JP7700615B2 - Vehicle battery charging device - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリ、および、車外の電源によってバッテリを充電する外部充電を実行可能な外部充電装置が搭載された車両におけるバッテリ充電装置に関する。 The present invention relates to a battery charging device for a vehicle equipped with a battery and an external charging device capable of performing external charging by charging the battery using a power source outside the vehicle.
従来から、駆動源としてのモータや各種電気機器に電力を供給するバッテリが搭載された車両であって車外の電源によるバッテリの充電が可能とされた車両が知られている。 Conventionally, vehicles have been known that are equipped with a motor as a drive source and a battery that supplies power to various electrical devices, and that allow the battery to be charged by a power source outside the vehicle.
例えば、特許文献1には、走行用のモータと、当該モータに電力を供給する高電圧バッテリと、車外の電源によって高電圧バッテリを充電可能な充電器と、高電圧バッテリよりも出力電圧の低い低電圧バッテリと、DC/DCコンバータとを備え、DC/DCコンバータを介して高電圧バッテリから低電圧バッテリに電力が供給されるように構成された車両が開示されている。ここで、特許文献1の車両では、車外の電源による高電圧バッテリの充電時にも、高電圧バッテリとDC/DCコンバータとが電気的に接続され且つDC/DCコンバータが駆動されて、高電圧バッテリに供給される電力の一部が低電圧バッテリに供給されるようになっている。 For example, Patent Document 1 discloses a vehicle that includes a motor for driving, a high-voltage battery that supplies power to the motor, a charger that can charge the high-voltage battery from an external power source, a low-voltage battery that has a lower output voltage than the high-voltage battery, and a DC/DC converter, and is configured so that power is supplied from the high-voltage battery to the low-voltage battery via the DC/DC converter. Here, in the vehicle of Patent Document 1, even when the high-voltage battery is being charged by an external power source, the high-voltage battery and the DC/DC converter are electrically connected and the DC/DC converter is driven so that a portion of the power supplied to the high-voltage battery is supplied to the low-voltage battery.
特許文献1のように、車外の電源によるバッテリの充電時にバッテリと他の電気機器とを電気的に接続すれば、バッテリを充電しながら、バッテリに供給される電力の一部を他の電気機器に供給してこれを適切に作動等できる。しかしながら、単に、バッテリの充電要求が出されるのに伴ってバッテリと他の電気機器とを電気的に接続してしまうと、車外の電源装置等の故障に伴って当該電源装置から適切にバッテリに電力が供給されない場合に、バッテリから電気機器に電力が供給されるようになる。そのため、バッテリの過放電が引き起こされるおそれがある。 As in Patent Document 1, if the battery and other electrical devices are electrically connected when the battery is being charged by an external power source, part of the power supplied to the battery can be supplied to the other electrical devices while the battery is being charged, allowing them to operate appropriately. However, if the battery and other electrical devices are simply electrically connected when a request to charge the battery is issued, power will be supplied from the battery to the electrical devices if a failure occurs in the external power source device, etc., and the power source device is unable to supply power to the battery appropriately. This can cause the battery to over-discharge.
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの過放電を防止できる車両のバッテリ充電装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a vehicle battery charging device that can prevent over-discharging of the battery.
前記課題を解決するために、本発明は、バッテリ、および、車外の電源から供給された電力を前記バッテリに充電する外部充電を実行可能な外部充電装置が搭載された車両におけるバッテリ充電装置において、前記バッテリから電力供給される電気機器と、前記バッテリと前記電気機器との電気的接続を断接可能な断接装置と、前記断接装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記外部充電の要求が出されたときに、前記バッテリのSOCが所定の判定値未満で、且つ、前記外部充電の失敗した回数である充電失敗回数が所定の判定回数以上という接続禁止条件が成立する場合は、前記バッテリと前記電気機器との電気的な接続が遮断されるように前記断接装置を制御し、前記接続禁止条件が成立しない場合は、前記外部充電が開始されるように前記外部充電装置を制御するとともに前記バッテリと前記電気機器とが電気的に接続されるように前記断接装置を制御する、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to solve the above problem, the present invention provides a battery charging device for a vehicle equipped with a battery and an external charging device capable of performing external charging, in which the battery is charged with power supplied from an external power source outside the vehicle, comprising an electrical device supplied with power from the battery, a disconnecting device capable of electrically connecting and disconnecting the battery and the electrical device, and a control device for controlling the disconnecting device, wherein when a request for external charging is issued, if a connection prohibition condition is met in which the SOC of the battery is less than a predetermined determination value and the number of charging failures, which is the number of times the external charging has failed, is equal to or greater than a predetermined determination number, the control device controls the disconnecting device so that the electrical connection between the battery and the electrical device is cut off, and if the connection prohibition condition is not met, the control device controls the external charging device to start the external charging and controls the disconnecting device so that the battery and the electrical device are electrically connected (claim 1).
本発明では、接続禁止条件が成立しない場合において、外部充電の要求が出されると、外部充電が開始されるように外部充電装置が制御されるとともにバッテリと電気機器とが電気的に接続される。そのため、外部充電の実施時に電気機器に適切に電力を供給できる。 In the present invention, when a request for external charging is made in a case where the connection prohibition condition is not satisfied, the external charging device is controlled to start external charging, and the battery and the electric device are electrically connected. Therefore, power can be appropriately supplied to the electric device when external charging is performed.
しかも、本発明では、バッテリのSOCが低く、且つ、外部充電の失敗回数が判定回数以上であって外部充電関連機器(車外の電源機器または車両の外部充電装置)が故障しており車外の電源からバッテリ側に適切に電力供給が行われないと考えられるときは、バッテリと電気機器との電気的接続が遮断される。そのため、バッテリのSOCが低く、且つ、バッテリに車外の電源から電力が供給されない状態でバッテリから電気機器に電力が供給されることを防止でき、電気機器への電力供給に伴ってバッテリのSOCがさらに低下するのを、つまり、バッテリが過放電するのを確実に防止できる。 Moreover, in the present invention, when the battery SOC is low and the number of external charging failures is equal to or exceeds the determination number, and it is considered that the external charging-related equipment (external power supply equipment or external charging device for the vehicle) is malfunctioning and power is not being properly supplied from the external power source to the battery, the electrical connection between the battery and the electrical equipment is cut off. This makes it possible to prevent power from being supplied to the electrical equipment from the battery when the battery SOC is low and power is not being supplied to the battery from the external power source, and reliably prevents the battery SOC from decreasing further due to power supply to the electrical equipment, i.e., prevents the battery from being over-discharged.
前記外部充電が失敗したと判定する構成としては、前記制御装置は、前記外部充電が開始されるように前記外部充電装置を制御してから所定の判定時間を経過しても前記車外の電源から前記バッテリに電力が供給されない場合に、前記外部充電が失敗したと判定する、構成が挙げられる(請求項2)。 As a configuration for determining that the external charging has failed, the control device may determine that the external charging has failed if power is not supplied to the battery from a power source outside the vehicle even after a predetermined determination time has elapsed since the control device controlled the external charging device to start the external charging (claim 2).
前記構成において、好ましくは、前記電気機器は、前記バッテリよりも出力電圧の低い低電圧バッテリと、前記バッテリからの電力を降圧して前記低電圧バッテリに充電するDC/DCコンバータを含み、前記制御装置は、前記外部充電の要求が出されると前記DC/DCコンバータを起動させる(請求項3)。 In the above configuration, preferably, the electrical device includes a low-voltage battery with a lower output voltage than the battery, and a DC/DC converter that steps down the power from the battery and charges the low-voltage battery, and the control device activates the DC/DC converter when a request for external charging is issued (Claim 3).
この構成によれば、外部充電の実施中に低電圧バッテリを充電できるとともに、上記のようにバッテリのSOCが低く且つ外部充電関連機器が故障しているときはDC/DCコンバータを介したバッテリから低電圧バッテリへの電力供給が停止されるので、低電圧バッテリへの電力供給に伴うバッテリの過放電を防止できる。 With this configuration, the low-voltage battery can be charged while external charging is being performed, and when the battery's SOC is low and the external charging-related equipment is broken as described above, the power supply from the battery to the low-voltage battery via the DC/DC converter is stopped, preventing the battery from being over-discharged due to the power supply to the low-voltage battery.
前記外部充電装置としては、交流電流を直流電流に変換するAC/DCコンバータを有して車外の交流電源からの出力電力によって前記バッテリを充電するAC外部充電部を備える装置が挙げられる(請求項4)。 The external charging device may be an AC external charging unit that has an AC/DC converter that converts AC current to DC current and charges the battery with output power from an AC power source outside the vehicle (Claim 4).
また、前記外部充電装置としては、車外の直流電源からの出力電力によって前記バッテリを充電するDC外部充電部を備える装置が挙げられる(請求項5)。 The external charging device may also be a device equipped with a DC external charging unit that charges the battery with output power from a DC power source outside the vehicle (claim 5).
前記構成において、好ましくは、前記バッテリは、前記電気機器が設けられた電気機器回路を介して前記外部充電装置と電気的に接続されており、前記断接装置は、前記電気機器回路と前記バッテリとの電気的接続を断接することで前記バッテリと前記電気機器との電気的接続を断接し、前記制御装置は、前記充電失敗回数が1以上の場合において、前記バッテリのSOCが前記判定値よりも高い所定の第2判定値以上になると前記充電失敗回数を0にリセットする(請求項6)。 In the above configuration, preferably, the battery is electrically connected to the external charging device via an electric equipment circuit in which the electric equipment is provided, the disconnecting device disconnects the electric connection between the battery and the electric equipment by disconnecting the electric connection between the electric equipment circuit and the battery, and the control device resets the number of charging failures to 0 when the number of charging failures is 1 or more and the SOC of the battery becomes equal to or greater than a predetermined second judgment value higher than the judgment value (claim 6).
この構成によれば、バッテリのSOCが回復してバッテリの過放電のおそれがなくなると、バッテリと電気機器回路との接続、ひいては、バッテリと外部充電装置との電気的接続が再度実現可能とされるので、車外の電源によるバッテリの充電を再開させることができる。従って、バッテリの過放電を防止しつつ車外の電源によるバッテリの充電機会を確保できる。 With this configuration, when the battery's SOC recovers and there is no longer any risk of over-discharging the battery, the connection between the battery and the electrical equipment circuit, and therefore the electrical connection between the battery and the external charging device, can be re-established, so that charging of the battery from a power source outside the vehicle can be resumed. This ensures that the battery can be charged from a power source outside the vehicle while preventing over-discharging of the battery.
以上説明したように、本発明の車両のバッテリ充電装置によれば、バッテリの過放電を防止できる。 As described above, the vehicle battery charging device of the present invention can prevent the battery from being over-discharged.
(1)車両の全体構成
本発明の実施形態に係る車両のバッテリ充電装置について説明する。図1は、本実施形態に係るバッテリ充電装置100が搭載された車両1の構成を概略的に示す図である。車両1は、例えば4輪自動車である。
(1) Overall Configuration of Vehicle A description will be given of a vehicle battery charging device according to an embodiment of the present invention. Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle 1 equipped with a battery charging device 100 according to this embodiment. The vehicle 1 is, for example, a four-wheeled automobile.
車両1は、高電圧バッテリ2と、AC外部充電装置40と、DC外部充電装置50と、高電圧バッテリ2よりも出力電圧の低い低電圧バッテリ3を含み高電圧バッテリ2から電力供給がなされる複数の高電圧機器90とを有する。また、車両1は、マイクロプロセッサ等を含み車両1の各部を制御する複数のコントローラを有する。なお、高電圧バッテリ2は請求項の「バッテリ」に相当し、高電圧機器90は請求項の「電気機器」に相当する。また、AC外部充電装置40は請求項の「AC外部充電部」に相当し、DC外部充電装置50は請求項の「DC外部充電部」に相当し、AC外部充電装置40とDC外部充電装置50とが請求項の「外部充電装置」に相当する。 The vehicle 1 has a high-voltage battery 2, an AC external charging device 40, a DC external charging device 50, and a plurality of high-voltage devices 90 including a low-voltage battery 3 with a lower output voltage than the high-voltage battery 2, which receives power supply from the high-voltage battery 2. The vehicle 1 also has a plurality of controllers including a microprocessor or the like that control each part of the vehicle 1. The high-voltage battery 2 corresponds to the "battery" in the claims, and the high-voltage devices 90 correspond to the "electrical devices" in the claims. The AC external charging device 40 corresponds to the "AC external charging unit" in the claims, the DC external charging device 50 corresponds to the "DC external charging unit" in the claims, and the AC external charging device 40 and the DC external charging device 50 correspond to the "external charging devices" in the claims.
(バッテリ)
本実施形態では、高電圧バッテリ2として、Liバッテリ(リチウムバッテリ)が車両1に搭載されている。例えば、高電圧バッテリ2は、2並列×6直列で接続された12個のバッテリセルからなるバッテリモジュールを複数有し、これらバッテリモジュールが直列接続されることで構成されている。また、本実施形態では、低電圧バッテリ3として鉛バッテリが車両1に搭載されている。例えば、高電圧バッテリ2の公称電圧は24Vであり、低電圧バッテリ3の公称電圧は12Vである。
(Battery)
In this embodiment, a Li battery (lithium battery) is mounted on the vehicle 1 as the high-voltage battery 2. For example, the high-voltage battery 2 has a plurality of battery modules each made of 12 battery cells connected in 2 parallel×6 series, and these battery modules are connected in series. Also, in this embodiment, a lead battery is mounted on the vehicle 1 as the low-voltage battery 3. For example, the nominal voltage of the high-voltage battery 2 is 24V, and the nominal voltage of the low-voltage battery 3 is 12V.
高電圧バッテリ2には、高電圧バッテリ2を流れる電流であるバッテリ電流を検出するバッテリ電流センサSN1、および、高電圧バッテリ2の出力電圧を検出するバッテリ電圧センサSN2が設けられている。 The high-voltage battery 2 is provided with a battery current sensor SN1 that detects the battery current, which is the current flowing through the high-voltage battery 2, and a battery voltage sensor SN2 that detects the output voltage of the high-voltage battery 2.
(高電圧機器)
車両1には、高電圧機器90として、低電圧バッテリ3に加え、モータ4、ジェネレータ5、インバータ6、コンバータ7、DC/DCコンバータ8、PTCヒータ9および電動コンプレッサ10が設けられている。これらは同一回路上に設けられている。以下では、適宜、これらの高電圧機器90が設けられた回路を高電圧回路30という。この高電圧回路30は、請求項の「電気機器回路」に相当する。
(High voltage equipment)
In addition to the low-voltage battery 3, the vehicle 1 is provided with a motor 4, a generator 5, an inverter 6, a converter 7, a DC/DC converter 8, a PTC heater 9, and an electric compressor 10 as high-voltage equipment 90. These are provided on the same circuit. Hereinafter, the circuit in which these high-voltage equipment 90 are provided will be referred to as a high-voltage circuit 30 where appropriate. This high-voltage circuit 30 corresponds to the "electrical equipment circuit" in the claims.
高電圧回路30は、高電圧バッテリ2の正極端子2aに接続される正極側のラインであるP側高電圧ライン31aと、高電圧バッテリ2の負極端子2bに接続される負極側のラインであるN側高電圧ライン31bとを有する。以下では、適宜、P側高電圧ライン31aおよびN側高電圧ライン31bをまとめて高電圧ライン31という。 The high voltage circuit 30 has a P-side high voltage line 31a, which is a positive side line connected to the positive terminal 2a of the high voltage battery 2, and an N-side high voltage line 31b, which is a negative side line connected to the negative terminal 2b of the high voltage battery 2. Hereinafter, the P-side high voltage line 31a and the N-side high voltage line 31b will be collectively referred to as the high voltage lines 31 where appropriate.
インバータ6、コンバータ7、DC/DCコンバータ8、PTCヒータ9および電動コンプレッサ10は、それぞれ高電圧ライン31に接続されている。モータ4は、インバータ6を介して高電圧ライン31に接続されている。ジェネレータ5は、コンバータ7を介して高電圧ライン31に接続されている。 The inverter 6, converter 7, DC/DC converter 8, PTC heater 9 and electric compressor 10 are each connected to a high voltage line 31. The motor 4 is connected to the high voltage line 31 via the inverter 6. The generator 5 is connected to the high voltage line 31 via the converter 7.
モータ4は、高電圧バッテリ2からの電力供給を受けて回転する。モータ4は、車両1の駆動源として車両1に搭載されており、モータ4の出力は駆動力伝達装置20を介して車輪(不図示)に伝達される。 The motor 4 rotates by receiving power from the high-voltage battery 2. The motor 4 is mounted on the vehicle 1 as the driving source of the vehicle 1, and the output of the motor 4 is transmitted to the wheels (not shown) via the driving force transmission device 20.
ジェネレータ5は、高電圧バッテリ2を充電するための発電装置である。本実施形態の車両1はシリーズ式のハイブリッド車両であり、車両1には、ジェネレータ5を駆動するエンジン22が搭載されている。つまり、ジェネレータ5はエンジン22により回転駆動されて発電し、ジェネレータ5により生成された電力が高電圧バッテリ2に供給されるようになっている。エンジン22は、例えば、ロータリーエンジンである。なお、ジェネレータ5は駆動力伝達装置20を介して車輪とも接続されており、車両1は、その減速時のエネルギーを回生できるようになっている。 The generator 5 is a power generation device for charging the high-voltage battery 2. The vehicle 1 of this embodiment is a series-type hybrid vehicle, and the vehicle 1 is equipped with an engine 22 that drives the generator 5. In other words, the generator 5 is rotated and driven by the engine 22 to generate electricity, and the electricity generated by the generator 5 is supplied to the high-voltage battery 2. The engine 22 is, for example, a rotary engine. The generator 5 is also connected to the wheels via a driving force transmission device 20, and the vehicle 1 is capable of regenerating energy during deceleration.
インバータ6は、直流電流を交流電流に変換する装置であり、高電圧バッテリ2からの直流電流を交流電流に変換してモータ4に供給する。コンバータ7は、交流電流を直流電流に変換する装置であり、ジェネレータ5で生成された交流電流を直流電流に変換して高電圧バッテリ2に供給する。 The inverter 6 is a device that converts DC current into AC current, and converts the DC current from the high-voltage battery 2 into AC current and supplies it to the motor 4. The converter 7 is a device that converts AC current into DC current, and converts the AC current generated by the generator 5 into DC current and supplies it to the high-voltage battery 2.
DC/DCコンバータ8は、入力電力を降圧して出力する装置であり、高電圧バッテリ2の出力電圧を降圧して低電圧バッテリ3に供給する。DC/DCコンバータ8には、マイコンが搭載されており、DC/DCコンバータ8の作動・停止等の制御はこのマイコンによって実施される。このマイコンは低電圧バッテリ3からの電力を受けて作動する。 The DC/DC converter 8 is a device that steps down the input power and outputs it, stepping down the output voltage of the high-voltage battery 2 and supplying it to the low-voltage battery 3. The DC/DC converter 8 is equipped with a microcomputer, and the operation and stopping of the DC/DC converter 8 are controlled by this microcomputer. This microcomputer operates by receiving power from the low-voltage battery 3.
PTCヒータ9および電動コンプレッサ10は、車両1の冷暖房装置11を構成するものである。具体的に、PTCヒータ9は車両1の室内を暖房するための装置であり、電動コンプレッサ10は車両1の室内を冷房するための装置である。なお、本実施形態では、高電圧バッテリ2を冷却するための冷却プレート(不図示)が設けられており、電動コンプレッサ10はこの冷却プレートも冷却する。 The PTC heater 9 and the electric compressor 10 constitute the air conditioning system 11 of the vehicle 1. Specifically, the PTC heater 9 is a device for heating the interior of the vehicle 1, and the electric compressor 10 is a device for cooling the interior of the vehicle 1. In this embodiment, a cooling plate (not shown) is provided for cooling the high-voltage battery 2, and the electric compressor 10 also cools this cooling plate.
高電圧回路30と、高電圧バッテリ2とはコンタクタを介して接続されている。コンタクタは、電磁石を含む電磁開閉器であって、供給される電力に応じて2つの接点どうしの電気的接続を断接する。コンタクタが閉成されると2つの接点は電気的に接続されて通電する状態となり、コンタクタが開成されると2つの接点は電気的に遮断されて通電しない状態となる。 The high-voltage circuit 30 and the high-voltage battery 2 are connected via a contactor. The contactor is an electromagnetic switch that includes an electromagnet, and it makes and breaks the electrical connection between two contacts depending on the power supplied. When the contactor is closed, the two contacts are electrically connected and in a state where electricity flows, and when the contactor is opened, the two contacts are electrically cut off and in a state where electricity does not flow.
具体的に、車両1には、2つの接点にそれぞれ高電圧バッテリ2の正極端子2a(詳細には、正極端子2aに接続された正極側バッテリライン2d)とP側高電圧ライン31aとが接続されたP側メインコンタクタ71が設けられており、P側メインコンタクタ71によって高電圧バッテリ2の正極端子2aとP側高電圧ライン31aとの電気的接続が断接されるようになっている。また、車両1には、2つの接点にそれぞれ高電圧バッテリ2の負極端子2b(詳細には、負極端子2bに接続された負極側バッテリライン2e)とN側高電圧ライン31bとが接続されたN側メインコンタクタ72が設けられており、N側メインコンタクタ72によって高電圧バッテリ2の負極端子2bとN側高電圧ライン31bとの電気的接続が断接されるようになっている。そして、これら2つのP側メインコンタクタ71とN側メインコンタクタ72とによって、と高電圧ライン31ひいては高電圧回路30および高電圧機器90と高電圧バッテリ2との電気的接続が断接されるようになっている。これらP側メインコンタクタ71およびN側メインコンタクタ72は、請求項の「断接装置」に相当する。 Specifically, the vehicle 1 is provided with a P-side main contactor 71 having two contacts connected to the positive terminal 2a of the high-voltage battery 2 (specifically, the positive battery line 2d connected to the positive terminal 2a) and the P-side high-voltage line 31a, and the P-side main contactor 71 electrically connects and disconnects the positive terminal 2a of the high-voltage battery 2 and the P-side high-voltage line 31a. The vehicle 1 is also provided with an N-side main contactor 72 having two contacts connected to the negative terminal 2b of the high-voltage battery 2 (specifically, the negative battery line 2e connected to the negative terminal 2b) and the N-side high-voltage line 31b, and the N-side main contactor 72 electrically connects and disconnects the negative terminal 2b of the high-voltage battery 2 and the N-side high-voltage line 31b. These two P-side main contactors 71 and N-side main contactors 72 connect and disconnect the high voltage line 31, and therefore the high voltage circuit 30 and the high voltage equipment 90, and the high voltage battery 2. The P-side main contactor 71 and N-side main contactor 72 correspond to the "disconnecting device" in the claims.
また、本実施形態では、コンタクタとして、N側メインコンタクタ72と並列状態で配設されたプリチャージコンタクタ73が設けられており、高電圧バッテリ2の負極端子2bとN側高電圧ライン31bとの電気的接続がプリチャージコンタクタ73によっても断接されるようになっている。ただし、プリチャージコンタクタ73が設けられたラインにはこれと直列に抵抗74が配設されており、プリチャージコンタクタ73を介した高電圧バッテリ2の端子と高電圧ライン31との間の電気抵抗は、プリチャージコンタクタ73とN側メインコンタクタ72を介した高電圧バッテリ2の端子と高電圧ライン31の間の電気抵抗よりも大きくされている。 In addition, in this embodiment, a precharge contactor 73 is provided as a contactor, which is arranged in parallel with the N-side main contactor 72, and the electrical connection between the negative terminal 2b of the high-voltage battery 2 and the N-side high-voltage line 31b is also made and broken by the precharge contactor 73. However, a resistor 74 is provided in series with the line in which the precharge contactor 73 is provided, and the electrical resistance between the terminal of the high-voltage battery 2 and the high-voltage line 31 via the precharge contactor 73 is made larger than the electrical resistance between the terminal of the high-voltage battery 2 and the high-voltage line 31 via the precharge contactor 73 and the N-side main contactor 72.
(AC外部充電装置40)
AC外部充電装置40は、車外の交流電源からの電力を高電圧バッテリ2に供給して高電圧バッテリ2を充電するための装置である。AC外部充電装置40は、OBC(On Board Charger)41とAC充電インレット42と一対のOBCコンタクタ44a、44bとを有する。
(AC external charging device 40)
The AC external charging device 40 is a device for supplying electric power from an AC power source outside the vehicle to the high-voltage battery 2 to charge the high-voltage battery 2. The AC external charging device 40 has an OBC (On Board Charger) 41, an AC charging inlet 42, and a pair of OBC contactors 44a, 44b.
OBC41は、車外から供給された交流電流を高電圧バッテリ2が適切に充電可能な電流にするための装置であり、交流電流を直流電流に変換するための装置であるAC/DCコンバータ43を有する。OBC41は、低電圧バッテリ3からの電力を受けて作動する。 The OBC 41 is a device that converts the AC current supplied from outside the vehicle into a current that can be used to properly charge the high-voltage battery 2, and has an AC/DC converter 43 that converts the AC current into a DC current. The OBC 41 operates by receiving power from the low-voltage battery 3.
AC充電インレット42は、車外の交流電源300に接続されたケーブルと、OBC41とを電気的に接続するための装置である。AC充電インレット42は、OBC41に電気的に接続されているとともに、上記のケーブルの端部に設けられたコネクタ(以下、適宜、ACコネクタという)が差し込まれてこれと嵌合するように構成されている。 The AC charging inlet 42 is a device for electrically connecting a cable connected to an external AC power source 300 to the OBC 41. The AC charging inlet 42 is electrically connected to the OBC 41, and is configured so that a connector (hereinafter, appropriately referred to as an AC connector) provided at the end of the cable is inserted and fitted into the inlet 42.
OBCコンタクタ44a、44bは、OBC41と高電圧ライン31(高電圧回路30)とを電気的に断接するコンタクタである。一方のOBCコンタクタ44a(以下、P側OBCコンタクタ44aという)の2つの接点には、OBC41の正極側のライン43aとP側高電圧ライン31aとがそれぞれ接続されており、このP側OBCコンタクタ44aによってOBC41の正極側のライン43aとP側高電圧ライン31aとの電気的接続が切断される。他方のOBCコンタクタ44b(以下、N側OBCコンタクタ44bという)の2つの接点には、OBC41の負極側のライン43bとN側高電圧ライン31bとがそれぞれ接続されており、このN側OBCコンタクタ44bによってOBC41の負極側のライン43bとN側高電圧ライン31bとの電気的接続が断接される。 The OBC contactors 44a and 44b are contactors that electrically connect and disconnect the OBC 41 and the high voltage line 31 (high voltage circuit 30). The two contacts of one OBC contactor 44a (hereinafter referred to as the P-side OBC contactor 44a) are connected to the positive side line 43a of the OBC 41 and the P-side high voltage line 31a, respectively, and the electrical connection between the positive side line 43a of the OBC 41 and the P-side high voltage line 31a is cut off by this P-side OBC contactor 44a. The two contacts of the other OBC contactor 44b (hereinafter referred to as the N-side OBC contactor 44b) are connected to the negative side line 43b of the OBC 41 and the N-side high voltage line 31b, respectively, and the N-side OBC contactor 44b electrically disconnects the negative side line 43b of the OBC 41 and the N-side high voltage line 31b.
(DC外部充電装置50)
DC外部充電装置50は、車外の直流電源からの電力を高電圧バッテリ2に供給して高電圧バッテリ2を充電するための装置である。DC外部充電装置50は、DC充電インレット52と、一対のQBCコンタクタ51a、51bとを有する。
(DC external charging device 50)
The DC external charging device 50 is a device for supplying electric power from a DC power source outside the vehicle to the high-voltage battery 2 to charge the high-voltage battery 2. The DC external charging device 50 has a DC charging inlet 52 and a pair of QBC contactors 51a, 51b.
DC充電インレット52は、車外の直流電源301に接続されたケーブルと、高電圧ライン31とを電気的に接続するための装置である。DC充電インレット52は、上記のケーブルの端部に設けられたコネクタ(以下、適宜、DCコネクタという)が差し込まれてこれと嵌合するように構成されている。 The DC charging inlet 52 is a device for electrically connecting a cable connected to a DC power source 301 outside the vehicle to the high voltage line 31. The DC charging inlet 52 is configured so that a connector (hereinafter, appropriately referred to as a DC connector) provided at the end of the cable is inserted and engaged with it.
QBCコンタクタ51a、51bは、DC充電インレット52と高電圧ライン31とを電気的に断接するコンタクタである。一方のQBCコンタクタ51a(以下、P側QBCコンタクタ51aという)の2つの接点には、DC充電インレット52の正極側のライン52aとP側高電圧ライン31aとがそれぞれ接続されており、このP側QBCコンタクタ51aによってDC充電インレット52の正極側のライン52aとP側高電圧ライン31aとの電気的接続が断接される。他方のQBCコンタクタ51b(以下、N側QBCコンタクタ51bという)の2つの接点には、DC充電インレット52の負極側のライン52bとN側高電圧ライン31bとがそれぞれ接続されており、このN側QBCコンタクタ51bによってDC充電インレット52の負極側のライン52bとN側高電圧ライン31bの電気的接続が断接される。 The QBC contactors 51a and 51b are contactors that electrically connect and disconnect the DC charging inlet 52 and the high voltage line 31. The two contacts of one QBC contactor 51a (hereinafter referred to as the P-side QBC contactor 51a) are connected to the positive side line 52a of the DC charging inlet 52 and the P-side high voltage line 31a, respectively, and the P-side QBC contactor 51a electrically connects and disconnects the positive side line 52a of the DC charging inlet 52 and the P-side high voltage line 31a. The two contacts of the other QBC contactor 51b (hereinafter referred to as the N-side QBC contactor 51b) are connected to the negative side line 52b of the DC charging inlet 52 and the N-side high voltage line 31b, respectively, and the N-side QBC contactor 51b electrically disconnects the line 52b on the negative side of the DC charging inlet 52 and the N-side high voltage line 31b.
(コントローラ)
図2は、車両1に搭載されたコントローラどうしの関係を示したブロック図である。車両1には、コントローラとして、C-BCM(Center-Body Control Module)200、PCM(Power Control Module)201、ECM(Engine Control Module)202、DMCM(Driver Moor Control Module)203、SGCM(Starter Generator Control Module)204、BCCM(Battery Charger Control Module)205、BECM(Battery Energy Control Module)206、ESU(Electric Supply Unit)207が搭載されている。これらコントローラ200~207は、低電圧バッテリ3に接続されており、低電圧バッテリ3からの電力を受けて作動する。
(controller)
FIG. 2 is a block diagram showing the relationship between the controllers mounted on the vehicle 1. The vehicle 1 includes, as controllers, a C-BCM (Center-Body Control Module) 200, a PCM (Power Control Module) 201, an ECM (Engine Control Module) 202, a DMCM (Driver Moor Control Module) 203, an SGCM (Starter Generator Control Module) 204, a BCCM (Battery Charger Control Module) 205, a BECM (Battery Energy Control Module) 206, an ESU (Electric Supply These controllers 200 to 207 are connected to the low-voltage battery 3 and operate by receiving power from the low-voltage battery 3.
各コントローラ200~207は、それぞれ主として次の制御を行う。C-BCM200はドアや窓等を制御する。PCM201は車両1の駆動系の装置を制御する。ECM202はエンジン22を制御する。DMCM203はインバータ6を制御する。SGCM204はコンバータ7を制御する。BCCM205はOBC41を制御する。BECM206は高電圧バッテリ2を制御する。ESU207は冷暖房装置11を制御する。これらコントローラ200~207相互に信号の授受を行う。例えば、これらコントローラ200~207は互いにCAN(Controller Area Network)通信を行う。 Each of the controllers 200-207 mainly performs the following controls: The C-BCM 200 controls the doors, windows, etc. The PCM 201 controls the drive system of the vehicle 1. The ECM 202 controls the engine 22. The DMCM 203 controls the inverter 6. The SGCM 204 controls the converter 7. The BCCM 205 controls the OBC 41. The BECM 206 controls the high-voltage battery 2. The ESU 207 controls the air conditioning and heating device 11. These controllers 200-207 exchange signals with each other. For example, these controllers 200-207 communicate with each other via CAN (Controller Area Network).
ここで、図2に示したHMI装置208は、各種情報の表示等を行う装置であり、ディスプレイ等を含む。なお、HMIは、Human Machine Interfaceの略である。 Here, the HMI device 208 shown in FIG. 2 is a device that displays various information, and includes a display. Note that HMI is an abbreviation for Human Machine Interface.
(外部充電制御)
次に、車外の電源によって高電圧バッテリ2を充電する外部充電に係る制御である外部充電制御について説明する。図3は、外部充電制御の制御構成を示したブロック図である。外部充電制御は主としてPCM201により実施される。PCM201は、請求項の「制御装置」に相当する。
(External charging control)
Next, an external charging control that charges the high-voltage battery 2 using a power source outside the vehicle will be described. Fig. 3 is a block diagram showing a control configuration of the external charging control. The external charging control is mainly performed by the PCM 201. The PCM 201 corresponds to the "control device" in the claims.
PCM201には、BCCM205を介してAC充電インレット42から信号が入力される。具体的に、AC充電インレット42は、ACコネクタが嵌合されて車外の交流電源300に基づく外部充電が可能な状態になると所定の信号(以下、適宜、ACコネクタ嵌合信号という)をBCCM205に出力するように構成されている。BCCM205は、AC充電インレット42からこのACコネクタ嵌合信号が入力されると、これをPCM201に送信する。 A signal is input to the PCM 201 from the AC charging inlet 42 via the BCCM 205. Specifically, the AC charging inlet 42 is configured to output a predetermined signal (hereinafter, appropriately, referred to as an AC connector engagement signal) to the BCCM 205 when the AC connector is engaged and external charging based on the AC power source 300 outside the vehicle is possible. When the AC connector engagement signal is input from the AC charging inlet 42, the BCCM 205 transmits it to the PCM 201.
また、PCM201には、DC充電インレット52から信号が入力される。具体的に、直流電源装置301には所定のスイッチが設けられている。直流電源装置301は、DCコネクタとDC充電インレット52とが嵌合した状態で上記のスイッチがON操作されると、高電圧バッテリ2に向けて電力を出力するようになっている。DC充電インレット52は、DCコネクタが嵌合された状態で上記のスイッチがON操作されて、直流電源装置301による外部充電が可能な状態になると所定の信号(以下、適宜、DC充電スイッチON信号という)をPCM201に送信する。 A signal is also input to the PCM 201 from the DC charging inlet 52. Specifically, the DC power supply 301 is provided with a specified switch. When the switch is turned ON with the DC connector and the DC charging inlet 52 engaged, the DC power supply 301 outputs power to the high-voltage battery 2. When the switch is turned ON with the DC connector engaged and external charging by the DC power supply 301 is possible, the DC charging inlet 52 transmits a specified signal (hereinafter, appropriately referred to as a DC charging switch ON signal) to the PCM 201.
また、PCM201には、BECM206を介して、バッテリ電流センサSN1およびバッテリ電圧センサSN2等の検出信号が入力される。 In addition, detection signals from the battery current sensor SN1 and the battery voltage sensor SN2 are input to the PCM201 via the BECM206.
PCM201は、上記の各信号に基づいて各種の演算や判定を行い、車両1の各装置に指令を出す。外部充電制御の実施時、PCM201は、少なくとも、P側メインコンタクタ71、N側メインコンタクタ72、プリチャージコンタクタ73、OBCコンタクタ44a、44b、QBCコンタクタ51a、51b、DC/DCコンバータ8および各コントローラ(DMCM203、SGCM204、BCCM205、BECM206、ESU207)に指令を出す。 The PCM 201 performs various calculations and judgments based on the above signals, and issues commands to each device of the vehicle 1. When external charging control is performed, the PCM 201 issues commands at least to the P-side main contactor 71, the N-side main contactor 72, the precharge contactor 73, the OBC contactors 44a and 44b, the QBC contactors 51a and 51b, the DC/DC converter 8, and each controller (DMCM 203, SGCM 204, BCCM 205, BECM 206, ESU 207).
図4は、外部充電制御の手順を示したフローチャートである。図4を用いて外部充電制御の詳細を説明する。ここで、外部充電制御は、停車中に実施されるようになっており、図4のフローチャートは停車中に実施される。また、車両が停止されると所定時間後に各コンタクタ(メインコンタクタ71、72、プリチャージコンタクタ73、OBCコンタクタ44a、44b、QBCコンタクタ51a、51b)はOFF(開成状態)にされるようになっており、図4のフローチャートは、各コンタクタがOFFの状態で開始される。 Figure 4 is a flowchart showing the procedure for external charging control. The details of external charging control will be explained using Figure 4. Here, external charging control is performed while the vehicle is stopped, and the flowchart in Figure 4 is performed while the vehicle is stopped. In addition, when the vehicle is stopped, each contactor (main contactors 71, 72, pre-charge contactor 73, OBC contactors 44a, 44b, QBC contactors 51a, 51b) is turned OFF (open state) after a predetermined time, and the flowchart in Figure 4 starts with each contactor in the OFF state.
まず、外部充電要求が出されたか否かの判定が行われる(ステップS1)。そして、外部充電要求が出された場合にのみ(ステップS1の判定がYESの場合にのみ)、ステップS2以降の処理が行われる。具体的に、AC充電インレット42からACコネクタ嵌合信号がBCCM205に送信される、あるいは、DC充電インレット52からDC充電スイッチON信号がPCM201に送信されると、ステップS1の判定はYESになる。 First, it is determined whether or not an external charging request has been issued (step S1). Then, only when an external charging request has been issued (only when the determination in step S1 is YES) is the processing in step S2 and subsequent steps performed. Specifically, when an AC connector mating signal is sent from the AC charging inlet 42 to the BCCM 205, or a DC charging switch ON signal is sent from the DC charging inlet 52 to the PCM 201, the determination in step S1 becomes YES.
ACコネクタ嵌合信号あるいはDC充電スイッチON信号が送信されてステップS1の判定がYESになると、各コントローラが起動される(ステップS2)。つまり、低電圧バッテリ3から各コントローラへの電力供給が開始される。具体的に、ACコネクタ嵌合信号がBCCM205に送信されると、まず、BCCM205が起動されて、BCCM205によってPCM201が起動される。その後、PCM201によってDMCM203、SGCM204、BECM206およびESU207が起動される。また、DC充電スイッチON信号がPCM201に送信されると、PCM201が起動され、PCM201によってDMCM203、SGCM204、BCCM205、BECM206およびESU207が起動される。なお、ACコネクタ嵌合信号がBCCM205に送信された場合は、上記のように、ACコネクタ嵌合信号はBCCM205からPCM201にも送られる。また、このとき、OBC41にも低電圧バッテリ3から電力が供給されてこれも起動される。 When an AC connector mating signal or a DC charging switch ON signal is transmitted and the determination in step S1 is YES, each controller is started (step S2). That is, power supply from the low-voltage battery 3 to each controller is started. Specifically, when an AC connector mating signal is transmitted to the BCCM 205, the BCCM 205 is first started, and the PCM 201 is started by the BCCM 205. Then, the DMCM 203, the SGCM 204, the BECM 206, and the ESU 207 are started by the PCM 201. Also, when a DC charging switch ON signal is transmitted to the PCM 201, the PCM 201 is started, and the DMCM 203, the SGCM 204, the BCCM 205, the BECM 206, and the ESU 207 are started by the PCM 201. When the AC connector engagement signal is sent to the BCCM 205, the AC connector engagement signal is also sent from the BCCM 205 to the PCM 201, as described above. At this time, power is also supplied from the low-voltage battery 3 to the OBC 41, which is also started up.
ステップS2から後の処理はPCM201によって実施される。 Processing from step S2 onwards is performed by PCM201.
まず、PCM201は、外部充電要求が出されることに伴って起動すると、DMCM203等の起動と合わせてDC/DCコンバータ8を起動する(ステップS3)。具体的には、PCM201からの指令を受けてDC/DCコンバータ8(詳細にはDC/DCコンバータ8に設けられたマイコン)に低電圧バッテリ3からの電力供給が開始され、DC/DCコンバータ8が作動可能な状態とされる。つまり、本実施形態では、外部充電の実施中、高電圧バッテリ2に加えて低電圧バッテリ3も充電されるようになっており、外部充電要求が出されるとDC/DCコンバータ8は作動可能な状態であって電力の供給を受けるとそれを降圧して低電圧バッテリ3に供給することが可能な状態とされる。なお、ステップS3の時点では、高電圧回路30は高電圧バッテリ2と外部充電装置40、50のいずれとも電気的に接続されていない。そのため、ステップS3の時点では、DC/DCコンバータ8への電力供給がないことからDC/DCコンバータ8は作動しない。 First, when the PCM 201 is started in response to an external charging request, it starts the DC/DC converter 8 together with the DMCM 203 (step S3). Specifically, in response to a command from the PCM 201, power supply from the low-voltage battery 3 is started to the DC/DC converter 8 (specifically, the microcomputer provided in the DC/DC converter 8), and the DC/DC converter 8 is made operable. That is, in this embodiment, during external charging, the low-voltage battery 3 is also charged in addition to the high-voltage battery 2, and when an external charging request is issued, the DC/DC converter 8 is made operable and is made capable of stepping down the power it receives and supplying it to the low-voltage battery 3. At the time of step S3, the high-voltage circuit 30 is not electrically connected to either the high-voltage battery 2 or the external charging devices 40 and 50. Therefore, at the time of step S3, the DC/DC converter 8 is not supplied with power, and therefore the DC/DC converter 8 is not in operation.
次に、PCM201は、高電圧バッテリ2のSOC(State Of Charge)であるバッテリSOCが所定の第2判定SOC以上であるか否かを判定する(ステップS4)。PCM201は、バッテリ電流センサSN1やバッテリ電圧センサSN2等から送られる高電圧バッテリ2に関わる情報に基づいてバッテリSOCを算出している。ステップS4では、PCM201はこの算出値と第2判定SOCとを比較する。第2判定SOCは、後述する第1判定SOCよりも高い値に予め設定されてPCM201に記憶されている。第2判定SOCは、請求項の「第2判定値」に相当する。 Next, the PCM 201 determines whether the battery SOC, which is the SOC (State Of Charge) of the high-voltage battery 2, is equal to or greater than a predetermined second judgment SOC (step S4). The PCM 201 calculates the battery SOC based on information related to the high-voltage battery 2 sent from the battery current sensor SN1, the battery voltage sensor SN2, etc. In step S4, the PCM 201 compares this calculated value with the second judgment SOC. The second judgment SOC is preset to a value higher than the first judgment SOC described below and is stored in the PCM 201. The second judgment SOC corresponds to the "second judgment value" in the claims.
バッテリSOCが第2判定SOC未満であってステップS4の判定がNOの場合、PCM201はステップS6に進む。一方、バッテリSOCが第2判定SOC以上であってステップS4の判定がYESの場合、PCM201はステップS5に進み、充電失敗回数を0にリセットする。ステップS5の後はステップS6に進む。充電失敗回数は、外部充電が失敗したとPCM201が判定した回数である。外部充電が失敗したか否かの判定手順については後述する。 If the battery SOC is less than the second judgment SOC and the judgment in step S4 is NO, PCM201 proceeds to step S6. On the other hand, if the battery SOC is equal to or greater than the second judgment SOC and the judgment in step S4 is YES, PCM201 proceeds to step S5 and resets the number of charging failures to 0. After step S5, PCM201 proceeds to step S6. The number of charging failures is the number of times that PCM201 has judged that external charging has failed. The procedure for judging whether external charging has failed will be described later.
ステップS6にて、PCM201は、バッテリSOCが所定の第1判定SOC未満であり、且つ、充電失敗回数が所定の判定回数以上である、という接続禁止条件が成立するか否かを判定する。第1判定SOCおよび判定回数は予め設定されてPCM201に記憶されている。本実施形態では、1回の外部充電失敗によって生じる高電圧バッテリ2の放電量の最大値が実験等によって算出されて、この最大値の放電が許容できる回数が判定回数として設定されている。例えば、判定回数は3回に設定される。また、第1判定SOCは2%に設定され、第2判定SOCは2%よりも高い5%に設定される。第1判定SOCは、請求項の「判定値」に相当する。 In step S6, the PCM 201 determines whether a connection prohibition condition is satisfied, that is, the battery SOC is less than a predetermined first judgment SOC and the number of charging failures is equal to or greater than a predetermined judgment number. The first judgment SOC and the judgment number are set in advance and stored in the PCM 201. In this embodiment, the maximum value of the discharge amount of the high-voltage battery 2 caused by one external charging failure is calculated by experiment or the like, and the number of times that this maximum value can be discharged is set as the judgment number. For example, the judgment number is set to three times. The first judgment SOC is set to 2%, and the second judgment SOC is set to 5%, which is higher than 2%. The first judgment SOC corresponds to the "judgment value" in the claims.
上記の接続禁止条件が成立せずステップS6の判定がNOの場合、つまり、バッテリSOCが第1判定SOC以上である、あるいは、充電失敗回数が判定回数に到達していない場合、PCM201はステップS7に進む。そして、ステップS7にて、PCM201は、外部充電を開始させる。具体的に、PCM201は、メインコンタクタ71、72をOFFからON(閉成状態)に切り替えるとともに、OBCコンタクタ44a、44bあるいはQBCコンタクタ51a、51bをOFFからONに切り替える。また、ACコネクタ嵌合信号が入力されている場合は、PCM201は、メインコンタクタ71、72をONにした後、交流電源装置300に所定の信号を出力して電源装置300の状態を電力出力可能な状態に切り替える。 If the above connection prohibition condition is not satisfied and the judgment in step S6 is NO, that is, if the battery SOC is equal to or greater than the first judgment SOC or the number of charging failures has not reached the judgment number, the PCM 201 proceeds to step S7. Then, in step S7, the PCM 201 starts external charging. Specifically, the PCM 201 switches the main contactors 71 and 72 from OFF to ON (closed state) and switches the OBC contactors 44a and 44b or the QBC contactors 51a and 51b from OFF to ON. Also, if an AC connector mating signal has been input, the PCM 201 turns the main contactors 71 and 72 ON, and then outputs a predetermined signal to the AC power supply device 300 to switch the state of the power supply device 300 to a state in which power can be output.
具体的に、ACコネクタ嵌合信号が入力されている場合、ステップS7にて、PCM201は、まず、プリチャージコンタクタ73、P側メインコンタクタ71および各OBCコンタクタ44a、44bをONに切り替え、その後、N側メインコンタクタ72をONに切り替えるとともにプリチャージコンタクタ73をOFFに戻す。このようにしてメインコンタクタ71、72がONにされると、高電圧バッテリ2と高電圧回路30とが電気的に接続される。また、OBCコンタクタ44a、44bがONにされることで、高電圧回路30とOBC41とが電気的に接続される。ステップS7の時点でAC充電インレット42とACコネクタとは嵌合しており、AC充電インレットおよびOBC41と車外の交流電源300とは電気的に接続されている。これより、ステップS7の実施によって、交流電源300と高電圧回路30とがAC充電インレット42およびOBC41を介して電気的に接続され、高電圧回路30と高電圧バッテリ2とが電気的に接続され、AC充電インレット42、OBC41および高電圧回路30介して交流電源300と高電圧バッテリ2とが電気的に接続される。ここで、このOBCコンタクタ44a、44bをONにする制御は、請求項の「外部充電が開始されるように外部充電装置を制御する」に相当する。 Specifically, when an AC connector mating signal is input, in step S7, the PCM 201 first switches the pre-charge contactor 73, the P-side main contactor 71, and each OBC contactor 44a, 44b to ON, then switches the N-side main contactor 72 to ON and returns the pre-charge contactor 73 to OFF. When the main contactors 71, 72 are turned ON in this manner, the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30 are electrically connected. In addition, when the OBC contactors 44a, 44b are turned ON, the high-voltage circuit 30 and the OBC 41 are electrically connected. At the time of step S7, the AC charging inlet 42 and the AC connector are mated, and the AC charging inlet and the OBC 41 are electrically connected to the external AC power source 300. Thus, by carrying out step S7, the AC power source 300 and the high voltage circuit 30 are electrically connected via the AC charging inlet 42 and the OBC 41, the high voltage circuit 30 and the high voltage battery 2 are electrically connected, and the AC power source 300 and the high voltage battery 2 are electrically connected via the AC charging inlet 42, the OBC 41, and the high voltage circuit 30. Here, the control of turning on the OBC contactors 44a and 44b corresponds to "controlling the external charging device so that external charging is started" in the claims.
また、DC充電スイッチON信号が入力されている場合、ステップS7にて、PCM201は、まず、プリチャージコンタクタ73、P側メインコンタクタ71および各QBCコンタクタ51a、51bをONに切り替え、その後、N側メインコンタクタ72をONに切り替えるとともにプリチャージコンタクタ73をOFFに戻す。上記と同様に、この場合も、メインコンタクタ71、72がONにされることで、高電圧バッテリ2と高電圧回路30とが電気的に接続される。また、QBCコンタクタ51a、51aがONにされることで、高電圧回路30とDC充電インレット52とが電気的に接続される。ステップS7の時点で、DC充電インレット52とDCコネクタとは嵌合しており、DC充電インレット52と車外の直流電源301とは電気的に接続されている。これより、ステップS7の実施によって、直流電源301と高電圧回路30とがDC充電インレット52を介して電気的に接続され、高電圧回路30と高電圧バッテリ2とが電気的に接続され、直流電源301と高電圧バッテリ2とがDC充電インレット52および高電圧回路30を介して電気的に接続される。ここで、このQBCコンタクタ51a、51bをONにする制御は、請求項の「外部充電が開始されるように外部充電装置を制御する」に相当する。 Also, if a DC charging switch ON signal has been input, in step S7, the PCM 201 first switches the pre-charge contactor 73, the P-side main contactor 71, and each QBC contactor 51a, 51b ON, and then switches the N-side main contactor 72 ON and returns the pre-charge contactor 73 to OFF. As in the above, in this case, the main contactors 71, 72 are turned ON to electrically connect the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30. Also, the QBC contactors 51a, 51a are turned ON to electrically connect the high-voltage circuit 30 and the DC charging inlet 52. At the time of step S7, the DC charging inlet 52 and the DC connector are engaged, and the DC charging inlet 52 and the external DC power source 301 are electrically connected. Thus, by carrying out step S7, the DC power supply 301 and the high voltage circuit 30 are electrically connected via the DC charging inlet 52, the high voltage circuit 30 and the high voltage battery 2 are electrically connected, and the DC power supply 301 and the high voltage battery 2 are electrically connected via the DC charging inlet 52 and the high voltage circuit 30. Here, the control of turning on the QBC contactors 51a and 51b corresponds to "controlling the external charging device so that external charging is started" in the claims.
ステップS7の次は、PCM201は、ステップS7を実施してから所定の判定時間が経過するまでの間に充電側のバッテリ電流であって高電圧バッテリ2に流入する電流が増大したか否かを判定する(ステップS8)。具体的に、PCM201は、バッテリ電流が、ステップS7の実施前の値、つまり、各コンタクタ71、72、44a、44b(51a、51b)がONに切り替えられる前の値から増大したか否かを判定する。この判定は、バッテリ電流センサSN1の検出値に基づいて実施される。なお、上記の判定時間は予め設定されて記憶されている。例えば、判定時間は5分程度に設定される。 After step S7, the PCM 201 determines whether the battery current on the charging side, which is the current flowing into the high-voltage battery 2, has increased during the time from when step S7 was performed until a predetermined determination time has elapsed (step S8). Specifically, the PCM 201 determines whether the battery current has increased from the value before step S7 was performed, that is, the value before each contactor 71, 72, 44a, 44b (51a, 51b) was switched ON. This determination is performed based on the detection value of the battery current sensor SN1. The above determination time is preset and stored. For example, the determination time is set to about 5 minutes.
そして、ステップS8の判定がNOの場合、つまり、ステップS5を実施してから判定時間が経過するまでの間に充電側のバッテリ電流が増大しなかった場合、PCM201は、ステップS10に進み、外部充電が失敗したと判定する。そして、充電失敗回数をカウントアップする(つまり、記憶している充電失敗回数に1を足す)。 If the determination in step S8 is NO, that is, if the battery current on the charging side has not increased during the period from when step S5 was performed until the determination time has elapsed, the PCM 201 proceeds to step S10 and determines that external charging has failed. Then, the number of charging failures is counted up (i.e., 1 is added to the stored number of charging failures).
つまり、上記のようにステップS7の実施によって高電圧バッテリ2と車外の電源(交流電源300あるいは直流電源301)とは電気的に接続される。そのため、外部充電関連機器(外部充電に関連する機器であって、交流電源300、直流電源301、AC外部充電装置40、DC外部充電装置50)が故障していなければ、車外の電源300、301から高電圧バッテリ2に電力が供給されて、高電圧バッテリ2を流れる充電側の電流は増大する。これに対して、外部充電関連機器が故障しており外部充電が適切になされない場合すなわち外部充電が失敗した場合は、車外の電源300、301から高電圧バッテリ2に電力が供給されない結果、高電圧バッテリ2を流れる充電側の電流は増大しない。これより、PCM201は、上記のように、ステップS7を実施した後にバッテリ電流が増大したか否かに基づいて外部充電が失敗したか否かを判定する。 That is, as described above, by performing step S7, the high-voltage battery 2 and the power source outside the vehicle (AC power source 300 or DC power source 301) are electrically connected. Therefore, if the external charging-related equipment (equipment related to external charging, which is AC power source 300, DC power source 301, AC external charging device 40, and DC external charging device 50) is not broken, power is supplied from the external power sources 300 and 301 to the high-voltage battery 2, and the charging-side current flowing through the high-voltage battery 2 increases. On the other hand, if the external charging-related equipment is broken and external charging is not performed properly, that is, if external charging fails, power is not supplied from the external power sources 300 and 301 to the high-voltage battery 2, and the charging-side current flowing through the high-voltage battery 2 does not increase. Thus, the PCM 201 determines whether external charging has failed based on whether the battery current has increased after performing step S7, as described above.
ステップS10の後はステップS11に進み、PCM201は、メインコンタクタをONからOFFに切り替えるとともに、ONにしているOBCコンタクタ44a、44bあるいはQBCコンタクタ51a、51bをOFFに切り替えて、処理を終了する(ステップS11)。ステップS11が実施されて各コンタクタ71、72、44a、44b(51a、51b)がOFFにされると、高電圧バッテリ2と高電圧回路30と電源装置300(301)の各電気的接続はすべて遮断される。 After step S10, the process proceeds to step S11, where the PCM 201 switches the main contactor from ON to OFF, and switches the OBC contactors 44a, 44b or the QBC contactors 51a, 51b that are ON to OFF, and ends the process (step S11). When step S11 is performed and the contactors 71, 72, 44a, 44b (51a, 51b) are turned OFF, all electrical connections between the high-voltage battery 2, the high-voltage circuit 30, and the power supply device 300 (301) are cut off.
一方、ステップS8の判定がYESの場合、つまり、ステップS5を実施してから判定時間が経過するまでの間に充電側のバッテリ電流が増大した場合であって外部充電が適切に行われている場合は、PCM201は、メインコンタクタ71、72およびOBCコンタクタ44a、44bあるいはQBCコンタクタ51a、51bをONに維持してステップS9に進む。ステップS9では、PCM201は、外部充電停止要求が出されたか否かを判定する。具体的に、PCM201は、DC充電スイッチON信号の入力がなくなった(直流電源装置301のスイッチがOFFにされた)場合や、ACコネクタ嵌合信号の入力がなくなった(ACコネクタがAC充電インレット42から取り外された)場合や、高電圧バッテリ2が満充電された場合や、予め設定された外部充電の時間が経過した場合に、外部充電を停止させる外部充電停止要求が出されたと判定する。 On the other hand, if the determination in step S8 is YES, that is, if the battery current on the charging side has increased between the time when step S5 was performed and the time when the determination time has elapsed, and external charging is being performed properly, the PCM 201 maintains the main contactors 71 and 72 and the OBC contactors 44a and 44b or the QBC contactors 51a and 51b ON and proceeds to step S9. In step S9, the PCM 201 determines whether or not an external charging stop request has been issued. Specifically, the PCM 201 determines that an external charging stop request to stop external charging has been issued when the input of the DC charging switch ON signal is no longer present (the switch of the DC power supply device 301 is turned OFF), when the input of the AC connector engagement signal is no longer present (the AC connector is removed from the AC charging inlet 42), when the high-voltage battery 2 is fully charged, or when a preset external charging time has elapsed.
PCM201は、外部充電止要求が出されておらずステップS9の判定がNOの場合、各コンタクタ71、72、44a、44b(51a、51b)をONに維持する。そして、外部充電停止要求が出されると(ステップS9の判定がYESになると)、ステップS11に進み、メインコンタクタをONからOFFに切り替えるとともに、ONにしているOBCコンタクタ44a、44bあるいはQBCコンタクタ51a、51bをOFFに切り替えて、処理を終了する。 If an external charging stop request has not been issued and the determination in step S9 is NO, the PCM 201 keeps each contactor 71, 72, 44a, 44b (51a, 51b) ON. Then, if an external charging stop request is issued (the determination in step S9 is YES), the PCM 201 proceeds to step S11, switches the main contactor from ON to OFF, and switches the OBC contactors 44a, 44b or QBC contactors 51a, 51b that are ON to OFF, and ends the process.
ステップS6に戻り、ステップS6の判定がYESの場合、つまり、バッテリSOCが第1判定SOC未満であり且つ充電失敗回数が判定回数以上であるという接続禁止条件が成立する場合、PCM201はステップS12に進む。ステップS12では、PCM201は、コンタクタをOFFに維持する。具体的に、PCM201は、メインコンタクタ71、72、プリチャージコンタクタ73、OBCコンタクタ44a、44bおよびQBCコンタクタ51a、51bのすべてをOFFに維持する。これにより、高電圧バッテリ2と高電圧回路30と電源装置300(301)の各電気的接続はすべて遮断された状態に維持される。また、ステップS12の後、PCM201は、ステップS13に進み、HMI装置208に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に外部充電が不可能であることを報知して処理を終了する。 Returning to step S6, if the determination in step S6 is YES, that is, if the connection prohibition condition is satisfied, that is, the battery SOC is less than the first determination SOC and the number of charging failures is equal to or greater than the determination number, the PCM 201 proceeds to step S12. In step S12, the PCM 201 maintains the contactors OFF. Specifically, the PCM 201 maintains all of the main contactors 71, 72, the precharge contactor 73, the OBC contactors 44a, 44b, and the QBC contactors 51a, 51b OFF. As a result, all electrical connections between the high-voltage battery 2, the high-voltage circuit 30, and the power supply device 300 (301) are maintained in a disconnected state. After step S12, the PCM 201 proceeds to step S13, where it causes the HMI device 208 to display an abnormality, or the like, to inform the occupant that external charging is not possible, and ends the process.
(作用等)
図5~図7は、上記の外部充電制御を実施したときの各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。図5~図7には、ACコネクタ嵌合信号がBCCM206に入力されるのに伴って外部充電制御が実行される場合を例示している。図5は、接続禁止条件が非成立で且つ交流電源装置300が故障していない場合のタイムチャートである。図6は、接続禁止条件が非成立で且つ交流電源装置300が故障している場合のタイムチャートである。図7は、接続禁止条件が成立したときのタイムチャートである。図5~図7には、上から順に、外部充電要求フラグ、BCCM205の起動状態、各コントローラ(PCM201、DMCM203、SGCM204、BECM206、ESU207)およびDC/DCコンバータ8の起動状態、メインコンタクタ71、72のON/OFF状態、OBCコンタクタ44a、44bのON/OFF状態、バッテリ電流(高電圧バッテリ2を流れる電流)、充電失敗フラグ、バッテリSOC(高電圧バッテリ2のSOC)の各グラフを示している。なお、図7のバッテリ電流およびバッテリSOCのグラフには、合わせて図6のグラフを鎖線で示している。上記の外部充電要求フラグは、外部充電の要求が出されている間は1になりその他の場合は0になるフラグである。
(effect, etc.)
Fig. 5 to Fig. 7 are time charts showing the change over time of each parameter when the above-mentioned external charging control is performed. Fig. 5 to Fig. 7 illustrate a case where the external charging control is performed in response to an AC connector fitting signal being input to the BCCM 206. Fig. 5 is a time chart when the connection prohibition condition is not satisfied and the AC power supply device 300 is not malfunctioning. Fig. 6 is a time chart when the connection prohibition condition is not satisfied and the AC power supply device 300 is malfunctioning. Fig. 7 is a time chart when the connection prohibition condition is satisfied. 5 to 7 show, from the top, graphs of an external charging request flag, the start-up state of the BCCM 205, the start-up states of the controllers (PCM 201, DMCM 203, SGCM 204, BECM 206, ESU 207) and the DC/DC converter 8, the ON/OFF state of the main contactors 71 and 72, the ON/OFF state of the OBC contactors 44a and 44b, the battery current (current flowing through the high-voltage battery 2), a charging failure flag, and a battery SOC (SOC of the high-voltage battery 2). Note that the graphs of the battery current and battery SOC in FIG. 7 also show the graphs in FIG. 6 by dashed lines. The above-mentioned external charging request flag is a flag that is set to 1 while a request for external charging is being issued and set to 0 otherwise.
図5の例では、時刻t1にて外部充電要求が出されて外部充電要求フラグが0から1になる。図5はACコネクタ嵌合信号がBCCM205に入力された場合の例であり、この場合は、上記のように、時刻t1後の時刻t2にて、まずBCCM206が起動されてOFFからONに切り替えられ、その後の時刻t3にて、各コントローラ201、203、204、206、207およびDC/DCコンバータ8が起動されてOFFからONに切り替えられる。また、時刻t3後の時刻t4にて、メインコンタクタ71、72とOBCコンタクタ44a、44bがOFFからONに切り替えられる。なお、上記のように、ACコネクタ嵌合信号に伴う外部充電の場合は、合わせて、PCM201から交流電源装置300に対してその電力出力を許可にする信号が出力される。 In the example of FIG. 5, an external charging request is issued at time t1, and the external charging request flag changes from 0 to 1. FIG. 5 shows an example in which an AC connector fitting signal is input to the BCCM 205. In this case, as described above, at time t2 after time t1, the BCCM 206 is first started and switched from OFF to ON, and then at time t3, the controllers 201, 203, 204, 206, 207 and the DC/DC converter 8 are started and switched from OFF to ON. Also, at time t4 after time t3, the main contactors 71 and 72 and the OBC contactors 44a and 44b are switched from OFF to ON. In addition, in the case of external charging associated with the AC connector fitting signal, as described above, a signal to permit power output is also output from the PCM 201 to the AC power supply device 300.
図8は、図5の例における時刻t4後の電気の流れを模式的に示した図である。なお、図8では、一部の機器の図示は省略している。接続禁止条件が非成立で且つ交流電源装置300が故障していない状態でメインコンタクタ71、72とOBCコンタクタ44a、44bがONにされると、矢印Y1に示すように、交流電源装置300からAC外部充電装置40に電気が供給され、矢印Y2に示すようにAC外部充電装置40から高電圧回路30に電気が供給される。そして、矢印Y3に示すように、高電圧回路30から高電圧バッテリ2に電気が流れる。これにより、図5の例では、各コンタクタ71、72、41a、44bがONにされた時刻t4後、充電側のバッテリ電流は上昇する。また、バッテリSOCも時刻t4後に増大していく。 Figure 8 is a diagram showing the flow of electricity after time t4 in the example of Figure 5. Note that some devices are not shown in Figure 8. When the main contactors 71, 72 and the OBC contactors 44a, 44b are turned ON when the connection prohibition condition is not satisfied and the AC power supply device 300 is not broken, electricity is supplied from the AC power supply device 300 to the AC external charging device 40 as shown by arrow Y1, and electricity is supplied from the AC external charging device 40 to the high voltage circuit 30 as shown by arrow Y2. Then, electricity flows from the high voltage circuit 30 to the high voltage battery 2 as shown by arrow Y3. As a result, in the example of Figure 5, the battery current on the charging side increases after time t4 when the contactors 71, 72, 41a, and 44b are turned ON. The battery SOC also increases after time t4.
ここで、時刻t4の時点でDC/DCコンバータ8は起動している。これより、時刻t4後は、図8の矢印Y4に示すように、交流電源装置300から高電圧回路30を介してDC/DCコンバータ8にも電気が供給される。そして、DC/DCコンバータ8によって交流電源装置300の出力電力が降圧されて低電圧バッテリ3に供給される。また、図5の矢印Y6に示すように、時刻t4後において、交流電源装置300の出力電力は高電圧回路30を介してPTCヒータ9や電動コンプレッサ10にも供給される。具体的に、PTCヒータ9や電動コンプレッサ10に対して作動させる要求が出されている場合は作動に必要な電力が供給される。一方、作動させる要求が出されていない場合は、これらに待機電力が供給される。 Here, the DC/DC converter 8 is started at time t4. As a result, after time t4, as shown by arrow Y4 in FIG. 8, electricity is also supplied from the AC power supply device 300 to the DC/DC converter 8 via the high voltage circuit 30. The output power of the AC power supply device 300 is stepped down by the DC/DC converter 8 and supplied to the low voltage battery 3. Also, as shown by arrow Y6 in FIG. 5, after time t4, the output power of the AC power supply device 300 is also supplied to the PTC heater 9 and the electric compressor 10 via the high voltage circuit 30. Specifically, when a request to operate the PTC heater 9 or the electric compressor 10 is issued, the power required for operation is supplied. On the other hand, when a request to operate is not issued, standby power is supplied to these.
図6の例でも、時刻t1にて外部充電要求が出されて外部充電要求フラグが0から1になると、時刻t2にてBCCM206がONに切り替えられる。また、図6の例でも、接続禁止条件が非成立であることに伴い、時刻t3にて、各コントローラ201、203、204、206、207およびDC/DCコンバータ8がONに切り替えられるとともに、時刻t4にてメインコンタクタ71、72およびOBCコンタクタ44a、44bがONに切り替えられる。 In the example of FIG. 6, when an external charging request is issued at time t1 and the external charging request flag changes from 0 to 1, the BCCM 206 is switched ON at time t2. Also in the example of FIG. 6, since the connection prohibition condition is not satisfied, the controllers 201, 203, 204, 206, 207 and the DC/DC converter 8 are switched ON at time t3, and the main contactors 71, 72 and the OBC contactors 44a, 44b are switched ON at time t4.
ただし、交流電源装置300が故障している場合、時刻t4後の電気の流れは図9のようになる。つまり、交流電源装置300が故障している場合は、OBCコンタクタ44a、44bがONにされても、交流電源装置300からAC外部充電装置40に電力が供給されない。そのため、この場合は、メインコンタクタ71、72がONにされて高電圧バッテリ2と高電圧回路30とが電気的に接続されると、矢印Y11に示すように、高電圧バッテリ2から高電圧回路30に電気が流れる。そして、高電圧回路30を流れるこの高電圧バッテリ2の出力電力が、矢印Y4、Y5に示すようにDC/DCコンバータ8を介して低電圧バッテリ3に供給される。また、矢印Y6に示すように高電圧バッテリ2の出力電力がPTCヒータ9や電動コンプレッサ10に供給される。 However, if the AC power supply device 300 is broken, the flow of electricity after time t4 will be as shown in FIG. 9. In other words, if the AC power supply device 300 is broken, even if the OBC contactors 44a and 44b are turned ON, power is not supplied from the AC power supply device 300 to the AC external charging device 40. Therefore, in this case, when the main contactors 71 and 72 are turned ON and the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30 are electrically connected, electricity flows from the high-voltage battery 2 to the high-voltage circuit 30 as shown by the arrow Y11. Then, the output power of the high-voltage battery 2 flowing through the high-voltage circuit 30 is supplied to the low-voltage battery 3 via the DC/DC converter 8 as shown by the arrows Y4 and Y5. Also, the output power of the high-voltage battery 2 is supplied to the PTC heater 9 and the electric compressor 10 as shown by the arrow Y6.
これより、接続禁止条件が非成立で且つ交流電源装置300が故障している場合は、図6に示すように、各コンタクタ71、72、41a、44bがONにされた時刻t4後、高電圧バッテリ2から放電がなされて高電圧バッテリ2の放電側のバッテリ電流が上昇するとともにバッテリSOCが減少していく。そして、この場合は、時刻t4から、これよりも判定時間後の時刻t5までの間において充電側のバッテリ電流の増大がないことから、時刻t5にて、各コンタクタ71、72、41a、44bがOFFに切り替えられる。また、時刻t5にて、充電失敗回数がカウントアップされる。各コンタクタ71、72、41a、44bがOFFに切り替えられると、高電圧バッテリ2と高電圧回路30との電気的接続は遮断される。これより、時刻t5以後はバッテリ電流は0となり、時刻t5にてバッテリSOCの低下は停止する。 As a result, when the connection prohibition condition is not satisfied and the AC power supply device 300 is faulty, as shown in FIG. 6, after time t4 when the contactors 71, 72, 41a, and 44b are turned ON, the high-voltage battery 2 is discharged, the battery current on the discharge side of the high-voltage battery 2 increases, and the battery SOC decreases. In this case, since there is no increase in the battery current on the charge side between time t4 and time t5, which is the determination time later, the contactors 71, 72, 41a, and 44b are switched OFF at time t5. Also, at time t5, the number of charging failures is counted up. When the contactors 71, 72, 41a, and 44b are switched OFF, the electrical connection between the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30 is cut off. As a result, the battery current becomes 0 after time t5, and the decrease in the battery SOC stops at time t5.
図7の例でも、時刻t1にて外部充電要求が出されて外部充電要求フラグが0から1になると、時刻t2にてBCCM206がONに切り替えられる。また、時刻t3にて、各コントローラ201、203、204、206、207およびDC/DCコンバータ8がONに切り替えられる。ただし、図7の例では、接続禁止条件が成立している。これより、図7の例では、時刻t3後においても、メインコンタクタ71、72およびOBCコンタクタ44a、44bはOFFに維持される。そのため、時刻t3後も、高電圧バッテリ2と高電圧回路30との電気的接続は遮断された状態に維持され、高電圧バッテリ2からDC/DCコンバータ8を介した低電圧バッテリ3への電力供給および高電圧バッテリ2からPTCヒータ9や電動コンプレッサ10への電力供給は継続して停止される。従って、図7の例では、時刻t3後もバッテリ電流は0に維持され、バッテリSOCの低下は回避される。つまり、鎖線で示した図6の例のような放電側のバッテリ電流の増大およびバッテリSOCの低下が回避される。 7, when an external charging request is issued at time t1 and the external charging request flag changes from 0 to 1, the BCCM 206 is switched ON at time t2. Also, at time t3, the controllers 201, 203, 204, 206, 207 and the DC/DC converter 8 are switched ON. However, in the example of FIG. 7, the connection prohibition condition is met. As a result, in the example of FIG. 7, the main contactors 71, 72 and the OBC contactors 44a, 44b are maintained OFF even after time t3. Therefore, even after time t3, the electrical connection between the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30 is maintained in a disconnected state, and the power supply from the high-voltage battery 2 to the low-voltage battery 3 via the DC/DC converter 8 and the power supply from the high-voltage battery 2 to the PTC heater 9 and the electric compressor 10 are continuously stopped. Therefore, in the example of FIG. 7, the battery current is maintained at 0 even after time t3, and a decrease in the battery SOC is avoided. In other words, an increase in the battery current on the discharge side and a decrease in the battery SOC as shown by the dashed line in the example of Figure 6 are avoided.
以上のように、上記の実施形態では、外部充電要求が出されると、接続禁止条件が成立していない限りにおいて(ステップS6の判定がNOの場合において)、メインコンタクタ71、72およびOBCコンタクタ44a、44b(QBCコンタクタ51a、51b)がONに切り替えられて(ステップS7が実施されて)、車外の電源300(301)と高電圧回路30と高電圧バッテリ2とが電気的に接続される。従って、高電圧バッテリ2に車外の電源300(301)から高電圧バッテリ2に電力を供給してこれを充電しつつ、高電圧回路30に設けられた高電圧機器90にも電力を供給できる。 As described above, in the above embodiment, when an external charging request is issued, unless the connection prohibition condition is satisfied (when the determination in step S6 is NO), the main contactors 71, 72 and the OBC contactors 44a, 44b (QBC contactors 51a, 51b) are switched ON (step S7 is performed), and the external power source 300 (301), the high-voltage circuit 30, and the high-voltage battery 2 are electrically connected. Therefore, while power is supplied from the external power source 300 (301) to the high-voltage battery 2 to charge it, power can also be supplied to the high-voltage device 90 provided in the high-voltage circuit 30.
特に、上記実施形態では、低電圧バッテリ3に電気的に接続されたDC/DCコンバータ8が高電圧回路30に設けられており、高電圧バッテリ2を充電しつつ、DC/DCコンバータ8を介して低電圧バッテリ3にも電力を供給してこれを充電することができる。また、高電圧回路30に設けられたPTCヒータ9や電動コンプレッサ10にも電力を供給できるので、高電圧バッテリ2を充電しつつ、冷暖房装置を適切に作動させることができる。 In particular, in the above embodiment, a DC/DC converter 8 electrically connected to the low-voltage battery 3 is provided in the high-voltage circuit 30, and while the high-voltage battery 2 is being charged, power can also be supplied to the low-voltage battery 3 via the DC/DC converter 8 to charge it. In addition, power can also be supplied to the PTC heater 9 and electric compressor 10 provided in the high-voltage circuit 30, so that the air conditioner can be operated appropriately while the high-voltage battery 2 is being charged.
ただし、単に、外部充電の要求が出されるのに伴って高電圧バッテリ2と高電圧回路30とを電気的に接続させただけでは、図9に示したように、車外の電源装置300(301)が故障した場合に高電圧バッテリ2から高電圧回路30およびこれに設けられた高電圧機器90に電力が供給されることになる。その結果、図6の実線および図7の鎖線に示したように、バッテリSOCが低下していく。なお、外部充電装置40、50が故障した場合も高電圧バッテリ2に車外の電源300(301)から給電がなされないのでバッテリSOCは低下していく。 However, simply electrically connecting the high-voltage battery 2 and the high-voltage circuit 30 in response to a request for external charging will result in power being supplied from the high-voltage battery 2 to the high-voltage circuit 30 and the high-voltage equipment 90 provided therein if the external power supply device 300 (301) fails, as shown in FIG. 9. As a result, the battery SOC will decrease, as shown by the solid line in FIG. 6 and the dashed line in FIG. 7. Note that if the external charging device 40, 50 fails, the high-voltage battery 2 will not be supplied with power from the external power supply 300 (301), so the battery SOC will also decrease.
これに対して、上記実施形態では、接続禁止条件の成立時、つまり、バッテリSOCが第1判定SOC未満で、且つ、充電失敗回数が判定回数以上であって車外の電源装置300(301)や外部充電装置40、50が故障している可能性が高いときに(ステップS6の判定がNOのときに)、メインコンタクタ71、72、プリチャージコンタクタ73、OBCコンタクタ44a、44bおよびQBCコンタクタ51a、51bがすべてOFFとされて、車外の電源300(301)と高電圧回路30と高電圧バッテリ2との各電気的接続が遮断された状態に維持される。従って、バッテリSOCが第1判定SOCからさらに低下して高電圧バッテリ2が過放電するのを確実に防止できる。 In contrast, in the above embodiment, when the connection prohibition condition is met, that is, when the battery SOC is less than the first judgment SOC and the number of charging failures is equal to or greater than the judgment number, and there is a high possibility that the external power supply device 300 (301) or the external charging device 40, 50 is malfunctioning (when the judgment in step S6 is NO), the main contactors 71, 72, pre-charge contactor 73, OBC contactors 44a, 44b, and QBC contactors 51a, 51b are all turned OFF, and the electrical connections between the external power supply 300 (301), the high-voltage circuit 30, and the high-voltage battery 2 are maintained in a disconnected state. Therefore, it is possible to reliably prevent the battery SOC from further decreasing from the first judgment SOC and the high-voltage battery 2 from being over-discharged.
また、バッテリSOCつまり高電圧バッテリ2のSOCが過度に低くなると、高電圧バッテリ2による低電圧バッテリ3の充電が困難になることで低電圧バッテリ3のSOCも低下する。上記のように各コントローラは低電圧バッテリ3からの電力を受けて作動する。そのため、高電圧バッテリ2のSOCが過度に低くなった場合は、低電圧バッテリ3のSOCの低下ひいては各コントローラの起動不能につながるおそれがある。これに対して、上記実施形態では、バッテリSOCの過度な低下が防止されることで、低電圧バッテリ3のSOCの低下を防止できるとともに各コントローラが起動不能になるのを防止できる。 In addition, if the battery SOC, i.e., the SOC of the high-voltage battery 2, becomes excessively low, it becomes difficult for the high-voltage battery 2 to charge the low-voltage battery 3, and the SOC of the low-voltage battery 3 also decreases. As described above, each controller operates by receiving power from the low-voltage battery 3. Therefore, if the SOC of the high-voltage battery 2 becomes excessively low, this may lead to a decrease in the SOC of the low-voltage battery 3 and ultimately to the inability to start each controller. In contrast, in the above embodiment, an excessive decrease in the battery SOC is prevented, so that a decrease in the SOC of the low-voltage battery 3 can be prevented and each controller can be prevented from becoming unable to start.
ここで、過去に外部充電が失敗した場合であっても、バッテリSOCが復活して高くなっていれば、仮に次に外部充電が再失敗しても高電圧バッテリ2が過放電する可能性は小さい。これに対して、上記実施形態では、バッテリSOCが第1判定SOCよりも高い第2判定SOC以上になると(ステップS4の判定がYESになると)、充電失敗回数が0にリセットされる。そして、これにより、接続禁止条件が非成立となることで、外部充電要求が出されるのに伴ってメインコンタクタ71、72およびOBCコンタクタ44a、44b(QBCコンタクタ51a、51b)がONにされ、車外の電源装置300(301)による高電圧バッテリ2の充電が試みられる。従って、高電圧バッテリ2の過放電を防止しつつ、車外の電源装置300(301)による高電圧バッテリ2の充電機会を確保できる。 Here, even if external charging has failed in the past, if the battery SOC has recovered and become high, the possibility of the high-voltage battery 2 being over-discharged is small even if the next external charging fails again. In contrast, in the above embodiment, when the battery SOC becomes equal to or higher than the second judgment SOC, which is higher than the first judgment SOC (when the judgment in step S4 is YES), the number of charging failures is reset to 0. As a result, the connection prohibition condition is not satisfied, and the main contactors 71, 72 and the OBC contactors 44a, 44b (QBC contactors 51a, 51b) are turned ON in response to an external charging request, and charging of the high-voltage battery 2 is attempted by the power supply device 300 (301) outside the vehicle. Therefore, it is possible to ensure an opportunity to charge the high-voltage battery 2 by the power supply device 300 (301) outside the vehicle while preventing over-discharging of the high-voltage battery 2.
また、上記実施形態では、OBCコンタクタ44a、44b(QBCコンタクタ51a、51b)をONにしてから、つまり、外部充電が開始されるように外部充電装置40、50を制御してから、判定時間を経過してもバッテリの充電側の電流が増大せず、車外の電源300、301から高電圧バッテリ2に電力が供給されない場合に、外部充電が失敗したと判定している。そのため、簡単な構成で外部充電が失敗したか否かを判定できる。特に、車外の電源300、301が故障している場合は車両側でこの故障を検出することは難しい。これに対して、この構成によれば、車外の電源300、301が故障していることに伴う外部充電の失敗を判定できる。 In addition, in the above embodiment, it is determined that external charging has failed if the current on the charging side of the battery does not increase and power is not supplied from the external power sources 300, 301 to the high-voltage battery 2 even after the judgment time has elapsed since the OBC contactors 44a, 44b (QBC contactors 51a, 51b) were turned ON, that is, since the external charging devices 40, 50 were controlled to start external charging. Therefore, it is possible to determine whether or not external charging has failed with a simple configuration. In particular, if the external power sources 300, 301 are faulty, it is difficult to detect this fault on the vehicle side. In contrast, with this configuration, it is possible to determine that external charging has failed due to a fault in the external power sources 300, 301.
(変形例)
高電圧バッテリ2から電力供給がなされる高電圧機器90は上記に限られない。また、外部充電が失敗したか否かの具体的な判定手順は上記に限られない。また、上記実施形態では、バッテリ充電装置100が、シリーズ式のハイブリッド車両に搭載された場合を説明したが、バッテリ充電装置100が搭載される車両の種類はこれに限られない。
(Modification)
The high-voltage device 90 to which power is supplied from the high-voltage battery 2 is not limited to the above. Furthermore, the specific procedure for determining whether or not external charging has failed is not limited to the above. Furthermore, in the above embodiment, the battery charging device 100 is mounted on a series-type hybrid vehicle, but the type of vehicle on which the battery charging device 100 is mounted is not limited to this.
2 高電圧バッテリ(バッテリ)
3 低電圧バッテリ
8 DC/DCコンバータ
30 高電圧回路(電気機器回路)
40 AC外部充電装置(AC外部充電部、外部充電装置)
50 DC外部充電装置(DC外部充電部、外部充電装置)
71 P側メインコンタクタ(断接装置)
72 N側メインコンタクタ(断接装置)
90 高電圧機器(電気機器)
201 PCM(制御装置)
300 車外の電源・交流電源・交流電源装置
301 車外の電源・直流電源・直流電源装置
2 High voltage battery (battery)
3 Low voltage battery 8 DC/DC converter 30 High voltage circuit (electrical equipment circuit)
40 AC external charging device (AC external charging section, external charging device)
50 DC external charging device (DC external charging section, external charging device)
71 P side main contactor (disconnecting device)
72 N-side main contactor (disconnecting device)
90 High voltage equipment (electrical equipment)
201 PCM (control device)
300 External power source, AC power source, AC power supply device 301 External power source, DC power source, DC power supply device
Claims (6)
前記バッテリから電力供給される電気機器と、
前記バッテリと前記電気機器との電気的接続を断接可能な断接装置と、
前記断接装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記外部充電の要求が出されたときに、前記バッテリのSOCが所定の判定値未満で、且つ、前記外部充電の失敗した回数である充電失敗回数が所定の判定回数以上という接続禁止条件が成立する場合は、前記バッテリと前記電気機器との電気的な接続が遮断されるように前記断接装置を制御し、前記接続禁止条件が成立しない場合は、前記外部充電が開始されるように前記外部充電装置を制御するとともに前記バッテリと前記電気機器とが電気的に接続されるように前記断接装置を制御する、ことを特徴とする車両のバッテリ充電装置。 A battery charging device for a vehicle equipped with a battery and an external charging device capable of performing external charging for charging the battery with power supplied from a power source outside the vehicle,
an electrical device powered by the battery;
a disconnection device capable of connecting and disconnecting an electrical connection between the battery and the electrical device;
A control device for controlling the disconnecting device,
The control device controls the disconnection device so that the electrical connection between the battery and the electrical equipment is cut off when a connection prohibition condition is met, that is, when a request for external charging is issued, the SOC of the battery is less than a predetermined determination value and the number of charging failures, which is the number of times the external charging has failed, is equal to or greater than a predetermined determination number, and when the connection prohibition condition is not met, controls the external charging device so that external charging is started and controls the disconnection device so that the battery and the electrical equipment are electrically connected.
前記制御装置は、前記外部充電が開始されるように前記外部充電装置を制御してから所定の判定時間を経過しても前記車外の電源から前記バッテリに電力が供給されない場合に、前記外部充電が失敗したと判定する、ことを特徴とする車両のバッテリ充電装置。 2. The vehicle battery charging device according to claim 1,
The control device determines that the external charging has failed if power is not supplied to the battery from a power source outside the vehicle even after a predetermined determination time has elapsed since the control device controlled the external charging device to start the external charging.
前記電気機器は、前記バッテリよりも出力電圧の低い低電圧バッテリと、前記バッテリからの電力を降圧して前記低電圧バッテリに充電するDC/DCコンバータを含み、
前記制御装置は、前記外部充電の要求が出されると前記DC/DCコンバータを起動させる、ことを特徴とする車両のバッテリ充電装置。 3. The vehicle battery charging device according to claim 1,
the electrical device includes a low-voltage battery having an output voltage lower than that of the battery, and a DC/DC converter that reduces the voltage of the power from the battery and charges the low-voltage battery;
The vehicle battery charging device, wherein the control device starts up the DC/DC converter when a request for external charging is issued.
前記外部充電装置は、交流電流を直流電流に変換するAC/DCコンバータを有して車外の交流電源からの出力電力によって前記バッテリを充電するAC外部充電部を備える、ことを特徴とする車両のバッテリ充電装置。 The vehicle battery charging device according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle battery charging device comprises an AC external charging unit having an AC/DC converter that converts AC current into DC current and charges the battery with output power from an AC power source outside the vehicle.
前記外部充電装置は、車外の直流電源からの出力電力によって前記バッテリを充電するDC外部充電部を備える、ことを特徴とする車両のバッテリ充電装置。 The vehicle battery charging device according to any one of claims 1 to 4,
2. A vehicle battery charging device, comprising: a DC external charging unit that charges the battery with output power from a DC power source outside the vehicle.
前記バッテリは、前記電気機器が設けられた電気機器回路を介して前記外部充電装置と電気的に接続されており、
前記断接装置は、前記電気機器回路と前記バッテリとの電気的接続を断接することで前記バッテリと前記電気機器との電気的接続を断接し、
前記制御装置は、前記充電失敗回数が1以上の場合において、前記バッテリのSOCが前記判定値よりも高い所定の第2判定値以上になると前記充電失敗回数を0にリセットする、ことを特徴とする、車両のバッテリ充電装置。
The vehicle battery charging device according to any one of claims 1 to 5,
the battery is electrically connected to the external charging device via an electric equipment circuit in which the electric equipment is provided;
the disconnecting device disconnects an electrical connection between the battery and the electrical device by connecting or disconnecting an electrical connection between the electrical device circuit and the battery;
The vehicle battery charging device is characterized in that, when the number of charging failures is 1 or more, the control device resets the number of charging failures to 0 when the SOC of the battery becomes equal to or greater than a predetermined second determination value that is higher than the determination value.
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