JP7302500B2

JP7302500B2 - 充電制御装置

Info

Publication number: JP7302500B2
Application number: JP2020025615A
Authority: JP
Inventors: 崇弘三澤; 遥広瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: JP2021132440A

Description

本発明は、充電制御装置に関する。

例えば、下記特許文献１には、サーバにより、充電スタンドから課金体系に関する情報を受信するとともに、車両から蓄電装置に関する情報を受信し、課金体系に関する情報及び蓄電装置に関する情報に従って、蓄電装置の充電制御方法（時間課金制または従量課金制）を決定する技術が開示されている。

特開２０１８－０７４６１６号公報

ところで、従来、複数のスタンド最大電力レベルを提供可能な充電スタンドが知られている。しかしながら、従来、複数のスタンド最大電力レベルの中から、車両の状態に応じて適切なスタンド最大電力レベルを選択することが困難であった。このため、従来、不必要に大きなスタンド最大電力レベルによる充電を行ってしまう場合があり、充電料金を抑制することができなかった。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、不必要に大きなスタンド最大電力レベルによる充電を回避することで、充電料金を抑制できるようにすることを目的とする。

本開示の一態様の充電制御装置は、車両の状態に基づいて算出される車両受入可能最大電力を充電スタンドに通知し、充電スタンドが提供可能な複数のスタンド最大電力レベルのうち、車両受入可能最大電力との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを選択し、選択されたスタンド最大電力レベルによる充電を開始し、充電中に車両受入可能最大電力が変化した場合、変化後の車両受入可能最大電力との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを再選択し、再選択されたスタンド最大電力レベルによる充電を再開することが可能である。

不必要に大きなスタンド最大電力レベルによる充電を回避することができ、したがって、充電料金を抑制することができる。

実施形態に係る充電制御システムのシステム構成を示す図実施形態に係る充電制御装置による処理の手順を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る充電制御システムについて説明する。

（充電制御システム１０のシステム構成）
図１は、実施形態に係る充電制御システム１０のシステム構成を示す図である。図１に示す充電制御システム１０は、高圧バッテリ２０からインバータ（図示省略）を介して供給される電力によってモータを駆動し、当該モータ（図示省略）の駆動力による走行が可能な車両（例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車等）に搭載されるシステムである。充電制御システム１０は、車両の外部に設置された充電スタンド４０から供給される電力による、高圧バッテリ２０の充電が可能である。

図１に示すように、充電制御システム１０は、高圧バッテリ２０、インレット２１、ケーブル２２、電流センサ２３、電圧センサ２４、電池ＥＣＵ（Engine Control Unit）２５、リレースイッチ２６、バッテリバス２７、および充電制御ＥＣＵ３０を備える。

高圧バッテリ２０は、車両の各部へ電力を供給する。高圧バッテリ２０は、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の、充電可能な二次電池が用いられる。また、例えば、高圧バッテリ２０は、２００Ｖ以上の出力電圧を有するものが用いられる。

インレット２１は、充電スタンド４０が備えるコネクタ４１が接続されることにより、充電制御システム１０と充電スタンド４０とを電気的に接続し、充電スタンド４０から供給される電力を受電可能にし、且つ、充電スタンド４０との通信を可能にする。充電スタンド４０から供給される電力は、インレット２１およびケーブル２２を介して、高圧バッテリ２０へ供給される。これにより、高圧バッテリ２０が充電される。

電流センサ２３は、高圧バッテリ２０に入出力される電流量を検出する。電圧センサ２４は、高圧バッテリ２０の電圧値を検出する。電流センサ２３によって検出される電流値、および、電圧センサ２４によって検出される電圧値は、充電制御ＥＣＵ３０へ供給される。

電池ＥＣＵ２５は、バッテリバス２７に接続されている。バッテリバス２７は、高圧バッテリ２０からの電力の供給経路である。電池ＥＣＵ２５は、高圧バッテリ２０の状態を監視する。例えば、電池ＥＣＵ２５は、高圧バッテリ２０の電圧値および電流量に基づいて、高圧バッテリ２０の充電率を表すＳＯＣ（State Of Charge）を算出することができる。

リレースイッチ２６は、ケーブル２２上に設けられている。リレースイッチ２６は、充電制御ＥＣＵ３０からの制御により、ＯＮとＯＦＦとの間で切り替わることができる。リレースイッチ２６がＯＮの場合、高圧バッテリ２０への電力供給経路が接続される。リレースイッチ２６がＯＦＦの場合、高圧バッテリ２０への電力供給経路が切断される。

充電制御ＥＣＵ３０は、「充電制御装置」の一例であり、高圧バッテリ２０の充電を制御する。例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電の開始および終了を制御する。充電制御ＥＣＵ３０は、電圧センサ３１を備える。電圧センサ３１は、ケーブル２２に接続されており、充電スタンド４０から供給される電力の電圧値を検出する。

なお、以下に説明するように、充電制御ＥＣＵ３０は、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルの中から、車両の状態に応じた適切なスタンド最大電力レベルを選択し、当該スタンド最大電力レベルによる、高圧バッテリ２０の充電を行うことができる。

（充電制御ＥＣＵ３０による処理の手順）
図２は、実施形態に係る充電制御ＥＣＵ３０による処理の手順を示すフローチャートである。

まず、充電制御ＥＣＵ３０は、ユーザ設定された車両受入可能最大電力を取得する（ステップＳ２０１）。例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、当該充電制御ＥＣＵ３０のメモリ、または、充電制御システム１０が備えるその他の装置のメモリから、ユーザ設定された車両受入可能最大電力を取得する。

次に、充電制御ＥＣＵ３０は、車両状態に基づいて、車両受入可能最大電力を算出する（ステップＳ２０２）。例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の状態（例えば、ＳＯＣ、温度等）に基づいて、車両受入可能最大電力を算出する。また、例えば、高圧バッテリ２０の充電に関する部品の状態（例えば、充電器の温度等）に基づいて、車両受入可能最大電力を算出する。以降、充電制御ＥＣＵ３０は、継続的に、車両状態を監視し、車両受入可能最大電力を算出する。

次に、充電制御ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０１で取得された車両受入可能最大電力（以下、「車両受入可能最大電力（ユーザ設定値）」と示す）と、ステップＳ２０２で算出された車両受入可能最大電力（以下、「車両受入可能最大電力（算出値）」と示す）とのうち、小さいほうの車両受入可能最大電力を、充電スタンド４０に通知する（ステップＳ２０３）。

次に、充電制御ＥＣＵ３０は、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルの中から、ステップＳ２０３で充電スタンド４０に通知された車両受入可能最大電力との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを選択する（ステップＳ２０４）。

なお、充電制御ＥＣＵ３０は、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルを、充電スタンド４０またはその他（例えば、インターネット等）から、予め取得しておく。または、充電制御ＥＣＵ３０は、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルを、充電スタンド４０またはその他から、当該処理を行う毎に取得する。複数のスタンド最大電力レベルは、利用料金が互いに異なる。具体的には、スタンド最大電力レベルが大きいほど、利用料金が高くなる。

そして、充電制御ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０４で選択されたスタンド最大電力レベルによる、高圧バッテリ２０の充電を開始する（ステップＳ２０５）。

その後、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。高圧バッテリ２０の充電が完了した場合とは、例えば、高圧バッテリ２０の蓄電量が所定の蓄電量に達した場合、高圧バッテリ２０の充電時間が所定の充電時間に達した場合等である。

ステップＳ２０６において、高圧バッテリ２０の充電が完了したと判断された場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電を終了する（ステップＳ２１０）。そして、充電制御ＥＣＵ３０は、図２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０６において、高圧バッテリ２０の充電が完了していないと判断された場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、充電制御ＥＣＵ３０は、車両受入可能最大電力（算出値）が変化したか否かを判断する（ステップＳ２０７）。

ステップＳ２０７において、車両受入可能最大電力（算出値）が変化していないと判断された場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、充電制御ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６へ処理を戻す。

一方、ステップＳ２０７において、車両受入可能最大電力（算出値）が変化したと判断された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、充電制御ＥＣＵ３０は、変化後の車両受入可能最大電力（算出値）が、車両受入可能最大電力（ユーザ設定値）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０８において、車両受入可能最大電力（ユーザ設定値）よりも小さくないと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、充電制御ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６へ処理を戻す。

一方、ステップＳ２０８において、車両受入可能最大電力（ユーザ設定値）よりも小さいと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電を中断し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０４へ処理を戻す。この場合、充電制御ＥＣＵ３０は、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルの中から、変化後の車両受入可能最大電力（算出値）との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを再選択する（ステップＳ２０４）。そして、充電制御ＥＣＵ３０は、再選択されたスタンド最大電力レベルによる、高圧バッテリ２０の充電を再開する（ステップＳ２０５）。

以上説明したように、実施形態に係る充電制御ＥＣＵ３０は、車両の状態に基づいて算出される車両受入可能最大電力を充電スタンド４０に通知し、充電スタンド４０が提供可能な複数のスタンド最大電力レベルのうち、車両受入可能最大電力との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを選択し、選択されたスタンド最大電力レベルによる充電を開始し、充電中に車両受入可能最大電力が変化した場合、変化後の車両受入可能最大電力との差が最も小さいスタンド最大電力レベルを再選択し、再選択されたスタンド最大電力レベルによる充電を再開することが可能である。

これにより、充電制御ＥＣＵ３０は、車両の状態が変化に応じて、その都度、最適なスタンド最大電力レベルによる充電を行うことができる。このため、充電制御ＥＣＵ３０によれば、不必要に大きなスタンド最大電力レベルによる充電を回避することができ、したがって、充電料金を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電中に車両受入可能最大電力（算出値）が変化した場合に、スタンド最大電力レベルの再選択を行うか否か、所定の装置（例えば、車載表示装置、スマートフォン等）からなされたユーザ設定に基づいて判断してもよい。この場合、ユーザ設定は、再選択の各種条件（例えば、タイミング、上限回数、頻度等）を含んでもよい。また、ユーザは、充電スタンド４０から取得した情報（例えば、電力、時間あたりの充電料金等）に基づいて、再選択の条件を設定可能であってもよい。また、充電制御ＥＣＵ３０は、スタンド最大電力レベルの再選択を行った場合、再選択されたスタンド最大電力レベルを、所定の装置（例えば、車載表示装置、スマートフォン等）に通知してもよい。

また、例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、高圧バッテリ２０の充電中に車両受入可能最大電力（算出値）が変化した場合に、スタンド最大電力レベルの再選択を行うか否かを、その都度、ユーザに確認してもよい。すなわち、充電制御ＥＣＵ３０は、少なくともスタンド最大電力レベルの再選択を行うことが可能であればよく、各種設定や各種条件等に応じて、スタンド最大電力レベルの再選択を行わなくともよい。

また、充電制御ＥＣＵ３０は、充電中に車両受入可能最大電力が向上することが予測される場合、当該予測値を充電開始時に充電スタンド４０に通知してもよい。例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、充電開始時の電池温度、ＳＯＣ、および雰囲気温度に基づいて、車両受入可能最大電力を予測してもよい。この場合、充電制御ＥＣＵ３０は、上記各パレメータと車両受入可能最大電力の予測値との対応関係が設定されているマップに従って、車両受入可能最大電力を予測してもよい。また、例えば、充電制御ＥＣＵ３０は、充電開始時のリレー温度、ＷＨ温度、インレット温度、および雰囲気温度に基づいて、車両受入可能最大電力を予測してもよい。この場合、充電制御ＥＣＵ３０は、雰囲気温度が低い場合は、車両受入可能最大電力の変化量を大きくしてもよい。

また、充電制御ＥＣＵ３０は、ユーザが所持するスマートフォンとの連携機能を有してもよい。例えば、スマートフォンは、複数の充電料金の中からユーザが任意に選択した一の充電料金を、充電制御ＥＣＵ３０に通知してもよい。この場合、充電制御ＥＣＵ３０は、スマートフォンから通知された充電料金を、充電開始時に充電スタンド４０に通知してもよい。また、充電制御ＥＣＵ３０は、スマートフォンから通知された充電料金と、ユーザが指定した充電時間とに基づいて、車両受入可能最大電力を算出し、算出された車両受入可能最大電力を充電スタンド４０に通知してもよい。

１０充電制御システム
２０高圧バッテリ
２１インレット
２２ケーブル
２３電流センサ
２４電圧センサ
２５電池ＥＣＵ
２６リレースイッチ
２７バッテリバス
３０充電制御ＥＣＵ（充電制御装置）
３１電圧センサ
４０充電スタンド
４１コネクタ

Claims

車両の状態に基づいて算出される車両受入可能最大電力を充電スタンドに通知し、
前記充電スタンドが提供可能な複数のスタンド最大電力レベルのうち、前記車両受入可能最大電力との差が最も小さい前記スタンド最大電力レベルを選択し、選択された前記スタンド最大電力レベルによる充電を開始し、
充電中に前記車両受入可能最大電力が変化した場合、変化後の前記車両受入可能最大電力との差が最も小さい前記スタンド最大電力レベルを再選択し、再選択された前記スタンド最大電力レベルによる充電を再開することが可能である
ことを特徴とする充電制御装置。