JP6573070B2 - Control device for electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電池セルと、各電池セルの電圧差を抑制するためのバランサ回路と、を有するバッテリを備える電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle including a battery having a plurality of battery cells and a balancer circuit for suppressing a voltage difference between the battery cells.
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるバッテリ(二次電池)は、例えば、家庭用電源による普通充電、又は専用の電源を用いた急速充電により、電力が供給されるように構成されている。 A battery (secondary battery) mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle is supplied with power by, for example, ordinary charging using a household power source or rapid charging using a dedicated power source. It is configured.
バッテリは、複数の電池セルを備えており、充放電サイクルを繰り返しているうちに、各電池セル間の温度状態や劣化状況の違い等に起因して、各電池セル間に電圧差が生じてしまう。そして、バッテリの充電時には、最高セル電圧が許容最高電圧に達すると充電を停止し、放電時には、最低セル電圧が許容最低電圧になると放電を停止する。このため、バッテリを構成する各電池セルの電圧差が小さいほど、バッテリが本来有する電池容量をより多く使用することができる。したがって、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は極力小さく状態に維持されていることが好ましい。 The battery includes a plurality of battery cells, and a voltage difference occurs between the battery cells due to a difference in temperature state or deterioration state between the battery cells while the charge / discharge cycle is repeated. End up. When the battery is charged, charging is stopped when the maximum cell voltage reaches the allowable maximum voltage, and during discharging, discharging is stopped when the minimum cell voltage reaches the allowable minimum voltage. For this reason, the smaller the voltage difference between the battery cells constituting the battery, the more battery capacity that the battery originally has can be used. Therefore, it is preferable that the voltage difference between the battery cells constituting the battery is kept as small as possible.
しかしながら、バッテリを構成する各電池セルの電圧差は、バッテリを使用するに従い大きくなる。このため、実際に使用できるバッテリの電池容量は、バッテリを使用するに従い、徐々に減少してしまう。 However, the voltage difference between the battery cells constituting the battery increases as the battery is used. For this reason, the battery capacity of the battery that can actually be used gradually decreases as the battery is used.
このような問題を解消するために、各電池セルに対応するバランサ回路を備えるようにしたバッテリがある。バランサ回路によって電圧の高い電池セルを放電させることで、各電池セル間の電圧差を低減させることができる(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, there is a battery provided with a balancer circuit corresponding to each battery cell. By discharging the battery cell having a high voltage by the balancer circuit, the voltage difference between the battery cells can be reduced (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このようなバランサ回路は、通常、普通充電中に作動される。このため、バッテリがバランサ回路を備えていても、急速充電を多用して普通充電を実行する頻度の少ない場合、バッテリの電池容量を十分に使い切れない虞がある。 However, such balancer circuits are usually operated during normal charging. For this reason, even if the battery includes a balancer circuit, there is a possibility that the battery capacity of the battery may not be used up sufficiently when frequent charging is performed frequently using frequent quick charging.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの普通充電を適切に実行させることができる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the control apparatus of the electric vehicle which can perform normal charge of a battery appropriately.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、普通充電又は急速充電により充電される複数の電池セルと、前記普通充電時に作動して前記電池セルの放電を行うバランサ回路と、を有するバッテリを備えた電動車両の制御装置であって、各電池セルの電圧を検出すると共に、各電池セル間の電圧差の最大値を算出する電圧差算出手段と、前記電圧差算出手段によって算出された前記電圧差の最大値が所定閾値を超えている場合に、前記普通充電の実行を促す普通充電推奨情報を提示する情報提示手段と、を備え、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problem includes a battery having a plurality of battery cells that are charged by normal charging or rapid charging, and a balancer circuit that operates during the normal charging and discharges the battery cells. a control apparatus for an electric vehicle having a detects a voltage of each battery cell, and the voltage difference calculating means for calculating the maximum value of the voltage difference between the battery cells was calculated by the voltage difference calculating means And an information presenting means for presenting normal charge recommendation information for encouraging execution of the normal charge when the maximum value of the voltage difference exceeds a predetermined threshold, and the normal charge is included in the normal charge recommendation information. The control apparatus for an electric vehicle includes information on an effect obtained by the user by executing .
本発明の第2の態様は、第1の態様の電動車両の制御装置であって、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電の推奨充電時間と、該推奨充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the control device for the electric vehicle according to the first aspect, wherein the normal charge recommendation information includes the recommended charge time for the normal charge and the normal charge for the recommended charge time. Thus, the cruising distance that is longer than that in the case where the battery is fully charged by the quick charge is included.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様の電動車両の制御装置であって、前記普通充電推奨情報には、前記普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、該満充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれていることを特徴とする電動車両の制御装置にある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the control device for an electric vehicle according to the first or second aspect, wherein the normal charge recommendation information includes a full charge time required for the normal charge until the full charge, and the full charge. The electric vehicle control apparatus includes a cruising distance that is longer than that in a case where the normal charging is performed over time and the quick charging is performed until the battery is fully charged.
本発明の第4の態様は、第1から3の何れか一つの態様の電動車両の制御装置であって、前記情報提示手段は、前記電動車両が備える情報表示部に、前記普通充電推奨情報を表示させることを特徴とする電動車両の制御装置にある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the control device for an electric vehicle according to any one of the first to third aspects, wherein the information presenting means is provided on the information display unit provided in the electric vehicle with the normal charging recommendation information. Is displayed in the control device for the electric vehicle.
かかる本発明の電動車両の制御装置によれば、普通充電推奨情報の提示により、ユーザが普通充電を適切に実行することで、電動車両の航続距離を伸ばすことができる。特に、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示することで、ユーザに対してより効果的に普通充電を促すことができる。 According to the control device for an electric vehicle of the present invention, the cruising distance of the electric vehicle can be increased by appropriately performing the normal charging by the user by presenting the normal charging recommendation information. In particular, by presenting information on the effect obtained by the user by executing the normal charging as the normal charging recommendation information, the user can be urged to perform the normal charging more effectively.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は電動車両の概略構成を示す図であり、図2はバランサ回路を備えるバッテリの概略構成を説明するための模式図であり、図3は電動車両の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of a battery including a balancer circuit, and FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device for the electric vehicle. It is.
本実施形態に係る電動車両1は、電気自動車(EV)であり、二次電池であるバッテリ2と、このバッテリ2からの電力供給により作動する電動機である走行用モータ3と、を備えている。走行用モータ3は、駆動機構4を介して駆動輪(本実施形態では、前輪)5に連結されている。また電動車両1には、各種メータ類と共に、各種情報を表示する情報表示部7を有するインストゥルメントパネル8が設けられている。
The electric vehicle 1 according to the present embodiment is an electric vehicle (EV), and includes a
ここで、バッテリ2は、例えば、図2に示すように、直列に接続された複数の電池セル21と、各電池セル21に対応するバランサ回路22と、を備えている。また各電池セル21には、電池セル21の電圧を検出するためのセル電圧モニタ(電圧検出手段)23が設けられている。バランサ回路22は、直列に接続されたスイッチ24と抵抗25とを、各電池セル21に対応して備えている。このバランサ回路22が設けられていることで、各電池セル21間の電圧差を小さくして、バッテリ2の実質的な充電容量の低下を抑制することができるようになっている。
Here, for example, as illustrated in FIG. 2, the
またバッテリ2は、急速充電及び普通充電の二つの充電方式に対応して外部電源による充電が可能となっている。急速充電とは、バッテリ2を短時間で充電することを目的とし、外部電源として専用の急速充電設備を用いて、バッテリ2に大電流(普通充電よりも大きい電流)を流すことにより行われる充電方式である。普通充電とは、外部電源として、例えば、家庭用電源等を使用し、バッテリ2に急速充電よりも少ない電流を流すことにより行われる充電方式である。
Further, the
電動車両1のユーザは、バッテリ2の充電を行う際、普通充電又は急速充電の何れか一方の充電方式を選択して、所定の外部電源とバッテリ2とを接続して充電する。電動車両1には、外部電源に繋がる給電コネクタが接続される充電口(インレット)9が設けられている。なお充電口9は、普通充電用及び急速充電用にそれぞれ設けられていてもよいし、普通充電用及び急速充電用に共通し設けられていてもよい。
When charging the
また電動車両1は、電動車両1の総合的な制御を行う制御装置10を備えている。この制御装置10は、例えばマイクロプロセッサやROM、RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、電動車両1に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続されている。
The electric vehicle 1 also includes a
そして制御装置10は、電動車両1の制御の一つとして、例えば、バッテリ2の充電を行う際に、バランサ回路22の動作を適宜制御している(バランサ回路制御部)。すなわち、バッテリ2の充電の際、電池セル21間に電圧差が生じていると、所定電池セル21に対応するスイッチ24をオンにし、バランサ回路22を作動させ、抵抗25によりその電池セル21を放電させ、電圧差を抑制する。
For example, when the
バランサ回路22を作動させて電池セル21を放電させるには、ある程度の時間を要するため、本発明に係る制御装置10では、急速充電時にバランサ回路22を作動させることはなく、普通充電時にバランサ回路22を適宜作動させている。
Since it takes a certain amount of time to operate the
このため、ユーザがバッテリ2の充電方式として急速充電を多用する場合、バランサ回路22が作動する機会が少なくなり、バッテリ2を構成する電池セル21間の電圧差が大きくなってしまう虞がある。
For this reason, when the user frequently uses rapid charging as the charging method of the
そこで、本発明に係る制御装置10は、電動車両1の制御の一つとして、バッテリ2を構成する電池セル21間の電圧差を適宜算出し、その電圧差が所定閾値を超えていると判定した場合に、普通充電の実行を促す普通充電推奨情報を提示する情報提示制御を実行するようにした。
Therefore, the
以下、このような制御装置10における情報提示制御について、詳細に説明する。
制御装置10は、情報提示制御部11を備え、情報提示制御部11は、電圧差算出手段12と、電圧差判定手段13と、情報提示手段14と、を備えている。本実施形態では、これら電圧差算出手段12、電圧差判定手段13及び情報提示手段14を含む情報提示制御部11は、制御装置10により実行されるプログラムの機能として実装されている。もちろん、情報提示制御部11は、電子回路(ハードウェア)として実装されていてもよい。
Hereinafter, the information presentation control in the
The
電圧差算出手段12は、バッテリ2が備えるセル電圧モニタ23からの情報を取得して各電池セル21の電圧を検出すると共に、それらの電圧差(最大値)Vdを算出する。なお電圧差算出手段12は、電圧差Vdを常時算出するようにしてもよいし、所定のタイミング、例えば、バッテリ2の充電率(SOC)が所定値を下回った際に検出するようにしてもよい。
The voltage difference calculation means 12 acquires information from the
電圧差判定手段13は、電圧差算出手段12によって算出された電圧差Vdが、所定閾値Vtを超えているか否かを判定する。所定閾値Vtは、予め設定されており、その大きさは、バッテリ2の電気容量等に基づいて適宜設定されればよい。
The voltage
情報提示手段14は、電圧差判定手段13によって電圧差Vdが所定閾値Vtを超えていると判定された場合に、普通充電を促すための普通充電推奨情報をユーザに対して提示する。本実施形態では、情報提示手段14は、インストゥルメントパネル8の情報表示部7に普通充電推奨情報を表示する。なお情報表示部7の構成は特に限定されないが、本実施形態では、情報表示部7は、図4に示すように、普通充電を推奨する旨の図形が描かれたインジケータランプ7aや、普通充電を推奨する旨の文字情報を表示するモニタ部7b等を備えている。
When the voltage
ここで普通充電推奨情報としては、電動車両1のユーザに普通充電が推奨されていることを認識させる文字、図形、記号若しくはこれらの組み合わせを採用することができる。また、普通充電推奨情報は、文字など視覚により認識されるものに限定されず、音声や警告音など聴覚により認識されるものであってもよい。 Here, as the normal charging recommendation information, a character, a figure, a symbol, or a combination thereof that allows the user of the electric vehicle 1 to recognize that normal charging is recommended can be adopted. Further, the normal charging recommendation information is not limited to information that is visually recognized, such as characters, but may be information that is recognized by hearing, such as voice and warning sounds.
本実施形態では、情報提示手段14は、電圧差判定手段13によって電圧差Vdが所定閾値Vtを超えていると判定されると、普通充電推奨情報として、まずは普通充電することを促すことを表した形状のインジケータランプ7aを点灯させる。
In the present embodiment, when the voltage
このようにインジケータランプ7aの点灯、つまり普通充電推奨情報の提示することで、それに応じて電動車両1のユーザが普通充電を実行すれば、その際にバランサ回路22が作動されて電池セル21間の電圧が均等化される。これにより、バッテリ2の電池容量を十分に使用でき、急速充電を実行した場合に比べて航続距離が伸ばすことができる。
In this way, when the user of the electric vehicle 1 performs normal charging by turning on the
さらに本実施形態では、情報提示手段14は、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示する。例えば、図4(a)に示すように、情報提示手段14は、普通充電の推奨充電時間と、推奨充電時間で普通充電を行うことにより急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離(第1のプラス航続距離)と、を文字情報としてモニタ部7bに表示する。なお推奨充電時間とは、バランサ回路22の作動により電圧差(最大値)Vdを解消するのに必要な時間であり、電圧差Vd、バランサ回路22の抵抗25の大きさ等に基づいて演算される。上記第1のプラス航続距離とは、言い換えれば、電圧差Vd分の走行可能距離であり、電圧差Vdに基づいて適宜演算される。
Furthermore, in this embodiment, the information presentation means 14 presents information on the effect obtained by the user by executing normal charging as the normal charging recommendation information. For example, as shown in FIG. 4 (a), the information presenting means 14 is compared with the case where the normal charging is performed at the recommended charging time and the normal charging is performed at the recommended charging time, and the battery is charged up to the full charge by the rapid charging. The extended cruising distance (first plus cruising distance) is displayed on the
また情報提示手段14は、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報として、例えば、図4(b)に示すように、普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、この満充電時間で普通充電を行うことにより急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離(第2のプラス航続距離)と、を文字情報としてモニタ部7bに表示するようにしてもよい。第2のプラス航続距離とは、言い換えれば、満充電時間だけバランサ回路22を作動させることによる電圧差Vdの減少分での走行可能距離であり、電圧差Vd、バランサ回路22の抵抗25の大きさ等に基づいて適宜演算される。
Further, the information presenting means 14 provides information on the effect obtained by the user by executing the normal charging, for example, as shown in FIG. By performing normal charging during the charging time, the cruising distance (second plus cruising distance) that is longer than when charging to full charge by rapid charging is displayed on the
このように本実施形態では、普通充電推奨情報として、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報を提示するようにしたので、ユーザに対して普通充電の実行をより効果的に促すことができる。 As described above, in the present embodiment, the information on the effect obtained by the user by executing the normal charging is presented as the normal charging recommendation information, and therefore the user is more effectively prompted to execute the normal charging. be able to.
なお本実施形態では、普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報として、普通充電の時間や、それに伴い増加する航続距離の情報を表示するようにしたが、この情報は一例であり、これらに限定されるものでない。 In the present embodiment, as information on the effect obtained by the user by executing the normal charging, the information on the normal charging time and the cruising distance that increases with the normal charging are displayed. However, this information is an example. However, it is not limited to these.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and addition, omission, replacement, etc., of a configuration is possible without departing from the spirit of the present invention. And other changes are possible.
例えば、上述の実施形態では、普通充電推奨情報を、車両が備えるインストゥルメントパネルの情報表示部に表示する構成を例示したが、例えば、無線通信可能な携帯電話機やスマートフォン等の携帯機器に表示するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the normal charging recommendation information is displayed on the information display unit of the instrument panel included in the vehicle is exemplified. However, for example, the normal charging recommendation information is displayed on a mobile device such as a mobile phone or a smartphone capable of wireless communication. You may make it do.
また例えば、上述の実施形態では、電動車両として電気自動車を一例として本発明を説明したが、勿論、本発明は、駆動用モータと共にエンジン(内燃機関)を備えるハイブリッド自動車等にも適用可能なものである。 Further, for example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an electric vehicle as an example of an electric vehicle. However, the present invention can also be applied to a hybrid vehicle including an engine (internal combustion engine) together with a drive motor. It is.
1 電動車両
2 バッテリ
3 走行用モータ
4 駆動機構
5 駆動輪
7 情報表示部
7a インジケータランプ
7b モニタ部
8 インストゥルメントパネル
9 充電口
10 制御装置
11 情報提示制御部
12 電圧差算出手段
13 電圧差判定手段
14 情報提示手段
21 電池セル
22 バランサ回路
23 セル電圧モニタ
24 スイッチ
25 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
各電池セルの電圧を検出すると共に、各電池セル間の電圧差の最大値を算出する電圧差算出手段と、
前記電圧差算出手段によって算出された前記電圧差の最大値が所定閾値を超えている場合に、前記普通充電の実行を促す普通充電推奨情報を提示する情報提示手段と、を備え、
前記普通充電推奨情報には、前記普通充電を実行することによりユーザが得られる効果の情報が含まれている
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 A control device for an electric vehicle comprising a battery having a plurality of battery cells that are charged by normal charging or quick charging, and a balancer circuit that operates during the normal charging and discharges the battery cells,
It detects a voltage of each battery cell, and the voltage difference calculating means for calculating the maximum value of the voltage difference between the battery cells,
Information presenting means for presenting normal charging recommendation information that prompts execution of the normal charging when the maximum value of the voltage difference calculated by the voltage difference calculating means exceeds a predetermined threshold ;
The control device for an electric vehicle, wherein the normal charging recommendation information includes information on an effect obtained by a user by executing the normal charging .
前記普通充電推奨情報には、前記普通充電の推奨充電時間と、該推奨充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれている
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to claim 1 ,
The normal charging recommendation information includes a recommended charging time for the normal charging, and a cruising distance that is longer than a case where the charging is performed to the full charge by the quick charging by performing the normal charging at the recommended charging time. A control device for an electric vehicle characterized by being included.
前記普通充電推奨情報には、前記普通充電で満充電までにかかる満充電時間と、該満充電時間で前記普通充電を行うことにより前記急速充電で満充電まで充電を行った場合に比べて延びる航続距離と、が含まれている
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to claim 1 or 2 ,
The normal charge recommendation information extends compared to a full charge time required for the normal charge until the full charge and a case where the normal charge is performed for the full charge time to perform the quick charge to the full charge. A control apparatus for an electric vehicle characterized in that the cruising distance is included.
前記情報提示手段は、前記電動車両が備える情報表示部に、前記普通充電推奨情報を表示させる
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 An electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The said information presentation means displays the said normal charging recommendation information on the information display part with which the said electric vehicle is provided, The control apparatus of the electric vehicle characterized by the above-mentioned.
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