特開 2024-72650 バッテリ温調方法及びバッテリ温調装置

(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】P2024072650

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】バッテリ温調方法及びバッテリ温調装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/27 20190101AFI20240521BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240521BHJP

   B60L 53/10 20190101ALI20240521BHJP

   B60L 58/26 20190101ALI20240521BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20240521BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240521BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240521BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20240521BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240521BHJP

   H01M 10/633 20140101ALI20240521BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240521BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

B60L58/27

B60L50/60

B60L53/10

B60L58/26

H02J7/10 L

H02J7/00 P

H01M10/613

H01M10/615

H01M10/625

H01M10/633

H01M10/6556

H01M10/6568

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183608

(22)【出願日】2022-11-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白井 邦和

【テーマコード（参考）】

5G503

5H031

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA10

5G503CB11

5G503DA08

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

5H031AA09

5H031HH06

5H031KK08

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC22

5H125BC13

5H125BC19

5H125DD02

5H125EE25

5H125EE27

5H125EE41

(57)【要約】

【課題】車両ユーザが負う充電電力量の負担を抑制する。
【解決手段】
電動車両に搭載されるバッテリ３４に対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信すると、バッテリ３４を暖機又は冷却するプレ温調制御（Ｓ６００）を実行するか否かを判定する第１温調判定（Ｓ４００）を行い、第１温調判定の結果が肯定的であると、プレ温調制御を実行する。特に、第１温調判定では、プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を示唆する充電ゲイン量Ｇ_Ｂを演算し（Ｓ４０１）、プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量ΔＥ_{ｂ_ｔｅｍｃ}を演算し、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを超える場合にプレ温調制御を実行すべきと判断する（Ｓ４０３、Ｓ４０４）。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両に搭載されるバッテリに対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号を受信すると、前記バッテリを暖機又は冷却するプレ温調制御を実行するか否かを判定する第１温調判定を行い、
前記第１温調判定の結果が肯定的であると、前記プレ温調制御を実行し、
前記第１温調判定では、
前記プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を示唆する充電ゲイン量を演算し、
前記プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量を演算し、
前記充電ゲイン量が前記温調消費電力量を超える場合に前記プレ温調制御を実行すべきと判断する、
バッテリ温調方法。

【請求項2】

請求項１に記載のバッテリ温調方法であって、
前記外部充電要求信号を取得すると、前記第１温調判定を実行するか否か判定する予備判定をさらに実行し、
前記予備判定の結果が肯定的であると、前記第１温調判定を実行し、
前記予備判定では、
充電時にバッテリ温度が到達すべき充電目標温度を演算し、
充電時の推定バッテリ温度である充電時推定温度を演算し、
前記充電時推定温度と前記充電目標温度の差として与えられる推定温度差を演算し、
前記推定温度差が所定の閾値温度差を超えると、前記第１温調判定を実行すべきと判断する、
バッテリ温調方法。

【請求項3】

請求項２に記載のバッテリ温調方法であって、
前記第１温調判定では、
前記充電時推定温度に基づいて、前記プレ温調制御を実行しないと仮定した場合の推定充電電力量である第１推定充電電力量を演算し、
前記充電目標温度に基づいて、前記プレ温調制御を実行すると仮定した場合の推定充電電力量である第２推定充電電力量を演算し、
前記第１推定充電電力量と前記第２推定充電電力量の差に基づいて、前記充電ゲイン量を演算する、
バッテリ温調方法。

【請求項4】

請求項２に記載のバッテリ温調方法であって、
前記プレ温調制御の実行中に、該プレ温調制御を終了するか否か判定する終了判定を実行し、
前記終了判定の結果が肯定的であると、前記プレ温調制御を終了し、
前記終了判定では、
前記推定温度差が前記閾値温度差を下回るか、前記充電ゲイン量が前記温調消費電力量を下回ると、前記プレ温調制御を終了すべきと判断する、
バッテリ温調方法。

【請求項5】

請求項３に記載のバッテリ温調方法であって、
前記プレ温調制御では、
前記充電時推定温度が前記充電目標温度よりも低い場合には、前記バッテリを暖機し、
前記充電時推定温度が前記充電目標温度よりも高い場合には、前記バッテリを冷却する、
バッテリ温調方法。

【請求項6】

請求項１～５の何れか１項に記載のバッテリ温調方法であって、
前記外部充電要求信号を取得するとさらに、前記第１温調判定とは別に前記プレ温調制御を実行するか否か判定する第２温調判定を行い、
前記第１温調判定及び前記第２温調判定の双方の判定結果が肯定的である場合に、前記プレ温調制御を実行し、
前記第２温調判定では、
前記プレ温調制御の開始から終了までに要する時間として定まる温調必要時間を演算し、
前記電動車両の現在地から前記外部充電を行う充電設備までに要する移動時間を取得し、
前記温調必要時間が前記移動時間を超えると、前記プレ温調制御を実行すべきと判断する、
バッテリ温調方法。

【請求項7】

電動車両に搭載されるバッテリに対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号を受信すると、前記バッテリを暖機又は冷却するプレ温調制御を実行するか否かを判定する第１温調判定部と、
判定結果が肯定的であると、前記プレ温調制御を実行するプレ温調制御部と、を有し、
前記第１温調判定部は、
前記プレ温調制御の実行による充電電力の増加分を示唆する充電ゲイン量を演算し、
前記プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量を演算し、
前記充電ゲイン量が前記温調消費電力量を超える場合に前記プレ温調制御を実行すべきと判断する、
バッテリ温調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリ温調方法及びバッテリ温調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車載のバッテリを充電設備で充電するにあたり、事前にバッテリを冷却又は暖機してバッテリ温度を調節する制御（プレ温調制御）を行うバッテリ温調装置が開示されている。特に、特許文献１のバッテリ温調装置では、電動車両の走行中にバッテリの充電状態（ＳＯＣ）に基づいてバッテリの充電が必要であると判断された場合に、当該判断の時点から次の充電地点に到達するのに要する時間の間、バッテリ温度を目標温度に近づけるようにプレ温調制御を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５５１７６４４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

プレ温調制御の実行にあたり、目標温度を適切に定めることで、プレ温調制御を実行しない場合に比べて得られる充電電力量を増加させることができる。しかしながら、電動車両の走行シーンによっては、プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を、当該プレ温調制御により消費される電力量が上回ることがある。このため、外部充電時において車両ユーザが負う実質的な充電電力量の負担が増大するという問題がある。

【0005】

したがって、本発明の目的は、車両ユーザが負う充電電力量の負担を抑制することのできるバッテリ温調方法及びバッテリ温調装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、電動車両に搭載されるバッテリに対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号を受信すると、バッテリを暖機又は冷却するプレ温調制御を実行するか否かを判定する第１温調判定を行い、第１温調判定の結果が肯定的であると、プレ温調制御を実行する。

【0007】

特に、第１温調判定では、プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を示唆する充電ゲイン量を演算し、プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量を演算し、充電ゲイン量が温調消費電力量を超える場合にプレ温調制御を実行すべきと判断する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、車両ユーザが負う充電電力量の負担を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の各実施形態に共通する車両システムの構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、バッテリに対する温調を実行するための車載冷却システムの構成を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態によるバッテリ温調方法における全体処理を示すフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、予備判定の詳細を説明するフローチャートである。

【図4B】図４Ｂは、予備判定部の詳細構成を示すブロック図である。

【図5A】図５Ａは、第１温調判定の詳細を説明するフローチャートである。

【図5B】図５Ｂは、第１温調判定部の詳細構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、プレ温調制御の詳細を説明するフローチャートである。

【図7】図７は、終了判定の詳細を説明するフローチャートである。

【図8】図８は、第１実施形態のバッテリ温調方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。

【図9】図９は、第２実施形態によるバッテリ温調方法における全体処理を示すフローチャートである。

【図10A】図１０Ａは、第２温調判定の詳細を説明するフローチャートである。

【図10B】図１０Ｂは、第２温調判定部の詳細構成を示すブロック図である。

【図11】図１１は、第２実施形態のバッテリ温調方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。

【0011】

［前提構成］
図１は、後述の各実施形態に共通する車両システム１の構成を示すブロック図である。なお、図１に示す車両システム１は、電動車両に搭載される。また、本明細書における電動車両の概念には、電動機（モータ）を走行駆動源として車両を駆動させる電気自動車（ＥＶ）又はハイブリッド車両（ＨＥＶ）が含まれる。

【0012】

より具体的に、車両システム１は、主として、センサ類１０と、ナビシステム２０と、バッテリ３４が配置される温調システム３０と、コントローラ５０と、により構成されている。

【0013】

センサ類１０は、走行中及び停車中を含む電動車両の車両状況を示唆する各パラメータを検出する。特に、本実施形態のセンサ類１０には、バッテリ温度センサ１２、及び充電状態センサ１４が含まれる。バッテリ温度センサ１２は、現在のバッテリ温度Ｔ_Ｂ（以下、「現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}」と称する）を検出して、コントローラ５０に出力する。また、充電状態センサ１４は、現在のバッテリ３４の充電率（以下、「現在ＳＯＣ_{_ｃ}」と称する）を検出して、コントローラ５０に出力する。

【0014】

ナビシステム２０は、電動車両のユーザ（以下、「車両ユーザ」と称する）の入力操作に応じて外部充電要求信号Ｓ_ｃを生成する。また、ナビシステム２０は、車両ユーザが指定した充電設備における外部充電器の出力に関する情報（充電器出力Ｐ_ｃ）を取得する。なお、充電器出力Ｐ_ｃは、外部充電器に定められる定格充電電力などに応じて定まるパラメータである。さらに、ナビシステム２０は、現在地から充電設備までの予測移動時間Δｔ_ｔｒａを、電動車両の平均車速及び走行経路などから演算する。そして、ナビシステム２０は、外部充電要求信号Ｓ_ｃ、充電器出力Ｐ_ｃ、及び予測移動時間Δｔ_ｔｒａをコントローラ５０に出力する。

【0015】

コントローラ５０は、センサ類１０で得られる各種検出信号（特に、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}及び現在ＳＯＣ_{_ｃ}等）、及びナビシステム２０からの各種信号（特に、外部充電要求信号Ｓ_ｃ、充電器出力Ｐ_ｃ、及び予測移動時間Δｔ_ｔｒａ等）を入力として、温調システム３０を制御する。コントローラ５０は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等からなり、後述する各実施形態において規定される処理を実行するようにプログラムされたコンピュータにより構成される。特に、コントローラ５０の機能は、電動車両の各部を統括的に制御する車両コントローラ（ＶＣＭ）などにより実現することができる。

【0016】

より詳細には、コントローラ５０は、温調判定部５１と、プレ温調制御部５５と、終了判定部５６と、を含む。

【0017】

温調判定部５１は、各種入力情報に基づいて、プレ温調制御を実行すべきか否かの判定を行う。特に、温調判定部５１は、予備判定部５２と、第１温調判定部５３と、第２温調判定部５４と、を備える。プレ温調制御部５５は、温調判定部５１における判定結果に応じて、温調システム３０におけるバッテリ３４に対する暖機又は冷却を行う。終了判定部５６は、プレ温調制御の実行中において当該プレ温調制御を終了させるか否かの判定を行う。なお、温調判定部５１、プレ温調制御部５５、及び終了判定部５６における処理の詳細については後述する。

【0018】

温調システム３０は、電動機ユニット３２及びバッテリ３４等の車載の温調対象装置と、当該温調対象装置に対して温調操作（暖機又は冷却）を行うための温調アクチュエータ３６と、を含む。

【0019】

図２は、温調システム３０の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の温調システム３０は、温調対象装置である電動機ユニット３２及びバッテリ３４が共通の冷却回路Ｃに配置されている。

【0020】

電動機ユニット３２は、主として、電動車両における走行駆動源として機能するモータ３２１と、当該モータ３２１に供給する電力を調節するインバータ３２２と、により構成される。

【0021】

バッテリ３４は、インバータ３２２を介してモータ３２１に電気的に接続され、力行時に放電してモータ３２１に駆動電力を供給する一方、回生時にモータ３２１から回生電力を受けて充電される。

【0022】

また、温調システム３０は、温調アクチュエータ３６として、チラー３０１と、冷却水ポンプ３０２－１，３０２－２と、バルブ３０３－１～３０３－４と、ＰＴＣヒータ３０４と、ラジエータ３０５と、を有している。

【0023】

チラー３０１は、図示しない空調機熱交換回路（空調用コンデンサ等）に供給する液体冷媒と冷却回路Ｃの冷却水との熱交換を行う機器である。

【0024】

冷却水ポンプ３０２－１，３０２－２は、冷却回路Ｃ内における冷却水の流量を調節する。

【0025】

各バルブ３０３－１～３０３－４は、チラー３０１、ラジエータ３０５、電動機ユニット３２、及びバッテリ３４の間の冷却水の流路を切り替える。

【0026】

ＰＴＣヒータ３０４は、冷却水（特にバッテリ３４に流入する冷却水）を加熱する。ラジエータ３０５は、冷却回路Ｃの冷却水の保有熱を外気との熱交換により放熱する。

【0027】

なお、温調システム３０では、プレ温調制御におけるバッテリ３４の暖機を、ＰＴＣヒータ３０４を作動させることで実行することができる、また、プレ温調制御におけるバッテリ３４の冷却を、各バルブ３０３－１～３０３－４を個別に操作することでラジエータ３０５により放熱された冷却水のバッテリ３４への流入量を調節するか、或いはチラー３０１の作動（特に、コンプレッサの出力調節）により実行することができる。

【0028】

以下、各実施形態によるバッテリ温調方法の詳細について説明する。

【0029】

［第１実施形態］
図３は、第１実施形態によるバッテリ温調方法における全体処理を示すフローチャートである。なお、図３に示す各処理は、コントローラ５０の各部により所定の演算周期で繰り返し実行される。

【0030】

図示のように、本実施形態のバッテリ温調方法では、外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信すると（Ｓ１００）、予備判定（Ｓ２００）を実行する。ここで、予備判定とは、後述する第１温調判定を実行する前に、予備的にプレ温調制御を実行すべき状況をスクリーニングするための所定である。以下、予備判定の詳細を説明する。

【0031】

（予備判定）
図４Ａは、予備判定の詳細を説明するフローチャートである。また、図４Ｂは、予備判定部５２の詳細構成を示すブロック図である。

【0032】

図示のように、予備判定では、先ず、現在ＳＯＣ_{_ｃ}を入力として、充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}を演算する（Ｓ２０１、推定充電状態演算部５２１）。なお、充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}は、プレ温調制御の実行による消費電力を考慮せずに、現在地から目的となる充電設備までの走行による消費電力量を加味した充電時（充電設備への到着時）におけるバッテリＳＯＣの推定値である。充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}は、例えば、電動車両の現在地から目的となる充電設備までの走行経路における走行距離及び推定平均車速などから走行消費電力量を演算し、現在ＳＯＣ_{_ｃ}から当該走行消費電力量分相当のＳＯＣを減算して求めることができる。なお、上記ナビシステム２０において充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}を演算し、コントローラ５０がこれを取得する構成を採用しても良い。

【0033】

次に、演算した充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}及び充電器出力Ｐ_ｃに基づいて、予めメモリに記憶された目標温度マップを参照して、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}を演算する（Ｓ２０２、充電目標温度演算部５２２）。

【0034】

ここで、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}は、外部充電器によるバッテリ３４への充電（特に急速充電）を実行する際の電析を回避しつつ、好ましい充電効率（充電速度）を実現するための充電時におけるバッテリ温度Ｔ_Ｂの目標値である。

【0035】

次に、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}を入力とし、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を演算する（Ｓ２０３、充電時推定温度演算部５２３）。

【0036】

ここで、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}は、電動車両が充電設備に到着して外部充電器によるバッテリ３４への充電を開始するときのバッテリ温度Ｔ_Ｂの推定値である。

【0037】

充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}は、例えば、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}に、走行消費電力量に応じたバッテリ温度Ｔ_Ｂの推定上昇分を加算することで演算される。特に、この推定上昇分は、走行消費電力量に既知の発熱損失係数Ｋ_ｌｏｓｓを乗じて走行過程におけるバッテリ総発熱量Ｑ_ｂを求め、このバッテリ総発熱量Ｑ_ｂを既知のバッテリ熱容量で除算して求めることができる。なお、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を、バッテリ３４に対する基本的な温調制御により維持されるバッテリ温度範囲の上限値及び下限値を考慮して、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を定めても良い。より詳細には、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}に上記推定上昇分を加算して定まる充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の基本演算値がバッテリ温度範囲の上限値を超える場合には、当該基本演算値をこの上限値に置き換えて充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}としても良い。また、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の基本演算値がバッテリ温度範囲の下限値を下回る場合には、当該基本演算値をこの下限値に置き換えて充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}としても良い。

【0038】

次に、演算した充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}から充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を減算して推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}を求める（減算器５２４）。

【0039】

そして、求めた推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}を予めメモリに記憶させた閾値温度差Ａと比較する（Ｓ２０４）。さらに、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が閾値温度差Ａを超える場合には予備判定フラグｆ_ｐをＯＮに設定し、そうでない場合には予備判定フラグｆ_ｐをＯＦＦに設定する（Ｓ２０５、Ｓ２０６、予備判定フラグ設定部５２５）。

【0040】

ここで、閾値温度差Ａは、プレ温調制御を実行することで実質的な充電電力量の増加を得られる状況に至るシーンをスクリーニングする観点から適切な値に定められる。すなわち、閾値温度差Ａは、後述する第１温調判定を実行するまでもなくプレ温調制御を実行する意義が無い状況を判断するための指標となる。

【0041】

図３に戻り、予備判定において予備判定フラグｆ_ｐをＯＦＦに設定した場合（Ｓ３００のＮｏ）には本ルーチンを終了し、ＯＮに設定した場合（Ｓ３００のＹｅｓ）には第１温調判定（Ｓ４００）に移行する。以下、第１温調判定の詳細を説明する。

【0042】

（第１温調判定）
図５Ａは、第１温調判定の詳細を説明するフローチャートである。また、図５Ｂは、第１温調判定部５３の詳細構成を示すブロック図である。

【0043】

図示のように、第１温調判定では、充電器出力Ｐ_ｃ、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}、充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}、及び予備判定の際に求められた充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を入力とし、充電ゲイン量Ｇ_Ｂを演算する（Ｓ４０１、充電ゲイン量演算部５３１）。

【0044】

ここで、充電ゲイン量Ｇ_Ｂとは、プレ温調制御の実行により得られる外部充電時の充電電力量の増加分を示唆するパラメータである。より詳細には、プレ温調制御を実行するとバッテリ温度Ｔ_Ｂが適正値となるため、これを実行しない場合に比べて充電効率が高くなり、１回の充電あたりで得られる充電電力量が増大する。充電ゲイン量Ｇ_Ｂは、この充電電力量の増大分を定量化した値として定める。

【0045】

より具体的に、充電ゲイン量Ｇ_Ｂは、次のように演算される。先ず、充電器出力Ｐ_ｃ、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}、及び充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}を入力として、予めメモリに記憶された第１充電量マップ５３１ａを参照することで、プレ温調制御を実行しないと仮定した場合の充電電力量を示唆する第１推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ１}を演算する。また、充電器出力Ｐ_ｃ、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}及び充電時ＳＯＣ_{_ｅｓ}を入力として、予めメモリに記憶された第１充電量マップ５３１ｂを参照することで、プレ温調制御を実行すると仮定した場合の充電電力量を示唆する第２推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ２}を演算する。そして、第２推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ２}から第１推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ１}を減算することで、充電ゲイン量Ｇ_Ｂを定めることができる（減算部５３１ｃ）。

【0046】

また、第１温調判定では、温調消費電力Ｗ_ｔｅｍｃ及び温調実行時間Δｔ_ｔｅｍｃを入力として、温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを演算する（Ｓ４０２、温調消費電力量演算部５３２）。

【0047】

なお、演算に用いる温調消費電力Ｗ_ｔｅｍｃは、プレ温調制御時において温調アクチュエータ３６の作動に要する電力を示唆するパラメータである。また、温調実行時間Δｔ_ｔｅｍｃはプレ温調制御が継続する時間を示唆するパラメータである。なお、温調消費電力Ｗ_ｔｅｍｃ及び温調実行時間Δｔ_ｔｅｍｃは、後述するプレ温調制御（Ｓ６００）における演算結果のフィードバック値を用いることができる。

【0048】

次に、演算した充電ゲイン量Ｇ_Ｂ及び温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃの大小を比較する。そして、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃより大きい場合には第１温調判定フラグｆ_１をＯＮに設定し、そうでない場合には第１温調判定フラグｆ_１をＯＦＦに設定する（Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５、減算器５３３、第１温調判定フラグ設定部５３４）。

【0049】

図３に戻り、第１温調判定において第１温調判定フラグｆ_１をＯＦＦに設定した場合（Ｓ５００のＮｏ）には本ルーチンを終了し、ＯＮに設定した場合（Ｓ５００のＹｅｓ）にはプレ温調制御（Ｓ６００）に移行する。

【0050】

（プレ温調制御）
図６は、プレ温調制御の詳細を説明するフローチャートである。

【0051】

図示のように、プレ温調制御では、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}と充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の大小を比較する（Ｓ６０１）。

【0052】

そして、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}が充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}よりも小さい場合には、ＰＴＣヒータ３０４を作動してバッテリ３４を暖機する（Ｓ６０３）。

【0053】

一方、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}が充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}よりも大きい場合には、さらに、チラー３０１により冷却が必要であるか否かを判定する（Ｓ６０２）。より具体的には、例えば現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}と外気温度との温度差が所定閾値以下である場合（ラジエータ３０５によって十分な冷却量が確保できない場合）には、チラー３０１を作動させると判断する。一方、上記温度差が所定閾値を超える場合（ラジエータ３０５によって十分な冷却量が確保できる場合）には、ラジエータ３０５による冷却を行う（チラー３０１を作動させない）。

【0054】

そして、Ｓ６０２の判定結果が肯定的である場合には、チラー３０１を作動させてバッテリ３４を冷却する（Ｓ６０４）。一方、Ｓ６０２の判定結果が否定的である場合には、ラジエータ３０５によりバッテリ３４を冷却する（Ｓ６０５）。

【0055】

その後、バッテリ３４に対する暖機又は冷却に応じた温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを演算して（Ｓ６０６）、第１温調判定へフィードバックする。より詳細には、温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃは、要求される温調量（必要温調量）及び各温調アクチュエータ３６の暖機／冷却性能に基づいて、温調に要する時間（以下、「温調必要時間Δｔ_ｒｅｑ」とも称する）を求め、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑに各温調アクチュエータ３６の消費電力を乗じることで得られる。また、温調量は、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}と充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の差に基づいて推定することができる。特に、暖機時の温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃは、ＰＴＣヒータ３０４の出力に基づいて定めることができる。また、冷却時の温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃは、冷却にチラー３０１を用いる場合には当該チラー３０１のコンプレッサの消費電力などに基づいて定め、ラジエータ３０５を用いる場合には冷却水ポンプ３０２－１，３０２－２の消費電力などに基づいて定めることができる。

【0056】

図３に戻り、プレ温調制御の実行中に終了判定（Ｓ７００）を行う。

【0057】

（終了判定）
図７は、終了判定の詳細を説明するフローチャートである。

【0058】

図示のように、終了判定では、予備判定部５２で演算される推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が閾値温度差Ａ以上であるか、及び充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃ以上であるかの判定がそれぞれ行われる（Ｓ７０１，Ｓ７０２）。

【0059】

そして、各判定結果が何れも肯定的である場合には、終了判定フラグｆ_ｆをＯＦＦに設定する（Ｓ７０３）。一方、各判定結果の何れかが否定的である場合には、終了判定フラグｆ_ｆをＯＮに設定する（Ｓ７０３）。

【0060】

図３に戻り、終了判定において終了判定フラグｆ_ｆをＯＮに設定した場合（Ｓ８００のＹｅｓ）には、プレ温調制御を終了する（Ｓ９００）。一方、終了判定フラグｆ_ｆをＯＦＦに設定した場合（Ｓ８００のＮｏ）にはプレ温調制御（Ｓ６００）を継続する。

【0061】

以上説明した本実施形態のバッテリ温調方法による制御結果について説明する。

【0062】

図８は、本実施形態のバッテリ温調方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。なお、図８では、プレ温調制御として、バッテリ温度Ｔ_Ｂを充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}まで下げるための冷却シーンを想定する。

【0063】

図示のように、外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信する時刻ｔ１で予備判定（Ｓ２００）が開始される。ここで、予備判定中は、プレ温調制御は実行されていない。このため、理論的には、予備判定中に演算される充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}は一定値をとる。一方で、現実の電動車両の走行シーンにおいては、現在地から充電設備までの移動過程における走行状態（加減速の頻度や渋滞状況など）に応じて充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の演算に誤差が生じる。このため、図８の時刻ｔ１～時刻ｔ３では、この誤差の影響で充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}が経時的に増加する例を示している。

【0064】

上記充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}の増加によって、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}と充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}の差により定まる推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}も増加して閾値温度差Ａに近づく。そして、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が閾値温度差Ａに到達する時刻ｔ２において、予備判定フラグｆ_ｐがＯＦＦからＯＮに切り替わる。このため、時刻ｔ２から第１温調判定（Ｓ４００）が開始される。

【0065】

第１温調判定は、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを下回る時刻ｔ２～時刻ｔ３の間継続する。そして、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを超え始める時刻ｔ３において、第１温調判定フラグｆ_１がＯＦＦからＯＮに切り替わる。このため、時刻ｔ３からプレ温調制御（特にバッテリ３４に対する冷却）が開始される。併せて終了判定（Ｓ７００）も開始される。

【0066】

ここで、バッテリ３４の冷却が開始される時刻ｔ３以降において、当該冷却の影響を考慮して演算される充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}は経時的に減少する。このため、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}も減少する。

【0067】

その後、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が閾値温度差Ａまで減少した時刻ｔ４において、終了判定フラグｆ_ｆがＯＦＦからＯＮに切り替わる。これによりプレ温調制御が終了する。なお、図８に示す例では、時刻ｔ４以降でプレ温調制御を実行していない状態が継続されたまま、時刻ｔ５で充電設備に到着する。一方で、プレ温調制御を終了させた後であっても、再び予備判定以降の処理を繰り返す構成を採用しても良い。

【0068】

以上説明した本実施形態のバッテリ温調方法の構成及びそれによる作用効果について説明する。

【0069】

本実施形態のバッテリ温調方法では、電動車両に搭載されるバッテリ３４に対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信すると、バッテリ３４を暖機又は冷却するプレ温調制御（Ｓ６００）を実行するか否かを判定する第１温調判定（Ｓ４００）を行い、第１温調判定の結果が肯定的であると、プレ温調制御を実行する。

【0070】

特に、第１温調判定では、プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を示唆する充電ゲイン量Ｇ_Ｂを演算し（Ｓ４０１）、プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量ΔＥ_{ｂ_ｔｅｍｃ}を演算し、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_ｔｅｍｃを超える場合にプレ温調制御を実行すべきと判断する（Ｓ４０３、Ｓ４０４）。

【0071】

これにより、充電時間の短縮により削減される電力量が、プレ温調制御によって消費される電力量を上回るシーンを適切に検知し、当該シーンにおいてプレ温調制御を実行することができる。したがって、実質的な充電電力量の利得が得られる状況においてプレ温調制御を実行することができるので、車両ユーザが負う充電電力量の負担を抑制することができる。

【0072】

また、本実施形態では、外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信すると、第１温調判定を実行するか否か判定する予備判定（Ｓ２００）をさらに実行し、予備判定の結果が肯定的であると、第１温調判定を実行する。

【0073】

特に、予備判定では、充電時にバッテリ温度Ｔ_Ｂが到達すべき充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}を演算し（Ｓ２０２）、充電時の推定バッテリ温度である充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}を演算し（Ｓ２０３）、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}と充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}の差として与えられる推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}を演算する。そして、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が所定の閾値温度差Ａを超えると、第１温調判定を実行すべきと判断する。

【0074】

これにより、予備的にプレ温調制御を実行すべきシーンをスクリーニングした上で、第１温調判定を実行することができ、演算負担が軽減される。

【0075】

そして、第１温調判定では、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}に基づいて、プレ温調制御を実行しないと仮定した場合の充電電力量である第１推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ１}を演算し、充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}に基づいて、プレ温調制御を実行すると仮定した場合の充電電力量である第２推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ２}を演算する。また、第１推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ１}と第２推定充電電力量ΔＥ_{ｂ_ｅｓ２}の差に基づいて、充電ゲイン量Ｇ_Ｂを演算する（充電ゲイン量演算部５３１）。

【0076】

これにより、事前の予備判定で使用した各パラメータを用いつつ充電ゲイン量Ｇ_Ｂを定めるための具体的な制御ロジックが実現される。

【0077】

また、プレ温調制御の実行中に、該プレ温調制御を終了するか否か判定する終了判定（Ｓ７００）を実行し、終了判定の結果が肯定的であるとプレ温調制御を終了する。特に、終了判定では、推定温度差ΔＴ_{Ｂ_t-ｅｓ}が閾値温度差Ａを下回るか、充電ゲイン量Ｇ_Ｂ及び温調消費電力量ΔＥ_{ｂ_ｔｅｍｃ}を下回ると、プレ温調制御を終了すべきと判断する（Ｓ７０１、Ｓ７０２、Ｓ７０４）。

【0078】

これにより、予備判定及び第１温調判定の結果に応じてプレ温調制御が実行されている状況下においても、当該プレ温調制御を中断すべきシーンに至った場合にこれを適切に検知して、これを終了することができる。

【0079】

さらに、本実施形態のプレ温調制御（Ｓ６００）では、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}が充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}よりも低い場合には、バッテリ３４を暖機し、充電時推定温度Ｔ_{Ｂ_ｅｓ}が充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}よりも高い場合には、バッテリ３４を冷却する。

【0080】

これにより、外部充電の際にバッテリ温度Ｔ_Ｂが充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}を下回るか、或いは上回るかに応じて、プレ温調制御における暖機と冷却を適切に実行することができる。

【0081】

特に、本実施形態では、冷却時には、温調アクチュエータ３６としてチラー３０１又はラジエータ３０５を用いる。より具体的に、ラジエータ３０５による冷却で所望の冷却量は確保できる場合にはラジエータ３０５を用いて冷却を行い、そうでない場合にはチラー３０１を作動させて冷却を行う。これにより、プレ温調制御におけるバッテリ３４の冷却をより効率的に行うことができる。

【0082】

なお、本実施形態では、上記バッテリ温調方法の実行に適したバッテリ温調装置として機能するコントローラ５０が提供される。

【0083】

このコントローラ５０は、電動車両に搭載されるバッテリ３４に対する外部充電の実行要求を示す外部充電要求信号Ｓ_ｃを受信すると、バッテリ３４を暖機又は冷却するプレ温調制御（Ｓ６００）を実行するか否か判定する第１温調判定部５３と、第１温調判定の結果が肯定的であると、プレ温調制御を実行するプレ温調制御部５５と、を有する。

【0084】

特に、第１温調判定部５３は、プレ温調制御の実行による充電電力量の増加分を示唆する充電ゲイン量Ｇ_Ｂを演算し（５３１）、プレ温調制御の実行により消費される電力量を示唆する温調消費電力量ΔＥ_{ｂ_ｔｅｍｃ}を演算し（５３２）、充電ゲイン量Ｇ_Ｂが温調消費電力量ΔＥ_{ｂ_ｔｅｍｃ}を超える場合にプレ温調制御を実行すべきと判断する（５３３、５３４）。

【0085】

［第２実施形態］
以下、第２実施形態について説明する。なお、先の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0086】

図９は、本実施形態によるバッテリ温調方法における全体処理を示すフローチャートである。なお、図９においては、図面簡略化のため、図３と共通する処理の一部は図示を省略している。

【0087】

図示のように、本実施形態では、特に第１温調判定に加えて第２温調判定（Ｓ４５０）を実行し、第１温調判定及び第２温調判定の結果が双方とも肯定的である場合にプレ温調制御を実行し、何れかが否定的である場合にはプレ温調制御を実行せずに処理を終了する（Ｓ５００、Ｓ５５０、Ｓ６００）。

【0088】

図１０Ａは、第２温調判定の詳細を説明するフローチャートである。また、図１０Ｂは、第２温調判定部５４の詳細構成を示すブロック図である。

【0089】

図示のように、第２温調判定では、先ず、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}及び充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}を入力とし、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑを演算する（Ｓ４５１、温調必要時間演算部５４１）。

【0090】

より詳細には、温調必要時間演算部５４１は、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}が充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}より高い場合には、上述の必要温調量として、現在バッテリ温度Ｔ_Ｂを充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}まで下げるために要する冷却量（以下、「必要冷却量」と称する）を演算する。さらに、当該必要冷却量から、図６に示したロジックで選択される冷却方法（チラー３０１を作動させる冷却又はラジエータ３０５を用いた冷却）に応じた冷却量（チラー冷却可能量又はラジエータ冷却可能量）を除算することで温調必要時間Δｔ_ｒｅｑを求める。

【0091】

特に、必要冷却量は、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}と充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}の差温に既知のバッテリ熱容量を乗じた値（熱マス冷却量）に、走行中のバッテリ総発熱量Ｑ_ｂを加算して求めることができる。

【0092】

一方、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}が充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}より低い場合には、上述の必要温調量として、現在バッテリ温度Ｔ_Ｂを充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}まで上げるために要する熱量（以下、「必要暖機量」と称する）を演算する。さらに、当該必要暖機量からＰＴＣヒータ３０４の出力に応じた単位加熱量（ＰＴＣ暖機量）を除算することで温調必要時間Δｔ_ｒｅｑを求める。

【0093】

特に、必要暖機量は、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}と充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}の差温に既知のバッテリ熱容量を乗じた値（熱マス冷却量）から、走行中のバッテリ総発熱量Ｑ_ｂを減算して求めることができる。

【0094】

そして、現在地から充電設備までの走行に要する予測移動時間Δｔ_ｔｒａを取得し、上記のロジック演算した温調必要時間Δｔ_ｒｅｑが予測移動時間Δｔ_ｔｒａ以上であるかを判定する（Ｓ４５２、Ｓ４５３）。温調必要時間Δｔ_ｒｅｑが予測移動時間Δｔ_ｔｒａ以上である場合には第２温調判定フラグｆ_２をＯＮに設定し、そうでない場合には第２温調判定フラグｆ_２をＯＦＦに設定する（Ｓ４５４、Ｓ４５５、減算部５４２、第２温調判定フラグ設定部５４３）。

【0095】

以上説明した本実施形態のバッテリ温調方法による制御結果について説明する。

【0096】

図１１は、本実施形態のバッテリ温調方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１１では、プレ温調制御として、バッテリ温度Ｔ_Ｂを充電目標温度Ｔ_{Ｂ_ｔ}まで下げるための暖機シーンを想定する。また、説明の簡略化のため、第２温調判定フラグｆ_２がＯＮとなるタイミングでは、第１温調判定フラグｆ_１がＯＮであることを前提とする。

【0097】

図示のように、予備判定フラグｆ_ｐがＯＦＦからＯＮに切り替わる時刻ｔ１１において、第１温調判定と並行して第２温調判定が開始される。時刻ｔ１１以降、走行中における電力消費に起因して現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}が経時的に上昇する。一方で、現在バッテリ温度Ｔ_{Ｂ_ｃ}の上昇に伴い、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑは緩やかに減少する。さらに、電動車両は充電設備に向かって走行するため、予測移動時間Δｔ_ｔｒａも経時的に減少する。

【0098】

ここで、予備判定フラグｆ_ｐがＯＮに切り替わる時刻ｔ１１の時点では、予測移動時間Δｔ_ｔｒａは温調必要時間Δｔ_ｒｅｑよりも大きい。一方で、予測移動時間Δｔ_ｔｒａの減少幅が温調必要時間Δｔ_ｒｅｑの減少幅よりも大きく、時刻ｔ１２において予測移動時間Δｔ_ｔｒａと温調必要時間Δｔ_ｒｅｑの大小関係が入れ替わる。このため、時刻ｔ１２において、第２温調判定フラグｆ_２がＯＦＦからＯＮに切り替わる。したがって、時刻ｔ１２からプレ温調制御（Ｓ６００）、より詳細にはバッテリ３４に対する暖機が開始される。また、併せて終了判定（Ｓ７００）も開始される。

【0099】

その後、終了判定（Ｓ７００）のロジックに基づき終了判定フラグｆ_ｆがＯＦＦからＯＮに切り替わる時刻ｔ１３において、プレ温調制御が終了する。

【0100】

以上説明した本実施形態のバッテリ温調方法では、外部充電要求信号Ｓ_ｃを取得するとさらに、第１温調判定（Ｓ４００）とは別にプレ温調制御を実行するか否か判定する第２温調判定（Ｓ４５０）を行い、第１温調判定及び第２温調判定の判定結果が肯定的である場合に、プレ温調制御を実行する。

【0101】

特に、第２温調判定では、プレ温調制御の開始から終了までに要する時間として定まる温調必要時間Δｔ_ｒｅｑを演算し（Ｓ４５１）、電動車両の現在地から外部充電を行う充電設備までに要する予測移動時間Δｔ_ｔｒａを取得する（Ｓ４５２）。そして、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑが予測移動時間Δｔ_ｔｒａを超えると、プレ温調制御を実行すべきと判断する（Ｓ４５３、Ｓ４５４、Ｓ４５５）。

【0102】

これにより、プレ温調制御を行う時間を必要最低限とすることができる。したがって、外部充電要求がキャンセルされるなどの理由でプレ温調制御を中断する場合に、それまでプレ温調制御を実行していた分のエネルギー損失が生じるが、プレ温調制御を行う時間を必要最低限とすることにより当該エネルギー損失を最小化することができる。

【0103】

なお、上記第２実施形態の構成を前提とした図６のＳ６０２に示す判定（チラー３０１を作動させるか否かの判定）では、第１実施形態で説明した判定に代えて又はこれとともに、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑと予測移動時間Δｔ_ｔｒａの大小関係に基づく判定ロジックを採用しても良い。より具体的には、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑが予測移動時間Δｔ_ｔｒａ以下である場合にはチラー３０１による冷却を行わず、温調必要時間Δｔ_ｒｅｑが予測移動時間Δｔ_ｔｒａを超える場合に、チラー３０１を作動させて冷却を行う判定ロジックを採用することができる。この判定ロジックにより、プレ温調制御の実行とチラー３０１の作動が実質的に同一の判断（タイミング）で行われることとなるため、プレ温調制御におけるバッテリ３４の冷却をより効率的に行うことができる。

【0104】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び各変形例で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0105】

１ 車両システム
２０ ナビシステム
３０ 温調システム
３４ バッテリ
３６ 温調アクチュエータ
５０ コントローラ
５１ 温調判定部
５２ 予備判定部
５３ 第１温調判定部
５４ 第２温調判定部
５５ プレ温調制御部
５６ 終了判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】