JP4064585B2

JP4064585B2 - Electric vehicle power supply system

Info

Publication number: JP4064585B2
Application number: JP30169399A
Authority: JP
Inventors: 一宏林; 潤史寺田; 稔明山田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP2001128384A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば電動自転車，電動車椅子，電動スクータ等にエネルギ源として採用されるＮｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨ等の充電式電池の追い充電条件を管理する追い充電指令手段を備えた電動車両用電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
充電式電池の充電においては、例えば充電電流５Ａの急速充電器又は充電電流２Ａの標準充電器が使用されている。またニッケル水素電池は高温にさらされると電池寿命が短縮するので、これを防止するために充電停止温度を設け、電池温度が充電停止温度に達した場合には充電を終了するようにしている。しかし充電停止温度の検出により充電を終了した場合、十分充電量を確保できない場合がある。そのため充電量を確保することを目的として、上記充電を主充電とみてさらに追い充電を行うようにしている。そしてこの追い充電の制御では、追い充電の開始温度，停止温度を設定し、該温度の範囲内で追い充電を行うことが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記追い充電を例えば上記２Ａで行った場合、主充電停止温度よりも追い充電開始温度を下げた設定としないと、主充電終了後の温度オーバーシュートが大きいために追い充電停止温度まで電池温度が短時間で上がってしまい、追い充電による充電量がほとんど得られない。またその後の温度オーバーシュート量が増えることで電池がさらに高温にさらされる時間が延びるため寿命の低下を早めることが判明した。一方、追い充電を上記５Ａで行った場合、オーバーシュートが小さく、従って主充電後に直ちに追い充電を開始した場合でも追い充電停止温度まではある程度の時間があることから追い充電による充電量の確保が可能であることが判明した。
【０００４】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、主充電停止温度検出後の追い充電において寿命の早期低下を防止しながらより多くの充電量を確保できる電動車両用電源システムを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、充電式電池と、該充電式電池を充電する充電手段と、上記電池を主充電停止後に追い充電するための追い充電制御信号を上記充電手段に出力する追い充電指令手段とを備えた車両用電源システムにおいて、上記追い充電指令手段は、充電電流値が大なるときの主充電終了時から追い充電開始時までの時間を上記充電電流値が小なるときより短く制御することを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明は、充電式電池と、該充電式電池を充電する充電手段と、上記電池を主充電停止後に追い充電するための追い充電制御信号を上記充電手段に出力する追い充電指令手段とを備えた車両用電源システムにおいて、上記追い充電指令手段は、充電電流値が大なるときの追い充電開始温度を上記充電電流値が小なるときより高く制御することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記追い充電における充電電流がパルス波形部分を備えていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用効果】
請求項１の発明によれば、充電電流値が大なるときの主充電終了時から追い充電開始時までの時間を上記充電電流値が小なるときより短くし、また請求項２の発明によれば充電電流値が大なるときの追い充電開始温度を上記充電電流値が小なるときより高くしたので、電池寿命の早期低下を防止しながらより多くの充電容量を確保できる。
【００１４】
具体的には、充電電流値が比較的大きい場合には主充電終了後、待機時間を設けることなく直ちに追い充電を開始するのであるが、比較的大きい電流値で新品電池を充電した場合、追い充電の開始により温度上昇率が主充電時より小さくなるため、追い充電停止温度検出までにある程度の追い充電容量が確保でき、また温度待機有りに比べて短時間で追い充電が終了するため高温にさらされる時間が短くなり、電池寿命の早期低下を防止できる。また、内部抵抗の上がった劣化電池の場合、主充電時の温度上昇率が大きいことから充電深度の浅い時点で主充電停止温度を検出してしまうため、追い充電の開始により電池温度はむしろ低下する傾向があり、温度待機の有無に関わらず追い充電容量，追い充電時間ともほとんど差がない。従って、充電電流値が比較的大きい場合には、待機時間設けることなく直ちに追い充電を開始でき、電池寿命の早期低下を防止しつつ多くの充電量を確保できる。
【００１５】
また充電電流値が比較的小さい場合には、主充電終了後、待機時間が経過した後に追い充電を開始するのであるが、新品電池を温度待機無しで追い充電を開始した場合、短時間で追い充電停止温度に達してしまい、追い充電容量はほとんど得られない。一方、温度待機して電池温度を追い充電開始温度に低下させてから追い充電を開始することにより温度上昇率を下げることができ、短時間で追い充電停止温度に達することを回避でき、ある程度の追い充電量を確保できる。また、内部抵抗の上がった劣化電池の場合でも略同様の結果となる。
【００１７】
請求項３の発明の発明によれば、上記追い充電における充電電流がパルス波形部分を備えているので、電池温度の上昇率を小さくできるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図１５は、本発明の一実施形態による電動補助自転車用電源システムを説明するための図であり、図１は上記電動車両としての電動補助自転車の側面図、図２は上記電源システムのブロック構成図、図３は〜図５は電池管理装置と充電装置との間で送受信される信号データを説明するための図、図６，図７は充電装置の動作を示すフローチャート、図８〜図１５は追い充電における電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【００１９】
図において、１は本実施形態電源システムのうち充電装置１１２を非車載とし、着脱式電池ケース１００を備えた電動車両としての電動補助自転車であり、これの車体フレーム２はヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から車体後方斜め下方に延びるダウンチューブ４と、該ダウンチューブ４の後端から上方に略起立して延びるシートチューブ５と、上記ダウンチューブ４の後端から後方に略水平に延びる左, 右一対のチェーンステー６と、該両チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ５の上端部とを結合する左, 右一対のシートステー７と、上記ヘッドパイプ３とシートチューブ５とを接続するトップチューブ１１とを備えている。
【００２０】
上記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク８が左右に回動可能に枢支されている。該フロントフォーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操向ハンドル１０が固着されている。また上記シートチューブ５の上端にはサドル１２が装着されている。さらに上記チェーンステー６の後端には後輪（車輪）１３が軸支されている。
【００２１】
なお、図示していないが、上記操向ハンドル１０の中央には速度メータ等を備えた計器パネル（不図示）が設けられており、このパネル部分に、リフレッシュ放電が必要と判断された時にその旨が表示される表示装置を設けても良い。
【００２２】
上記車体フレーム２の下端部には、クランク軸１６の両端突出部に取り付けられたクランクアーム１６ａを介してペダル１６ｂに入力されたペダル踏力（人力）と、内蔵する電動モータ１７からの人力の大きさに比例した補助動力との合力を出力するパワーユニット１５が搭載されている。即ち、ペダル踏力の大きさがモータ駆動指令２８となる。上記パワーユニット１５からの出力はチェーン３０を介して上記後輪１３に伝達される。
【００２３】
なお、本実施形態自転車１は外部からモータ駆動指令２８を入力するための自走レバー１４をも備えており、該自走レバー１４を操作することにより、ペダル１６ｂに入力することなく電動モータ１７からの動力のみで走行することも可能となっている。
【００２４】
また上記電動モータ１７等の電源となる電池ケース１００は上記シートチューブ５の後面に沿うように、かつ左，右のシートステー７，７に挟まれるように車体に対して着脱自在に配設されている。上記電池ケース１００は、多数の単電池１０１を直列に接続してなる電池（充電式電池）１０２を収納しており、また上記電池１０２の温度を検出する温度センサ１０３と、該電池１０２の電流値を測定する電流計１０４とを備えている。さらに上記電池ケース１００は、上記電池１０２の管理等を行なう電池管理装置１０５と、所定のデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１０６とを備えている。このＥＥＰＲＯＭ１０６には、上記所定のデータとして、充電式電池の充電中の残存容量, 温度等が記憶される
【００２５】
また、上記電池ケース１００は車載時には、コネクタ１０７, １０８によりモータ駆動回路２２と装着と同時に自動接続され、またコネクタ１１０, １１１により上記電動補助自転車１の走行制御を行なう走行制御部１０９と通信Ｉ／Ｆ１２０ａ，１２０ｂを介して自動接続される。
【００２６】
一方、上記電池ケース１００は、充電時には車体から取り外された状態で、あるいは車載状態のままで上記コネクタ１１３, １１４により非車載で全く独立に構成された充電装置１１２の出力側と接続され、コネクタ１１５, １１６により上記充電装置１１２の通信Ｉ／Ｆ１２７，１２０ｃを介して接続される。
【００２７】
ここで図１において、１００ａは電池ケース１００に設けられた充電口であり、該充電口１００ａに上記コネクタ１１３，１１４，１１５，１１６の電池ケース側端子が配置される。また１２１は充電装置１１２の充電プラグであり、この中に上記コネクタ１１３〜１１６の充電装置側端子が配置されており、上記充電口１００ａに差し込み自在となっている。上記電池ケース１００と充電装置１１２とで本実施形態における電源システム２１が構成される。
【００２８】
上記電池管理装置１０５は、上記温度センサ１０３からの電池温度データＴと、電流計１０４からの電流値データＩと、電池１０２の電圧データＶとが入力され、上記充電式電池１０２のリフレッシュ放電の制御等を行なう電池管理・制御部１１７と、所定のデータを記憶する上記ＥＥＰＲＯＭ１０６とを備えている。また、上記電池管理装置１０５は、上記電池管理・制御部１１７からの信号に基づいて、表示を必要とするときに表示ボタン１１８を押すことにより電池残存容量やリフレッシュ情報，実力容量が表示される表示装置１１９と、上記充電装置１１２や走行制御部１０９との通信を行なう通信Ｉ／Ｆ１２０ｃや１２０ａとを備えている。なお、上記表示装置１１９は、速度メータ等が設置される車両側の表示パネル部分, 又は上記充電装置１１２側に設けても良い。
【００２９】
そして、上記電池管理・制御部１１７は、上記主充電中に充電式電池の残存容量及び温度に応じた主充電電流を上記充電装置１１２に指令する主充電指令手段として、また上記主充電終了後に追い充電するための追い充電制御信号を上記充電装置１１２に出力する追い充電指令手段として機能する。本実施形態では、上記電池１０２は５Ａｒの初期容量を有するものであり、また充電電流５Ａの急速充電装置又は充電電流２Ａの標準充電装置により主充電及び追い充電を行うものとする。
【００３０】
そして上記追い充電指令手段は、電池状態、例えば充電電流値あるいは電池の内部抵抗に基づいて追い充電条件を変化させる。例えば追い充電電流値が大（５Ａ、以下同じ）なるときの追い充電開始温度を充電電流値が小（２Ａ、以下同じ）なるときより高く制御し、充電電流値が大なるときの主充電終了時から追い充電開始時まで時間を充電電流値が小なるときより短く制御し、充電電流値が大なるときの追い充電開始から追い充電停止までの追い充電時間を充電電流値が小なるときより長く制御する。また内部抵抗の大きい電池（劣化電池）の追い充電継続時間を内部抵抗の小さい電池（新品電池）の追い充電継続時間より長く制御する。そしてこれらの追い充電においては、充電電流がパルス波形をなすように制御する。
【００３１】
具体的には、電池温度が主充電停止温度Ｔ0 に達すると主充電を終了し、急速充電装置を使用している場合には、そのまま追い充電を開始し、電池温度が追い充電停止温度Ｔ2 に達すると追い充電を終了する。また標準充電装置を使用している場合には、電池温度が追い充電開始温度Ｔ1 に低下するまで温度待機し、該追い充電開始温度Ｔ1 で追い充電を開始し、電池温度が追い充電停止温度Ｔ2 に達すると追い充電を終了する。
【００３２】
そして主充電においては、内部抵抗の大きい電池（劣化電池）の場合、温度上昇率が大きく、そのため充電深度の浅いうちに主充電停止温度Ｔ0 に達する。その点に起因して、主充電を停止し、温度待機している場合、あるいは追い充電を開始した場合、電池温度がむしろ低下するかあるいは温度上昇率が小さくなる傾向がある。従って結果的に、上記追い充電停止温度Ｔ2 に達するまでの時間、即ち充電継続時間が内部抵抗の小さい電池（新品電池）より長くなる。
【００３３】
上記充電装置１１２は、プラグ１２３をコンセントに接続することにより供給された交流電源を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（充電手段）１２４と、該コンバータ１２４の出力の電圧値, 電流値を計測する電圧計１２５, 電流計１２６と、上記充電式電池１０２のリフレッシュ放電を行なう放電器１３５と、上記電圧計１２５, 電流計１２６からの計測値や上記通信Ｉ／Ｆ１２７からの所定の信号等が入力される充電／放電制御部１２８とを備えている。
【００３４】
また、上記充電装置１１２は、この充電装置１１２と上記電池ケース１００とが接続されていることを示す接続信号を、上記充電／放電制御部１２８に出力する電池接続検知部１２９を備えている。
【００３５】
さらにまた、上記充電装置１１２には、後述する表示装置１３３にリフレッシュ中の表示がされて、リフレッシュ放電が開始された時、これをキャンセルして充電モードに移行させる充電リフレッシュ解除スイッチ１３１が設けられている。
【００３６】
上記ＡＣ／ＤＣコンバータ１２４の出力は出力制御部１３２を介して上記充電／放電制御部１２８により制御される。また、表示装置１３３や上記放電器１３５は上記充電／放電制御部１２８により制御される。そして上記表示装置１３３には、充電待機中，充電中，充電完了，充電停止，リフレッシュ中，リフレッシュ終了等の情報が表示される。
【００３７】
次に、図３〜図５に基づいて、上記電動補助自転車１における電池管理装置１０５と充電装置１１２との間で送受信される信号データについて説明する。なお、図３〜図５は、信号データのナンバー（Ｎｏ），及び該ナンバーの内容を示している。
【００３８】
図３は、上記電池管理装置１０５から充電装置１１２にまとめて送信される充放電制御データを示しており、１として「リフレッシュ放電実行要求」が、２として「リフレッシュ放電電流値」が、３として「リフレッシュ放電停止電圧」が、４として「リフレッシュタイマー値」が、５として「主充電開始下限温度」が、６として「主充電開始上限温度」が、７として「主充電停止温度Ｔ0 」が、８として「追い充電開始温度Ｔ1 」が、９として「追い充電停止温度Ｔ2 」が、１０として「追い充電タイマ−値」が、１１として「主充電電流値」が、１２として「追い充電電流値」が、含まれている。なお、上記「リフレッシュ放電実行要求」は、「有」又は「無」が示され、リフレッシュ放電実行か否かを知らせる信号として機能する。
【００３９】
図４は、上記電池管理装置１０５から充電装置１１２にまとめて送信される電池状態データを示しており、１として「電流値（計測値）」が、２として「電池温度（１）」が、３として「電池温度（２）」が、４として「電池電圧」が、５として「現時点での電池残存容量」が、６として「電池実力容量、即ち現時点での容量学習値」が含まれている。なお、この容量学習値とは、充放電等を繰り返すうちに電池は次第に劣化し、最大容量も次第に変化（低下）していく中で現時点での学習した最大の容量値のことである。
【００４０】
また、上記電池温度（１）は、図２に示すように上記充電式電池１０２を１組備える構成の電池温度を、上記電池温度（２）は２組備える構成の２組目の電池温度をそれぞれ意味している。なお、上記充電式電池１０２を複数組備える場合には電池温度（１）〜（ｎ）が含まれる。
【００４１】
図５は、上記充電装置１１２から電池管理装置１０５にまとめて送信される充電器状態データを示しており、１として「充放電制御データ要求」が、２として「電池状態データ要求」が、３として「リフレッシュ中」が、４として「リフレッシュ終了」が、５として「充電中」が、６として「充電待機中」が、７として「充電完了」が、８として「充電停止」が含まれる。なお、「充電完了」とは１００％充電されたことを意味し、「充電停止」とはこれ以上充電を続けると危険である等の理由により充電を止めたことを意味している。
【００４２】
次に、図６に基づいて、本実施形態装置における充電動作について説明する。上記充電装置１１２が充電モードに移行すると（ステップＦ１）、該充電装置１１２から電池管理装置１０５に図５に示す「電池状態データ要求」信号を含む充電器状態データが送信開始される（ステップＦ２）。上記電池管理装置１０５から送信された図４に示す電池状態データ（Ｃ１２）が正常に受信されると（ステップＦ３）、この電池状態データ内の電池温度が充放電制御データ内に設定されている充電開始下限温度と充電開始上限温度との間の充電開始温度かどうか判定され（ステップＦ４）、該充電開始温度でない時は充電は待機され（ステップＦ５）、上記表示装置１３３が充電待機表示として点滅されて（ステップＦ６）、上記ステップＦ３に処理が移行する。
【００４３】
上記ステップＦ４において電池温度が充電開始温度と判定されると、充電が開始され（ステップＦ７）、トータルタイマーによる経過時間の計測が開始され（ステップＦ８）、この充電装置１１２から上記電池管理装置１０５に図５に示す「電池状態データ要求」信号を含む充電器状態データ（Ｃ８）が送信される（ステップＦ９）。上記電池管理装置１０５から送信された図４に示す電池状態データ（Ｃ１２）が正常に受信されれば（ステップＦ１０）、充電の終了判定が行なわれる（ステップＦ１１）。
【００４４】
上記ステップＦ１１において電池状態データより充電終了と判定された時は、この充電装置１１２から上記電池管理装置１０５に、上記図６に示すＮｏ７の「充電完了」信号, 又はＮｏ８の「充電停止」信号の何れかを含む充電器状態データ（Ｃ１４）が送信される（ステップＦ１２）。
【００４５】
また、上記管理装置１０５から送信された図３に示す追い充電制御データが正常受信され、この追い充電制御データにより電池１０２が接続されている充電装置１１２の種類が判別され（ステップＦ２１）、充電電流２Ａの標準充電装置である場合には、電池温度が追い充電開始温度Ｔ1 （図３のNo８）に低下するまで温度待機し、該追い充電開始温度Ｔ1 に低下すると追い充電が開始され、追い充電タイマーが起動する（ステップＦ２２〜２５）。一方、電池１０２が接続されている充電装置１１２が、充電電流５Ａの急速充電装置である場合には、温度待機することなく直ちに追い充電が開始される（ステップＦ２２，Ｆ２４）。
【００４６】
そして充電器状態データが電池管理装置１０５に送信されるとともに、電池状態データが正常受信され（ステップＦ２６，Ｆ２７）、電池温度が追い充電停止温度Ｔ2 （図３のNo９）以上となるか、又は追い充電継続時間が追い充電タイマー値（図３のNo１０）に達するかすると追い充電は終了となる（ステップＦ２８，Ｆ２９）。
【００４７】
なお、上記ステップＦ２１，Ｆ２７において、上記電池管理装置１０５からの電池状態データが正常に受信されないときは、通信異常として、異常表示が表示装置１３３に表示され（ステップＦ３０，Ｆ３１）、この処理が終了する。
【００４８】
また上記ステップＦ１１において充電終了と判定されない時は、充電電流のデータが変更されたかどうかが判断され（ステップＦ１８）、変更されていればトータルタイマーが再設定され（ステップＦ１９）、充電電流が変更されて上記ステップＦ９に処理が戻る（ステップＦ２０）。なお、上記ステップＦ１８において充電電流データが変更されていない時は充電電流を変更することなく上記ステップＦ９に処理が戻る。
【００４９】
図８〜１５は追い充電の条件を見い出すために行った実験結果を説明するための図である。本実験では、主充電停止温度Ｔ0 で主充電を終了し、追い充電開始温度Ｔ1 に低下するまで温度待機した後、追い充電停止温度Ｔ2 まで追い充電した場合と、主充電停止温度Ｔ0 で主充電を終了し、温度待機することなく引き続いて追い充電停止温度Ｔ2 まで追い充電した場合とで得られる追い充電容量の大きさを比較した。
【００５０】
また本実験では、図示していないが追い充電における電流がパルス波形をなすよう設定されており、充電電圧は主充電終了時の充電電圧より低いピーク電圧を有するパルス波形をなすものとなっている。このように追い充電時における充電電圧，充電電流がパルス波形をなすようにしたので、電池温度の上昇率を小さくできる効果がある。
【００５１】
図８〜１１は急速充電装置を用いた場合で、図８，９は新品電池の温度待機有り，温度待機無しの場合を示し、図１０，１１は内部抵抗が大きくなった劣化電池の温度待機有り，温度待機無しの場合を示す。また図１２〜１５は標準充電装置を用いた場合で、図１２，１３は新品電池の温度待機有り，温度待機無しの場合を示し、図１４，１５は劣化電池の温度待機有り，温度待機無しの場合を示す。
【００５２】
まず、図８に示すように、新品電池を、急速充電装置（充電電流５Ａ）を用いて、主充電終了後、電池温度が追い充電開始温度Ｔ1 に低下した後追い充電を開始した場合は、温度待機時間約２５００秒、追い充電容量Ｑ１（約０．８Ａｈ），追い充電継続時間ｔ１（約６５００秒）であった。一方、図９に示すように、温度待機無しの場合、追い充電容量Ｑ１´（約０．６Ａｈ），追い充電継続時間ｔ１´（約４０００秒）であった。
【００５３】
同様に、図１０に示すように、劣化電池を、急速充電装置（充電電流５Ａ）を用いて、追い充電開始温度Ｔ1 に低下した後追い充電を開始した場合、温度待機時間約１０００秒、追い充電容量Ｑ２（約２．１Ａｈ），追い充電継続時間ｔ２（約１８０００秒）であった。一方、図１１に示すように、温度待機無しの場合、追い充電容量Ｑ２´（約２．２Ａｈ），追い充電継続時間ｔ２´（約１９６００秒）であった。
【００５４】
このように充電電流が５Ａと比較的大きい場合には、温度待機無しで追い充電した方が温度待機有りよりの場合より有利である。まず、新品電池を温度待機無しで追い充電した場合、追い充電の開始により温度上昇率が主充電時より小さくなるため、追い充電停止温度検出までにある程度の追い充電容量が確保でき、また温度待機有りに比べて短時間で追い充電が終了するため高温にさらされる時間が短くなり、電池寿命の早期低下を防止できる。
【００５５】
また、内部抵抗の上がった劣化電池の場合、主充電時の温度上昇率が大きいことから充電深度の浅い時点で主充電停止温度Ｔ0 を検出してしまうため、追い充電の開始により電池温度はむしろ低下する傾向があり、温度待機の有無に関わらず追い充電容量，追い充電時間ともほとんど差がない。従って温度待機無しの方が有利である。
【００５６】
さらにまた内部抵抗の高い電池の場合、主充電終了後は電池温度が低下傾向にあることから、追い充電停止温度Ｔ2 に達するまでの追い充電継続時間ｔ２，ｔ２´が新品電池の追い充電継続時間ｔ１，ｔ１´より長くなり、そのため追い充電容量を大きく確保でき、全体としての充電容量を新品電池と同等に確保できる。
【００５７】
次に、図１２に示すように、新品電池を、標準充電装置（充電電流２Ａ）を用いて、追い充電開始温度Ｔ1 に低下した後追い充電を開始した場合、温度待機時間約７０００秒、追い充電容量Ｑ３（約０．５Ａｈ），追い充電継続時間ｔ３（約４２００秒）であった。一方、図１３に示すように、温度待機無しの場合、追い充電容量Ｑ３´（約０．２Ａｈ），追い充電継続時間ｔ３´（約１２００秒）であった。
【００５８】
同様に、図１４に示すように、劣化電池を、標準充電装置（充電電流２Ａ）を用いて、追い充電開始温度Ｔ1 に低下した後追い充電を開始した場合、温度待機時間約２５００秒、追い充電容量Ｑ４（約０．６Ａｈ），追い充電継続時間ｔ４（約６０００秒）であった。一方、図１５に示すように、温度待機無しの場合、追い充電容量Ｑ４´（約０．２Ａｈ），追い充電継続時間ｔ４´（約２２００秒）であった。
【００５９】
このように充電電流が２Ａと比較的小さい場合には、温度待機有りで追い充電した方が温度待機無しの場合より有利である。まず、新品電池の場合、温度待機無しの場合、追い充電を開始しても温度上昇率が小さくなることはなく、短時間で追い充電停止温度Ｔ2 に達してしまい、追い充電容量はほとんど得られない。一方、温度待機して電池温度を追い充電開始温度Ｔ1 に低下させてから追い充電を開始することにより温度上昇率を下げることができ、短時間で追い充電停止温度Ｔ2 に達することを回避でき、ある程度の追い充電量を確保できる。また、内部抵抗の上がった劣化電池の場合でも略同様の結果となる。従って温度待機有りの方が有利である。
【００６０】
さらにまた内部抵抗の高い電池の場合、主充電終了後は電池温度の上昇率が小さくなる傾向にあることから、追い充電停止温度Ｔ2 に達するまでの追い充電継続時間ｔ４，ｔ４´が新品電池の追い充電継続時間ｔ３，ｔ３´より長くなり、そのため追い充電容量を比較的増加できる。
【００６１】
このように本実施形態では、充電装置１１２が、充電電流値の比較的大きい急速充電型のものであるか、又は充電電流値の比較的小さい標準充電型のものであるかによって、あるいは内部抵抗の大小によって追い充電の条件を変えたので、何れの型の充電装置を使用する場合でも、電池を高温に長い間さらすことなくある程度の追い充電量を確保できる。
【００６２】
ここで、上記実施形態では、本発明における充電電流に基づいて追い充電条件を変化させる例として、充電装置が急速充電装置又は標準充電装置の何れであるかによって追い充電開始前の温度待機を無し，有りとした例を示したが、上記実施形態は、以下のように言い換えて表現することも可能である。
【００６３】
即ち、上記充電電流値が大なるときの追い充電開始温度を上記充電電流値が小なるときより高く制御する。具体的には充電電流５Ａ，２Ａの場合には追い充電開始温度をそれぞれ上記Ｔ0 ，Ｔ1 とする。
【００６４】
また上記充電電流値が大なるときの主充電終了時から追い充電開始時までの時間を上記充電電流値が小なるときより短く制御する。具体的には充電電流５Ａ，２Ａの場合には上記時間をそれぞれ０，待機時間とする。
【００６５】
なお、上記実施形態では、急速充電装置，標準充電装置の何れかを選択的に使用する場合を説明したが、本発明は１つの充電装置において、比較的大きい電流値で充電する場合又は小さい電流値で充電する場合を選択する場合にも勿論適用可能である。
【００６６】
また、充電電流が５Ａと２Ａである場合を説明したが、この電流値は勿論例示であり、電池容量等によって適宜別の値が選択されるべきものである。この場合、ＱＡｈの電池を１時間で充電可能の充電電流値を１Ｃとした場合、概ね０．５Ｃを境界としてこれより大きい電流値，小さい電流値をそれぞれ本発明でいう充電電流値が大なるとき，小なるときとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電動補助自転車の側面図である。
【図２】上記実施形態における電源システムのブロック構成図である。
【図３】上記実施形態における電池管理装置と充電装置との間で送受信される信号データを説明するための図である。
【図４】上記電池管理装置と充電装置との間で送受信される信号データを説明するための図である。
【図５】上記電池管理装置と充電装置との間で送受信される信号データを説明するための図である。
【図６】上記電池管理装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図７】上記電池管理装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図８】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図９】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１０】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１１】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１２】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１３】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１４】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【図１５】上記実施例装置における充電電圧，電池温度，電池容量の時間経過を示す特性図である。
【符号の説明】
２１電源システム
１０２充電式電池
１０５電池管理装置（追い充電指令手段）
１１２充電装置（充電手段）
Ｔ0 充電電流大なるときの追い充電開始温度
Ｔ1 充電電流小なるときの追い充電開始温度[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is for an electric vehicle equipped with an additional charge command means for managing an additional charge condition of a rechargeable battery such as Ni-Cd, Ni-MH, which is employed as an energy source for an electric bicycle, an electric wheelchair, an electric scooter, etc. The power supply system.
[0002]
[Prior art]
In charging a rechargeable battery, for example, a quick charger with a charging current of 5 A or a standard charger with a charging current of 2 A is used. Further, since the battery life is shortened when the nickel metal hydride battery is exposed to a high temperature, a charge stop temperature is provided to prevent this, and the charge is terminated when the battery temperature reaches the charge stop temperature. However, when charging is terminated by detecting the charging stop temperature, a sufficient amount of charge may not be ensured. Therefore, for the purpose of securing the charge amount, the above charge is regarded as the main charge and further charging is performed. In this additional charge control, it is conceivable to set an additional charge start temperature and stop temperature and perform additional charge within the temperature range.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the additional charge is performed at 2A, for example, if the additional charge start temperature is not set lower than the main charge stop temperature, the battery temperature reaches the additional charge stop temperature because the temperature overshoot after the main charge ends is large. Rises in a short time, and almost no charge is obtained by follow-up charging. Further, it has been found that increasing the amount of temperature overshoot thereafter increases the time during which the battery is exposed to higher temperatures, thereby shortening the lifetime. On the other hand, when the additional charge is performed at 5A, the overshoot is small, so even if the additional charge is started immediately after the main charge, there is a certain amount of time until the additional charge stop temperature. It turned out to be possible.
[0004]
The present invention has been made in view of the above situation, and provides an electric vehicle power supply system capable of securing a larger amount of charge while preventing an early decrease in life in follow-up charging after detection of a main charging stop temperature. It is an issue.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 is a rechargeable battery, a charging means for charging the rechargeable battery, and a recharging command means for outputting a recharging control signal for recharging the battery after the main charging is stopped to the recharging means. In a vehicle power supply system comprising:The additional charging command means controls the time from the end of the main charging when the charging current value is increased to the start of the additional charging to be shorter than when the charging current value is decreased.It is characterized by that.
[0006]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided a rechargeable battery, a charging means for charging the rechargeable battery, and a recharging command means for outputting a recharging control signal for recharging the battery after the main charging is stopped to the recharging means. In a vehicle power supply system comprising:The additional charging command means controls the additional charging start temperature when the charging current value becomes larger than when the charging current value becomes smaller.It is characterized by that.
[0011]
  Claim3The invention of claim 1Or 2The charging current in the follow-up charging has a pulse waveform portion.
[0012]
[Effects of the invention]
  According to the invention of claim 1,The time from the end of the main charging when the charging current value becomes large to the start of the follow-up charging is made shorter than when the charging current value becomes small, and according to the invention of claim 2, the time when the charging current value becomes large Since the follow-up charging start temperature is set higher than when the charging current value becomes small, a larger charge capacity can be secured while preventing an early decrease in battery life.
[0014]
Specifically, when the charging current value is relatively large, after the main charging is completed, the additional charging is started immediately without providing a standby time. However, when a new battery is charged with a relatively large current value, the additional charging is started. Since the rate of temperature increase is smaller than that at the main charging when charging starts, a certain amount of additional charging capacity can be secured until the additional charging stop temperature is detected, and the additional charging is completed in a shorter time than when there is a temperature standby. The exposure time is shortened, and an early decrease in battery life can be prevented. Also, in the case of a deteriorated battery with increased internal resistance, the temperature rise rate during main charging is large, so the main charging stop temperature is detected when the charging depth is shallow. There is almost no difference between the capacity for additional charging and the time for additional charging regardless of whether there is temperature standby. Therefore, when the charging current value is relatively large, the follow-up charging can be started immediately without providing a standby time, and a large amount of charge can be secured while preventing an early decrease in battery life.
[0015]
In addition, when the charging current value is relatively small, after the main charging is completed, the additional charging is started after the standby time has elapsed. However, when the additional charging is started without waiting for the temperature of the new battery, the additional charging is performed in a short time. The charge stop temperature is reached, and the additional charge capacity is hardly obtained. On the other hand, the temperature increase rate can be lowered by starting the additional charge after waiting for the temperature and lowering the battery temperature to the additional charge start temperature, and it is possible to avoid reaching the additional charge stop temperature in a short time. An additional charge can be secured. In addition, in the case of a deteriorated battery with increased internal resistance, substantially the same result is obtained.
[0017]
  Claim3According to the invention of this invention, since the charging current in the additional charging has a pulse waveform portion, there is an effect that the rate of increase in battery temperature can be reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 to 15 are views for explaining a power supply system for a battery-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of the battery-assisted bicycle as the above-mentioned electric vehicle, and FIG. FIG. 3 to FIG. 5 are diagrams for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device, FIG. 6 and FIG. 7 are flowcharts showing the operation of the charging device, and FIG. FIG. 15 is a characteristic diagram showing the time course of battery temperature and battery capacity in follow-up charging.
[0019]
In the figure, reference numeral 1 denotes a battery-assisted bicycle as an electric vehicle having a charging device 112 that is not mounted on a vehicle and having a detachable battery case 100 in the power supply system of the present embodiment. A down tube 4 extending obliquely downward from the head pipe 3 toward the rear of the vehicle body, a seat tube 5 extending substantially upward from the rear end of the down tube 4, and a left extending substantially horizontally rearward from the rear end of the down tube 4 , A pair of right and left chain stays 6, a pair of left and right seat stays 7 that connect the rear ends of the chain stays 6 and the upper end of the seat tube 5, and the head pipe 3 and the seat tube 5. The top tube 11 to be connected is provided.
[0020]
A front fork 8 is pivotally supported on the head pipe 3 so as to be rotatable left and right. A front wheel 9 is pivotally supported at the lower end of the front fork 8, and a steering handle 10 is fixed to the upper end. A saddle 12 is mounted on the upper end of the seat tube 5. Further, a rear wheel (wheel) 13 is pivotally supported at the rear end of the chain stay 6.
[0021]
Although not shown, an instrument panel (not shown) provided with a speed meter or the like is provided in the center of the steering handle 10, and when it is determined that a refresh discharge is necessary, You may provide the display apparatus which displays that.
[0022]
At the lower end of the vehicle body frame 2, the pedal depression force (human power) input to the pedal 16 b via the crank arm 16 a attached to the protruding portions at both ends of the crankshaft 16 and the large amount of human power from the built-in electric motor 17. A power unit 15 that outputs a resultant force with auxiliary power proportional to the height is mounted. That is, the magnitude of the pedal depression force becomes the motor drive command 28. The output from the power unit 15 is transmitted to the rear wheel 13 through the chain 30.
[0023]
The bicycle 1 of the present embodiment also includes a self-propelled lever 14 for inputting a motor drive command 28 from the outside. By operating the self-propelled lever 14, the electric motor 17 is not input to the pedal 16b. It is also possible to run with only the power from.
[0024]
A battery case 100 serving as a power source for the electric motor 17 and the like is detachably attached to the vehicle body along the rear surface of the seat tube 5 and sandwiched between the left and right seat stays 7 and 7. ing. The battery case 100 houses a battery (rechargeable battery) 102 formed by connecting a large number of single cells 101 in series, a temperature sensor 103 for detecting the temperature of the battery 102, and the current of the battery 102. And an ammeter 104 for measuring the value. The battery case 100 further includes a battery management device 105 that manages the battery 102 and the like, and an EEPROM 106 that stores predetermined data. The EEPROM 106 stores the remaining capacity, temperature, etc. during charging of the rechargeable battery as the predetermined data.
[0025]
The battery case 100 is automatically connected to the motor drive circuit 22 at the same time as being mounted by the connectors 107 and 108 when mounted on the vehicle, and communicates with the travel control unit 109 for controlling the travel of the battery-assisted bicycle 1 by the connectors 110 and 111. / F 120a and 120b are automatically connected.
[0026]
On the other hand, the battery case 100 is connected to the output side of the charging device 112 that is completely separated from the vehicle body by the connectors 113 and 114 while being removed from the vehicle body during charging or in an in-vehicle state. 115 and 116 are connected via the communication I / F 127 and 120c of the charging device 112.
[0027]
In FIG. 1, reference numeral 100a denotes a charging port provided in the battery case 100, and the battery case side terminals of the connectors 113, 114, 115, and 116 are arranged in the charging port 100a. Reference numeral 121 denotes a charging plug of the charging device 112, in which charging device side terminals of the connectors 113 to 116 are disposed, and can be freely inserted into the charging port 100a. The battery case 100 and the charging device 112 constitute the power supply system 21 in the present embodiment.
[0028]
The battery management device 105 receives battery temperature data T from the temperature sensor 103, current value data I from the ammeter 104, and voltage data V of the battery 102, and performs refresh discharge of the rechargeable battery 102. A battery management / control unit 117 that performs control and the like, and the EEPROM 106 that stores predetermined data are provided. The battery management device 105 displays the remaining battery capacity, refresh information, and actual capacity by pressing the display button 118 when display is required based on the signal from the battery management / control unit 117. A display device 119 and communication I / Fs 120 c and 120 a for communicating with the charging device 112 and the travel control unit 109 are provided. The display device 119 may be provided on a display panel portion on the vehicle side where a speed meter or the like is installed, or on the charging device 112 side.
[0029]
The battery management / control unit 117 serves as a main charge command means for instructing the charging device 112 of a main charging current according to the remaining capacity and temperature of the rechargeable battery during the main charging, and after the main charging ends. It functions as additional charge command means for outputting an additional charge control signal for additional charge to the charging device 112. In this embodiment, the battery 102 has an initial capacity of 5Ar, and performs main charging and follow-up charging with a quick charging device with a charging current of 5A or a standard charging device with a charging current of 2A.
[0030]
Then, the additional charge command means changes the additional charge condition based on the battery state, for example, the charging current value or the internal resistance of the battery. For example, when the additional charge current value is large (5 A, the same applies hereinafter), the additional charge start temperature is controlled to be higher than when the charge current value is small (2 A, the same applies hereinafter), and the main charge ends when the charged current value increases Control the time from the start of additional charging to the start of additional charging shorter than when the charging current value decreases, and the additional charging time from the start of additional charging to the stop of additional charging when the charging current value is larger than when the charging current value decreases Control longer. Further, the follow-up charging duration of a battery having a high internal resistance (deteriorated battery) is controlled to be longer than the follow-up charge duration of a battery having a low internal resistance (new battery). In these additional charging, control is performed so that the charging current forms a pulse waveform.
[0031]
Specifically, when the battery temperature reaches the main charging stop temperature T0, the main charging is terminated, and when the rapid charging device is used, the additional charging is started as it is, and the battery temperature reaches the additional charging stop temperature T2. When it reaches, the additional charging ends. Further, when the standard charging device is used, the temperature waits until the battery temperature drops to the additional charge start temperature T1, and the additional charge is started at the additional charge start temperature T1, and the battery temperature reaches the additional charge stop temperature T2. When it reaches, additional charging is terminated.
[0032]
In main charging, in the case of a battery having a large internal resistance (deteriorated battery), the rate of temperature increase is large, and therefore reaches the main charging stop temperature T0 while the charging depth is shallow. Due to this point, when the main charging is stopped and the temperature is on standby, or when the additional charging is started, the battery temperature tends to decrease or the temperature increase rate tends to decrease. Therefore, as a result, the time until the additional charge stop temperature T2 is reached, that is, the charge continuation time is longer than that of the battery (new battery) having a small internal resistance.
[0033]
The charging device 112 measures an AC / DC converter (charging means) 124 that converts AC power supplied by connecting a plug 123 to an outlet into direct current, and an output voltage value and current value of the converter 124. A voltmeter 125, ammeter 126, a discharger 135 that performs refresh discharge of the rechargeable battery 102, measurement values from the voltmeter 125, ammeter 126, predetermined signals from the communication I / F 127, and the like are input. The charge / discharge control unit 128 is provided.
[0034]
The charging device 112 includes a battery connection detection unit 129 that outputs a connection signal indicating that the charging device 112 and the battery case 100 are connected to the charging / discharging control unit 128.
[0035]
Furthermore, the charging device 112 is provided with a charge refresh release switch 131 for canceling the transition to the charging mode when a refreshing display is started on the display device 133 described later and the refresh discharge is started. ing.
[0036]
The output of the AC / DC converter 124 is controlled by the charge / discharge control unit 128 via the output control unit 132. The display device 133 and the discharger 135 are controlled by the charge / discharge control unit 128. The display device 133 displays information such as waiting for charging, charging, charging completion, charging stop, refreshing, and refreshing end.
[0037]
Next, signal data transmitted and received between the battery management device 105 and the charging device 112 in the battery-assisted bicycle 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 5 show the number (No) of signal data and the contents of the number.
[0038]
FIG. 3 shows the charge / discharge control data collectively transmitted from the battery management device 105 to the charging device 112, where “refresh discharge execution request” is 1 and “refresh discharge current value” is 3 “Refresh discharge stop voltage” is 4, “Refresh timer value” is 5, “Main charge start lower limit temperature” is 6, “Main charge start upper limit temperature” is 6, “Main charge stop temperature T 0” is 7, “Additional charge start temperature T1” as 8, “Additional charge stop temperature T2” as 9, “Additional charge timer value” as 10, “Main charge current value” as 11, “Additional charge current value” as 12, "It is included. The “refresh discharge execution request” indicates “present” or “not present” and functions as a signal notifying whether or not the refresh discharge is executed.
[0039]
FIG. 4 shows battery state data collectively transmitted from the battery management device 105 to the charging device 112, where “current value (measured value)” is 1 and “battery temperature (1)” is 2. 3 includes “battery temperature (2)”, 4 includes “battery voltage”, 5 includes “current battery remaining capacity”, and 6 includes “battery capacity, that is, current capacity learning value”. Yes. The capacity learning value is the maximum capacity value learned at the present time as the battery gradually deteriorates and the maximum capacity gradually changes (decreases) while charging and discharging are repeated.
[0040]
Further, as shown in FIG. 2, the battery temperature (1) is a battery temperature of a configuration including one set of the rechargeable battery 102, and the battery temperature (2) is a second set of battery temperatures of a configuration including two sets. Each means. When a plurality of sets of the rechargeable batteries 102 are provided, battery temperatures (1) to (n) are included.
[0041]
FIG. 5 shows charger status data transmitted from the charging device 112 to the battery management device 105 in a batch, where “charge / discharge control data request” is 1, “battery status data request” is 2, 3 “Refreshing” as 4, “Refreshing completed” as 5, “Charging” as 5, “Charging waiting” as 6, “Charging completed” as 7, and “Charging stopped” as 8. “Charging completed” means 100% charged. “Charging stopped” means that charging has been stopped due to the danger of continuing charging further.
[0042]
Next, based on FIG. 6, the charging operation in the present embodiment device will be described. When the charging device 112 shifts to the charging mode (step F1), the charging device 112 starts to transmit the charger status data including the “battery status data request” signal shown in FIG. 5 to the battery management device 105 (step F2). ). When the battery status data (C12) shown in FIG. 4 transmitted from the battery management device 105 is normally received (step F3), the battery temperature in the battery status data is set in the charge / discharge control data. It is determined whether or not the charging start temperature is between the charging start lower limit temperature and the charging start upper limit temperature (step F4). When the charging start temperature is not reached, charging is waited (step F5), and the display device 133 is displayed as a charging standby display. After flashing (step F6), the process proceeds to step F3.
[0043]
When the battery temperature is determined to be the charging start temperature in step F4, charging is started (step F7), the elapsed time measurement by the total timer is started (step F8), and the battery management device 105 from the charging device 112 is started. The charger status data (C8) including the “battery status data request” signal shown in FIG. 5 is transmitted (step F9). If the battery state data (C12) shown in FIG. 4 transmitted from the battery management device 105 is normally received (step F10), the end of charging is determined (step F11).
[0044]
When it is determined in step F11 that the charging is completed based on the battery status data, the charging device 112 sends the battery management device 105 the No. 7 “charging completion” signal or the No. 8 “charging stop” signal shown in FIG. Charger state data (C14) including any of the above is transmitted (step F12).
[0045]
Further, the additional charging control data shown in FIG. 3 transmitted from the management apparatus 105 is normally received, and the type of the charging apparatus 112 to which the battery 102 is connected is determined based on the additional charging control data (step F21), and charging is performed. In the case of a standard charging device with a current of 2A, the battery waits until the battery temperature drops to the additional charge start temperature T1 (No. 8 in FIG. 3), and when the battery temperature decreases to the additional charge start temperature T1, the additional charge is started. A charge timer is started (steps F22 to 25). On the other hand, when the charging device 112 to which the battery 102 is connected is a quick charging device having a charging current of 5 A, the follow-up charging is immediately started without waiting for the temperature (steps F22 and F24).
[0046]
Then, the charger status data is transmitted to the battery management device 105 and the battery status data is normally received (steps F26 and F27), and the battery temperature is equal to or higher than the follow-up charging stop temperature T2 (No. 9 in FIG. 3), or If the additional charge continuation time reaches the additional charge timer value (No. 10 in FIG. 3), the additional charge ends (steps F28 and F29).
[0047]
When the battery status data from the battery management device 105 is not normally received in the steps F21 and F27, an abnormality display is displayed on the display device 133 as a communication abnormality (steps F30 and F31). finish.
[0048]
If it is not determined in step F11 that charging has ended, it is determined whether or not the charging current data has been changed (step F18). If changed, the total timer is reset (step F19) and the charging current is changed. Then, the process returns to step F9 (step F20). When the charging current data is not changed in step F18, the process returns to step F9 without changing the charging current.
[0049]
8-15 is a figure for demonstrating the result of the experiment conducted in order to find out the conditions of additional charge. In this experiment, the main charge is terminated at the main charge stop temperature T0, waits for the temperature to fall to the additional charge start temperature T1, and then charged to the additional charge stop temperature T2, and the main charge at the main charge stop temperature T0. Then, the size of the additional charge capacity obtained when the additional charge was continued until the additional charge stop temperature T2 without waiting for the temperature was compared.
[0050]
In this experiment, although not shown, the current in the additional charge is set to form a pulse waveform, and the charge voltage has a pulse waveform having a peak voltage lower than the charge voltage at the end of the main charge. . Thus, since the charging voltage and charging current at the time of follow-up charging have a pulse waveform, there is an effect that the rate of increase in battery temperature can be reduced.
[0051]
FIGS. 8 to 11 show the case where a quick charging device is used, FIGS. 8 and 9 show the case where a new battery has a temperature standby and no temperature standby, and FIGS. 10 and 11 show the temperature standby of a deteriorated battery with increased internal resistance. Indicates the case with and without temperature standby. FIGS. 12 to 15 show the case where the standard charging device is used, FIGS. 12 and 13 show the case where the new battery has temperature standby and no temperature standby, and FIGS. 14 and 15 show the deteriorated battery temperature standby and no temperature standby. This case is shown.
[0052]
First, as shown in FIG. 8, when a new battery is started using a quick charging device (charging current 5A) and after the main charging is finished, the battery temperature is lowered to the additional charging start temperature T1, and then the temperature is changed. The standby time was about 2500 seconds, the additional charge capacity Q1 (about 0.8 Ah), and the additional charge duration time t1 (about 6500 seconds). On the other hand, as shown in FIG. 9, when there was no temperature standby, the additional charge capacity Q1 ′ (about 0.6 Ah) and the additional charge duration time t1 ′ (about 4000 seconds) were obtained.
[0053]
Similarly, as shown in FIG. 10, when the additional battery is started after the deteriorated battery is lowered to the additional charging start temperature T1 by using the quick charging device (charging current 5A), the additional battery is charged for about 1000 seconds. The capacity was Q2 (about 2.1 Ah) and the follow-up charging duration was t2 (about 18000 seconds). On the other hand, as shown in FIG. 11, when there was no temperature standby, the additional charge capacity Q2 ′ (about 2.2 Ah) and the additional charge duration time t2 ′ (about 19600 seconds) were obtained.
[0054]
In this way, when the charging current is relatively large at 5 A, it is more advantageous to follow-up charging without temperature standby than with temperature standby. First, when a new battery is recharged without waiting for temperature, the rate of increase in temperature is smaller than that at the time of main charge due to the start of additional charge, so a certain amount of additional charge capacity can be secured before detecting the additional charge stop temperature, and temperature standby Since the follow-up charging is completed in a short time compared to the presence, the time of exposure to high temperature is shortened, and the battery life can be prevented from being lowered early.
[0055]
In the case of a deteriorated battery with increased internal resistance, the main charge stop temperature T0 is detected when the charging depth is shallow because the rate of temperature increase during main charging is large. There is a tendency to decrease, and there is almost no difference between the additional charge capacity and the additional charge time regardless of whether there is a temperature standby. Therefore, it is more advantageous that there is no temperature standby.
[0056]
Further, in the case of a battery having a high internal resistance, the battery temperature tends to decrease after the end of the main charge, so that the additional charge continuation time t2 and t2 'until the additional charge stop temperature T2 is reached is the additional charge continuation time of the new battery. It becomes longer than t1 and t1 ′, so that a large additional charge capacity can be secured, and the overall charge capacity can be secured equivalent to a new battery.
[0057]
Next, as shown in FIG. 12, when a new battery is started after additional charge is reduced to the additional charge start temperature T1 using the standard charging device (charging current 2A), the additional charge is waited for about 7000 seconds. The capacity was Q3 (about 0.5 Ah) and the follow-up charging duration was t3 (about 4200 seconds). On the other hand, as shown in FIG. 13, in the case of no temperature standby, the additional charge capacity Q3 ′ (about 0.2 Ah) and the additional charge duration time t3 ′ (about 1200 seconds) were obtained.
[0058]
Similarly, as shown in FIG. 14, when additional charging is started after the deteriorated battery is lowered to the additional charging start temperature T1 using the standard charging device (charging current 2A), the additional battery is charged for about 2500 seconds. The capacity was Q4 (about 0.6 Ah) and the follow-up charging duration was t4 (about 6000 seconds). On the other hand, as shown in FIG. 15, in the case of no temperature standby, the additional charge capacity Q4 ′ (about 0.2 Ah) and the additional charge duration time t4 ′ (about 2200 seconds) were obtained.
[0059]
Thus, when the charging current is relatively small at 2 A, it is more advantageous to perform additional charging with temperature standby than without temperature standby. First, in the case of a new battery, if there is no temperature standby, the rate of temperature increase will not decrease even if additional charging is started, and the additional charge stopping temperature T2 will be reached in a short time, and almost no additional charge capacity can be obtained. Absent. On the other hand, the temperature increase rate can be lowered by starting the additional charging after the battery temperature is lowered to the additional charging start temperature T1 after waiting for the temperature, and the additional charging stop temperature T2 can be avoided in a short time, A certain amount of additional charge can be secured. In addition, in the case of a deteriorated battery with increased internal resistance, substantially the same result is obtained. Therefore, it is more advantageous to have a temperature standby.
[0060]
Furthermore, in the case of a battery having a high internal resistance, the rate of increase in battery temperature tends to be small after the end of main charging, so that the follow-up charging durations t4 and t4 'until the follow-up charge stop temperature T2 is reached The follow-up charging duration time t3, t3 ′ becomes longer, and therefore the follow-up charge capacity can be relatively increased.
[0061]
As described above, in this embodiment, the charging device 112 is of a quick charge type having a relatively large charge current value or a standard charge type of a relatively small charge current value, or has an internal resistance. Since the condition of the additional charging is changed depending on the size of the battery, a certain amount of additional charging can be secured without exposing the battery to a high temperature for a long time, regardless of the type of charging device used.
[0062]
Here, in the above embodiment, as an example of changing the additional charging condition based on the charging current in the present invention, there is no temperature standby before starting the additional charging depending on whether the charging device is a quick charging device or a standard charging device. However, the above embodiment can be expressed in other words as follows.
[0063]
That is, the follow-up charging start temperature when the charging current value is increased is controlled to be higher than when the charging current value is decreased. Specifically, in the case of charging currents 5A and 2A, the follow-up charging start temperatures are T0 and T1, respectively.
[0064]
Further, the time from the end of the main charging when the charging current value becomes large to the start of the follow-up charging is controlled to be shorter than when the charging current value becomes small. Specifically, in the case of charging currents 5A and 2A, the above times are set to 0 and the standby time, respectively.
[0065]
In the above-described embodiment, the case of selectively using either the quick charging device or the standard charging device has been described. Of course, the present invention can also be applied to the case of selecting the case of charging by value.
[0066]
Further, the case where the charging current is 5 A and 2 A has been described, but this current value is merely an example, and another value should be appropriately selected depending on the battery capacity and the like. In this case, assuming that the charging current value that can charge the battery of QAh in 1 hour is 1C, the charging current value referred to in the present invention is larger at a current value larger and smaller than 0.5C as a boundary. Sometimes it can be small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block configuration diagram of a power supply system in the embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device.
FIG. 5 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the battery management apparatus.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the battery management apparatus.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the elapsed time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a lapse of time of charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the lapse of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the passage of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the lapse of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the example.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the lapse of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the lapse of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the above example.
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the lapse of time of the charging voltage, battery temperature, and battery capacity in the device of the example.
[Explanation of symbols]
21 Power supply system
102 rechargeable battery
105 Battery management device (follow-up charging command means)
112 Charging device (charging means)
Additional charge start temperature when T0 charge current increases
Additional charge start temperature when T1 charge current decreases

Claims

充電式電池と、該充電式電池を充電する充電手段と、上記電池を主充電停止後に追い充電するための追い充電制御信号を上記充電手段に出力する追い充電指令手段とを備えた車両用電源システムにおいて、
上記追い充電指令手段は、充電電流値が大なるときの主充電終了時から追い充電開始時までの時間を上記充電電流値が小なるときより短く制御することを特徴とする電動車両用電源システム。A vehicle power supply comprising: a rechargeable battery; charging means for charging the rechargeable battery; and additional charging command means for outputting an additional charging control signal for additionally charging the battery after the main charging is stopped to the charging means. In the system,
The additional charging command means controls the time from the end of the main charging when the charging current value is large to the start of the additional charging to be shorter than when the charging current value is small. .

充電式電池と、該充電式電池を充電する充電手段と、上記電池を主充電停止後に追い充電するための追い充電制御信号を上記充電手段に出力する追い充電指令手段とを備えた車両用電源システムにおいて、
上記追い充電指令手段は、充電電流値が大なるときの追い充電開始温度を上記充電電流値が小なるときより高く制御することを特徴とする電動車両用電源システム。A vehicle power supply comprising: a rechargeable battery; charging means for charging the rechargeable battery; and additional charging command means for outputting an additional charging control signal for additionally charging the battery after the main charging is stopped to the charging means. In the system,
The electric power supply system for an electric vehicle characterized in that the additional charging command means controls the additional charging start temperature when the charging current value becomes larger than when the charging current value becomes smaller .

請求項１又は２において、上記追い充電における充電電流がパルス波形部分を備えていることを特徴とする電動車両用電源システム。3. The electric vehicle power supply system according to claim 1, wherein the charging current in the additional charging includes a pulse waveform portion.