Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7622546B2 - Charging device and battery warm-up method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7622546B2 - Charging device and battery warm-up method - Google Patents

Charging device and battery warm-up method Download PDF

Info

Publication number
JP7622546B2
JP7622546B2 JP2021085386A JP2021085386A JP7622546B2 JP 7622546 B2 JP7622546 B2 JP 7622546B2 JP 2021085386 A JP2021085386 A JP 2021085386A JP 2021085386 A JP2021085386 A JP 2021085386A JP 7622546 B2 JP7622546 B2 JP 7622546B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
charging device
temperature
pfc circuit
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021085386A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022178519A (en
Inventor
聡 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2021085386A priority Critical patent/JP7622546B2/en
Publication of JP2022178519A publication Critical patent/JP2022178519A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7622546B2 publication Critical patent/JP7622546B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

本開示は、系統電源と接続し、給電される電力を変換して車両のバッテリを充電する充電装置、並びに、系統電源と接続する充電装置により車両のバッテリを充電中に、バッテリを暖機するバッテリ暖機方法に関する。 This disclosure relates to a charging device that connects to a power grid and converts the supplied power to charge a vehicle battery, as well as a battery warm-up method for warming up a vehicle battery while the battery is being charged by a charging device connected to a power grid.

バッテリは温度が下がると過電圧の増加のため、放電時の電池出力の低下や、充電時の電池容量の低下が起きることが知られている。このため、バッテリの温度が過度に低下しないように、適度にバッテリを温める技術が求められている。 It is known that as the temperature of a battery drops, overvoltage increases, causing a decrease in battery output during discharge and a decrease in battery capacity during charging. For this reason, there is a demand for technology that can warm the battery appropriately to prevent the battery temperature from dropping excessively.

特許文献1には、主機電池から電気暖房手段への電力供給を制御することで、バッテリを暖機する電池暖機システムが開示されている。この電池暖機システムは、主機電池から電気暖房手段への電力供給を制御することで主機電池の電池温度を制御する制御装置を備え、制御装置は、電気暖房手段に要求される暖房要求出力に加算される電気暖房出力増加量を、主機電池の電池温度、車室温度、及び主機電池の電池残量に基づいて算出し、暖房要求出力に電気暖房出力増加量を加算した値を電気暖房指令値とする。 Patent Document 1 discloses a battery warming system that warms up a battery by controlling the power supply from the main battery to an electric heating means. This battery warming system includes a control device that controls the battery temperature of the main battery by controlling the power supply from the main battery to the electric heating means, and the control device calculates an electric heating output increase amount to be added to the heating request output required of the electric heating means based on the battery temperature of the main battery, the vehicle interior temperature, and the remaining battery charge of the main battery, and sets the value obtained by adding the electric heating output increase amount to the heating request output as an electric heating command value.

特開2015-080284号公報JP 2015-080284 A

特許文献1で開示される技術では、バッテリ(主機電池)の温度が制御されることで、電池出力の低下を抑制することができる。しかしながら、バッテリを温めるためには、バッテリからの電力供給を上げることとなる。従って、充電時に適用すると、充電効率が低下する。このため、充電時の電池容量の低下を抑制する手段としては適当ではない。 The technology disclosed in Patent Document 1 controls the temperature of the battery (main battery) to suppress the decrease in battery output. However, in order to warm the battery, the power supply from the battery is increased. Therefore, if applied during charging, charging efficiency decreases. For this reason, it is not suitable as a means of suppressing the decrease in battery capacity during charging.

本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、バッテリの充電時において、バッテリの電力を使用することなくバッテリを温めることが可能な充電装置、並びにバッテリ暖機方法を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a charging device and a battery warming method that can warm a battery without using the battery's power when charging the battery.

第1の開示に係る充電装置は、系統電源と接続し、給電される電力を変換して車両のバッテリを充電する充電装置である。この充電装置は、充電装置の熱をクーラント液によりバッテリに伝熱する伝熱構造と、充電装置に流れる電流を制御する制御装置と、を備えている。そして、制御装置は、バッテリの温度を監視する第1処理と、バッテリの温度が所定の閾値以下となる場合、充電装置に流れる電流を増加させる第2処理と、を実行する。 The charging device according to the first disclosure is a charging device that is connected to a system power supply and converts the supplied power to charge a vehicle battery. This charging device includes a heat transfer structure that transfers heat from the charging device to the battery by coolant liquid, and a control device that controls the current flowing to the charging device. The control device executes a first process that monitors the temperature of the battery, and a second process that increases the current flowing to the charging device when the temperature of the battery is equal to or lower than a predetermined threshold.

第2の開示に係る充電装置は、第1の開示に係る充電装置に対して、さらに以下の特徴を含んでいる。
充電装置は、電力の力率を調整するPFC回路と、PFC回路の出力側に接続し、PFC回路の出力電圧をバッテリの充電電圧に変換するDCDCコンバータと、をさらに備えている。そして、制御装置は、第2処理において、PFC回路の出力電圧を低下させることにより充電装置に流れる電流を増加させる。
The charging device according to the second disclosure further includes the following features compared to the charging device according to the first disclosure.
The charging device further includes a PFC circuit that adjusts the power factor of the power, and a DC-DC converter that is connected to the output side of the PFC circuit and converts the output voltage of the PFC circuit into a charging voltage for the battery. In the second process, the control device increases the current flowing through the charging device by reducing the output voltage of the PFC circuit.

第3の開示に係る充電装置は、第2の開示に係る充電装置に対して、さらに以下の特徴を含んでいる。
制御装置は、第1処理において、さらにクーラント液の温度及び系統電源の電圧を監視する。また、制御装置は、第2処理において、クーラント液の温度及び系統電源の電圧に応じてPFC回路の出力電圧を定める。
The charging device according to the third disclosure further includes the following features compared to the charging device according to the second disclosure.
In the first process, the control device further monitors the temperature of the coolant and the voltage of the system power supply, and in the second process, the control device determines the output voltage of the PFC circuit in accordance with the temperature of the coolant and the voltage of the system power supply.

第4の開示に係るバッテリ暖機方法は、系統電源と接続する充電装置により車両のバッテリを充電中に、充電装置の熱をクーラント液によりバッテリに熱を伝熱させてバッテリを温めるバッテリ暖機方法である。このバッテリ暖機方法は、バッテリの温度を監視する第1ステップと、バッテリの温度が所定の閾値以下となる場合、充電装置に流れる電流を増加させる第2ステップと、を含んでいる。 The battery warming method according to the fourth disclosure is a battery warming method in which, while the vehicle battery is being charged by a charging device connected to a system power supply, heat from the charging device is transferred to the battery by a coolant liquid to warm the battery. This battery warming method includes a first step of monitoring the temperature of the battery, and a second step of increasing the current flowing to the charging device when the battery temperature is equal to or lower than a predetermined threshold.

第5の開示に係るバッテリ暖機方法は、第4の開示に係るバッテリ暖機方法に対して、さらに以下の特徴を含んでいる。
充電装置は、電力の力率を調整するPFC回路と、PFC回路の出力側に接続し、PFC回路の出力電圧をバッテリの充電電圧に変換するDCDCコンバータと、を備えている。そして、第2ステップは、PFC回路の出力電圧を低下させることにより充電装置に流れる電流を増加させることを含んでいる。
The battery warm-up method according to the fifth disclosure further includes the following features compared to the battery warm-up method according to the fourth disclosure.
The charging device includes a PFC circuit that adjusts the power factor of the power, and a DC-DC converter that is connected to the output side of the PFC circuit and converts the output voltage of the PFC circuit into a charging voltage for the battery. The second step includes increasing the current flowing through the charging device by reducing the output voltage of the PFC circuit.

第6の開示に係るバッテリ暖機方法は、第5の開示に係るバッテリ暖機方法に対して、さらに以下の特徴を含んでいる。
第1ステップは、さらにクーラント液の温度及び系統電源の電圧を監視することを含んでいる。また、第2ステップは、クーラント液の温度及び系統電源の電圧に応じてPFC回路の出力電圧を定めることを含んでいる。
The battery warm-up method according to the sixth disclosure further includes the following features compared to the battery warm-up method according to the fifth disclosure.
The first step further includes monitoring the temperature of the coolant and the voltage of the power supply system, and the second step includes determining an output voltage of the PFC circuit in response to the temperature of the coolant and the voltage of the power supply system.

本開示に係る充電装置及びバッテリ暖機方法によれば、充電装置の熱はクーラント液によりバッテリに伝熱する。また、バッテリの温度が所定の閾値以下となる場合、充電装置に流れる電流が増加する。これにより、バッテリを充電中に、充電装置の発熱を大きくし、バッテリを温めバッテリの温度を高くすることができる。また、系統電源の電力によって充電装置の発熱を大きくするため、バッテリの電力を使用することなくバッテリを温めることができる。 According to the charging device and battery warming method disclosed herein, heat from the charging device is transferred to the battery by the coolant liquid. Furthermore, when the temperature of the battery falls below a predetermined threshold, the current flowing through the charging device increases. This increases the heat generation of the charging device while the battery is being charged, warming the battery and raising the battery temperature. Furthermore, because the heat generation of the charging device is increased using power from the system power supply, the battery can be warmed without using the power of the battery.

本実施形態に係る充電装置が適用される充電システムを示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing a charging system to which a charging device according to an embodiment of the present invention is applied. 充電装置及びバッテリの冷却時の水冷システムの動作について説明するための概念図である。4 is a conceptual diagram for explaining the operation of the water cooling system when cooling a charging device and a battery. FIG. 充電装置及びバッテリの暖機時の水冷システムの動作について説明するための概念図である。4 is a conceptual diagram for explaining the operation of the water-cooling system when warming up the charging device and the battery. FIG. 充電装置の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a charging device. 制御装置によるPFC回路の出力電圧制御に係る処理を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a process related to output voltage control of a PFC circuit by a control device. FIG. 図5に示す出力電圧指令値算出処理における処理の例について説明するためのブロック図である。6 is a block diagram for explaining an example of a process in the output voltage command value calculation process shown in FIG. 5 . 本実施形態に係る充電装置が適用された充電システムにより実現されるバッテリの暖機方法を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a battery warm-up method implemented by a charging system to which the charging device according to the present embodiment is applied. 本実施形態の変形例に係る出力電圧指令値算出処理における処理の例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of processing in an output voltage command value calculation process according to a modified example of the embodiment.

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲などの数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数が特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構成等は、特に明示した場合や原理的に明らかにそれに特定される場合を除いて、本開示に係る思想に必ずしも必須のものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を附しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, when the numbers, quantities, amounts, ranges, etc. of each element are mentioned in the embodiments shown below, the idea of the present disclosure is not limited to the mentioned numbers unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. Furthermore, the configurations, etc. described in the embodiments shown below are not necessarily essential to the idea of the present disclosure unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. In addition, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts in each drawing, and duplicate explanations are appropriately simplified or omitted.

1.充電システム
本実施形態に係る充電装置は、系統電源から給電される電力により車両に搭載されたバッテリを充電する充電システムに適用される。図1は、本実施形態に係る充電装置100が適用される充電システム10を示す概念図である。ただし、図1では、車両1に備える装置のうち、充電システム10によるバッテリ200の充電に係る装置について示し、それ以外の装置については省略している。例えば、バッテリ200から車両1の駆動モータに動力を伝達する動力伝達機構に係る装置(インバータ、パワーコントロールユニット、駆動モータ等)や、バッテリ200の充電と放電を切り替えるためのリレー等は省略している。
1. Charging System The charging device according to this embodiment is applied to a charging system that charges a battery mounted on a vehicle with power supplied from a system power source. Fig. 1 is a conceptual diagram showing a charging system 10 to which a charging device 100 according to this embodiment is applied. However, Fig. 1 shows devices related to charging a battery 200 by the charging system 10 among devices provided in the vehicle 1, and omits other devices. For example, devices (inverter, power control unit, drive motor, etc.) related to a power transmission mechanism that transmits power from the battery 200 to the drive motor of the vehicle 1, and a relay for switching between charging and discharging the battery 200, etc. are omitted.

車両1は、典型的には、バッテリ200に充電された電力を動力源として走行する電気自動車である。あるいは、内燃機関の出力及びバッテリ200に充電された電力を動力源として走行するハイブリッドカーである。ただし、バッテリ200は、車両1の外部の系統電源2から充電可能である。典型的には、車両1は、系統電源2の電力を供給する充電コネクタを接続可能な充電インレットを有している。 The vehicle 1 is typically an electric vehicle that runs on power stored in the battery 200 as a power source. Alternatively, the vehicle 1 is a hybrid car that runs on the output of an internal combustion engine and power stored in the battery 200 as a power source. However, the battery 200 can be charged from a power grid 2 external to the vehicle 1. Typically, the vehicle 1 has a charging inlet to which a charging connector that supplies power from the power grid 2 can be connected.

系統電源2は、典型的には、交流電源である。例えば、電圧200V、周波数50Hz又は60Hzの商用電源である。 The system power supply 2 is typically an AC power supply. For example, it is a commercial power supply with a voltage of 200 V and a frequency of 50 Hz or 60 Hz.

充電装置100は、系統電源2から電力を受電し、バッテリ200に電力を送電することができるように構成されている。図1では、充電装置100は、系統電源2と電力伝送路3aにより接続し、バッテリ200と電力伝送路3bにより接続している。 The charging device 100 is configured to receive power from the power grid 2 and transmit the power to the battery 200. In FIG. 1, the charging device 100 is connected to the power grid 2 via a power transmission path 3a and to the battery 200 via a power transmission path 3b.

電力伝送路3aは、典型的には、系統電源2の電力を供給する充電コネクタと、充電コネクタが接続する充電インレットと、充電インレットと充電装置100を接続するケーブルと、により構成される。電力伝送路3bは、一般的な電力伝送用のケーブルであって良い。 The power transmission path 3a typically includes a charging connector that supplies power from the system power supply 2, a charging inlet to which the charging connector is connected, and a cable that connects the charging inlet to the charging device 100. The power transmission path 3b may be a general cable for power transmission.

充電装置100は、系統電源2から給電される電力を変換し、変換した電力をバッテリ200に送電することにより、バッテリ200を充電する。典型的には、充電装置100は、車両1に備えるOBC(On Board Charger)である。充電装置100は、電力変換回路と、電力変換回路に係る制御を実行する制御装置と、を備えている。充電装置100の構成については後述する。 The charging device 100 converts the power supplied from the system power supply 2 and transmits the converted power to the battery 200, thereby charging the battery 200. Typically, the charging device 100 is an OBC (On Board Charger) provided on the vehicle 1. The charging device 100 includes a power conversion circuit and a control device that executes control related to the power conversion circuit. The configuration of the charging device 100 will be described later.

バッテリ200は、典型的には、再充電可能な二次電池である。例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。バッテリ200は、放電時において車両1に備える駆動モータに動力を供給する駆動用バッテリである。典型的には、複数の電池セルが直列に接続されてパッケージされた高電圧バッテリである。 Battery 200 is typically a rechargeable secondary battery. For example, it is a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride battery. Battery 200 is a drive battery that supplies power to a drive motor provided in vehicle 1 during discharge. It is typically a high-voltage battery in which multiple battery cells are connected in series and packaged.

なお、バッテリ200は、車両1の制動時の回生エネルギーにより充電が行われるように構成されていても良い。 The battery 200 may be configured to be charged by regenerative energy generated when braking the vehicle 1.

車両1は、車両1に備える低電圧機器(ECU(Electronic Control Unit)、ACコンプレッサ、カーナビゲーション等)に動力を供給するための補機バッテリを備えていても良い。 Vehicle 1 may be equipped with an auxiliary battery for supplying power to low-voltage devices (such as an ECU (Electronic Control Unit), AC compressor, car navigation system, etc.) equipped in vehicle 1.

充電システム10は、充電装置100及びバッテリ200の温度を調節するための水冷システムを有している。水冷システムは、クーラント液と、流路4と、ウォーターポンプ300と、ラジエーター400と、ラジエーターファン410と、サーモスタット500と、により構成されている。ここで、クーラント液は、流路4を流れている。 The charging system 10 has a water-cooling system for adjusting the temperature of the charging device 100 and the battery 200. The water-cooling system is composed of a coolant liquid, a flow path 4, a water pump 300, a radiator 400, a radiator fan 410, and a thermostat 500. Here, the coolant liquid flows through the flow path 4.

流路4は、典型的には、合成樹脂により形成されたホースである。なお、図1において、流路4の各部分を区別するために符号に記号(a、b、・・・)を附している。 The flow path 4 is typically a hose made of synthetic resin. In FIG. 1, symbols (a, b, ...) are added to the reference numerals to distinguish each part of the flow path 4.

ウォーターポンプ300は、クーラント液を循環させるためのポンプである。典型的には、流路4上に設けられた回転部材を駆動しクーラント液を循環させる遠心ポンプである。ウォーターポンプ300は、流路4fから流路4aに向けて(矢印の方向)クーラント液を送液する。 The water pump 300 is a pump for circulating the coolant liquid. Typically, it is a centrifugal pump that drives a rotating member provided on the flow path 4 to circulate the coolant liquid. The water pump 300 pumps the coolant liquid from the flow path 4f toward the flow path 4a (in the direction of the arrow).

ラジエーター400及びラジエーターファン410は、クーラント液の放熱を行うための装置である。ラジエーター400及びラジエーターファン410は、一般的なものであって良く、流路4dに流れるクーラント液の放熱を行い、放熱を行ったクーラント液を流路4eに流す。 The radiator 400 and the radiator fan 410 are devices for dissipating heat from the coolant liquid. The radiator 400 and the radiator fan 410 may be general devices, and dissipate heat from the coolant liquid flowing in the flow path 4d, and direct the dissipated coolant liquid into the flow path 4e.

サーモスタット500は、クーラント液の温度に応じてクーラント液が流れる流路4を切り替えるための装置である。サーモスタット500は、典型的には、温度変化により部材が変形しバルブが開閉する装置である。ただし、クーラント液の温度を検出し、電気的に動作する装置であっても良い。 The thermostat 500 is a device for switching the flow path 4 through which the coolant flows depending on the temperature of the coolant. The thermostat 500 is typically a device in which a member deforms in response to a change in temperature, causing a valve to open and close. However, the thermostat 500 may also be a device that detects the temperature of the coolant and operates electrically.

クーラント液の温度が高い場合は、サーモスタット500は、流路4cから流路4fにはクーラント液が流れず、流路4eから流路4fにクーラント液が流れるように動作する。一方で、クーラント液の温度が低い場合は、サーモスタット500は、流路4eから流路4fにクーラント液が流れず、流路4cから流路4fにクーラント液が流れるように動作する。 When the temperature of the coolant is high, the thermostat 500 operates so that the coolant does not flow from flow path 4c to flow path 4f, but flows from flow path 4e to flow path 4f. On the other hand, when the temperature of the coolant is low, the thermostat 500 operates so that the coolant does not flow from flow path 4e to flow path 4f, but flows from flow path 4c to flow path 4f.

ただし、サーモスタット500は、クーラント液の温度に応じて、流路4cから流路4fに流れるクーラント液の量と、流路4eから流路4fに流れるクーラント液の量と、の比が変動するように動作しても良い。この場合、サーモスタット500は、クーラント液の温度が高くなるほど、流路4eから流路4fに流れるクーラント液の量が多くなるように動作する。 However, the thermostat 500 may also operate to vary the ratio between the amount of coolant liquid flowing from flow path 4c to flow path 4f and the amount of coolant liquid flowing from flow path 4e to flow path 4f depending on the temperature of the coolant liquid. In this case, the thermostat 500 operates so that the higher the temperature of the coolant liquid, the greater the amount of coolant liquid flowing from flow path 4e to flow path 4f.

クーラント液が充電装置100及びバッテリ200を通過して、クーラント液と充電装置100及びバッテリ200との間で伝熱が行われることで、充電装置100及びバッテリ200の温度が調節される。つまり、充電装置100及びバッテリ200は、流路4に流れるクーラント液を通過させ、クーラント液との間で伝熱を行うための構造を備えている。例えば、充電装置100は、アルミニウム等の熱伝導性の高い素材により形成され、電力変換回路を取り囲むような形状の流路を備えている。同様に、バッテリ200は、熱伝導性の高い素材により形成され、電池セルを取り囲むような形状の流路を備えている。 The temperature of the charging device 100 and the battery 200 is adjusted by the coolant passing through the charging device 100 and the battery 200 and heat transfer between the coolant and the charging device 100 and the battery 200. In other words, the charging device 100 and the battery 200 are provided with a structure for passing the coolant flowing through the flow path 4 and transferring heat between the charging device 100 and the battery 200. For example, the charging device 100 is formed of a material with high thermal conductivity such as aluminum, and has a flow path shaped to surround the power conversion circuit. Similarly, the battery 200 is formed of a material with high thermal conductivity and has a flow path shaped to surround the battery cell.

ここで、充電装置100は、充電装置100を通過したクーラント液をバッテリ200に流す伝熱路110を備えている。伝熱路110は、流路4と同等の構造であって良い。クーラント液は、流路4aから充電装置100を通過した後、伝熱路110を伝ってバッテリ200に到達する。そして、バッテリ200を通過して、流路4bに流れ出る。 Here, the charging device 100 is equipped with a heat transfer path 110 that allows the coolant liquid that has passed through the charging device 100 to flow to the battery 200. The heat transfer path 110 may have a structure equivalent to that of the flow path 4. After passing through the charging device 100 from the flow path 4a, the coolant liquid travels along the heat transfer path 110 to reach the battery 200. Then, it passes through the battery 200 and flows out into the flow path 4b.

すなわち、充電装置100は、充電装置100の熱をクーラント液によりバッテリ200に伝熱構造を備えている。 In other words, the charging device 100 has a heat transfer structure that transfers heat from the charging device 100 to the battery 200 via the coolant liquid.

水冷システムによる充電装置100及びバッテリ200の温度を調節する動作の詳細については後述する。 Details of the operation of adjusting the temperature of the charging device 100 and the battery 200 using the water cooling system will be described later.

充電システム10は、複数のセンサ600を備えている。センサ600には、バッテリ200の状態を検出するセンサ600a、伝熱路110に流れるクーラント液の温度を検出するセンサ600b、系統電源2の電圧を検出するセンサ600cが含まれている。ここで、センサ600aが検出するバッテリ200の状態は、バッテリ200の温度、バッテリ200の電池電圧等である。ただし、センサ600には、その他のセンサが含まれていても良い。 The charging system 10 is equipped with a plurality of sensors 600. The sensors 600 include a sensor 600a that detects the state of the battery 200, a sensor 600b that detects the temperature of the coolant liquid flowing through the heat transfer path 110, and a sensor 600c that detects the voltage of the system power supply 2. Here, the state of the battery 200 detected by the sensor 600a is the temperature of the battery 200, the battery voltage of the battery 200, etc. However, the sensor 600 may also include other sensors.

充電装置100は、これらのセンサ600と互いに情報を伝達することができるように構成されている。典型的には、ワイヤーハーネスにより電気的に接続される。そして、これらのセンサ600の検出情報は充電装置100に伝達される。 The charging device 100 is configured to be able to transmit information to and from these sensors 600. Typically, they are electrically connected by a wire harness. The detection information of these sensors 600 is then transmitted to the charging device 100.

2.水冷システム
以下、図2及び図3を参照して、水冷システムによる充電装置100及びバッテリ200の温度を調節する動作について説明する。図2は、冷却時の水冷システムの動作を示し、図3は、暖機時の水冷システムの動作を示している。なお、図2及び図3において、矢印はクーラント液の流れを示している。
2. Water-cooling system The operation of adjusting the temperature of the charging device 100 and the battery 200 by the water-cooling system will be described below with reference to Figures 2 and 3. Figure 2 shows the operation of the water-cooling system during cooling, and Figure 3 shows the operation of the water-cooling system during warming. In Figures 2 and 3, the arrows indicate the flow of the coolant liquid.

まず、図2を参照して、冷却時の水冷システムの動作について説明する。図2に示すように、冷却時は、クーラント液の温度が高くサーモスタット500が、流路4cから流路4fにクーラント液が流れず、流路4eから流路4fにクーラント液が流れるように動作している状態である。 First, the operation of the water-cooling system during cooling will be described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, during cooling, the temperature of the coolant is high and the thermostat 500 operates so that the coolant does not flow from flow path 4c to flow path 4f, but flows from flow path 4e to flow path 4f.

これにより、クーラント液は、充電装置100及びバッテリ200の熱を吸熱する一方で、ラジエーター400において放熱が行われることで、充電装置100及びバッテリ200を冷却する。 As a result, the coolant absorbs heat from the charging device 100 and the battery 200, while dissipating heat in the radiator 400, thereby cooling the charging device 100 and the battery 200.

次に、図3を参照して、暖機時の水冷システムの動作について説明する。図3に示すように、暖機時は、クーラント液の温度が低くサーモスタット500が、流路4eから流路4fにクーラント液が流れず、流路4cから流路4fにクーラント液が流れるように動作している状態である。 Next, the operation of the water-cooling system during warm-up will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, during warm-up, the temperature of the coolant is low and the thermostat 500 operates so that the coolant does not flow from flow path 4e to flow path 4f, but flows from flow path 4c to flow path 4f.

暖機時においては、図3に示すように、クーラント液は、放熱が行われることなく循環し、充電装置100及びバッテリ200の発熱により暖機が行われる。 During warm-up, as shown in FIG. 3, the coolant circulates without dissipating heat, and warm-up is achieved by heat generated by the charging device 100 and the battery 200.

バッテリ200の充電時においては、典型的には、充電装置100及びバッテリ200が冷却を必要とするまで発熱することはなく、暖機時の状態である。このとき、充電装置100が動作し、充電装置100に流れる電流により発生する銅損等によって充電装置100は発熱している。そして、充電装置100が備える伝熱構造により、充電装置100の熱がクーラント液によりバッテリ200に伝熱する。すなわち、充電装置100に流れる電流が増加し充電装置100の発熱が大きくなるほど、バッテリ200の温度は高くなる。 When the battery 200 is being charged, the charging device 100 and the battery 200 typically do not generate heat until they require cooling, and are in a warm-up state. At this time, the charging device 100 is operating, and the charging device 100 generates heat due to copper loss and other factors caused by the current flowing through the charging device 100. The heat transfer structure of the charging device 100 transfers the heat of the charging device 100 to the battery 200 via the coolant liquid. In other words, the temperature of the battery 200 increases as the current flowing through the charging device 100 increases and the charging device 100 generates more heat.

本実施形態に係る充電装置100は、バッテリ200の充電時において、バッテリ200の温度が所定の閾値以下となる場合、充電装置100に流れる電流を増加させるように動作することを特徴とする。これにより、バッテリ200の温度が低い場合は、充電装置100に流れる電流が増加することで充電装置100の発熱が大きくなり、バッテリ200の温度を高くすることができる。延いては、充電時においてバッテリ200の電池容量をより高くすることができる。 The charging device 100 according to this embodiment is characterized in that, when charging the battery 200, if the temperature of the battery 200 is equal to or lower than a predetermined threshold, it operates to increase the current flowing through the charging device 100. As a result, when the temperature of the battery 200 is low, the current flowing through the charging device 100 increases, causing the charging device 100 to generate more heat, and the temperature of the battery 200 can be increased. This in turn allows the battery capacity of the battery 200 to be increased during charging.

3.充電装置
図4は、充電装置100の構成を説明するためのブロック図である。充電装置100は、電力変換回路120と、制御装置130と、を備えている。
4 is a block diagram for explaining the configuration of the charging device 100. The charging device 100 includes a power conversion circuit 120 and a control device 130.

電力変換回路120は、AC入力フィルタ121と、PFC回路122と、DCDCコンバータ123と、DC出力フィルタ124と、を含んでいる。ここで、AC入力フィルタ121、PFC回路122、DCDCコンバータ123、及びDC出力フィルタ124は、図4に示すように、それぞれ縦続接続している。また、AC入力フィルタ121の入力側は、系統電源2と接続し、DC出力フィルタ124の出力側は、バッテリ200と接続している。 The power conversion circuit 120 includes an AC input filter 121, a PFC circuit 122, a DCDC converter 123, and a DC output filter 124. Here, the AC input filter 121, the PFC circuit 122, the DCDC converter 123, and the DC output filter 124 are connected in series as shown in FIG. 4. The input side of the AC input filter 121 is connected to the system power supply 2, and the output side of the DC output filter 124 is connected to the battery 200.

AC入力フィルタ121は、系統電源2から給電される交流電力のフィルタリングを行う。AC入力フィルタ121は、例えば、ローパスフィルタやバイパスコンデンサにより構成される。 The AC input filter 121 filters the AC power supplied from the system power supply 2. The AC input filter 121 is composed of, for example, a low-pass filter and a bypass capacitor.

PFC回路122は、AC入力フィルタ121から出力される交流電力を、力率が調整され高調波を抑制した直流電力に変換し出力する。PFC回路122は、例えば、整流回路と昇圧チョッパ回路により構成される。あるいは、PWMコンバータにより構成されていても良い。PFC回路122は、スイッチング素子を含んでおり、制御装置130によるスイッチング制御によって出力電圧の力率及び大きさが制御される。制御装置130によるスイッチング制御は、PFC回路122のスイッチング素子が制御装置130から伝達される制御信号に従って動作することにより実現される。 The PFC circuit 122 converts the AC power output from the AC input filter 121 into DC power with an adjusted power factor and suppressed harmonics, and outputs the converted power. The PFC circuit 122 is, for example, composed of a rectifier circuit and a boost chopper circuit. Alternatively, it may be composed of a PWM converter. The PFC circuit 122 includes a switching element, and the power factor and magnitude of the output voltage are controlled by switching control by the control device 130. The switching control by the control device 130 is realized by the switching element of the PFC circuit 122 operating in accordance with a control signal transmitted from the control device 130.

DCDCコンバータ123は、PFC回路122の出力側に接続し、PFC回路122の出力電圧をバッテリ200の充電電圧に変換する。DCDCコンバータ123は、例えば、インバータと、トランスと、整流回路と、により構成される。DCDCコンバータ123は、スイッチング素子を含んでおり、制御装置130によるスイッチング制御によって出力となる充電電圧が制御される。制御装置130によるスイッチング制御は、DCDCコンバータ123のスイッチング素子が制御装置130から伝達される制御信号に従って動作することにより実現される。 The DC-DC converter 123 is connected to the output side of the PFC circuit 122 and converts the output voltage of the PFC circuit 122 into a charging voltage for the battery 200. The DC-DC converter 123 is composed of, for example, an inverter, a transformer, and a rectifier circuit. The DC-DC converter 123 includes a switching element, and the charging voltage that is the output is controlled by switching control by the control device 130. The switching control by the control device 130 is realized by the switching element of the DC-DC converter 123 operating in accordance with a control signal transmitted from the control device 130.

ここで、DCDCコンバータ123の入力電圧(PFC回路122の出力電圧)が小さくなるほど、DCDCコンバータ123において流れる電流、延いては、充電装置100に流れる電流が増加する。 Here, the smaller the input voltage of the DC-DC converter 123 (the output voltage of the PFC circuit 122), the greater the current flowing through the DC-DC converter 123, and ultimately the current flowing through the charging device 100.

DC出力フィルタ124は、DCDCコンバータ123から出力される電力のフィルタリングを行う。DC出力フィルタ124は、例えば、コモンモードフィルタやバイパスコンデンサにより構成される。 The DC output filter 124 filters the power output from the DC-DC converter 123. The DC output filter 124 is composed of, for example, a common mode filter and a bypass capacitor.

制御装置130は、取得する情報に基づいて、電力変換回路120に係る制御を実行し、制御信号を出力する。制御装置130が取得する情報には、センサ600の検出情報が含まれる。ただし、その他の情報を含んでいても良い。例えば、バッテリ200の車両1に備えるECUの制御情報を含んでいても良い。 Based on the acquired information, the control device 130 executes control related to the power conversion circuit 120 and outputs a control signal. The information acquired by the control device 130 includes detection information from the sensor 600. However, it may also include other information. For example, it may also include control information of the ECU provided in the vehicle 1 of the battery 200.

ここで、制御装置130は、センサ600から、バッテリ200の状態、クーラント液の温度、及び系統電源2の電圧に係る検出情報を所定の周期毎に取得し、バッテリ200の温度、クーラント液の温度、及び系統電源2の電圧を監視する(第1処理)。 Here, the control device 130 acquires detection information related to the state of the battery 200, the temperature of the coolant, and the voltage of the system power supply 2 from the sensor 600 at predetermined intervals, and monitors the temperature of the battery 200, the temperature of the coolant, and the voltage of the system power supply 2 (first process).

制御装置130は、メモリと、プロセッサと、を備えるコンピュータである。メモリは、プロセッサで実行可能なプログラムと、制御装置130が取得する情報やプログラムに係る種々の情報を含むデータを記憶している。プロセッサは、メモリからプログラムを読み出し、メモリから読み出すデータの情報に基づいて、プログラムに従う処理を実行する。 The control device 130 is a computer that includes a memory and a processor. The memory stores programs that can be executed by the processor, and data including information acquired by the control device 130 and various information related to the programs. The processor reads the programs from the memory and executes processing according to the programs based on the information in the data read from the memory.

制御装置130が実行する処理、より詳しくは、プログラムに従ってプロセッサが実行する処理には、PFC回路122の出力電圧の力率及び大きさの制御と、DCDCコンバータ123の出力となる電池電圧の制御と、が含まれる。 The processing performed by the control device 130, more specifically, the processing performed by the processor according to a program, includes control of the power factor and magnitude of the output voltage of the PFC circuit 122, and control of the battery voltage that is the output of the DCDC converter 123.

ここで、本実施形態に係る充電装置100では、PFC回路122の出力電圧の大きさの制御(以下、単に「出力電圧制御」とも称する。)に特徴を有している。制御装置130によるPFC回路122の出力電圧制御の詳細については後述する。PFC回路122の出力電圧の力率、及びDCDCコンバータ123の出力となる電池電圧の制御については、PFC回路122及びDCDCコンバータ123の構成に応じて適当な公知技術を採用して良く、本開示において詳細な説明は省略する。 Here, the charging device 100 according to this embodiment is characterized by the control of the magnitude of the output voltage of the PFC circuit 122 (hereinafter also simply referred to as "output voltage control"). Details of the output voltage control of the PFC circuit 122 by the control device 130 will be described later. For the control of the power factor of the output voltage of the PFC circuit 122 and the battery voltage that is the output of the DCDC converter 123, appropriate publicly known technology may be adopted depending on the configuration of the PFC circuit 122 and the DCDC converter 123, and detailed explanations will be omitted in this disclosure.

なお、制御装置130は、複数のコンピュータにより構成される系であっても良い。また、制御装置130が実行する処理は、複数のプログラムの組み合わせに従って実行されても良い。 The control device 130 may be a system composed of multiple computers. The processing executed by the control device 130 may be performed according to a combination of multiple programs.

4.PFC回路の出力電圧制御
以下、制御装置130によるPFC回路122の出力電圧制御について説明する。図5は、制御装置130によるPFC回路122の出力電圧制御に係る処理(第2処理)を示すブロック図である。出力電圧制御は、電流増加判定処理131と、出力電圧指令値算出処理132と、制御信号生成処理133と、により構成される。なお、これらの処理は、プログラムの部分として実現されていても良いし、制御装置130を構成する別個のコンピュータにより実現されていても良い。
4. Output voltage control of PFC circuit Hereinafter, the output voltage control of the PFC circuit 122 by the control device 130 will be described. Fig. 5 is a block diagram showing a process (second process) related to the output voltage control of the PFC circuit 122 by the control device 130. The output voltage control is made up of a current increase determination process 131, an output voltage command value calculation process 132, and a control signal generation process 133. These processes may be realized as part of a program, or may be realized by a separate computer constituting the control device 130.

電流増加判定処理131は、バッテリ200の温度をより高くするために、充電装置100に流れる電流を増加させるように充電装置100を動作させるか否かを判定し、判定結果を出力する。電流増加判定処理131では、制御装置130が監視するバッテリ200の温度(バッテリ温度)が、所定の閾値を超える場合に、充電装置100に流れる電流を増加させると判定する。ここで、判定結果は、典型的には、充電装置100に流れる電流を増加させると判定する場合に1となり、増加させないと判定する場合に0となるブール値である。また、所定の閾値は、プログラムにあらかじめ与えられ、実験的に最適に定められて良い。 The current increase determination process 131 determines whether or not to operate the charging device 100 to increase the current flowing through the charging device 100 in order to raise the temperature of the battery 200, and outputs the determination result. In the current increase determination process 131, when the temperature of the battery 200 (battery temperature) monitored by the control device 130 exceeds a predetermined threshold, it is determined that the current flowing through the charging device 100 is to be increased. Here, the determination result is typically a Boolean value that is 1 when it is determined that the current flowing through the charging device 100 is to be increased, and is 0 when it is determined that the current is not to be increased. Moreover, the predetermined threshold may be given to the program in advance and optimally determined experimentally.

出力電圧指令値算出処理132は、PFC回路122の出力電圧の大きさの指令値(出力電圧指令値)を算出し出力する。出力電圧指令値算出処理132は、電流増加判定処理131における判定が否定である場合は、通常動作として与える出力電圧指令値を出力する。一方で、電流増加判定処理131における判定が肯定である場合は、クーラント液の温度(クーラント液温度)及び系統電源2の電圧(系統電源電圧)に応じて定める出力電圧指令値を出力する。以下、図6を参照して、出力電圧指令値算出処理132における処理の例について説明する。 The output voltage command value calculation process 132 calculates and outputs a command value (output voltage command value) for the magnitude of the output voltage of the PFC circuit 122. If the determination in the current increase determination process 131 is negative, the output voltage command value calculation process 132 outputs an output voltage command value to be given as normal operation. On the other hand, if the determination in the current increase determination process 131 is positive, the output voltage command value calculation process 132 outputs an output voltage command value determined according to the temperature of the coolant liquid (coolant liquid temperature) and the voltage of the system power supply 2 (system power supply voltage). An example of the process in the output voltage command value calculation process 132 will be described below with reference to FIG. 6.

まず、第1マップに基づいて、クーラント液温度に応じた電圧値(第1電圧値)を算出する(132a)。第1マップは、クーラント液温度が低いほど、より小さな第1電圧値を与えるマップである。つまり、バッテリ200の温度が適当な温度よりも低いほど、充電装置100の発熱をより大きくするように出力電圧指令値を与えようとするものである。ここで、第1マップは最適なものを採用して良い。例えば、クーラント液温度に比例して第1電圧値を与えるマップであっても良いし、クーラント液温度を変数とする所定の関数により第1電圧値を与えるマップであっても良い。あるいは、クーラント液温度に対して離散的に第1電圧値を与えるマップであっても良い。 First, a voltage value (first voltage value) according to the coolant liquid temperature is calculated based on the first map (132a). The first map is a map that provides a smaller first voltage value the lower the coolant liquid temperature is. In other words, the lower the temperature of the battery 200 is below an appropriate temperature, the greater the output voltage command value that is provided so as to increase the heat generated by the charging device 100. Here, an optimal first map may be adopted. For example, the first map may be a map that provides a first voltage value proportional to the coolant liquid temperature, or a map that provides a first voltage value according to a predetermined function with the coolant liquid temperature as a variable. Alternatively, the first voltage value may be a map that provides a discrete first voltage value with respect to the coolant liquid temperature.

次に、第2マップに基づいて、系統電源電圧に応じた電圧値(第2電圧値)を算出する(132b)。第2マップは、系統電源電圧に対してPFC回路122の動作(力率の調整や昇圧等)を保障することが可能な電圧値を与えるマップである。典型的には、そのような電圧値の下限が与えられる。ただし、第2マップは、PFC回路122の特性に準じて最適に与えられて良い。 Next, a voltage value (second voltage value) corresponding to the system power supply voltage is calculated based on the second map (132b). The second map is a map that provides a voltage value that can ensure the operation of the PFC circuit 122 (such as power factor adjustment and voltage boosting) for the system power supply voltage. Typically, a lower limit for such a voltage value is provided. However, the second map may be optimally provided in accordance with the characteristics of the PFC circuit 122.

次に、第1電圧値と第2電圧値を比較し、大きい方の電圧値(電流増加用電圧指令値)を算出する(132c)。これは、PFC回路122の動作を保障することが可能な範囲で、クーラント液温度(バッテリ200の温度)に対して十分な充電装置100の発熱を与える電圧値を定めるものである。 Next, the first voltage value and the second voltage value are compared, and the larger voltage value (voltage command value for increasing current) is calculated (132c). This determines a voltage value that provides sufficient heat generation from the charging device 100 relative to the coolant temperature (temperature of the battery 200) within a range that can ensure the operation of the PFC circuit 122.

最後に、判定結果に応じて、電流増加用電圧指令値又は通常動作用電圧指令値を出力電圧指令値として出力する(132d)。つまり、電流増加判定処理131における判定が否定である場合は、通常動作用電圧指令値を出力電圧指令値として出力し、電流増加判定処理131における判定が肯定である場合は、電流増加用電圧指令値を出力電圧指令値として出力する。 Finally, depending on the result of the determination, the voltage command value for current increase or the voltage command value for normal operation is output as the output voltage command value (132d). In other words, if the determination in the current increase determination process 131 is negative, the voltage command value for normal operation is output as the output voltage command value, and if the determination in the current increase determination process 131 is positive, the voltage command value for current increase is output as the output voltage command value.

ここで、通常動作用電圧指令値は、充電装置100が通常動作をする場合の出力電圧指令値を定めるものである。典型的には、系統電源電圧が高い場合であってもPFC回路122が適当に動作することができるように、PFC回路122の動作を保障することが可能な範囲で十分大きな電圧値が与えられる。つまり、通常動作用指令値は、電流増加用電圧指令値より大きな値となる。 The normal operation voltage command value here determines the output voltage command value when the charging device 100 is operating normally. Typically, a voltage value large enough to ensure the operation of the PFC circuit 122 is given so that the PFC circuit 122 can operate properly even when the system power supply voltage is high. In other words, the normal operation command value is a value larger than the current increase voltage command value.

従って、電流増加用電圧指令値を出力電圧指令値とする場合は、通常動作用電圧指令値を出力電圧指令値とする場合に対して、PFC回路の出力電圧は低下する。延いては、充電装置100に流れる電流が増加し、充電装置100の発熱が大きくなる。 Therefore, when the voltage command value for increasing current is used as the output voltage command value, the output voltage of the PFC circuit is lower than when the voltage command value for normal operation is used as the output voltage command value. As a result, the current flowing through the charging device 100 increases, and the heating of the charging device 100 increases.

再度図5を参照する。制御信号生成処理133は、出力電圧指令値算出処理132が算出した出力電圧指令値を実現するように制御信号を生成する。典型的には、出力電圧指令値を目標値とするPFC回路122のスイッチング制御を行う。ここで、スイッチング制御は、PFC回路122の構成に応じて適当な公知技術を採用して良く、本開示において詳細な説明は省略する。 Refer to FIG. 5 again. The control signal generation process 133 generates a control signal to realize the output voltage command value calculated by the output voltage command value calculation process 132. Typically, switching control of the PFC circuit 122 is performed with the output voltage command value as the target value. Here, the switching control may employ an appropriate known technique depending on the configuration of the PFC circuit 122, and a detailed description thereof will be omitted in this disclosure.

制御信号生成処理133により生成された制御信号が、制御装置130からPFC回路122に伝達されることで、PFC回路122の出力電圧制御が実現される。 The control signal generated by the control signal generation process 133 is transmitted from the control device 130 to the PFC circuit 122, thereby realizing output voltage control of the PFC circuit 122.

5.バッテリ暖機方法
以下、図7を参照して、本実施形態に係る充電装置100が適用された充電システム10により実現されるバッテリ200の暖機方法について説明する。
5. Battery Warming-Up Method Hereinafter, a method for warming up the battery 200 implemented by the charging system 10 to which the charging device 100 according to this embodiment is applied will be described with reference to FIG.

図7は、本実施形態に係る充電装置100が適用された充電システム10により実現されるバッテリ200の暖機方法を説明するためのフローチャートである。図7に示す処理は、充電時に充電装置100において実行され、所定の周期毎に繰り返し実行される。 Figure 7 is a flowchart for explaining a method for warming up the battery 200 implemented by the charging system 10 to which the charging device 100 according to this embodiment is applied. The process shown in Figure 7 is executed by the charging device 100 during charging, and is executed repeatedly at predetermined intervals.

ステップS100において、検出情報を取得し、バッテリ200の温度、クーラント液の温度、及び系統電源の電圧を監視する(第1ステップ)。ステップS100の後、ステップS110に進む。 In step S100, detection information is acquired and the temperature of the battery 200, the temperature of the coolant, and the voltage of the system power supply are monitored (first step). After step S100, the process proceeds to step S110.

ステップS110において、バッテリ200の温度が所定の閾値以下となるか否かを判定する。バッテリ200の温度が所定の閾値以下となる場合(ステップS110;Yes)、ステップS120に進む。バッテリ200の温度が所定の閾値より大きい場合(ステップS110;No)、ステップS130に進む。 In step S110, it is determined whether the temperature of the battery 200 is equal to or lower than a predetermined threshold. If the temperature of the battery 200 is equal to or lower than the predetermined threshold (step S110; Yes), the process proceeds to step S120. If the temperature of the battery 200 is higher than the predetermined threshold (step S110; No), the process proceeds to step S130.

ステップS120において、充電装置100に流れる電流を増加させる(第2ステップ)。これは、前述したように、PFC回路122の出力電圧を、電流増加用電圧指令値とすることにより行われる。これにより、充電装置100の発熱が大きくなり、伝熱構造を介してバッテリ200の温度を高くすることができる。ステップS120の後、処理は終了する。 In step S120, the current flowing through the charging device 100 is increased (second step). As described above, this is performed by setting the output voltage of the PFC circuit 122 to the current increasing voltage command value. This increases the heat generated by the charging device 100, and the temperature of the battery 200 can be increased via the heat transfer structure. After step S120, the process ends.

ステップS130において、充電装置100は通常動作を行う。ステップS130の後、処理は終了する。 In step S130, the charging device 100 performs normal operation. After step S130, the process ends.

6.効果
以上説明したように、本実施形態に係る充電装置100は、充電装置100の熱をクーラント液によりバッテリ200に伝熱する伝熱構造を備えている。また、充電装置100に備える制御装置130は、バッテリ200を充電中にバッテリ200の温度が所定の閾値以下となる場合、充電装置100に流れる電流を増加させる処理を実行する。これにより、充電装置100の発熱を大きくし、バッテリ200の温度を高くすることができる。延いては、充電時においてバッテリ200の電池容量をより高くすることができる。
6. Effects As described above, the charging device 100 according to this embodiment has a heat transfer structure that transfers heat from the charging device 100 to the battery 200 by the coolant liquid. Furthermore, the control device 130 provided in the charging device 100 executes a process to increase the current flowing through the charging device 100 when the temperature of the battery 200 falls below a predetermined threshold while the battery 200 is being charged. This increases the heat generated by the charging device 100, and increases the temperature of the battery 200. As a result, the battery capacity of the battery 200 can be increased during charging.

また、充電装置100の発熱によりバッテリ200を温めているため、系統電源2の電力を使用する一方で、バッテリ200の電力を使用することはない。さらに、PFC回路122の出力電圧を制御することにより充電装置100に流れる電流を増加させるため、PFC回路122の出力電圧に応じてDCDCコンバータ123の出力電圧を適当に制御することで、バッテリ200の充電制御を従来通り実施することができる。延いては、充電効率の低下を抑制することができる。 In addition, since the battery 200 is warmed by the heat generated by the charging device 100, the power of the system power source 2 is used, but the power of the battery 200 is not used. Furthermore, since the current flowing through the charging device 100 is increased by controlling the output voltage of the PFC circuit 122, the charging control of the battery 200 can be performed as before by appropriately controlling the output voltage of the DCDC converter 123 according to the output voltage of the PFC circuit 122. In turn, it is possible to suppress a decrease in charging efficiency.

なお、充電装置100が備える伝熱構造は、充電装置100の熱をクーラント液によりバッテリ200に伝熱することができる構造であれば良く、図1において説明した伝熱構造に限定されなくても良い。例えば、冷却用の流路が、充電装置100が備える伝熱構造と独立に設けられていても良い。 The heat transfer structure of the charging device 100 need only be a structure that can transfer heat from the charging device 100 to the battery 200 by the coolant liquid, and need not be limited to the heat transfer structure described in FIG. 1. For example, a cooling flow path may be provided independently of the heat transfer structure of the charging device 100.

7.変形例
本実施形態に係る充電装置100は、以下のように変形した態様を採用しても良い。以下の説明において、前述した内容と重複する事項については適宜省略している。
7. Modifications The charging device 100 according to the present embodiment may adopt the following modified aspects. In the following description, matters that overlap with the above-described contents will be omitted as appropriate.

出力電圧指令値算出処理132において、電流増加用電圧指令値の算出は、バッテリ200の電池電圧及び充電電力指令値が考慮されても良い。ここで、充電電力指令値は、バッテリ200の充電状態や電池電圧等の情報に基づいて制御装置130が実行する処理により算出されるものであって良い。図8は、本実施形態の変形例に係る出力電圧指令値算出処理132における処理の例を示すブロック図である。 In the output voltage command value calculation process 132, the calculation of the current increasing voltage command value may take into account the battery voltage and the charging power command value of the battery 200. Here, the charging power command value may be calculated by a process executed by the control device 130 based on information such as the charging state and battery voltage of the battery 200. Figure 8 is a block diagram showing an example of the process in the output voltage command value calculation process 132 according to a modified example of this embodiment.

本実施形態の変形例においては、第3マップに基づいて、電池電圧及び充電電力指令値に応じた電圧値(第3電圧値)を算出する(132e)。第3マップは、電池電圧に対して充電電力指令値を満足することが可能な電圧値を与えるマップである。典型的には、そのような電圧値の下限が与えられる。ただし、第3マップは、PFC回路122の特性に準じて最適に与えられて良い。 In a modified example of this embodiment, a voltage value (third voltage value) corresponding to the battery voltage and the charging power command value is calculated based on the third map (132e). The third map is a map that provides a voltage value that can satisfy the charging power command value for the battery voltage. Typically, a lower limit of such a voltage value is provided. However, the third map may be optimally provided in accordance with the characteristics of the PFC circuit 122.

そして、本実施形態の変形例においては、第1電圧値、第2電圧値、及び第3電圧値を比較し、大きい方の電圧値を電流増加用電圧指令値とする(132c)。 In a modified version of this embodiment, the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value are compared, and the larger voltage value is set as the current increase voltage command value (132c).

このように変形した態様を採用することで、充電装置100に流れる電流を増加させる場合であっても、充電電力指令値を満足する範囲でPFC回路122の出力電圧を与えることができる。 By adopting such a modified embodiment, even if the current flowing through the charging device 100 is increased, the output voltage of the PFC circuit 122 can be provided within a range that satisfies the charging power command value.

1 車両
2 系統電源
10 充電システム
100 充電装置
110 伝熱路
120 電力変換回路
121 AC入力フィルタ
122 PFC回路
123 DCDCコンバータ
124 DC出力フィルタ
130 制御装置
200 バッテリ
300 ウォーターポンプ
400 ラジエーター
410 ラジエーターファン
500 サーモスタット
600 センサ
Reference Signs List 1 Vehicle 2 System power supply 10 Charging system 100 Charging device 110 Heat transfer path 120 Power conversion circuit 121 AC input filter 122 PFC circuit 123 DCDC converter 124 DC output filter 130 Control device 200 Battery 300 Water pump 400 Radiator 410 Radiator fan 500 Thermostat 600 Sensor

Claims (6)

系統電源と接続し、給電される電力を変換して車両のバッテリを充電する充電装置であって、
前記充電装置の熱をクーラント液により前記バッテリに伝熱する伝熱構造と、
前記充電装置に流れる電流を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記バッテリの温度を監視する第1処理と、
前記バッテリの温度が所定の閾値以下となる場合、前記充電装置に流れる電流を増加させる第2処理と、
を実行する
ことを特徴とする充電装置。
A charging device that is connected to a system power supply and converts supplied power to charge a vehicle battery,
a heat transfer structure that transfers heat from the charging device to the battery by a coolant liquid;
A control device for controlling a current flowing through the charging device;
Equipped with
The control device includes:
a first process for monitoring a temperature of the battery;
a second process of increasing a current flowing through the charging device when the temperature of the battery is equal to or lower than a predetermined threshold;
A charging device characterized by performing the above.
請求項1に記載の充電装置であって、
電力の力率を調整するPFC回路と、
前記PFC回路の出力側に接続し、前記PFC回路の出力電圧を前記バッテリの充電電圧に変換するDCDCコンバータと、
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第2処理において、前記PFC回路の出力電圧を低下させることにより前記電流を増加させる
ことを特徴とする充電装置。
The charging device according to claim 1,
A PFC circuit that adjusts the power factor of power;
a DC-DC converter connected to an output side of the PFC circuit and configured to convert an output voltage of the PFC circuit into a charging voltage for the battery;
Further equipped with
The control device includes:
The charging device according to claim 1, wherein in the second process, the current is increased by decreasing an output voltage of the PFC circuit.
請求項2に記載の充電装置であって、
前記制御装置は、
前記第1処理において、
さらに前記クーラント液の温度及び前記系統電源の電圧を監視し、
前記第2処理において、
前記クーラント液の温度及び前記系統電源の電圧に応じて前記PFC回路の出力電圧を定める
ことを特徴とする充電装置。
The charging device according to claim 2,
The control device includes:
In the first process,
Furthermore, the temperature of the coolant and the voltage of the power supply system are monitored.
In the second process,
The charging device according to claim 1, wherein an output voltage of the PFC circuit is determined in accordance with a temperature of the coolant and a voltage of the system power supply.
系統電源と接続する充電装置により車両のバッテリを充電中に、前記充電装置の熱をクーラント液により前記バッテリに伝熱させて前記バッテリを温めるバッテリ暖機方法であって、
前記バッテリの温度を監視する第1ステップと、
前記バッテリの温度が所定の閾値以下となる場合、前記充電装置に流れる電流を増加させる第2ステップと、
を含むことを特徴とするバッテリ暖機方法。
1. A battery warming method for warming a battery of a vehicle by transferring heat from a charging device connected to a system power supply to the battery through a coolant liquid while the battery is being charged by the charging device, comprising:
a first step of monitoring a temperature of the battery;
a second step of increasing a current flowing through the charging device when the temperature of the battery is equal to or lower than a predetermined threshold;
A battery warm-up method comprising:
請求項4に記載のバッテリ暖機方法であって、
前記充電装置は、
電力の力率を調整するPFC回路と、
前記PFC回路の出力側に接続し、前記PFC回路の出力電圧を前記バッテリの充電電圧に変換するDCDCコンバータと、
を備え、
前記第2ステップは、
前記PFC回路の出力電圧を低下させることにより前記電流を増加させることを含む
ことを特徴とするバッテリ暖機方法。
5. The battery warm-up method according to claim 4,
The charging device is
A PFC circuit that adjusts the power factor of power;
a DC-DC converter connected to an output side of the PFC circuit and configured to convert an output voltage of the PFC circuit into a charging voltage for the battery;
Equipped with
The second step comprises:
a step of increasing the current by reducing an output voltage of the PFC circuit.
請求項5に記載のバッテリ暖機方法であって、
前記第1ステップは、
さらに前記クーラント液の温度及び前記系統電源の電圧を監視することを含み、
前記第2ステップは、
前記クーラント液の温度及び前記系統電源の電圧に応じて前記PFC回路の出力電圧を定めることを含む
ことを特徴とするバッテリ暖機方法。
6. A battery warm-up method according to claim 5, comprising:
The first step comprises:
further comprising monitoring a temperature of the coolant and a voltage of the power supply system;
The second step comprises:
determining an output voltage of the PFC circuit in accordance with a temperature of the coolant and a voltage of the system power supply.
JP2021085386A 2021-05-20 2021-05-20 Charging device and battery warm-up method Active JP7622546B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021085386A JP7622546B2 (en) 2021-05-20 2021-05-20 Charging device and battery warm-up method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021085386A JP7622546B2 (en) 2021-05-20 2021-05-20 Charging device and battery warm-up method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022178519A JP2022178519A (en) 2022-12-02
JP7622546B2 true JP7622546B2 (en) 2025-01-28

Family

ID=84239668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021085386A Active JP7622546B2 (en) 2021-05-20 2021-05-20 Charging device and battery warm-up method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7622546B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115742867B (en) * 2022-12-13 2025-12-19 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 Method and device for controlling liquid level of cooling liquid of vehicle, vehicle and storage medium
CN116080428B (en) * 2022-12-30 2025-10-28 湖北亿纬动力有限公司 Battery charging control method and system
JP2024135504A (en) * 2023-03-23 2024-10-04 株式会社豊田自動織機 vehicle
CN116872733B (en) * 2023-06-16 2024-01-30 深圳市华芯控股有限公司 Integrated whole vehicle control system of low-speed electric vehicle and control method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001333573A (en) 2000-05-22 2001-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Undervoltage protection circuit for power factor correction power supply
JP2010272289A (en) 2009-05-20 2010-12-02 Nissan Motor Co Ltd Battery temperature control device
JP2013119259A (en) 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Industries Corp On-board battery temperature regulator
JP2016146252A (en) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 On-vehicle battery temperature control system
JP2019004547A (en) 2017-06-12 2019-01-10 本田技研工業株式会社 Charging control device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3044975B2 (en) * 1992-12-10 2000-05-22 トヨタ自動車株式会社 Battery heating device for electric vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001333573A (en) 2000-05-22 2001-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Undervoltage protection circuit for power factor correction power supply
JP2010272289A (en) 2009-05-20 2010-12-02 Nissan Motor Co Ltd Battery temperature control device
JP2013119259A (en) 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Industries Corp On-board battery temperature regulator
JP2016146252A (en) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 On-vehicle battery temperature control system
JP2019004547A (en) 2017-06-12 2019-01-10 本田技研工業株式会社 Charging control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022178519A (en) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7622546B2 (en) Charging device and battery warm-up method
JP6687895B2 (en) Vehicle fuel cell warm-up device
JP7349628B2 (en) battery system
CN104640736B (en) Electric vehicle
CN107710548B (en) Battery system and method for bidirectional current control
JP7746019B2 (en) Power System
US10498134B2 (en) Power supply system for vehicle, and control method of power supply system
JP7816377B2 (en) Flow rate control method, flow rate control device, and cooling system
KR20110118796A (en) Methods for Managing Heat in Electric Batteries
JP2010081704A (en) Charge controller
JP6468203B2 (en) Power system
WO2022062352A1 (en) Lithium battery system and overhead working truck
JP7156890B2 (en) fuel cell system
JP7472189B2 (en) Temperature control device and vehicle
US12083927B2 (en) Power supply system
US11695292B2 (en) Power supply system for mobile body
WO2011138827A1 (en) Power source control system
JP7696735B2 (en) Power System
JP7498078B2 (en) Fuel cell system for fuel cell vehicles
JP5251556B2 (en) Vehicle control device
JP6737138B2 (en) Power supply device and power supply system
CN117426038A (en) Thermal protection method for on-board charging device of electrified vehicles
CN116890706A (en) Temperature regulating devices and vehicles
JP7010182B2 (en) Power converter
JP7578060B2 (en) Battery heating device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241230

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7622546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150