JP6946375B2

JP6946375B2 - 電動車両

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Publication number: JP6946375B2
Application number: JP2019116194A
Authority: JP
Inventors: 瀧澤　一晃; 一晃瀧澤; 仁和大沼; 規泰白田; 航大河西; 徹大垣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-24
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2039-06-24
Also published as: US20210013564A1; CN112124142B; US11462783B2; JP2021002959A; CN112124142A

Description

本発明は、電動車両に関する。

従来、低温環境時における電動車両の外部充電中に、バッテリヒータを自動的に作動させることにより、電動車両の走行前にバッテリを予備加熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６１８３４１１号公報

しかしながら、従来の技術では、低温環境時におけるバッテリの充電電力の受入量を考慮して、電動車両の充電を行うことについて検討されていなかった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、充電時におけるバッテリの充電電力の受入量を確保することができる電動車両を提供することを目的の一つとする。

この発明に係る電動車両は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る電動車両は、車両に搭載され、前記車両の外部から電力を供給して充電可能なバッテリと、前記バッテリの温度を調整する温調装置と、車室内の空調を所定のスケジュールで制御する空調装置と、を備え、前記温調装置の作動条件と、前記空調装置の作動条件とが並行して成立した場合、前記温調装置が所定時間作動した後、前記空調装置を作動させるものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記温調装置の作動条件と、前記空調装置の作動条件との双方が成立した場合、予め設定された前記電動車両の乗り出し予定時刻までに前記バッテリの温度の調整が完了するように、前記温調装置の作動開始タイミング、および、前記空調装置の作動開始タイミングを決定するものである。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記バッテリの充電が完了した後、予め設定された前記電動車両の出発予定時刻までに、前記バッテリの温度の調整、および、前記車室内の空調が完了するように設定される前記温調装置の作動開始タイミングまで、前記温調装置の作動を休止させるものである。

（４）：上記（１）〜（３）の態様において、前記車両の利用者からの操作に基づき、前記車両の外部から供給される電力に基づく前記バッテリの充電を禁止する時間帯を設定可能である。

（５）：上記（１）〜（４）の態様において、前記車両の利用者からの操作に基づき、前記温調装置の作動態様、および、前記空調装置の作動態様を設定可能である。

（１）〜（５）によれば、充電時におけるバッテリの充電電力の受入量を確保することができる。

実施形態に係る電動車両１０の構成の一例を示す図である。実施形態に係る電動車両１０の一連の処理の流れを説明するためのフローチャートである。実施形態に係る制御装置１００の一連の処理の流れを説明するためのフローチャートである。実施形態に係る電動車両１０の動作の一例を説明するための図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、電動車両１０の構成の一例を示す図である。図１に示すように、電動車両１０は、例えば、モータ１２と、駆動輪１４と、ブレーキ装置１６と、車両センサ２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、バッテリ４０と、電圧センサ、電流センサ、温度センサなどのバッテリセンサ４２と、温調装置５０と、空調装置６０と、充電口７０と、コンバータ７２と、室温センサ８０と、表示装置９０と、制御装置１００と、を備える。

モータ１２は、例えば、三相交流電動機である。モータ１２のロータは、駆動輪１４に連結される。モータ１２は、供給される電力を用いて動力を駆動輪１４に出力する。また、モータ１２は、電動車両１０の減速時に電動車両１０の運動エネルギーを用いて発電する。

ブレーキ装置１６は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、を備える。ブレーキ装置１６は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置１６は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

車両センサ２０は、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、アクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度として制御部３６に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して電動車両１０の速度（車速）を導出し、制御部３６に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量として制御部３６に出力する。

ＰＣＵ３０は、例えば、変換器３２と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３４と、制御部３６と、を備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ３０として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されても構わない。

変換器３２は、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器である。変換器３２の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ３４を介してバッテリ４０が接続されている。変換器３２は、モータ１２により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力する。

ＶＣＵ３４は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ３４は、バッテリ４０から供給される電力を昇圧して直流リンクＤＬに出力する。

制御部３６は、例えば、モータ制御部と、ブレーキ制御部と、バッテリ・ＶＣＵ制御部と、を備える。モータ制御部、ブレーキ制御部、及びバッテリ・ＶＣＵ制御部は、それぞれ別体の制御装置、例えば、モータＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、バッテリＥＣＵといった制御装置に置き換えられてもよい。

制御部３６は、モータ制御部において、車両センサ２０の出力に基づいて、モータ１２を制御する。制御部３６は、ブレーキ制御部において、車両センサ２０の出力に基づいて、ブレーキ装置１６を制御する。制御部３６は、バッテリ・ＶＣＵ制御部において、バッテリ４０に取り付けられたバッテリセンサ４２の出力に基づいて、バッテリ４０のＳＯＣ（State Of Charge；以下「バッテリ充電率」ともいう）を算出し、ＶＣＵ３４及び制御装置１００に出力する。制御部３６は、車両センサ２０により車速が出力された車速の情報を制御装置１００に出力する。ＶＣＵ３４は、バッテリ・ＶＣＵ制御からの指示に応じて、直流リンクＤＬの電圧を上昇させる。

バッテリ４０は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。バッテリ４０は、電動車両１０に搭載され、電動車両１０の外部の充放電装置２００から電力を供給して充電可能であり、電動車両１０の走行のための放電を行う。バッテリセンサ４２は、例えば、電流センサ、電圧センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ４２は、例えば、バッテリ４０の電流値、電圧値、温度を検出する。バッテリセンサ４２は、検出した電流値、電圧値、温度等を制御部３６に出力する。

温調装置５０は、作動条件が成立した場合、バッテリ４０を加熱して昇温させる。温調装置５０の作動条件は、例えば、バッテリ４０の温度が閾値未満であることを条件として、バッテリ４０の充電予約が設定された場合、予め設定された乗り出し予定時刻から一定時間だけ手前の時間に達した場合に成立する。

空調装置６０は、車室内の空調を所望のスケジュールで実施する「タイマーエアコン」機能を有する。空調装置６０は、例えば、電動車両１０の利用者により事前に設定されたスケジュールに達した場合に、「タイマーエアコン」機能を作動し、車室内の空気の状態を調整することにより、車室内の環境を調整する。

充電口７０は、電動車両１０の車体外部に向けて設けられている。充電口７０は、充電ケーブル２２０を介して充放電装置２００に接続される。充電ケーブル２２０は、第１プラグ２２２と第２プラグ２２４を備える。第１プラグ２２２は、充放電装置２００に接続され、第２プラグ２２４は、充電口７０に接続される。充放電装置２００から供給される電気は、充電ケーブル２２０を介して充電口７０に供給される。

また、充電ケーブル２２０は、電力ケーブルに付設された信号ケーブルを含む。信号ケーブルは、電動車両１０と充放電装置２００の間の通信を仲介する。したがって、第１プラグ２２２と第２プラグ２２４のそれぞれには、電力ケーブルを接続する電力コネクタと信号ケーブルを接続する信号コネクタが設けられている。

コンバータ７２は、充電口７０とバッテリ４０の間に設けられる。コンバータ７２は、充電口７０を介して充放電装置２００から導入される電流、例えば交流電流を、バッテリ４０に供給するための電流、例えば直流電流に変換する。コンバータ７２は、変換した直流電流をバッテリ４０に対して出力する。

室温センサ８０は、例えば、インストルメントパネルの下部内側に装着され、電動車両１０の車室内の温度（室温）を測定する。室温センサ８０は、測定した車室内の温度の情報を制御装置１００に出力する。

表示装置９０は、表示部９２と、表示制御部９４と、を備える。表示部９２は、表示制御部９４の制御に応じた情報を表示する。表示制御部９４は、制御装置１００により出力される情報、例えば航続可能距離の情報を表示部９２に表示させる。なお、航続可能距離とは、バッテリ４０の電力によって電動車両１０が走行可能となる距離をいう。表示装置９０は、バッテリ４０の消費電力に基づく情報は、電動車両１０の航続可能距離以外の情報、例えばバッテリ４０の劣化状態などの情報であってもよい。

制御装置１００は、例えば、取得部１０２と、設定部１０４と、制御部１０６と、記憶部１０８とを備える。取得部１０２、設定部１０４、及び制御部１０６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性記憶媒体）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。記憶部１０８は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶部１０８は、例えば、スケジュール情報１０８Ａを格納している。スケジュール情報１０８Ａには、例えば、空調装置６０の「タイマーエアコン」機能を実施するスケジュールが設定されている。

取得部１０２は、例えば、バッテリ４０のＳＯＣ及び電動車両１０の車速の情報など、制御部３６により出力される情報を取得する。また、取得部１０２は、例えば、室温センサ８０により出力される車室内の温度に関する情報を取得する。

設定部１０４は、電動車両１０の利用者からの操作に基づき、電動車両１０の外部から供給される電力に基づくバッテリ４０の充電を禁止する時間帯を設定可能である。また、設定部１０４は、電動車両１０の利用者からの操作に基づき、温調装置５０の作動態様、および、空調装置６０の作動態様を設定可能である。温調装置５０の作動態様は、例えば、バッテリ４０の加温温度、および、加温時間などにより決定される。空調装置６０の作動態様は、例えば、車室内への送風量、および、送風時間などにより決定される。

制御部１０６は、温調装置５０の作動条件が成立したか否かを判定する。制御部１０６は、例えば、バッテリ４０の充電が開始された場合、温調装置５０の作動条件が成立したと判定する。制御部１０６は、例えば、電動車両１０の乗り出し予定時刻が事前に設定されている場合、乗り出し予定時刻から一定時間だけ手前の時間に達した場合に、温調装置５０の作動条件が成立したと判定してもよい。

制御部１０６は、空調装置６０の作動条件が成立したか否かを判定する。制御部１０６は、例えば、記憶部１０８から取得したスケジュール情報１０８Ａに基づき、空調装置６０の作動条件が成立したか否かを判定する。制御部１０６は、温調装置５０の作動条件のみが成立した場合、温調装置５０に対して作動を指示する。また、制御部１０６は、空調装置６０の作動条件のみが成立した場合、空調装置６０に対して作動を指示する。制御部１０６は、温調装置５０の作動条件、および、空調装置６０の作動条件の双方が成立した場合、温調装置５０を所定時間作動させた後、空調装置６０を作動させるように、温調装置５０または空調装置６０に対して指示する。

制御部１０６は、電動車両１０の乗り出し予定時刻が事前に設定されている場合、予め設定された電動車両１０の乗り出し予定時刻までにバッテリ４０の温度の調整が完了するように、温調装置５０の作動開始タイミング、および、空調装置６０の作動開始タイミングを決定する。制御部１０６は、バッテリ４０の充電が完了した後、予め設定された電動車両１０の乗り出し予定時刻までに一定時間以上ある場合、空白期間が経過するまで、温調装置５０の作動を休止させる。空白期間とは、例えば、バッテリ４０の充電が完了したタイミングから、バッテリ４０の温度の調整、および、車室内の空調が完了するように設定される温調装置５０の作動開始タイミングまでの期間である。

制御部１０６は、温調装置５０の作動を休止させてから空白期間が経過した場合、バッテリ４０の温度が所定温度以上である場合には、温調装置５０を所定時間作動させた後、空調装置６０を作動させる。一方、制御部１０６は、温調装置５０の作動を休止させてから空白期間が経過した場合、バッテリ４０の温度が所定温度未満である場合には、空調装置６０の作動を待機させた後、空調装置６０を作動させる。

［制御装置の処理フロー］
以下、実施形態に係る制御装置１００の一連の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図２は、温調装置５０または空調装置６０の作動処理の一例を示すフローチャートである。図３は、温調装置５０または空調装置６０の作動処理の他の一例を示すフローチャートである。

まず、図２に示すフローチャートについて説明する。図２に示すフローチャートの処理は、例えば、電動車両１０の充電が開始された場合に実行されてもよい。

制御装置１００は、温調装置５０の作動条件と、空調装置６０の作動条件との双方が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御装置１００は、温調装置５０の作動条件と、空調装置６０の作動条件との双方が成立したと判定した場合には、温調装置５０を所定時間作動させた後、空調装置６０を作動させる（ステップＳ１２）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。一方、制御装置１００は、温調装置５０の作動条件と、空調装置６０の作動条件との双方が成立していないと判定した場合、温調装置５０の作動条件のみが成立したか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御装置１００は、温調装置５０の作動条件のみが成立したと判定した場合、温調装置５０を作動させる（ステップＳ１６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。一方、制御装置１００は、温調装置５０の作動条件のみが成立していないと判定した場合、空調装置６０の作動条件のみが成立したか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御装置１００は、空調装置６０の作動条件のみが成立したと判定した場合、空調装置６０を作動させる（ステップＳ２０）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

次に、図３に示すフローチャートについて説明する。図３に示すフローチャートの処理は、例えば、電動車両１０の充電が完了した場合に実行されてもよい。

制御装置１００は、電動車両１０の乗り出し予定時刻まで一定時間以上あるか否かを判定する（ステップＳ３０）。制御装置１００は、電動車両１０の乗り出し予定時刻まで一定時間以上あると判定した場合、空白期間が経過するまで温調装置５０の作動を休止させる（ステップＳ３２）。次に、制御装置１００は、バッテリ４０の温度が所定温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。制御装置１００は、電動車両１０の乗り出し予定時刻まで一定時間以上ないと判定した場合、ステップＳ３２の処理を経ることなく、バッテリ４０の温度が所定温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。制御装置１００は、バッテリ４０の温度が所定温度未満であると判定した場合、温調装置５０を所定時間作動させた後（ステップＳ３６）、空調装置６０を作動させる（ステップＳ４０）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。一方、制御装置１００は、バッテリ４０の温度が所定温度以上であると判定した場合、温調装置５０を作動させることなく、空調装置６０の作動開始タイミングに達するまで温調装置５０の作動を休止させ（ステップＳ３８）、その後、空調装置６０を作動させる（ステップＳ４０）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

図４は、実施形態に係る電動車両１０の動作を説明するための図である。図示の例では、電動車両１０の充電が完了した後、電動車両１０の乗り出しが開始されるまでの間に、温調装置５０または空調装置６０を作動させる場合を例に挙げて説明する。

電動車両１０は、バッテリ４０への充電期間が充電禁止時間帯を跨ぐ場合には、充電禁止時間帯を避けるように、バッテリ４０への充電を行う。電動車両１０は、バッテリ４０への充電が完了した時点で、電動車両１０の乗り出し予定時刻まで所定時間以上ある場合、温調装置５０の作動開始タイミングに達するまで、温調装置５０の作動を休止させる。図示の例では、温調装置５０の作動開始タイミングは、電動車両１０の乗り出し時刻までに、温調装置５０による車室内の温調、および、空調装置６０による空調が完了するように、電動車両１０の乗り出し時刻から逆算して算出される。電動車両１０は、温調装置５０の作動開始タイミングに達した場合、温調装置５０を所定時間作動させ、その後、空調装置６０を作動させる。その後、電動車両１０の利用者による乗り出しが開始される。

上記説明した実施形態に係る電動車両１０によれば、充電時におけるバッテリ４０の充電電力の受入量を確保することができる。例えば、電動車両１０が低温環境におかれている場合には、バッテリ４０の温度が低下して充電時におけるバッテリ４０の充電電力の受入量を確保できない場合がある。したがって、実施形態に係る電動車両１０によれば、電動車両１０の充電が開始された場合に、バッテリ４０の温度が所定温度未満である場合には、温調装置５０によりバッテリ４０を所定時間加熱し、その後に、空調装置６０により車室内の空調を行う。これにより、充電時におけるバッテリ４０の充電電力の受入量を確保することができる。

また、電動車両１０によれば、温調装置５０によるバッテリ４０の温度の調整を効率よく行うことができる。例えば、事前に設定された電動車両１０の乗り出し予定時刻まで所定時間以上あるにも関わらず、温調装置５０を早めに作動させると、電動車両１０の乗り出し時刻に達するまで温調装置５０によるバッテリ４０の温度の調整を継続させる必要がある。したがって、実施形態に係る電動車両１０によれば、事前に設定された電動車両１０の乗り出し予定時刻まで所定時間以上ある場合には、温調装置５０の作動開始タイミングに達するまでの間、温調装置５０の作動を一時的に休止する。これにより、温調装置５０によるバッテリ４０の温度の調整を効率よく行うことができる。

＜実施形態の変形例＞
・上記実施形態において、温調装置５０が、温調装置５０の作動条件の成立の可否、および、空調装置６０の作動条件の成立の可否を判定し、その判定結果に基づき、空調装置６０との間で作動の調停を行ってもよい。また、空調装置６０が、温調装置５０の作動条件の成立の可否、および、空調装置６０の作動条件の成立の可否を判定し、その判定結果に基づき、温調装置５０との間で作動の調停を行ってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１０…電動車両、１２…モータ、２０…車両センサ、３０…ＰＣＵ、３２…変換器、３４…ＶＣＵ、３６…制御部、４０…バッテリ、４２…バッテリセンサ、５０…温調装置、６０…空調装置、７０…充電口、７２…コンバータ、８０…室温センサ、９０…表示装置、９２…表示部、９４…表示制御部、１００…制御装置、１０２…取得部、１０４…設定部、１０６…制御部、１０８…記憶部、１０８Ａ…スケジュール情報。

Claims

車両に搭載され、前記車両の外部から電力を供給して充電可能なバッテリと、
前記バッテリの温度を調整する温調装置と、
車室内の空調を所定のスケジュールで制御する空調装置と、
を備え、
前記温調装置の作動条件と、前記空調装置の作動条件との双方が成立した場合、前記温調装置が所定時間作動した後、前記空調装置が作動し、
更に、前記バッテリの充電が完了した後、予め設定された前記車両の乗り出し予定時刻までに一定時間以上ある場合、所定期間が経過するまで、前記温調装置の作動を休止させ、
前記温調装置の作動を休止させてから前記所定期間が経過後、前記バッテリの温度が所定温度以上である場合には前記温調装置を所定時間作動させた後に前記空調装置を作動させ、前記バッテリの温度が前記所定温度未満である場合には前記温調装置を作動させずに前記空調装置を作動させる、
電動車両。
前記温調装置の作動条件と、前記空調装置の作動条件との双方が成立した場合、前記乗り出し予定時刻までに前記バッテリの温度の調整が完了するように、前記温調装置の作動開始タイミング、および、前記空調装置の作動開始タイミングを決定する、
請求項１記載の電動車両。
前記所定期間は、前記バッテリの充電が完了したタイミングから、前記温調装置の作動開始タイミングまでの期間である、
請求項２記載の電動車両。
前記車両の利用者からの操作に基づき、前記車両の外部から供給される電力に基づく前記バッテリの充電を禁止する時間帯を設定可能である、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の電動車両。
前記車両の利用者からの操作に基づき、前記温調装置の作動態様、および、前記空調装置の作動態様を設定可能である、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の電動車両。