特開 2024-176745 車載電池の温度制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176745

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】車載電池の温度制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/04 20060101AFI20241212BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241212BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241212BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H02J7/04 L

H02J7/00 P

H01M10/44 P

H01M10/48 301

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095523

(22)【出願日】2023-06-09

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「未利用熱エネルギーの革新的活用技術研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森島 千菜美

(72)【発明者】

【氏名】種平 貴文

(72)【発明者】

【氏名】三国 祐亮

(72)【発明者】

【氏名】山本 嵩

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB01

5G503CA08

5G503CB11

5G503EA08

5H030AS08

5H030BB01

5H030BB23

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】複数の電池を有する車載電池の充電効率の悪化を抑制する。
【解決手段】複数の電池は、車両前後方向及び車幅方向の少なくとも一方に並んで配置されている。ＢＥＣＭ８１は、各電池間の温度差が所定温度差以上であるときには、相対的に温度が低い電池からの放電量を、相対的に温度が高い電池からの放電量よりも多くするとともに、相対的に温度が低い電池に対する充電量を、相対的に温度が高い電池に対する充電量よりも小さくする。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池を有する車載電池の温度制御装置であって、
前記各電池の温度をそれぞれ測定する複数の電池温度検出部と、
前記各電池温度検出部の検出結果に基づいて、各電池の充電及び放電をそれぞれ制御するコントローラと、を備え、
前記各電池は、車両前後方向及び車幅方向の少なくとも一方に並んで配置されており、
前記コントローラは、前記各電池間の温度差が所定温度差以上であるときには、相対的に温度が低い前記電池からの放電量を、相対的に温度が高い前記電池からの放電量よりも多くするとともに、相対的に温度が低い前記電池に対する充電量を、相対的に温度が高い前記電池に対する充電量よりも小さくする、ことを特徴とする車載電池の温度制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車載電池の温度制御装置において、
前記車載電池は、第１電池と第２電池との一対の電池を有し、
前記第１電池と前記第２電池とは、車両前後方向又は車幅方向に並んで配置されており、
前記コントローラは、前記第１及び前記第２電池のうち相対的に温度が低い前記電池である低温電池と、相対的に温度が高い前記電池である高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときには、前記低温電池からの放電量を、前記高温電池からの放電量よりも多くするとともに、前記低温電池に対する充電量を、前記高温電池に対する充電量よりも小さくする、ことを特徴とする車載電池の温度制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の車載電池の温度制御装置において、
前記コントローラは、
前記低温電池のＳＯＨ（State of Health）を推定し、
推定したＳＯＨに基づいて前記所定温度差を設定する、ことを特徴とする車載電池の温度制御装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の電池の温度制御装置において、
前記コントローラは、
前記１及び第２電池のＳＯＣ（State of Charge）をそれぞれ算出し、
前記低温電池のＳＯＣが前記第１所定値未満であるときには、前記低温電池と前記高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときであっても、前記低温電池からの放電量と、前記高温電池からの放電量とを等しくする、ことを特徴とする車載電池の温度制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の電池の温度制御装置において、
前記コントローラは、前記低温電池のＳＯＣが前記第１所定値よりも高い第２所定値未満でありかつ前記高温電池のＳＯＣが前記第２所定値以上であるときには、前記低温電池と前記高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときであっても、前記低温電池に対する充電量を、前記高温電池に対する充電量よりも大きくする、ことを特徴とする車載電池の温度制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、車載電池の温度制御装置に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車載電池の温度分布を抑制する工夫が検討されている。

【0003】

例えば、特許文献１では、電動車両の温度分布を推測する推測部と、冷却装置の駆動条件を設定する条件設定部と、を備え、条件設定部は、推測部が推測した温度分布に基づいて、第１通路を用いて蓄電池を冷却する条件と、第２通路を用いて前記蓄電池を冷却する条件とを、個別に設定する、蓄電池の冷却制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－４３６６３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、電動で走行可能な車両には、車載電池が複数の電池を有するものがある。電池が複数ある場合、各電池の配置によって、電池間に温度差が生じることがある。

【0006】

例えば、各電池が車両前後方向に並んで配置されているときには、相対的に前側に位置する電池には走行風が当たりやすい一方で、相対的に後側に位置する電池には走行風が当たりにくい。このため、後側の電池と前側の電池の間に温度差が生じる。また、各電池が車幅方向に並んで配置されているときには、日光が車幅方向の一方側に当たる状況では、該一方側に配置されている電池は、他方側に配置されている電池と比較して温度が高くなる。

【0007】

電池の充電効率は温度によって変化するため、複数の電池間に温度の偏りがあると、走行中に充電する際に、電池間で充電効率に差が生じる。充電効率に差が生じると、充電量が小さくなり、結果として走行距離が短くなるおそれがある。

【0008】

また、電池の温度が高い状態で、複数の電池間に温度の偏りがあると、特定の電池の劣化が促進される。特定電池の劣化が促進されると、劣化が進んだ電池の充電効率が悪化する。この場合でも、電池間で充電効率に差が生じて、結果として走行距離が短くなるおそれがある。

【0009】

この対策として、特許文献２のように冷却装置の構造や制御を工夫したり、電池の配置を工夫したりして、電池間での温度差を小さくすることが考えられる。しかし、電池は比較的大きいため、その周囲の構造を工夫したり、電池自体の配置を工夫したりするのは限界がある。また、冷却装置の制御を工夫するにしても、各電池に対する冷媒の供給量を調整する切替バルブを設けるなどの構造上の変更が避けられない。このため、複数の電池の間で温度に偏りが生じたとしても、十分な充電効率が得られるようにするには改良の余地がある。

【0010】

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の電池を有する車載電池の充電効率の悪化を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、ここに開示された技術の第１の態様では、複数の電池を有する車載電池の温度制御装置を対象として、前記各電池の温度をそれぞれ測定する複数の電池温度検出部と、前記各電池温度検出部の検出結果に基づいて、各電池の充電及び放電をそれぞれ制御するコントローラと、を備え、前記各電池は、車両前後方向及び車幅方向の少なくとも一方に並んで配置されており、前記コントローラは、前記各電池間の温度差が所定温度差以上であるときには、相対的に温度が低い前記電池からの放電量を、相対的に温度が高い前記電池からの放電量よりも多くするとともに、相対的に温度が低い前記電池に対する充電量を、相対的に温度が高い前記電池に対する充電量よりも小さくする、という構成とした。

【0012】

本願発明者らは、走行中における、充電時の電池の発熱と放電時の電池の発熱とを比較して、放電時の方が充電時と比較して発熱が高いことを見出した。そこで、本開示は、相対的に温度が低い電池からの放電量を、相対的に温度が高い電池からの放電量よりも多くする。

【0013】

これにより、相対的に温度が低い電池は、相対的に温度が高い電池よりも温まりやすくなる。逆に言えば、相対的に温度が高い電池は、相対的に温度が低い電池よりも冷却されやすくなる。これにより、電池間の温度差が解消される。電池間の温度差が解消されることで、電池間での充電効率の差が解消されて、車載電池全体での充電効率を高い状態にすることができる。

【0014】

また、前記構成のように、相対的に温度が低い電池に対する充電量を、相対的に温度が高い電池に対する充電量よりも小さくする。これにより、充電効率が高い電池に優先的に充電されるため、車載電池全体での充電効率は高い状態にすることができる。

【0015】

ここに開示された技術の第２の態様では、前記第１の態様において、前記車載電池は、第１電池と第２電池との一対の電池を有し、前記第１電池と前記第２電池とは、車両前後方向又は車幅方向に並んで配置されており、前記コントローラは、前記第１及び前記第２電池のうち相対的に温度が低い前記電池である低温電池と、相対的に温度が高い前記電池である高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときには、前記低温電池からの放電量を、前記高温電池からの放電量よりも多くするとともに、前記低温電池に対する充電量を、前記高温電池に対する充電量よりも小さくする。

【0016】

この構成によると、コントローラによる制御が簡単になるため、車載電池全体での充電効率の悪化をより効果的に抑制することができる。

【0017】

ここに開示された技術の第３の態様では、前記第２の態様において、前記コントローラは、前記低温電池のＳＯＨ（State of Health）を推定し、推定したＳＯＨに基づいて前記所定温度を設定する。

【0018】

すなわち、ＳＯＨは放電時の発熱量に影響する。所定温度差が小さくかつ発熱量が多いと、前述の充放電の制御時間がかなり短くなる。充放電の制御時間が短くなりすぎるとハンチングが発生するおそれがある。このため、前記構成のように、ＳＯＨに基づいて所定温度差を設定することで、制御時間をハンチングが発生しない程度の長さにすることができる。

【0019】

ここに開示された技術の第４の態様では、前記第２又は３の態様において、前記１及び第２電池のＳＯＣ（State of Charge）をそれぞれ算出し、前記低温電池のＳＯＣが前記第１所定値未満であるときには、前記低温電池と前記高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときであっても、前記低温電池からの放電量と、前記高温電池からの放電量とを等しくする。

【0020】

すなわち、低温電池の電力が枯渇すると、高温電池からメインに放電することになって、過剰に温度差が広がるおそれがある。前記の構成によると、放電量を等しくすることで、低温電池の電力の枯渇を抑制しつつ、温度差が過剰に広がるのを抑制することができる。

【0021】

ここに開示された技術の第５の態様では、前記第４の態様において、前記コントローラは、前記低温電池のＳＯＣが前記第１所定値よりも高い第２所定値未満でありかつ前記高温電池のＳＯＣが前記第２所定値以上であるときには、前記低温電池と前記高温電池との間の温度差が前記所定温度差以上であるときであっても、前記低温電池に対する充電量を、前記高温電池に対する充電量よりも大きくする。

【0022】

この構成によると、ＳＯＣが高い状態では充電が抑制されるため、過剰な充電による電池の劣化を抑制することができる。これにより、電池の劣化による充電効率の悪化を抑制することができる。

【発明の効果】

【0023】

以上説明したように、ここに開示された技術によると、複数の電池を有する車載電池の充電効率の悪化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、例示的な実施形態に係る温度制御装置を有する車両の概略図である。

【図2】図２は、車両の冷却装置を示す概略図である。

【図3】図３は、温度制御装置の制御系を示すブロック図である。

【図4】図４は、ＰＣＭの処理動作を示すフローチャートである。

【図5】図５は、所定温度差を設定するフローチャートである。

【図6】図６は、特定制御の処理動作を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第１電池の温度が第１所定温度未満であるときの、第１及び第２電池の温度の変化を示すタイムチャートである。

【図8】図８は、第２電池の温度が第２所定温度より高いときの、第１及び第２電池の温度の変化を示すタイムチャートである。

【図9】図９は、変形例に係る車両の構成図である。

【図10】図１０は、更に別の変形例に係る車両の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0026】

〈全体構成〉
図１は、本実施形態に係る温度制御装置を備えた車両１を示す。車両１は、電気自動車やハイブリッド自動車などの電力で走行可能な自動車の車両である。

【0027】

車両１は、駆動源としての駆動モータ２を有する。駆動モータ２の回転は、４つの車輪４Ｆ，４Ｆ，４Ｒ，４Ｒのうち、前側に位置する２輪（駆動輪４Ｆ）にシャフトを介して伝達される。これにより、車両１は移動（走行）する。駆動モータ２は、モータジェネレータであって、車両１の減速時（回生時）には発電機として動作する。

【0028】

駆動モータ２は、インバータ３、第１コンバータ５、及び第２コンバータ６を介して電池１０と接続されている。

【0029】

電池１０は、第１電池１１と、第２電池１２とを含む。第１電池１１は、第２電池１２の前側に位置する。第１及び第２電池１１，１２は、それぞれ、複数のリチウムイオン電池セルを積層して構成されている。第１及び第２電池１１，１２の定格電圧は、例えば５０Ｖ以下（具体的には４８Ｖ）である。第１電池１１及び第２電池１２の構成は同じである。

【0030】

第１コンバータ５は、第１電池１１に接続されている。第２コンバータ６は、第２電池１２に接続されている。第１及び第２コンバータ５，６は、車両１の走行時には、第１及び第２電池１１，１２から出力される直流電力を駆動モータ２の駆動電圧に降圧して、インバータ３に供給する。第１及び第２コンバータ５，６は、車両１の回生時には、インバータ３からの直流電力を昇圧して、第１及び第２電池１１，１２に充電する。

【0031】

インバータ３は、直流電力と交流電力との変換を行う。インバータ３は、車両１の走行時には、第１及び第２コンバータ５，６を介して供給された直流電力を位相が異なる３相の交流電流に変換して駆動モータ２に供給する。インバータ３は、車両１の回生時には、駆動モータ２で発電された交流電力を直流電力に変換して、第１及び第２コンバータ５，６に供給する。

【0032】

第１電池１１には、第１スイッチ１３が接続されている。第２電池１２には第２スイッチ１４が接続されている。第１スイッチ１３及び第２スイッチ１４の両方がオンのときには、第１及び第２電池１１，１２の両方に対する充電、並びに第１及び第２電池１１，１２の両方からの放電が可能になる。第１スイッチ１３がオンでかつ第２スイッチ１４がオフのときには、第１電池１１のみに対する充電及び第１電池１１のみからの放電が可能になる。第１スイッチ１３がオフでかつ第２スイッチ１４がオンのときには、第２電池１２のみに対する充電及び第２電池１２のみからの放電が可能になる。

【0033】

図２に示すように、車両１は、電池１０を冷却する冷却装置５０を有する。冷却装置５０は、液体の冷媒を気体へと相変化させる際の吸熱反応により電池１０を冷却する。冷媒は、例えばＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）系冷媒であって、具体的にはＲ１２３４ｙｆである。

【0034】

冷却装置５０は、冷媒と第１電池１１とを熱交換させる第１熱交換器５１と、冷媒と第２電池１２とを熱交換させる第２熱交換器５２と、第１及び第２熱交換器５１，５２から流出した冷媒を加圧するコンプレッサ５３と、コンプレッサ５３で加圧された冷媒を冷却して凝縮させるコンデンサ５４と、外気を引き込むファン５５と、コンデンサ５４で凝縮された冷媒を貯留するレシーバタンク５６と、コンデンサ４で凝縮された冷媒の圧力を低下させる膨張弁５７と、を有する。

【0035】

コンプレッサ５３は、第１及び第２電池１１，１２と熱交換した後の冷媒を加圧する。コンプレッサ３は、例えばスクロール式のコンプレッサであって、回転数を調整することで流出する冷媒の圧力を調整することができる。

【0036】

コンデンサ５４は、車両１の走行時には、走行風及びファン５５の少なくとも一方により引き込まれた空気によって冷媒を冷却する一方で、車両１の停車時には、ファン５５の回転により引き込まれた空気により冷媒を冷却する。

【0037】

ファン５５は電動式のファンである。ファン５５は、小型の電動モータを有しており、該電動モータの回転により回転する。

【0038】

膨張弁５７は、冷媒の圧力を低下させて、該冷媒を第１及び第２熱交換器５１，５２に流入させる。膨張弁５７を通過した冷媒は、断熱膨張により温度が低下する。膨張弁５は、第１及び第２熱交換器５１，５２に流入させる冷媒の流量を調整するためにも利用される。具体的には、膨張弁５７の開度が大きいほど第１及び第２熱交換器５１，５２に流入する冷媒の流量が大きくなる一方で、膨張弁５７の開度が小さいほど第１及び第２熱交換器５１，５２に流入する冷媒の流量が小さくなる。

【0039】

〈制御システム〉
図３に示すように、車両１は、車両１の動力系統全体の制御を行うコントローラであるＰＣＭ（Powertrain Control Module）８０と、主に電池１０の充放電制御を行うコントローラであるＢＥＣＭ（Battery Energy Control Module）８１を有する。ＰＣＭ８０は、ＣＰＵを有する１つ以上のプロセッサ８０ａと、ＲＯＭやＲＡＭを有しかつ各種プログラムを記憶するメモリ８０ｂと、を備える。メモリ８０ｂは、例えば不揮発性メモリである。ＢＥＣＭ８１は、ＣＰＵを有する１つ以上のプロセッサ８１ａと、ＲＯＭやＲＡＭで構成されかつ各種プログラムを記憶するメモリ８１ｂと、を備える。メモリ８１ｂは、例えば不揮発性メモリである。

【0040】

ＢＥＣＭ８１は、第１電池１１の温度を検出する第１電池温度センサＳＷ１、第２電池１２の温度を検出する第２電池温度センサＳＷ２、第１電池１１の電流を検出する第１電流センサＳＷ３、第２電池１２の電流を検出する第２電流センサＳＷ４、第１電池１１の電圧を検出する第１電圧センサＳＷ５、及び第２電池１２の電圧を検出する第２電圧センサＳＷ６をそれぞれ備える。第１及び第２電池温度センサＳＷ１，ＳＷ２は、例えば、第１電池及び第２電池１１，１２の中央付近に配置されている。第１及び第２電流センサＳＷ３，ＳＷ４は、第１及び第２電池１１，１２に対してそれぞれ直列接続されている。第１及び第２電圧センサＳＷ５，ＳＷ６は、第１及び第２電池１１，１２に対してそれぞれ並列接続されている。

【0041】

ＢＥＣＭ８１は、各センサＳＷ１～ＳＷ６からの信号に基づいて、第１及び第２電池１１，１２に対する充放電に関する制御信号をＰＣＭ８０に送信する。

【0042】

ＰＣＭ８０は、ＢＥＣＭ８１から受信した制御信号に基づいて、第１スイッチ１３、第２スイッチ１４、インバータ３、第１コンバータ５、第２コンバータ６、コンプレッサ５３、ファン５５、及び膨張弁５７を制御する。

【0043】

ＢＥＣＭ８１が行う制御は、メモリ８１ｂにプログラムとして記憶されている。ＰＣＭ８０が行う制御は、メモリ８０ｂにプログラムとして記憶されている。

【0044】

〈電池の温度制御〉
ＢＥＣＭ８１は、駆動モータ２に電流を供給するとき、及び駆動モータ２で発電された電力を第１及び第２電池１１，１２に充電するときには、第１及び第２電池１１，１２の両方に対して充放電が行われるようにする。つまり、ＢＥＣＭ８１は、第１及び第２スイッチ１３，１４の両方をオンにするように、ＰＣＭ８０に制御信号を出力する。

【0045】

ここで、前述したように、第１電池１１は、第２電池１２よりも車両前側に配置されている。このため、第１電池１１は、第２電池１２よりも走行風が当たりやすく、例えば走行風の温度が低い冬場においては、第２電池１２よりも冷えやすい。

【0046】

基本的に、電池の温度が低くなると充電効率が低下してしまう。このため、第１電池１１の温度が第２電池１２の温度よりも低いときには、第１電池１１と第２電池１２との両方に充電可能な状態であったとしても、第１電池１１の充電効率は、第２電池１２の充電効率よりも悪くなる。このため、第１電池１１と第２電池１２との温度差が大きいときには、充電効率に大きな差が生じてしまい、第１電池１１の残量が少なくなりやすくなる。第１電池１１の残量が少なくなると、走行距離が短くなってしまう。

【0047】

また、逆に第２電池１２は、第１電池１１よりも高温になりやすい。第２電池１２が高温になりすぎると第２電池１２の劣化を促進させてしまう。第２電池１２の劣化が促進すると、第２電池１２の充電効率が悪化する。このため、電池１０の温度が高い場合にも、第１電池１１と第２電池１２との温度差が大きいときには、充電効率に大きな差が生じてしまう。

【0048】

そこで、本実施形態では、第１電池１１と第２電池１２との温度差が、充電効率に大きな差が生じてしまう程度に大きくなったときには、第１及び第２電池１１，１２に対する充電及び放電を偏らせる特定制御を実行するようにした。

【0049】

図４は、ＢＥＣＭ８１により特定制御を実行する際のフローチャートである。

【0050】

まず、ステップＳ１において、ＢＥＣＭ８１は、各センサＳＷ１～ＳＷ６からの検出信号を読み込む。

【0051】

次に、ステップＳ２において、ＢＥＣＭ８１は、第１電池１１の温度である第１電池温度Ｔ１が、第１所定温度Ｔｃ１より高く、かつ第１所定温度Ｔｃ１よりも高温の第２所定温度Ｔｃ２よりも低いか否かを判定する。第１所定温度Ｔｃ１は、電池１０の充電効率が悪化する温度であり、例えば０℃である。第２所定温度Ｔｃ２は、電池１０の劣化が促進する温度であり、例えば５５℃である。ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１が第１所定温度Ｔｃ１より高くかつ第２所定温度Ｔｃ２より低いＹＥＳのときには、ステップＳ３に進む。一方で、ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１が第１所定温度Ｔｃ１より低いか又は第２所定温度Ｔｃ２より高いＮＯのときには、ステップＳ４に進む。

【0052】

前記ステップＳ３において、ＢＥＣＭ８１は、第２電池１２の温度である第２電池温度Ｔ２が、第１所定温度Ｔｃ１より高く、かつ第１所定温度Ｔｃ１よりも高温の第２所定温度Ｔｃ２よりも低いか否かを判定する。ＢＥＣＭ８１は、第２電池温度Ｔ２が第１所定温度Ｔｃ１より高くかつ第２所定温度Ｔｃ２より低いＹＥＳのときには、ステップＳ８に進む。一方で、ＢＥＣＭ８１は、第２電池温度Ｔ２が第１所定温度Ｔｃ１より低いか又は第２所定温度Ｔｃ２より高いＮＯのときには、ステップＳ４に進む。

【0053】

前記ステップＳ４では、ＢＥＣＭ８１は、第１所定温度差ｄＴｈ１及び第２所定温度差ｄＴｈ２を算出する。第１所定温度差ｄＴｈ１は、第１及び第２電池１１，１２の一方の電池のＳＯＨ（State of Health）、特にＳＯＨＲ（State of Health Resistance）に基づいて算出される。ＳＯＨＲは、電池の内部抵抗の劣化率である。第２所定温度差ｄＴｈ２は、第１所定温度差ｄＴｈ１に基づいて設定される。第２所定温度差ｄＴｈ２は、第１所定温度差ｄＴｈ１よりも小さい値である。第１所定温度差ｄＴｈ１及び第２所定温度差ｄＴｈ２の算出方法については後述する。

【0054】

次にステップＳ５において、ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差の絶対値が第１所定温度差ｄＴｈ１以上であるか否かを判定する。ＢＥＣＭ８１は、当該差の絶対値が第１所定温度差ｄＴｈ１以上であるＹＥＳのときにはステップＳ６に進む。一方で、ＢＥＣＭ８１は、当該差の絶対値が第１所定温度差ｄＴｈ１未満であるＮＯのときにはステップＳ８に進む。

【0055】

前記ステップＳ６では、ＢＥＣＭ８１は、特定制御を実行する。特定制御は、第１電池１１のＳＯＣ（State of Charge）及び第２電池１２のＳＯＣに応じて、制御内容が変化する。特定制御については後述する。

【0056】

次に、ステップＳ７では、ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差の絶対値が第２所定温度差ｄＴｈ２以下であるか否かを判定する。ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差の絶対値が第２所定温度差ｄＴｈ２以下であるＹＥＳのときには、リターンする。一方で、ＢＥＣＭ８１は、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差の絶対値が第２所定温度差ｄＴｈ２よりも大きいＮＯのときには、ステップＳ６に戻る。

【0057】

前記ステップＳ８では、ＢＥＣＭ８１は、通常制御を実行する。通常制御は、前述した様に、充電及び放電のいずれにおいても、第１及び第２スイッチ１３，１４の両方をオンにする制御である。ＢＥＣＭ８１は、ステップＳ８の後はリターンする。

【0058】

〈所定温度差の算出〉
次に、前述した第１所定温度差ｄＴｈ１及び第２所定温度差ｄＴｈ２の算出方法について説明する。第１所定温度差ｄＴｈ１は、第１及び第２電池１１，１２のうち相対的に温度が低い電池（以下、低温電池という）のＳＯＨＲから算出される内部抵抗と、特定制御を最低限継続する必要がある時間である下限時間とに基づいて設定される。

【0059】

詳しくは後述するが、特定制御では、基本的には、充電は第１及び第２電池１１，１２のうち相対的に温度が高い電池（以下、高温電池という）のみに対して実行され、放電は低温電池のみに対して実行される。このため、第１及び第２電池１１，１２に対する充電量も放電量も通常制御と比較して大きくなる。充電量及び放電量が大きくなると、ハンチングが生じ易くなる。ハンチングは、第１及び第２スイッチ１３，１４のオンオフの周期が短い程発生しやすくなる。このため、ハンチングを抑制するには、特定制御をある程度長い時間継続する必要がある。この時間が下限時間として予め設定されている。下限時間は、実験等により求めることができる。下限時間は、メモリ８１ｂに記憶されている。

【0060】

図５は、第１所定温度差ｄＴｈ１を算出する際のフローチャートである。

【0061】

まずステップＳ４１において、ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＨＲを推定する。ＢＥＣＭ８１は、スイッチがオフされた状態での低温電池の電流値及び電圧値に基づいてＳＯＨＲを推定する。

【0062】

次に、ステップＳ４２において、ＢＥＣＭ８１は、特定制御を実行すると仮定したときの低温電池の放電時の発熱量を算出する。発熱量は、前記ステップＳ４２で推定したＳＯＨＲから算出される内部抵抗と、放電時の電流値と、下限時間と、に基づいて、
Ｑ ＝ ＲＩ^２ｔ
の式からジュール熱の量を算出することで求めることができる。Ｑは発熱量であり、ＲはＳＯＨＲから算出される内部抵抗であり、Ｉは放電時の電流値であり、ｔは下限時間である。放電時の電流値は平均電流値である。尚、ここでは、低温電池のみから放電した場合の発熱量が算出される。後述するように、特定制御では、低温電池と高温電池との両方から放電する場合があるが、そのときの発熱量は、低温電池のみから放電した場合の発熱量よりも低いためである。

【0063】

次いで、ステップＳ４３において、ＢＥＣＭ８１は、前記ステップＳ４３で算出した発熱量を低温電池の熱容量で除することで、第１所定温度差ｄＴｈ１を算出する。第１及び第２電池１１，１２の構成は同じであるため、第１及び第２電池１１，１２の熱容量も同じである。第１及び第２電池１１，１２の熱容量は、メモリ８１ｂに記憶されている。

【0064】

次に、ステップＳ４４において、ＢＥＣＭ８１は、前記ステップＳ４４又は前記ステップＳ４６で算出した第１所定温度差ｄＴｈ１に基づいて、第２所定温度差ｄＴｈ２を算出する。ＢＥＣＭ８１は、算出した第１所定温度差ｄＴｈ１よりも低くなるように算出する。第２所定温度差ｄＴｈ２は、第１所定温度差ｄＴｈ１から決まった値だけ低い値に設定してもいいし、第１所定温度差ｄＴｈ１に対して決まった割合（例えば６０％）の値に設定してもいい。ＢＥＣＭ８１は、ステップＳ４４の後はリターンする。尚、第１所定温度差ｄＴｈ１に基づいて算出した第２所定温度差ｄＴｈ２が、第１及び第２温度センサＳＷ１，ＳＷ２による温度差検出の分解能よりも小さいときには、第２所定温度差ｄＴｈ２を、当該温度差検出の分解能に設定してもよい。例えば、第１所定温度差ｄＴｈ１に基づいて算出した第２所定温度差ｄＴｈ２が２℃であり、第１及び第２温度センサＳＷ１，ＳＷ２による温度差検出の分解能が３℃であるときには、第２所定温度差ｄＴｈ２を３℃に設定してもよい。

【0065】

以上により、ハンチングを抑制しつつ特定制御を実行可能な第１所定温度差ｄＴｈ１を算出することができる。

【0066】

〈特定制御〉
次に、前述した特定制御について詳細に説明する。

【0067】

充電時の発熱と放電時の発熱とを比較すると、放電時の方が発熱しやすい。このため、特定制御では、基本的に、放電は、低温電池のみから行う一方で、充電は、第１及び第２電池１１，１２のうち相対的に温度が高い電池（以下、高温電池という）のみに対して行う。

【0068】

しかしながら、低温電池のＳＯＣが低いときに低温電池から積極的に放電を行うと、低温電池の充電電力が枯渇してしまい放電による発熱を継続できなくなってしまう。また、高温電池のＳＯＣが高いときに無理に充電を行うと、高温電池の劣化が進んでしまって、電池の劣化による充電効率の悪化を招きかねない。

【0069】

そこで、本実施形態では、放電は低温電池から行いかつ充電は高温電池に行う制御を基本としつつ、低温電池のＳＯＣが低いとき及び高温電池のＳＯＣが高いときには、制御内容を変更するようにした。

【0070】

図６は、特定制御におけるＢＥＣＭ８１の処理動作を示すフローチャートである。

【0071】

まず、ステップＳ６１において、ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ１未満であるか否かを判定する。第１所定値Ｃ１は、放電量を抑制すべきＳＯＣの値であり、例えば４０％である。ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ１未満であるＹＥＳのときには、ステップＳ６３に進む。一方で、ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ１以上であるＮＯのときには、ステップＳ６２に進む。

【0072】

前記ステップＳ６２では、ＢＥＣＭ８１は、高温電池のＳＯＣが第２所定値Ｃ２以上であるか否かを判定する。第２所定値Ｃ２は、充電量を抑制すべきＳＯＣの値であり、例えば８０％である。ＢＥＣＭ８１は、高温電池のＳＯＣが第２所定値Ｃ２以上であるＹＥＳのときには、ステップＳ６４に進む。一方で、ＢＥＣＭ８１は、高温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ２未満であるＮＯのときには、ステップＳ６５に進む。

【0073】

前記ステップＳ６３では、ＢＥＣＭ８１は、充電は低温電池のみに対して実行し、放電は低温電池及び高温電池の両方から行うように、ＰＣＭ８０に制御信号を出力する。ＰＣＭ８０は、充電時には低温電池に接続されているスイッチをオンにしかつ高温電池に接続されているスイッチをオフにする。ＰＣＭ８０は、放電時には低温電池に接続されているスイッチ及び高温電池に接続されているスイッチの両方をオンにする。ＢＥＣＭ８１は、ステップＳ６３の後はリターンする。

【0074】

前記ステップＳ６４では、ＢＥＣＭ８１は、充電及び放電の両方を低温電池のみに対して実行するように、ＰＣＭ８０に制御信号を出力する。ＰＣＭ８０は、充電時及び放電時の両方において、低温電池に接続されているスイッチをオンにしかつ高温電池に接続されているスイッチをオフにする。ＢＥＣＭ８１は、ステップＳ６４の後はリターンする。

【0075】

前記ステップＳ６５では、ＢＥＣＭ８１は、充電は高温電池のみに対して実行し、放電は低温電池から行うように、ＰＣＭ８０に制御信号を出力する。ＰＣＭ８０は、充電時には高温電池に接続されているスイッチをオンにしかつ低温電池に接続されているスイッチをオフにする。ＰＣＭ８０は、放電時には低温電池に接続されているスイッチをオンにしかつ高温電池に接続されているスイッチをオフにする。ＢＥＣＭ８１は、ステップＳ６５の後はリターンする。

【0076】

このように、出来る限り低温電池から放電するようにすることで、低温電池の発熱を促すことができるとともに、高温電池の冷却を促すことができる。また、出来る限り高温電池に充電することで、電池１０全体での充電効率の悪化を抑制することができる。

【0077】

図７は、電池温度が低いときにおける、第１及び第２電池１１，１２に対する充電及び放電と、第１及び第２電池温度Ｔ１，Ｔ２の変化を示すタイムチャートである。ここでは、第１電池１１が低温電池であり、第２電池１２が高温電池である場合を想定している。また、第１電池１１のＳＯＣ及び第２電池１２のＳＯＣは、共に第１所定値Ｃ１以上でかつ第２所定値Ｃ２未満である場合を想定している。

【0078】

まず、初期状態では、車両１が停止していて、第１及び第２電池１１，１２のいずれに対しても充電も放電もされていない。このとき、第１電池温度Ｔ１は、第１所定温度Ｔｃ１未満である。第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差は、第１所定温度差ｄＴｈ１未満である。

【0079】

次に、時刻ｔ１１において、車両１が走行を開始する。第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２とにほとんど差がないため、ＢＥＣＭ８１は通常制御を実行する。このため、第１及び第２電池１１，１２の両方から放電される。第１電池１１の方が第２電池１２よりも走行風が当たりやすいため、第１電池温度Ｔ１は、第２電池温度Ｔ２よりも上昇しにくい。

【0080】

次いで、時刻ｔ１２において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が第１所定温度差ｄＴｈ１以上になると、ＢＥＣＭ８１は特定制御を実行する。現在は放電中であるため、第１電池１１からのみ放電され、第２電池１２からは放電されない。このとき、第１電池１１のみで駆動モータ２に必要な電力を供給する必要があるため、放電量は、通常制御と比較して増加する。第１電池１１のみから放電されることで、第１電池温度Ｔ１が大きく上昇する。

【0081】

次に、車両１にブレーキがかけられて、時刻ｔ１３において回生充電が開始される。このときには、第２電池１２に対してのみ充電され、第１電池１１には充電されない。第２電池１２にのみ充電されるため、第２電池温度Ｔ２が上昇する一方で、第１電池温度Ｔ１はほとんど上昇しない。また、充電時は放電時よりも温度上昇が小さいため、充電時における第２電池温度Ｔ２の上昇速度は、放電時における第１電池温度Ｔ１の上昇速度よりも低い。

【0082】

次いで、時刻ｔ１４において、再び放電が開始されると、第１電池１１からのみ放電され、第２電池１２からは放電されない。これにより、第１電池温度Ｔ１が再び大きく上昇する。

【0083】

そして、時刻ｔ１５において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が第２所定温度差ｄＴｈ２以下になると、ＢＥＣＭ８１は、特定制御を停止させて、通常制御を実行する。これにより、第１及び第２電池１１，１２の両方から放電される。

【0084】

その後、時刻ｔ１６において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が再び第１所定温度差ｄＴｈ１以上になると、ＢＥＣＭ８１は特定制御を再度実行する。

【0085】

図８は、電池温度が高いときにおける、第１及び第２電池１１，１２に対する充電及び放電と、第１及び第２電池温度Ｔ１，Ｔ２の変化を示すタイムチャートである。ここでは、第１電池１１が低温電池であり、第２電池１２が高温電池である場合を想定している。また、第１電池１１のＳＯＣ及び第２電池１２のＳＯＣは、共に第１所定値Ｃ１以上でかつ第２所定値Ｃ２未満である場合を想定している。

【0086】

まず、初期状態では、車両１が停止していて、第１及び第２電池１１，１２のいずれに対しても充電も放電もされていない。このとき、第２電池温度Ｔ２は、第２所定温度Ｔｃ２よりも高い。第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差は、第１所定温度差ｄＴｈ１未満である。

【0087】

次に、時刻ｔ２１において、車両１が走行を開始する。第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２とにほとんど差がないため、ＢＥＣＭ８１は通常制御を実行する。このため、第１及び第２電池１１，１２の両方から放電される。第１電池１１の方が第２電池１２よりも走行風が当たりやすいため、第２電池温度Ｔ２は、第１電池温度Ｔ１よりも低下しにくい。

【0088】

次いで、時刻ｔ２２において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が第１所定温度差ｄＴｈ１以上になると、ＢＥＣＭ８１は特定制御を実行する。現在は放電中であるため、第１電池１１からのみ放電され、第２電池１２からは放電されない。このとき、第１電池１１のみで駆動モータ２に必要な電力を供給する必要があるため、放電量は、通常制御と比較して増加する。第２電池１２から放電されなくなることで、第２電池１２が冷却されやすくなって、第２電池温度Ｔ２が大きく低下する。

【0089】

次に、車両１にブレーキがかけられて、時刻ｔ２３において回生充電が開始される。このときには、第２電池１２に対してのみ充電され、第１電池１１には充電されない。第２電池１２にのみ充電されるため、第２電池温度Ｔ２は、第１電池温度Ｔ１よりも低下しにくくなる。

【0090】

次いで、時刻ｔ２４において、再び放電が開始されると、第１電池１１からのみ放電され、第２電池１２からは放電されない。これにより、第２電池温度Ｔ２が再び大きく低下する。

【0091】

そして、時刻ｔ２５において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が第２所定温度差ｄＴｈ２以下になると、ＢＥＣＭ８１は、特定制御を停止させて、通常制御を実行する。これにより、第１及び第２電池１１，１２の両方から放電される。

【0092】

その後、時刻ｔ２６において、第１電池温度Ｔ１と第２電池温度Ｔ２との差が再び第１所定温度差ｄＴｈ１以上になると、ＢＥＣＭ８１は特定制御を再度実行する。

【0093】

以上のようにして、第１電池１１と第２電池１２との間の温度差を小さくして、第１電池１１の充電効率と第２電池１２の充電効率とが出来る限り高い状態で均一になるようにすることができる。この結果、充電効率の悪化を抑制することができる。

【0094】

〈実施形態の効果〉
したがって、本実施形態では、第１及び第２電池１１，１２の温度をそれぞれ測定する第１及び第２電池温度センサＳＷ１，ＳＷ２と、第１及び第２電池温度センサＳＷ１，ＳＷ２の検出結果に基づいて、第１及び第２電池１１，１２の充電及び放電をそれぞれ制御するＢＥＣＭ８１と、を備え、第１電池１１と第２電池１２とは、車両前後方向に並んで配置されており、ＢＥＣＭ８１は、第１及び第２電池１１，１２のうち相対的に温度が低い低温電池と、相対的に温度が高い高温電池との間の温度差が第１所定温度差ｄＴｈ以上であるときには、低温電池からのみ放電するとともに、高温電池にのみ充電する。これにより、低温電池は、高温電池よりも温まりやすくなるため、第１電池１１と第２電池１２との間の温度差が解消される。また、高温電池は、低温電池よりも冷却されやすくなるため、第１電池１１と第２電池１２との間の温度差が解消される。第１電池１１と第２電池１２との温度差が解消されることで、第１電池１１と第２電池１２との充電効率の差が解消されて、車載電池全体での充電効率を高い状態にすることができる。また、低温電池に対する充電量を、高温電池に対する充電量よりも小さくする。これにより、充電効率が高い電池に優先的に充電されるため、車載電池全体での充電効率は高い状態にすることができる。

【0095】

また、本実施形態では、ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＨＲを推定し、推定したＳＯＨＲに基づいて第１所定温度差ｄＴｈ１を設定する。これにより、特定制御が実行される時間をハンチングが発生しない程度の長さにすることができる。この結果、特定制御を精度良く実行することができる。

【0096】

また、本実施形態では、ＢＥＣＭ８１は、第１及び第２電池１１，１２のＳＯＣをそれぞれ算出し、低温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ１未満であるときには、低温電池と高温電池との間の温度差が第１所定温度差ｄＴｈ以上であるときであっても、低温電池からの放電量と、高温電池からの放電量とを等しくする。これにより、低温電池の電力の枯渇を抑制しつつ、温度差が過剰に広がるのを抑制することができる。

【0097】

ＢＥＣＭ８１は、低温電池のＳＯＣが第１所定値Ｃ１よりも高い第２所定値Ｃ２未満でありかつ高温電池のＳＯＣが第２所定値Ｃ２以上であるときには、低温電池と高温電池との間の温度差が第１所定温度差ｄＴｈ１以上であるときであっても、低温電池に対する充電量を、高温電池に対する充電量よりも大きくする。これにより、ＳＯＣが高い状態では充電が抑制されるため、過剰な充電による高温電池の劣化を抑制することができる。この結果、高温電池の劣化による充電効率の悪化を抑制することができる。

【0098】

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0099】

例えば、前述の実施形態では、第１電池１１と第２電池１２とは、車両前後方向に並んで配置されていた。これに限らず、図９に示すように、第１電池１１と第２電池１２とは、車幅方向に並んで配置されていてもよい。第１電池１１と第２電池１２とが車幅方向に並んで配置されている場合であっても、例えば、日光が車両１の左右一方側に当たっているときや、排気管が車両１の左右の一方側に偏って配置されているときには、第１電池１１と第２電池１２との間で温度差が生じる。このため、第１電池１１と第２電池１２とが車幅方向に並んで配置されている場合であっても、特定制御の効果を発揮することができる。

【0100】

また、前述の実施形態では、ＢＥＣＭ８１は、基本的には、放電は低温電池からのみ行い、充電は高温電池にのみ行うようにしていた。これに限らず、ＢＥＣＭ８１は、放電及び充電の少なくとも一方を、低温電池及び高温電池の両方に行うようにしかつその割合を調整するようにしてもよい。例えば、放電量の８０％を低温電池から供給しかつ２０％を高温電池から供給するようにしてもよい。また、充電量の２０％を低温電池に供給しかつ８０％を高温電池に供給するようにしてよい。このように、充電量及び放電量の割合を調整する制御は、第１コンバータ５及び第２コンバータ６を制御することで可能である。

【0101】

また、前述の実施形態では、電池１０は、第１電池１１と第２電池１２の２つのみであった。これに限らず、図１０に示すように３つ以上の電池を含んでいてもよい。この場合、ＢＥＣＭ８１は、最も温度が高い電池の温度と最も温度が低い電池の温度の差が第１所定温度差ｄＴｈ１以上になったときに、特定制御を実行するようにする。このときには、最も温度が低い電池のみから放電するようにし、充電は最も温度が低い電池以外の電池に対して行えばよい。また、電池の温度に応じて、放電量及び充電量の割合を調整するようにしてもよい。例えば、図１０のように電池が３つのときには、放電量の７０％を温度が最も低い電池から供給しかつ２０％を中間の温度の電池から供給しかつ１０％を最も温度が高い電池から供給するようにしてもよい。

【0102】

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0103】

ここに開示された技術は、複数の電池を有する車載電池の温度制御装置として有用である。

【符号の説明】

【0104】

１０ 電池
１１ 第１電池
１２ 第２電池
８１ ＢＥＣＭ（コントローラ）
ＳＷ１ 第１電池温度センサ（電池温度検出部）
ＳＷ２ 第２電池温度センサ（電池温度検出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】