JP6504198B2 - Inter-vehicle power supply and reception device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば電気自動車などの車両が隊列走行している際、車両間において受給電を行うような車々間受給電装置に関する。
BACKGROUND OF THE
プラグインハイブリッド車や電気自動車などの車両では、車載バッテリの電力によってモータを回転駆動させることで、車輪に伝達される駆動力を得ている。このような車両では、リチウムイオン二次電池が車載バッテリとして搭載されていることが多い。 In vehicles such as plug-in hybrid vehicles and electric vehicles, the driving power transmitted to the wheels is obtained by rotationally driving the motor with the power of the on-board battery. In such a vehicle, a lithium ion secondary battery is often mounted as an on-vehicle battery.
このリチウムイオン二次電池は、従来の鉛蓄電池に比べて、高出力で、かつ充電効率が優れているという特徴がある一方で、充電率が同じであっても、バッテリ温度が低いほど入出力電流が低下し、バッテリ温度が高いほど入出力電流が向上するという特徴がある。 While this lithium ion secondary battery is characterized by high output and excellent charging efficiency as compared with the conventional lead storage battery, the input / output is reduced as the battery temperature decreases even if the charging rate is the same. It is characterized in that the current decreases and the input / output current improves as the battery temperature increases.
ところで、電気自動車などの車両は、車載バッテリの充電率によって、その航続距離が左右されるという問題があった。
そこで、例えば、高速道路などにおいて、複数の電自動車が隊列走行している際、運動エネルギー回生システムによる車載バッテリの充電状況を降坂路到達前に予測するとともに、車両間で受給電を行うことで、車載バッテリの充電率を調整して、隊列走行している車両全体の航続距離を延長する技術が提案されている(特許文献1参照)。
By the way, vehicles, such as an electric vehicle, had the problem that the cruising distance was influenced by the charge rate of a vehicle-mounted battery.
Therefore, for example, when a plurality of electric vehicles are traveling in a row on an expressway, etc., the charging status of the on-board battery by the kinetic energy regeneration system is predicted before reaching the downhill road, and power reception is performed between the vehicles. There has been proposed a technique for adjusting the charging rate of an on-board battery to extend the cruising distance of the entire vehicle traveling in a row (see Patent Document 1).
しかしながら、車両に搭載される車載バッテリは、経年や充放電の繰返し等によって劣化の進行具合が車両ごとに異なるだけでなく、搭載スペースの制約によってその大きさが車両ごとに異なる。このため、例えば、電気自動車同士であっても、車載バッテリの入出力性能が車両ごとに異なることになる。 However, the degree of progress of deterioration of the on-vehicle battery mounted on the vehicle differs not only from vehicle to vehicle, but also from vehicle to vehicle due to the restriction of the mounting space. For this reason, for example, even between electric vehicles, the input / output performance of the on-vehicle battery differs depending on the vehicle.
ところが、特許文献1では、車載バッテリの入出力性能の差が考慮されていないため、例えば、受電側の車両における車載バッテリの入力性能が、給電側の車両における車載バッテリの出力性能に比べて低い場合、給電側の車両が出力した電力を、受電側の車両が受電しきれないおそれがある。このため、車両間の受給電が可能であっても、特許文献1では、受給電における電力の損失が生じるという問題があった。
However, in
本発明は、上述した問題に鑑み、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、自車両または他車両における航続距離の向上を図る車々間受給電装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an inter-vehicle power supply and reception apparatus which improves the cruising distance of the own vehicle or another vehicle by suppressing the loss of electric power in the power supply and reception with the other vehicle.
この発明は、自車両の車輪に伝達される駆動力を発生するモータと、該モータに電気的に接続された自車車載バッテリと、隊列走行している他車両との電力の受給電に関する要求を受送信する通信手段と、前記自車車載バッテリに電気的に接続されるとともに、前記他車両との間で電力を受給電する受給電手段と、前記受給電手段を介した前記自車車載バッテリの充放電を制御する充放電制御手段とを備えた車々間受給電装置であって、前記自車車載バッテリの温度をバッテリ温度として検出するバッテリ温度検出手段と、前記自車車載バッテリの入出力特性と前記バッテリ温度との関係を示す入出力特性マップを記憶した記憶手段と、前記他車両に搭載された他車車載バッテリの入出力特性マップ、及び前記他車車載バッテリにおける現在の状態を示す他車バッテリ状態情報を、前記他車両から取得する他車情報取得手段と、前記自車両の前記入出力特性マップ、及び前記他車両の前記入出力特性マップに基づいて、前記自車車載バッテリにおける入出力特性が、前記他車車載バッテリにおける現在の入出力特性と略同等になる前記バッテリ温度を目標温度として算出する目標温度算出手段と、前記自車車載バッテリにおける前記現在の入出力特性が、前記他車車載バッテリにおける前記現在の入出力特性よりも低い場合、前記バッテリ温度が前記目標温度になるまで前記自車車載バッテリを予熱する予熱手段とを備えたことを特徴とする。 According to the present invention, there is a demand for power reception / feed between a motor generating a driving force transmitted to the wheels of the host vehicle, a host vehicle battery electrically connected to the motor, and another vehicle traveling in a row. Communication means for receiving and transmitting the electric vehicle, electric reception and reception means electrically connected to the electric car battery mounted on the electric vehicle, and electric power reception and reception with the other vehicle, and electric car on-vehicle electric car via the electric reception and reception means An inter-vehicle power supply / reception device comprising charge / discharge control means for controlling charge / discharge of a battery, wherein the battery temperature detection means detects the temperature of the self-vehicle battery as the battery temperature; Storage means for storing an input / output characteristic map indicating the relationship between the characteristic and the battery temperature, an input / output characteristic map of another vehicle onboard battery mounted on the other vehicle, and the present in the other vehicle onboard battery The other vehicle based on the other vehicle information acquiring means for acquiring other vehicle battery state information indicating the state from the other vehicle, the input / output characteristic map of the own vehicle, and the input / output characteristic map of the other vehicle Target temperature calculation means for calculating, as a target temperature, the battery temperature at which the input / output characteristics of the in-vehicle battery are substantially equal to the current input / output characteristics of the other-vehicle in-vehicle battery; And a preheating means for preheating the on-vehicle battery until the battery temperature reaches the target temperature if the characteristic is lower than the current input / output characteristic of the on-vehicle battery.
上記モータは、車輪に伝達される駆動力を発生するモータ、あるいは車輪からの減速エネルギーを電力に変換する発電機として兼用されるモータ兼発電機とすることができる。
上記自車車載バッテリ、及び他車車載バッテリは、充放電可能な二次電池であって、例えばリチウムイオン二次電池などとすることができる。
上記入出力特性は、入出力密度、電力量、充電率、あるいはこれらを組み合わせたものとすることができる。
上記予熱手段は、自車両の電力、あるいは他車両から受電した電力で作動する車載バッテリに内蔵した抵抗体、あるいは車載バッテリとは別体で設けた電気ヒータなどとすることができる。
The motor may be a motor generating a driving force transmitted to the wheels, or a motor / generator also used as a generator converting the decelerating energy from the wheels into electric power.
The vehicle-mounted battery and the other vehicle-mounted battery are chargeable and dischargeable secondary batteries, and may be, for example, lithium ion secondary batteries.
The input / output characteristics may be input / output density, electric energy, charging rate, or a combination thereof.
The preheating means may be a resistor built in the onboard battery operated by the electric power of the own vehicle or the electric power received from another vehicle, or an electric heater provided separately from the onboard battery.
この発明により、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、自車両または他車両における航続距離の向上を図ることができる。
具体的には、入出力性能が低い自車車載バッテリを予熱することで、車々間受給電装置は、自車車載バッテリの入出力性能を、他車車載バッテリの入出力性能に近づけることができる。
According to the present invention, it is possible to suppress the loss of electric power in receiving and feeding with another vehicle and to improve the cruising distance in the own vehicle or the other vehicle.
Specifically, the inter-vehicle power supply and reception apparatus can approximate the input / output performance of the vehicle-mounted battery to the input / output performance of another vehicle-mounted battery by preheating the vehicle-mounted battery having low input / output performance.
これにより、車々間受給電装置は、自車両における充電効率または放電効率を向上することができるため、より多くの電力を受給電することができる。このため、車々間受給電装置は、自車両と他車両とが隊列走行している状態において、自車両の電力を他車両に対してより無駄なく供給する、または他車両から供給された電力をより無駄なく自車車載バッテリに蓄電することができる。 As a result, the inter-vehicle power supply and reception device can improve the charging efficiency or the discharging efficiency of the host vehicle, and therefore can receive and supply more electric power. For this reason, the inter-vehicle power supply and reception apparatus supplies the electric power of the own vehicle to the other vehicle more efficiently without waste, or the electric power supplied from the other vehicle is more The battery can be stored in the vehicle's vehicle battery without waste.
例えば、自車両が他車両の電力を受け取る場合、他車両に比べて低い自車両の入力性能を他車両の出力性能に近づけることで、自車両は、他車両から供給される電力をより多く受け取ることができため、自車車載バッテリの充電率をより向上することができる。 For example, when the host vehicle receives the power of the other vehicle, the host vehicle receives more power supplied from the other vehicle by bringing the input performance of the host vehicle lower than the other vehicle closer to the output performance of the other vehicle. As a result, the charging rate of the vehicle-mounted battery can be further improved.
あるいは、例えば、自車両が他車両へ電力を供給する場合、他車両に比べて低い自車両の出力性能を他車両の入力性能に近づけることで、自車両は、より多くの電力供給を所望する他車両に対して、より高出力の電力を供給することができるため、他車両の他車車載バッテリの充電率をより向上させることができる。 Alternatively, for example, when the host vehicle supplies power to the other vehicle, the host vehicle desires more power supply by bringing the output performance of the host vehicle lower than that of the other vehicle closer to the input performance of the other vehicle. Since power of higher output can be supplied to the other vehicle, the charging rate of the on-vehicle battery of the other vehicle can be further improved.
従って、車々間受給電装置は、入出力性能が低い自車車載バッテリを予熱することで、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、自車両または他車両における航続距離の向上を図ることができる。 Therefore, the inter-vehicle power supply and reception apparatus preheats the vehicle-mounted battery with low input / output performance to suppress the loss of electric power in the reception and supply with other vehicles, thereby aiming to improve the cruising distance in the own vehicle or other vehicles. Can.
この発明の態様として、前記目標温度算出手段が、前記通信手段を介して前記他車両に給電を要求する、または他車両からの給電の要求を受け付けた場合、前記自車車載バッテリにおける出力密度が、前記他車車載バッテリにおける現在の入力密度と略同等になる前記バッテリ温度を前記目標温度として算出し、前記通信手段を介して前記他車両に受電を要求する、または他車両からの受電の要求を受け付けた場合、前記自車車載バッテリにおける入力密度が、前記他車車載バッテリにおける現在の出力密度と略同等になる前記バッテリ温度を前記目標温度として算出する構成である。 As an aspect of the present invention, when the target temperature calculation means requests the other vehicle to supply power via the communication means, or receives a request for power supply from the other vehicle, the output density in the in-vehicle battery of the own vehicle is Calculating the target battery temperature as the target temperature substantially equal to the current input density of the other vehicle on-board battery, and requesting the other vehicle to receive power via the communication means, or a request for power reception from the other vehicle Is received, the battery temperature at which the input density of the vehicle-mounted battery becomes substantially equal to the current output density of the other vehicle-mounted battery is calculated as the target temperature.
この発明により、車々間受給電装置は、劣化具合の異なる他車両との受給電における電力の損失を抑えて、自車両と他車両との間における受電または給電をより効率よく行うことができる。 According to the present invention, the inter-vehicle power receiving and feeding apparatus can perform power reception or feeding between the own vehicle and the other vehicle more efficiently while suppressing the loss of electric power in the reception and feeding of the other vehicle with different degrees of deterioration.
具体的には、例えば、リチウムイオン二次電池のような車載バッテリは、充電率が同じであっても、その劣化が進行しているほど入出力密度が低くなる一方で、バッテリ温度を高めると入出力密度が高くなるという特徴がある。 Specifically, for example, in the case of an on-vehicle battery such as a lithium ion secondary battery, even if the charge rate is the same, the input / output density decreases as the deterioration progresses, while increasing the battery temperature It is characterized in that the input / output density is high.
そこで、自車車載バッテリにおける入出力密度、他車車載バッテリにおける現在の入出力密度と略同等になるバッテリ温度を目標温度として算出することで、車々間受給電装置は、自車車載バッテリを予熱した際、自車車載バッテリの入出力密度を、他車車載バッテリの入出力密度に近づけることができる。 Therefore, the inter-vehicle power supply and reception device preheats the in-vehicle battery by calculating as the target temperature the battery temperature that is substantially equal to the input / output density in the in-vehicle battery and the current input / output density in the in-vehicle battery. In this case, the input / output density of the vehicle-mounted battery can be made close to the input / output density of another vehicle-mounted battery.
これにより、車々間受給電装置は、自車車載バッテリの入出力性能を向上できるため、自車両における充電効率または放電効率を向上することができる。このため、車々間受給電装置は、他車両から電力をより多く自車車載バッテリに蓄電する、または他車両に対して自車車載バッテリの電力をより多く供給することができる。 Thus, the inter-vehicle power supply and reception device can improve the input / output performance of the vehicle-mounted battery, and thus can improve the charging efficiency or the discharge efficiency of the vehicle. Therefore, the inter-vehicle power supply and reception device can store more electric power from the other vehicle in the vehicle-mounted battery of the own vehicle, or can supply more power of the vehicle-mounted battery to the other vehicle.
従って、車々間受給電装置は、車載バッテリの入出力密度に基づいて目標温度を算出することで、劣化具合の異なる他車両との受給電における電力の損失を確実に抑えて、自車両または他車両における航続距離の向上をより図ることができる。 Therefore, the inter-vehicle power supply / reception device calculates the target temperature based on the input / output density of the on-board battery, thereby reliably suppressing the power loss in power reception / transmission with other vehicles having different degrees of deterioration. Can further improve the cruising distance.
またこの発明の態様として、前記自車両が降坂路に位置するかを識別する降坂路識別手段を備え、前記自車両が降坂路に位置する場合、前記通信手段が、隊列走行している前記他車両に電力の受給電を要求する、または前記他車両からの電力の受給電の要求を受け付ける構成である。
上記自車両が降坂路に位置するとは、現在の自車両が降坂路に位置する、あるいは数秒後に自車両が降坂路に位置することをいう。
Further, according to an aspect of the present invention, it is provided with downhill road identification means for identifying whether or not the host vehicle is located on a downhill road, and when the host vehicle is located on a downhill road, the communication means is running in a row It is a structure which requests | requires reception / reception of electric power from a vehicle, or receives the request | requirement of reception / reception of the electric power from the said other vehicle.
The fact that the host vehicle is located on the downhill road means that the current host vehicle is located on the downhill road, or that the host vehicle is located on the downhill road several seconds later.
この発明により、車々間受給電装置は、余剰電力が発生し易い状況であっても、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、余剰電力を有効利用することができる。
具体的には、例えば、運動エネルギー回生システムを搭載した自車両または他車両が降坂路を走行している場合、降坂路に到達する前の車載バッテリの充電率によっては、充電率が降坂路走行中に100%に達することがある。
According to the present invention, the inter-vehicle power supply and reception device can effectively use the surplus power by suppressing the loss of power in the power supply and reception with another vehicle even in a situation where the surplus power is easily generated.
Specifically, for example, when the vehicle equipped with a kinetic energy regeneration system or another vehicle is traveling on a downhill road, depending on the charging rate of the on-board battery before reaching the downhill road, the charging rate is traveling downhill It may reach 100% in some cases.
この場合、自車両または他車両は、運動エネルギー回生システムから車載バッテリへの電力供給を遮断して、運動エネルギー回生システムによって生じた余剰電力を破棄しなければならないという問題があった。 In this case, there is a problem that the own vehicle or another vehicle has to shut off the power supply from the kinetic energy regeneration system to the on-board battery and discard the surplus power generated by the kinetic energy regeneration system.
そこで、自車両が降坂路に位置する場合、他車両に受給電を要求する、または他車両からの受給電の要求を受け付ける構成としたことにより、車々間受給電装置は、自車両の余剰電力を他車両に積極的に給電する、あるいは他車両の余剰電力を積極的に受電することができる。 Therefore, when the host vehicle is located on the downhill, the inter-vehicle power reception and reception device can receive the surplus power of the host vehicle by requesting reception and reception of power from another vehicle or by receiving a request for receiving power from another vehicle. Power can be positively supplied to other vehicles, or surplus power of other vehicles can be actively received.
この際、他車車載バッテリの入出力性能に比べて、自車車載バッテリの入出力性能が低い場合、自車車載バッテリを予熱することで、車々間受給電装置は、自車車載バッテリの入出力性能を向上できるため、運動エネルギー回生システムで生じた余剰電力を他車両に対してより無駄なく供給する、または他車両で発生した余剰電力をより無駄なく自車車載バッテリに蓄電することができる。 At this time, when the input-output performance of the vehicle-mounted battery is lower than the input-output performance of the vehicle-mounted battery, the inter-vehicle power supply / reception device performs the input-output of the vehicle-mounted battery by preheating the vehicle-mounted battery. Since the performance can be improved, surplus power generated by the kinetic energy regeneration system can be supplied more efficiently to other vehicles, or surplus power generated by other vehicles can be stored in the vehicle-mounted battery more efficiently.
従って、車々間受給電装置は、余剰電力が発生し易い状況であっても、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、余剰電力を有効利用することができる。 Therefore, the inter-vehicle power supply and reception apparatus can effectively use the surplus power by suppressing the loss of the power in the power supply and reception with another vehicle even in a situation where the surplus power is easily generated.
本発明により、他車両との受給電における電力の損失を抑えて、自車両または他車両における航続距離の向上を図る車々間受給電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inter-vehicle power supply and reception apparatus that reduces the loss of power in power supply and reception with another vehicle and improves the cruising distance of the own vehicle or the other vehicle.
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。 An embodiment of the invention will now be described in conjunction with the drawings.
本実施例1は、本発明の車々間受給電装置1を搭載した給電車両10が、隊列走行している受電車両20に対して電力を供給する場合について、図1から図5を用いて説明する。
なお、図1は給電車両10、及び受電車両20における内部構成のブロック図を示し、図2は給電車両10、及び受電車両20における要部構成を説明する説明図を示し、図3は給電車両10における給電処理の動作のフローチャートを示し、図4は入出力特性マップとバッテリ温度との関係を説明する説明図を示し、図5は給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両20の予熱回路部26の状態を説明する説明図を示している。
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 in the case where the
1 shows a block diagram of the internal configuration of the
また、図2(a)は平坦路において隊列走行している給電車両10、及び受電車両20を説明する説明図を示し、図2(b)は給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両20の予熱回路部26を説明する説明図を示している。
さらに、図4(a)は車載バッテリの充電率と車載バッテリの入出力密度との関係を示す関係図を示し、図4(b)はバッテリ温度と車載バッテリの入出力密度との関係を示す関係図を示している。
加えて、図5(a)はバッテリ予熱処理を開始した給電車両10の予熱回路部15の状態を示し、図5(b)は車両間の受給電を開始した給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両20の予熱回路部26の状態を示している。
2 (a) is an explanatory view for explaining the
Further, FIG. 4 (a) shows a relationship between the charging rate of the on-board battery and the input / output density of the on-board battery, and FIG. 4 (b) shows the relationship between the battery temperature and the input / output density of the on-board battery. It shows a relationship diagram.
In addition, FIG. 5 (a) shows the state of the preheating
給電車両10は、図1に示すように、所謂、電力で走行する電気自動車であって、モータ兼発電機11と、車載バッテリ12と、バッテリ温度センサ13と、受給電通信部14と、予熱回路部15と、降坂路識別部16と、電子制御装置(Electronic Control Unit、以下「ECU」と呼ぶ)17とを備えている。なお、上述した構成で、本発明の車々間受給電装置1が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
モータ兼発電機11は、車載バッテリ12に電気的に接続された電気モータであって、例えば、車両前部に配置されている。このモータ兼発電機11は、車載バッテリ12から供給された電力によって、車輪に伝達される駆動力を発生する機能と、車輪から伝達された減速エネルギーを電力に変換する機能と、変換した電力を車載バッテリ12に出力する機能とを有している。
The motor /
車載バッテリ12は、リチウムイオン二次電池であって、同じ出力特性を有する複数のセル(図示省略)を直列接続したセルモジュール12a(図2(b)参照)と、高い抵抗値を有する抵抗体で構成された発熱体12bとを備えている。
The on-
バッテリ温度センサ13は、車載バッテリ12の適宜の位置に装着された温度センサであって、車載バッテリ12の温度を検出する機能と、検出した温度をバッテリ温度信号としてECU17に出力する機能とを有している。
The
受給電通信部14は、図2(a)に示すように、車両前部、及び車両後部にそれぞれ設けられている。なお、車両後部の受給電通信部14は、後方の車両と通信及び電力の受給電の際、車両後方へ向けて伸長可能に構成されているものとする。
As shown in FIG. 2A, the power reception /
この受給電通信部14は、図1に示すように、ECU17の指示によって、受電車両20との間で各種情報を受送信する通信部14aと、ECU17の指示によって、受電車両20との間で電力を受給電する受給電部14bとで構成されている。
As shown in FIG. 1, the power reception /
通信部14aは、無線などの通信装置であって、ECU17の指示によって、受電車両20に対して各種情報を送信する機能と、受電車両20が送信した各種情報を受信する機能と、受信した各種情報をECU17に出力する機能とを有している。
The
受給電部14bは、モータ兼発電機11と車載バッテリ12との導通、及び導通の解除を切換え可能なスイッチ(符号省略)を有するとともに、非接触による電力の受給電が可能な装置である。
The power supply /
この受給電部14bは、ECU17の指示によってスイッチを切換えることで、モータ兼発電機11と車載バッテリ12とを導通させて閉回路を構成する機能と、モータ兼発電機11と車載バッテリ12との導通を解除するとともに、受電車両20(後述する受電車両20の予熱回路部26)とで閉回路を構成する機能と、ECU17の指示によって受電車両20との間で電力の受給電を非接触で行う機能とを有している。
The power receiving /
予熱回路部15は、図2(b)に示すように、モータ兼発電機11と、車載バッテリ12と、受給電通信部14と、3つのスイッチSW1,SW2,SW3とを電気的に接続して構成された回路部である。この予熱回路部15は、車載バッテリ12の発熱体12bに電力を供給して、車載バッテリ12を予熱する機能を有している。なお、3つのスイッチSW1,SW2,SW3は、いずれもECU17の指示により、オン状態とオフ状態とを切換え可能に構成されている。
As shown in FIG. 2B, the preheating
より詳しくは、予熱回路部15は、図2(b)に示すように、車載バッテリ12のセルモジュール12aに対して、スイッチSW1と、モータ兼発電機11とが直列接続されている。さらに、予熱回路部15は、車載バッテリ12の発熱体12bとスイッチSW2とが直列接続されるとともに、直列接続された発熱体12b、及びスイッチSW2と、スイッチSW3とが並列接続されている。そして、予熱回路部15は、並列接続された発熱体12b、スイッチSW2、及びスイッチSW3が、受給電通信部14を介して、セルモジュール12a及びスイッチSW1に直列接続されている。
More specifically, as shown in FIG. 2B, in the preheating
なお、給電車両10は、図2(b)に示すように、予熱回路部15のスイッチSW1がオン状態、スイッチSW2、及びスイッチSW3がオフ状態の場合に、車載バッテリ12の電力によって走行できる。
The
この際、予熱回路部15の電流の流れは、図2(b)に示すように、セルモジュール12aの正極から、モータ兼発電機11、及びスイッチSW1を順に流れてセルモジュール12aの負極に戻る電流の流れL1となる。
Under the present circumstances, as for the flow of the electric current of the
降坂路識別部16は、給電車両10の現在位置を特定する位置情報システム、ナビゲーションシステムの地図データ、及び給電車両10の傾きを検出する傾斜センサなどで構成されている。この降坂路識別部16は、給電車両10の現在位置が降坂路上か、または給電車両10の進路上に降坂路が存在しているか否かを識別する機能を有している。
The descending
ECU17は、CPU及びメモリなどをハード構成と、プログラム及びデータなどのソフト構成とで構成されている。このECU17は、図示を省略した鉛蓄電池と電気的に接続され、鉛蓄電池の電力によって動作するものとする。さらに、ECU17には、車載バッテリ12の入出力特性を示す情報と、車載バッテリ12のバッテリ温度とが関連付けられた入出力特性マップ17aが予め記憶されている。
The
より詳しくは、入出力特性マップ17aは、車載バッテリ12における充電率と入力密度との関係を示す情報、車載バッテリ12における充電率と出力密度との関係を示す情報、車載バッテリ12におけるバッテリ温度と入力密度との関係を示す情報、及び車載バッテリ12におけるバッテリ温度と出力密度との関係を示す情報が関連付けて登録されている。
More specifically, the input / output
また、受電車両20は、図1及び図2に示すように、所謂、プラグインハイブリッド車であって、ガソリンなどを燃料とするエンジン21と、モータ兼発電機22と、車載バッテリ23と、バッテリ温度センサ24と、受給電通信部25と、予熱回路部26と、降坂路識別部27と、ECU28とを備えている。
Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ兼発電機22は、給電車両10のモータ兼発電機11と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
車載バッテリ23は、給電車両10の車載バッテリ12と同様、リチウムイオン二次電池であって、同じ出力特性を有する複数のセル(図示省略)を直列接続したセルモジュール23a(図2(b)参照)と、高い抵抗値を有する抵抗体で構成された発熱体23bとを備えている。なお、車載バッテリ23は、給電車両10の車載バッテリ12に比べてエネルギー量が小さいものとする。
The motor /
The on-
バッテリ温度センサ24は、給電車両10のバッテリ温度センサ13と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
受給電通信部25は、給電車両10の受給電通信部14と同様、通信部25aと受給電部25bとで構成されている。なお、受給電通信部25は、給電車両10の受給電通信部14と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
The
Similar to the power
予熱回路部26は、図2(b)に示すように、モータ兼発電機22と、車載バッテリ23と、受給電通信部25と、3つのスイッチSW4,SW5,SW6とを電気的に接続して構成された回路部である。この予熱回路部26は、モータ兼発電機22、車載バッテリ23、受給電通信部25、及び3つのスイッチSW4,SW5,SW6の接続関係が、給電車両10の予熱回路部15と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
As illustrated in FIG. 2B, the preheating
なお、受電車両20は、図2(b)に示すように、予熱回路部26のスイッチSW4がオン状態、スイッチSW5、及びスイッチSW6がオフ状態の場合に、車載バッテリ23の電力によって走行できる。
この際、予熱回路部26の電流の流れは、図2(b)に示すように、セルモジュール23aの正極から、モータ兼発電機22、及びスイッチSW4を順に流れてセルモジュール23aの負極に戻る電流の流れL2となる。
The
Under the present circumstances, as for the flow of the electric current of the
降坂路識別部27は、給電車両10の降坂路識別部16と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
ECU28は、給電車両10のECU17と同様の構成であって、車載バッテリ23の入出力特性を示す情報と、車載バッテリ23のバッテリ温度とが関連付けられた入出力特性マップ28aが予め記憶されている。なお、入出力特性マップ28aは、給電車両10の入出力特性マップ17aと同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
The downhill
The
次に、上述した構成の給電車両10と受電車両20とが、図2(a)に示すように、平坦路を隊列走行している状態において、車載バッテリ23の充電率が低下した受電車両20から給電車両10に対して給電要請信号が送信された際、受電車両10のECU17が実行する給電処理の動作について図3から図5用いて説明する。なお、受電車両10のECU17が実行する給電処理は、車両が走行可能な状態に移行したときから繰返し実行されているものとする。
Next, as shown in FIG. 2A, when the
給電処理を開始すると、受電車両10のECU17は、図3に示すように、電力の供給を要請する信号を示す給電要請信号を、充電率が低下した受電車両20から受信したか否かを判定する(ステップS101)。なお、給電要請信号を送信する際、受電車両20のECU28は、車載バッテリ23における現在の充電率、及び入出力特性マップ28aを、給電要請信号に付与して送信しているものとする。
When the power feeding process is started, the
ステップS101において、給電要請信号を受信していない場合(ステップS101:No)、受電車両10のECU17は、給電要請信号を受信するまで処理を待機する。
一方、給電要請信号を受信した場合(ステップS101:Yes)、受電車両10のECU17は、自身が記憶している入出力特性マップ17aを読み出す(ステップS102)。
In step S101, when the power feeding request signal is not received (step S101: No), the
On the other hand, when the power supply request signal is received (step S101: Yes), the
その後、受電車両10のECU17は、図4(a)に示すように、現在の車載バッテリ12の充電率S1、及び読み出した入出力特性マップ17aにおける充電率と出力密度との関係を示す情報に基づいて、現在の充電率S1における車載バッテリ12の出力密度W1を取得する。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, the
さらに、受電車両10のECU17は、受電車両20における現在の充電率S2、及び受電車両20の入出力特性マップ28aにおける充電率と入力密度との関係を示す情報に基づいて、現在の充電率S2における車載バッテリ23の入力密度W2を取得する。
Furthermore, the
そして、受電車両10のECU17は、図3に示すように、車載バッテリ12の出力密度W1が、受電車両20における車載バッテリ23の入力密度W2よりも小さいか否かを判定する(ステップS103)。
車載バッテリ12の出力密度W1が、受電車両20における車載バッテリ23の入力密度W2よりも小さい場合(ステップS103:Yes)、受電車両10のECU17は、車載バッテリ12を昇温する際の目標温度を算出する目標温度算出処理を開始する(ステップS104)。
Then, as shown in FIG. 3, the
If the output density W1 of the on-
具体的には、受電車両10のECU17は、図4(a)に示すように、車載バッテリ12の出力密度W1と受電車両20における車載バッテリ23の入力密度W2との差である密度差ΔW1を算出する。その後、受電車両10のECU17は、図4(b)に示すように、入出力特性マップ17aにおけるバッテリ温度と出力密度との関係を示す情報、及び現在のバッテリ温度T1に基づいて、現在の出力密度W1に密度差ΔW1を加算した出力密度W3となるバッテリ温度T2を算出して、目標温度として設定する。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
目標温度を算出すると、受電車両10のECU17は、図3に示すように、車載バッテリ12の予熱を開始するバッテリ予熱処理を開始して(ステップS105)、予熱回路部15にスイッチSW2の状態を変更させる。具体的には、受電車両10のECU17からの指示によって予熱回路部15は、図2(b)及び図5(a)に示すように、スイッチSW2をオフ状態からオン状態に切換える。
When the target temperature is calculated, the
この際、予熱回路部15における電流の流れは、上述した電流の流れL1と、セルモジュール12aの正極から発熱体12b、スイッチSW2、及び受給電通信部14の順に流れて、セルモジュール12aの負極に戻る電流の流れL3となる。このような電流の流れL3により、車載バッテリ12の発熱体12bが、セルモジュール12aの電力によって発熱を開始して、車載バッテリ12を昇温する。
At this time, the current flow in the preheating
車載バッテリ12の予熱が開始されると、受電車両10のECU17は、バッテリ温度が目標温度に達したか否かを判定する(ステップS106)。バッテリ温度が目標温度に達していなければ(ステップS106:No)、受電車両10のECU17は、バッテリ温度が目標温度に達するまで、処理を待機する。
When preheating of the in-
一方、バッテリ温度が目標温度に達した場合(ステップS106:Yes)、またはステップS103において、車載バッテリ12の出力密度W1が受電車両20の入力密度W2以上の場合(ステップS103:No)、受電車両10のECU17は、受電車両20に対して給電を開始する給電開始処理を開始して(ステップS107)、予熱回路部15にスイッチSW2、及びスイッチSW3の状態を変更させるとともに、受給電通信部14にスイッチの状態を変更させる。
On the other hand, if the battery temperature has reached the target temperature (step S106: Yes), or if the output density W1 of the on-
具体的には、受電車両10のECU17は、受電車両20の予熱回路部26を受電可能な状態へ移行させるために、予熱回路部26のスイッチ状態の切替えを要求する信号を、受電車両20に対して送信する。
その後、受電車両10のECU17の指示によって、予熱回路部15は、図5(a)及び図5(b)に示すように、スイッチSW2をオン状態からオフ状態にするとともに、スイッチSW3をオフ状態からオン状態にする。
Specifically, the
Thereafter, in response to an instruction from the
さらに、受電車両10のECU17の指示によって、受給電通信部14は、スイッチをオン状態からオフ状態にして、受電車両20の受給電通信部25との間において、非接触による電力の受け渡しが可能な状態に移行する。
Furthermore, according to an instruction from the
なお、予熱回路部26のスイッチ状態の切替えを要求する信号を給電車両10から受信した受電車両20のECU28は、図5(a)及び図5(b)に示すように、スイッチSW6がオフ状態からオン状態になるように、予熱回路部26にスイッチSW6を切換えさせるとともに、受給電通信部25のスイッチがオフ状態になるように、受給電通信部25にスイッチを切換えさせることで、受電車両20の予熱回路部26を受電可能な状態に移行させる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
このようにして、給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両20の予熱回路部26のスイッチ状態を変更することで、図5(b)に示すように、給電車両10から受電車両20に対して給電が開始される。
By changing the switch states of the preheating
この際、給電車両10の予熱回路部15における電流の流れは、図5(b)に示すように、セルモジュール12aの正極から、モータ兼発電機11、及びスイッチSW1の順に流れてセルモジュール12aの負極に戻る電流の流れL1となる。
Under the present circumstances, as for the flow of the electric current in the
一方、給電車両10と受電車両20との間における電流の流れは、給電車両10におけるセルモジュール12aの正極から、スイッチSW3、及び受給電通信部14を通って受電車両20に送電され、受電車両20の受給電通信部25、及びスイッチSW6を介して、車載バッテリ23のセルモジュール23aの正極から負極に流れたのち、スイッチSW4、受電車両20の受給電通信部25、給電車両10の受給電通信部14、及び給電車両10のスイッチSW1の順に流れて、給電車両10のセルモジュール12aに戻る電流の流れL4となる。
On the other hand, the current flow between the
このような電流の流れL4によって、受電車両20の車載バッテリ23は、給電車両10の車載バッテリ12の電力によって充電される。この際、受電車両20は、エンジン21の出力によって走行しているものとする。
The on-
受電車両20への給電を開始すると、受電車両10のECU17は、図3に示すように、給電の停止を要請する停止信号を受電車両20から受信したか否かを判定する(ステップS108)。なお、停止信号は、例えば、受電車両20において、車載バッテリ23の充電率が所望される充電率になった場合に、受給電通信部25を介して送信されるものとする。
When power feeding to the
停止信号を受信していない場合(ステップS108:No)、受電車両10のECU17は、給電の停止を要請する信号を受信するまで処理を待機する。
一方、停止信号を受信した場合(ステップS108:Yes)、受電車両10のECU17は、受電車両20への給電を停止する給電停止処理を開始して(ステップS109)、受給電通信部14にスイッチの状態を変更させるとともに、予熱回路部15にスイッチSW3の状態を変更させる。
When the stop signal has not been received (step S108: No), the
On the other hand, when the stop signal is received (step S108: Yes), the
具体的には、受電車両10のECU17の指示によって、受給電通信部14は、図2(b)及び図5(b)に示すように、受給電通信部14のスイッチをオフ状態からオン状態に切換えることで、受電車両20への給電を停止する。
さらに、受電車両10のECU17の指示によって、予熱回路部15は、スイッチSW3をオン状態からオフ状態に切換えて、車載バッテリ12による走行状態に移行する。その後、ECU28は、給電処理を終了する。
Specifically, according to an instruction from the
Furthermore, in response to an instruction from the
なお、停止信号を送信した受電車両20のECU28は、図2(b)及び図5(b)に示すように、スイッチSW6がオン状態からオフ状態になるように、予熱回路部26にスイッチSW6を切換えさせるとともに、受給電通信部25のスイッチがオフ状態からオン状態になるように受給電通信部25にスイッチを切換えさせて、受電車両20を車載バッテリ21、及びエンジン21による走行が可能な状態に移行させる。
Note that the
以上のような動作を実現する車々間受給電装置1は、受電車両20との受給電における電力の損失を抑えて、受電車両20における航続距離の向上を図ることができる。
具体的には、出力性能が低い給電車両10の車載バッテリ12を予熱することで、車々間受給電装置1は、車載バッテリ12の出力性能を、受電車両20の車載バッテリ23の入力性能に近づけることができる。
The inter-vehicle power supply /
Specifically, the inter-vehicle power supply /
これにより、車々間受給電装置1は、給電車両10における放電効率を向上することができるため、より多くの電力を給電することができる。このため、車々間受給電装置1は、給電車両10と受電車両20とが隊列走行している状態において、給電車両10の電力を受電車両20に対してより無駄なく供給することができる。
As a result, the inter-vehicle power supply /
ゆえに、給電車両10は、より多くの電力供給を所望する受電車両20に対して、より高出力の電力を供給することができるため、受電車両20の車載バッテリ23の充電率をより向上させることができる。
Therefore, since the
従って、車々間受給電装置1は、出力性能が低い給電車両10の車載バッテリ12を予熱することで、受電車両20との受給電における電力の損失を抑えて、受電車両20における航続距離の向上を図ることができる。
Therefore, the inter-vehicle power supply /
また、受電車両20から給電要請信号を受け付けた場合、給電車両10の車載バッテリ12における出力密度が、受電車両20の車載バッテリ23における現在の入力密度W2と略同等になるバッテリ温度T2を目標温度として算出することで、車々間受給電装置1は、劣化具合の異なる受電車両20との受給電における電力の損失を抑えて、給電車両10と受電車両20との間における受給電をより効率よく行うことができる。
In addition, when a power supply request signal is received from the
具体的には、リチウムイオン二次電池のような車載バッテリ12は、充電率が同じであっても、その劣化が進行しているほど入出力密度が低くなる一方で、バッテリ温度を高めると入出力密度が高くなるという特徴がある。
Specifically, even if the charge rate is the same, the on-
そこで、車載バッテリ12における出力密度が、車載バッテリ23における現在の入力密度W2と略同等になるバッテリ温度T2を目標温度として算出することで、車々間受給電装置1は、車載バッテリ12を予熱した際、車載バッテリ12の出力密度を、車載バッテリ23の入力密度W2に近づけることができる。
Therefore, when the inter-vehicle power supply /
これにより、車々間受給電装置1は、車載バッテリ12の出力性能を向上できるため、給電車両10における放電効率を向上することができる。このため、車々間受給電装置1は、受電車両20に対して車載バッテリ12の電力をより多く供給することができる。
As a result, the inter-vehicle power supply and
従って、車々間受給電装置1は、車載バッテリ12,23の入出力密度に基づいて目標温度を算出することで、劣化具合の異なる受電車両20との受給電における電力の損失を確実に抑えて、受電車両20における航続距離の向上をより図ることができる。
Therefore, the inter-vehicle power supply /
本実施例2では、本発明の車々間受給電装置2を搭載した受電車両30が、降坂路を隊列走行している給電車両10から電力の受電を要求された場合について、図6から図10を用いて説明する。
なお、上述した実施例1と同じ構成は、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, the
The same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.
また、図6は給電車両10、及び受電車両30における内部構成のブロック図を示し、図7は給電車両10、及び受電車両30における要部構成を説明する説明図を示し、図8は受電車両30における受電処理の動作のフローチャートを示し、図9は入出力特性マップとバッテリ温度との関係を説明する説明図を示し、図10は給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両30の予熱回路部35の状態を説明する説明図を示している。
6 shows a block diagram of the internal configuration of the
また、図6(a)は降坂路において隊列走行している給電車両10、及び受電車両30を説明する説明図を示し、図6(b)は給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両30の予熱回路部35を説明する説明図を示している。
さらに、図9(a)は車載バッテリの充電率と車載バッテリの入出力密度との関係を示す関係図を示し、図9(b)はバッテリ温度と車載バッテリの入出力密度との関係を示す関係図を示している。
6 (a) is an explanatory view for explaining the
Further, FIG. 9 (a) shows a relationship between the charging rate of the on-board battery and the input / output density of the on-board battery, and FIG. 9 (b) shows the relationship between the battery temperature and the input / output density of the on-board battery. It shows a relationship diagram.
加えて、図5(a)はバッテリ予熱処理を開始した給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両30の予熱回路部35の状態を示し、図5(b)は充電開始処理を開始した給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両30の予熱回路部35の状態を示している。
In addition, FIG. 5 (a) shows the state of the preheating
受電車両30は、図5に示すように、所謂、電力で走行する電気自動車であって、給電車両10と同様、モータ兼発電機31と、車載バッテリ32と、バッテリ温度センサ33と、受給電通信部34と、予熱回路部35と、降坂路識別部36と、ECU37とを備えている。なお、上述した構成で、本発明の車々間受給電装置2が構成されている。
The
モータ兼発電機31は、給電車両10のモータ兼発電機11と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
車載バッテリ32は、給電車両10の車載バッテリ12と同様、リチウムイオン二次電池であって、同じ出力特性を有する複数のセル(図示省略)を直列接続したセルモジュール32a(図7(b)参照)と、高い抵抗値を有する抵抗体で構成された発熱体32bとを備えている。
The motor /
The on-
なお、車載バッテリ32は、その劣化具合が、給電車両10における車載バッテリ12の劣化具合に比べて小さいものとする。このため、給電車両10における車載バッテリ12は、受電車両30における車載バッテリ12に比べて早期に充電率が100%に達するものとする。
The degree of deterioration of the on-
バッテリ温度センサ33は、給電車両10のバッテリ温度センサ13と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
受給電通信部34は、給電車両10の受給電通信部14と同様、通信部34aと受給電部34bとで構成されている。なお、受給電通信部34は、給電車両10の受給電通信部14と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
The
Similar to the power
予熱回路部35は、図7(b)に示すように、モータ兼発電機31と、車載バッテリ32と、受給電通信部34と、3つのスイッチSW7,SW8,SW9とを電気的に接続して構成された回路部である。この予熱回路部35は、モータ兼発電機31、車載バッテリ32、受給電通信部34、及び3つのスイッチSW7,SW8,SW9の接続関係が、給電車両10の予熱回路部15と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
As illustrated in FIG. 7B, the preheating
なお、受電車両30は、給電車両10と同様に、予熱回路部26のスイッチSW4がオン状態、スイッチSW5、及びスイッチSW6がオフ状態の場合に、車載バッテリ23の電力によって走行できる。
The
降坂路識別部36は、給電車両10の降坂路識別部16と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
ECU37は、給電車両10のECU17と同様の構成であって、車載バッテリ32の入出力特性を示す情報と、車載バッテリ32のバッテリ温度とが関連付けられた入出力特性マップ37aが予め記憶されている。なお、入出力特性マップ37aは、給電車両10の入出力特性マップ17aと同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
The downhill
The
次に、上述した構成の給電車両10と受電車両30とが、図7(a)に示すように、降坂路を隊列走行している状態において、車載バッテリ12の充電率が100%に達した給電車両10から受電車両30に対して受電要請信号が送信された際、受電車両30のECU37が実行する受電処理の動作について図8から図10用いて説明する。なお、受電車両30のECU37が実行する給電処理は、車両が走行可能な状態に移行したときから繰返し実行されているものとする。
Next, as shown in FIG. 7A, the charging rate of the on-
また、降坂路を走行しているため、給電車両10における予熱回路部15の電流の流れは、図7(b)に示すように、モータ兼発電機11から、セルモジュール12aの正極、及びセルモジュール12aの負極の順に流れたのち、スイッチSW1を通ってモータ兼発電機11に戻る電流の流れL5となる。これにより、給電車両10は、降坂路において、減速エネルギーをモータ兼発電機11で電力に変換するとともに、変換した電力を車載バッテリ12のセルモジュール12aに蓄電する。
In addition, since the vehicle travels on the downhill, the flow of current of the preheating
同様に、受電車両30も降坂路を走行しているため、受電車両30における予熱回路部35の電流の流れは、図7(b)に示すように、モータ兼発電機31から、セルモジュール32aの正極、及びセルモジュール32aの負極の順に流れたのち、スイッチSW7を通ってモータ兼発電機31に戻る電流の流れL6となる。これにより、受電車両30は、降坂路において、減速エネルギーをモータ兼発電機31で電力に変換するとともに、変換した電力を車載バッテリ32のセルモジュール32aに蓄電する。
Similarly, since the
このような状態において、受電処理を開始すると、受電車両30のECU37は、図8に示すように、電力の受電を要請する信号を示す受電要請信号を、充電率が100%に達した給電車両10から受信したか否かを判定する(ステップS201)。なお、受電要請信号を送信する際、給電車両10のECU17は、車載バッテリ12における現在の充電率、及び入出力特性マップ17aを、受電要請信号に付与して送信しているものとする。
In such a state, when the power reception process is started, the
ステップS201において、受電要請信号を受信していない場合(ステップS201:No)、受電車両30のECU37は、受電要請信号を受信するまで処理を待機する。
一方、受電要請信号を受信した場合(ステップS202:Yes)、受電車両30のECU37は、受電車両30が降坂路を走行しているか否かを判定する(ステップS202)。
In step S201, when the power reception request signal is not received (step S201: No), the
On the other hand, when the power reception request signal is received (step S202: Yes), the
具体的には、受電車両30のECU37は、降坂路識別部36から取得した現在位置、地図データ、及び受電車両30の傾きなどの情報と、モータ兼発電機31が発電機として機能しているか否かに基づいて、降坂路を走行しているか否かを判定する。
Specifically, the
降坂路を走行していない場合(ステップS202:No)、受電車両30のECU37は、受電処理を終了する。一方、降坂路を走行している場合(ステップS202:Yes)、受電車両30のECU37は、自身が記憶している入出力特性マップ37aを読み出す(ステップS203)。
When not traveling on the downhill road (step S202: No), the
その後、受電車両30のECU37は、図9(a)に示すように、現在の車載バッテリ32の充電率S3、及び読み出した入出力特性マップ37aにおける充電率と入力密度との関係を示す情報に基づいて、現在の充電率S3における車載バッテリ32の入力密度W4を取得する。
Thereafter, as shown in FIG. 9A, the
さらに、受電車両30のECU37は、給電車両10における現在の充電率S4、及び給電車両10の入出力特性マップ17aにおける充電率と出力密度との関係を示す情報に基づいて、現在の充電率S4における車載バッテリ12の出力密度W5を取得する。
Furthermore, the
そして、受電車両30のECU37は、図8に示すように、車載バッテリ32の入力密度W4が、給電車両10における車載バッテリ12の出力密度W5よりも小さいか否かを判定する(ステップS204)。
車載バッテリ32の入力密度W4が、給電車両10における車載バッテリ12の出力密度W5以上の場合(ステップS204:No)、受電車両30のECU37は、処理をステップS209に進め、後述する車載バッテリ32への充電を開始する充電開始処理を開始する。
Then, as shown in FIG. 8, the
If the input density W4 of the in-
一方、車載バッテリ32の入力密度W4が、給電車両10における車載バッテリ12の出力密度W5よりも小さい場合(ステップS204:Yes)、受電車両30のECU37は、車載バッテリ32を昇温する際の目標温度を算出する目標温度算出処理を開始する(ステップS205)。
On the other hand, when the input density W4 of the in-
具体的には、受電車両30のECU37は、図9(a)に示すように、車載バッテリ32の入力密度W4と給電車両10における車載バッテリ12の出力密度W5との差である密度差ΔW2を算出する。その後、受電車両30のECU37は、図9(b)に示すように、入出力特性マップ37aにおけるバッテリ温度と出力密度との関係を示す情報、及び現在のバッテリ温度T3に基づいて、現在の入力密度W4に密度差ΔW2を加算した入力密度W6となるバッテリ温度T4を算出して、目標温度として設定する。
Specifically, as shown in FIG. 9A, the
目標温度を算出すると、受電車両30のECU37は、給電車両10から供給された電力で、車載バッテリ32の発熱体32bを発熱させる受電開始処理を開始して(ステップS206)、予熱回路部35にスイッチSW8の状態を変更させるとともに、受給電通信部34にスイッチの状態を変更させる。
When the target temperature is calculated, the
具体的には、受電車両30のECU37は、給電車両10の予熱回路部15を給電可能な状態へ移行させるために、予熱回路部15のスイッチ状態の切替えを要求する信号を、給電車両10に対して送信する。その後、受電車両30のECU37によって、予熱回路部35は、図7(b)及び図10(a)に示すように、スイッチSW8をオフ状態からオン状態にする。さらに、受電車両30のECU37の指示によって、受給電通信部34は、スイッチをオン状態からオフ状態にして、給電車両10の受給電通信部14との間において、非接触による電力の受け渡しが可能な状態に移行する。
Specifically, the
なお、予熱回路部15のスイッチ状態の切替えを要求する信号を受電車両30から受信した給電車両10のECU17は、図7(b)及び図10(a)に示すように、スイッチSW3がオフ状態からオン状態になるように予熱回路部15にスイッチSW3を切換えさせるとともに、受給電通信部14のスイッチがオン状態からオフ状態になるように、受給電通信部14にスイッチを切換えさせることで、予熱回路部15を受電可能な状態に移行する。
As shown in FIGS. 7B and 10A, the
このようにして、給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両30の予熱回路部35のスイッチ状態を変更することで、図10(a)に示すように、給電車両10から受電車両30に対して給電が開始される。
Thus, by changing the switch states of the preheating
この際、受電車両30の予熱回路部35における電流の流れは、図10(a)に示すように、モータ兼発電機31から、セルモジュール32aの正極、及びセルモジュール32aの負極の順に流れたのち、スイッチSW7を通ってモータ兼発電機31に戻る電流の流れL6となる。
At this time, as shown in FIG. 10A, the flow of current in the preheating
一方、受電車両30と給電車両10との間における電流の流れは、給電車両10のモータ兼発電機11から、スイッチSW3、及び受給電通信部14を通って受電車両30に送電され、受電車両30の受給電通信部34、スイッチSW8、及び車載バッテリ32の発熱体32bを介して、セルモジュール32aの正極から負極に流れたのち、スイッチSW7、受電車両30の受給電通信部34、及び給電車両10の受給電通信部14の順に流れて、給電車両10のモータ兼発電機11に戻る電流の流れL7となる。
On the other hand, the flow of current between the
このような電流の流れL7によって、車載バッテリ32の発熱体32bが、給電車両10のモータ兼発電機11が出力した電力によって発熱を開始して、車載バッテリ32を昇温する。
車載バッテリ32の予熱が開始されると、受電車両30のECU37は、バッテリ温度が目標温度に達したか否かを判定する(ステップS207)。バッテリ温度が目標温度に達していなければ(ステップS207:No)、受電車両30のECU37は、バッテリ温度が目標温度に達するまで、処理を待機する。
With the flow of current L7, the
When preheating of the in-
一方、バッテリ温度が目標温度に達した場合(ステップS207:Yes)、受電車両30のECU37は、車載バッテリ32の予熱を停止する予熱停止処理を開始して(ステップS208)、予熱回路部35にスイッチSW8をオン状態からオフ状態に切換えさせる。
On the other hand, when the battery temperature has reached the target temperature (step S207: Yes), the
その後、受電車両30のECU37は、車載バッテリ32への充電を開始する充電開始処理を開始して(ステップS209)、予熱回路部35にスイッチSW8、及びスイッチSW9の状態を変更させる。
具体的には、受電車両30のECU37の指示によって、予熱回路部35は、図10(a)及び図10(b)に示すように、スイッチSW8をオン状態からオフ状態にするとともに、スイッチSW9をオフ状態からオン状態にする。
Thereafter, the
Specifically, according to an instruction from the
この際、受電車両30と給電車両10との間における電流の流れは、給電車両10のモータ兼発電機11から、スイッチSW3、及び受給電通信部14を通って受電車両30に送電され、受電車両30の受給電通信部34、及びスイッチSW9を介して、セルモジュール32aの正極から負極に流れたのち、スイッチSW7、受電車両30の受給電通信部34、及び給電車両10の受給電通信部14の順に流れて、給電車両10のモータ兼発電機11に戻る電流の流れL8となる。
このような電流の流れL8によって、受電車両20の車載バッテリ23は、給電車両10のモータ兼発電機11が出力した電力によって充電される。
At this time, the flow of current between the
The on-
車載バッテリ32の充電が開始されると、受電車両30のECU37は、受電終了条件を満足したか否かを判定する(ステップS210)。この際、受電車両30のECU37は、例えば、降坂路上の走行が終了した場合、あるいは車載バッテリ32の充電率が100%になった場合、受電終了条件を満足したと判定する。
When charging of the in-
受電終了条件を満足していない場合(ステップS210:No)、受電車両30のECU37は、受電終了条件を満足するまで、処理を待機する。
一方、受電終了条件を満足する場合(ステップS210:Yes)、受電車両30のECU37は、給電車両10からの給電の受付けを停止する受電停止処理を開始して(ステップS211)、受給電通信部34にスイッチの状態を変更させるとともに、予熱回路部35に、スイッチSW9の状態を変更させる。
When the power reception termination condition is not satisfied (step S210: No), the
On the other hand, when the power reception termination condition is satisfied (step S210: Yes), the
具体的には、受電車両30のECU37は、給電車両10に対して給電の停止を要求する停止信号を出力する。その後、受電車両30のECU37の指示によって、受給電通信部34は、図7(b)及び図10(b)に示すように、受給電通信部34のスイッチをオフ状態からオン状態に切換えることで、給電車両10からの受電を停止する。
Specifically, the
さらに、受電車両30のECU37の指示によって、予熱回路部35は、スイッチSW9をオン状態からオフ状態に切換えて、車載バッテリ32による走行状態に移行する。その後、受電車両30のECU37は、受電処理を終了する。
Further, in response to an instruction from the
なお、停止信号を受信した給電車両10のECU17は、図7(b)及び図10(b)に示すように、受給電通信部14のスイッチがオフ状態からオン状態になるように、受給電通信部14に切換えさせる。
As shown in FIGS. 7B and 10B, the
さらに、給電車両10のECU17は、スイッチSW3がオン状態からオフ状態になるとともに、スイッチSW1がオフ状態からオン状態になるように、予熱回路部15にスイッチSW1及びスイッチSW3を切換えさせて、給電車両10を車載バッテリ12による走行状態に移行させる。
Furthermore, the
以上のような動作を実現する車々間受給電装置2は、給電車両10との受給電における電力の損失を抑えて、受電車両30における航続距離の向上を図ることができる。
具体的には、入力性能が低い受電車両30の車載バッテリ32を予熱することで、車々間受給電装置2は、受電車両30の車載バッテリ32の入力性能を、給電車両10の車載バッテリ12の出力性能に近づけることができる。
The inter-vehicle power supply /
Specifically, by preheating the on-
これにより、車々間受給電装置2は、受電車両30における充電効率を向上することができるため、より多くの電力を受電することができる。このため、車々間受給電装置2は、受電車両30と給電車両10とが隊列走行している状態において、給電車両10から供給された電力をより無駄なく車載バッテリ32に蓄電することができる。
As a result, the inter-vehicle power receiving and
ゆえに、給電車両10に比べて低い受電車両30の入力性能を給電車両10の出力性能に近づけることで、受電車両30は、給電車両10から供給される電力をより多く受け取ることができため、車載バッテリ32の充電率をより向上することができる。
Therefore, by making the input performance of the
従って、車々間受給電装置2は、入力性能が低い車載バッテリ32を予熱することで、給電車両10との受給電における電力の損失を抑えて、受電車両30における航続距離の向上を図ることができる。
Therefore, the inter-vehicle power supply /
また、給電車両10から受電要請信号を受け付けた場合、車載バッテリ32における入力密度が、車載バッテリ12における現在の出力密度W5と略同等になるバッテリ温度T4を目標温度として算出したことにより、車々間受給電装置2は、劣化具合の異なる給電車両10との受給電における電力の損失を抑えて、受電車両30と給電車両10との間における受給電をより効率よく行うことができる。
In addition, when the power reception request signal is received from the
具体的には、リチウムイオン二次電池のような車載バッテリ32は、充電率が同じであっても、その劣化が進行しているほど入出力密度が低くなる一方で、バッテリ温度を高めると入出力密度が高くなるという特徴がある。
Specifically, even if the charge rate is the same, the in-
そこで、車載バッテリ32における入力密度が、車載バッテリ12における現在の出力密度W5と略同等になるバッテリ温度T4を目標温度として算出することで、車々間受給電装置2は、車載バッテリ32を予熱した際、受電車両30の車載バッテリ32の入力密度を、給電車両10の車載バッテリ12の出力密度W5に近づけることができる。
Therefore, when the inter-vehicle power supply /
これにより、車々間受給電装置2は、車載バッテリ32の入力性能を向上できるため、受電車両30における充電効率を向上することができる。このため、車々間受給電装置2は、給電車両10から電力をより多く車載バッテリ32に蓄電することができる。
As a result, the inter-vehicle power reception and
従って、車々間受給電装置2は、車載バッテリ12,32の入出力密度に基づいて目標温度を算出することで、劣化具合の異なる給電車両10との受給電における電力の損失を確実に抑えて、受電車両30における航続距離の向上をより図ることができる。
Therefore, the inter-vehicle power supply /
また、受電車両30が降坂路に位置する場合、降坂路を隊列走行している給電車両10からの受電要請信号を受け付ける構成としたことにより、車々間受給電装置2は、余剰電力が発生し易い状況であっても、給電車両10との受給電における電力の損失を抑えて、余剰電力を有効利用することができる。
具体的には、給電車両10が降坂路を走行している場合、降坂路に到達する前の車載バッテリの充電率や劣化具合によっては、充電率が降坂路走行中に100%に達することがある。
Further, when the
Specifically, when the
この場合、給電車両10は、モータ兼発電機11から車載バッテリ12への電力供給を遮断して、モータ兼発電機11によって生じた余剰電力を破棄しなければならないという問題があった。
In this case, there is a problem that the
そこで、受電車両30が降坂路に位置する場合、給電車両10からの受電要請信号を受け付ける構成としたことにより、車々間受給電装置2は、給電車両10の余剰電力を積極的に受電することができる。
Therefore, when the
この際、車載バッテリ12の出力密度W5に比べて、車載バッテリ32の入力密度W4が低い場合、車載バッテリ32を予熱することで、車々間受給電装置2は、車載バッテリ32の入力性能を向上できるため、給電車両10で発生した余剰電力をより無駄なく車載バッテリ32に蓄電することができる。
At this time, when the input density W4 of the in-
従って、車々間受給電装置2は、余剰電力が発生し易い状況であっても、給電車両10との受給電における電力の損失を抑えて、余剰電力を有効利用することができる。
Therefore, the inter-vehicle power supply /
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の自車両は、実施形態の実施例1の給電車両10、及び受電車両30に対応し、
以下同様に、
モータは、モータ兼発電機11、及びモータ兼発電機31に対応し、
自車車載バッテリは、車載バッテリ12、及び車載バッテリ32に対応し、
他車両は、受電車両20、及び実施例2の給電車両10に対応し、
電力の受給電に関する要求は、給電要請信号、及び受電要請信号に対応し、
通信手段、及び他車情報取得手段は、実施例1の通信部14a、及びECU17、並び実施例2の通信部34a、及びECU37に対応し、
受給電手段は、実施例1の受給電部14b、及びECU17、並びに実施例2の受給電部34b、及びECU37に対応し、
充放電制御手段は、実施例1の予熱回路部15、及びECU17、並びに実施例2の予熱回路部35、及びECU37に対応し、
バッテリ温度検出手段は、実施例1のバッテリ温度センサ13、及びECU17、並びに実施例2のバッテリ温度センサ33、及びECU37に対応し、
入出力特性マップは、実施例1の入出力特性マップ17a、及び実施例2の入出力特性マップ37aに対応し、
記憶手段は、実施例1のECU17、及び実施例2のECU37に対応し、
他車車載バッテリは、実施例1の車載バッテリ23、及び実施例2の車載バッテリ12に対応し、
他車車載バッテリの入出力特性マップは、実施例1の入出力特性マップ28a、及び実施例2の入出力特性マップ17aに対応し、
他車車載バッテリにおける現在の状態を示す他車バッテリ状態情報は、実施例1における車載バッテリ23の充電率S2、及び実施例2における車載バッテリ12の充電率S4に対応し、
自車車載バッテリにおける入出力特性は、実施例1における車載バッテリ12の出力密度、及び実施例2における車載バッテリ32の入力密度に対応し、
他車車載バッテリにおける現在の入出力特性は、実施例1における車載バッテリ23の入力密度W2、及び実施例2における車載バッテリ12の出力密度W5に対応し、
目標温度は、バッテリ温度T2、及びバッテリ温度T4に対応し、
目標温度算出手段は、実施例1のECU17、及び実施例2のECU37に対応し、
予熱手段は、実施例1の発熱体12b、予熱回路部15、及びECU17、並びに実施例2の発熱体32b、予熱回路部35、及びECU37に対応し、
降坂路識別手段は、降坂路識別部36、及びECU37に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In correspondence with the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The vehicle according to the present invention corresponds to the
And so on
The motor corresponds to the motor /
The own vehicle battery corresponds to the
The other vehicle corresponds to the
The request for power reception / reception corresponds to the power supply request signal and the power reception request signal,
The communication unit and the other vehicle information acquisition unit correspond to the
The power supply / reception means correspond to the power supply /
The charge / discharge control means corresponds to the preheating
The battery temperature detection means corresponds to the
The input / output characteristic map corresponds to the input / output
The storage means corresponds to the
The other vehicle battery corresponds to the
The input / output characteristic map of another vehicle battery corresponds to the input / output
The other vehicle battery state information indicating the current state of the other vehicle in-vehicle battery corresponds to the charging rate S2 of the in-
The input / output characteristics of the vehicle-mounted battery correspond to the output density of the vehicle-mounted
The current input / output characteristic of the other vehicle battery corresponds to the input density W2 of the
The target temperature corresponds to the battery temperature T2 and the battery temperature T4,
The target temperature calculation means corresponds to the
The preheating means corresponds to the
The downhill road identification means corresponds to the downhill
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
例えば、上述した実施形態において、実施例1及び実施例2の給電車両10、及び実施例2の受電車両30を電気自動車とし、実施例1の受電車両20をプラグインハイブリッド車としたが、これに限定せず、車輪に伝達される駆動力を発生させるモータと、モータに対して電力を供給する車載バッテリとを備えた車両であれば、適宜の構成の車両としてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、給電車両10、及び受電車両20,30が、モータ兼発電機11,22,31を備えた構成としたが、これに限定せず、モータ兼発電機11,22,31に換えて、発電機としての機能を有していない電気モータであってもよい。なお、給電車両10は、モータ兼発電機を備えていることが望ましい。
また、車載バッテリ12,23,32を、リチウムイオン二次電池としたが、充放電可能な二次電池であれば、適宜のバッテリとしてもよい。
In addition, although the
In addition, although the on-
また、実施例1において、給電車両10の車載バッテリ12に内蔵した発熱体12bによって車載バッテリ12を予熱し、実施例2において、受電車両30の車載バッテリ32に内蔵した発熱体32bによって車載バッテリ32を予熱する構成としたが、これに限定せず、車載バッテリ12,32とは別体で構成した電気ヒータによって、車載バッテリ12,32を予熱する構成としてもよい。
Further, in the first embodiment, the vehicle-mounted
また、実施例1において、平坦路を隊列走行している給電車両10と受電車両20との間における電力の受給電について説明し、実施例2において、降坂路を隊列走行している給電車両10と受電車両30との間における電力の受給電について説明したが、これに限定せず、登坂路などを隊列走行している給電車両と受電車両との間における電力の受給電であってもよい。
Further, in the first embodiment, power reception and supply between the
また、給電車両10の予熱回路部15、及び受電車両20,30の予熱回路部26,35は、上述した構成に限定せず、車載バッテリの発熱体への電力供給と、受電車両の車載バッテリへの電力供給が可能であれば、適宜の回路構成であってもよい。
Further, the preheating
また、実施例1において、電力の供給を要請する信号を示す給電要請信号を、給電車両10が受信する構成としたが、これに限定せず、電力の受電を要請する信号を示す受電要請信号を、給電車両10が受電車両20に対して送信し、受電車両20が受付けた場合、給電車両10から受電車両20に電力を供給する構成としてもよい。
Further, in the first embodiment, although the feed request signal indicating the signal requesting the supply of power is received by the
あるいは、実施例2において、電力の受電を要請する信号を示す受電要請信号を、受電車両30が受信する構成としたが、これに限定せず、電力の供給を要請する信号を示す給電要請信号を、受電車両30が給電車両10に対して送信し、給電車両10が受付けた場合、給電車両10から受電車両30に電力を供給する構成としてもよい。
Alternatively, in the second embodiment, although the power receiving request signal indicating the signal requesting power reception is configured to be received by the
また、実施例2において、受電車両30が降坂路に位置する場合、給電車両10が送信した受電要請信号を受付ける構成としたが、これに限定せず、受電車両30の進路上に降坂路が存在する場合、給電車両10が送信した受電要請信号を受付ける構成としてもよい。
In the second embodiment, when the
1…車々間受給電装置
2…車々間受給電装置
10…給電車両
11…モータ兼発電機
12…車載バッテリ
12b…発熱体
13…バッテリ温度センサ
14a…通信部
14b…受給電部
15…予熱回路部
17…ECU
17a…入出力特性マップ
20…受電車両
23…車載バッテリ
28a…入出力特性マップ
30…受電車両
31…モータ兼発電機
32…車載バッテリ
32b…発熱体
33…バッテリ温度センサ
34a…通信部
34b…受給電部
35…予熱回路部
36…降坂路識別部
37…ECU
37a…入出力特性マップ
S2…充電率
S4…充電率
T2…バッテリ温度
T4…バッテリ温度
W1…出力密度
W2…入力密度
W4…入力密度
W5…出力密度
DESCRIPTION OF
17a: Input / output characteristic map 20: Receiving vehicle 23:
37a: input / output characteristic map S2: charging rate S4: charging rate T2: battery temperature T4: battery temperature W1: output density W2: input density W4: input density W5: output density
Claims (3)
該モータに電気的に接続された自車車載バッテリと、
隊列走行している他車両との電力の受給電に関する要求を受送信する通信手段と、
前記自車車載バッテリに電気的に接続されるとともに、前記他車両との間で電力を受給電する受給電手段と、
前記受給電手段を介した前記自車車載バッテリの充放電を制御する充放電制御手段とを備えた車々間受給電装置であって、
前記自車車載バッテリの温度をバッテリ温度として検出するバッテリ温度検出手段と、
前記自車車載バッテリの入出力特性と前記バッテリ温度との関係を示す入出力特性マップを記憶した記憶手段と、
前記他車両に搭載された他車車載バッテリの入出力特性マップ、及び前記他車車載バッテリにおける現在の状態を示す他車バッテリ状態情報を、前記他車両から取得する他車情報取得手段と、
前記自車両の前記入出力特性マップ、及び前記他車両の前記入出力特性マップに基づいて、前記自車車載バッテリにおける入出力特性が、前記他車車載バッテリにおける現在の入出力特性と略同等になる前記バッテリ温度を目標温度として算出する目標温度算出手段と、
前記自車車載バッテリにおける前記現在の入出力特性が、前記他車車載バッテリにおける前記現在の入出力特性よりも低い場合、前記バッテリ温度が前記目標温度になるまで前記自車車載バッテリを予熱する予熱手段とを備えた
車々間受給電装置。 A motor generating a driving force transmitted to the wheels of the host vehicle;
A vehicle-mounted battery electrically connected to the motor;
Communication means for receiving and transmitting a request regarding the reception and supply of power with another vehicle traveling in a row;
Power supply / reception means electrically connected to the host vehicle battery and receiving power from the other vehicle;
An inter-vehicle power supply / reception device comprising: charge / discharge control means for controlling charge / discharge of the vehicle-mounted battery via the power supply / reception means;
Battery temperature detection means for detecting the temperature of the vehicle-mounted battery as the battery temperature;
Storage means for storing an input / output characteristic map indicating a relationship between the input / output characteristic of the vehicle-mounted battery and the battery temperature;
Other vehicle information acquisition means for acquiring from the other vehicle the other vehicle battery state information indicating the current state of the other vehicle in-vehicle battery and the input / output characteristic map of the other vehicle in-vehicle battery mounted in the other vehicle;
Based on the input / output characteristic map of the own vehicle and the input / output characteristic map of the other vehicle, the input / output characteristics of the in-vehicle battery of the own vehicle are substantially equal to the current input / output characteristics of the in-vehicle battery Target temperature calculation means for calculating the battery temperature as the target temperature;
If the current input / output characteristic of the vehicle-mounted battery is lower than the current input / output characteristic of the other vehicle-mounted battery, preheating is performed to preheat the vehicle-mounted battery until the battery temperature reaches the target temperature. Inter-vehicle power supply device comprising:
前記通信手段を介して前記他車両に給電を要求する、または他車両からの給電の要求を受け付けた場合、前記自車車載バッテリにおける出力密度が、前記他車車載バッテリにおける現在の入力密度と略同等になる前記バッテリ温度を前記目標温度として算出し、
前記通信手段を介して前記他車両に受電を要求する、または他車両からの受電の要求を受け付けた場合、前記自車車載バッテリにおける入力密度が、前記他車車載バッテリにおける現在の出力密度と略同等になる前記バッテリ温度を前記目標温度として算出する構成である
請求項1に記載の車々間受給電装置。 The target temperature calculation means
When the other vehicle is requested to supply power via the communication means, or the other vehicle receives a request for power supply, the power density of the in-vehicle battery is approximately equal to the current input density of the in-vehicle battery. Calculating the battery temperature that becomes equal as the target temperature;
When the other vehicle is requested to receive power or the other vehicle receives a request for power reception via the communication means, the input density of the in-vehicle battery is approximately equal to the current output density of the in-vehicle battery. The inter-vehicle power supply and reception apparatus according to claim 1, wherein the battery temperature which is equal is calculated as the target temperature.
前記自車両が降坂路に位置する場合、前記通信手段が、
隊列走行している前記他車両に電力の受給電を要求する、または前記他車両からの電力の受給電の要求を受け付ける構成である
請求項1または請求項2に記載の車々間受給電装置。 Downhill road identification means for identifying whether the vehicle is located on a downhill road,
When the host vehicle is located on a downhill, the communication means may
The inter-vehicle power supply and reception apparatus according to claim 1 or 2, wherein the other vehicle traveling in a row is requested to receive or supply power, or a request to receive or receive power from the other vehicle is received.
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