JP2019170129A - 電動車両のバッテリ充電制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】補機用バッテリの充電機能を追加することなく、簡素な回路構成によりバッテリ上がりした補機用バッテリを充電できる電動車両のバッテリ充電制御装置を提供することにある。【解決手段】補機用バッテリ3の正常時には、補機用バッテリ3からの電力により車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23が起動され、充電コネクタ7,8の接続によりコネクタ接続信号としてDC12Vが車両制御ECU17に入力されると、車載充電器22により駆動用バッテリ2が充電され、DC-DCコンバータ23により補機用バッテリ3が充電される。補機用バッテリ3が上がっている場合には、補機用バッテリ3からの電力に代えて、コネクタ接続信号のDC12Vが外部電力供給線52及びヒューズ54を経て車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23に供給されて、これらの機器17,22,23を起動する。【選択図】図1
Description
本発明は、電動車両のバッテリ充電制御装置に関する。
走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車やプラグインハイブリッド車両(以下、電動車両と総称する)には、モータを駆動するために高電圧の駆動用バッテリを搭載すると共に、これとは別にエアコンや灯火類等の補機類の作動のために低電圧の補機用バッテリを搭載している。一方で、この種の電動車両には、例えば特許文献1に記載されているような駆動用及び補機用バッテリを充電するためのバッテリ充電制御装置が備えられている。
特許文献1のバッテリ充電制御装置は、例えば図4に示す回路として構成されており、その詳細を以下に述べる。
全体としてバッテリ充電制御装置101は、車両に搭載された300Vの駆動用バッテリ2及び12Vの補機用バッテリ3を含む充電回路4と、充電時に使用される充電制御ボックス5を含む充電ケーブル6とから構成されている。図4では、充電コネクタ7,8を境界として左側が充電回路4を示し、右側が充電ケーブル6を示している。駆動用バッテリ2及び補機用バッテリ3の充電には一般家庭の商用電源等が利用され、充電の際には、充電ケーブル6のプラグ9が商用電源に接続されると共に、充電ケーブル6の充電コネクタ8が充電回路4の充電コネクタ7に接続される。
全体としてバッテリ充電制御装置101は、車両に搭載された300Vの駆動用バッテリ2及び12Vの補機用バッテリ3を含む充電回路4と、充電時に使用される充電制御ボックス5を含む充電ケーブル6とから構成されている。図4では、充電コネクタ7,8を境界として左側が充電回路4を示し、右側が充電ケーブル6を示している。駆動用バッテリ2及び補機用バッテリ3の充電には一般家庭の商用電源等が利用され、充電の際には、充電ケーブル6のプラグ9が商用電源に接続されると共に、充電ケーブル6の充電コネクタ8が充電回路4の充電コネクタ7に接続される。
充電コネクタ7,8の接続状態において、充電ケーブル6の正負2本の電力線11a,11b及びアース線11cが充電コネクタ7,8を介して車両側の電力線12a,12b及びアース線12cに接続される。充電制御ボックス5では、商用電源から電力線11a,11bを経て供給されるAC100Vの交流電力が絶縁トランス13によりDC12Vに整流・降圧され、その電力供給を受けてCPU14が起動する。
一方、充電コネクタ7,8が接続されると、接続動作に連動してコネクタ接続検出スイッチ16がオンされる。コネクタ接続検出スイッチ16の一端は接地され、他端は充電コネクタ7,8を介して充電回路4の車両制御ECU17のCPU18に接続されている。そして、車両のイグニッションスイッチのオフ時においても、車両制御ECU17はリレーボックス19のヒューズ20を介して補機用バッテリ3から電力供給されて起動しているため、コネクタ接続検出スイッチ16のオンに伴う入力端の接地がコネクタ接続信号として入力され(図中の矢印a)、これにより車両制御ECU17が充電コネクタ7,8の接続を認識する。
コネクタ接続を認識した車両制御ECU17はリレーボックス19のイグニッションリレー21をオンし(図中の矢印b)、補機用バッテリ3からの電力がイグニッションリレー21を経て車載充電器22及びDC-DCコンバータ23に供給され(図中の矢印c)、これらの機器22,23を起動させる。同時に車両制御ECU17は駆動用バッテリコンタクタ24を接続して(図中の矢印d)、絶縁トランス25と駆動用バッテリ2とを導通させる。
一方、車載充電器22のCPU26は、車両制御ECU17を経てコネクタ接続検出スイッチ16からのコネクタ接続信号を入力すると、充電許可リレー27をオンする。この充電許可リレー27のオンが充電許可信号として充電制御ボックス5のCPU14に入力され(図中の矢印e)、CPU14が電力線11a,11bに介装された充電コンタクタ28を接続する(図中の矢印f)。
これにより、商用電源のAC100Vが各電力線11a,11b,12a,12b及び充電コンタクタ28を経て充電回路4の絶縁トランス25に供給され(図中の矢印g)、絶縁トランス25によりDC300Vに整流・昇圧された後に、駆動用バッテリコンタクタ24を経て駆動用バッテリ2に充電される(図中の矢印h)。また、絶縁トランス25からの直流電力の一部はDC-DCコンバータ23の絶縁トランス29によりDC12Vに降圧され、CPU30による制御の下に補機用バッテリ3に適宜充電される(図中の矢印i)。
例えば運転席に設けられたバッテリ残量の警告表示に基づき、運転者は充電を要すると判断したときに充電コネクタ7,8を接続し、それに呼応して上記のようなバッテリ充電制御装置101による充電制御が実行され、これにより各バッテリ2,3が電源として正常に機能し得る状態に保たれる。
ところで、例えば電動車両が長期に亘って放置された場合等には、駆動用バッテリ2や補機用バッテリ3のSOC(State Of Charge:充電率)が低下して電源として正常に機能しない状態、所謂バッテリ上がりに陥る場合がある。そして、特許文献1のバッテリ充電制御装置101によれば、駆動用バッテリ2が上がったときには充電処理により充電可能なため問題は生じないが、補機用バッテリ3が上がったときには充電処理を実施しても充電できないという問題があった。このような補機用バッテリ3の充電不能は、バッテリ充電制御装置101の回路構成に起因するものである。
即ち、充電コネクタ7,8の接続状態において補機用バッテリ3を充電するには、車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23が共に起動している必要がある。例えば車両制御ECU17が起動していないと駆動用バッテリコンタクタ24が接続されず、車載充電器22が起動していないとAC100VからDC300Vへの電力変換がなされず、DC-DCコンバータ23が起動していないとDC300VからDC12Vへの電力変換がなされず、何れの機能が損なわれても補機用バッテリ3を充電できないためである。
しかしながら、特許文献1のバッテリ充電制御装置101では、車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23への電力供給が補機用バッテリ3によりなされている。このため補機用バッテリ3が上がっているときには何れの機器も起動できず、必然的に補機用バッテリ3を充電不能となる。
従って、このような状況が発生した場合、特許文献1のバッテリ充電制御装置101では、別途DC12V充電器を用意して補機用バッテリ3を充電しないと車両を走行させることができなかった。また、その対策として、予め車両にDC12Vの充電機能を追加することも考えられるが、頻繁には発生しない補機用バッテリ上がりの応急用途のために、使用頻度の少ない装備を備えることはコスト面での無駄が多く、現実的な対策とは言い難い。
従って、このような状況が発生した場合、特許文献1のバッテリ充電制御装置101では、別途DC12V充電器を用意して補機用バッテリ3を充電しないと車両を走行させることができなかった。また、その対策として、予め車両にDC12Vの充電機能を追加することも考えられるが、頻繁には発生しない補機用バッテリ上がりの応急用途のために、使用頻度の少ない装備を備えることはコスト面での無駄が多く、現実的な対策とは言い難い。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、補機用バッテリの充電機能を追加することなく、簡素な回路構成によりバッテリ上がりした補機用バッテリを充電することができる電動車両のバッテリ充電制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の電動車両のバッテリ充電制御装置は、車両に搭載された高圧バッテリ及び低圧バッテリを含む充電回路と、前記充電回路の高圧バッテリ及び低圧バッテリを充電する際に、互いの充電コネクタを介して前記充電回路と接続されて外部電源からの電力を前記充電回路に供給する充電ケーブルと、前記充電回路に含まれて前記低圧バッテリからの電力により起動し、前記充電ケーブルから供給される電力を前記高圧バッテリ及び低圧バッテリに充電するバッテリ充電手段と、前記充電ケーブルに含まれ、前記充電コネクタを介した前記充電回路との接続時にコネクタ接続信号を出力するコネクタ接続検出手段と、前記充電回路に含まれて前記低圧バッテリからの電力により起動し、前記コネクタ接続検出手段からのコネクタ接続信号を入力したときに前記充電コネクタの接続を認識し、前記バッテリ充電手段に前記高圧及び低圧バッテリの充電を行わせる充電制御手段とを備えたバッテリ充電制御装置において、前記コネクタ接続検出手段が、前記コネクタ接続信号として前記外部電源からの電力を前記充電制御手段に出力し、前記充電回路が、前記低圧バッテリが電力供給不能なときに、該低圧バッテリからの電力に代えて、前記コネクタ接続検出手段から入力される前記外部電源からの電力を前記充電制御手段及び前記バッテリ充電手段に供給する外部電力供給手段を含むことを特徴とする(請求項1)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリからの電力により充電制御手段及びバッテリ充電手段が起動され、コネクタ接続検出手段からコネクタ接続信号として外部電源の電力が充電制御手段に入力されると、バッテリ充電手段により高圧及び低圧バッテリが充電される。一方、低圧バッテリが電力供給不能なときには、コネクタ接続信号として充電制御手段に入力される外部電源からの電力が外部電力供給手段を介して充電制御手段及びバッテリ充電手段にも供給されるため、これらの充電制御手段及びバッテリ充電手段が起動して高圧及び低圧バッテリを充電可能となる。
そして以上の作用効果は、コネクタ接続検出手段が外部電源からの電力をコネクタ接続信号として出力し、外部電源からの電力の入力を条件として充電制御手段が充電コネクタの接続を認識し、外部電源からの電力を外部電力供給手段により充電制御手段及びバッテリ充電手段に供給するだけの簡素な回路構成により達成される。
その他の態様として、前記充電ケーブルが、前記外部電源からの電力を変換する電力変換手段と、前記電力変換手段による変換後の電力により起動されるコネクタ制御手段と、前記コネクタ制御手段の制御により前記外部電源からの電力を切り換える充電コンタクタとを含み、前記コネクタ接続検出手段が、前記電力変換手段による変換後の電力を前記コネクタ接続信号として前記充電制御手段に出力することが好ましい(請求項2)。
その他の態様として、前記充電ケーブルが、前記外部電源からの電力を変換する電力変換手段と、前記電力変換手段による変換後の電力により起動されるコネクタ制御手段と、前記コネクタ制御手段の制御により前記外部電源からの電力を切り換える充電コンタクタとを含み、前記コネクタ接続検出手段が、前記電力変換手段による変換後の電力を前記コネクタ接続信号として前記充電制御手段に出力することが好ましい(請求項2)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、外部電源からの電力(例えば、商用電源のAC100V)が電力変換手段により変換され、変換後の電力(例えば、DC12V)によりコネクタ制御手段が起動されると共に、変換後の電力がコネクタ接続信号として充電制御手段に出力される。
その他の態様として、前記外部電力供給手段が、前記コネクタ接続信号が入力される前記充電制御手段の入力端と前記低圧バッテリに接続された電力線とを接続する外部電力供給線であり、前記外部電力供給線に、前記低圧バッテリからの電力の前記充電制御手段の入力端への入力を規制する入力規制手段が介装されていることが好ましい(請求項3)。
その他の態様として、前記外部電力供給手段が、前記コネクタ接続信号が入力される前記充電制御手段の入力端と前記低圧バッテリに接続された電力線とを接続する外部電力供給線であり、前記外部電力供給線に、前記低圧バッテリからの電力の前記充電制御手段の入力端への入力を規制する入力規制手段が介装されていることが好ましい(請求項3)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、外部電源からの電力が外部電力供給線を介して充電制御手段及びバッテリ充電手段に供給され、これらの手段が起動される。
また別の態様として、前記入力規制手段が、前記外部電力供給線に脱着可能に介装されたヒューズであることが好ましい(請求項4)。
また別の態様として、前記入力規制手段が、前記外部電力供給線に脱着可能に介装されたヒューズであることが好ましい(請求項4)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリの電力が外部電力供給線を経て充電制御手段の入力端に入力されてコネクタ接続信号との判別がつかず、充電制御手段が充電コネクタの接続と誤認識する可能性がある。しかし本発明では外部電力供給線にヒューズが介装されているため、ヒューズを取り外せば低圧バッテリからの電力が遮断されて、充電制御手段の誤認識を防止可能となる。
また別の態様として、前記入力規制手段が、前記低圧バッテリからの電力を遮断するダイオードであることが好ましい(請求項5)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリの電力が外部電力供給線を経て充電制御手段の入力端に入力されてコネクタ接続信号との判別がつかず、充電制御手段が充電コネクタの接続と誤認識する可能性がある。しかし本発明では外部電力供給線にダイオードが介装されているため、低圧バッテリからの電力がダイオードにより遮断されて、充電制御手段の誤認識を防止可能となる。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリの電力が外部電力供給線を経て充電制御手段の入力端に入力されてコネクタ接続信号との判別がつかず、充電制御手段が充電コネクタの接続と誤認識する可能性がある。しかし本発明では外部電力供給線にダイオードが介装されているため、低圧バッテリからの電力がダイオードにより遮断されて、充電制御手段の誤認識を防止可能となる。
また別の態様として、前記入力規制手段が、前記低圧バッテリからの電力を導通・遮断可能なスイッチであることが好ましい(請求項6)。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリの電力が外部電力供給線を経て充電制御手段の入力端に入力されてコネクタ接続信号との判別がつかず、充電制御手段が充電コネクタの接続と誤認識する可能性がある。しかし本発明では外部電力供給線にスイッチが介装されているため、スイッチをオフ操作すれば低圧バッテリからの電力が遮断されて、充電制御手段の誤認識を防止可能となる。
このように構成した電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの正常時には、低圧バッテリの電力が外部電力供給線を経て充電制御手段の入力端に入力されてコネクタ接続信号との判別がつかず、充電制御手段が充電コネクタの接続と誤認識する可能性がある。しかし本発明では外部電力供給線にスイッチが介装されているため、スイッチをオフ操作すれば低圧バッテリからの電力が遮断されて、充電制御手段の誤認識を防止可能となる。
本発明の電動車両のバッテリ充電制御装置によれば、低圧バッテリの充電機能を追加することなく、簡素な回路構成によりバッテリ上がりした低圧バッテリを充電することができる。
以下、本発明を具体化した電動車両のバッテリ充電制御装置の一実施形態を説明するが、それに先立ち、特許文献1の技術の問題点に基づき本発明を想到するに至った経緯を述べる。
[発明が解決しようとする課題]で述べたように、特許文献1のバッテリ充電制御装置101において補機用バッテリ3(低圧バッテリ)がバッテリ上がりした場合に充電できない(本発明の電力供給不能なときに相当)要因は、充電処理のために機能する車両制御ECU17(充電制御手段)、車載充電器22及(バッテリ充電手段)びDC-DCコンバータ23(バッテリ充電手段)の各機器が補機用バッテリ3からの電力供給により起動されるためである。
[発明が解決しようとする課題]で述べたように、特許文献1のバッテリ充電制御装置101において補機用バッテリ3(低圧バッテリ)がバッテリ上がりした場合に充電できない(本発明の電力供給不能なときに相当)要因は、充電処理のために機能する車両制御ECU17(充電制御手段)、車載充電器22及(バッテリ充電手段)びDC-DCコンバータ23(バッテリ充電手段)の各機器が補機用バッテリ3からの電力供給により起動されるためである。
このような不具合を鑑みて本発明者は、バッテリ充電の際に車両側と外部電源(以下に述べる商用電源等)とを接続する充電ケーブル6に着目した。即ち、充電ケーブル6の充電制御ボックス5では、商用電源のAC100Vから変換したDC12VによりCPU14(コネクタ制御手段)を起動して充電コンタクタ28を切換制御している。そこで、補機用バッテリ3が上がっている場合には、補機用バッテリ3に代えて充電制御ボックス5のDC12Vの電力を利用して車両制御ECU17等の機器を起動する対策を見出し、その詳細を以下に説明する。
図1は本実施形態のバッテリ充電制御装置によりバッテリ上がりした補機用バッテリ3を充電する際の作動状況を説明する回路図である。同図に示す大半の構成は図4に示した特許文献1のものと同一であるため、同一構成の箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違する箇所を重点的に説明する。
特許文献1のバッテリ充電制御装置101では、コネクタ接続検出スイッチ16(コネクタ接続検出手段)の一端が接地され、コネクタ接続信号として入力端への接地の入力を条件として車両制御ECU17がコネクタ接続を認識していた。これに対して本実施形態のバッテリ充電制御装置1では、コネクタ接続検出スイッチ16の一端が充電制御ボックス5の絶縁トランス13(電力変換手段)に接続され、絶縁トランス13からのDC12Vが供給されている。このため充電コネクタ7,8の接続によりコネクタ接続検出スイッチ16がオンされると、コネクタ接続検出スイッチ16を介して車両制御ECU17の入力端にはコネクタ接続信号としてDC12Vが入力され、このDC12Vの入力を条件として車両制御ECU17がコネクタ接続を認識するように構成されている。
特許文献1のバッテリ充電制御装置101では、コネクタ接続検出スイッチ16(コネクタ接続検出手段)の一端が接地され、コネクタ接続信号として入力端への接地の入力を条件として車両制御ECU17がコネクタ接続を認識していた。これに対して本実施形態のバッテリ充電制御装置1では、コネクタ接続検出スイッチ16の一端が充電制御ボックス5の絶縁トランス13(電力変換手段)に接続され、絶縁トランス13からのDC12Vが供給されている。このため充電コネクタ7,8の接続によりコネクタ接続検出スイッチ16がオンされると、コネクタ接続検出スイッチ16を介して車両制御ECU17の入力端にはコネクタ接続信号としてDC12Vが入力され、このDC12Vの入力を条件として車両制御ECU17がコネクタ接続を認識するように構成されている。
また、車両制御ECU17と充電コネクタ7とを接続する配線51は、コネクタ接続を検出する信号線としてだけでなく電力線としても機能し、配線51の中間箇所には外部電力供給線52(外部電力供給手段)の一端が接続されている。外部電力供給線52の他端は、車両制御ECU17とイグニッションリレー21とを接続する電力線53(本発明の低圧バッテリに接続された電力線に相当)の中間箇所に接続され、リレーボックス19内で外部電力供給線52には脱着可能なヒューズ54(入力規制手段)が介装されている。
ヒューズ54の定格電流は、絶縁トランス13で変換された後の電流が流されても溶損しないように設定されている。従って、外部電力供給線52にヒューズ54が装着された状態で充電コネクタ7,8が接続されると、充電制御ボックス5の絶縁トランス13からのDC12Vが、コネクタ接続検出スイッチ16、充電コネクタ7,8、配線51、外部電力供給線52及び電力線53を経て車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23にそれぞれ供給されるようになっている。
次いで、以上のように構成されたバッテリ充電制御装置1によりバッテリ上がりした補機用バッテリ3を充電する際の作動状況を説明するが、それに先立ち、補機用バッテリ3が正常に機能している場合について述べる。
図2は本実施形態のバッテリ充電制御装置1により正常な補機用バッテリ3を充電する際の作動状況を説明する回路図である。
図2は本実施形態のバッテリ充電制御装置1により正常な補機用バッテリ3を充電する際の作動状況を説明する回路図である。
まず、補機用バッテリ3の正常時には外部電力供給線52からヒューズ54が取り外されており、配線51と電力線53とが電気的に遮断されている。充電ケーブル6のプラグ9が商用電源に接続され、充電ケーブル6の充電コネクタ8が充電回路4の充電コネクタ7に接続されると、充電制御ボックス5では絶縁トランス13からの供給されるDC12VによりCPU14が起動する。
同時にコネクタ接続検出スイッチ16がオンされ、絶縁トランス13からのDC12Vがコネクタ接続信号として、コネクタ接続検出スイッチ16、充電コネクタ7,8、配線51を経て車両制御ECU17に入力され(図中の矢印a’)、車両制御ECU17により充電コネクタ7,8の接続が認識される。
以降の作動状況は、図4に基づき説明した特許文献1のバッテリ充電制御装置101と同様であり、車両制御ECU17によりリレーボックス19のイグニッションリレー21がオンされ(図中の矢印b)、補機用バッテリ3からの電力供給を受けて車載充電器22及びDC-DCコンバータ23が起動し(図中の矢印c)、これと共に車両制御ECU17により駆動用バッテリコンタクタ24が接続されて(図中の矢印d)、絶縁トランス25と駆動用バッテリ2(高圧バッテリ)とを導通する。
以降の作動状況は、図4に基づき説明した特許文献1のバッテリ充電制御装置101と同様であり、車両制御ECU17によりリレーボックス19のイグニッションリレー21がオンされ(図中の矢印b)、補機用バッテリ3からの電力供給を受けて車載充電器22及びDC-DCコンバータ23が起動し(図中の矢印c)、これと共に車両制御ECU17により駆動用バッテリコンタクタ24が接続されて(図中の矢印d)、絶縁トランス25と駆動用バッテリ2(高圧バッテリ)とを導通する。
さらに、コネクタ接続信号を入力した車載充電器22のCPU26により充電許可リレー27がオンされ(図中の矢印e)、充電許可リレー27のオンに基づく充電許可信号を入力した充電制御ボックス5のCPU14により充電コンタクタ28が接続される(図中の矢印f)。商用電源のAC100Vは各電力線11a,11b,12a,12b及び充電コンタクタ28を経て充電回路4の絶縁トランス25に供給され(図中の矢印g)、絶縁トランス25によりDC300Vに整流・昇圧されて駆動用バッテリコンタクタ24を経て駆動用バッテリ2に充電され(図中の矢印h)、さらにDC-DCコンバータ23の絶縁トランス29によりDC12Vに降圧されて補機用バッテリ3に充電される(図中の矢印i)。
以上のように何ら問題なく駆動用及び補機用バッテリ2,3が充電され、モータや補機類の電源として正常に機能し得る状態に保たれる。
補機用バッテリ3の正常時に外部電力供給線52からヒューズ54を取り外しているのは、以下の理由からである。
図3は本実施形態のバッテリ充電制御装置1によるヒューズ装着状態での充電時以外の作動状況を説明する回路図である。
補機用バッテリ3の正常時に外部電力供給線52からヒューズ54を取り外しているのは、以下の理由からである。
図3は本実施形態のバッテリ充電制御装置1によるヒューズ装着状態での充電時以外の作動状況を説明する回路図である。
充電時以外であるため、充電回路4の充電コネクタ7には充電ケーブル6側の充電コネクタ8は接続されていない。車両の走行のためにイグニッションスイッチがオンされると、車両制御ECU17が起動してリレーボックス19のイグニッションリレー21をオンする(図中の矢印b)。補機用バッテリ3から供給される電力は、電力線53、外部電力供給線52、配線51を経て車両制御ECU17(詳しくは、コネクタ接続信号の入力端)に入力され(図中の矢印j)、コネクタ接続信号と同様のDC12Vの入力であることから車両制御ECU17では判別がつかない。このため、実際には充電コネクタ7,8が接続されていないにも拘わらず、車両制御ECU17がコネクタ接続と誤認識してしまう。
このような誤認識は外部電力供給線52を設けたことに起因するものであるが、以下に述べるように外部電力供給線52は、補機用バッテリ3が上がっていても車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23を起動させるために必要不可欠な要件である。そこで、外部電力供給線52の機能を必要とするバッテリ上がりした補機用バッテリ3を充電する場合に限り、ヒューズ54の装着により外部電力供給線52を有効なものとし、それ以外の状況ではヒューズ54を取り外すことにより補機用バッテリ3からの電力を遮断し、車両制御ECU17の誤認識を防止しているのである。
なお、補機用バッテリ3からの電力を遮断できれば、その手段はヒューズ54に限るものではない。例えば図1中に示すように、ヒューズ54に代えて外部電力供給線52にダイオード55(入力規制手段)を介装したり、或いは外部電力供給線52を導通・遮断可能なスイッチ56(入力規制手段)を介装したりしてもよい。ダイオード55を介装した場合には、補機用バッテリ3からの電力がダイオード55により遮断され、スイッチ56を介装した場合には、スイッチ56をオフ操作することで補機用バッテリ3からの電力が遮断されるため、ヒューズ54と同様に車両制御ECU17の誤認識を防止することができる。
次いで、バッテリ上がりした補機用バッテリ3を充電する際のバッテリ充電制御装置1の作動状況を説明する。
このときには、図1に示すように外部電力供給線52にヒューズ54が装着されており、配線51と電力線53とが電気的に導通している。充電ケーブル6のプラグ9が商用電源に接続され、充電ケーブル6の充電コネクタ8が充電回路4の充電コネクタ7に接続されると、当初の作動状況は、図2に基づき説明したヒューズ54の取外時の場合と同様のものとなる。即ち、充電制御ボックス5では絶縁トランス13から供給されるDC12VによりCPU14が起動し、コネクタ接続検出スイッチ16のオンにより、絶縁トランス13からのDC12Vがコネクタ接続信号として車両制御ECU17に入力される(図中の矢印a’)。
このときには、図1に示すように外部電力供給線52にヒューズ54が装着されており、配線51と電力線53とが電気的に導通している。充電ケーブル6のプラグ9が商用電源に接続され、充電ケーブル6の充電コネクタ8が充電回路4の充電コネクタ7に接続されると、当初の作動状況は、図2に基づき説明したヒューズ54の取外時の場合と同様のものとなる。即ち、充電制御ボックス5では絶縁トランス13から供給されるDC12VによりCPU14が起動し、コネクタ接続検出スイッチ16のオンにより、絶縁トランス13からのDC12Vがコネクタ接続信号として車両制御ECU17に入力される(図中の矢印a’)。
そして、この場合には外部電力供給線52にヒューズ54が装着されているため、充電コネクタ7,8の接続と共に、絶縁トランス13からの電力は外部電力供給線52及びヒューズ54から電力線53を経て、車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23に供給される(図中の矢印c’)。従って、補機用バッテリ3からの電力供給を受けなくても各機器17,22,23が起動し、コネクタ接続信号が入力された車両制御ECU17により、充電コネクタ7,8の接続が認識される。
以降の作動状況は、図4に基づき説明した特許文献1のバッテリ充電制御装置101と同様であり、車両制御ECU17により駆動用バッテリコンタクタ24が接続され(図中の矢印d)、コネクタ接続信号に基づく車載充電器22からの充電許可信号に呼応して充電制御ボックス5の充電コンタクタ28が接続される(図中の矢印f)。各電力線11a,11b,12a,12b及び充電コンタクタ28を経て、商用電源のAC100Vが充電回路4の絶縁トランス25に供給され(図中の矢印g)、DC300Vへの整流・昇圧後に駆動用バッテリ2に充電され(図中の矢印h)、さらにDC-DCコンバータ23の絶縁トランス29でDC12Vに降圧後に補機用バッテリ3に充電される(図中の矢印i)。
以上のように本実施形態では、補機用バッテリ3が上がって電力を供給不能になったときでも、充電制御ボックス5の絶縁トランス13から供給されるDC12Vを利用して車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23を起動するため、補機用バッテリ3の正常時と同様に、何ら問題なく駆動用及び補機用バッテリ2,3を充電することができる。
そして、以上の説明から明らかなように本実施形態のバッテリ充電制御装置1は、補機バッテリ3のバッテリ上がりを想定したDC12Vの充電機能を充電回路4に備えることなく、以下に述べる特許文献1のバッテリ充電制御装置101からの僅かな変更点により、上記した作用効果を達成している。
1)コネクタ接続検出スイッチ16の一端を接地する代わりに充電制御ボックス5の絶縁トランス13に接続し、コネクタ接続検出スイッチ16がオンされたときに、車両制御ECU17の入力端にコネクタ接続信号としてDC12Vを入力するようにしたこと。
2)接地に代えてDC12Vの入力を条件として、車両制御ECU17がコネクタ接続を認識するようにしたこと。
3)充電制御ボックス5からのDC12Vを車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23に供給すべく、ヒューズ54を介装した外部電力供給線52を新設したこと。
1)コネクタ接続検出スイッチ16の一端を接地する代わりに充電制御ボックス5の絶縁トランス13に接続し、コネクタ接続検出スイッチ16がオンされたときに、車両制御ECU17の入力端にコネクタ接続信号としてDC12Vを入力するようにしたこと。
2)接地に代えてDC12Vの入力を条件として、車両制御ECU17がコネクタ接続を認識するようにしたこと。
3)充電制御ボックス5からのDC12Vを車両制御ECU17、車載充電器22及びDC-DCコンバータ23に供給すべく、ヒューズ54を介装した外部電力供給線52を新設したこと。
何れの変更箇所も軽微な内容であり、変更後のバッテリ充電制御装置1は特許文献1のバッテリ充電制御装置101と遜色ない簡素な回路構成となる。よって、極めて安価なコストにより上記した作用効果を達成することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、外部電源をAC100Vの商用電源とし、高圧バッテリをDC300Vの駆動用バッテリ2とし、低圧バッテリをDC12Vの補機用バッテリ3としたが、これらの各仕様を任意に変更してもよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、外部電源をAC100Vの商用電源とし、高圧バッテリをDC300Vの駆動用バッテリ2とし、低圧バッテリをDC12Vの補機用バッテリ3としたが、これらの各仕様を任意に変更してもよい。
1 バッテリ充電制御装置
2 駆動用バッテリ(高圧バッテリ)
3 補機用バッテリ(低圧バッテリ)
4 充電回路
6 充電ケーブル
7,8 充電コネクタ
13 絶縁トランス(電力変換手段)
14 CPU(コネクタ制御手段)
16 コネクタ接続検出スイッチ(コネクタ接続検出手段)
17 車両制御ECU(充電制御手段)
22 車載充電器(バッテリ充電手段)
23 DC-DCコンバータ(バッテリ充電手段)
28 充電コンタクタ
52 外部電力供給線(外部電力供給手段)
53 電力線
54 ヒューズ(入力規制手段)
55 ダイオード(入力規制手段)
56 スイッチ(入力規制手段)
2 駆動用バッテリ(高圧バッテリ)
3 補機用バッテリ(低圧バッテリ)
4 充電回路
6 充電ケーブル
7,8 充電コネクタ
13 絶縁トランス(電力変換手段)
14 CPU(コネクタ制御手段)
16 コネクタ接続検出スイッチ(コネクタ接続検出手段)
17 車両制御ECU(充電制御手段)
22 車載充電器(バッテリ充電手段)
23 DC-DCコンバータ(バッテリ充電手段)
28 充電コンタクタ
52 外部電力供給線(外部電力供給手段)
53 電力線
54 ヒューズ(入力規制手段)
55 ダイオード(入力規制手段)
56 スイッチ(入力規制手段)
Claims (6)
- 車両に搭載された高圧バッテリ及び低圧バッテリを含む充電回路と、
前記充電回路の高圧バッテリ及び低圧バッテリを充電する際に、互いの充電コネクタを介して前記充電回路と接続されて外部電源からの電力を前記充電回路に供給する充電ケーブルと、
前記充電回路に含まれて前記低圧バッテリからの電力により起動し、前記充電ケーブルから供給される電力を前記高圧バッテリ及び低圧バッテリに充電するバッテリ充電手段と、
前記充電ケーブルに含まれ、前記充電コネクタを介した前記充電回路との接続時にコネクタ接続信号を出力するコネクタ接続検出手段と、
前記充電回路に含まれて前記低圧バッテリからの電力により起動し、前記コネクタ接続検出手段からのコネクタ接続信号を入力したときに前記充電コネクタの接続を認識し、前記バッテリ充電手段に前記高圧及び低圧バッテリの充電を行わせる充電制御手段と
を備えたバッテリ充電制御装置において、
前記コネクタ接続検出手段は、前記コネクタ接続信号として前記外部電源からの電力を前記充電制御手段に出力し、
前記充電回路は、前記低圧バッテリが電力供給不能なときに、該低圧バッテリからの電力に代えて、前記コネクタ接続検出手段から入力される前記外部電源からの電力を前記充電制御手段及び前記バッテリ充電手段に供給する外部電力供給手段を含む
ことを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。 - 前記充電ケーブルは、
前記外部電源からの電力を変換する電力変換手段と、
前記電力変換手段による変換後の電力により起動されるコネクタ制御手段と、
前記コネクタ制御手段の制御により前記外部電源からの電力を切り換える充電コンタクタと
を含み、
前記コネクタ接続検出手段は、前記電力変換手段による変換後の電力を前記コネクタ接続信号として前記充電制御手段に出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置。 - 前記外部電力供給手段は、前記コネクタ接続信号が入力される前記充電制御手段の入力端と前記低圧バッテリに接続された電力線とを接続する外部電力供給線であり、
前記外部電力供給線には、前記低圧バッテリからの電力の前記充電制御手段の入力端への入力を規制する入力規制手段が介装されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置。 - 前記入力規制手段は、前記外部電力供給線に脱着可能に介装されたヒューズである
ことを特徴とする請求項3に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置。 - 前記入力規制手段は、前記低圧バッテリからの電力を遮断するダイオードである
ことを特徴とする請求項3に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置。 - 前記入力規制手段は、前記低圧バッテリからの電力を導通・遮断可能なスイッチである
ことを特徴とする請求項3に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置。
Priority Applications (1)
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JP2018058271A JP2019170129A (ja) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 電動車両のバッテリ充電制御装置 |
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JP2019170129A true JP2019170129A (ja) | 2019-10-03 |
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JP2018058271A Pending JP2019170129A (ja) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 電動車両のバッテリ充電制御装置 |
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JP (1) | JP2019170129A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111942200A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-17 | 奇瑞商用车(安徽)有限公司 | 一种车载低压控制器的充电控制电路及控制方法 |
CN112751378A (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-04 | 大众汽车股份公司 | 用于高压电池组的控制装置和用于运行控制装置的方法 |
JP7647327B2 (ja) | 2021-05-27 | 2025-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
-
2018
- 2018-03-26 JP JP2018058271A patent/JP2019170129A/ja active Pending
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