JP7547191B2 - Charging control method and electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両などに搭載される充電制御方法及び電動車両に関する。 The present invention relates to a charging control method mounted on an electric vehicle and the like, and to the electric vehicle.
従来、バッテリを充電する際に、バッテリの自己発熱や外的要因によりバッテリ自体が高温になった状態で充電を継続するとバッテリが劣化するという問題がある。この問題に関して、特許文献１には、第１の二次電池に対して充電を進め、第１の二次電池が高温に達した時点で一旦充電を休止し、自然冷却により第１の二次電池の温度が低温になるまでの間は第２の二次電池に対して充電を行うことで、効率的に所要の充電を達成し得る充電方法が開示されている。
Conventionally, when charging a battery, there is a problem that the battery deteriorates if charging is continued when the battery itself becomes hot due to self-heating of the battery or external factors. Regarding this problem,
しかしながら、例えば電動車両などに搭載される電池は大容量であるため、充電に要する時間のさらなる短縮が求められていた。 However, because batteries installed in electric vehicles, for example, have large capacities, there is a demand for further shortening the time required for charging.
例えば、特許文献１の構成では、第１の二次電池の充電を休止するまで第２の二次電池の充電が行われないため、第１の二次電池及び第２の二次電池の充電が完了するまでに時間がかかる。
For example, in the configuration of
また、特許文献１の構成では、二次電池の温度を検出する温度検出センサが二次電池の近傍に配置されているが、温度検出センサと二次電池との間の間隔により、二次電池自体の温度の変化の検出に時間がかかるため、二次電池の温度に応じた充電を効率よく行うことができず、充電が完了するまでに時間がかかる。
In addition, in the configuration of
本発明は、充電に要する時間の短縮を図ることができる充電制御方法及び電動車両を提供する。 The present invention provides a charging control method and an electric vehicle that can shorten the time required for charging.
本発明は、電動車両内に収容された充電可能な複数の電池パックの充電制御方法であって、
前記電動車両は、
前記複数の電池パックと、
前記複数の電池パックの充電制御を行う充電制御ユニットと、
前記複数の電池パックの電力により走行動力を発生させる電動機と、
前記電動機が格納される機関室と、を備え、
前記複数の電池パックのうち少なくとも一つの電池パックが前記電動機と隣接するように前記機関室に格納されており、
前記複数の電池パックのそれぞれは温度センサを備え、
前記充電制御ユニットが、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれに充電電力を分配し、
前記充電制御ユニットは、前記複数の電池パックのそれぞれに対して前記充電電力を順次供給する動作を周期的に行うことにより前記複数の電池パックのそれぞれに前記充電電力を分配し、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の電池パックのうち充電電力の供給先を切り替えるタイミングを制御することにより、１周期の前記動作において前記複数の電池パックに前記充電電力を供給する各時間の割合を制御する、
充電制御方法である。
The present invention provides a method for controlling charging of a plurality of rechargeable battery packs housed in an electric vehicle, comprising the steps of:
The electric vehicle includes:
the plurality of battery packs;
a charge control unit that controls charging of the plurality of battery packs;
an electric motor that generates driving power using electric power from the plurality of battery packs;
an engine room in which the electric motor is stored;
At least one battery pack among the plurality of battery packs is stored in the engine room so as to be adjacent to the electric motor;
Each of the plurality of battery packs includes a temperature sensor;
the charging control unit distributes charging power to each of the plurality of battery packs based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs;
the charging control unit distributes the charging power to each of the plurality of battery packs by periodically performing an operation of sequentially supplying the charging power to each of the plurality of battery packs, and controls a timing of switching a supply destination of the charging power among the plurality of battery packs based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs , thereby controlling a ratio of each time the charging power is supplied to the plurality of battery packs in one cycle of the operation.
A charging control method.
本発明は、上記の充電制御方法を用いる電動車両であって、
前記複数の電池パックと、
前記充電制御ユニットと、
前記複数の電池パックの電力により走行動力を発生させる電動機と、
を備える電動車両である。
The present invention provides an electric vehicle using the above-mentioned charging control method,
the plurality of battery packs;
The charging control unit;
an electric motor that generates driving power using electric power from the plurality of battery packs;
It is an electric vehicle equipped with.
本発明によれば、充電に要する時間の短縮を図ることができる。 The present invention makes it possible to reduce the time required for charging.
以下、本発明の充電制御方法及び充電制御方法を用いる電動車両の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。また、本明細書等では説明を簡単かつ明確にするために、前後、左右、上下の各方向は、車両の運転者から見た方向に従って記載し、図面には、車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左方をＬ、右方をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。 Below, an embodiment of the charging control method and an electric vehicle using the charging control method of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The drawings should be viewed in the direction of the symbols. In order to simplify and clarify the description in this specification, the front/rear, left/right, and up/down directions are described according to the direction as seen by the driver of the vehicle, and in the drawings, the front of the vehicle is indicated as Fr, the rear as Rr, the left as L, the right as R, the top as U, and the bottom as D.
［実施形態］
まず、本発明の実施形態の充電制御方法及び電動車両Ｖについて図１～図４を参照しながら説明する。
[Embodiment]
First, a charging control method and an electric vehicle V according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
電動車両Ｖは、駆動源と、駆動源の動力によって駆動される駆動輪及び転舵可能な転舵輪を含む車輪と、を有する自動車である。本実施形態では、電動車両Ｖは、左右一対の前輪及び後輪を有する四輪の自動車である。電動車両Ｖの駆動源は、例えば電動機ＭＯＴである。また、電動車両Ｖの駆動源は、左右一対の前輪を駆動してもよいし、左右一対の後輪を駆動してもよいし、左右一対の前輪及び後輪の四輪を駆動してもよい。前輪及び後輪は、双方が転舵可能な転舵輪であってもよいし、いずれか一方が転舵可能な転舵輪であってもよい。 The electric vehicle V is an automobile having a drive source and wheels including drive wheels driven by the power of the drive source and steerable wheels. In this embodiment, the electric vehicle V is a four-wheeled automobile having a pair of left and right front wheels and rear wheels. The drive source of the electric vehicle V is, for example, an electric motor MOT. The drive source of the electric vehicle V may drive a pair of left and right front wheels, a pair of left and right rear wheels, or a pair of left and right front wheels and rear wheels, or all four wheels. Both the front wheels and the rear wheels may be steerable wheels, or either one of them may be steerable wheels.
電動車両Ｖは、例えば鋼板パネル溶接組立によるモノコック構造を有する骨格部材（不図示）と、骨格部材を覆って電動車両Ｖの外殻を構成する外殻部材１と、を備える。外殻部材１によって囲まれた空間には、乗員を収容する車室（不図示）や、車室の前方に形成されるモータルームＭＲが設けられる。
The electric vehicle V includes a frame member (not shown) having a monocoque structure, for example, formed by welding steel panels together, and an
モータルームＭＲは、電動機ＭＯＴが設けられる機関室の一例である。モータルームＭＲには、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃと、電動機ＭＯＴと、制御ユニット６０と、が収容される。
The motor room MR is an example of an engine room in which the electric motor MOT is installed. The motor room MR houses the battery packs BAT_A to BAT_C, the electric motor MOT, and the
電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれは、充電可能な二次電池である。また、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれは、ユーザによって交換可能な交換式の電池パックである。また、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれは、略直方体であり、それぞれの側面同士が対向するように、電動車両Ｖの車幅方向（左右方向）に並べて並置されている。これにより、ユーザは、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを個別に上方に引き抜くことによって容易に交換を行うことができるとともに、モータルームＭＲに対して電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃをコンパクトに収容することができる。 Each of the battery packs BAT_A to BAT_C is a rechargeable secondary battery. Each of the battery packs BAT_A to BAT_C is a replaceable battery pack that can be replaced by the user. Each of the battery packs BAT_A to BAT_C is a substantially rectangular parallelepiped, and is arranged side by side in the vehicle width direction (left and right direction) of the electric vehicle V with their respective sides facing each other. This allows the user to easily replace the battery packs BAT_A to BAT_C by pulling them upwards individually, and allows the battery packs BAT_A to BAT_C to be stored compactly in the motor room MR.
電動車両Ｖの車幅方向に並べて並置された電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのうち、電動車両Ｖの車幅方向の末端（左端）に配置された電池パックＢＡＴ＿Ａは、電動機ＭＯＴや制御ユニット６０といった熱源と隣接して配置されている。これにより、モータルームＭＲのスペース効率を向上させることができる。ただし、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのうち電池パックＢＡＴ＿Ａが最も高温になりやすい。
Of the battery packs BAT_A to BAT_C arranged side by side in the vehicle width direction of the electric vehicle V, the battery pack BAT_A arranged at the end (left end) in the vehicle width direction of the electric vehicle V is arranged adjacent to heat sources such as the electric motor MOT and the
電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれは、制御ユニット６０と接続された、正負の一対の電極パッドＰＡＤを有しており、電極パッドＰＡＤを介して電力の入出力を行う。また、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれは、不図示の制御線によって制御ユニット６０と接続されており、制御線を介して制御ユニット６０と通信を行う。電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれの上部には、ユーザが交換の際に把持する取っ手などが設けられていてもよい。
Each of the battery packs BAT_A to BAT_C has a pair of positive and negative electrode pads PAD connected to the
電動機ＭＯＴは、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの電力により電動車両Ｖの走行動力を発生させる。 The electric motor MOT generates the driving force for the electric vehicle V using the power from the battery packs BAT_A to BAT_C.
制御ユニット６０は、電動機ＭＯＴを駆動するインバータや、電圧をコントロールする昇圧コンバータなどを含むパワー制御ユニット（ＰＣＵ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電制御を行う制御ユニット（ＣＯＮＴ）と、を含む。パワー制御ユニットは、電動機ＭＯＴと電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃとの間で電力変換を行う電力変換装置である。制御ユニット６０の構成については図５において後述する。
The
外殻部材１は、電動車両Ｖの前方を向く前面１ａと、電動車両Ｖの後方を向く後面１ｂと、電動車両Ｖの左右方向を向く左右一対の側面１ｃと、電動車両Ｖの上方を向く上面１ｄと、電動車両Ｖの前方に位置するモータルームＭＲのカバーであるボンネット１ｅと、を有する。図２に示すようにボンネット１ｅを開くことにより、ユーザはモータルームＭＲに設けられた電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの交換等を行うことができる。
The
図５を参照して、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃ及び制御ユニット６０の構成について説明する。例えば電池パックＢＡＴ＿Ａは、蓄電池５１と、温度センサ５２と、充電率センサ５３と、通信機５４と、電極パッドＰＡＤと、を備える。電極パッドＰＡＤは、例えば図３に示した正負の一対のパッドである。蓄電池５１は、電極パッドＰＡＤに供給された充電電圧によって充電が可能な二次電池である。また、蓄電池５１は、蓄えた電力を、電極パッドＰＡＤを介して出力可能である。
The configuration of the battery packs BAT_A to BAT_C and the
温度センサ５２は、電池パックＢＡＴ＿Ａのパッケージ内に設けられ、電池パックＢＡＴ＿Ａの温度（特に蓄電池５１の温度）を検出する。また、温度センサ５２は、検出結果を示す温度情報を、通信機５４を介して制御ユニット６０へ送信する。充電率センサ５３は、例えば蓄電池５１の出力電圧に基づいて、蓄電池５１の充電率を検出する。また、温度センサ５２は、検出結果を示す充電率情報を、通信機５４を介して制御ユニット６０へ送信する。
The
電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃも、電池パックＢＡＴ＿Ａと同様の構成を備える。すなわち、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃが、それぞれ温度センサ５２を備え、それぞれの温度情報を制御ユニット６０へ送信する。
Battery packs BAT_B and BAT_C have the same configuration as battery pack BAT_A. That is, battery packs BAT_A to BAT_C each have a
制御ユニット６０は、パワー制御ユニットＰＣＵと、分配機６１と、直流／直流コンバータＤＣＤＣと、通信機６２と、制御装置６３と、を備える。制御ユニット６０は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電制御を行う充電制御ユニットの一例である。
The
パワー制御ユニットＰＣＵは、分配機６１を介して電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃから供給される直流出力電圧を直流のまま電圧変換するコンバータや、そのコンバータからの直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機ＭＯＴに供給するインバータなどを含む。
The power control unit PCU includes a converter that converts the DC output voltage supplied from the battery packs BAT_A to BAT_C via the
充電器７０は、電動車両Ｖに設けられており、プラグを介して外部電源と接続可能である。外部電源は、例えば家庭用電源である。充電器７０は、外部電源の電力により電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電電力を生成する。例えば、充電器７０は、外部電源の交流電圧を直流電圧に変換するインバータを含む。直流／直流コンバータＤＣＤＣは、充電器７０により生成された充電電力の電圧変換を行い、電圧変換を行った充電電力を分配機６１へ出力する。
The
分配機６１は、制御装置６３からの制御にしたがって、パワー制御ユニットＰＣＵ又は直流／直流コンバータＤＣＤＣから出力された充電電力を電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの電極パッドＰＡＤに分配することにより、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電を行う。また、分配機６１は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃから出力された電力を、パワー制御ユニットＰＣＵを介して電動機ＭＯＴへ供給してもよい。
The
通信機６２は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの通信機５４と制御線を介して接続されている。通信機６２は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの通信機５４から送信された温度情報及び充電率情報を受信し、受信した温度情報及び充電率情報を制御装置６３へ出力する。
The
制御装置６３は、通信機６２から出力された温度情報及び充電率情報に基づいて、分配機６１による電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃへの充電電力の分配を制御することにより、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電制御を行う。
The
図６，図７を参照して、制御装置６３による電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電制御について説明する。図６，図７において、横軸は時間を示し、縦軸は分配機６１が電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに供給する充電電力の電圧を示している。充電電力Ｖ＿Ａ（実線）は、分配機６１が電池パックＢＡＴ＿Ａに供給する充電電力を示している。充電電力Ｖ＿Ｂ（一点鎖線）は、分配機６１が電池パックＢＡＴ＿Ｂに供給する充電電力を示している。充電電力Ｖ＿Ｃ（破線）は、分配機６１が電池パックＢＡＴ＿Ｃに供給する充電電力を示している。充電電力Ｖ＿Ａ～Ｖ＿Ｃの電圧は一定である。
The charging control of the battery packs BAT_A to BAT_C by the
図６，図７に示すように、制御装置６３は、周期Ｔごとに、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに対して充電電力を順次供給する動作を行う。具体的には、制御装置６３は、周期Ｔにおいて、まず電池パックＢＡＴ＿Ａへ充電電力Ｖ＿Ａを供給し、次に電池パックＢＡＴ＿Ｂへ充電電力Ｖ＿Ｂを供給し、次に電池パックＢＡＴ＿Ｃへ充電電力Ｖ＿Ｃを供給する動作を行う。この動作を周期Ｔごとに行うことで、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに充電電力を分配し、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電することができる。周期Ｔは、例えば数ミリ秒～数秒程度の長さである。
As shown in Figures 6 and 7, the
さらに、制御装置６３は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度情報に基づいて、周期Ｔごとの動作において電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに充電電力を供給する各時間の割合を制御する。電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに着目すると、この制御は、充電電力をパルス波として供給するとともに、そのパルス波のデューティ比を変化させて変調するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）である。このような制御により、分配機６１が供給する充電電力Ｖ＿Ａ～Ｖ＿Ｃの電圧を一定にしつつ、分配機６１が充電電力の供給先を切り替えるタイミングを制御すればよいため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに対して簡単な制御によって充電電力を分配することができる。
Furthermore, the
例えば、図６に示すように、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度が同程度（低温）である場合、制御装置６３は、周期Ｔにおける充電電力Ｖ＿Ａ～Ｖ＿Ｃの供給時間を同程度のＤ１（≒Ｔ／３）とする。これにより、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに対して同程度の充電電力を分配することができる。
For example, as shown in FIG. 6, when the temperatures of the battery packs BAT_A to BAT_C are approximately the same (low temperature), the
また、図７に示すように、電池パックＢＡＴ＿Ａの温度が、電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃの温度（低温）より高い温度（高温）である場合、制御装置６３は、周期Ｔにおける充電電力Ｖ＿Ａの供給時間を、周期Ｔにおける充電電力Ｖ＿Ｂ，Ｖ＿Ｃの供給時間よりも短くする。具体的には、制御装置６３は、充電電力Ｖ＿Ａの供給時間をＤ２（＜Ｄ１）とし、充電電力Ｖ＿Ｂ，Ｖ＿Ｃの供給時間をＤ３（＞Ｄ１）する。
Also, as shown in FIG. 7, when the temperature of battery pack BAT_A is higher (high temperature) than the temperatures of battery packs BAT_B and BAT_C (low temperature), the
これにより、電池パックＢＡＴ＿Ａよりも電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃに対して多くの充電電力を分配することができる。したがって、比較的高温である電池パックＢＡＴ＿Ａの充電を抑制しつつ、比較的低温である電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃの充電を優先的に行うことができる。 This allows more charging power to be distributed to battery packs BAT_B and BAT_C than to battery pack BAT_A. Therefore, charging of battery pack BAT_A, which is relatively hot, can be suppressed, while charging of battery packs BAT_B and BAT_C, which are relatively cold, can be prioritized.
例えば、比較的低温である電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃを優先的に充電して先に電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃの充電を完了させ、その後、電池パックＢＡＴ＿Ａの充電を完了させることができる。この場合に、電池パックＢＡＴ＿Ｂ及び電池パックＢＡＴ＿Ｃを優先的に充電している期間に、劣化を抑制できる程度の充電電力で電池パックＢＡＴ＿Ａも充電できるため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのすべての充電が完了するまでの時間を短縮することができる。 For example, the battery packs BAT_B and BAT_C, which are relatively low temperature, can be charged preferentially, and the charging of the battery packs BAT_B and BAT_C can be completed first, and then the charging of the battery pack BAT_A can be completed. In this case, during the period in which the battery packs BAT_B and BAT_C are being charged preferentially, the battery pack BAT_A can also be charged with a charging power that is sufficient to suppress deterioration, and therefore the time until all the battery packs BAT_A to BAT_C are charged can be shortened.
ここでは電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度を低温と高温の２段階とし、充電電力の供給時間をＤ１～Ｄ３の３通りとして説明したが、このような制御に限らない。例えば、制御装置６３は、周期Ｔにおける充電電力Ｖ＿Ａ～Ｖ＿Ｃの各供給時間を、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの各温度に反比例するように制御してもよい。例えば、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの各温度の比がＲ１：Ｒ２：Ｒ３である場合、制御装置６３は、充電電力Ｖ＿Ａ～Ｖ＿Ｃの各供給時間の比が１／Ｒ１：１／Ｒ２：１／Ｒ３となるように制御してもよい。
Here, the temperature of the battery packs BAT_A to BAT_C is explained as being two stages, low temperature and high temperature, and the supply time of the charging power is explained as being three stages, D1 to D3, but the control is not limited to this. For example, the
また、制御装置６３は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度センサ５２により検出された温度に加えて、充電器７０を用いて外部電源から供給される電力の最大値に基づいて、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間が最短となるように電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに充電電力を分配してもよい。
The
また、制御装置６３は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのうち充電率が閾値（一例としては９０％）を上回った電池パックについては、充電電力の分配を停止する制御を行ってもよい。これにより、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの過充電を抑制することができる。
The
このように、制御ユニット６０は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度センサ５２により検出された温度に基づいて、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに充電電力を分配する。電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに充電電力を分配することで、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電することができる。また、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに温度センサ５２を設けることで、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度変化を制御ユニット６０が認識する即時性を高めることができる。このため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度変化に追従して電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを適切な電力で充電し、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの劣化を抑制しつつ、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電し、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間を短縮することができる。また、温度が低い電池パックに対して優先的に充電電力を分配することで、充電効率を向上させ、それによって電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間を短縮することができる。
In this way, the
具体的には、制御ユニット６０は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに対して充電電力を順次供給する動作を周期的に行うことにより電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのそれぞれに充電電力を分配する制御を行う。また、制御ユニット６０は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度センサ５２により検出された温度に基づいて、１周期の動作において電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに充電電力を供給する各時間の割合を制御する。これにより、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電しつつ、簡単な制御によって、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度に応じた充電電力で電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを充電することができる。
Specifically, the
また、熱源である電動機ＭＯＴとともにモータルームＭＲ（機関室）に格納される電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの温度に応じて効率よく充電することができる。なお、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿ＣのすべてがモータルームＭＲに格納されていている場合について説明したが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの一部がモータルームＭＲ以外の場所（例えば電動車両Ｖのトランク）に設けられていてもよい。 The battery packs BAT_A to BAT_C, which are stored in the motor room MR (engine room) together with the electric motor MOT, which is a heat source, can be efficiently charged according to the temperature of the battery packs BAT_A to BAT_C. Note that although the case where all of the battery packs BAT_A to BAT_C are stored in the motor room MR has been described, some of the battery packs BAT_A to BAT_C may be provided in a location other than the motor room MR (for example, the trunk of the electric vehicle V).
また、交換式である電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの劣化度合いは異なるため電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの抵抗値も異なり、それによって電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電時の温度も異なるが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの劣化を抑制しつつ電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電できるため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間を短縮することができる。なお、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃのすべてが交換式の電池パックである場合について説明したが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの一部が交換式でなくてもよい。 The resistance values of the replaceable battery packs BAT_A to BAT_C are also different because the deterioration levels of the battery packs BAT_A to BAT_C are different, and as a result the temperatures at which the battery packs BAT_A to BAT_C are charged are also different. However, since the battery packs BAT_A to BAT_C can be charged in parallel while suppressing the deterioration of the battery packs BAT_A to BAT_C, the time required to charge the battery packs BAT_A to BAT_C can be shortened. Note that although the case where all the battery packs BAT_A to BAT_C are replaceable battery packs has been described, it is not necessary for some of the battery packs BAT_A to BAT_C to be replaceable.
また、略直方体であり側面同士が対向するように密に並置された電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃは、互いの放熱によって高温になりやすいが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの劣化を抑制しつつ電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電できるため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間を短縮することができる。なお、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿ＣのすべてがモータルームＭＲに並置される場合について説明したが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの一部が別の場所（例えば電動車両Ｖのトランク）に設けられた構成であってもよい。 The battery packs BAT_A to BAT_C are generally rectangular parallelepipeds arranged closely side by side with their sides facing each other, and tend to become hot due to the heat they dissipate from each other. However, because the battery packs BAT_A to BAT_C can be charged in parallel while suppressing deterioration of the battery packs BAT_A to BAT_C, the time required to charge the battery packs BAT_A to BAT_C can be shortened. Note that although the above description is of the case in which all of the battery packs BAT_A to BAT_C are arranged side by side in the motor room MR, some of the battery packs BAT_A to BAT_C may be provided in a different location (for example, the trunk of the electric vehicle V).
また、熱源である電動機ＭＯＴやパワー制御ユニットに隣接する電池パックＢＡＴ＿Ａや、その電池パックＢＡＴ＿Ａに隣接する電池パックＢＡＴ＿Ｂは高温になりやすいが、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの劣化を抑制しつつ電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃを並行して充電できるため、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間を短縮することができる。 In addition, the battery pack BAT_A adjacent to the electric motor MOT and power control unit, which are heat sources, and the battery pack BAT_B adjacent to the battery pack BAT_A tend to become hot, but because the battery packs BAT_A to BAT_C can be charged in parallel while suppressing deterioration of the battery packs BAT_A to BAT_C, the time required to charge the battery packs BAT_A to BAT_C can be shortened.
また、電動車両Ｖが充電器７０により外部電源からの電力を充電電力として利用可能であり、制御ユニット６０は、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに設けられた温度センサ５２により検出された温度に加えて、外部電源からの電力の最大値を用いることで、電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃの充電に要する時間が最短となるように電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃに充電電力を分配することができる。
The electric vehicle V can use power from an external power source as charging power via the
なお、電動車両Ｖは、駆動源として、電動機ＭＯＴに加えて、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を備えていてもよい。この場合、電動車両Ｖは、内燃機関の動力によって発電する発電機をさらに備えてもよい。発電機は、例えばモータルームＭＲに収容される。また、パワー制御ユニットＰＣＵは、発電機により得られた交流電圧を直流電圧に変換するインバータや、そのインバータからの直流電圧を電圧変換するコンバータを含み、電圧変換した直流電圧を充電電力として分配機６１へ出力してもよい。なお、電動機ＭＯＴ及び発電機が一体の回転電機により構成されており、その回転電機が状況に応じて電動機ＭＯＴ又は発電機として用いられてもよい。
In addition to the electric motor MOT, the electric vehicle V may be equipped with an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine as a drive source. In this case, the electric vehicle V may further be equipped with a generator that generates electricity using the power of the internal combustion engine. The generator is housed in the motor room MR, for example. The power control unit PCU may also include an inverter that converts the AC voltage obtained by the generator into a DC voltage, and a converter that converts the DC voltage from the inverter, and may output the converted DC voltage to the
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。 This specification describes at least the following items. In parentheses, examples of corresponding components in the above-mentioned embodiments are shown, but the present invention is not limited to these.
（１） 充電可能な複数の電池パック（電池パックＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃ）の充電制御方法であって、
前記複数の電池パックのそれぞれは温度センサ（温度センサ５２）を備え、
前記複数の電池パックの充電制御を行う充電制御ユニット（制御ユニット６０）が、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれに充電電力を分配する、
充電制御方法。
(1) A method for controlling charging of a plurality of rechargeable battery packs (battery packs BAT_A to BAT_C), comprising:
Each of the plurality of battery packs includes a temperature sensor (temperature sensor 52);
A charge control unit (control unit 60) that controls charging of the plurality of battery packs distributes charging power to each of the plurality of battery packs based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs.
Charging control method.
（１）によれば、各電池パックに充電電力を分配することで、各電池パックを並行して充電することができる。また、各電池パックに温度センサを設けることで、各電池パックの温度変化を充電制御ユニットが認識する即時性を高めることができる。このため、各電池パックの温度変化に追従して各電池パックを適切な電力で充電し、各電池パックの劣化を抑制しつつ、各電池パックを並行して充電し、各電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。また、温度が低い電池パックに対して優先的に充電電力を分配することで、充電効率を向上させ、それによって各電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。 According to (1), by distributing charging power to each battery pack, each battery pack can be charged in parallel. Furthermore, by providing a temperature sensor in each battery pack, the immediacy with which the charging control unit recognizes temperature changes in each battery pack can be increased. Therefore, each battery pack can be charged with appropriate power in accordance with the temperature changes of each battery pack, while suppressing deterioration of each battery pack, and the time required to charge each battery pack can be shortened. Furthermore, by preferentially distributing charging power to battery packs with lower temperatures, charging efficiency can be improved, thereby shortening the time required to charge each battery pack.
（２） （１）に記載の充電制御方法であって、
前記充電制御ユニットは、前記複数の電池パックのそれぞれに対して前記充電電力を順次供給する動作を周期的に行うことにより前記複数の電池パックのそれぞれに前記充電電力を分配し、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、１周期の前記動作において前記複数の電池パックに前記充電電力を供給する各時間の割合を制御する、
充電制御方法。
(2) The charge control method according to (1),
the charging control unit distributes the charging power to each of the plurality of battery packs by periodically performing an operation of sequentially supplying the charging power to each of the plurality of battery packs, and controls a ratio of each time during which the charging power is supplied to each of the plurality of battery packs in one cycle of the operation based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs.
Charging control method.
（２）によれば、各電池パックを並行して充電しつつ、簡単な制御によって、各電池パックの温度に応じた電力で各電池パックを充電することができる。 According to (2), each battery pack can be charged in parallel, and through simple control, each battery pack can be charged with power according to its temperature.
（３） （１）又は（２）に記載の充電制御方法を用いる電動車両（電動車両Ｖ）であって、
前記複数の電池パックと、
前記充電制御ユニットと、
前記複数の電池パックの電力により走行動力を発生させる電動機（電動機ＭＯＴ）と、
を備える電動車両。
(3) An electric vehicle (electric vehicle V) using the charging control method according to (1) or (2),
the plurality of battery packs;
The charging control unit;
an electric motor (electric motor MOT) that generates driving power using electric power from the plurality of battery packs;
An electric vehicle equipped with
（３）によれば、走行に用いる大容量の複数の電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。 (3) This allows the time required to charge multiple large-capacity battery packs used for driving to be reduced.
（４） （３）に記載の電動車両であって、
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、前記電動機が格納される機関室（モータルームＭＲ）に格納されている、
電動車両。
(4) The electric vehicle according to (3),
Two or more of the plurality of battery packs are stored in a motor room MR in which the electric motor is stored.
Electric vehicle.
（４）によれば、熱源である電動機とともに機関室に格納される電池パックを、その電池パックの温度に応じて効率よく充電することができる。 (4) According to this, the battery pack stored in the engine room together with the electric motor, which is a heat source, can be efficiently charged according to the temperature of the battery pack.
（５） （３）又は（４）に記載の電動車両であって、
前記複数の電池パックのうち少なくともいずれかは、交換式の電池パックである、
電動車両。
(5) The electric vehicle according to (3) or (4),
At least one of the plurality of battery packs is a replaceable battery pack.
Electric vehicle.
（５）によれば、各電池パックの少なくともいずれかが交換式である場合、各電池パックの劣化度合いが異なるため各電池パックの抵抗値も異なり、それによって各電池パックの充電時の温度も異なるが、各電池パックの劣化を抑制しつつ各電池パックを並行して充電できるため、各電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。 According to (5), when at least one of the battery packs is replaceable, the resistance value of each battery pack differs because the degree of deterioration of each battery pack differs, and therefore the temperature during charging of each battery pack also differs. However, since each battery pack can be charged in parallel while suppressing the deterioration of each battery pack, the time required to charge each battery pack can be shortened.
（６） （５）に記載の電動車両であって、
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、それぞれ略直方体であり、それぞれの側面同士が対向するように並置されている、
電動車両。
(6) The electric vehicle according to (5),
Two or more of the plurality of battery packs each have a substantially rectangular parallelepiped shape and are arranged side by side with their respective sides facing each other.
Electric vehicle.
（６）によれば、略直方体であり側面同士が対向するように密に並置された各電池パックは、互いの放熱によって高温になりやすいが、各電池パックの劣化を抑制しつつ各電池パックを並行して充電できるため、各電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。 According to (6), the battery packs are roughly rectangular and closely arranged with their sides facing each other, and are prone to becoming hot due to the heat dissipation from each other. However, because the battery packs can be charged in parallel while suppressing deterioration of each battery pack, the time required to charge each battery pack can be shortened.
（７） （３）から（６）のいずれかに記載の電動車両であって、
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、車幅方向に並べて並置され、
前記２以上の電池パックのうち車幅方向の末端に配置される電池パック（電池パックＢＡＴ＿Ａ）は、前記電動機と、前記電動機と前記複数の電池パックとの間で電力変換を行う電力変換装置（パワー制御ユニットＰＣＵ）と、の少なくともいずれかと隣接して配置される、
電動車両。
(7) An electric vehicle according to any one of (3) to (6),
Two or more of the battery packs are arranged side by side in a vehicle width direction,
Among the two or more battery packs, a battery pack (battery pack BAT_A) arranged at an end in a vehicle width direction is arranged adjacent to at least one of the electric motor and a power conversion device (power control unit PCU) that performs power conversion between the electric motor and the plurality of battery packs.
Electric vehicle.
（７）によれば、熱源である電動機や電力変換装置に隣接する電池パックや、その電池パックに隣接する電池パックは高温になりやすいが、各電池パックの劣化を抑制しつつ各電池パックを並行して充電できるため、各電池パックの充電に要する時間を短縮することができる。 According to (7), battery packs adjacent to the electric motor or power conversion device, which are heat sources, and battery packs adjacent to those battery packs tend to become hot, but because each battery pack can be charged in parallel while suppressing deterioration of each battery pack, the time required to charge each battery pack can be shortened.
（８） （３）から（７）のいずれかに記載の電動車両であって、
外部電源からの電力を前記充電電力として利用可能であり、
前記充電制御ユニットは、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度と、前記外部電源からの電力の最大値と、に基づいて、前記複数の電池パックの充電に要する時間が最短となるように前記複数の電池パックのそれぞれに前記充電電力を分配する、
電動車両。
(8) An electric vehicle according to any one of (3) to (7),
Power from an external power source can be used as the charging power,
the charging control unit distributes the charging power to each of the plurality of battery packs so as to minimize a time required to charge the plurality of battery packs, based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs and a maximum value of power from the external power source.
Electric vehicle.
（８）によれば、各電池パックに設けられた温度センサにより検出された温度に加えて、外部電源からの電力の最大値を用いることで、各電池パックの充電に要する時間が最短となるように各電池パックに充電電力を分配することができる。 According to (8), by using the maximum value of the power from an external power source in addition to the temperature detected by a temperature sensor provided in each battery pack, charging power can be distributed to each battery pack so as to minimize the time required to charge each battery pack.
５２ 温度センサ
Ｖ 電動車両
ＭＲ モータルーム（機関室）
６０ 制御ユニット（充電制御ユニット）
ＢＡＴ＿Ａ～ＢＡＴ＿Ｃ 電池パック
ＭＯＴ 電動機
ＰＣＵ パワー制御ユニット（電力変換装置）
52 Temperature sensor V Electric vehicle MR Motor room (engine room)
60 Control unit (charging control unit)
BAT_A to BAT_C Battery pack MOT Motor PCU Power control unit (power conversion device)
Claims (7)
前記電動車両は、
前記複数の電池パックと、
前記複数の電池パックの充電制御を行う充電制御ユニットと、
前記複数の電池パックの電力により走行動力を発生させる電動機と、
前記電動機が格納される機関室と、を備え、
前記複数の電池パックのうち少なくとも一つの電池パックが前記電動機と隣接するように前記機関室に格納されており、
前記複数の電池パックのそれぞれは温度センサを備え、
前記充電制御ユニットが、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれに充電電力を分配し、
前記充電制御ユニットは、前記複数の電池パックのそれぞれに対して前記充電電力を順次供給する動作を周期的に行うことにより前記複数の電池パックのそれぞれに前記充電電力を分配し、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の電池パックのうち充電電力の供給先を切り替えるタイミングを制御することにより、１周期の前記動作において前記複数の電池パックに前記充電電力を供給する各時間の割合を制御する、
充電制御方法。 A method for controlling charging of a plurality of rechargeable battery packs housed in an electric vehicle, comprising the steps of:
The electric vehicle includes:
the plurality of battery packs;
a charge control unit that controls charging of the plurality of battery packs;
an electric motor that generates driving power using electric power from the plurality of battery packs;
an engine room in which the electric motor is stored;
At least one battery pack among the plurality of battery packs is stored in the engine room so as to be adjacent to the electric motor;
Each of the plurality of battery packs includes a temperature sensor;
the charging control unit distributes charging power to each of the plurality of battery packs based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs;
the charging control unit distributes the charging power to each of the plurality of battery packs by periodically performing an operation of sequentially supplying the charging power to each of the plurality of battery packs, and controls a timing of switching a supply destination of the charging power among the plurality of battery packs based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs , thereby controlling a ratio of each time the charging power is supplied to the plurality of battery packs in one cycle of the operation.
Charging control method.
請求項１に記載の充電制御方法を用いる電動車両。 The electric vehicle according to claim 1,
An electric vehicle using the charge control method according to claim 1.
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、前記電動機が格納される機関室に格納されている、
電動車両。 The electric vehicle according to claim 2,
Two or more battery packs among the plurality of battery packs are housed in an engine room in which the electric motor is housed.
Electric vehicle.
前記複数の電池パックのうち少なくともいずれかは、交換式の電池パックである、
電動車両。 The electric vehicle according to claim 2 or 3,
At least one of the plurality of battery packs is a replaceable battery pack.
Electric vehicle.
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、それぞれ略直方体であり、それぞれの側面同士が対向するように並置されている、
電動車両。 The electric vehicle according to claim 4,
Two or more of the plurality of battery packs each have a substantially rectangular parallelepiped shape and are arranged side by side with their respective sides facing each other.
Electric vehicle.
前記複数の電池パックのうち２以上の電池パックは、車幅方向に並べて並置され、
前記２以上の電池パックのうち車幅方向の末端に配置される電池パック（電池パックＢＡＴ＿Ａ）は、前記電動機と、前記電動機と前記複数の電池パックとの間で電力変換を行う電力変換装置（制御ユニット６０）と、の少なくともいずれかと隣接して配置される、
電動車両。 An electric vehicle according to any one of claims 2 to 5,
Two or more of the battery packs are arranged side by side in a vehicle width direction,
Among the two or more battery packs, a battery pack (battery pack BAT_A) arranged at an end in the vehicle width direction is arranged adjacent to at least one of the electric motor and a power conversion device (control unit 60) that performs power conversion between the electric motor and the plurality of battery packs.
Electric vehicle.
外部電源からの電力を前記充電電力として利用可能であり、
前記充電制御ユニットは、前記複数の電池パックの前記温度センサにより検出された温度と、前記外部電源からの電力の最大値と、に基づいて、前記複数の電池パックの充電に要する時間が最短となるように前記複数の電池パックのそれぞれに前記充電電力を分配する、
電動車両。 An electric vehicle according to any one of claims 2 to 6,
Power from an external power source can be used as the charging power,
the charging control unit distributes the charging power to each of the plurality of battery packs so as to minimize a time required to charge the plurality of battery packs, based on temperatures detected by the temperature sensors of the plurality of battery packs and a maximum value of power from the external power source.
Electric vehicle.
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