JP2019105595A - 車両の二次電池システム - Google Patents

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明洋 田力
英司 遠藤
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英司 遠藤
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Masahiro Inoue
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Abstract

【課題】SOCの視認性を低下させることなく運転手に与える不快感を払拭しながらSOHを表示する車両の二次電池システムを提供する。【解決手段】二次電池11と、二次電池の電圧を検出する電圧検出手段11aと、二次電池の電流を検出する電流検出手段11bと、二次電池の電圧及び電流に基づいて二次電池のSOCを算出するSOC算出手段52と、電圧検出手段及び電流検出手段によって検出される電圧及び電流に基づいて二次電池のSOHを算出するSOH算出手段54と、SOC算出手段によって算出されるSOC及びSOH算出手段によって算出されるSOHが示される絵図が表示される表示手段と、表示手段を制御する制御手段50とを有し、制御手段は、SOC算出手段によって算出されるSOCに応じて絵図の上下方向または左右方向のいずれか一方の長さを変更し、SOH算出手段によって算出されるSOHに応じて絵図のデザインを変更して表示する。【選択図】図1

Description

本発明は車両の二次電池システムに係り、特にSOHとSOCとを一度に表示する技術に関する。
例えば、モータを搭載した電気自動車や、エンジンとモータとを併せもつハイブリット車両には、モータの駆動を行うために二次電池が搭載されている。
このような車両に搭載された二次電池は、モータへの電力供給と所謂回生ブレーキによる発電や給電所における給電により、繰り返し充放電が実施されて劣化することが課題となっている。
このように、二次電池が劣化すると最大蓄電量が低下して車両の航続距離が低下し、好ましいことではない。
ところで、昨今の電気自動車等の車両は、電装関係の部品点数が多く、それら電装関係の部品の計器類が増えたことで、新たに二次電池の最大蓄電量を表示する計器を設けるスペースがインストルメントパネル等の運転手の視認可能な範囲に少ないという問題がある。
そこで、二次電池の新品時の最大蓄電量を100%とした二次電池の劣化度合(State Of Health、略してSOHという)が縦方向に、二次電池の残容量(State Of Charge、略してSOCという)が横方向に表現されるよう、SOHとSOCとを四角形で表示して、予め運転手に最大蓄電量を視認させる技術が開発されている(特許文献1)。
特開2009−208484号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示される技術では、SOHが低下すると四角形の縦方向の幅が縮小されて該四角形の面積が小さくなりSOCが見えづらくなるため、更なる改善の余地があった。
また、二次電池は、SOHが使用限界値になると交換する必要がある。このとき、運転手にとっては、二次電池を交換しなければならないという義務感や不快感が生じる。そのため、SOHが使用限界値であることを数値や幾何学的な表示で表すのみであると、運転手は、そのような不快感が払拭されず、ひいては二次電池が搭載された車両を再購入する意欲を低減させることになり、好ましいことではない。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、SOCの視認性を低下させることなく運転手に与える不快感を払拭しながらSOHを表示することができる車両の二次電池システムを提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の車両の二次電池システムは、車両に搭載された二次電池と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池の電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段及び前記電流検出手段によって検出される電圧及び電流に基づいて前記二次電池のSOCを算出するSOC算出手段と、前記電圧検出手段及び前記電流検出手段によって検出される電圧及び電流に基づいて前記二次電池のSOHを算出するSOH算出手段と、前記SOC算出手段によって算出されるSOC及び前記SOH算出手段によって算出されるSOHが示される絵図が表示される表示手段と、前記表示手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記SOC算出手段によって算出されるSOCに応じて前記絵図の上下方向または左右方向のいずれか一方の長さを変更し、前記SOH算出手段によって算出されるSOHに応じて前記絵図のデザインを変更して表示することを特徴とする。
これにより、SOC算出手段によって算出されるSOCに応じて絵図の上下方向または左右方向のいずれか一方の長さを変更し、SOH算出手段によって算出されるSOHに応じて絵図のデザインを変更して表示することで、SOCとSOHとを絵図のみで表示するとともに、SOHの低下に関わらずSOCの視認性を維持することが可能とされる。また、例えば絵図が天気を示すピクトグラムである場合、晴れた状態からSOHの低下に伴い徐々に天気が崩れるデザインに変更することで、運転手は二次電池の劣化を感覚的に認識して該二次電池の交換に対する不快感を払拭することが可能とされる。
その他の態様として、前記絵図は、表情を有するキャラクタであり、前記デザインは、前記キャラクタの前記表情であるのが好ましい。
これにより、例えばSOHの低下に伴い徐々にキャラクタの表情が曇るように表情を変更することで、運転手はキャラクタに対して親近感を抱き、キャラクタの表情を晴れやかにすべく二次電池を交換する。これにより、運転手は、二次電池の交換に対する不快感を良好に払拭されて二次電池を交換することが可能とされる。
その他の態様として、前記二次電池のSOCの変動履歴を記憶するSOC記憶手段を有し、前記表示手段は、折れ線グラフが表示されており、前記制御手段は、前記SOC記憶手段によって記憶される前記二次電池のSOCの変動履歴に基づいて前記折れ線グラフを形成し、前記絵図は、前記折れ線グラフの直近の履歴に対応する位置に表示されるのが好ましい。
これにより、SOCの変動履歴を視認しつつ、SOCの変動によって二次電池がどの程度劣化したかを感覚的に認識することが可能とされる。
その他の態様として、前記SOC記憶手段は、前記二次電池が変動した際に使用された充放電要因を更に記憶しており、前記表示手段は、前記充放電要因を文字によって示す充放電要因案内が更に表示されており、前記制御手段は、前記折れ線グラフの前記充放電要因が使用されたときと対応する位置に前記充放電要因案内を表示させるのが好ましい。
これにより、折れ線グラフの傾きの原因となる充放電要因が何かを運転手に伝えることができるので、例えば充電に使用した急速充電器の充電速度やエアコンによる放電度合を運転手に認識させることが可能とされる。
本発明の車両の二次電池システムによれば、SOC算出手段によって算出されるSOCに応じて絵図の上下方向または左右方向のいずれか一方の長さを変更し、SOH算出手段によって算出されるSOHに応じて絵図のデザインを変更して表示することで、SOCとSOHとを絵図のみで表示するとともに、SOHの低下に関わらずSOCの視認性を維持することが可能とされる。また、例えば絵図が天気を示すピクトグラムである場合、晴れた状態からSOHの低下に伴い徐々に天気が崩れるデザインに変更することで、運転手は二次電池の劣化を感覚的に認識して該二次電池の交換に対する不快感を抑制することができる。
これにより、SOCの視認性を低下させることなく運転手に与える二次電池の交換に対する不快感を抑制しながらSOHを表示することができる。
第1実施形態における車両の概略構成図である。 メータパネルの平面図である。 第1実施形態における、SOCが100%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときの図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図である。 第1実施形態における、SOCが30%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときの図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図である。 別実施例における、SOCが100%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときの図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図である。 第2実施形態における車両1の概略構成図である。 第2実施形態における、SOHが90〜100%のときの図2中のA部分の拡大図である。
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1を参照すると、第1実施形態における車両1の概略構成図が示されている。
車両1は、駆動輪3、モータ7、減速機9、バッテリ(二次電池)11、運転席20が搭載された、所謂電気自動車である。モータ7は、バッテリ11から電力が供給されて駆動し、減速機9を介して駆動輪3を駆動させて車両1を加速させることができる。また、モータ7は、走行する車両1によって駆動される駆動輪3から減速機9を介して駆動力が伝達されることで発電してバッテリ11に電力を供給することができ、該発電によって駆動輪3を減速させる所謂回生ブレーキを作動させることで車両1を減速することができる。
運転席20には、メータパネル23が図示しないインストルメンタルパネルに配設される。
図2を参照すると、メータパネル23の平面図が示されている。
メータパネル23は、速度メータ25、SOCメータ(表示手段)27、回生ゲージ29が表示された液晶パネルである。
速度メータ25は、例えばアナログメータまたはアナログメータを模した映像であり、車両1の車速に応じて目盛や図示しない数値を指示することで運転手が車両1の速度を視認可能である。
回生ゲージ29は、例えばアナログメータまたはアナログメータを模した映像であり、モータ7の電力の使用状況に応じて目盛や図示しない数値を指示することで運転手がモータ7の電力の使用状況を視認することが可能である。
SOCメータ27には、バッテリ11の残容量(以下、SOCという)やバッテリ11の劣化度合(以下、SOHという)が表示される。
図1に戻り、バッテリ11には、電圧センサ(電圧検出手段)11a及び電流センサ(電流検出手段)11bが設けられており、バッテリ11の電圧及び電流がそれぞれ検出される。
ECU(制御手段)50は、モータ7の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成される。特に、ECU50には、SOC算出部(SOC算出手段)52及びSOH算出部(SOH算出手段)54が設けられており、バッテリ11に設けられた電圧センサ11a及び電流センサ11bによって検出されるバッテリ11の電圧及び電流を基にバッテリ11のSOC及びSOHが算出される。
ECU50の出力側には、メータパネル23が電気的に接続されており、SOC算出部52及びSOH算出部54によって算出されるバッテリ11のSOC及びSOHに基づきメータパネル23を制御することでSOCメータ27の表示を変更することができる。
図3を参照すると、第1実施形態における、SOCが100%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときのSOCメータ27、即ち図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図が示されている。また、図4を参照すると、第1実施形態における、SOCが30%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときの図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図が示されている。以下、図3及び図4に基づいて第1実施形態に係るSOCメータ27について詳しく説明する。
SOCメータ27は、元気表示キャラクタ(絵図、キャラクタ)40及びガイド線43によって構成される。ガイド線43は、SOCの0%〜100%の指標となる上下方向に延びた目盛である。このガイド線43には、下端近傍にEmptyの頭文字であるEが、上端近傍にFullの頭文字であるFがそれぞれ付される。即ち、ガイド線43は、上端がバッテリ11のSOCが100%即ちバッテリ11が満充電状態のときを示し、下端がバッテリ11のSOCが0%即ちバッテリ11が完全放電状態のときを示す。
元気表示キャラクタ40は、SOC算出部52によって算出されるバッテリ11のSOCに応じて上下方向の大きさ(長さ)が変化する。
詳しくは、バッテリ11のSOCが100%即ちバッテリ11が満充電状態のときは、図3のように元気表示キャラクタ40が上下方向に最大限延びて表示される。また、バッテリ11のSOCが減少するにつれて元気表示キャラクタ40は、その最上部41がガイド線43の示す値とSOCとで対応する位置になるように上下方向に伸縮させて表示される。なお、元気表示キャラクタ40は、SOC算出部52によって算出されるバッテリ11のSOCに応じて上下方向の大きさが変化するようにしたが、左右方向の大きさが変化するようにしてもよい。
また、元気表示キャラクタ40は、SOH算出部54によって算出されるバッテリ11のSOHが90%〜100%のときは極めて上機嫌なときの表情を模したデザインである上機嫌状態絵図(デザイン)40aで表示され、SOHが80%〜90%のときは機嫌のよいときの表情を模したデザインである笑顔状態絵図(デザイン)40bで表示され、SOHが70%〜80%のときは無表情を模したデザインである普通状態絵図(デザイン)40cで表示され、SOHが70%未満のときは気分が悪いときの表情を模した図である不調状態絵図(デザイン)40dで表示される。
即ち、SOCメータ27は、元気表示キャラクタ40のデザインである表情を変えてバッテリ11のSOHが表現されるので、運転手にとって感覚的にSOHを認識することができ、バッテリ11のSOHについての視認性を向上させることができる。また、元気表示キャラクタ40の左右方向の幅を狭めることなくSOHを表示するため、バッテリ11が劣化してSOHが低下した場合であってもSOCの視認性を維持することができる。
また、元気表示キャラクタ40が表情によってSOHを表現するので、運転手に愛着や親近感を持たせることができ、SOHが70%未満になりバッテリ11の交換が必要となっても、運転手に与える不快感を払拭することができる。
以下、図5に基づき第1実施形態に係る別実施例ついて説明する。
図5を参照すると、別実施例における、SOCが70%であって、SOHが90〜100%のとき、80〜90%のとき、70〜80%のとき、及び70%未満のときの図2中のA部分の拡大図を横並びにした比較図が示されている。第1実施形態に係る別実施例では、元気表示キャラクタ40に代わりピクトグラム(絵図)140が用いられる。
ピクトグラム140は、天気を示す絵図である。このピクトグラム140は、SOH算出部54によって算出されるバッテリ11のSOHが90%〜100%のときは快晴時に見える太陽を模したデザインである晴れマーク(デザイン)140aで表示され、SOHが80%〜90%のときは曇り空を模したデザインである曇りマーク(デザイン)140bで表示され、SOHが70%〜80%のときは傘を模したデザインである雨マーク(デザイン)140cで表示され、SOHが70%未満のときは木枯らしを模したデザインである風マーク(デザイン)140dで表示される。
即ち、SOHが低下するに従い天気が崩れる様子をピクトグラム140のデザインを変えて表現することで、運転手は、直感的にSOHの劣化を認識することができる。
以上説明したように、第1実施形態に係る車両の二次電池システムでは、車両1に搭載されたバッテリ11と、バッテリ11の電圧を検出する電圧センサ11aと、電流を検出する電流センサ11bと、電圧センサ11a及び電流センサ11bによって検出される電圧に基づいてバッテリ11のSOCを算出するSOC算出部52と、電圧センサ11a及び電流センサ11bによって検出される電圧に基づいてバッテリ11のSOHを算出するSOH算出部54と、SOC算出部52によって算出されるSOC及びSOH算出部54によって算出されるSOHが示される絵図として元気表示キャラクタ40やピクトグラム140が表示されるSOCメータ27と、SOCメータ27を制御するECU50と、を有し、ECU50は、SOC算出部52によって算出されるSOCに応じて元気表示キャラクタ40やピクトグラム140の上下方向の長さを変更し、SOH算出部54によって算出されるSOHに応じて元気表示キャラクタ40やピクトグラム140の表情や天気のデザインを変更して表示する。
従って、SOC算出部52によって算出されるSOCに応じて元気表示キャラクタ40やピクトグラム140の上下方向の長さを変更し、SOH算出部54によって算出されるSOHに応じて元気表示キャラクタ40やピクトグラム140のデザインを変更して表示したので、SOCとSOHとを元気表示キャラクタ40やピクトグラム140のみで表示するとともに、SOHの低下に関わらずSOCの視認性を維持することが可能とされる。また、例えば絵図が天気を示すピクトグラム140である場合、晴れた状態からSOHの低下に伴い徐々に天気が崩れるマークに変更することで、運転手はバッテリ11の劣化を感覚的に認識して該バッテリ11の交換に対する不快感を払拭することができる。
特に、絵図は、表情を有する元気表示キャラクタ40であり、デザインは、キャラクタの表情なので、運転手は元気表示キャラクタ40に対して親近感を抱き、元気表示キャラクタ40の表情を晴れやかにすべくバッテリ11を交換する。これにより、運転手は、バッテリ11の交換に対する不快感が良好に払拭されてバッテリ11を変更することができる。
<第2実施形態>
以下、図6に基づき第2実施形態について説明する。
なお、上記第1実施形態と共通の構成については説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。
図6を参照すると、第2実施形態における車両1の概略構成図が示されている。第1実施形態におけるECU50との相違点として、第2実施形態におけるECU(制御手段)250は、SOC記憶部(SOC記憶手段)256が設けられる。このSOC記憶部256は、例えば過去1週間のSOCの変動履歴や、エアコン(充放電要因)221の使用や充電口(充放電要因)211を介した充電等のSOCの変動要因についての変動履歴が記憶される。
図7を参照すると、第2実施形態における、SOHが90〜100%のときのSOCメータ(表示手段)227、即ち、図2中のA部分の拡大図が示されている。第2実施形態におけるSOCメータ227は、第1実施形態におけるSOCメータ27との相違点としてガイド線43に代わりガイド線243が備えられ、折れ線グラフ245及び変動理由案内(充放電要因案内)247が更に備えられる。
ガイド線243は、下端から右方向に延びる時間軸243aが設けられる。折れ線グラフ245は、SOC記憶部256によって記憶されたSOCの変動履歴が縦軸をSOC、横軸を時間にして表示される。また、ガイド線243の変動履歴のうち、直近の履歴の位置に対応する位置には、元気表示キャラクタ(絵図、キャラクタ)240が備えられる。
変動理由案内247は、SOC記憶部256によって記憶されたSOCの変動要因となるエアコン221の使用や充電口211を介した充電方法が矢印によって指示されて表示される。
これにより、例えば普通充電を行ったときのSOCの上昇率と急速充電を行ったときのSOCの上昇率とで折れ線グラフ245の傾きが異なるため、急速充電器による充電の効果を簡単に視認することができる。また、例えばエアコン221を作動させたときのSOCの減少率と作動させなかったときのSOCの減少率とで折れ線グラフ245の傾きが異なるため、エアコン221を作動させないことによる電費への貢献度合いを簡単に視認することができる。
以上説明したように、第2実施形態に係る車両の二次電池システムでは、バッテリ11のSOCを記憶するSOC記憶部256を有し、SOCメータ227には、折れ線グラフ245が表示されており、ECU250は、SOC記憶部256によって記憶されるバッテリ11のSOCの変動履歴に基づいて折れ線グラフ245を形成し、元気表示キャラクタ240は、折れ線グラフ245の直近の履歴に対応する位置に表示される。
従って、SOCの変動履歴を視認しつつ、バッテリ11がどの程度劣化したかを併せて認識することができる。
そして、SOC記憶部256は、バッテリ11が変動した際に使用されたエアコン221や充電口211を更に記憶しており、SOCメータ27は、エアコン221や充電口211を文字によって示す変動理由案内247が更に表示されており、ECU250は、折れ線グラフ245のエアコン221や充電口211が使用されたときと対応する位置に変動理由案内247を表示させる。
従って、折れ線グラフ245の傾きの原因が何かを変動理由案内247によって運転手に伝えることができるので、例えば充電に使用した急速充電器による充電速度やエアコン221による放電度合を運転手に認識させることができる。
以上で本発明に係る車両の二次電池システムの説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、メータパネル23にSOCメータ27、227を設けるようにしたが、カーナビゲーションシステムに使用される液晶画面に設けてもよく、運転手にとって視認可能であればよい。
また、SOHが100〜90%のときは濃い青色、SOHが90〜80%のときは薄い青色、SOHが80%〜70%のときは黄色、SOHが70%以下のときは赤色、のように色合いを変えることで視認性を向上させてもよい。
1 車両
11 バッテリ(二次電池)
11a 電圧センサ(電圧検出手段)
11b 電流センサ(電流検出手段)
27、227 SOCメータ(表示手段)
40、240 元気表示キャラクタ(絵図、キャラクタ)
41 最上部
50、250 ECU(制御手段)
52 SOC算出部(SOC算出手段)
54 SOH算出部(SOH算出手段)
140 ピクトグラム(絵図)
211 充電口(充放電要因)
221 エアコン(充放電要因)
245 折れ線グラフ
247 変動理由案内(充放電要因案内)
256 SOC記憶部(SOC記憶手段)

Claims (4)

  1. 車両に搭載された二次電池と、
    前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記二次電池の電流を検出する電流検出手段と、
    前記電圧検出手段及び前記電流検出手段によって検出される電圧及び電流に基づいて前記二次電池のSOCを算出するSOC算出手段と、
    前記電圧検出手段及び前記電流検出手段によって検出される電圧及び電流に基づいて前記二次電池のSOHを算出するSOH算出手段と、
    前記SOC算出手段によって算出されるSOC及び前記SOH算出手段によって算出されるSOHが示される絵図が表示される表示手段と、
    前記表示手段を制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記SOC算出手段によって算出されるSOCに応じて前記絵図の上下方向または左右方向のいずれか一方の長さを変更し、前記SOH算出手段によって算出されるSOHに応じて前記絵図のデザインを変更して表示する車両の二次電池システム。
  2. 前記絵図は、表情を有するキャラクタであり、前記デザインは、前記キャラクタの前記表情である、請求項1に記載の車両の二次電池システム。
  3. 前記二次電池のSOCの変動履歴を記憶するSOC記憶手段を有し、
    前記表示手段は、折れ線グラフが表示されており、
    前記制御手段は、前記SOC記憶手段によって記憶される前記二次電池のSOCの変動履歴に基づいて前記折れ線グラフを形成し、
    前記絵図は、前記折れ線グラフの直近の履歴に対応する位置に表示される、請求項1または2に記載の車両の二次電池システム。
  4. 前記SOC記憶手段は、前記二次電池が変動した際に使用された充放電要因を更に記憶しており、
    前記表示手段は、前記充放電要因を文字によって示す充放電要因案内が更に表示されており、
    前記制御手段は、前記折れ線グラフの前記充放電要因が使用されたときと対応する位置に前記充放電要因案内を表示させる、請求項3に記載の車両の二次電池システム。
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