JP7435332B2 - vehicle charging system - Google Patents
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Description
本発明は、外部電源から車両の組電池に充電する充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system for charging an assembled battery of a vehicle from an external power source.
従来、外部電源と車両とが結合されたときには、満充電状態よりも低い充電状態を目標値として第1の充電動作を実行し、充電状態が目標値に到達した後は充電を停止させ、充電終了予定時刻に満充電状態となるように第2の充電動作を実行する充電システムがある(特許文献1参照)。 Conventionally, when an external power source and a vehicle are connected, a first charging operation is performed with a charging state lower than a fully charged state as a target value, and after the charging state reaches the target value, charging is stopped and charging There is a charging system that performs a second charging operation so as to reach a fully charged state at a scheduled end time (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の充電システムよれば、第2の充電動作は充電終了予定時刻に蓄電装置が満充電状態となるように実行されるため、蓄電装置が満充電状態に維持される時間が短くなり、蓄電装置の劣化を抑制することができる。さらに、特許文献1によれば、外部電源と車両とが結合されたときに直ちに第1の充電動作を行うため、充電終了予定時刻よりも早い時刻にユーザが車両の走行を開始したとしても、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて車両を走行させることができるとしている。 According to the charging system described in Patent Document 1, the second charging operation is performed so that the power storage device is in a fully charged state at the scheduled charging end time, so the time for maintaining the power storage device in a fully charged state is short. Therefore, deterioration of the power storage device can be suppressed. Furthermore, according to Patent Document 1, the first charging operation is performed immediately when the external power source and the vehicle are connected, so even if the user starts driving the vehicle earlier than the scheduled charging end time, The vehicle can be driven using the electricity stored in the power storage device.
ところで、特許文献1に記載の充電システムでは、蓄電装置として複数の単電池を直列に接続した組電池を採用した場合に、以下の問題が生じる。すなわち、外部電源と車両とが結合されたときに直ちに第1の充電動作を行うため、複数の単電池のSOC(State of Charge:満充電容量に対する現在の残量の比率[%])がばらついた状態で充電が実行される。このため、第2の充電動作を終了した状態においても、複数の単電池間のSOC(充電比率)の偏差が大きいままとなるおそれがある。 By the way, in the charging system described in Patent Document 1, when a battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series is used as the power storage device, the following problem occurs. In other words, since the first charging operation is performed immediately when the external power source and the vehicle are connected, the SOC (State of Charge: ratio [%] of the current remaining charge to the full charge capacity) of the plurality of cells varies. Charging is performed in the same state. Therefore, even after the second charging operation is completed, there is a possibility that the deviation in SOC (charging ratio) between the plurality of single cells remains large.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、組電池の充電比率が終了予定時刻に所定の終了比率となるように組電池を充電する車両の充電システムにおいて、充電の終了予定時刻よりも早い時刻であっても車両の走行を可能とするとともに、終了予定時刻での単電池間の充電比率の偏差を抑制することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its main purpose is to provide a charging system for a vehicle that charges an assembled battery so that the charging ratio of the assembled battery becomes a predetermined end ratio at a scheduled end time. The object of the present invention is to enable a vehicle to run even at a time earlier than the scheduled end time of charging, and to suppress deviations in charging ratios between single cells at the scheduled end time.
上記課題を解決するための第1の手段は、
複数の単電池を直列接続した組電池(11)が充電器(21)を介して外部電源(31)に接続された場合に、複数段階の充電により前記組電池の充電比率が終了予定時刻に所定の終了比率となるように前記組電池を充電する車両の充電システムであって、
前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する均等化部(22,23,25)と、
前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する充電部(21,25)と、
を備える。
The first means to solve the above problem is
When a battery pack (11) in which a plurality of cells are connected in series is connected to an external power source (31) via a charger (21), the charging ratio of the battery pack reaches the scheduled end time due to multiple stages of charging. A vehicle charging system that charges the assembled battery to a predetermined termination ratio,
During a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger until the start of the final stage of charging of the plurality of stages of charging, an equalization unit (22, 23, 25) that performs equalization to reduce the deviation of the charging ratio to a predetermined deviation or less;
a charging unit (21, 25) that performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time;
Equipped with.
上記構成によれば、車両の充電システムは、複数の単電池を直列接続した組電池が充電器を介して外部電源に接続された場合に、複数段階の充電により組電池の充電比率が終了予定時刻に所定の終了比率となるように組電池を充電する。これにより、終了予定時刻に組電池の充電比率が終了比率となるため、組電池の充電比率が終了比率に維持される時間が短くなり、組電池の劣化を抑制することができる。さらに、複数段階の充電のうち最終段階の充電よりも前の段階の充電によっても組電池が充電されるため、終了予定時刻よりも早い時刻であっても車両の走行を可能とすることができる。 According to the above configuration, in the vehicle charging system, when an assembled battery consisting of multiple single cells connected in series is connected to an external power source via a charger, the charging ratio of the assembled battery is scheduled to end through multiple stages of charging. The assembled battery is charged to a predetermined end ratio at a certain time. Thereby, since the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time, the time during which the charging ratio of the assembled battery is maintained at the end ratio is shortened, and deterioration of the assembled battery can be suppressed. Furthermore, since the assembled battery is also charged during the charging stage earlier than the final charging stage among the multiple stages of charging, the vehicle can be driven even at a time earlier than the scheduled end time. .
ここで、充電前に複数の単電池間の充電比率の偏差が大きい場合は、最終段階の充電後も複数の単電池間の充電比率の偏差が大きいままとなるおそれがある。この点、均等化部は、組電池が充電器を介して外部電源に接続された時から複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する。このため、充電前に複数の単電池間の充電比率の偏差が大きい場合であっても、最終段階の充電の開始時よりも前に複数の単電池間の充電比率の偏差を縮小することができる。そして、充電部は、組電池の充電比率が終了予定時刻に終了比率となるように最終段階の充電を実行する。したがって、終了予定時刻での単電池間の充電比率の偏差を抑制することができる。 Here, if the deviation in the charging ratio between the plurality of single cells is large before charging, there is a possibility that the deviation in the charging ratio between the plurality of single cells will remain large even after the final stage of charging. In this regard, the equalization unit is configured to perform multiple charging operations during a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to an external power source via the charger until the start of the final stage of charging among multiple stages of charging. Equalization is performed to reduce the deviation of the charging ratio of the single cells to a predetermined deviation or less. Therefore, even if the deviation in charging ratio between multiple single cells is large before charging, it is possible to reduce the deviation in charging ratio between multiple single cells before the start of the final stage of charging. can. Then, the charging unit performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time. Therefore, it is possible to suppress the deviation in the charging ratio between the single cells at the scheduled end time.
第2の手段では、前記充電部は、前記均等化部による前記均等化が終了した後に、前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する。 In the second means, the charging unit performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time after the equalization by the equalizer ends. do.
上記構成によれば、充電前に複数の単電池間の充電比率の偏差が大きい場合であっても、最終段階の充電の開始時よりも前に複数の単電池間の充電比率の偏差を所定偏差以下にすることができる。そして、充電部は、均等化部による均等化が終了した後に、組電池の充電比率が終了予定時刻に終了比率となるように最終段階の充電を実行する。したがって、終了予定時刻での単電池間の充電比率の偏差を抑制することができる。 According to the above configuration, even if the deviation in the charging ratio between the plurality of single cells is large before charging, the deviation in the charging ratio between the plurality of single cells is determined before the start of the final stage of charging. It can be kept below the deviation. Then, after the equalization by the equalization section is completed, the charging section performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time. Therefore, it is possible to suppress the deviation in the charging ratio between the single cells at the scheduled end time.
第3の手段では、前記単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、前記単電池の充電比率が第1範囲に含まれる場合に第1傾きよりも大きくなり、前記単電池の充電比率が前記第1範囲と異なる第2範囲に含まれる場合に前記第1傾きよりも小さくなる第1関係を満たし、前記均等化部は、前記第1関係及び検出された前記単電池の出力電圧に基づいて、各単電池の充電比率を算出し、前記充電部は、前記均等化部により前記均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の前記単電池の充電比率が前記第1範囲に含まれている状態で終了する。 In the third means, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single cell is larger than the first slope when the charging ratio of the single cell is included in the first range, and the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single cell is larger than the first slope, The equalization unit satisfies a first relationship that is smaller than the first slope when included in a second range different from the first range, and the equalization unit is configured to , the charging unit calculates the charging ratio of each unit cell, and the charging unit performs the charging at the stage immediately before the equalization is performed by the equalizing unit until the charging ratio of a predetermined unit cell is included in the first range. Exit in the state where it is.
上記構成によれば、単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、単電池の充電比率が第1範囲に含まれる場合に第1傾きよりも大きくなり、単電池の充電比率が第1範囲と異なる第2範囲に含まれる場合に前記第1傾きよりも小さくなる第1関係を満たす。そして、均等化部は、第1関係及び検出された単電池の出力電圧に基づいて、単電池の充電比率を算出する。このため、単電池の充電比率が第2範囲に含まれている状態では、単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きが第1傾きよりも小さくなり、第1関係及び検出された単電池の出力電圧に基づいて、各単電池の充電比率を正確に算出することができないおそれがある。 According to the above configuration, the slope of the output voltage with respect to the charge ratio of the single cell is larger than the first slope when the charge ratio of the single cell is included in the first range, and A first relationship is satisfied in which the slope is smaller than the first slope when the slope falls within a different second range. Then, the equalization unit calculates the charging ratio of the unit cell based on the first relationship and the detected output voltage of the unit cell. Therefore, in a state where the charging ratio of the single battery is included in the second range, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single battery is smaller than the first slope, and the first relationship and the detected output of the single battery are There is a possibility that the charging ratio of each cell cannot be accurately calculated based on the voltage.
この点、充電部は、均等化部により均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の単電池の充電比率が第1範囲に含まれている状態で終了する。単電池の充電比率が第1範囲に含まれている状態では、単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きが第1傾きよりも大きくなる。このため、単電池の充電比率が第2範囲に含まれている状態と比較して、第1関係及び検出された単電池の出力電圧に基づいて、単電池の充電比率を正確に算出することができる。したがって、均等化部が均等化を実行する場合に、各単電池の充電比率を正確に算出することができ、均等化の精度を向上させることができる。 In this respect, the charging section ends the charging at the stage immediately before the equalization is performed by the equalization section in a state where the charging ratio of the predetermined unit cell is included in the first range. In a state where the charging ratio of the unit cell is included in the first range, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the unit cell is larger than the first slope. For this reason, the charging ratio of the single cell is accurately calculated based on the first relationship and the detected output voltage of the single cell, compared to the state where the charging ratio of the single cell is included in the second range. Can be done. Therefore, when the equalization unit performs equalization, it is possible to accurately calculate the charging ratio of each unit cell, and it is possible to improve the accuracy of equalization.
第4の手段では、前記単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、前記単電池の充電比率が第3範囲に含まれる場合に第2傾きよりも大きくなり、前記単電池の充電比率が前記第3範囲と異なる第4範囲に含まれ且つ前記単電池の温度が所定温度範囲に含まれる場合に前記第2傾きよりも小さくなる第2関係を満たし、前記均等化部は、前記第2関係及び検出された前記単電池の出力電圧に基づいて、前記単電池の充電比率を算出し、前記充電部は、前記均等化部により前記均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の前記単電池の充電比率が前記第3範囲に含まれている状態で終了する。 In the fourth means, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single cell is larger than the second slope when the charging ratio of the single cell is included in the third range, and the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single cell is larger than the second slope, satisfies a second relationship that is smaller than the second slope when the temperature of the unit cell is included in a fourth range different from the third range and is included in a predetermined temperature range, and the equalization unit and calculates a charging ratio of the unit cell based on the detected output voltage of the unit cell, and the charging unit performs charging at a stage immediately before performing the equalization by the equalization unit at a predetermined rate. The process ends with the charging ratio of the single battery falling within the third range.
上記構成によれば、単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、単電池の充電比率が第3範囲に含まれる場合に第2傾きよりも大きくなり、単電池の充電比率が第3範囲と異なる第4範囲に含まれ且つ単電池の温度が所定温度範囲に含まれる場合に前記第2傾きよりも小さくなる第2関係を満たす。そして、均等化部は、第2関係及び検出された単電池の出力電圧に基づいて、単電池の充電比率を算出する。このため、単電池の充電比率が第4範囲に含まれている状態では、単電池の温度によっては単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きが第2傾きよりも小さくなるおそれがある。その場合、第2関係及び検出された単電池の出力電圧に基づいて、各単電池の充電比率を正確に算出することができないおそれがある。 According to the above configuration, the slope of the output voltage with respect to the charge ratio of the single cell is larger than the second slope when the charge ratio of the single cell is included in the third range, and A second relationship is satisfied in which the second slope is smaller than the second slope when the temperature of the cell is included in a different fourth range and the temperature of the unit cell is included in a predetermined temperature range. Then, the equalization unit calculates the charging ratio of the unit cell based on the second relationship and the detected output voltage of the unit cell. Therefore, in a state where the charging ratio of the unit cell is included in the fourth range, depending on the temperature of the unit cell, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the unit cell may become smaller than the second slope. In that case, there is a possibility that the charging ratio of each unit cell may not be accurately calculated based on the second relationship and the detected output voltage of the unit cell.
この点、充電部は、均等化部により均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の単電池の充電比率が第3範囲に含まれている状態で終了する。単電池の充電比率が第3範囲に含まれている状態では、単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きが第2傾きよりも大きくなる。したがって、均等化部が均等化を実行する場合に、各単電池の充電比率を算出する精度が低下することを抑制することができ、均等化の精度が低下することを抑制することができる。 In this regard, the charging section ends the charging at the stage immediately before the equalization is performed by the equalization section in a state where the charging ratio of the predetermined unit cell is included in the third range. In a state where the charging ratio of the single battery is included in the third range, the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single battery is larger than the second slope. Therefore, when the equalization unit performs equalization, it is possible to suppress the accuracy of calculating the charging ratio of each cell from decreasing, and it is possible to suppress the accuracy of equalization from decreasing.
組電池の最終段階の充電を終了した時点で、組電池の温度が低すぎると組電池の出力が安定せず、組電池の温度が高すぎると組電池が劣化するおそれがある。また、組電池を充電することにより、組電池が発熱して組電池の温度が上昇する。 When the final stage of charging of the assembled battery is completed, if the temperature of the assembled battery is too low, the output of the assembled battery will not be stabilized, and if the temperature of the assembled battery is too high, the assembled battery may deteriorate. Further, by charging the assembled battery, the assembled battery generates heat and the temperature of the assembled battery increases.
そこで、第5の手段では、前記充電部は、前記最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも低い場合に、前記1つ前の段階の充電を前記組電池の充電比率が第1比率である状態で終了し、前記外気の温度が前記所定温度よりも高い場合に、前記1つ前の段階の充電を前記組電池の充電比率が前記第1比率よりも大きい第2比率である状態で終了する。 Therefore, in the fifth means, when the charging section starts the charging step one step before the final step charging, if the temperature of the outside air is lower than a predetermined temperature, the charging section When the charging of the assembled battery is completed with the charging ratio of the assembled battery being the first ratio, and the temperature of the outside air is higher than the predetermined temperature, the charging of the previous stage is completed with the charging ratio of the assembled battery being the first ratio. The process ends with the second ratio being larger than the first ratio.
こうした構成によれば、最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも低い場合は所定温度よりも高い場合と比較して、最終段階の充電により組電池に充電する量を多くすることができる。このため、外気の温度が所定温度よりも低い場合は、最終段階の充電により組電池の温度をより上昇させることができる。したがって、組電池の最終段階の充電を終了した時点で、組電池の温度が低すぎることを抑制することができ、組電池の出力を安定させることができる。 According to such a configuration, when starting the charging step before the final stage charging, if the outside air temperature is lower than the predetermined temperature, the final stage charging This allows the amount of charge to be charged to the assembled battery to be increased. Therefore, when the temperature of the outside air is lower than the predetermined temperature, the temperature of the assembled battery can be further increased by the final stage of charging. Therefore, when the final stage of charging of the assembled battery is completed, the temperature of the assembled battery can be prevented from becoming too low, and the output of the assembled battery can be stabilized.
また、最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも高い場合は所定温度よりも低い場合と比較して、最終段階の充電により組電池に充電する量を少なくすることができる。このため、外気の温度が所定温度よりも高い場合は、最終段階の充電により組電池の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、組電池の最終段階の充電を終了した時点で、組電池の温度が高くなりすぎることを抑制することができ、組電池が劣化することを抑制することができる。 Also, when starting the next stage of charging before the final stage of charging, if the outside air temperature is higher than the predetermined temperature, the final stage of charging will cause the assembled battery to The amount of charging can be reduced. Therefore, when the temperature of the outside air is higher than the predetermined temperature, it is possible to suppress the temperature of the assembled battery from increasing during the final stage of charging. Therefore, when the final stage of charging of the assembled battery is completed, it is possible to prevent the temperature of the assembled battery from becoming too high, and it is possible to prevent the assembled battery from deteriorating.
第6の手段では、前記充電部は、前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時に第1段階の充電を実行する。こうした構成によれば、組電池が前記充電器を介して外部電源に接続された時に第1段階の充電によって直ちに組電池に電力を蓄えることができるため、より早い時刻に車両の走行を可能とすることができる。 In a sixth means, the charging unit performs the first stage of charging when the assembled battery is connected to the external power source via the charger. According to this configuration, when the assembled battery is connected to an external power source via the charger, electric power can be immediately stored in the assembled battery by the first stage of charging, so that the vehicle can start running at an earlier time. can do.
具体的には、第7の手段のように、前記均等化部は、前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記均等化が必要か否かを周期的に判定し、前記均等化が必要であると判定した場合に前記均等化を実行する、といった構成を採用することができる。 Specifically, as in the seventh means, the equalization unit controls the charging in the final stage of the plurality of stages of charging from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger. A configuration in which it is periodically determined whether or not the equalization is necessary during a period in which charging is not performed up to the start time, and the equalization is executed when it is determined that the equalization is necessary. Can be adopted.
組電池の充電比率が大きい状態で組電池が放置されると、組電池が劣化するおそれがある。 If the assembled battery is left in a state where the charging ratio of the assembled battery is high, there is a risk that the assembled battery will deteriorate.
この点、第8の手段では、前記充電部による前記最終段階の充電が終了した後に、前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続されている状態が所定時間を超えて継続している場合に、前記組電池の充電比率を前記終了比率よりも小さくするように前記組電池を放電させる放電部を備える。こうした構成によれば、最終段階の充電が終了した後に、組電池が充電器を介して外部電源に接続されている状態が所定時間を超えて継続している場合は、ユーザが車両の走行を取り止めたと判断して、組電池の充電比率を減少させることができる。したがって、組電池の充電比率が大きい状態で組電池が放置されることを抑制することができ、組電池が劣化することを抑制することができる。 In this regard, in the eighth means, after the final stage of charging by the charging section is completed, the assembled battery continues to be connected to the external power source via the charger for a predetermined period of time. The battery pack includes a discharging unit that discharges the assembled battery so that the charging ratio of the assembled battery is smaller than the end ratio when the battery is turned on. According to this configuration, if the assembled battery remains connected to the external power source via the charger for a predetermined period of time after the final stage of charging is completed, the user may stop driving the vehicle. It is possible to determine that the battery has been canceled and reduce the charging ratio of the assembled battery. Therefore, it is possible to prevent the assembled battery from being left in a state where the charging ratio of the assembled battery is high, and it is possible to suppress the assembled battery from deteriorating.
(第1実施形態)
以下、電動車両の充電システムに具現化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、電動車両10(車両)は、組電池11、充電器21、電池監視ユニット22(BMU:Battery Management Unit)、均等化回路23、入力部24、及びコントローラ25等を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodied in a charging system for an electric vehicle will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the electric vehicle 10 (vehicle) includes a
組電池11は、複数のセル(単電池)を直列接続して構成されている。各セルは、リチウムイオン電池やニッケル電池等の二次電池により構成されている。
The assembled
外部電源31は、例えば100[V]の単相交流の商用電源等である。外部電源31には、充電ケーブル32が接続されている。充電ケーブル32の先端には、充電コネクタ33が設けられている。
The
充電器21には、電力線26が接続されている。電力線26の先端には、充電コネクタ27が設けられている。充電コネクタ27は、充電コネクタ33に接続可能となっている。充電コネクタ27に充電コネクタ33が接続されると、充電コネクタ27から、接続されたことを示す接続信号がコントローラ25に入力される。充電器21には、外部電源31から、充電ケーブル32、充電コネクタ33,27、及び電力線26を介して、交流電力が供給される。充電器21は、供給される交流電力を直流電力に変換して組電池11へ供給する。これにより、組電池11が充電される。充電器21はコントローラ25により制御される。
A
電池監視ユニット22(以下、「BMU22」という)は、組電池11に設けられたセル電圧センサ11a、電流センサ11b、及び温度センサ11cの検出結果に基づいて、組電池11の状態を検出する。セル電圧センサ11aは、各セルの端子間の電圧(出力電圧)を検出する。電流センサ11bは、組電池11に流れる電流を検出する。温度センサ11cは、組電池11の温度を検出する。BMU22は、セル電圧センサ11a、電流センサ11b、及び温度センサ11cの検出結果をコントローラ25へ送信する。BMU22はコントローラ25により制御される。
The battery monitoring unit 22 (hereinafter referred to as "
均等化回路23は、組電池11の各セルを個別に放電させ、各セルのSOC(State of Charge)を調節する回路である。SOC(充電比率)は、セルの満充電容量に対する現在の残量の比率[%]である。均等化回路23は、BMU22によって制御される。なお、均等化回路23は、SOCの多いセルから少ないセルへ充電させて、各セルのSOCを調節する回路であってもよい。
The
入力部24は、ユーザの操作により、後述するタイマ充電の終了予定時刻tfを入力する部分である。入力部24は、タッチパネルやキー操作部により構成されている。入力部24に入力された終了予定時刻tfは、コントローラ25へ送信される。
The
コントローラ25は、CPU、ROM、RAM、記憶装置、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。コントローラ25は、充電コネクタ27、充電器21、BMU22、及び入力部24から入力される信号に基づいて、充電器21、及びBMU22を制御する。コントローラ25は、BMU22を通じて均等化回路23を制御する。コントローラ25は、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された場合に、複数段階の充電により組電池11のSOCが終了予定時刻tfにSOC2(所定の終了比率)となるように組電池11を充電させるタイマ充電を実行する。なお、均等化回路23、BMU22、及びコントローラ25によって、均等化部が構成されている。充電器21及びコントローラ25によって、充電部が構成されている。均等化回路23、BMU22、充電器21、及びコントローラ25によって、車両の充電システムが構成されている。
The
図2は、セルのOCV(Open Circuit Voltage)とSOCとの関係を示すグラフである。OCV(出力電圧)は、セルに負荷をかけていない(セルに機器を接続していない)状態でのセルの端子間の電圧である。同図に示すように、セルのOCVとSOCとは相関関係を有している。このため、コントローラ25は、図2のグラフ及び各セル電圧センサ11aにより検出されたOCVに基づいて、各セルのSOCを算出する。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between OCV (Open Circuit Voltage) and SOC of a cell. OCV (output voltage) is the voltage between the terminals of a cell when no load is applied to the cell (no device is connected to the cell). As shown in the figure, the OCV and SOC of a cell have a correlation. Therefore, the
セルのSOCに対するOCVの傾きは、セルのSOCが0~40[%]及び70~100[%](第1範囲)に含まれる場合に、第1傾きg1よりも大きくなる。また、セルのSOCに対するOCVの傾きは、セルのSOCが40~70[%](第2範囲)に含まれる場合に、第1傾きg1よりも小さくなる。セルのSOCに対するOCVの傾きは、これらの第1関係を満たしている。 The slope of the OCV with respect to the SOC of the cell is larger than the first slope g1 when the SOC of the cell is within 0 to 40[%] and 70 to 100[%] (first range). Further, the slope of the OCV with respect to the SOC of the cell is smaller than the first slope g1 when the SOC of the cell is within 40 to 70[%] (second range). The slope of OCV with respect to SOC of a cell satisfies these first relationships.
コントローラ25は、BMU22を通じて均等化回路23により、組電池11の複数のセルのSOCの偏差を所定偏差以下にする均等化を実行させる。具体的には、コントローラ25は、OCVの最も高いセル(SOCの最も多いセル)とOCVの最も低いセル(SOCの最も少ないセル)とのOCV(SOC)の偏差が、所定電圧ΔV(所定偏差ΔSOC)以下となるように、相対的にOCVの高いセル(相対的にSOCの多いセル)を放電させる。
The
コントローラ25は、上記第1関係及び検出されたセルのOCVに基づいて、セルのSOCを算出する。このため、セルのSOCが上記第2範囲に含まれている状態では、セルのSOCに対するOCVの傾きが第1傾きg1よりも小さくなり、第1関係及び検出されたセルのOCVに基づいて、各セルのSOCを正確に算出することができないおそれがある。そこで、コントローラ25は、最もSOCの少ないセル(所定のセル)のSOCが第1範囲に含まれている状態で、均等化を実行させる。
The
図3は、タイマ充電の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、上記充電コネクタ27に充電コネクタ33が接続され、且つユーザにより入力部24に終了予定時刻tfが入力された時に、コントローラ25によって実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of timer charging. This series of processing is executed by the
まず、入力部24から充電の終了予定時刻tfを取得する(S10)。BMU22から組電池11の情報を取得する(S11)。取得した組電池11の情報に基づいて、2段階の充電により組電池11のSOCが終了予定時刻tfに100[%](所定の終了比率)となるように、第2段階の充電の開始時刻ts2を決定する(S12)。
First, the scheduled charging end time tf is obtained from the input unit 24 (S10). Information about the assembled
具体的には、取得した組電池11の情報に基づいて、最もSOCの多いセルのSOCを組電池11のSOCであるSOCwとする。第1段階の充電による組電池11の目標SOCをSOC1(例えば75[%])とする。組電池11のSOCwが目標SOC1よりも少ない場合(SOCw<SOC1)は、第2段階の充電による組電池11の目標SOCである100[%](SOC2)からSOC1を引いて、第2段階の充電による組電池11のSOCの増加量ΔSOC2を算出する(ΔSOC2=100-SOC1)。一方、組電池11のSOCwが目標SOC1よりも多い場合(SOCw>SOC1)は、第2段階の充電による組電池11の目標SOCである100[%]からSOCwを引いて、第2段階の充電による組電池11のSOCの増加量ΔSOC2を算出する(ΔSOC2=100-SOCw)。
Specifically, based on the acquired information on the assembled
第2段階の充電により、組電池11のSOCを増加量ΔSOC2増加させるために要する時間ΔTe2を算出する。時間ΔTe2は、第2段階の充電による組電池11のSOCwの増加量ΔSOC2を、第2段階の充電における単位時間当たりの組電池11のSOCwの増加量ΔSOCv2で割ることにより算出する(ΔTe2=ΔSOC2/ΔSOCv2)。そして、充電の終了予定時刻tfよりも時間ΔTe2前の時刻を、第2段階の充電の開始時刻ts2とする(ts2=tf-ΔTe2)。
The time ΔTe2 required to increase the SOC of the
続いて、第1段階の充電を開始する(S13)。BMU22から組電池11の情報、及びセルのOCVとSOCとの関係を示すグラフ等を取得する(S14)。第1段階の充電を終了可能か否か判定する(S15)。
Next, the first stage of charging is started (S13). Information about the assembled
具体的には、図2の第1関係及び検出されたセルのOCVに基づいて、各セルのSOCを算出する。最もSOCの多いセルのSOCが目標SOC1以上となり、且つ最もSOCの少ないセルのSOCが70[%]以上(第1範囲)に含まれた場合(S15:YES)、第1段階の充電を終了する(S16)。一方、S15の判定において否定判定された場合(S15:NO)、S14の処理から再度実行する。 Specifically, the SOC of each cell is calculated based on the first relationship in FIG. 2 and the detected OCV of the cell. If the SOC of the cell with the highest SOC is equal to or higher than the target SOC1, and the SOC of the cell with the lowest SOC is included in 70% or higher (first range) (S15: YES), the first stage of charging ends. (S16). On the other hand, if a negative determination is made in S15 (S15: NO), the process is executed again from S14.
続いて、BMU22から取得した組電池11の情報に基づいて、セルのSOCの均等化が必要か否か判定する(S17)。具体的には、OCVの最も高いセル(SOCの最も多いセル)とOCVの最も低いセル(SOCの最も少ないセル)とのOCV(SOC)の偏差が、所定電圧ΔV(所定偏差ΔSOC)よりも大きい場合に均等化が必要と判定し、所定電圧ΔV(所定偏差ΔSOC)よりも小さい場合に均等化が不要と判定する。この判定において、セルのSOCの均等化が必要と判定した場合(S17:YES)、上述したようにセルのSOCの均等化を実行させる(S18)。一方、この判定において、セルのSOCの均等化が不要と判定した場合(S17:NO)、S19の処理へ進む。
Next, based on the information about the assembled
すなわち、S16~S18の処理において、組電池11が外部電源31に接続された時から2段階(複数段階)の充電のうち第2段階(最終段階)の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間(第1段階の充電終了時から第2段階の充電開始時まで)に、複数のセルのSOCの均等化を実行する。
That is, in the processing from S16 to S18, charging is performed from the time when the assembled
S19の処理では、第2段階の充電の開始時刻ts2になったか否か判定する(S19)。この判定において、第2段階の充電の開始時刻ts2になっていないと判定した場合(S19:NO)、S17の処理から再度実行する。 In the process of S19, it is determined whether the start time ts2 of the second stage charging has arrived (S19). In this determination, if it is determined that the start time ts2 of the second stage charging has not arrived (S19: NO), the process is executed again from S17.
一方、S19の判定において、第2段階の充電の開始時刻ts2になったと判定した場合(S19:YES)、第2段階の充電を開始する(S20)。BMU22から組電池11の情報、及びセルのOCVとSOCとの関係を示すグラフ(図2の第1関係)等を取得する(S21)。第2段階の充電を終了可能か否か判定する(S22)。
On the other hand, in the determination of S19, when it is determined that the start time ts2 of the second stage charging has arrived (S19: YES), the second stage charging is started (S20). Information about the assembled
具体的には、図2の第1関係及び検出されたセルのOCVに基づいて、各セルのSOCを算出する。最もSOCの多いセルのSOC(SOCw)が100[%](第2段階の充電による組電池11の目標SOC)になっていないと判定した場合(S22:NO)、S21の処理から再度実行する。一方、最もSOCの多いセルのSOC(SOCw)が100[%]になったと判定した場合(S22:YES)、第2段階の充電を終了する(S23)。そして、この一連の処理を終了する(END)。
Specifically, the SOC of each cell is calculated based on the first relationship in FIG. 2 and the detected OCV of the cell. If it is determined that the SOC (SOCw) of the cell with the highest SOC is not 100 [%] (the target SOC of the assembled
なお、S16~S18の処理が均等化部としての処理に相当し、S19~S23の処理が充電部としての処理に相当する。 Note that the processing from S16 to S18 corresponds to the processing performed by the equalization section, and the processing from S19 to S23 corresponds to the processing performed by the charging section.
図4は、タイマ充電の態様を示すタイムチャートである。 FIG. 4 is a time chart showing an aspect of timer charging.
時刻t11において、電動車両10の走行が終了される。時刻ts1において、充電コネクタ27に充電コネクタ33が接続され、且つユーザにより入力部24に終了予定時刻tfが入力されると、第1段階の充電が開始される。
At time t11, traveling of
第1段階の充電では、組電池11のSOCwが40~70[%](第2範囲)を超えて、目標SOC1になるまで組電池11が充電される。なお、組電池11を充放電している間は、BMU22が起動される。
In the first stage of charging, the assembled
時刻tf1において、組電池のSOCwが第1段階の充電における目標SOC1になると、第1段階の充電が終了する。第1段階の充電が終了する時刻tf1から第2段階の充電の開始時刻ts2までの間に、BMU22が周期的に起動され、必要に応じてセルの均等化が実行される。
At time tf1, when the SOCw of the assembled battery reaches the target SOC1 in the first stage of charging, the first stage of charging ends. Between time tf1 when the first stage charging ends and time ts2 when the second stage charging starts, the
開始時刻ts2において、第2段階の充電が開始される。終了予定時刻tfにおいて、組電池11のSOCwが100[%]になり、組電池11のタイマ充電が終了する。時刻t12において、電動車両10の走行が開始される。
At start time ts2, second stage charging is started. At the scheduled end time tf, the SOCw of the
図5は、第1段階の充電終了後の各セルのOCVを示すグラフである。OCV1は第1段階の充電における目標SOC1に対応するOCVであり、OCV2は第2段階の充電における目標SOCである100[%](SOC2)に対応するOCVである。電動車両10の走行を終了した時には、組電池11を構成するセルのOCV(SOC)にばらつきがある。そして、第1段階の充電終了時においても、組電池11を構成するセルのOCVにばらつきがある状態が維持されている。
FIG. 5 is a graph showing the OCV of each cell after the first stage of charging is completed. OCV1 is an OCV corresponding to the target SOC1 in the first stage of charging, and OCV2 is an OCV corresponding to the target SOC of 100[%] (SOC2) in the second stage of charging. When the
図6は、比較例における第2段階の充電終了後の各セルのOCVを示すグラフである。第2段階の充電終了時においても、組電池11を構成するセルのOCV(SOC)にばらつきがある状態が維持されている。このため、最もOCVの高いセル4のOCVのみがOCV2になっており、その他のセルのOCVはOCV2よりも低くなっている。
FIG. 6 is a graph showing the OCV of each cell after the second stage of charging is completed in the comparative example. Even at the end of the second stage of charging, a state in which there are variations in OCV (SOC) of the cells forming the assembled
図7は、図5の第1段階の充電終了後に均等化を実行した後の各セルのOCVを示すグラフである。相対的にOCVの高い(SOCの多い)セル1,4,6,nが放電され、OCVの最も高いセル1,4,6,n(SOCの最も多いセル)とOCVの最も低いセル5(SOCの最も少ないセル)とのOCV(SOC)の偏差が、所定電圧ΔV(所定偏差ΔSOC)以下となっている。 FIG. 7 is a graph showing the OCV of each cell after equalization is performed after the first stage of charging in FIG. 5 is completed. Cells 1, 4, 6, n with relatively high OCV (large SOC) are discharged, and cells 1, 4, 6, n with the highest OCV (cell with the highest SOC) and cell 5 (with the lowest OCV) are discharged. The deviation of the OCV (SOC) from the cell with the lowest SOC is less than or equal to the predetermined voltage ΔV (predetermined deviation ΔSOC).
図8は、本実施形態における第2段階の充電終了後の各セルのOCVを示すグラフである。第2段階の充電終了時においても、均等化後と同様に、組電池11を構成するセルのOCVのばらつきが小さい状態が維持されている。
FIG. 8 is a graph showing the OCV of each cell after the second stage of charging is completed in this embodiment. Even at the end of the second stage of charging, the variation in OCV of the cells constituting the assembled
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The present embodiment described in detail above has the following advantages.
・電動車両10の充電システムは、複数のセルを直列接続した組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された場合に、複数段階(2段階)の充電により組電池11のSOCwが終了予定時刻tfに100[%](SOC2)となるように組電池11を充電する。これにより、終了予定時刻tfに組電池11のSOCwが100[%]となるため、組電池11のSOCwが100[%]に維持される時間が短くなり、組電池11の劣化を抑制することができる。さらに、複数段階の充電のうち最終段階(第2段階)の充電よりも前の段階(第1段階)の充電によっても組電池11が充電されるため、終了予定時刻tfよりも早い時刻tf1であっても電動車両10の走行を可能とすることができる。
- In the charging system of the
・コントローラ25は、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された時(時刻ts1)から複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時(開始時刻ts2)までにおいて充電が実行されていない期間(時刻tf1~ts2)に、複数のセルのSOCの偏差を所定偏差ΔSOC以下にする均等化を実行させる。このため、充電前に複数のセル間のSOCの偏差が大きい場合であっても、最終段階の充電の開始時よりも前に複数のセル間のSOCの偏差を所定偏差ΔSOC以下にすることができる。そして、コントローラ25は、均等化が終了した後に、組電池11のSOCwが終了予定時刻tfに100[%]となるように最終段階の充電を実行させる。したがって、図8に示すように終了予定時刻tfでのセル間のSOCの偏差を抑制することができ、図6の比較例に対してより多くのセルのSOCを100[%](満充電状態)に近付けることができる。
- The
・コントローラ25は、均等化を実行する直前の段階(第1段階)の充電を、所定のセル(SOCが最も少ないセル)のSOCが第1範囲に含まれている状態で終了させる。セルのSOCが第1範囲(70~100[%])に含まれている状態では、セルのSOCに対する出力電圧の傾きが第1傾きg1よりも大きくなる。このため、セルのSOCが第2範囲(40~70[%])に含まれている状態と比較して、図2の第1関係及び検出されたセルの出力電圧(端子間の電圧)に基づいて、セルのSOCを正確に算出することができる。したがって、コントローラ25が均等化を実行させる場合に、各セルのSOCを正確に算出することができ、均等化の精度を向上させることができる。
- The
・コントローラ25は、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された時に第1段階の充電を実行させる。こうした構成によれば、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された時に第1段階の充電によって直ちに組電池11に電力を蓄えることができるため、より早い時刻tf1に電動車両10の走行を可能とすることができる。
- The
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。本実施形態では、セルのSOCに対するOCVの傾きが、図2の第1関係と異なる図9の第2関係を満たしている。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described below, focusing on the differences from the first embodiment. Note that the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the slope of the OCV with respect to the SOC of the cell satisfies the second relationship shown in FIG. 9, which is different from the first relationship shown in FIG.
図9は、セルのOCVとSOCとの関係を示すグラフである。同図に示すように、セルのOCVとSOCとは相関関係を有している。このため、コントローラ25は、図9のグラフ及び各セル電圧センサ11aにより検出されたOCVに基づいて、各セルのSOCを算出する。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between OCV and SOC of a cell. As shown in the figure, the OCV and SOC of a cell have a correlation. Therefore, the
セルのSOCに対するOCVの傾きは、セルのSOCが0~60[%]及び75~100[%](第3範囲)に含まれる場合に、第2傾きg2よりも大きくなる。また、セルのSOCに対するOCVの傾きは、セルのSOCが60~75[%](第4範囲)に含まれ且つ組電池11の温度が25℃~45℃(所定温度範囲)に含まれる場合に、第2傾きg2よりも小さくなる。なお、セルのSOCに対するOCVの傾きは、セルのSOCが60~75[%](第4範囲)に含まれ且つ組電池11の温度が-30℃~0℃に含まれる場合は、第2傾きg2よりも大きくなる。セルのSOCに対するOCVの傾きは、これらの第2関係を満たしている。
The slope of the OCV with respect to the SOC of the cell is larger than the second slope g2 when the SOC of the cell is included in 0 to 60 [%] and 75 to 100 [%] (third range). In addition, the slope of OCV with respect to SOC of the cell is determined when the SOC of the cell is included in the range of 60 to 75 [%] (fourth range) and the temperature of the assembled
図3において、コントローラ25は、S10~S13まで、第1実施形態と同一の処理を実行する。
In FIG. 3, the
そして、BMU22から組電池11の情報、及びセルのOCVとSOCとの関係を示すグラフ(図9の第2関係)等を取得する(S14)。第1段階の充電を終了可能か否か判定する(S15)。
Then, information on the assembled
具体的には、図9の第2関係及び検出されたセルのOCVに基づいて、各セルのSOCを算出する。最もSOCの多いセルのSOCが目標SOC1以上となり、且つ最もSOCの少ないセルのSOCが75[%]以上(第3範囲)に含まれた場合(S15:YES)、第1段階の充電を終了する(S16)。一方、S15の判定において否定判定された場合(S15:NO)、S14の処理から再度実行する。 Specifically, the SOC of each cell is calculated based on the second relationship in FIG. 9 and the detected OCV of the cell. If the SOC of the cell with the highest SOC is equal to or higher than the target SOC1, and the SOC of the cell with the lowest SOC is included in 75% or higher (third range) (S15: YES), the first stage of charging ends. (S16). On the other hand, if a negative determination is made in S15 (S15: NO), the process is executed again from S14.
その後、コントローラ25は、S17~S23まで、第1実施形態と同一の処理を実行する。
After that, the
上記構成によれば、コントローラ25は、均等化を実行する直前の段階の充電(第1段階の充電)を、最もSOCの少ないセル(所定のセル)のSOCが第3範囲に含まれている状態で終了させる。セルのSOCが第3範囲に含まれている状態では、セルのSOCに対するOCVの傾きが第2傾きg2よりも大きくなる。したがって、コントローラ25が均等化を実行させる場合に、各セルのSOCを算出する精度が低下することを抑制することができ、均等化の精度が低下することを抑制することができる。
According to the above configuration, the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described below, focusing on the differences from the first embodiment. Note that the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
組電池11の第2段階(最終段階)の充電を終了した時点で、組電池11の温度が低すぎると組電池11の出力が安定せず、組電池11の温度が高すぎると組電池11が劣化するおそれがある。また、組電池11を充電することにより、組電池11が発熱して組電池11の温度が上昇する。
When the second stage (final stage) of charging of the assembled
そこで、本実施形態では、図10に示すように、コントローラ25は、第2段階(最終段階)の充電よりも1つ前の段階の充電(第1段階の充電)を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも低い場合に、1つ前の段階の充電を組電池11のSOCwがSOC3(第1比率)である状態で終了する。一方、外気の温度が所定温度よりも高い場合には、1つ前の段階の充電を組電池11のSOCwがSOC3よりも大きいSOC4(第2比率)である状態で終了する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the
こうした構成によれば、最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも低い場合(低温時)は所定温度よりも高い場合(高温時)と比較して、最終段階の充電により組電池11に充電する量を多くすることができる。このため、外気の温度が所定温度よりも低い場合は、最終段階の充電により組電池11の温度をより上昇させることができる。したがって、組電池11の最終段階の充電を終了した時点で、組電池11の温度が低すぎることを抑制することができ、組電池11の出力を安定させることができる。
According to this configuration, when starting the charging step before the final charging step, if the outside air temperature is lower than a predetermined temperature (low temperature) or higher than the predetermined temperature (high temperature), In comparison, the amount charged to the assembled
また、最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも高い場合(高温時)は所定温度よりも低い場合(低温時)と比較して、最終段階の充電により組電池11に充電する量を少なくすることができる。このため、外気の温度が所定温度よりも高い場合は、最終段階の充電により組電池11の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、組電池11の最終段階の充電を終了した時点で、組電池11の温度が高くなりすぎることを抑制することができ、組電池11が劣化することを抑制することができる。
Also, when starting the charging step before the final charging step, when the outside air temperature is higher than the predetermined temperature (high temperature), compared to when it is lower than the predetermined temperature (low temperature), By charging at the final stage, the amount of charge to the assembled
なお、第2段階(最終段階)の充電よりも1つ前の段階の充電を、組電池11のSOCwがSOC3(第1比率),SOC4(第2比率)である状態で終了する際には、セルのSOC(組電池11のSOCw)が図2の第1範囲、又は図9の第3範囲に含まれることが望ましい。
In addition, when the charging of the stage before the second stage (final stage) is finished with the SOCw of the assembled
なお、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 Note that each of the embodiments described above can be modified and implemented as follows. The same parts as in each of the above embodiments are given the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
・第2段階(最終段階)の充電の終了時に組電池11のSOCwを、100[%]に限らず、95[%]や90[%](所定の終了比率)にしてもよい。
- At the end of the second stage (final stage) of charging, the SOCw of the assembled
・コントローラ25は、ユーザにより入力されたタイマ充電の終了予定時刻tfよりも所定時間前に第2段階(最終段階)の充電を終了させてもよい。
- The
・組電池11のSOCwが大きい状態で組電池11が放置されると、組電池11が劣化するおそれがある。そこで、図11に示すように、コントローラ25は、最終段階の充電(第2段階の充電)が終了した後に、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続されている状態が所定時間Te3を超えて継続している場合に、組電池11のSOCwを100[%](所定の終了比率)よりも小さく(例えば90[%]に)するように、組電池11を放電させてもよい(SOC低減処理)。なお、均等化回路23、BMU22、及びコントローラ25によって、放電部が構成されている。
- If the assembled
こうした構成によれば、最終段階の充電が終了した後に、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続されている状態が所定時間Te3を超えて継続している場合は、ユーザが電動車両10の走行を取り止めたと判断して、組電池11のSOCwを減少させることができる。したがって、組電池11のSOCwが大きい状態で組電池11が放置されることを抑制することができ、組電池11が劣化することを抑制することができる。
According to this configuration, if the assembled
・コントローラ25は、充電コネクタ27に充電コネクタ33が接続された時に、ユーザにより入力部24に終了予定時刻tfが入力されていなくても、第1段階の充電を開始させてもよい。そして、ユーザにより入力部24に終了予定時刻tfが入力された後に、第2段階の充電の開始時刻ts2を決定してもよい。
- When the charging
・コントローラ25は、均等化を実行する直前の段階(第1段階)の充電を、SOCが平均値に近いセルやSOCが最も多いセル(所定のセル)のSOCが第1範囲又は第3範囲に含まれている状態で終了させてもよい。また、コントローラ25は、均等化を実行する直前の段階の充電を、所定のセルのSOCが、第1範囲又は第3範囲に含まれている状態か否かにかかわらず終了させることもできる。
- The
・タイマ充電は、2段階の充電に限らず、3段階以上の充電により実行されてもよい。その場合、コントローラ25は、各段階の充電同士の間の期間、すなわち組電池11が外部電源31に接続された時から複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、均等化を実行させればよい。なお、コントローラ25は、組電池11が充電器21を介して外部電源31に接続された時から終了予定時刻tfまでの時間が所定時間Te4(例えば8時間)よりも長いと判定した場合は、第1段階の充電よりも前に均等化を実行させてもよい。その場合であっても、均等化後に、複数段階の充電のうち最終段階の充電よりも前の段階の充電によって組電池11が充電されるため、終了予定時刻tfよりも早い時刻tf1であっても電動車両10の走行を可能とすることができる。
- Timer charging is not limited to two stages of charging, but may be performed through three or more stages of charging. In that case, the
・充電が実行されていない期間に、均等化が必要か否かを周期的に判定する構成に限らず、各段階の充電が終了した後に均等化が必要か否かを1回判定する構成としてもよい。 - Not limited to a configuration that periodically determines whether or not equalization is necessary during a period when charging is not being performed, but also a configuration that determines once whether or not equalization is necessary after each stage of charging is completed. Good too.
・図3のS18の処理においてセルのSOCの均等化を実行し始めた後、複数のセルのSOCの偏差が所定偏差以下になる(均等化終了)までに、S19の処理において第2段階の充電の開始時間ts2になったと判定されることがあり得る。その場合、複数のセルのSOCの偏差が所定偏差以下になっていなくても、S20の処理において均等化を中断して第2段階の充電を開始(実行)してもよい。こうした構成によっても、充電前に複数のセル間のSOCの偏差が大きい場合に、第2段階(最終段階)の充電の開始時よりも前に複数のセル間のSOCの偏差を縮小することができる。そして、終了予定時刻tfに、組電池11のSOCwを100[%](終了比率)にすることができる。
- After starting to equalize the SOCs of cells in the process of S18 in FIG. 3, by the time the SOC deviations of multiple cells become equal to or less than the predetermined deviation (equalization ends), the second stage of the process of S19 is performed. It may be determined that charging start time ts2 has arrived. In that case, even if the SOC deviations of the plurality of cells are not equal to or less than the predetermined deviation, equalization may be interrupted in the process of S20 and second stage charging may be started (executed). Even with this configuration, if the SOC deviation between the plurality of cells is large before charging, it is possible to reduce the SOC deviation between the plurality of cells before the start of the second stage (final stage) charging. can. Then, at the scheduled end time tf, the SOCw of the assembled
特に、第2実施形態、及び第3実施形態における外気の高温時では、第1段階の充電終了から第2段階の充電開始までの時間が短くなり易い。このため、複数のセルのSOCの偏差が所定偏差以下になる(均等化終了)までに第2段階の充電の開始時間ts2になった場合に、第2段階の充電を開始(実行)することが有効である。 In particular, when the outside air is at high temperature in the second embodiment and the third embodiment, the time from the end of the first stage charging to the start of the second stage charging tends to be short. Therefore, if the second stage charging start time ts2 is reached by the time the SOC deviations of a plurality of cells become equal to or less than a predetermined deviation (equalization ends), the second stage charging can be started (executed). is valid.
・外部電源31として、200[V]の三相交流の商用電源等を採用することもできる。
- As the
・駆動装置としてモータを備える電動車両10に限らず、駆動装置としてエンジン及びモータを備えるハイブリッド車両に上記の各実施形態を適用することもできる。
- Each of the above embodiments can be applied not only to the
10…電動車両、11…組電池、21…充電器、22…電池監視ユニット(BMU)、23…均等化回路、25…コントローラ、31…外部電源。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する均等化部(22,23,25)と、
前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する充電部(21,25)と、
を備え、
前記単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、前記単電池の充電比率が第1範囲に含まれる場合に第1傾きよりも大きくなり、前記単電池の充電比率が前記第1範囲と異なる第2範囲に含まれる場合に前記第1傾きよりも小さくなる第1関係を満たし、
前記均等化部は、前記第1関係及び検出された前記単電池の出力電圧に基づいて、各単電池の充電比率を算出し、
前記充電部は、前記均等化部により前記均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の前記単電池の充電比率が前記第1範囲に含まれている状態で終了する、車両の充電システム。 When a battery pack (11) in which a plurality of cells are connected in series is connected to an external power source (31) via a charger (21), the charging ratio of the battery pack reaches the scheduled end time due to multiple stages of charging. A vehicle charging system that charges the assembled battery to a predetermined termination ratio,
During a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger until the start of the final stage of charging of the plurality of stages of charging, an equalization unit (22, 23, 25) that performs equalization to reduce the deviation of the charging ratio to a predetermined deviation or less;
a charging unit (21, 25) that performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time;
Equipped with
The slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the unit cell is larger than the first slope when the charging ratio of the unit cell is included in the first range, and the slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the unit cell is larger than the first slope when the charging ratio of the unit cell is included in the first range. satisfies a first relationship that is smaller than the first slope when included in two ranges,
The equalization unit calculates a charging ratio of each unit cell based on the first relationship and the detected output voltage of the unit cell,
A vehicle charging system, wherein the charging unit finishes charging at a stage immediately before the equalization is performed by the equalization unit in a state in which a predetermined charging ratio of the unit cell is included in the first range. .
前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する均等化部(22,23,25)と、
前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する充電部(21,25)と、
を備え、
前記単電池の充電比率に対する出力電圧の傾きは、前記単電池の充電比率が第3範囲に含まれる場合に第2傾きよりも大きくなり、前記単電池の充電比率が前記第3範囲と異なる第4範囲に含まれ且つ前記単電池の温度が所定温度範囲に含まれる場合に前記第2傾きよりも小さくなる第2関係を満たし、
前記均等化部は、前記第2関係及び検出された前記単電池の出力電圧に基づいて、前記単電池の充電比率を算出し、
前記充電部は、前記均等化部により前記均等化を実行する直前の段階の充電を、所定の前記単電池の充電比率が前記第3範囲に含まれている状態で終了する、車両の充電システム。 When a battery pack (11) in which a plurality of cells are connected in series is connected to an external power source (31) via a charger (21), the charging ratio of the battery pack reaches the scheduled end time due to multiple stages of charging. A vehicle charging system that charges the assembled battery to a predetermined termination ratio,
During a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger until the start of the final stage of charging of the plurality of stages of charging, an equalization unit (22, 23, 25) that performs equalization to reduce the deviation of the charging ratio to a predetermined deviation or less;
a charging unit (21, 25) that performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time;
Equipped with
The slope of the output voltage with respect to the charging ratio of the single cell is larger than the second slope when the charging ratio of the single cell is included in the third range, and when the charging ratio of the single cell is different from the third range, 4 range and satisfies a second relationship that is smaller than the second slope when the temperature of the unit cell is included in a predetermined temperature range,
The equalization unit calculates a charging ratio of the unit cell based on the second relationship and the detected output voltage of the unit cell,
The charging unit is configured to charge the vehicle by terminating the charging at a stage immediately before the equalization is performed by the equalization unit in a state where a predetermined charging ratio of the unit cell is included in the third range. system.
前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する均等化部(22,23,25)と、
前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する充電部(21,25)と、
を備え、
前記充電部は、前記最終段階の充電よりも1つ前の段階の充電を開始する時に、外気の温度が所定温度よりも低い場合に、前記1つ前の段階の充電を前記組電池の充電比率が第1比率である状態で終了し、前記外気の温度が前記所定温度よりも高い場合に、前記1つ前の段階の充電を前記組電池の充電比率が前記第1比率よりも大きい第2比率である状態で終了する、車両の充電システム。 When a battery pack (11) in which a plurality of cells are connected in series is connected to an external power source (31) via a charger (21), the charging ratio of the battery pack reaches the scheduled end time due to multiple stages of charging. A vehicle charging system that charges the assembled battery to a predetermined termination ratio,
During a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger until the start of the final stage of charging of the plurality of stages of charging, an equalization unit (22, 23, 25) that performs equalization to reduce the deviation of the charging ratio to a predetermined deviation or less;
a charging unit (21, 25) that performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time;
Equipped with
The charging unit is configured to perform the charging in the previous stage to charge the assembled battery if the temperature of the outside air is lower than a predetermined temperature when starting the charging in the stage preceding the final stage of charging. When the ratio is the first ratio and the temperature of the outside air is higher than the predetermined temperature, the previous stage of charging is changed to a state where the charging ratio of the assembled battery is higher than the first ratio. A vehicle charging system that ends with two ratios.
前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続された時から前記複数段階の充電のうち最終段階の充電の開始時までにおいて充電が実行されていない期間に、前記複数の単電池の充電比率の偏差を所定偏差以下にする均等化を実行する均等化部(22,23,25)と、During a period in which charging is not being performed from the time when the assembled battery is connected to the external power source via the charger until the start of the final stage of charging of the plurality of stages of charging, an equalization unit (22, 23, 25) that performs equalization to reduce the deviation of the charging ratio to a predetermined deviation or less;
前記組電池の充電比率が前記終了予定時刻に前記終了比率となるように前記最終段階の充電を実行する充電部(21,25)と、a charging unit (21, 25) that performs the final stage of charging so that the charging ratio of the assembled battery becomes the end ratio at the scheduled end time;
を備え、Equipped with
前記充電部による前記最終段階の充電が終了した後に、前記組電池が前記充電器を介して前記外部電源に接続されている状態が所定時間を超えて継続している場合に、前記組電池の充電比率を前記終了比率よりも小さくするように前記組電池を放電させる放電部(22,23,25)を備える、車両の充電システム。If the assembled battery continues to be connected to the external power source via the charger for more than a predetermined time after the final stage of charging by the charging unit is completed, the assembled battery A vehicle charging system comprising: a discharging unit (22, 23, 25) that discharges the assembled battery so that the charging ratio is smaller than the end ratio.
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