车辆用充电系统及充电控制方法与流程

本发明涉及对搭载在车辆中的蓄电池进行充电的充电系统、以及充电系统执行的充电控制方法。

背景技术：

专利文献1(国际公开第2010/061465号)中公开了从车辆外部的电源向蓄电池进行插入式充电的充电系统。该充电系统中，以恒流进行高速充电直至蓄电池成为规定的高密度蓄电状态为止，在蓄电池成为高密度蓄电状态后，切换到以恒功率进行的平缓充电，直至蓄电池成为满充电状态为止，由此在避免成为过充电状态的同时实现了高效的充电。

上述专利文献1记载的充电方法中，在进行充电的蓄电池连接有附属设备等的情况下，如果在对蓄电池的急速充电完成后实施平缓充电的途中由于附属设备的电力消耗等导致蓄电池的充电容量下降，则蓄电池到达满充电状态为止的充电时间变长。

技术实现要素：

本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够抑制蓄电池到达满充电状态为止的充电时间变长这一情况的车辆用充电系统及充电控制方法。

为了解决上述课题，本发明的一个方式为对蓄电池充电的车辆用充电系统，其特征在于，具备：电压检测部，其检测蓄电池的端子电压；以及充电控制部，其基于蓄电池的端子电压切换第一充电模式和第二充电模式以控制蓄电池的充电，直至蓄电池的端子电压到达满充电电压，其中，该第一充电模式为以规定的充电速度进行充电的充电模式，该第二充电模式为以与第一充电模式相比较慢的规定的充电速度进行充电的充电模式，充电开始后，在蓄电池的端子电压为与满充电电压相比较低的规定的第一电压以下的期间，充电控制部以第一充电模式对蓄电池充电，在蓄电池的端子电压超过第一电压后，充电控制部以第二充电模式对蓄电池充电，在蓄电池的端子电压超过第一电压后又降低至规定的第二电压以下的情况下，充电控制部以第一充电模式对蓄电池充电至蓄电池的端子电压回到第一电压，其中，所述规定的第二电压为第一电压以下的电压。

上述方式的车辆充电系统，在由于蓄电池的端子电压超过第一电压这一情况而从第一充电模式切换至充电速度相对较慢的规定的第二充电模式后，蓄电池的端子电压降低至为小于或等于第一电压的规定的第二电压以下的情况下，以与第二充电模式相比充电速度较快的第一充电模式进行充电，直至再次回到第一电压。由此，能够缩短蓄电池的端子电压到达满充电电压为止的充电时间。另外，由于可以使从第一充电模式向第二充电模式切换的条件(第一电压)和从第二充电模式向第一充电模式切换的条件(第二电压)彼此不同，所以能够避免出现在第一电压附近频繁切换充电模式的现象。

另外，该方式中，可以将第二电压设定为小于第一电压。

通过这样的电压设定，能够更高效地避免出现在第一电压附近频繁切换充电模式的现象。

另外，本发明的另一个方式为对蓄电池充电的车辆用充电系统的计算机所执行充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：充电开始后，在蓄电池的端子电压为与满充电电压相比较低的规定的第一电压以下的期间，以基于规定的充电速度进行的第一充电模式对蓄电池充电的步骤；在蓄电池的端子电压超过第一电压后，以基于与第一充电模式相比较慢的规定的充电速度进行的第二充电模式对蓄电池充电的步骤；以及在蓄电池的端子电压超过第一电压后又降低至规定的第二电压以下的情况下，以第一充电模式对蓄电池充电至蓄电池的端子电压回到第一电压的步骤，其中，所述规定的第二电压为第一电压以下的电压。

在上述方式所涉及的充电控制方法中，在从第一充电模式切换至充电速度相对较慢的规定的第二充电模式后，蓄电池的端子电压降低至为小于或等于第一电压的规定的第二电压以下的情况下，以与第二充电模式相比充电速度较快的第一充电模式进行充电，直至再次回到第一电压。通过该控制，能够缩短蓄电池的端子电压到达满充电电压为止的充电时间。另外，由于可以使从第一充电模式向第二充电模式切换的条件(第一电压)和从第二充电模式向第一充电模式切换的条件(第二电压)彼此不同，所以能够避免出现在第一电压附近频繁切换充电模式的现象。

根据上述本发明的车辆用充电系统以及充电控制方法，能够抑制蓄电池到达满充电状态为止的充电时间变长的情况。

本发明的本发明的上述及其他的目的、特征、方面、效果，参照附图并基于下述的详细说明更加明确。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的车辆用充电系统的概略结构的图。

图2是示出本车辆用充电系统的充电控制部执行的充电控制的处理步骤的流程图。

图3是示出对蓄电池执行的充电控制的一个示例的图。

图4是示出根据本车辆用充电系统的充电控制部执行的应用例所涉及的充电控制的处理步骤的流程图。

具体实施方式

[概要]

本发明的车辆中的车辆用充电系统及充电控制方法，在蓄电池的蓄电量到达规定的阈值而将充电速度切换为低速后蓄电量低于阈值的情况下，使充电速度回到高速直至蓄电量再次回到为阈值为止。由此，能够缩短蓄电池的蓄电量成为满充电状态为止的充电时间。

[结构]

图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的车辆用充电系统1的概略结构的图。图1所示的车辆用充电系统1具备：蓄电池10、电压检测部20、充电控制部30、以及充电器40。

充电器40为能够经由充电控制部30对蓄电池10充电的结构。作为一个示例，该充电器40可以是插入式充电其，其经由充电线缆(未图示)从车辆外部的电源设备等获取电源而产生充电电力。

蓄电池10例如为锂离子电池等构成为可充放电的电力存储部件。作为该蓄电池10，除了锂离子电池以外，还可以应用需要利用后述两种充电模式而高效地进行充电的各种电池。另外，设定本实施方式所涉及的蓄电池10连接有附属设备等随时消耗电力的车辆的设备仪器。

电压检测部20是用于检测蓄电池10的端子电压v的结构，例如由电压传感器构成。将由电压检测部20检测出的蓄电池10的端子电压v向充电控制部30输出。

充电控制部30构成为能够基于由电压检测部20检测出的蓄电池10的端子电压v控制蓄电池10的充电。该充电控制部30能够基于蓄电池10的端子电压v切换预先确定的第一充电模式和第二充电模式。关于充电模式的切换方法将在后面记述。

第一充电模式是进行以规定的充电速度使蓄电池10的充电量急速(短时间内)增加的充电处理的模式，称为“通常充电模式”或“急速充电模式”等。该第一充电模式中，例如以充电器40可供给的最大功率等恒功率实施充电速度优先的充电。另一方面，第二充电模式是进行以与上述第一充电模式相比较慢的规定的充电速度使蓄电池10的充电量平缓(慢慢地)增加的充电处理的模式，称为“填入充电模式”或“追加充电模式”等。该第二充电模式中，以与第一充电模式相比较低的恒功率或恒压实施优先避免过充的充电。

[控制]

接下来，进一步参照图2以及图3，说明本发明的一个实施方式所涉及的车辆用充电系统1执行的充电控制。图2是示出本车辆用充电系统1的充电控制部30执行的充电控制的处理步骤的流程图。图3是示出对蓄电池10执行的充电控制的一个示例的图。另外，图3中，对于伴随着充电模式的切换(充电电流的增减)产生的蓄电池10的内部电阻而导致的电压降变动量，由于该变动量是能够无视对本发明的充电控制的影响的轻微的级别，所以省略了图示。

图2所示的充电控制例如在充电器40与车辆(充电控制部30)连接等情况下开始。

步骤s21：充电控制部30实施以第一充电模式使蓄电池10的充电量急速增加的充电(以下称为“通常充电”)(图3的时间t0以及t2)。

步骤s22：充电控制部30判断在通常充电下蓄电池10的端子电压v是否超过规定的第一电压v1。可以将该第一电压v1设定为蓄电池10即将成为满充电电压vmax(满充电状态)前的适当的电压(v1<vmax)。作为一个示例，第一电压v1可以设为满充电电压vmax的95％的值。

在端子电压v未超过第一电压v1即处于第一电压v1以下的期间(图2的步骤s22为否)，处理返回至步骤s21，继续以第一充电模式进行通常充电(图3的t0≤t＜t1以及t2≤t＜t3的期间)。另一方面，在端子电压v超过第一电压v1的情况下(图2的步骤s22为是，图3的时间t1以及t3)，处理前进至步骤s23。

步骤s23：由于端子电压v超过第一电压v1，所以充电控制部30将充电模式从第一充电模式切换到第二充电模式，实施以第二充电模式使蓄电池10的充电量平缓增加的充电(以下称为“填入充电”)(图3的时间t1以及时间t3)。

步骤s24：在填入充电过程中由于某些原因出现端子电压v低于第一电压v1的状态的情况下，充电控制部30判断蓄电池10的端子电压v是否降低至规定的第二电压v2以下。作为在填入充电过程中端子电压v降低的主要原因，例如可以举出与蓄电池10连接的附属设备的动作而电力被消耗的情况等。可以将该第二电压v2设定为小于上述第一电压v1的任意电压(v2＜v1)。作为一个示例，第二电压v2可以设为满充电电压vmax的90％的值。

在填入充电过程中端子电压v降低至第二电压v2以下的情况下(图2的步骤s24为否，图3的时间t2)，处理返回至s21，将充电模式从第二充电模式切换到第一充电模式而再次实施以第一充电模式进行的通常充电(图3的t2≤t＜t3的期间)。另一方面，在端子电压v未降低至第二电压v2以下的情况下(图2的步骤s24为是)，处理前进至s25。

步骤s25：充电控制部30判断在填入充电过程中蓄电池10的端子电压v是否到达满充电电压vmax。

在填入充电过程中蓄电池10的端子电压v尚未到达满充电电压vmax的的情况下(图2的步骤s25为否)，处理返回步骤s23，继续以第二充电模式进行填入充电(图3的t1≤t＜t2以及t3≤t＜t4的期间)。另一方面，在蓄电池10的端子电压v到达满充电电压vmax的情况下(图2的步骤s25为是，图3的时间t4)，结束本充电控制。

[本实施方式的作用·效果]

如上所示，根据本发明的一个实施方式所涉及的车辆用充电系统1及充电控制方法，在基于蓄电池10的端子电压v超过第一电压v1这一情况而从充电速度较快的第一充电模式切换至充电速度较慢的第二充电模式后，蓄电池10的端子电压v降低至小于第一电压v1的第二电压v2以下的情况下，实施以充电速度较快的第一充电模式进行的充电，直至蓄电池10的端子电压v再次回到第一电压v1为止。通过该控制，能够缩短蓄电池10的端子电压v到达满充电电压vmax为止的充电时间。

另外，根据本实施方式所涉及的车辆用充电系统1及充电控制方法，由于使作为从第一充电模式向第二充电模式切换的条件的第一电压v1、和作为从第二充电模式向第一充电模式切换的条件的第二电压v2彼此不同，所以能够避免出现在第一电压v1附近频繁切换充电模式的现象。

[应用例]

另外，在上述实施方式所说明的充电控制中，在填入充电过程中出现端子电压v降低的情况下，在等到端子电压v成为第二电压v2以下后才进行将第二充电模式切换为第一充电模式的处理(图2的步骤s24)，从而避免出现在第一电压v1附近频繁切换充电模式的现象。然而，如果充电模式不可能在第一电压v1附近频繁切换，则也可以如图4的流程所示，在检测出端子电压v成为第一电压v1以下的时刻(图4的步骤s42)，立刻将第二充电模式切换为第一充电模式(即v1＝v2)。

另外，上述实施方式所说明的充电器40，除了经由充电线缆进行插入式充电的电源设备以外，也可以是例如埋设于路面下以实现车辆行驶时的充电的非接触充电器。

另外，上述实施方式中所说明的充电控制部30进行的充电控制可以由专用的电路以硬件方式实现，也可以通过含有处理器等的计算机读取并执行存储在存储器(rom、ram)中的规定程序而以软件方式实现。

以上详细说明了本发明，但是上述说明在所有方面中都不过是对本发明的例示，并不限定本发明的保护范围。当然可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种改良或变形。