特許 7472928 充電制御装置および充電制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】充電制御装置および充電制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240416BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240416BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

H01M10/48 P

H01M10/44 P

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022047051

(22)【出願日】2022-03-23

(65)【公開番号】P2023140957

(43)【公開日】2023-10-05

【審査請求日】2022-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菊地 拓也

(72)【発明者】

【氏名】亀田 健太

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０３３５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２９３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００９０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２９４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４３２４２９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ５／００－５／４２

Ｂ６０Ｌ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｒ１６／００－１７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電器に並列接続された架装および電池に電気経路を介して所定の充電電力を送出する制御を実行する充電制御装置であって、
電池の充電状態が所定の上限値以上である場合に満充電判定を行い、前記充電状態が所定の下限値以下である場合に充電許可判定を行う判定部と、
前記満充電判定が行われた場合、前記電池の充電を禁止する一方で前記電池の放電を許可し、前記充電許可判定が行われた場合、前記電池の放電を停止する一方で前記電池の充電を許可する第１制御部と、
前記満充電判定が行われた後且つ前記充電許可判定が行われる前に前記電気経路から前記架装が外された場合、前記満充電判定のクリアフラグを送信する第２制御部と、
を備える、
充電制御装置。

【請求項2】

充電器に並列接続された架装および電池に電気経路を介して所定の充電電力を送出する制御を実行する充電制御方法であって、
電池の充電状態が所定の上限値以上である場合に満充電判定を行い、前記充電状態が所定の下限値以下である場合に充電許可判定を行う判定ステップと、
前記満充電判定が行われた場合、前記電池の充電を禁止する一方で前記電池の放電を許可し、前記充電許可判定が行われた場合、前記電池の放電を停止する一方で前記電池の充電を許可する第１制御ステップと、
前記満充電判定が行われた後且つ前記充電許可判定が行われる前に前記電気経路から前記架装が外された場合、前記満充電判定のクリアフラグを送信する第２制御ステップと、
を備える、
充電制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、充電制御装置および充電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、充電と放電を繰り返す蓄電池を用いて、蓄電池が接続される負荷に電力供給するためのシステムとして、例えば、特許文献１に記載された蓄電システムが知られている。

【0003】

特許文献１には、充電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）が所定の上限値以上である場合に外部電源から蓄電池への充電を停止する制御を実行し、ＳＯＣが所定の下限値以下である場合に蓄電池から負荷への放電を停止する制御を実行する制御部が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１６６０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に記載の蓄電システムでは、ＳＯＣが下限値以下になる前に、蓄電池から負荷への放電が停止された場合、外部電源から蓄電池への充電が許可されない。これにより、蓄電池を１００％の充電状態にすることが困難となる。

【0006】

本開示の目的は、電池の充電状態が所定の下限値以下になる前に、電池の放電が停止された場合、電池の充電を行うことが可能な充電制御装置および充電制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するため、本開示における充電制御装置は、
充電器に並列接続された架装および電池に電気経路を介して所定の充電電力を送出する制御を実行する充電制御装置であって、
電池の充電状態が所定の上限値以上である場合に満充電判定を行い、前記充電状態が所定の下限値以下である場合に充電許可判定を行う判定部と、
前記満充電判定が行われた場合、前記電池の充電を禁止する一方で前記電池の放電を許可し、前記充電許可判定が行われた場合、前記電池の放電を停止する一方で前記電池の充電を許可する第１制御部と、
前記満充電判定が行われた後且つ前記充電許可判定が行われる前に前記電気経路から前記架装が外された場合、前記満充電判定のクリアフラグを送信する第２制御部と、
を備える。

【0008】

本開示における充電制御方法は、
充電器に並列接続された架装および電池に電気経路を介して所定の充電電力を送出する制御を実行する充電制御方法であって、
電池の充電状態が所定の上限値以上である場合に満充電判定を行い、前記充電状態が所定の下限値以下である場合に充電許可判定を行う判定ステップと、
前記満充電判定が行われた場合、前記電池の充電を禁止する一方で前記電池の放電を許可し、前記充電許可判定が行われた場合、前記電池の放電を停止する一方で前記電池の充電を許可する第１制御ステップと、
前記満充電判定が行われた後且つ前記充電許可判定が行われる前に前記電気経路から前記架装が外された場合、前記満充電判定のクリアフラグを送信する第２制御ステップと、
を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、電池の充電状態が所定の下限値以下になる前に、電池の放電が停止された場合、電池の充電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の実施の形態に係る充電制御装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、電池の充電状態と充放電動作との関係を示す図である。

【図3】図３は、本開示の実施の形態に係る充電制御方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態に係る充電制御装置１０の構成を示す図である。充電制御装置１０は、電池ＢＰの充電および放電の制御を実行する。電池ＢＰは例えば車両に搭載される。なお、複数の電池ＢＰにより構成された組電池を車両に搭載し、充電制御装置１０が組電池の充電および放電の制御を実行してもよい。

【0012】

充電器１は地上側に設置される。充電器１は、充電器ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２を有する。充電器ＥＣＵ２は、所定の充電電力を電気経路３に送出する制御を実行する。充電器１には電池ＢＰと架装５とが並列接続されている。電気経路３に送出された充電電力で、電池ＢＰの充電および架装５の稼働が可能となる。充電電力が送出される方向を図１に矢印で示す。なお、図１に電気経路３に接続される１つの架装５を示したが、電気経路３には複数の架装５が接続されてもよい。また、架装５は、電池ＢＰにかかる電気負荷であればよい。

【0013】

充電制御装置１０は、監視部２０と、電池ＥＣＵ３０（本開示の「第１制御部」に対応する）と制御ＥＣＵ４０（本開示の「第２制御部」に対応する）とを備えている。

【0014】

［監視部２０］
監視部２０は、電池ＢＰに設けられ、電池ＢＰの電力量や、電池ＢＰの温度や、電池ＢＰに投入される充電電力を含む電池状態を監視する。

【0015】

［電池ＥＣＵ３０］
電池ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して電池ＥＣＵ３０の所定機能を実行する。このとき、記憶部３３に格納されている各種データが参照される。記憶部３３は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。電池ＥＣＵ３０は、例えば、車両の各部を制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に組み込まれても良く、制御ＥＣＵ４０と一体的に構成されてもよく、また、車両ＥＣＵや制御ＥＣＵ４０とは別個に設けられても良い。

【0016】

電池ＥＣＵ３０は、所定機能として取得部３１と判定部３２とを有する。取得部３１は、電池ＢＰの電力量を取得する。取得部３１により取得された電力量は記憶部３３に記憶される。

【0017】

判定部３２は、取得された電力量が所定の上限値以上である場合、満充電判定を行う。また、判定部３２は、取得された電力量が所定の下限値以下である場合、充電許可判定を行う。なお、上限値および下限値は、電池ＢＰの種類や使用状況に応じて変更することが可能である。

【0018】

図２は、電池ＢＰの充電状態と充放電動作との関係を示す図である。図２に上限値および下限値のそれぞれに相当する電力量を破線で示す。電池ＥＣＵ３０は、充電許可判定が行われた場合、電池ＢＰの放電を禁止する一方、電池ＢＰの充電を許可する。電池ＢＰの充電が許可された場合、充電器１の充電電力で、電池ＢＰの充電および架装５の稼働が可能となる。これにより、図２に示すように、電池ＢＰの電力量が下限値から上限値に向かって上昇する。

【0019】

電池ＥＣＵ３０は、満充電判定が行われた場合、電池ＢＰの充電を禁止する一方、電池ＢＰの放電を許可する。電池ＢＰの放電が許可された場合、電池ＢＰから架装５に電力が供給される。電池ＢＰから架装５に電力が供給される方向を図１に白抜きの矢印で示す。電池ＢＰの放電により、図２に示すように、電池ＢＰの電力量が上限値から下限値に向かって下降する。

【0020】

制御ＥＣＵ４０には、電池ＥＣＵ３０から判定部３２の判定結果が送信される。

【0021】

また、制御ＥＣＵ４０には、電力が電池ＢＰから架装５へ供給されている状態を示す電力供給状態信号、および、電力が電池ＢＰから架装５へ供給されていない状態を示す電力供給停止状態信号のそれぞれが送信される。なお、電力供給停止状態信号は、架装５の稼働が終了した場合に送信される。

【0022】

ところで、満充電判定が行われた後且つ充電許可判定が行われる前に、制御ＥＣＵ４０に電力供給停止状態信号が入力された場合において、充電許可判定が行われる前であるため、また、電満充電判定が取り消されていないため、仮に、この状態のままでは、電池ＢＰを充電することができない。つまり、蓄電池を満充電状態にすることができない。なお、電池ＢＰを充電することができない状態を図２に「Ｘ」で示す。

【0023】

［制御ＥＣＵ４０］
制御ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して制御ＥＣＵ４０の所定機能を実行する。このとき、記憶部（不図示）に格納されている各種データが参照される。記憶部は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。制御ＥＣＵ４０は、例えば、車両の各部を制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に組み込まれても良く、電池ＥＣＵ３０と一体的に構成されてもよく、また、車両ＥＣＵや電池ＥＣＵ３０とは別個に設けられても良い。

【0024】

制御ＥＣＵ４０は、満充電判定が行われた後且つ充電許可判定が行われる前に、電力供給停止状態信号が入力された場合、満充電判定のクリアフラグを電池ＥＣＵ３０に送信する。これにより、充電許可判定が行われたことになるため、電池ＢＰを充電することができる。その結果、電池ＢＰを満充電状態にすることが可能となる。なお、電池ＢＰを充電することができる状態を図２に「〇」で示す。

【0025】

次に、本開示の実施の形態に係る充電制御方法の一例について図３を参照して説明する。図３は、本開示の実施の形態に係る充電制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、本フローは、例えば、ユーザーによるアクセサリーモードへの切り替え操作により開始され、その後所定時間毎に繰り返される。また、電池ＥＣＵ３０は電池ＢＰの電力量を所定時間毎に取得する。なお、図３に示す各ステップは、例えば、電池ＥＣＵ３０および制御ＥＣＵ４０のそれぞれの機能が行うものであるが、ここでは、電池ＥＣＵ３０および制御ＥＣＵ４０のそれぞれのＣＰＵが実行するものとして説明する。

【0026】

先ず、ステップＳ１００において、ＣＰＵは、電池ＢＰの電力量を取得する。

【0027】

次に、ステップＳ１１０において、ＣＰＵは、取得された電力量が所定の上限値以上であるか否かについて判定する。電力量が所定の上限値以上である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０に遷移する。電力量が所定の上限値以上でない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１７０に遷移する。

【0028】

次に、ステップＳ１２０において、ＣＰＵは満充電判定を行う。

【0029】

次に、ステップＳ１３０において、ＣＰＵは、電力供給停止状態信号が入力されたか否かについて判定する。電力供給停止状態信号が入力された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４０に遷移する。電力供給停止状態信号が入力されない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理はステップＳ１７０に遷移する。

【0030】

ステップＳ１４０において、ＣＰＵは、取得された電力量が所定の下限値以下であるか否かについて判定する。電力量が所定の下限値以下である場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。電力量が所定の下限値以下でない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理はステップＳ１５０に遷移する。

【0031】

ステップＳ１５０において、ＣＰＵは、満充電判定のクリアフラグを送信する。

【0032】

次に、ステップＳ１６０において、ＣＰＵは、充電許可判定を行う。その結果、電池ＢＰを満充電状態にすることが可能となる。その後、本フローは終了する。

【0033】

ステップＳ１７０において、ＣＰＵは、取得された電力量が所定の下限値以下であるか否かについて判定する。電力量が所定の下限値以下である場合（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。電力量が所定の下限値以下でない場合（ステップＳ１７０：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０の前に戻る。

【0034】

本開示の実施の形態に係る充電制御装置１０は、電池ＢＰの充電状態が所定の上限値以上である場合に満充電判定を行い、充電状態が所定の下限値以下である場合に充電許可判定を行う判定部３２と、満充電判定が行われた場合、電池の充電を禁止する一方で電池の放電を許可し、充電許可判定が行われた場合、電池の放電を停止する一方で電池の充電を許可する電池ＥＣＵ３０と、満充電判定が行われた後且つ充電許可判定が行われる前に電力供給停止状態信号が入力された場合、満充電判定のクリアフラグを送信する制御ＥＣＵ４０と、を備える。

【0035】

上記構成により、満充電判定が行われた後且つ充電許可判定が行われる前であっても、満充電判定のクリアフラグが送信されるため、充電許可判定が行われることになる。これにより、電池ＢＰを充電することが可能となる。

【0036】

なお、上記実施の形態に係る充電制御装置１０では、電池の放電が停止された場合を、電力供給停止状態信号が送信される場合としたが、本開示は、これに限らない。例えば、電池ＢＰの電力量を所定値以上確保する場合でもよい。

【0037】

また、上記実施の形態に係る充電制御装置１０では、電力供給停止状態信号が送信される場合の具体例として、架装５が稼働を停止した場合を挙げたが、本開示は、これに限らない。例えば、電気経路３から架装５が外された場合でもよい。

【0038】

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本開示は、電池の充電状態が所定の下限値以下になる前に、電池の放電が停止された場合、電池の充電を行うことが要求される充電制御装置を搭載した車両に好適に利用される。

【符号の説明】

【0040】

ＢＰ 電池
１ 充電器
２ 充電器ＥＣＵ
３ 電気経路
５ 架装
１０ 充電制御装置
２０ 監視部
３０ 電池ＥＣＵ
３１ 取得部
３２ 判定部
３３ 記憶部
４０ 制御ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】