JP2018014820A - External power supply device of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、外部負荷(電気機器)への給電が可能な電動車両の外部給電装置に関する。 The present disclosure relates to an external power supply device for an electric vehicle that can supply power to an external load (electrical device).
プラグインハイブリッドカー(PHEV)や電気自動車などの電動車両においては、電動車両が電力の供給源となって、外部負荷(一般の電気機器など)に対して電力を供給するシステムが提案されている(例えば、特許文献1〜2)。特許文献1では、外部電源に接続される充電装置に対して、電動車両の駆動用バッテリ(蓄電装置)および外部負荷へ電力を供給する外部給電装置(インバータ)の両方が並列に接続されている。これによって、駆動用バッテリおよび外部給電装置の両方に対して充電装置からの電力が同時に供給可能となっており、駆動用バッテリへの外部充電を行いながら外部負荷への電力供給が可能となっている。 In an electric vehicle such as a plug-in hybrid car (PHEV) or an electric vehicle, a system for supplying electric power to an external load (such as a general electric device) using the electric vehicle as a power supply source has been proposed. (For example, patent documents 1-2). In Patent Literature 1, both a battery for driving an electric vehicle (power storage device) and an external power supply device (inverter) for supplying power to an external load are connected in parallel to a charging device connected to an external power source. . As a result, power from the charging device can be supplied to both the driving battery and the external power supply device at the same time, and power can be supplied to the external load while externally charging the driving battery. Yes.
駆動用バッテリの外部充電と、外部給電装置を介した外部負荷へ電力供給(外部給電)との同時実行が可能な電動車両(特許文献1)において、駆動用バッテリの外部充電中に外部給電装置のACアウトレットから外部負荷が取り外されると、取り外される前まで外部負荷に供給されていた電力が、駆動用バッテリに追加で供給されることになる。この際、取り外された外部負荷に供給されていた電力が一気に駆動用バッテリに供給されるため、蓄駆動用バッテリが過電圧状態になるおそれがある。 In an electrically powered vehicle (Patent Document 1) capable of simultaneously performing external charging of a driving battery and power supply (external power feeding) to an external load via an external power feeding device, the external power feeding device during external charging of the driving battery. When the external load is removed from the AC outlet, the power supplied to the external load until the external load is removed is additionally supplied to the driving battery. At this time, since the electric power supplied to the removed external load is supplied to the drive battery at once, there is a possibility that the storage drive battery will be in an overvoltage state.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、駆動用バッテリが過電圧状態や過充電状態となるのを防止しつつ、外部充電時に外部給電を行うことが可能な電動車両の外部給電装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention provides an external power supply for an electric vehicle capable of performing external power supply during external charging while preventing the driving battery from entering an overvoltage state or an overcharge state. An object is to provide an apparatus.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両の外部給電装置は、
外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換する車載充電器と、
前記車載充電器から出力される前記直流電力により充電が可能な駆動用バッテリと、
前記駆動用バッテリおよび前記車載充電器に接続され、前記直流電力を交流電力に変換して外部負荷用の給電口に供給可能な電源供給装置と、
前記電源供給装置による前記給電口からの電力供給が可能な上限電力であって、前記上限電力が供給されることによって前記駆動用バッテリが過電圧状態となることがない前記上限電力を決定する上限電力決定手段と、を備え、
前記上限電力決定手段は、
前記駆動用バッテリの前記外部電源による充電が実行可能な充電可能状態であるか否かを判定する充電判定部と、
前記充電可能状態と判定された場合に、前記駆動用バッテリのSOCおよびバッテリ温度に基づいて前記上限電力を算出する上限電力算出部と、を有する。
(1) An external power feeding device for an electric vehicle according to at least one embodiment of the present invention,
An in-vehicle charger that converts AC power supplied from an external power source into DC power;
A driving battery capable of being charged by the DC power output from the in-vehicle charger;
A power supply device connected to the driving battery and the in-vehicle charger, capable of converting the DC power into AC power and supplying the power to a power supply port for an external load;
The upper limit power that can be supplied from the power supply port by the power supply device, and determines the upper limit power that does not cause the driving battery to be in an overvoltage state when the upper limit power is supplied. A determination means,
The upper limit power determining means includes
A charge determination unit that determines whether or not the drive battery is in a chargeable state in which charging by the external power source is executable;
And an upper limit power calculation unit that calculates the upper limit power based on the SOC of the drive battery and the battery temperature when it is determined that the charging is possible.
上記(1)の構成によれば、外部電源による駆動用バッテリの充電時には、駆動用バッテリおよび電源供給装置は車載充電器からの電力供給を同時に受けるように構成される。この時、電源供給装置の給電口(例えば、コンセント)から供給可能な上限電力は駆動用バッテリのSOCおよびバッテリ温度に基づいて決定される。この上限電力は、上限電力によって駆動用バッテリを充電しても、駆動用バッテリが過電圧状態にはならないように決定される。ここで、外部電源による駆動用バッテリの充電中において、電源供給装置の給電口からの給電により電力消費していた外部負荷(電気製品など)が給電口から取り外されると、取り外された外部負荷に供給されていた電力が駆動用バッテリに追加で供給される。このような場合であっても、上述したように上限電力を決定することにより、上記の追加の電力が供給されることによって駆動用バッテリが過電圧状態や過充電状態になるのを防止することができる。これによって、外部電源による駆動用バッテリの充電時においても、電源供給装置による外部負荷への給電を実行することができ、ユーザの利便性を向上することができる。 According to the configuration of (1) above, when the driving battery is charged by the external power source, the driving battery and the power supply device are configured to receive power supply from the in-vehicle charger at the same time. At this time, the upper limit power that can be supplied from a power supply port (for example, an outlet) of the power supply device is determined based on the SOC of the driving battery and the battery temperature. The upper limit power is determined so that the drive battery does not enter an overvoltage state even when the drive battery is charged with the upper limit power. Here, when an external load (such as an electrical product) that is consuming power from the power supply port of the power supply device is removed from the power supply port while the drive battery is being charged by the external power supply, the external load is removed. The supplied electric power is additionally supplied to the driving battery. Even in such a case, by determining the upper limit power as described above, it is possible to prevent the driving battery from being in an overvoltage state or an overcharged state due to the supply of the additional power. it can. As a result, even when the driving battery is charged by the external power supply, power can be supplied to the external load by the power supply device, and the convenience for the user can be improved.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記充電判定部は、前記車載充電器が出力する外部充電判定情報に基づいて、前記充電可能状態であるか否かを判定する。
上記(2)の構成によれば、車載充電器が出力する外部充電判定情報によって、充電判定部は、外部電源による駆動用バッテリの充電が可能であるか否かを、容易に判定することができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The charging determination unit determines whether or not the charging is possible based on external charging determination information output from the in-vehicle charger.
According to the configuration of (2) above, the charge determination unit can easily determine whether or not the drive battery can be charged by the external power source based on the external charge determination information output from the in-vehicle charger. it can.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(2)の構成において、
前記SOCと前記バッテリ温度と前記上限電力との関係を示す上限電力決定マップを、さらに備え、
前記上限電力算出部は、前記上限電力決定マップを用いて、前記SOCと前記バッテリ温度から、前記上限電力を算出する。
上記(3)の構成によれば、上限電力決定マップを用いて算出することによって、SOCおよびバッテリ温度から上限規定値を決定することができる。
(3) In some embodiments, in the above configurations (1) to (2),
An upper limit power determination map showing a relationship among the SOC, the battery temperature, and the upper limit power;
The upper limit power calculation unit calculates the upper limit power from the SOC and the battery temperature using the upper limit power determination map.
According to the configuration of (3) above, the upper limit specified value can be determined from the SOC and the battery temperature by calculating using the upper limit power determination map.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(3)の構成において、
前記上限電力算出部は、前記SOCが上限規定値より大きい場合には、前記上限電力を0とする。
上記(4)の構成によれば、SOCが上限規定値より大きい場合には、電源供給装置からの外部負荷への給電は停止される。SOCが上限規定値より大きい場合には、駆動用バッテリは、外部負荷が消費していた電力が追加で供給さることにより過電圧状態になる可能性が高くなる。このため、上記の構成によれば、外部負荷が消費していた電力が追加で供給されることによって、駆動用バッテリが過電圧状態になるのを防止することができる。
(4) In some embodiments, in the above configurations (1) to (3),
The upper limit power calculation unit sets the upper limit power to 0 when the SOC is larger than the upper limit specified value.
According to the configuration of (4) above, when the SOC is larger than the upper limit specified value, the power supply from the power supply device to the external load is stopped. When the SOC is larger than the upper limit specified value, the driving battery is more likely to be in an overvoltage state by additionally supplying the power consumed by the external load. For this reason, according to said structure, it can prevent that the battery for a drive will be in an overvoltage state by supplying additionally the electric power which the external load consumed.
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(4)の構成において、
前記上限電力決定手段は、前記電源供給装置に対して前記上限電力を送信する電源供給装置制御部を、さらに有する。
上記(5)の構成によれば、決定した上限電力を電源供給装置に対して指示することができる。
(5) In some embodiments, in the above configurations (1) to (4),
The upper limit power determination unit further includes a power supply device control unit that transmits the upper limit power to the power supply device.
According to the configuration of (5) above, the determined upper limit power can be instructed to the power supply device.
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
前記上限電力決定手段は、前記上限電力を報知するための報知装置に対して前記上限電力を出力する報知部を、さらに有する。
上記(6)の構成によれば、決定した上限電力をユーザに報知することができ、電源供給装置から供給可能な電力のユーザによる把握を可能にすることができる。
(6) In some embodiments, in the configuration of (5) above,
The upper limit power determination unit further includes a notification unit that outputs the upper limit power to a notification device for reporting the upper limit power.
According to the configuration of (6) above, the determined upper limit power can be notified to the user, and the user can grasp the power that can be supplied from the power supply device.
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の構成において、
前記電源供給装置は、前記電動車両とは別体に設けられており、
前記報知装置は、前記電源供給装置に設けられる。
上記(7)の構成によれば、電源供給装置の給電口に接続して使用する外部負荷(電化製品など)の付近で上限電力を確認することができる。特に、電源供給装置を電動車両の車外において使用する場合には、ユーザは、車内に戻ることなく、車外において上限電力を確認することができる。
(7) In some embodiments, in the configuration of (6) above,
The power supply device is provided separately from the electric vehicle,
The notification device is provided in the power supply device.
According to the configuration of (7) above, the upper limit power can be confirmed in the vicinity of an external load (such as an electrical appliance) used by being connected to the power supply port of the power supply device. In particular, when the power supply device is used outside the electric vehicle, the user can check the upper limit power outside the vehicle without returning to the vehicle.
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(7)の構成において、
前記電源供給装置は、前記給電口に接続された外部負荷に対して前記上限電力を上限として前記交流電力を供給する。
上記(8)の構成によれば、電源供給装置の給電口に接続され外部負荷に対して上限電力を上限とした外部給電がなされることにより、電動車両が電力供給源となって外部負荷を使用することができる。
(8) In some embodiments, in the configurations of (1) to (7) above,
The power supply device supplies the AC power to the external load connected to the power supply port with the upper limit power as an upper limit.
According to the configuration of (8) above, the external load is connected to the power supply port of the power supply device, and the external load is supplied to the external load with the upper limit of the upper limit power as an upper limit. Can be used.
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(8)の構成において、
前記電源供給装置は、前記電動車両とは別体に設けられると共に、前記電動車両の充電口に着脱可能に設けられる。
上記(9)の構成によれば、例えば、電動車両の車体に充電口を設けることにより、電源供給装置を車内のみならず、車外においても容易に使用することができる。
(9) In some embodiments, in the above configurations (1) to (8),
The power supply device is provided separately from the electric vehicle and is detachably provided at a charging port of the electric vehicle.
According to the configuration of (9) above, for example, by providing the charging port on the vehicle body of the electric vehicle, the power supply device can be easily used not only inside the vehicle but also outside the vehicle.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、駆動用バッテリが過電圧状態や過充電状態となるのを防止しつつ、外部充電時に外部給電を行うことが可能な電動車両の外部給電装置が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided an external power supply device for an electric vehicle capable of performing external power supply during external charging while preventing a driving battery from being in an overvoltage state or an overcharge state. .
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one element are not exclusive expressions for excluding the presence of another element.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動車両の外部給電装置1の構成を概略的に示す図である。図2は、本発明の一実施形態に係る上限電力決定マップMを示す図である。また、図3は、本発明の一実施形態に係る外部給電装置1が備える上限電力決定手段5の制御フローを示す図である。この電動車両の外部給電装置(以下、外部給電装置1)は、電動車両が電力供給源となって、一般の電気機器(以下、外部負荷9)に対して電力を供給するための装置である。電動車両は、走行用モータ(不図示)による駆動力によって走行可能なプラグインハイブリッドカー(PHEV)や電気自動車などである。そして、図1に示されるように、外部給電装置1は、車載充電器2と、駆動用バッテリ3と、電源供給装置4と、上限電力決定手段5と、を備える。
以下、外部給電装置1が備える上記の構成について、それぞれ説明する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an external power supply device 1 for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an upper limit power determination map M according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the control flow of the upper limit electric power determination means 5 with which the external electric power feeder 1 which concerns on one Embodiment of this invention is provided. This external power supply device for an electric vehicle (hereinafter referred to as an external power supply device 1) is a device for supplying electric power to a general electric device (hereinafter referred to as an external load 9) using the electric vehicle as a power supply source. . The electric vehicle is a plug-in hybrid car (PHEV), an electric vehicle, or the like that can be driven by a driving force by a driving motor (not shown). As shown in FIG. 1, the external power supply device 1 includes an in-vehicle charger 2, a driving
Hereinafter, each of the configurations provided in the external power supply apparatus 1 will be described.
車載充電器2は、外部電源Pから供給される交流電力を直流電力に変換する。すなわち、車載充電器2は電動車両に搭載された電力変換器であり、図1に示されるように、外部電源Pから供給される電力を変換して駆動用バッテリ3(後述)を充電する。より詳細には、電動車両の充電口82に充電コネクタ81が接続されることにより、充電コネクタ81が電動車両に接続された状態において、車載充電器2は、外部電源Pから供給される交流電圧(例えば、家庭用電源などのAC100V)を直流電圧(例えばDC300V)に変換する。また、車載充電器2は、電力変換した直流電力を電力供給ラインLpから出力する。これによって、電力供給ラインLpを介して車載充電器2に接続された後述する駆動用バッテリ3や電源供給装置4に直流電力が供給される。図1〜図3に示される実施形態では、車載充電器2は、充電コネクタ81の接続状態とシフトポジションとに基づいて、車載充電器2を介して供給される外部電源Pの電力(直流電力)による駆動用バッテリ3の充電(以下、外部充電という。)の実行を制御しており、充電コネクタ81が電動車両に接続された状態にあり、かつ、シフトポジションセンサ83がパーキング状態を示す場合にのみ、外部充電を許可するようになっている。
The in-vehicle charger 2 converts AC power supplied from the external power source P into DC power. That is, the in-vehicle charger 2 is a power converter mounted on an electric vehicle, and as shown in FIG. 1, the power supplied from the external power source P is converted to charge a driving battery 3 (described later). More specifically, when the charging
駆動用バッテリ3は、上述したように外部充電が可能に構成されると共に、電動車両の駆動用のバッテリである。つまり、この駆動用バッテリ3からの電力供給により電動車両の走行用モータが駆動される。一般に、駆動用バッテリ3は複数の電池セル(不図示)で構成される。そして、これらの複数の電池セルの各々に対して設けられたCMU(Cell Monitor Unit)によって、各電池セルの状態(電池セルの温度、電圧など)が検出される。また、各CMUは、バッテリ管理ユニット32(BMU:Battery Management Unit)に接続されており、電池セルの状態の検出結果を送信する。そして、バッテリ管理ユニット32は、各CMUの検出結果に基づいて、駆動用バッテリ3のSOC(充電率: State
Of Charge)や電圧値、バッテリ温度Tbなどを検出し、検出結果をECUに通知する。図1〜図3に示される実施形態では、バッテリ管理ユニット32は、検出した駆動用バッテリ3のSOCおよびバッテリ温度Tbを、車載ネットワークLc(CANやLINなど)を介してECUに通知するようになっている。
The
Of Charge), voltage value, battery temperature Tb and the like are detected, and the detection result is notified to the ECU. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
電源供給装置4(インバータ)は、駆動用バッテリ3および車載充電器2に接続され、直流電力を交流電力に変換して外部負荷9用の給電口41に供給可能に構成される。すなわち、車載充電器2は電動車両に搭載された電力変換器であり、電源供給装置4が備える給電口41(ACアウトレット)に交流電力を出力する。これによって、電源供給装置4は、給電口41に接続された外部負荷9に対して交流電力を供給する外部給電を行うことが可能になっている。そして、外部負荷9は、外部負荷9の電源プラグ91が電源供給装置4の給電口41に接続されることで、電源供給装置4から外部給電されて作動する。また、電源供給装置4は、最大電力Pmax(例えばPmax=1500W)の電力供給能力を有するが、最大電力Pmax以下の電力値(W)となる上限電力Pt(0≦Pt≦Pmax)を上限に、外部給電を行うように構成される。後述するように、図1〜図3に示される実施形態では、上限電力Ptは、上限電力決定手段5から指示される電力値であり、電源供給装置4は車載ネットワークLcを介して上限電力Ptを受信する。なお、上記の0(W)では電源供給装置4は外部給電を行わないことを意味する。
The power supply device 4 (inverter) is connected to the driving
これらの駆動用バッテリ3および電源供給装置4は、図1に示されるように、車載充電器2からの直流電力が出力される電力供給ラインLpにより車載充電器2に対して並列に接続されることにより、車載充電器2から同時に直流電力の供給をそれぞれ受けることが可能に構成されている。そして、上記の外部充電電力量が車載充電器2から供給されることにより、駆動用バッテリ3の充電および電源供給装置4からの外部給電の同時に行われる。このため、外部充電中に給電口41から外部負荷9が取り外された場合には、これまで外部負荷9に供給されていた電力を含めた車載充電器2の全ての電力が駆動用バッテリ3に供給されることになる。ただし、他の幾つかの実施形態では、駆動用バッテリ3および電源供給装置4は電力供給ラインLpに直列に接続されていても良い。この場合であっても、外部充電中に給電口41から外部負荷9が取り外された場合には、車載充電器2の全ての電力が駆動用バッテリ3に供給されることになる。
As shown in FIG. 1, the driving
上限電力決定手段5は、電源供給装置4による給電口41からの電力供給が可能な上限電力Ptを決定する。上限電力決定手段5は、ECU(電子制御装置)で構成されており、各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUでの演算結果等が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータで構成されている。図1〜図3に示される実施形態では、上限電力決定手段5は、電動車両全体を統合制御する車両統合制御ユニット(EV−ECU:Electric Vehicle-Electronic Control Unit)に組み込まれている。EV−ECUは、上記の車載充電器2やバッテリ管理ユニット32、電動車両の走行用モータのモータ制御機能及び電力変換機能(インバータ)を一体化した不図示のモータ制御ユニット(MCU)等にも車載ネットワークLcを介して接続されることで、電動車両に搭載された様々な補機類の制御などを含む電動車両の総合的な制御も行うように構成される。なお、他の幾つかの実施形態では、上限電力決定手段5は、専用のECUに設けられるなど、EV−ECUとは異なるECUに組み込まれていても良い。
The upper limit power determination means 5 determines an upper limit power Pt that can be supplied from the
このように、上限電力決定手段5によって決定される上限電力Ptによって、電源供給装置4が供給可能な外部給電の電力を制限するのは、上述したように、駆動用バッテリ3の外部充電の実行中(以下、外部充電中)に給電口41から外部負荷9が取り外されると、それまで外部負荷9に供給された電力が駆動用バッテリ3に供給され、駆動用バッテリ3が過電圧状態になる可能性があるためである。例えば、車載充電器2が、駆動用バッテリ3を充電するための例えば300Wの電力と、電源供給装置4が1500Wなどの最大電力Pmaxとを供給している際に、外部負荷9が給電口41から取り外されて外部給電が0Wになると、1800W(=1500W+300W)の電力が駆動用バッテリ3に供給され、駆動用バッテリ3が過電圧状態になる。さらに、外部負荷9の給電口41からの取り外しが、駆動用バッテリ3が満充電近くまで充電されている際に生じると、駆動用バッテリ3が過充電状態ともなる場合も生じ得る。
As described above, the external power supply of the power supply device 4 is limited by the upper limit power Pt determined by the upper limit power determination means 5 as described above. If the
そこで、駆動用バッテリ3の外部充電中に電源供給装置4の給電口41から外部負荷9が取り外されることにより、駆動用バッテリ3が過電圧状態や過充電状態に陥るという事態を回避するべく、上限電力決定手段5は上限電力Ptを決定し、電源供給装置4が外部給電する電力の上限値を制御するように構成される。すなわち、上限電力Ptの値は、この上限電力Ptの全てが駆動用バッテリ3に供給された場合であっても、この上限電力Ptによる充電によって駆動用バッテリ3が過電圧状態となることがないように決定される。また、上記の上限電力Ptを決定するために、上限電力決定手段5は情報演算部を備える。より詳細には、上限電力決定手段5の情報演算部は、外部電源Pによる充電が実行可能な充電可能状態であるか否かを判定する充電判定部51と、充電可能状態と判定された場合に、駆動用バッテリ3の電池容量(SOC)およびバッテリ温度Tbに基づいて上限電力Ptを算出する上限電力算出部53と、を有する。図1〜図3に示される実施形態では、上限電力決定手段5の情報演算部は、さらに、電源供給装置4による給電口41からの給電が必要な外部給電要状態であるか否かを判定する外部給電要判定部52を備えている。そして、上限電力算出部53は、充電可能状態かつ外部給電要状態と判定された場合に、駆動用バッテリ3のSOCおよびバッテリ温度Tbに基づいて上限電力Ptを算出している。
Therefore, in order to avoid a situation in which the driving
図1〜図3に示される実施形態について説明すると、充電判定部51は、車載充電器2が出力する外部充電判定情報Ecに基づいて、充電可能状態であるか否かを判定している。外部充電判定情報Ecは、駆動用バッテリ3が充電可能状態であるか否かを示す情報である。そして、車載充電器2と上限電力決定手段5とが車載ネットワークLcを介して接続されており、車載充電器2から出力された外部充電判定情報Ecが充電判定部51に入力されるようになっている。より詳細には、車載充電器2は、充電コネクタ81が充電口82に接続されており、シフトポジションセンサがパーキングを示しているなど、外部電源Pによる駆動用バッテリ3の充電が許可される条件が満たされた時に、外部充電判定情報Ecによって充電可能状態にあることを上限電力決定手段5に通知している。車載充電器2が出力する外部充電判定情報Ecによって、充電判定部51は、外部電源Pによる駆動用バッテリ3が充電可能であるか否かを、容易に判定することができる。なお、他の幾つかの実施形態では、充電コネクタ81の接続、非接続の信号や、シフトポジションセンサの位置情報などの充電が許可される条件を判定するのに必要な情報がそれぞれ入力されることにより、充電判定部51は、外部電源Pによる駆動用バッテリ3が充電可能であるか否かを判定するように構成しても良い。
The embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described. The charging
また、外部給電要判定部52は、電動車両のインストルメントパネルや上限電力決定手段5の筐体などに設けられた使用スイッチ7のオン、オフにより外部給電要状態であるか否かを判定している。この使用スイッチ7は、車載ネットワークLcにより上限電力決定手段5に接続されており、使用スイッチ7からの信号が外部給電要判定部52に入力される。ただし、この実施形態に限定されず、他の幾つかの実施形態では、外部負荷9の電源プラグ91が電源供給装置4の給電口41に接続されているのを検出することによって、外部給電要状態であると判定しも良い。この場合には、外部負荷9が給電口41に接続されていない場合には、外部給電要状態ではないと判定されることになる。
Further, the external power supply
一方、図1〜図3に示される実施形態では、上記の上限電力算出部53は、外部給電要判定部52が外部給電要状態でないと判定した場合には、上限電力Ptを例えば0(W)としている。逆に、外部給電要判定部52が外部給電要状態であると判定した場合には、上限電力算出部53には、上限電力決定マップM(図2)を用いて上限電力Ptを算出している。詳述すると、外部給電装置1は、駆動用バッテリ3のSOCとバッテリ温度Tbと上限電力Ptとの関係を示す上限電力決定マップMを、さらに備える。そして、上限電力算出部53は、この上限電力決定マップMを用いて、駆動用バッテリ3のSOCとバッテリ温度Tbから、上限電力Ptを算出する。図2に示されるように、上限電力決定マップMは、横軸を駆動用バッテリ3のSOC、縦軸をバッテリ温度Tbとした際に幾つかの領域に分けられており、外部充電の開始時に検出された駆動用バッテリ3のSOCおよびバッテリ温度Tb(バッテリ状態情報)によって示される駆動用バッテリ3の状態が上限電力決定マップMのどの領域に位置するかによって、上限電力Ptが算出されるようになっている。
On the other hand, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, when the above-described upper limit
ここで、駆動用バッテリ3のSOCが高いほど、外部負荷9が給電口41から取り外されるのに伴って追加で供給される電力によって過充電状態になり易い。このため、上限電力決定マップMは、SOCが高いほど上限電力Ptが小さくなるように、上限電力Ptを決定する。また、駆動用バッテリ3の温度が低いほど、駆動用バッテリ3を構成する各々の電池セルにおける化学反応速度が遅くなることから、同一の供給電力で比較した場合には、駆動用バッテリ3の温度が低いほど充電がされにくい。換言すれば、温度が低いと、抵抗値が上がるため、同一の電力が供給された際の印加電圧が高くなり、過電圧状態になり易い。にこのため、上限電力決定マップMは、バッテリ温度Tbが高いほど上限電力Ptが小さくなるように、上限電力Ptを決定する。
Here, the higher the SOC of the driving
図2に示される実施形態では、上限電力決定マップMには、第1境界線P1と、同一のバッテリ温度Tbで比較すると第1境界線P1よりもSOCが高く、かつ、同一のSOCで比較すると第1境界線P1よりもバッテリ温度Tbが低い側にある第2境界線P2と、同一のバッテリ温度Tbで比較すると第1境界線P1および第2境界線P2よりもSOCが高く、かつ、同一のSOCで比較すると第1境界線P1および第2境界線P2よりもバッテリ温度Tbが低い側にある第3境界線P3との3つの境界線が設けられている。換言すれば、第2境界線P2は、第1境界線P1を、バッテリ温度Tbが低く、かつ、SOCが高い側にシフトしたように設けられており、第3境界線P3は、第2境界線P2をバッテリ温度Tbが低く、かつ、SOCが高い側にシフトしたように設けられている。これによって、第1境界線P1よりもSOCが低い側あるいはバッテリ温度Tbが高い側の第1領域Ra、第1境界線P1と第2境界線P2との間の第2領域Rb、第2境界線P2と第3境界線P3との間の第3領域Rc、第3境界線P3よりもSOCが高い側あるいはバッテリ温度Tbが低い側の第4領域Rdの4つの領域に上限電力決定マップMは分けられている。そして、検出されたバッテリ状態情報が第1領域Raに属する場合には上限電力Ptは第1電力Pa(例えば、最大電力Pmax)にセットされる。また、検出されたバッテリ状態情報が第2領域Rbに属する場合には、上限電力Ptは、最大電力Pmaxよりも小さい第2電力Pb(例えば、1000(W)など)にセットされる。同様に、上記のバッテリ状態情報が第3領域Rcに属する場合には、上限電力Ptは、第1電力Paおよび第2電力Pbよりも小さい電力(例えば、800(W)など)にセットされる。そして、上記のバッテリ状態情報が第4領域Rdに属する場合には、上限電力Ptは、第1電力Paおよび第2電力Pb、第3電力Pcよりも小さい電力(例えば、0W)にセットされる。 In the embodiment shown in FIG. 2, the upper limit power determination map M has a higher SOC than the first boundary line P1 when compared at the same battery temperature Tb with the first boundary line P1, and is compared at the same SOC. Then, when compared with the second boundary line P2 on the side where the battery temperature Tb is lower than the first boundary line P1 and the same battery temperature Tb, the SOC is higher than the first boundary line P1 and the second boundary line P2, and When compared with the same SOC, there are three boundary lines with the third boundary line P3 on the side where the battery temperature Tb is lower than the first boundary line P1 and the second boundary line P2. In other words, the second boundary line P2 is provided such that the first boundary line P1 is shifted to the side where the battery temperature Tb is low and the SOC is high, and the third boundary line P3 is the second boundary line P3. The line P2 is provided so as to be shifted to a side where the battery temperature Tb is low and the SOC is high. Accordingly, the first region Ra on the side where the SOC is lower than the first boundary line P1 or the side where the battery temperature Tb is higher, the second region Rb between the first boundary line P1 and the second boundary line P2, the second boundary Upper limit power determination map M in four regions, a third region Rc between the line P2 and the third boundary line P3, and a fourth region Rd on the side where the SOC is higher than the third boundary line P3 or the battery temperature Tb is lower. Are divided. When the detected battery state information belongs to the first region Ra, the upper limit power Pt is set to the first power Pa (for example, the maximum power Pmax). When the detected battery state information belongs to the second region Rb, the upper limit power Pt is set to the second power Pb (for example, 1000 (W)) that is smaller than the maximum power Pmax. Similarly, when the battery state information belongs to the third region Rc, the upper limit power Pt is set to a power (for example, 800 (W) or the like) smaller than the first power Pa and the second power Pb. . And when said battery state information belongs to 4th area | region Rd, upper limit electric power Pt is set to electric power (for example, 0W) smaller than 1st electric power Pa, 2nd electric power Pb, and 3rd electric power Pc. .
こうして算出された上限電力Ptは、車載ネットワークLcを介して上限電力決定手段5から電源供給装置4に送信される。図1〜図3に示された実施形態では、外部給電装置1は情報送信部を備えており、情報演算部(上限電力算出部53)によって決定された上限電力Ptは、情報送信部に送信される。この外部給電装置1の情報送信部は、電源供給装置4に対して上限電力Ptを送信する電源供給装置制御部56を有しており、電源供給装置制御部56により、電源供給装置4に上限電力Ptが送信される。一方、電源供給装置4は、上限電力Ptを受信すると、給電口41に接続された外部負荷9に対して上限電力Ptを上限として交流電力を供給する(外部給電する)と共に、受信した旨を電源供給装置制御部56に送信する。これによって、電源供給装置4の給電口41に接続され外部負荷9に対して上限電力Ptを上限とした外部給電がなされることにより、電動車両が電力供給源となって外部負荷9を使用することができる。
The upper limit power Pt calculated in this way is transmitted from the upper limit power determination means 5 to the power supply device 4 via the in-vehicle network Lc. In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, the external power supply apparatus 1 includes an information transmission unit, and the upper limit power Pt determined by the information calculation unit (upper limit power calculation unit 53) is transmitted to the information transmission unit. Is done. The information transmission unit of the external power supply device 1 includes a power supply
上記の構成によれば、外部電源Pによる駆動用バッテリ3の充電時には、駆動用バッテリ3および電源供給装置4は車載充電器2からの電力供給を同時に受けるように構成される。この時、電源供給装置4の給電口41(例えば、コンセント)から供給可能な上限電力Ptは駆動用バッテリ3のSOCおよびバッテリ温度Tbに基づいて決定される。この上限電力Ptは、上限電力Ptによって駆動用バッテリ3を充電しても、駆動用バッテリ3が過電圧状態にはならないように決定される。ここで、外部電源Pによる駆動用バッテリ3の充電中において、電源供給装置4の給電口41からの給電により電力消費していた外部負荷9(電気製品など)が給電口41から取り外されると、取り外された外部負荷9に供給されていた電力が駆動用バッテリ3に追加で供給される。このような場合であっても、上述したように上限電力Ptを決定することにより、上記の追加の電力が供給されることによって駆動用バッテリ3が過電圧状態になるのを防止することができる。これによって、外部電源Pによる駆動用バッテリ3の充電時においても、電源供給装置4による外部負荷9への給電を実行することができ、ユーザの利便性を向上することができる。
According to the above configuration, when the driving
また、幾つかの実施形態では、図1に示されるように、外部給電装置1は、上記の情報送信部として、上限電力Ptを報知するための報知装置6に対して上限電力Ptを出力する報知部57を、さらに有する。報知装置6は、上限電力Ptを視覚的に報知する表示装置であっても良い。これによって、決定した上限電力Ptをユーザに報知することができ、電源供給装置4から供給可能な電力のユーザによる把握を可能にすることができる。
Further, in some embodiments, as illustrated in FIG. 1, the external power supply device 1 outputs the upper limit power Pt to the notification device 6 for notifying the upper limit power Pt as the information transmission unit. A
次に、上述した構成を備える上限電力決定手段5の制御フローを、図3を用いて説明する。
図3のステップS1において、上限電力決定手段5は、駆動用バッテリ3のSOCおよびバッテリ温度Tbを含むバッテリ状態情報を取得する。図1〜図3に示される実施形態では、本ステップは、外部電源Pを電動車両に供給するための充電コネクタ81が電動車両に接続され、車載充電器2によって外部充電が許可された後に実施される。
Next, the control flow of the upper limit power determining means 5 having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
In step S <b> 1 of FIG. 3, the upper limit
図3のステップS2において、上限電力決定手段5は、駆動用バッテリ3が充電可能状態にあるか否かを判定する。この判定の結果、駆動用バッテリ3が充電可能状態にあると判定した場合(ステップS3でYES)には、ステップS4において、バッテリ状態情報および上限電力決定マップMを用いて上限電力Ptを算出する。逆に、駆動用バッテリ3が充電可能状態にないと判定した場合(ステップS3でNO)には、ステップS5において、上限電力Ptを最大電力Pmaxとする。こうして決定された上限電力Ptは、ステップS6において、電源供給装置4に向けて送信される。
In step S2 of FIG. 3, the upper limit power determination means 5 determines whether or not the driving
次に、電源供給装置4が電動車両とは別体に設けられている場合の幾つかの実施形態について説明する。この場合には、電源供給装置4は、電動車両の充電コネクタ81が接続される充電口82(例えば、急速充電コネクタなど)に接続されても良い。この場合には、充電口82を介して、電源供給装置4は駆動用バッテリ3と接続され、駆動用バッテリ3から供給される直流電力を交流電力に変換して外部給電しても良い。
このように、幾つかの実施形態では、電源供給装置4は、電動車両とは別体に設けられると共に、電動車両の充電口82に着脱可能に設けられることで、例えば、電動車両の車体に充電口を設けることにより、電源供給装置を車内のみならず、車外においても容易に使用することができる。
Next, some embodiments in the case where the power supply device 4 is provided separately from the electric vehicle will be described. In this case, the power supply device 4 may be connected to a charging port 82 (for example, a quick charging connector) to which the charging
As described above, in some embodiments, the power supply device 4 is provided separately from the electric vehicle and is detachably provided at the charging
また、他の幾つかの実施形態では、電源供給装置4が電動車両とは別体に設けられている場合には、上限電力決定手段5の制御フローを示す図3のステップS1とステップS2との間などにおいて、上限電力決定手段5は、駆動用バッテリ3のSOCは下限規定値以上であるか否を判定するように構成しても良い。この判定の結果、SOCが下限規定値よりも小さい場合には、上限電力Ptを0(W)としても良い。下限規定値は駆動用バッテリ3の放電時のSOCであり、このような場合に駆動用バッテリ3の充電電力を電源供給装置4が使用することによって、SOCが下限規定値を下回るような状況の発生を回避することができる。
Further, in some other embodiments, when the power supply device 4 is provided separately from the electric vehicle, steps S1 and S2 in FIG. The upper limit power determination means 5 may be configured to determine whether or not the SOC of the
また、幾つかの実施形態では、電源供給装置4は、上述したように電動車両とは別体に設けられており、報知装置6は、電源供給装置4に設けられていても良い。表示装置などの報知装置6が電源供給装置4に設けられることで、電源供給装置4の給電口41に接続して使用する外部負荷9の付近で上限電力Ptを確認することができる。特に、電源供給装置4を電動車両の車外において使用する場合には、ユーザは、車内に戻ることなく、車外において上限電力Ptを確認することができる。
In some embodiments, the power supply device 4 may be provided separately from the electric vehicle as described above, and the notification device 6 may be provided in the power supply device 4. By providing the power supply device 4 with the notification device 6 such as a display device, the upper limit power Pt can be confirmed in the vicinity of the
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
1 外部給電装置
2 車載充電器
3 駆動用バッテリ
32 バッテリ管理ユニット
4 電源供給装置
41 給電口
5 上限電力決定手段
51 充電判定部
52 外部給電要判定部
53 上限電力算出部
56 電源供給装置制御部
57 報知部
6 報知装置
7 使用スイッチ
81 充電コネクタ
82 充電口
83 シフトポジションセンサ
9 外部負荷
91 電源プラグ
P 外部電源
Ec 外部充電判定情報
Lc 車載ネットワーク
Lp 電力供給ライン
Tb バッテリ温度
SOC 充電率(電池容量)
M 上限電力決定マップ
P1 第1境界線
P2 第2境界線
P3 第3境界線
Pmax 最大電力
Pb 第2電力
Pc 第3電力
Pt 上限電力
Ra 第1領域
Rb 第2領域
Rc 第3領域
Rd 第4領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 External power supply device 2 Car-mounted
M upper limit power determination map P1 first boundary line P2 second boundary line P3 third boundary line Pmax maximum power Pb second power Pc third power Pt upper limit power Ra first region Rb second region Rc third region Rd fourth region
Claims (9)
前記車載充電器から出力される前記直流電力により充電が可能な駆動用バッテリと、
前記駆動用バッテリおよび前記車載充電器に接続され、前記直流電力を交流電力に変換して外部負荷用の給電口に供給可能な電源供給装置と、
前記電源供給装置による前記給電口からの電力供給が可能な上限電力であって、前記上限電力が供給されることによる充電によって前記駆動用バッテリが過充電状態過電圧状態となることがない前記上限電力を決定する上限電力決定手段と、を備え、
前記上限電力決定手段は、
前記駆動用バッテリの前記外部電源による充電が実行可能な充電可能実行状態であるか否かを判定する充電判定部と、
前記充電実行状態充電可能状態と判定された場合に、前記駆動用バッテリのSOCおよびバッテリ温度に基づいて前記上限電力を算出する上限電力算出部と、を有することを特徴とする電動車両の外部給電装置。 An in-vehicle charger that converts AC power supplied from an external power source into DC power;
A driving battery capable of being charged by the DC power output from the in-vehicle charger;
A power supply device connected to the driving battery and the in-vehicle charger, capable of converting the DC power into AC power and supplying the power to a power supply port for an external load;
The upper limit power at which power can be supplied from the power supply port by the power supply device, and the upper limit power at which the driving battery does not enter an overcharge state or overvoltage state due to charging by the supply of the upper limit power An upper limit power determining means for determining
The upper limit power determining means includes
A charge determination unit that determines whether or not the drive battery is in a chargeable execution state in which charging by the external power source is executable;
An external power supply for an electric vehicle, comprising: an upper limit power calculation unit configured to calculate the upper limit power based on an SOC and a battery temperature of the drive battery when it is determined that the charge execution state is a chargeable state apparatus.
前記上限電力算出部は、前記上限電力決定マップを用いて、前記SOCと前記バッテリ温度から、前記上限電力を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の電動車両の外部給電装置。 An upper limit power determination map showing a relationship among the SOC, the battery temperature, and the upper limit power;
The external power supply device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the upper limit power calculation unit calculates the upper limit power from the SOC and the battery temperature using the upper limit power determination map.
前記報知装置は、前記電源供給装置に設けられることを特徴とする請求項6に記載の電動車両の外部給電装置。 The power supply device is provided separately from the electric vehicle,
The external power feeding device for an electric vehicle according to claim 6, wherein the notification device is provided in the power supply device.
The electric vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein the power supply device is provided separately from the electric vehicle and is detachably provided at a charging port of the electric vehicle. External power supply device.
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