｎ及びスイッチＳＷｂ−２〜ＳＷｂ−ｎについても同様である。
【００４１】
トランスＴ１の第１コイルが電池セル１６−１に並列接続され、スイッチＳＷａ−１がトランスＴ１の１次側コイルの一方端と電池セル１６−１の正極端子との間に設けられ、スイッチＳＷｂ−１がトランスＴ１の第１コイルの他方端と電池セル１６−１の負極端子との間に設けられている。他のトランスＴ２〜Ｔｎ、スイッチＳＷａ−２〜ＳＷａ−ｎ、及びスイッチＳＷｂ−２〜ＳＷｂ−ｎについても同様である。また、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第２コイルは、互いに並列接続されている。なお、第１コイルは、１次側コイル又は２次側コイルの一方であり、第２コイルは、１次側コイル又は２次側コイルの他方である。
【００４２】
電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、任意の電池セルを放電させつつ、他の任意の電池セルを充電させるように、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎやスイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎのオン、オフを制御する。
【００４３】
例えば、電池ＥＣＵ７は、電池セル１６−１の電圧Ｖ１が電池セル１６−２の電圧Ｖ２よりも高い場合、スイッチＳＷａ−１及びスイッチＳＷｂ−１を繰り返しオン、オフさせるとともに、スイッチＳＷａ−２及びスイッチＳＷｂ−２を常時オンさせる。これにより、電池セル１６−１からトランスＴ１の第１コイルへ交流電流が流れてトランスＴ１、Ｔ２が電磁結合しトランスＴ２の第１コイルにかかる電圧が電池セル１６−２の電圧Ｖ２よりも高くなる。すると、トランスＴ２から電池セル１６−２へ電流が流れて電池セル１６−２が充電される。このような充放電を電池セル１６−１〜１６−ｎにおいて繰り返し行い、電圧Ｖ１〜Ｖｎを電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧にすることにより、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化させることができる。
【００４４】
また、例えば、電池ＥＣＵ７は、セルバランス時、スイッチＳＷａ−１〜ＳＷａ−ｎ及びスイッチＳＷｂ−１〜ＳＷｂ−ｎを同時に繰り返しオン、オフさせる。これにより、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１コイルに交流電流が流れて、トランスＴ１〜Ｔｎが互いに電磁結合する。このとき、トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれの第１コイルには電圧Ｖ１〜Ｖｎの平均電圧がかかり、その平均電圧が電池セルの電圧よりも低いと、電池セルからトランスへ電流が流れ、その電池セルが放電する。また、平均電圧が電池セルの電圧よりも高いと、トランスから電池セルへ電流が流れ、その電池セルが充電する。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖｎを互いに均等化することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、充電設備２から供給される交流の電力を電動車両１の充電器４において直流の電力に変換し、その電力により電池３を充電する構成であるが、商用電源２０から供給される交流の電力を充電設備２において直流の電力に変換し、その直流の電力を電動車両１の充電器４において充電用の電力に変換して、その電力により電池３を充電するように構成してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、充電ＥＣＵ５が停止してから所定時間ｔ１が経過したとき、セルバランスが行われる構成であるが、充電ＥＣＵ５が停止してから電圧Ｖ１〜Ｖｎのうちの最も高い電圧と最も低い電圧との差が閾値以上になったとき、セルバランスが行われるように構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、充電ＥＣＵ５の停止後、セルバランスを実行した後、「電池監視協調充電処理」を実行する構成であるが、充電ＥＣＵ５の停止後、セルバランスを実行せずに、「電池監視協調充電処理」を実行してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、電池監視セルバランス回路６において、電池セル１６−１〜１６−ｎの電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出し、電池ＥＣＵ７において、電圧Ｖ１〜Ｖｎの何れかの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、起動信号Ｓｃｗを出力する構成であるが、電池監視セルバランス回路６において、電池３全体の電圧を検出し、電池ＥＣＵ７において、その電池３全体の電圧が閾値Ｖｔｈａ（例えば、電池３が過放電状態になる直前のときの電池３全体の電圧）以下になると、起動信号Ｓｃｗを出力するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 電動車両
２ 充電設備
３ 電池
４ 充電器
５ 充電ＥＣＵ
６ 電池監視セルバランス回路
７ 電池ＥＣＵ
８ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
９ 蓄電池
１０ インバータ回路
１１ インバータＥＣＵ
１２ モータ
１３ モータＥＣＵ
１４ インパネＥＣＵ
１５ エネマネＥＣＵ
１６−１〜１６−ｎ 電池セル
１７ リレー
１８ ＡＣ／ＤＣコンバータ回路
１９ 通信機
２０ 商用電源
２１ リレー
２２ 制御回路
２３ 通信機
２４−１〜２４−ｎ 電圧センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両と、充電設備とを備える電池監視協調充電システムであって、
前記電動車両は、
電池と、
前記充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、
前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、
前記充電設備と通信を行う通信手段と、
前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段と、
を備え、
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して前記電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視協調充電システムであって、
前記電池は、互いに直列接続される複数の電池セルからなり、
前記電圧検出手段は、前記複数の電池セルの各電圧を検出し、
前記起動制御手段は、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される各電圧の何れかの電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視協調充電システムであって、
前記電動車両は、前記複数の電池セルのそれぞれの電圧を互いに均等化するセルバランス手段を備える
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項４】
電池と、
充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、
前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、
前記充電設備と通信を行う通信手段と、
前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段と、
を備え、
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して当該電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する
ことを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両であって、
前記電池は、互いに直列接続される複数の電池セルからなり、
前記電圧検出手段は、前記複数の電池セルの各電圧を検出し、
前記起動制御手段は、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される各電圧の何れかの電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する
ことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両であって、
前記複数の電池セルのそれぞれの電圧を互いに均等化するセルバランス手段を備える
ことを特徴とする電動車両。
【請求項１】
電動車両と、充電設備とを備える電池監視協調充電システムであって、
前記電動車両は、
電池と、
前記充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、
前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、
前記充電設備と通信を行う通信手段と、
前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段と、
を備え、
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して前記電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視協調充電システムであって、
前記電池は、互いに直列接続される複数の電池セルからなり、
前記電圧検出手段は、前記複数の電池セルの各電圧を検出し、
前記起動制御手段は、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される各電圧の何れかの電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視協調充電システムであって、
前記電動車両は、前記複数の電池セルのそれぞれの電圧を互いに均等化するセルバランス手段を備える
ことを特徴とする電池監視協調充電システム。
【請求項４】
電池と、
充電設備から供給される電力により前記電池を充電する充電器と、
前記充電器の動作を制御する充電制御手段と、
前記充電設備と通信を行う通信手段と、
前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する起動制御手段と、
を備え、
前記充電制御手段は、前記起動制御手段から起動信号が出力されると、自己起動して当該電動車両へ電力を供給してほしい旨を示す信号を前記通信手段により前記充電設備へ送信させるとともに、前記充電器の動作制御を開始する
ことを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両であって、
前記電池は、互いに直列接続される複数の電池セルからなり、
前記電圧検出手段は、前記複数の電池セルの各電圧を検出し、
前記起動制御手段は、前記充電制御手段が停止しているとき、前記電圧検出手段により検出される各電圧の何れかの電圧が閾値以下になると、起動信号を出力する
ことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両であって、
前記複数の電池セルのそれぞれの電圧を互いに均等化するセルバランス手段を備える
ことを特徴とする電動車両。
【図２】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５５８００（Ｐ２０１３−５５８００Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２４４５（Ｐ２０１１−１９２４４５）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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