JP2015082948A - Charger, and electric vehicle mounting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置を充電する充電装置、及びこの充電装置を搭載した電動車両に関する。 The present invention relates to a charging device for charging a power storage device, and an electric vehicle equipped with the charging device.
電動フォークリフト等の電動車両においては、車両を使用しない夜間に充電が行われる。特許文献1に開示された充電方法では、作業終了後に満充電状態まで充電を行い、翌日の作業開始時刻の直前に補充電を開始する。補充電を行うことにより、満充電状態になった時点から、作業開始時点までの間に自己放電によって低下した充電量が補充される。これにより、蓄電装置が満充電の状態で作業を開始することができる。 In an electric vehicle such as an electric forklift, charging is performed at night when the vehicle is not used. In the charging method disclosed in Patent Document 1, charging is performed to a fully charged state after the work is completed, and supplementary charging is started immediately before the work start time on the next day. By performing supplementary charging, the amount of charge reduced by self-discharge from the time when the fully charged state is reached to the time when the work is started is supplemented. Thereby, work can be started in a state where the power storage device is fully charged.
特許文献2に開示された、方法では、環境温度に応じて充電電流を変化させる。これにより、適正な充電条件で充電を行うことができる。 In the method disclosed in Patent Document 2, the charging current is changed according to the environmental temperature. Thereby, it can charge with appropriate charge conditions.
鉛蓄電池等の蓄電装置の充電方法として、多段階定電流充電法が知られている。この方法では、充電時間の経過とともに、充電電流を段階的に低下させる。セル電圧が低い初期段階では、充電電圧が低めの値に設定されることにより、副反応が抑制されるとともに、充電電流が大きな値に設定されることにより、全体の充電時間の短縮が図られる。セル電圧が上昇した最終段階では、ガス発生に至らない程度の小さな電流で充電が行われる。 A multi-stage constant current charging method is known as a method for charging a power storage device such as a lead storage battery. In this method, the charging current is decreased stepwise as the charging time elapses. In the initial stage where the cell voltage is low, the charging voltage is set to a low value, thereby suppressing side reactions and setting the charging current to a large value, thereby shortening the entire charging time. . At the final stage when the cell voltage has increased, charging is performed with a small current that does not lead to gas generation.
蓄電池の電力消費量は、昼間の作業形態や実働時間等に依存する。蓄電池の電力消費量が変動すると、満充電状態にするまでの充電量も変動する。また、作業終了時刻が変動すると、作業終了から翌日の作業開始までの充電時間が変動する。このように、充電量及び充電時間は、日々ばらつく。従来は、充電量や充電時間がばらついても、ほぼ同一の充電条件で充電が行われていた。このため、必ずしも最適の充電条件で充電が行われていたとはいえない。 The power consumption of the storage battery depends on the daytime work mode and the actual working hours. When the power consumption of the storage battery fluctuates, the amount of charge until the battery is fully charged also fluctuates. When the work end time varies, the charging time from the work end to the next day work start varies. Thus, the charge amount and the charge time vary from day to day. Conventionally, charging is performed under substantially the same charging conditions even if the charging amount and charging time vary. For this reason, it cannot always be said that charging was performed under optimum charging conditions.
本発明の目的は、充電量や充電時間に応じて、好ましい条件で充電を行うことが可能な充電装置を提供することである。本発明の他の目的は、この充電装置を搭載した電動車両を提供することである。 The objective of this invention is providing the charging device which can charge on preferable conditions according to charge amount and charging time. Another object of the present invention is to provide an electric vehicle equipped with this charging device.
本発明の一観点によると、
制御装置と、
前記制御装置からの指令に基づき、前記制御装置から指令された大きさの充電電流を、蓄電装置に流す充電回路と
を有し、
前記制御装置は、前記蓄電装置に充電すべき電気量である目標充電量、及び前記蓄電装置を満充電状態にするまでの目標充電時間に基づいて、前記充電回路に、前記充電電流の大きさを指令する充電装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A control device;
Based on a command from the control device, a charging circuit having a charging current of a magnitude commanded from the control device, and a charging circuit that flows to the power storage device,
The control device supplies the charging circuit with a magnitude of the charging current based on a target charge amount that is an amount of electricity to be charged in the power storage device and a target charge time until the power storage device is fully charged. A charging device for commanding is provided.
本発明の他の観点によると、
上述の充電装置と、
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電電力によって駆動される電動モータと
を有する電動車両が提供される。
According to another aspect of the invention,
The above charging device;
A power storage device;
An electric vehicle having an electric motor driven by discharge power from the power storage device is provided.
目標充電時間とは無関係に、予め決められた充電電流で充電する方法では、必要な充電量が少ない場合に、目標充電時間に比べて著しく短い時間に満充電になる場合がある。本発明では、目標充電量と目標充電時間とに基づいて、充電電流の大きさが指令されるため、予め決められた充電電流で充電を行う場合に比べて、より好ましい大きさの充電電流で充電を行うことが可能である。例えば、目標充電時間に応じて、より好ましい充電条件、例えば、なるべく小さな充電電流で充電を行うことが可能になる。 Regardless of the target charging time, in the method of charging with a predetermined charging current, when the required charge amount is small, the battery may be fully charged in a time significantly shorter than the target charging time. In the present invention, since the magnitude of the charging current is commanded based on the target charging amount and the target charging time, the charging current has a more preferable magnitude compared to the case where charging is performed with a predetermined charging current. It is possible to charge. For example, according to the target charging time, it is possible to perform charging with more preferable charging conditions, for example, with a charging current as small as possible.
図1Aに、実施例による電動車両10のブロック図を示す。実施例による電動車両10の例として、電動フォークリフト、電動無人搬送車(AGV)、電動清掃ロボット等が挙げられる。これらの電動車両は、ある特定の時間帯に稼働し、次の稼働時間帯までの期間に、充電が行われるという形態で利用される。例えば、電動フォークリフトは、一般的に、朝から夕方までの作業時間内に稼働し、夜間に充電される。電動無人搬送車は、工場の生産ライン、荷物の配送センタ等で利用される。一般的に、1つの搬送エリアに複数の電動無人搬送車が準備されており、一部の電動無人搬送車が稼働し、他の電動無人搬送車は待機している。待機中に、電動無人搬送車の充電が行われる。稼働中の電動無人搬送車のバッテリ残量が低下すると、稼働中の電動無人搬送車が、待機中の電動無人搬送車と交替する。電動清掃ロボットは、配備されている施設の閉館時間内に稼働し、施設の開館中に充電される。
FIG. 1A shows a block diagram of an
電動車両10に、充電装置20、蓄電装置30、及び電気負荷35が搭載されている。蓄電装置30には、例えば鉛蓄電池等の二次電池が用いられる。なお、蓄電装置30に、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を用いてもよい。電気負荷35には、例えばインバータ及び電動モータが用いられる。
A charging
充電装置20は、充電回路21、制御装置22、及び入力端子23を含む。商用電源11から入力端子23に電力、例えば三相交流電力が供給される。充電回路21は、制御装置22からの指令に基づき、交流を直流に変換し、充電電流を蓄電装置30に供給する。充電電流の大きさは、制御装置22から指令される。
The charging
充電回路21と蓄電装置30とを接続する充電経路に、充電経路リレー33及び充電電流センサ32が挿入されている。充電電流センサ32は、蓄電装置30の充電電流を測定する。充電電流センサ32の測定結果が制御装置22に入力される。充電経路リレー33は、充電経路のオンオフを行う。電圧センサ31が蓄電装置30の端子間の電圧を測定する。電圧センサ31の測定結果が制御装置22に入力される。
A charging
蓄電装置30からの放電電力により電気負荷35が駆動される。蓄電装置30と電気負荷35とを接続する放電経路に、放電経路リレー34及び放電電流センサ36が挿入されている。放電経路リレー34は、放電経路のオンオフを行う。放電電流センサ36は、放電電流を測定する。放電電流センサ36の測定結果が制御装置22に入力される。
蓄電装置30の充電を行うときには、充電経路リレー33がオンにされ、放電経路リレー34がオフにされる。電動車両10が稼働している期間は、充電経路リレー33がオフにされ、放電経路リレー34がオンにされる。
When the
電動車両10が電動フォークリフトである場合、電気負荷35は、例えば走行モータ、フォーク昇降用モータ、制御回路等を含む。電動車両10が電動無人搬送車である場合、電気負荷35は、例えば走行モータ、走行経路センサ、制御回路等を含む。電動車両10が電動清掃ロボットである場合、電気負荷35は、例えば走行モータ、吸引モータ、障害物センサ、制御回路等を含む。
When the
図1Bに、制御装置22で取り扱われる種々のパラメータの相関図を示す。制御装置22は記憶装置を有しており、この記憶装置に、蓄電容量Cc、運転開始予定時刻Ts、充電パターン対応表40が格納されている。蓄電容量Ccは、蓄電装置30が満充電状態(充電状態SOCが100%)から放電可能な電気量を意味する。蓄電装置30を現在の状態から満充電の状態まで充電するのに必要な電気量を算出する際に、蓄電容量Ccが利用される。電動車両10が電動フォークリフトである場合、運転開始予定時刻Tsは、例えば一日の作業開始時刻に相当する。電動車両10が電動無人搬送車である場合、運転開始予定時刻Tsは、現在稼働中の電動無人搬送車と交替する予定の時刻に相当する。電動車両10が電動清掃ロボットである場合、運転開始予定時刻Tsは、施設の閉館時刻よりも遅い時刻に相当する。
FIG. 1B shows a correlation diagram of various parameters handled by the
次に、図2を参照して、電動車両10(図1A)の稼動状態の時間変化、及び蓄電装置30(図1A)の充電状態の時間変化の一例について説明する。以下に説明するように、充電開始時点における充電状態、及び充電に費やすことができる時間は、日ごとにばらついている。 Next, with reference to FIG. 2, an example of the time change of the operating state of the electric vehicle 10 (FIG. 1A) and the time change of the charging state of the power storage device 30 (FIG. 1A) will be described. As will be described below, the state of charge at the start of charging and the time available for charging vary from day to day.
図2の上段に、作業中状態及び休止中状態の時間変化の一例を示し、図2の下段に、蓄
電装置30(図1A)の充電状態の時間変化の一例を示す。図2の横軸は時刻を表しており、1日目の午前中から4日目の午前中までの時間変化が示されている。毎日午前8時に作業が開始される。すなわち、運転開始予定時刻Tsは8時である。
The upper part of FIG. 2 shows an example of the time change in the working state and the resting state, and the lower part of FIG. 2 shows an example of the time change of the charging state of the power storage device 30 (FIG. 1A). The horizontal axis of FIG. 2 represents time, and the time change from the morning of the first day to the morning of the fourth day is shown. Work starts at 8 am every day. That is, the scheduled operation start time Ts is 8:00.
作業終了時刻は日ごとにばらついており、1日目〜3日目の作業終了時刻は、それぞれ17時、21時、14時である。1日の作業終了から翌日の作業開始までの期間(休止中期間)に充電が行われる。翌日の作業開始時刻までに充電を完了させればよいため、1日目〜3日目の目標充電時間Ttは、それぞれ15時間、11時間、及び18時間と求められる。作業中には、電動車両10の運転状態に応じて、充電状態が時間の経過とともに低下する。休止中に、蓄電装置30の充電状態が上昇する。運転開始予定時刻Tsにおいて、充電状態が100%になる。
The work end times vary from day to day, and the work end times on the first to third days are 17:00, 21:00, and 14:00, respectively. Charging is performed during the period from the end of work on one day to the start of work on the next day (resting period). Since it is only necessary to complete the charging by the work start time on the next day, the target charging time Tt on the first day to the third day is obtained as 15 hours, 11 hours, and 18 hours, respectively. During the work, the state of charge decreases with the passage of time according to the operating state of the
図1Bを参照しながら説明を続ける。1日の作業が終了すると、制御装置22は、放電経路リレー34(図1A)をオフにし、充電経路リレー33(図1A)をオンにする。電圧センサ31で蓄電装置30の開放電圧Vccを測定する。測定された開放電圧Vccから、現時点の充電状態SOCcを求める。ここで、満充電の時の充電状態を100%と定義する。なお、蓄電装置30の現時点の充電状態SOCcの算出方法として、他の方法を適用してもよい。例えば、蓄電装置30の電流電圧特性から充電状態SOCcを算出することも可能である。
The description will be continued with reference to FIG. 1B. When the work for one day is completed, the
制御装置22は、充電状態SOCcと蓄電容量Ccとから、目標充電量Ctを算出する。ここで、目標充電量Ctは、蓄電装置30を満充電状態にするまでに必要な充電量を意味する。さらに、制御装置22は、運転開始予定時刻Tsと現在時刻Tcとから、目標充電時間Ttを算出する。一例として、目標充電時間Ttは、現在時刻Tcから、翌日の運転開始予定時刻Tsまでの時間と等しい。
蓄電装置30の充電には、例えば多段階定電流充電法が適用される。予め、充電パターン対応表40に、多段階定電流充電法の充電電流の時間変化を定義する複数の充電パターンが定義されている。制御装置22は、目標充電量Ct及び目標充電時間Ttに基づいて、充電パターン対応表40から1つの充電パターンを選択する。選択された充電パターンに基づいて、充電電流の大きさを充電回路21に指令する。
For example, a multistage constant current charging method is applied to charge the
図3に、充電パターン対応表40(図1B)の一例を示す。目標充電時間Ttとして、11時間、15時間、及び18時間の3種類が準備されており、目標充電量Ctとして、C0、C1、C2の3種類が準備されている。ここで、C0<C1<C2の関係が成立する。目標充電量Ctと目標充電時間Ttとの組み合わせに対して、それぞれ充電パターンPTN1〜PTN9が対応付けられている。 FIG. 3 shows an example of the charge pattern correspondence table 40 (FIG. 1B). Three types of target charging time Tt, 11 hours, 15 hours, and 18 hours, are prepared, and three types of target charging amounts Ct, C0, C1, and C2, are prepared. Here, the relationship of C0 <C1 <C2 is established. Charging patterns PTN1 to PTN9 are associated with combinations of the target charge amount Ct and the target charge time Tt, respectively.
図4Aに、充電パターンPTN1〜PTN3で定義されている充電電流の時間変化を示す。充電パターンPTN1〜PTN3のいずれにおいても、図3に示したように目標充電時間Ttは18時間である。充電パターンPTN1〜PTN3の目標充電量Ctは、それぞれC0、C1、C2である。いずれの充電パターンPTN1〜PTN3においても、充電電流が時間の経過とともに階段状に低下している。 FIG. 4A shows a change with time of the charging current defined by the charging patterns PTN1 to PTN3. In any of the charging patterns PTN1 to PTN3, the target charging time Tt is 18 hours as shown in FIG. The target charge amounts Ct of the charge patterns PTN1 to PTN3 are C0, C1, and C2, respectively. In any of the charging patterns PTN1 to PTN3, the charging current decreases stepwise with time.
図4Bに、充電パターンPTN1〜PTN3の条件で充電を行う場合の充電状態の時間変化を示す。作業終了時刻である14時の時点で、充電パターンPTN1〜PTN3ごとに充電状態に差が生じている。充電パターンPTN1〜PTN3の、作業終了時刻における充電状態SOC1〜SOC3から満充電状態まで充電するために必要な充電量は、それぞれC0〜C2(図3)である。時間の経過とともに、充電状態が上昇する。充電電流(図4A)を時間で積分した値が、目標充電量Ctに一致するように充電パターンPTN1
〜PTN3が定義されている。このため、いずれの充電パターンPTN1〜PTN3においても、運転開始予定時刻Tsである午前8時の時点で、充電状態が100%に到達する。
FIG. 4B shows the time change of the charging state when charging is performed under the conditions of the charging patterns PTN1 to PTN3. At the time of 14:00, which is the work end time, there is a difference in the state of charge for each of the charge patterns PTN1 to PTN3. The charge amounts necessary for charging the charge patterns PTN1 to PTN3 from the charge states SOC1 to SOC3 to the fully charged state at the work end time are C0 to C2 (FIG. 3), respectively. The charging state increases with time. Charge pattern PTN1 so that the value obtained by integrating the charge current (FIG. 4A) with time matches the target charge amount Ct.
~ PTN3 is defined. For this reason, in any charge pattern PTN1 to PTN3, the charge state reaches 100% at the time of 8:00 am, which is the scheduled operation start time Ts.
図5Aに、充電パターンPTN2、PTN5、PTN8で定義されている充電電流の時間変化を示す。充電パターンPTN2、PTN5、PTN8の目標充電時間Ttは、図3に示したように、それぞれ18時間、15時間、及び11時間である。いずれの充電パターンPTN2、PTN5、PTN8においても、目標充電量CtはC1(図3)と等しい。 FIG. 5A shows changes with time of the charging current defined by the charging patterns PTN2, PTN5, and PTN8. The target charging times Tt of the charging patterns PTN2, PTN5, and PTN8 are 18 hours, 15 hours, and 11 hours, respectively, as shown in FIG. In any charge pattern PTN2, PTN5, or PTN8, the target charge amount Ct is equal to C1 (FIG. 3).
図5Bに、充電パターンPTN2、PTN5、PTN8の条件で充電を行う場合の充電状態の時間変化を示す。充電パターンPTN5、PTN8の作業終了時刻である17時及び21時における充電状態は、充電パターンPTN2の作業終了時刻である14時における充電状態SOC2と等しい。充電電流(図5A)を時間で積分した値が、目標充電量Ctに一致するように、充電パターンPTN2、PTN5、PTN8が定義されている。このため、いずれの充電パターンPTN2、PTN5、PTN8においても、運転開始予定時刻Tsである午前8時の時点で、充電状態が100%に到達する。 FIG. 5B shows a time change of the charging state when charging is performed under the conditions of the charging patterns PTN2, PTN5, and PTN8. The charging state at 17:00 and 21:00, which are the work end times of the charging patterns PTN5 and PTN8, is equal to the charging state SOC2 at 14:00, which is the work end time of the charging pattern PTN2. The charging patterns PTN2, PTN5, and PTN8 are defined so that the value obtained by integrating the charging current (FIG. 5A) with time matches the target charge amount Ct. For this reason, in any of the charging patterns PTN2, PTN5, and PTN8, the charging state reaches 100% at 8:00 am, which is the scheduled operation start time Ts.
図6A及び図6Bを参照して、実施例による充電装置20(図1A)を用いた充電方法の効果について説明する。 With reference to FIG. 6A and 6B, the effect of the charging method using the charging device 20 (FIG. 1A) by an Example is demonstrated.
図6Aに、充電パターンPTN1、及び比較例による充電パターンPTNcで定義されている充電電流の時間変化を示す。図6Bに、充電パターンPTN1、PTNcの条件で充電を行う場合の充電状態の時間変化を示す。充電パターンPTN1は、図4A及び図4Bに示した充電パターンPTN1と同一である。作業終了時刻である14時において、比較例による充電パターンPTNcの充電状態は、充電パターンPTN1の充電状態SOC1と同一である。充電パターンPTN1、PTNcのいずれにおいても目標充電量CtはC0(図3)と等しい。 FIG. 6A shows changes over time in the charging current defined by the charging pattern PTN1 and the charging pattern PTNc according to the comparative example. FIG. 6B shows a time change of the charging state when charging is performed under the conditions of the charging patterns PTN1 and PTNc. The charge pattern PTN1 is the same as the charge pattern PTN1 shown in FIGS. 4A and 4B. At 14:00, which is the work end time, the charging state of the charging pattern PTNc according to the comparative example is the same as the charging state SOC1 of the charging pattern PTN1. In any of the charge patterns PTN1 and PTNc, the target charge amount Ct is equal to C0 (FIG. 3).
実施例による充電パターンPTN1で充電を行う場合には、運転開始予定時刻Tsである午前8時ちょうどに、充電状態が100%に到達する。これに対し、比較例による充電パターンPTNcで充電を行う場合には、午前8時よりも前に充電状態が100%に到達し、その後は充電電流が0である。このように、比較例による充電パターンPTNcは、充電開始から運転開始予定時刻Tsまでの時間の長さとは無関係に設定されている。 When charging is performed with the charging pattern PTN1 according to the embodiment, the charging state reaches 100% at 8:00 am, which is the scheduled operation start time Ts. On the other hand, when charging is performed with the charging pattern PTNc according to the comparative example, the charging state reaches 100% before 8:00 am, and the charging current is 0 thereafter. Thus, the charging pattern PTNc according to the comparative example is set regardless of the length of time from the start of charging to the scheduled operation start time Ts.
比較例による充電パターンPTNcでは、実施例による充電パターンPTN1と比べて、充電当初に大きな充電電流が流れる。言い換えると、実施例による充電パターンPTN1に基づいて充電を行うことにより、充電電流が必要以上に過大になることを抑制することができる。これにより、蓄電装置30(図1)の温度上昇が抑制されるため、蓄電装置の寿命が長くなる。 In the charging pattern PTNc according to the comparative example, a large charging current flows at the beginning of charging as compared with the charging pattern PTN1 according to the embodiment. In other words, by performing charging based on the charging pattern PTN1 according to the embodiment, it is possible to prevent the charging current from becoming excessively larger than necessary. Thereby, since the temperature rise of the electrical storage device 30 (FIG. 1) is suppressed, the lifetime of the electrical storage device is extended.
実施例による他の充電パターンPTN2〜PTN9においても、充電開始時点から運転開始予定時刻Tsまでの全ての時間を利用して充電が行われる。このため、充電電流が必要以上に過大になることを回避することができる。これにより、蓄電装置30(図1)の温度上昇が抑制されるため、蓄電装置の寿命が長くなる。 Also in the other charging patterns PTN2 to PTN9 according to the embodiment, charging is performed using the entire time from the charging start time to the scheduled operation start time Ts. For this reason, it can be avoided that the charging current becomes excessively larger than necessary. Thereby, since the temperature rise of the electrical storage device 30 (FIG. 1) is suppressed, the lifetime of the electrical storage device is extended.
上記実施例では、図3に示したように、3種類の目標充電時間Tt、及び3種類の目標充電量Ctに対して、充電パターンPTN1〜PTN9が定義されている。実際に算出された目標充電時間Tt及び目標充電量Ctが、充電パターン対応表40に定義されていない場合には、制御装置22によって算出された目標充電時間Ttを超えず、かつ最長の目
標充電時間Ttに対応し、算出された目標充電量Ctを超えず、かつ最大の目標充電量Ctに対応する充電パターンを選択すればよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the charging patterns PTN1 to PTN9 are defined for the three types of target charging time Tt and the three types of target charging amount Ct. When the target charge time Tt and the target charge amount Ct that are actually calculated are not defined in the charge pattern correspondence table 40, the longest target charge that does not exceed the target charge time Tt calculated by the control device 22 A charging pattern corresponding to the maximum target charge amount Ct and corresponding to the time Tt may be selected without exceeding the calculated target charge amount Ct.
目標充電量Ct及び目標充電時間Ttに基づいて、その都度、多段階充電方式による充電電流の最適な時間変化パターンを求めるようにしてもよい。ただし、この方法では、充電電流の最適な時間変化パターンを求めるために、複雑な演算を実行しなければならない。上記実施例のように、予め、複数の充電パターンを定義しておくことにより、複雑な演算を行うことなく、簡単に充電電流の時間変化パターンを決定することができる。 Based on the target charge amount Ct and the target charge time Tt, an optimal time change pattern of the charging current by the multistage charging method may be obtained each time. However, in this method, in order to obtain the optimal time change pattern of the charging current, a complicated calculation must be executed. By defining a plurality of charge patterns in advance as in the above embodiment, the time change pattern of the charge current can be easily determined without performing complicated calculations.
図3では、3種類の目標充電時間Tt、及び3種類の目標充電量Ctに対して充電パターンを定義したが、目標充電時間Tt及び目標充電量Ctを、より細分化してもよい。 In FIG. 3, the charging pattern is defined for the three types of target charging time Tt and the three types of target charging amount Ct, but the target charging time Tt and the target charging amount Ct may be further subdivided.
また、図4Aでは、充電パターンPTN2、PTN3の充電電流を3段階に変化させ、充電パターンPTN1の充電電流を2段階に変化させたが、充電電流を変化させる段数は、2段及び3段に限定されない。充電電流を変化させる段数を4段以上にしてもよい。 In FIG. 4A, the charging currents of the charging patterns PTN2 and PTN3 are changed in three stages, and the charging current of the charging pattern PTN1 is changed in two stages. However, the number of stages for changing the charging current is two and three stages. It is not limited. The number of stages for changing the charging current may be four or more.
上記実施例による充電装置20(図1A)は、ある特定の時間帯に稼働し、次の稼働時間帯までの期間に、充電が行われるという形態で利用される電動車両に搭載することにより、顕著な効果が得られる。 By mounting the charging device 20 (FIG. 1A) according to the above-described embodiment on an electric vehicle that operates in a specific time zone and is used in a form in which charging is performed in a period until the next operating time zone, A remarkable effect is obtained.
図7A及び図7Bを参照して、他の実施例について説明する。以下、図1A〜図1Bに示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。 Another embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIGS. 1A to 1B will be described, and description of the same configuration will be omitted.
図7Aに、この実施例による充電装置20及び電動車両10のブロック図を示す。図1Aに示した実施例では、充電装置20が電動車両10に搭載されていたが、図7Aに示した実施例では、充電装置20が電動車両10の外部に配置される。電動車両10に、制御装置15が搭載されている。充電装置20の端子24と、電動車両10の端子25とが相互に接続される。充電回路21から、端子24、25、及び充電経路リレー33を介して、蓄電装置30に充電電流が流れる。
FIG. 7A shows a block diagram of the charging
図7Bに、電動車両10(図7A)の制御装置15、及び充電装置20(図7A)の制御装置22で取り扱われる種々のパラメータの相関図を示す。取り扱われるパラメータの種類は、図1Bに示した実施例で取り扱われるパラメータの種類を同一である。図7Bに示した実施例では、目標充電量Ct及び目標充電時間Ttを求めるまでの処理が、電動車両10の制御装置15で実行される。求められた目標充電量Ct及び目標充電時間Ttが、制御装置15から、端子25、24(図7A)を介して充電装置20の制御装置22に送信される。
FIG. 7B shows a correlation diagram of various parameters handled by the
充電装置20の制御装置22は、電動車両10から受信した目標充電量Ct及び目標充電時間Ttに基づいて、充電パターン対応表40を参照することにより、充電パターンを選択する。
The
図7A及び図7Bに示した実施例による充電装置20は、ある特定の時間帯に稼働し、次の稼働時間帯までの期間に、充電が行われるという形態で利用される電動車両の充電に適用することによって、顕著な効果が得られる。
The charging
図8を参照して、さらに他の実施例について説明する。この実施例による充電装置20及び電動車両10のブロック図は、図7Aに示したブロック図と同一である。
Still another embodiment will be described with reference to FIG. The block diagram of the charging
図8に、この実施例による電動車両10の制御装置15及び制御装置22で取り扱われ
る種々のパラメータの相関図を示す。以下、図7Bに示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。図8に示した実施例では、現時点の充電状態SOCcを求めるまでの処理が、電動車両10の制御装置15で実行される。求められた充電状態SOCc、予め設定されている蓄電容量Cc、運転開始予定時刻Tsが、充電装置20の制御装置22に送信される。
FIG. 8 shows a correlation diagram of various parameters handled by the
充電装置20の制御装置22は、電動車両10から受信した充電状態SOCc及び蓄電容量Ccに基づいて、目標充電量Ctを算出する。さらに、電動車両10から受信した運転開始予定時刻Ts及び現在時刻Tcに基づいて、目標充電時間Ttを算出する。その後、目標充電量Ct及び目標充電時間Ttに基づいて、充電パターン対応表40を参照することにより、充電パターンを選択する。
図8に示した実施例では、充電装置20が電動車両10から目標充電量Ctそのものを受信する代わりに、目標充電量Ctに関する情報、すなわち充電状態SOCc及び蓄電容量Ccを受信する。さらに、目標充電時間Ttそのものを受信する代わりに、目標充電時間Ttに関する情報、すなわち運転開始予定時刻Tsを受信する。
In the embodiment shown in FIG. 8, instead of receiving the target charge amount Ct itself from the
図9を参照して、さらに他の実施例について説明する。以下、図8に示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。図8に示した実施例では、蓄電装置30(図7A)の開放電圧Vccから現時点の充電状態SOCcを算出した。図9に示した実施例では、電動車両10の制御装置15が、充電電流センサ32及び放電電流センサ36(図7A)で測定された充放電電流の時間変化を記憶する。電動車両10の端子25(図7A)が、充電装置20の端子24(図7A)に接続されると、制御装置15は、充放電電流を時間で積分することにより、充放電された電気量Qを算出する。この電気量Qは、蓄電装置30が満充電状態のとき、すなわち運転開始予定時刻Tsの時点で初期設定されている。このため、求められた電気量Qは、満充電状態から充放電された電気量に一致する。
Still another embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIG. 8 will be described, and description of the same configuration will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 8, the current state of charge SOCc is calculated from the open circuit voltage Vcc of the power storage device 30 (FIG. 7A). In the embodiment shown in FIG. 9, the
求められた電気量Qが、充電装置20の制御装置22に送信される。制御装置22は、電動車両10から受信した電気量Qに基づいて、目標充電量Ctを算出する。本実施例においては、目標充電量Ctは、電動車両10から受信した電気量Qと等しい。制御装置22は、目標充電量Ct及び目標充電時間Ttに基づいて、充電パターン対応表40を参照することにより、充電パターンを選択する。
The obtained amount of electricity Q is transmitted to the
図7A〜図9に示した実施例においても、充電装置20が電動車両10から、目標充電量Ctに関する情報、及び目標充電時間Ttに関する情報を受信する。これらの情報に基づいて、最適な充電パターンを選択することにより、図1A及び図1Bに示した実施例と同様に、充電電流が必要以上に過大になることを回避することにより、蓄電装置30(図7A)の温度上昇を抑制することができる。
Also in the embodiment shown in FIGS. 7A to 9, the charging
上記実施例では、好適な充電パターンを予め充電パターン対応表40(図3)に記憶させておいたが、目標充電量Ctに関する情報、及び目標充電時間Ttに関する情報に基づいて、最適な充電パターンを生成してもよい。この場合、充電電流を時間で積分した値が目標充電量Ct(図1B等)と等しくなるように、充電電流の時間変化が設定される。さらに、運転開始予定時刻Tsちょうど、または直前に、充電状態が100%になるように充電電流の時間変化が設定される。 In the above embodiment, a suitable charge pattern is stored in advance in the charge pattern correspondence table 40 (FIG. 3). However, based on the information on the target charge amount Ct and the information on the target charge time Tt, an optimum charge pattern is stored. May be generated. In this case, the time change of the charging current is set so that the value obtained by integrating the charging current with time becomes equal to the target charge amount Ct (FIG. 1B and the like). Further, the change in charging current with time is set so that the charging state becomes 100% just before or just before the scheduled operation start time Ts.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 電動車両
11 商用電源
15 制御装置
20 充電装置
21 充電回路
22 制御装置
23 入力端子
24、25 端子
30 蓄電装置
31 電圧センサ
32 充電電流センサ
33 充電経路リレー
34 放電経路リレー
35 電気負荷
36 放電電流センサ
40 充電パターン対応表
Cc 蓄電容量
Ct 目標充電量
PTN1〜PTN9 充電パターン
Q 充放電された電気量
SOC 充電状態
SOC1 充電パターンPTN1の作業終了時点における充電状態
SOC2 充電パターンPTN2の作業終了時点における充電状態
SOC3 充電パターンPTN3の作業終了時点における充電状態
SOCc 現時点の充電状態
Tc 現在時刻
Ts 運転開始予定時刻
Tt 目標充電時間
Vcc 開放電圧
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記制御装置からの指令に基づき、前記制御装置から指令された大きさの充電電流を、蓄電装置に流す充電回路と
を有し、
前記制御装置は、前記蓄電装置に充電すべき電気量である目標充電量、及び前記蓄電装置を満充電状態にするまでの目標充電時間に基づいて、前記充電回路に、前記充電電流の大きさを指令する充電装置。 A control device;
Based on a command from the control device, a charging circuit having a charging current of a magnitude commanded from the control device, and a charging circuit that flows to the power storage device,
The control device supplies the charging circuit with a magnitude of the charging current based on a target charge amount that is an amount of electricity to be charged in the power storage device and a target charge time until the power storage device is fully charged. A charging device that commands
前記充電電流の時間変化を定義する複数の充電パターンを、前記目標充電量と前記目標充電時間とに対応させて記憶しており、
前記目標充電量及び前記目標充電時間から、対応する前記充電パターンを選択し、選択された前記充電パターンに基づいて前記充電回路に前記充電電流の大きさを指令する請求項1に記載の充電装置。 The controller is
A plurality of charging patterns defining a time change of the charging current are stored in association with the target charging amount and the target charging time,
2. The charging device according to claim 1, wherein the corresponding charging pattern is selected from the target charging amount and the target charging time, and the magnitude of the charging current is commanded to the charging circuit based on the selected charging pattern. .
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電電力によって駆動される電動モータと
を有する電動車両。 The charging device according to any one of claims 1 to 4,
A power storage device;
An electric vehicle having an electric motor driven by discharge power from the power storage device.
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