JP2023064864A - バッテリの充電率を推定する推定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリの充電率を簡素な構成で推定するための技術を提供する。【解決手段】車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置は、バッテリの電圧を検出する電圧センサと、バッテリの温度を検出する温度センサと、電圧センサ及び温度センサに接続されており、バッテリの充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、を備える。推定処理は、車両の駐車中に実行され、電圧センサによって検出される検出電圧と、温度センサによって検出される検出電圧とに基づいて、バッテリの充電率を推定する。【選択図】図2
Description
本明細書が開示する技術は、車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置に関する。
特許文献1には、バッテリの充電率を推定する推定装置が記載されている。この推定装置は、バッテリの電圧を検出する電圧センサと、電圧センサに接続された処理回路と、を備える。処理回路は、充放電時における電圧(即ち、閉回路電圧)と充電率との関係を表すデータ群を作成し、そのデータ群と、電圧センサによって検出される検出電圧とに基づいて、バッテリの充電率を推定する。このような構成によると、バッテリの充放電中において、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。
バッテリの電圧と充電率(例えばSOC:State of Charge)との関係は、バッテリの充放電電流やバッテリの温度によって変化することが知られている。そのため、上記のような推定装置において、バッテリの充電率を推定するためには、様々な充放電電流に対して電圧と充電率との関係を表す多数のデータ群や、様々な温度に対して電圧と充電率との関係を表す多数のデータ群が必要となる。このような実情を鑑み、本明細書は、バッテリの充電率を簡素な構成で推定するための技術を提供する。
本明細書が開示する技術は、車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置に具現化される。この推定装置は、前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、前記バッテリの温度を検出する温度センサと、前記電圧センサ及び前記温度センサに接続されており、前記バッテリの前記充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、を備える。前記推定処理は、前記車両の駐車中に実行され、前記電圧センサによって検出される検出電圧と、前記温度センサによって検出される検出電圧とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する。
上記した推定装置では、車両の駐車中に、バッテリの充電率を推定する推定処理が実行される。車両の補機に電力を供給するバッテリでは、車両の駐車時における放電電流(いわゆる暗電流)が、車両の走行時における放電電流よりも十分に小さく、そのような放電電流については、バッテリの電圧に与える影響を無視することができる。その一方で、車両の駐車時においても、気温等の影響によってバッテリの温度は様々に変化し、そのような温度変化については、バッテリの電圧に与える影響を無視することができない。そのことから、上記した推定処理では、バッテリの電圧と温度とに基づいて、バッテリの充電率が推定される。このように、バッテリの充電率を推定するタイミングを、車両の駐車時に限定するととともに、バッテリの温度については依然として考慮することにより、バッテリの充電率を従来よりも簡素な構成で精度よく推定することができる。
本技術の一実施形態において、推定処理は、検出温度に応じて検出電圧と充電率との関係を決定し、決定した関係と検出電圧とを用いて充電率を推定してもよい。このような構成によると、バッテリの検出電圧及び検出温度の両者に基づいて、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。この場合、処理回路は、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述する関係式、マップ、又はテーブルを予め記憶していてもよい。
本技術の一実施形態において、処理回路は、車両の駐車中にバッテリの充電が開始されたときは、推定処理を中止してもよい。車両の駐車中であっても、バッテリの充電中は、電圧センサによる検出電圧が、バッテリに印加される充電電圧に依存する。そのことから、車両の駐車中にバッテリの充電が開始されたときは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電中に、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。
上記した実施形態において、処理回路は、バッテリの充電が終了した後、所定の条件が満たされたときに、推定処理を再開してもよい。バッテリの充電が終了した直後でも、バッテリの出力する電圧には、充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサによる検出電圧は、バッテリの充電率に必ずしも対応しない。そのことから、バッテリの充電が終了した後も、その充電による影響が実質的に解消されたと判断し得る条件が満たされるまでは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電が終了した直後において、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。
上記した実施形態において、処理回路は、所定の条件として、充電後にバッテリから放電された放電量が、充電中にバッテリに充電された充電量に達したときに、推定処理を再開してもよい。即ち、充電後におけるバッテリの充電率が、その充電開始時点におけるバッテリの充電率に達したときに、推定処理が再開されてもよい。バッテリの充電が終了した直後は、バッテリの内部に充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサによる検出電圧は、バッテリの充電率に必ずしも対応しない。そのことから、バッテリの充電が終了した後も、バッテリの充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電が終了した直後に、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。
上記した実施形態に代えて、処理回路は、充電の開始時点において検出電圧及び検出温度を記憶してもよい。この場合、処理回路は、前述した所定の条件として、充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下したときに、推定処理を再開してもよい。このような構成によると、充電の開始時点におけるバッテリの温度と、充電の終了後におけるバッテリの温度とが互いに相違する場合でも、充電の終了後におけるバッテリの充電率が、充電の開始時点における充電率と等しくなるタイミングを、正しく特定することができる。これにより、バッテリの充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することができ、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。
上記したいくつかの実施形態において、処理回路は、推定処理を中止している間、充電の開始時点における充電率と、充電中にバッテリに充電された充電量と、充電後にバッテリから放電された放電量とに基づいて、バッテリの充電率を推定してもよい。即ち、バッテリの充電中や、その直後の期間では、上述した推定処理とは異なる方法を用いて、バッテリの充電率を推定してもよい。このような構成によると、バッテリの充電中や、その直後の期間においても、バッテリの充電率を推定することができる。
上記した実施形態に代えて、処理回路は、推定処理を中止している間、充電の開始時点における充電率と、充電中にバッテリに充電された充電量と、充電後の経過時間から推定されるバッテリの放電量とに基づいて、バッテリの充電率を推定してもよい。このような構成によっても、バッテリの充電中や、その直後の期間においても、バッテリの充電率を推定することができる。
上記したいくつかの実施形態において、バッテリの充電では、バッテリの検出温度が低いときほど、バッテリへの充電電流が制限されてもよい。このような構成によると、バッテリの充電によってバッテリが受ける影響を、抑制又は実質的に排除することができる。これにより、バッテリの充電後においても、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。
上記したいくつかの実施形態において、バッテリの充電は、車両に搭載されたソーラー充電システムによって実施されてもよい。このような構成によると、車両の駐車時におけるバッテリの充電電流は十分に小さいため、当該充電電流がバッテリに与える影響を実質的に無視することができる。
上記した実施形態に代えて、又は加えて、バッテリの充電は、車両に接続された外部電源によって実施されてもよい。このような構成によっても、バッテリへ供給される充電電流が十分に小さければ、当該充電電流がバッテリに与える影響を実質的に無視することができる。
図面を参照して、実施例の推定装置10と、それを採用した車両100について説明する。ここでいう車両100は、いわゆる自動車であって、路面を走行する車両である。ここで、路面とは、いわゆる公道に限定されるものではなく、私有地や、車両100が走行可能な屋内の床面も意図されている。なお、本実施例で説明する技術は、路面を走行する車両に限られず、軌道を走行する車両に対しても有効に採用することができる。さらに、本実施例で開示される技術は、車両100に限られず、船舶や航空機等の移動体等に採用されることができる。
図1に示すように、車両100は、メインバッテリ102と、補機バッテリ104と、補機106とを備える。メインバッテリ102は、車両100の走行用モータ(不図示)等に電力を供給するバッテリである。補機バッテリ104は、車両100に搭載される補機106に電力を供給するバッテリである。補機106は、例えば、ルームランプやカーナビゲーション装置等である。補機バッテリ104は、補機106と電気的に接続されており、補機106へ電力を供給することができる。補機106は、補機バッテリ104から供給された電力によって、動作することができる。補機バッテリ104の定格電圧は、メインバッテリ102の定格電圧よりも低い。一例ではあるが、補機バッテリ104の定格電圧は12Vであり、メインバッテリ102の定格電圧は、200V~600Vである。
メインバッテリ102及び補機バッテリ104の各々は、複数の電池セルを直列に接続した二次電池である。メインバッテリ102及び補機バッテリ104の各々が有する複数の電池セルの具体的な数は、特に限定されず、少なくとも一つであればよい。複数の電池セルの各々は、例えば、リチウムイオン電池である。但し、複数の電池セルの各々は、必ずしもリチウムイオン電池である必要はなく、ニッケル水素電池といった他の電池であってもよい。
図1に示すように、車両100は、DC-DCコンバータ108と、制御装置110とをさらに備える。DC-DCコンバータ108は、入力された直流電力を昇圧又は降圧して出力する装置である。制御装置110は、車両100の動作を監視及び制御する装置である。DC-DCコンバータ108は、メインバッテリ102と補機バッテリ104との間に設けられており、メインバッテリ102からの直流電力を降圧して、補機バッテリ104側(例えば、補機バッテリ104及び補機106)に供給することができる。DC-DCコンバータ108は、制御装置110と通信可能に構成されており、DC-DCコンバータ108の動作は、制御装置110によって制御される。そのため、制御装置110は、DC-DCコンバータ108の動作を制御して、メインバッテリ102による補機バッテリ104の充電を行うことができる。
次に、推定装置10について説明する。推定装置10は、補機バッテリ104の充電率を推定する装置である。図1に示すように、推定装置10は、電圧センサ12と、電流センサ14と、温度センサ16と、処理回路18とを備える。電圧センサ12は、補機バッテリ104の両端と電気的に接続されており、補機バッテリ104の電圧を検出することができる。電流センサ14は、補機バッテリ104と直列に接続されており、補機バッテリ104の電流を検出することができる。温度センサ16は、例えば、補機バッテリ104が収容されるケース内に配置されており、補機バッテリ104の温度を検出することができる。処理回路18は、各センサ12、14、16と通信可能に接続されており、各センサ12、14、16によって検出された補機バッテリ104の電圧、電流及び温度を監視することができる。詳しくは後述するが、処理回路18は、補機バッテリ104の充電率を推定する推定処理を含む、一連の処理を実行可能に構成されている。
処理回路18は、制御装置110とも通信可能に接続されており、補機バッテリ104の状態に関する情報を制御装置110に送信することができるとともに、車両100の状態に関する情報を制御装置110から受信することができる。一例ではあるが、処理回路18は、補機バッテリ104の充電率を制御装置110に送信することができる。また、特に限定されないが、制御装置110は、ユーザによって車両100が運転又は駐車されると、それに対応する通知(例えば、運転開始通知又は駐車開始通知)を処理回路18に送信することができる。ここで、車両100が駐車中であるとは、車両100が継続的に停車している状態をいい、例えば、車両100のメインスイッチがオフされている状態が含まれる。そのため、制御装置110は、車両100のメインスイッチがオフされると、処理回路18に駐車開始通知を送信し、車両100のメインスイッチがオンされると、処理回路18に運転開始通知を送信する。なお、車両100のメインスイッチは、エンジン車に対する慣習に倣い、イグニッションスイッチと呼ばれる場合がある。そして、制御装置110は、処理回路18から受信した補機バッテリ104の充電率や、車両100の駐車時間等に基づいて、DC-DCコンバータ108の動作を制御することで、メインバッテリ102による補機バッテリ104の充電を開始及び停止することができる。
次に、図2-図6を参照して、処理回路18が実行する一連の処理について説明する。図2のステップS10において、処理回路18は、車両100が駐車中であるのか否かを判定する。前述したように、車両100が駐車されると、制御装置110は、推定装置10の処理回路18に駐車開始通知を送信する。処理回路18は、駐車開始通知を受け取ると(ステップS10でYES)、ステップS12の処理へ移行する。これに対して、ステップS10でNOの場合、処理回路18は、一連の処理を終了する。
ステップS12において、処理回路18は、補機バッテリ104の充電が開始されたのか否かを判定する。車両100の駐車時では、補機バッテリ104から補機106へ電力が供給されていることから、補機バッテリ104の充電率は経時的に減少する。但し、前述したように、制御装置110は、補機バッテリ104の充電率や、車両100の駐車時間等に基づいて、メインバッテリ102による補機バッテリ104の充電を実施するように構成されている。処理回路18は、各センサ12、14、16による検出値等に基づいて、補機バッテリ104への充電が開始されたことを検出することができる。なお、他の実施形態として、制御装置110は、メインバッテリ102による補機バッテリ104の充電を開始及び停止したときに、その旨を処理回路18に通知するように構成されてもよい。この場合、処理回路18は、制御装置110からの通知に基づいて、補機バッテリ104の充電が開始されたのか否かを判定してもよい。ステップS12でNOの場合、処理回路18は、ステップS14へ移行する。ステップS12でYESの場合、処理回路18は、図2中のXを経由して、図5のステップS20へ移行する。
ステップS14において、処理回路18は、電圧センサ12によって検出される検出電圧と、温度センサ16によって検出される検出温度とを取得する。補機バッテリ104の放電中では、電圧センサ12による検出電圧が、補機バッテリ104の電圧と一致する。また、温度センサ16による検出温度は、補機バッテリ104の温度と一致する。
ステップS16において、処理回路18は、ステップS14で取得した補機バッテリ104の電圧及び温度に基づいて、補機バッテリ104の充電率を推定する推定処理を実行する。一般的に、バッテリの電圧と充電率との関係は、バッテリの充放電電流やバッテリの温度によって変化することが知られている。しかしながら、図3に示すように、車両100の駐車時における補機バッテリ104の放電電流(いわゆる暗電流)は、例えば300mA以下であって、車両100の走行時における放電電流よりも十分に小さい。そのため、補機バッテリ104の電圧と充電率との関係において、当該放電電流による影響を無視することができる。図3中のグラフ(A)は、補機バッテリ104の放電電流が第1電流値A1であるときの電圧と充電率との関係を示しており、図3中のグラフ(B)は、補機バッテリ104の放電電流が第2電流値A2であるときの電圧と充電率との関係を示している。ここで、第1電流値A1は、第2電流値A2よりも小さく、例えば、第1電流値A1は30mAであり、第2電流値A2は300mAである。また、図3中のグラフ(A)及びグラフ(B)について、補機バッテリ104の温度は互いに等しい。以上より、ステップS16の処理では、補機バッテリ104の放電電流の影響を無視することができる。
その一方で、図4に示すように、補機バッテリ104の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ104の温度によって変化する。図4中のグラフ(C)は、補機バッテリ104の第1温度T1における充電率と電圧との関係を示しており、図4中のグラフ(D)は、補機バッテリ104の第2温度T2における充電率と電圧との関係を示している。ここで、第1温度T1は、第2温度T2よりも高く、例えば、第1温度T1は25度であり、第2温度T2は-25度である。また、図4中のグラフ(C)及びグラフ(D)について、補機バッテリ104の放電電流は互いに等しい。例えば、補機バッテリ104の電圧VDであるとき、補機バッテリ104の温度が第1温度T1である場合には、充電率は第1充電率S1であり、補機バッテリ104の温度が第2温度T2である場合には、充電率は第2充電率S2である。第1充電率S1は、第2充電率S2よりも有意に低い。このように、補機バッテリ104の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ104の温度に応じて変化するため、ステップS16の処理では、補機バッテリ104の温度の影響を考慮する必要がある。
以上を踏まえて、ステップS16では、処理回路18は、検出温度に応じて検出電圧と充電率との関係を決定し、決定した関係と検出電圧とを用いて、補機バッテリ104の充電率を推定する。一例ではあるが、処理回路18は、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述する関係式を予め記憶しておくことができる。処理回路18は、補機バッテリ104の検出温度に応じて、充電率と電圧との関係を記述する関係式を決定し、決定した関係式を用いて、補機バッテリ104の検出電圧から充電率を推定する。ステップS16の処理を終えると、処理回路18は、一連の処理を終了する。
なお、他の実施形態として、処理回路18は、前述の関係式に加えて、又は代えて、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述するマップ、テーブルを予め記憶してもよい。この場合、処理回路18は、補機バッテリ104の検出温度に応じて、充電率と電圧との関係を記述するマップ、テーブルを決定し、そのマップ、テーブルと補機バッテリ104の検出電圧とを用いて、充電率を推定してもよい。
次に、図5、図6を参照して、図2のステップS12でYESとなった場合、即ち、車両100の駐車中に補機バッテリ104への充電が開始された場合の処理について説明する。前述したように、図2のステップS12でYESの場合、処理回路18は図5のステップS20へ移行する。これにより、補機バッテリ104の充電中は、図2のステップS14、S16における推定処理が中止される。図6に示すように、車両100の駐車中であっても、補機バッテリ104の充電中(図中の点Fから点G、又は、点Iから点J)は、電圧センサ12による検出電圧が、補機バッテリ104に印加される充電電圧に依存する。即ち、電圧センサ12による検出電圧が、補機バッテリ104の充電率に必ずしも対応しない。そのことから、車両100の駐車中に補機バッテリ104の充電が開始されたときは、上述した推定処理が中止されるように構成されている。これにより、補機バッテリ104の充電中に、補機バッテリ104の充電率が誤って推定されることを避けることができる。
加えて、処理回路18は、補機バッテリ104の充電が終了し(ステップS22でNO)、所定の条件が満たされたときに(ステップ32でYES)、図2のステップS14の処理に復帰する。これにより、補機バッテリ104の充電中に加えて、その充電が終了した直後の期間においても、図2のステップS14、S16における推定処理は中止されるように構成されている。図6に示すように、補機バッテリ104の充電が終了した直後(図中の点Gから点H、又は、点Jから点K)でも、補機バッテリ104の出力する電圧には、充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサ12による検出電圧は、補機バッテリ104の充電率に必ずしも対応しない。そのことから、補機バッテリ104の充電が終了した後も、その充電による影響が実質的に解消されたと判断し得る条件が満たされるまで、上述した推定処理が中止されるように構成されている。これにより、補機バッテリ104の充電が終了した直後において、補機バッテリ104の充電率が誤って推定されることを避けることができる。
以上のように、補機バッテリ104の充電中、及び、充電が終了した直後の期間は、図2のステップS14、S16における推定処理が中止される。その間、処理回路18は、図5に示す処理を実行することによって、図2のステップS14の処理に復帰するタイミングを特定するとともに、補機バッテリ104の充電率を簡易的に推定することができる。
先ず、ステップS20において、処理回路18は、充電の開始時点において、電圧センサ12によって検出された検出電圧と、温度センサ16によって検出された検出温度とを記憶する。そして、処理回路18は、例えば、図2のステップS16の処理と同様の方法により、補機バッテリ104の充電率を推定する。
ステップS22において、処理回路18は、補機バッテリ104が充電中であるのか否かを判定する。補機バッテリ104が充電中である場合(ステップS22でYES)、処理回路18は、ステップS24において、当該充電による充電量を算出する。例えば、処理回路18は、電流センサ14を用いて取得した補機バッテリ104の電流値を積算することで、補機バッテリ104の充電量を算出する。補機バッテリ104が充電中でない場合(ステップS22でNO)、処理回路18は、ステップS24の処理を省略する。
ステップS26において、処理回路18は、補機バッテリ104が放電中であるのか否かを判定する。補機バッテリ104が放電中である場合(ステップS26でYES)、処理回路18は、ステップS28において、当該放電による放電量を算出する。この場合もステップS24と同様に、処理回路18は、例えば電流センサ14による検出電流を積算することで、補機バッテリ104の放電量を算出する。補機バッテリ104が放電中でない場合(ステップS26でNO)、処理回路18は、ステップS28の処理を省略する。
ステップS30において、処理回路18は、補機バッテリ104の充電率を簡易的に推定する。一例ではあるが、処理回路18は、補機バッテリ104の充電の開始時点(図6中の点F、Iに対応)における充電率と、充電中に補機バッテリ104に充電された充電量と、充電後に補機バッテリ104から放電された放電量とに基づいて、補機バッテリ104の充電率を推定する。例えば、処理回路18は、ステップS20で推定した充電の開始時点における補機バッテリ104の充電率と、ステップS22で算出した充電量とステップS26で算出した放電量との差分とから、補機バッテリ104の充電率を推定する。なお、補機バッテリ104の充電の開始時点とは、補機バッテリ104の充電が開始される直前のタイミングであって、補機バッテリ104に充電電圧が印加される前のタイミングを意味する。
なお、上記した実施形態に代えて、ステップS30において、処理回路18は、補機バッテリ104の充電の開始時点における充電率と、充電中に補機バッテリ104に充電された充電量と、充電後の経過時間から推定される補機バッテリ104の放電量とに基づいて、補機バッテリ104の充電率を推定してもよい。この場合、例えば、処理回路18は、一日あたりの補機バッテリ104の放電量を予め記憶しておくことで、補機バッテリ104への充電が終了した後の経過時間から、充電後に補機バッテリ104から放電された放電量を推定してもよい。このように、処理回路18は、ステップS30において、充電後に補機バッテリ104から放電された放電量として、必ずしもステップS28で算出した放電量を用いる必要はない。なお、一日あたりの補機バッテリ104の放電量は、車両100の使用条件等に基づいて経験的に設定されてもよいし、車両100に搭載される補機106の種類等に応じて設定されてもよい。
ステップS32において、処理回路18は、充電後に補機バッテリ104から放電された放電量が、充電中に補機バッテリ104に充電された充電量に達したのか否かを判定する。詳しくは、処理回路18は、ステップS28で算出した放電量が、ステップS24で算出した充電量に達したのか否かを判定する。ステップS28で算出した放電量が、ステップS24で算出した充電量に達するまでは(ステップS32でNO)、処理回路18は、ステップS22へ戻る。ステップS28で算出した放電量が、ステップS24で算出した充電量に達すると(ステップS32でYES)、処理回路18は、図5中のYを経由して、図2のステップS14の処理に復帰する。ここで、本実施例における「充電後に補機バッテリ104から放電された放電量が、充電中に補機バッテリ104に充電された充電量に達した」とは、本技術における推定処理を再開するための所定の条件の一例である。
上記した推定装置10では、車両100の駐車中に、補機バッテリ104の充電率を推定する推定処理(図2中のステップS14及びステップS16)が実行される。車両100の補機バッテリ104では、車両100の駐車時における放電電流が、車両100の走行時における放電電流よりも十分に小さく、そのような放電電流については、補機バッテリ104の電圧に与える影響を無視することができる(図3参照)。その一方で、車両100の駐車時においても、気温等の影響によって補機バッテリ104の温度は様々に変化し、そのような温度変化については、補機バッテリ104の電圧に与える影響を無視することができない(図4参照)。そのことから、上記した推定処理では、補機バッテリ104の電圧と温度とに基づいて、補機バッテリ104の充電率が推定される。このように、補機バッテリ104の充電率を推定するタイミングを、車両100の駐車時に限定するととともに、補機バッテリ104の温度については依然として考慮することにより、補機バッテリ104の充電率を従来よりも簡素な構成で精度よく推定することができる。
処理回路18が実行する一連の処理は、適宜変更することができる。その一例として、処理回路18が実行する一連の処理の変形例について説明する。本変形例では、推定装置10の処理回路18は、図5に示す処理に代えて、図7に示す処理を実行することができる。即ち、処理回路18、ステップS12でYESの場合、図2中のXを経由して図5のステップS20へ移行する代わりに、図7のステップS40へ移行することができる。そして、図7のステップS46でYESの場合に、図7中のYを経由して図2のステップS14の処理に復帰することができる。なお、図7に示す処理のうち、前述の処理と同様の処理については、対応するステップを示すことにより詳細な説明を割愛する。
ステップS40において、処理回路18は、図5のステップS20と同様に、充電の開始時点における検出電圧と検出温度とを記憶する。このとき、特に限定されないが、処理回路18は、補機バッテリ104の充電率を推定してもよい。ステップS42において、処理回路18は、図2のステップS14と同様に、検出電圧と検出温度とを取得する。ステップS44において、処理回路18は、図5のステップS30と同様に、補機バッテリ104の充電率を簡易的に推定する。なお、ステップS42の処理は、補機バッテリ104の充電中、及び充電が終了した直後の期間の両方において実施される。そのため、ステップS44で推定される充電率には、充電中の補機バッテリ104の充電率と、充電が終了した後に放電された補機バッテリ104の充電率との両方が含まれる。
前述のように、補機バッテリ104の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ104の温度に応じて変化する。そのため、充電の開始時点における補機バッテリ104の温度と、充電の終了後における補機バッテリ104の温度とが異なる場合において、各時点の検出電圧を比較するだけでは、充電の終了後の充電率が充電の開始時点の充電率と等しくなるタイミングを正しく特定できないおそれがある。
上記の点に関して、ステップS46において、処理回路18は、充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下したのか否かを判定する。例えば、処理回路18は、充電の開始時点における検出電圧から充電率を推定し、充電の開始時点における検出温度と充電の終了後における検出温度とに基づいて、充電の終了後における充電率の推定値を算出する。そして、処理回路18は、充電の終了後における検出電圧が、当該充電率の推定値(又は、それに対応する電圧値)まで低下すると(ステップS46でYES)、図7中のYを経由して、図2のステップS14の処理に復帰する。ここで、本変形例における「充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下した」とは、本技術における推定処理を再開するための所定の条件の一例である。
このような構成によると、充電の開始時点における補機バッテリ104の温度と、充電の終了後における補機バッテリ104の温度とが互いに相違する場合でも、充電の終了後における補機バッテリ104の充電率が、充電の開始時点における充電率と等しくなるタイミングを、正しく特定することができる。これにより、補機バッテリ104の充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することができ、補機バッテリ104の充電率が誤って推定されることを避けることができる。
本技術の他の実施形態において、補機バッテリ104の充電では、補機バッテリ104の検出温度が低いときほど、補機バッテリ104への充電電流が制限されることができる。一例ではあるが、図5のステップS20又は図7のステップS40において記憶された充電の開始時点における検出温度が、所定の温度下限値を下回る場合、処理回路18は、その旨(及び検出温度)を制御装置110に通知する。制御装置110は、処理回路18からの通知に基づいて、メインバッテリ102から補機バッテリ104への充電電流を所定値以下となるように制限する。なお、ここでいう所定値は、補機バッテリ104の温度(即ち、検出温度)や充電率等に応じて適宜変更することができる。このような構成によると、補機バッテリ104の充電によって補機バッテリ104が受ける影響を、抑制又は実質的に排除することができる。これにより、補機バッテリ104の充電後においても、補機バッテリ104の充電率を精度よく推定することができる。
図8に示すように、実施例の車両100は、ソーラー充電システム112をさらに備えてもよい。ソーラー充電システム112は、主に、ソーラーパネル112aと、DC-DCコンバータ112bとを含む。ソーラーパネル112aは、太陽光の照射を受けて発電する太陽電池セルの集合体である電池モジュールである。DC-DCコンバータ112bは、入力された直流電力を昇圧又は降圧して出力する装置である。ソーラーパネル112aは、DC-DCコンバータ112bを介して、補機バッテリ104に電気的に接続されている。ソーラーパネル112aによる発電電力は、DC-DCコンバータ112bで降圧された後に、補機バッテリ104に供給される。DC-DCコンバータ112bの動作は、例えば、制御装置110によって制御される。制御装置110は、DC-DCコンバータ112bの動作を制御することにより、ソーラー充電システム112による補機バッテリ104の充電を開始したり、停止したりすることができる。
車両100がソーラー充電システム112を備える場合でも、処理回路18は、図2、5(又は図2、7)に示す一連の処理を実行することによって、補機バッテリ104の充電率を正しく推定することができる。即ち、処理回路18は、メインバッテリ102による補機バッテリ104の充電に代えて、ソーラー充電システム112による補機バッテリ104の充電が行われた場合にも、図2のステップS12でYESとして、ステップS14及びステップS16の推定処理を中止すればよい。そして、ソーラー充電システム112による補機バッテリ104の充電が終了し(図5のステップS22でNO)、所定の条件が満たされたときに(ステップ32でYES)、図2のステップS14の処理に復帰すればよい。このように、図2、5に示す一連の処理において、補機バッテリ104の充電は、メインバッテリ102だけでなく、車両100に搭載されたソーラー充電システム112によっても実施される。ソーラー充電システム112による充電においても、車両100の駐車時における補機バッテリ104の充電電流は十分に小さいため、当該充電電流が補機バッテリ104に与える影響を実質的に無視することができる。
図8に示すように、実施例の車両100は、充電ポート114をさらに備えてもよい。この場合、車両100は、ソーラー充電システム112を必ずしも備える必要はなく、充電ポート114のみを備えてもよい。充電ポート114は、外部電源116を補機バッテリ104に電気的に接続するための部品である。充電ポート114は、車両100の任意の位置に配置され、補機バッテリ104と電気的に接続されているとともに、外部電源116と着脱可能に構成されている。外部電源116が充電ポート114に電気的に接続されることで、外部電源116による補機バッテリ104の充電が開始され、充電ポート114から外部電源116が取り外されると、外部電源116による補機バッテリ104の充電が停止される。なお、特に限定されないが、外部電源116の定格電圧と、補機バッテリ104の定格電圧とが異なる場合には、充電ポート114と補機バッテリ104との間に、DC-DCコンバータがさらに設けられてもよい。また、外部電源116は、直流電源に限られず、交流電源であってもよい。この場合、充電ポート114と補機バッテリ104との間に、AC-DCコンバータがさらに設けられてもよい。
車両100が充電ポート114を備える場合でも、処理回路18は、図2、5(又は図2、7)に示す一連の処理を実行することによって、補機バッテリ104の充電率を正しく推定することができる。即ち、処理回路18は、外部電源116による補機バッテリ104の充電が行われた場合にも、図2のステップS12でYESとして、ステップS14及びステップS16の推定処理を中止すればよい。そして、外部電源116による補機バッテリ104の充電が終了し(図5のステップS22でNO)、所定の条件が満たされたときに(ステップ32でYES)、図2のステップS14の処理に復帰すればよい。このように、図2、5に示す一連の処理において、補機バッテリ104の充電は、メインバッテリ102及びソーラー充電システム112だけでなく、外部電源116によっても実施される。外部電源116による充電においても、車両100の駐車時における補機バッテリ104の充電電流が十分に小さいときは、当該充電電流が補機バッテリ104に与える影響を実質的に無視することができる。
本実施例における車両100は、例えば、ハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車、ソーラーカー等である。但し、他の実施形態として、車両100は、エンジン車であってよい。この場合、車両100は、オルタネータといったエンジンの動力により発電を実施する発電機をさらに備えてよい。発電機は、補機バッテリ104や補機106に電気的に接続されており、エンジンの動力によって発電した電力を、補機バッテリ104や補機106に供給するように構成されていてよい。
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。
10 :推定装置
12 :電圧センサ
14 :電流センサ
16 :温度センサ
18 :処理回路
100 :車両
102 :メインバッテリ
104 :補機バッテリ
106 :補機
108 :DC-DCコンバータ
110 :制御装置
112 :ソーラー充電システム
112a :ソーラーパネル
112b :DC-DCコンバータ
114 :充電ポート
116 :外部電源
12 :電圧センサ
14 :電流センサ
16 :温度センサ
18 :処理回路
100 :車両
102 :メインバッテリ
104 :補機バッテリ
106 :補機
108 :DC-DCコンバータ
110 :制御装置
112 :ソーラー充電システム
112a :ソーラーパネル
112b :DC-DCコンバータ
114 :充電ポート
116 :外部電源
Claims (11)
- 車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置であって、
前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、
前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
前記電圧センサ及び前記温度センサに接続されており、前記バッテリの前記充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記推定処理は、前記車両の駐車中に実行され、前記電圧センサによって検出される検出電圧と、前記温度センサによって検出される検出温度とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、
推定装置。 - 前記推定処理は、前記検出温度に応じて前記検出電圧と前記充電率との関係を決定し、決定した前記関係と前記検出電圧とを用いて前記充電率を推定する、請求項1に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記車両の駐車中に前記バッテリの充電が開始されたときは、前記推定処理を中止する、請求項1又は2に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記バッテリの前記充電が終了した後、所定の条件が満たされたときに、前記推定処理を再開する、請求項3に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記所定の条件として、前記充電後に前記バッテリから放電された放電量が、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量に達したときに、前記推定処理を再開する、請求項4に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記充電の開始時点において前記検出電圧及び前記検出温度を記憶するとともに、前記所定の条件として、前記充電の終了後における前記検出電圧及び前記検出温度から推定される充電率が、前記充電の開始時点における前記検出電圧及び前記検出温度から推定される充電率まで低下したときに、前記推定処理を再開する、請求項4に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記推定処理を中止している間、前記充電の開始時点における前記充電率と、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量と、前記充電後に前記バッテリから放電された放電量とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、請求項3から6のいずれか一項に記載の推定装置。
- 前記処理回路は、前記推定処理を中止している間、前記充電の開始時点における前記充電率と、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量と、前記充電後の経過時間から推定される前記バッテリの放電量とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、請求項3から6のいずれか一項に記載の推定装置。
- 前記バッテリの前記充電では、前記バッテリの前記検出温度が低いときほど、前記バッテリへの充電電流が制限される、請求項3から8のいずれか一項に記載の推定装置。
- 前記バッテリの前記充電は、前記車両に搭載されたソーラー充電システムによって実施される、請求項3から9のいずれか一項に記載の推定装置。
- 前記バッテリの前記充電は、前記車両に接続された外部電源によって実施される、請求項3から10のいずれか一項に記載の推定装置。
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Publication number | Publication date |
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