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(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】P2025098329
(43)【公開日】2025-07-02
(54)【発明の名称】制御システム、及び制御プログラム
(51)【国際特許分類】
B60K 11/02 20060101AFI20250625BHJP
H01M 10/627 20140101ALI20250625BHJP
H01M 10/633 20140101ALI20250625BHJP
【ＦＩ】
B60K11/02 ZHV
H01M10/627
H01M10/633
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023214386
(22)【出願日】2023-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ
(72)【発明者】
【氏名】六浦 圭太
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 宣幸
(72)【発明者】
【氏名】小芦 英史
(72)【発明者】
【氏名】角田 健太郎
【テーマコード（参考）】
3D038
5H031
【Ｆターム（参考）】
3D038AC22
5H031CC09
(57)【要約】
【課題】バッテリを暖機することが可能な制御システムを提供する。
【解決手段】走行用モータＭに供給する電力が蓄電されている高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュール２０と、ポンプにより高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、高圧バッテリ４と共に単一のハウジングに収容された車両において、高圧バッテリ４の温度調節制御を行う制御システム１は、車両に対する走行指令に応じて、少なくとも電源モジュール２０の作動を制御する制御部５１と、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部５２と、を備え、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節を行う温調制御を実行する。
【選択図】図３
【解決手段】走行用モータＭに供給する電力が蓄電されている高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュール２０と、ポンプにより高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、高圧バッテリ４と共に単一のハウジングに収容された車両において、高圧バッテリ４の温度調節制御を行う制御システム１は、車両に対する走行指令に応じて、少なくとも電源モジュール２０の作動を制御する制御部５１と、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部５２と、を備え、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節を行う温調制御を実行する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行用モータに供給する電力が蓄電されているバッテリの出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュールと、ポンプにより前記バッテリと前記電源モジュールとに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、前記バッテリと共に単一のハウジングに収容された車両において、前記バッテリの温度調節制御を行う制御システムであって、
前記車両に対する走行指令に応じて、少なくとも前記電源モジュールの作動を制御する制御部と、
前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、前記走行用モータが通電されていない状態であるときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節を行う温調制御を実行する制御システム。
前記車両に対する走行指令に応じて、少なくとも前記電源モジュールの作動を制御する制御部と、
前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、前記走行用モータが通電されていない状態であるときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節を行う温調制御を実行する制御システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記車両のスタータスイッチがオン状態にされた場合に前記温調制御を実行する請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
前記電源モジュールは、更に、交流電力を、前記バッテリを充電可能な直流電力に変換可能であって、
前記制御部は、前記交流電力に基づく前記バッテリの充電時に前記温調制御を実行する請求項１に記載の制御システム。
前記制御部は、前記交流電力に基づく前記バッテリの充電時に前記温調制御を実行する請求項１に記載の制御システム。
【請求項4】
前記ハウジングには、前記ポンプが更に収容されており、
前記制御部は、前記走行用モータが通電されていない状態であるときに前記ポンプを駆動させて、前記冷却流体を介した前記温調制御を実行する請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
前記制御部は、前記走行用モータが通電されていない状態であるときに前記ポンプを駆動させて、前記冷却流体を介した前記温調制御を実行する請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項5】
走行用モータに供給する電力が蓄電されているバッテリの出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュールと、ポンプにより前記バッテリと前記電源モジュールとに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、前記バッテリと共に単一のハウジングに収容された車両において、前記バッテリの温度調節制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、
前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理にて前記走行用モータが通電されていない状態であると判定されたときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節制御を実行する制御処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理にて前記走行用モータが通電されていない状態であると判定されたときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節制御を実行する制御処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリの温度調節制御を行う制御システム、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、走行駆動源としてモータ（「走行用モータ」に相当）を備えた自動車（ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、バッテリ車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）等）が普及している。これらの自動車（以下、「電動車」と総称する）はモータを駆動させるためのバッテリを搭載している。
【0003】
一般的に、電動車に搭載されるバッテリは、複数のセルが並設されたバッテリモジュールをハウジングに収容して構成されている。そのため、バッテリを使用すると、発熱によりハウジングの内部に熱がこもって高温になる。バッテリは高温になると劣化が進みやすくなる。そこで、バッテリを冷却する技術が検討されてきた（例えば、特許文献１及び２参照）。
【0004】
特許文献１には、車両の電池冷却構造について記載されている。この電池冷却構造は、電池モジュールと、電池モジュールに冷却流体を供給する冷却通路と、電池モジュールに電気的に接続された電装機器と、冷却流体を冷却する冷却器と、電池モジュール、電装機器、冷却器、及び冷却通路を収容するバッテリケースとを備えている。また、この電池冷却構造では、電池モジュールの電池セルを冷却した後の冷却流体を電装機器に供給し、電装機器を冷却するように構成されている。
【0005】
特許文献２には、車両用冷却構造について記載されている。この車両用冷却構造は、車両用電気駆動システムに適用される。車両用電気駆動システムは、電動機、バッテリ、及びインバータを収容するハウジングを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－５９２１５号公報
【特許文献2】特開２００８－１０５６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述したように、バッテリは高温になると劣化が進みやすくなることから、特許文献１及び２に記載される技術のようにバッテリを冷却することが望まれる。しかしながら、例えば冬場等のような冷間時には、バッテリ寿命の観点において、バッテリの充電時やバッテリに蓄えられた電力の使用時（放電時）にバッテリを暖機して作動効率を高めることが好ましい。特許文献１及び２には、このようなバッテリの暖機について考慮されておらず、改良の余地がある。
【0008】
そこで、バッテリを暖機することが可能な制御システム及び制御プログラムが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る制御システムの特徴構成は、走行用モータに供給する電力が蓄電されているバッテリの出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュールと、ポンプにより前記バッテリと前記電源モジュールとに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、前記バッテリと共に単一のハウジングに収容された車両において、前記バッテリの温度調節制御を行う制御システムであって、前記車両に対する走行指令に応じて、少なくとも前記電源モジュールの作動を制御する制御部と、前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部と、を備え、前記制御部は、前記走行用モータが通電されていない状態であるときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節を行う温調制御を実行する点にある。
【0010】
このような特徴構成とすれば、制御システムが搭載される車両の走行用モータが通電されていない状態であっても、電源モジュールを駆動して生じた熱（ジュール熱）によりハウジング内の温度（雰囲気温度）を高めることができる。したがって、例えば冷間時において、走行用モータが通電されていない状況で、バッテリに蓄えられている電力を利用する場合であっても、バッテリを暖機することが可能となる。
【0011】
また、本発明に係る制御プログラムの特徴構成は、走行用モータに供給する電力が蓄電されているバッテリの出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュールと、ポンプにより前記バッテリと前記電源モジュールとに亘って冷却流体を循環させる循環路とが、前記バッテリと共に単一のハウジングに収容された車両において、前記バッテリの温度調節制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、前記走行用モータが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、前記判定処理にて前記走行用モータが通電されていない状態であると判定されたときに前記電源モジュールを駆動させて、前記バッテリの温度調節制御を実行する制御処理と、をコンピュータに実行させる点にある。
【0012】
このような特徴構成とすれば、上述した制御システムと同様に、車両の走行用モータが通電されていない状態であっても、電源モジュールを駆動して生じた熱（ジュール熱）によりハウジング内の温度（雰囲気温度）を高めることができる。したがって、例えば冷間時において、走行用モータが通電されていない状況で、バッテリに蓄えられている電力を利用する場合であっても、バッテリを暖機することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】制御システムを搭載した車両を示す図である。
【図2】バッテリと電源モジュールとポンプとの配置を示す図である。
【図3】電源モジュールの構成を示す図である。
【図4】第１モード、第２モード、及び第３モードを示す図である。
【図5】制御システムの処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明に係る制御システムは、車両に搭載されるバッテリの温度調節制御を行うように構成されている。以下、本実施形態の制御システム１について説明する。ただし、制御システム１は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【0015】
【0016】
車両２の底部２Ａには、車両２の走行に利用される電力を蓄電する高圧バッテリ４（「バッテリ」の一例）が設けられている。高圧バッテリ４は、車両２の走行中に跳ね上がる小石等による損傷を防止するために路面２００に対向するようにハウジング１０に収容されている。ハウジング１０は、例えば樹脂を用いて有底の箱状を呈し、収容空間１０Ａが形成される。この収容空間１０Ａに高圧バッテリ４が収容されている。ハウジング１０は、車両２が走行中において路面２００と対向する底部２Ａにおける、一対の前輪ＦＷと、一対の後輪ＲＷとの間に設けられる。
【0017】
車両２には、上述した高圧バッテリ４と共に、車両２に搭載される電装品（ＵＳＢ接続部や照明等）といった負荷９０（図３参照）に供給される電力が蓄電される低圧バッテリ５が設けられる。高圧バッテリ４は、車両２を走行可能な走行用モータＭに電力を供給する。本実施形態では、一対の前輪ＦＷに対して走行用モータＭの回転力が伝達される。高圧バッテリ４は、低圧バッテリ５の出力電圧の電圧値よりも大きい電圧値の電圧を出力する。なお、本実施形態では、上記のように一対の前輪ＦＷに対して走行用モータＭの回転力が伝達されるが、一対の後輪ＲＷに対して走行用モータＭの回転力が伝達されるように構成してもよいし、一対の前輪ＦＷ及び一対の後輪ＲＷに対して走行用モータＭの回転力が伝達されるように構成してもよい。
【0018】
車室３は、区画壁６により走行用モータＭが収容されるモータルーム７と仕切られている。車室３には走行用モータＭを始動可能なスタータスイッチ１１が設けられている。
【0019】
図２はバッテリユニット１００の斜視図である。図２に示されるように、バッテリユニット１００は、ハウジング１０に高圧バッテリ４を収容して構成される。また、ハウジング１０には、高圧バッテリ４と共に、電源モジュール２０と、冷却プレート３０と、ポンプ４０とが収容される。したがって、高圧バッテリ４と、電源モジュール２０と、冷却プレート３０と、ポンプ４０とが単一のハウジング１０に収容される。
【0020】
本実施形態では、ハウジング１０における車両進行方向後側Ｂに高圧バッテリ４が収容され、高圧バッテリ４よりも車両進行方向前側Ｆに電源モジュール２０とポンプ４０とが収容される。また、ハウジング１０における車両進行方向左側Ｌに電源モジュール２０が収容され、電源モジュール２０よりも車両進行方向右側Ｒにポンプ４０が収容される。
【0021】
冷却プレート３０は、ポンプ４０により高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路３５を内部に有する。冷却プレート３０は、内部に中空の流路が設けられており、この流路が循環路３５に相当する。したがって、循環路３５も、単一のハウジング１０に収容される。冷却流体として、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等の冷却水、パラフィン系等の絶縁油、又はハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）やハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）等の冷媒を用いることが可能である。
【0022】
図２に示されるように、電源モジュール２０及び高圧バッテリ４は、共に、この冷却プレート３０が伝熱シート（不図示）を介して接する状態で、ハウジング１０に収容されている。これにより、電源モジュール２０を構成する電子部品及び高圧バッテリ４を、冷却プレート３０を流通する冷却流体を介して温度調節することが可能となる。
【0023】
図３には、制御システム１及び電源モジュール２０のブロック図が示される。電源モジュール２０は、切替部２１、周波数変換部２２、第１変換部２３、トランス２４、第２変換部２５、及び第３変換部２６を含んで構成される。
【0024】
電源モジュール２０は、高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換することが可能である。具体的には、高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、低圧バッテリ５を充電可能な電圧値の直流電圧に変換することが可能である。また、高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、商用電源として利用可能な電圧値の交流電圧（例えば、実効値が１００Ｖの交流電圧）に変換することも可能である。
【0025】
更に、電源モジュール２０は、外部からの交流電力を、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換することも可能である。外部とは、車両２の外部であって、車両２に搭載される高圧バッテリ４及び低圧バッテリ５とは異なる電力源である。また、交流電力とは、電圧値が所定の周期で振幅する交流電圧から構成される電力をいう。具体的には、外部からの交流電圧は、商用周波数（例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚ）で振幅し、単相三線式で供給される商用電源から取り出した２００Ｖ（実効値）の交流電圧が相当する。直流電力とは、基準電圧に対して一定の電圧値（リップル電圧は除く）となる直流電圧で構成される電力をいう。
【0026】
以下では、図４に示されるように、電源モジュール２０が高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、低圧バッテリ５を充電可能な電圧値の直流電圧に変換するように動作する形態を、第１モードと称する。また、電源モジュール２０が高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、商用電源としてコンセント９９を介して利用可能な電圧値の交流電圧に変換するように動作する形態を、第２モードと称する。さらに、電源モジュール２０が例えばコンセントプラグのような供給部９８を介して供給された外部からの交流電力を、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換するように動作する形態を、第３モードと称して説明する。図４では、電流の流れを白抜き矢印で示している。
【0027】
図３に戻り、周波数変換部２２は、交流電力及び直流電力の一方を他方に変換する。すなわち、第３モードにおいて、高圧バッテリ４を充電する場合には、周波数変換部２２は、上述した外部からの交流電力を、直流電力に変換する。一方、第２モードにおいて、外部に交流電力を出力する場合には、周波数変換部２２は、直流電力を、交流電力に変換する。なお、第１モードにおいて、高圧バッテリ４の電力で、低圧バッテリ５を充電する場合には、周波数変換部２２は、第３モードと同様に、直流電力を、交流電力に変換した上で、直流電力に変換するように構成するとよい。
【0028】
周波数変換部２２は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子とを含んで構成されるレグを、１組備えて構成される。これらのスイッチング素子は、例えばｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が用いられる。
【0029】
第３モードにおいて、周波数変換部２２が、交流電力を、直流電力に変換する場合には、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間と、他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間とに亘って交流電力が供給される。
【0030】
この場合、周波数変換部２２は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第１状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第２状態と、を順次切り替えながら駆動される。
【0031】
周波数変換部２２は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とが互いに接続されるハイサイドの電源ラインと、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とが互いに接続されるローサイドの電源ラインとの間において、交流電力から変換した直流電力を出力する。
【0032】
一方、第２モードにおいて、周波数変換部２２が、直流電力を、交流電力に変換する場合には、ハイサイドの電源ラインとローサイドの電源ラインとの間において、直流電力が供給される。
【0033】
この場合、周波数変換部２２は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第３状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第４状態と、を順次切り替えながら駆動される。これにより、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間と、他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間とに亘って、交流電力が出力される。
【0034】
このような周波数変換部２２による直流電力の出力と、交流電力の出力とは、切替部２１により選択的に切り替え可能に構成されている。切替部２１は、例えばリレーを用いて構成することが可能である。切替部２１は、共に図示しない０番端子と１番端子とが接続するよう操作されると、周波数変換部２２が供給部９８と電気的に接続され、供給部９８から供給された交流電力を、直流電力に変換することが可能となる。また、切替部２１が、共に図示しない０番端子と３番端子とが接続するよう操作されると、周波数変換部２２がコンセント９９と電気的に接続され、高圧バッテリ４からの直流電力に基づき生成した交流電力を、コンセント９９から取り出すことが可能となる。
【0035】
第３モードでは、第１変換部２３は、周波数変換部２２からの直流電力をトランス２４の一次巻線に入力する。第１変換部２３は、上述したハイサイドの電源ラインとローサイドの電源ラインとに対して互いに並列に接続された２つのレグを有する。これら２つのレグは、夫々、直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子とを有する。第１変換部２３のスイッチング素子も、ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。
【0036】
第１変換部２３は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第５状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第６状態と、を順次切り替えながら駆動される。
【0037】
第１変換部２３は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間と、他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間とに亘って、交流電力を出力する。この交流電力は、トランス２４の一次巻線に供給される。
【0038】
一方、第２モードにおいて、第１変換部２３は、トランス２４からの交流電力を、直流電力に変換して、ハイサイドの電源ラインとローサイドの電源ラインとの間に亘って当該直流電力を出力する。
【0039】
この場合、第１変換部２３は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第７状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第８状態と、を順次切り替えながら駆動される。これにより、ハイサイドの電源ラインとローサイドの電源ラインとに亘って、直流電力が出力される。
【0040】
トランス２４は、一次巻線と、二次巻線と、三次巻線とを有する。第３モードでは、一次巻線に、上述したように第１変換部２３からの交流電力が供給される。二次巻線及び三次巻線には、一次巻線と二次巻線及び三次巻線の夫々との巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線と二次巻線及び三次巻線の夫々との巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。
【0041】
一方、第２モードでは、二次巻線に、後述する第２変換部２５からの交流電力が供給される。一次巻線には、一次巻線と二次巻線との巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線と二次巻線との巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。更に、三次巻線には、一次巻線と三次巻線との巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線と三次巻線との巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。
【0042】
第３モードでは、第２変換部２５は、トランス２４の二次巻線からの交流電力を整流し、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換する。第２変換部２５は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子とを含んで構成されるレグを、１組備えて構成される。これらのスイッチング素子は、例えばｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。
【0043】
第２変換部２５には、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間と、他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との間とに亘って、二次巻線からの交流電力が供給される。
【0044】
第２変換部２５は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第９状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第１０状態と、を順次切り替えながら駆動される。
【0045】
第２変換部２５は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とが互いに接続されるハイサイドの電源ラインと、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とが互いに接続されるローサイドの電源ラインとの間において、交流電力から変換した直流電力を出力する。この直流電力は高圧バッテリ４に供給され、高圧バッテリ４が充電される。
【0046】
トランス２４の一次巻線と二次巻線との巻数比を、一次巻線に印加される交流電圧の電圧値と高圧バッテリ４の充電に利用する直流電圧の電圧値との比に応じたものとすることで、第２変換部２５から高圧バッテリ４の充電に適した直流電力を生じさせ、高圧バッテリ４を充電することが可能となる。
【0047】
一方、第２モードでは、第２変換部２５は、高圧バッテリ４からの直流電力を、交流電力に変換して、トランス２４の二次巻線に出力する。
【0048】
この場合、第２変換部２５は、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを閉状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを開状態にする第１１状態と、一方のレグのハイサイドのスイッチング素子と他方のレグのローサイドのスイッチング素子とを開状態にすると共に、一方のレグのローサイドのスイッチング素子と他方のレグのハイサイドのスイッチング素子とを閉状態にする第１２状態と、を順次切り替えながら駆動される。これにより、トランス２４の二次巻線に交流電力が出力される。
【0049】
第３変換部２６は、三次巻線に生じる電圧(交番電圧)を整流し、第２変換部２５から出力される直流電圧の電圧値よりも低い電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する。
【0050】
第３変換部２６は、例えばハイサイドのスイッチング素子と、ローサイドのスイッチング素子と、リアクトルコイルとを含んで構成される同期整流型のコンバータで構成することが可能である。第３変換部２６は、例えば、低圧バッテリ５を充電可能な電圧値の直流電力を出力するようにすることで、低圧バッテリ５を充電することが可能となる。
【0051】
主機インバータ４１は、高圧バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換し、走行用モータＭを駆動する。走行用モータＭは、３相モータが用いられる。このため、主機インバータ４１は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子を含んで構成されるレグを３つ備えて構成される。主機インバータ４１は、この３つのレグのうちの所定の１つのレグのハイサイドのスイッチング素子と、残りの２つのレグのうちの一方のローサイドスイッチング素子とを閉状態にすると共に、他のスイッチング素子を開状態にする状態を、順次切り替えることで、高圧バッテリ４からの直流電力を３相の交流電力に変換する。このような３相の交流電力を、走行用モータＭに供給することで、走行用モータＭが駆動する。
【0052】
補機インバータ４２は、例えばエアコンディショナーなどの補機４３に、高圧バッテリ４からの直流電力を構成する直流電圧の電圧値を降圧して供給する。降圧された直流電力は、補機４３が有するインバータ等により交流電力に変換され、利用される。
【0053】
制御システム１は、制御部５１と、判定部５２とを備えて構成され、各機能部は、電源モジュール２０の制御に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【0054】
制御部５１は、車両２に対する走行指令に応じて、少なくとも電源モジュール２０の作動を制御する。車両２に対する走行指令とは、車両２を走行させるために走行用モータＭに要求された出力トルクである。車両２を走行させる場合、主機インバータ４１は、図示しない主機インバータ制御ユニットにより制御され、高圧バッテリ４に蓄えられている電力に基づいて走行用モータＭを駆動する。また、車両２の走行中、高圧バッテリ４に蓄えられている電力に基づいて、低圧バッテリ５の充電も可能である。この場合、制御部５１が、電源モジュール２０の作動を制御する。また、車両２の走行中、コンセント９９から交流電力の出力を要求された場合、制御部５１は電源モジュール２０の作動を制御する。このような場合、制御部５１は、切替部２１、周波数変換部２２、第１変換部２３、第２変換部２５、及び第３変換部２６の夫々が有する各部品（リレーやスイッチング素子など）の駆動を制御する。
【0055】
ここで、高圧バッテリ４を充電する場合、及び、高圧バッテリ４に蓄えられている電力を利用する場合（放電する場合）には、高圧バッテリ４の温度が高過ぎても低過ぎても好ましくない。制御システム１は、高圧バッテリ４の温度が低過ぎる場合に、高圧バッテリ４を暖機することができるように構成されている。
【0056】
車両２には、車外の気温を測定できる温度センサ（図示せず）が設けられている。制御部５１は、温度センサの検出結果を取得し、車外の気温が予め設定された温度（例えば１０℃）よりも低い場合、判定部５２に対して、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定するように指示を行う。この指示を受けて、判定部５２は、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する。判定部５２は、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かは、走行用モータＭの回転速度に基づいて判定することが可能であるし、主機インバータ４１の動作状態に基づいて判定することが可能である。走行用モータＭの回転速度に基づいて判定する場合には、走行用モータＭの回転速度が予め設定された回転速度以下であるときに走行用モータＭが通電されていないと判定することが可能である。また、主機インバータ４１の動作状態に基づいて判定する場合には、主機インバータ４１を駆動する主機インバータ制御ユニットから動作状態及び非動作状態であることを示す情報を取得して判定してもよい。もちろん、主機インバータ４１の出力電流を検出し、この出力電流の大きさに応じて判定することも可能である。判定部５２の判定結果は、制御部５１に伝達される。
【0057】
制御部５１は、車外の気温が予め設定された温度よりも低い場合において、高圧バッテリ４に蓄えられている電力から、交流電力を取り出す際は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節を行う温調制御を実行する。具体的には、図４の第２モードに示されるように、高圧バッテリ４に蓄えられている電力を利用してコンセント９９から交流電力を取り出す場合には、制御部５１は、周波数変換部２２、第１変換部２３、及び第２変換部２５を駆動する。これにより、電源モジュール２０からの熱に基づいて、ハウジング１０内の雰囲気温度が高くなり、高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。また、このとき、コンセント９９から交流電力を取り出すことができるようにするだけでなく、第１モードと同様に、第３変換部２６を駆動して高圧バッテリ４の電力で低圧バッテリ５を充電するようにすると好適である。これにより、周波数変換部２２、第１変換部２３、及び第２変換部２５だけでなく、第３変換部２６の夫々が有する部品（スイッチング素子）からの熱に基づいて、更にハウジング１０内の雰囲気温度が高くなり、高圧バッテリ４の暖機を早めることが可能となる。このような電源モジュール２０のスイッチング素子やトランス２４を発熱させて高圧バッテリ４を暖機する制御が、上述した高圧バッテリ４の温度調節を行う温調制御に相当する。
【0058】
また、制御部５１は、車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合に、温調制御を実行すると好適である。スタータスイッチ１１とは、例えばスマートキー等が車室３にある状態において、所定の条件（パーキングブレーキの作動、ブレーキペダルの踏み込み等）のもとで押下すると、車両２を走行可能な状態にすることができるプッシュボタンである。このようなスタータスイッチ１１は、例えばブレーキペダルを踏まずに押下することで、車両２の状態を、一部の電装品（例えばオーディオ等）が使用可能な状態（所謂、ＡＣＣのオン状態）にすることが可能である。車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合とは、このような車両２の状態を、一部の電装品（例えばオーディオ等）が使用可能な状態になったことを意味する。このような車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合には、スタータスイッチ１１がオン状態にされるまでは車両２が走行しておらず、高圧バッテリ４が冷えていることが想定される。そこで、このような状態においては、図４の第１モードに示されるように、電源モジュール２０の第３変換部２６を駆動して高圧バッテリ４の電力で低圧バッテリ５を充電するようにすると好適である。これにより、第３変換部２６の夫々が有する部品（スイッチング素子）からの熱に基づいて、ハウジング１０内の雰囲気温度が高くなり、高圧バッテリ４の暖機を行うことが可能となる。
【0059】
一方、高圧バッテリ４を充電する場合にも、高圧バッテリ４の温度が低過ぎると好ましくない。そこで、制御部５１は、交流電力に基づく高圧バッテリ４の充電時に温調制御を実行するように構成すると好適である。具体的には、図４の第３モードに示されるように、高圧バッテリ４を交流電力に基づいて充電する場合には、制御部５１は、周波数変換部２２、第１変換部２３、及び第２変換部２５を駆動する。これにより、電源モジュール２０からの熱に基づいて、ハウジング１０内の雰囲気温度が高くなり、高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。なお、この場合にも、第１モードと同様に、制御部５１は、第３変換部２６を駆動して高圧バッテリ４の電力で低圧バッテリ５を充電するようにすることが可能である。これにより、周波数変換部２２、第１変換部２３、及び第２変換部２５だけでなく、第３変換部２６の夫々が有する部品（スイッチング素子）からの熱に基づいて、更にハウジング１０内の雰囲気温度が高くなり、高圧バッテリ４の暖機を早めることが可能となる。
【0060】
上記のように、制御システム１は、電源モジュール２０を駆動してハウジング１０内の雰囲気温度を高くし、高圧バッテリ４を暖機するが、制御部５１は走行用モータＭが通電されていない状態であるときにポンプ４０を駆動させて、冷却流体を介した温調制御を実行するように構成することも可能である。上述したように、ハウジング１０には、電源モジュール２０と共に、ポンプ４０と、当該ポンプ４０により高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路３５とが設けられている。そこで、電源モジュール２０と熱交換をして暖められた冷却流体を、高圧バッテリ４に流通させることで、雰囲気温度だけでなく、冷却流体を介して電源モジュール２０の熱により高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。
【0061】
また、ポンプ４０と共に、ポンプ４０を駆動するポンプドライバをハウジング１０内に収容して構成することも可能である。ポンプドライバは、複数のスイッチング素子を備えて構成され、これらのスイッチング素子はポンプ４０を駆動するときに熱を発する。この熱を利用してハウジング１０内の雰囲気温度を高めることで、高圧バッテリ４を暖機することが可能である。また、冷却流体を、このポンプドライバと熱交換させ、冷却流体を介して電源モジュール２０の熱により高圧バッテリ４を暖機することも可能である。
【0062】
次に、制御システム１における処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。制御システム１は、スタータスイッチ１１がオン状態にされると（ステップ＃１：Ｙｅｓ）、低圧バッテリ５を起動する（ステップ＃２）。続いて、高圧バッテリ４を起動する（ステップ＃３）。
【0063】
車両２が走行中であれば（ステップ＃４：Ｙｅｓ）、走行用モータＭ、及び主機インバータ４１で高圧バッテリ４を暖機する（ステップ＃５）。一方、車両２が走行中でなく（ステップ＃４：Ｎｏ）、車両２が停車中である場合も（ステップ＃６：Ｙｅｓ）、走行用モータＭ、及び主機インバータ４１で高圧バッテリ４を暖機する（ステップ＃５）。
【0064】
ステップ＃６において、車両２が停車中でない場合には（ステップ＃６：Ｎｏ）、電源モジュール２０で高圧バッテリ４を暖機する（ステップ＃７）。このような処理に基づいて、制御システム１は高圧バッテリ４を暖機する。
【0065】
上述した制御システム１の構成は、高圧バッテリ４の温度調節制御を行うコンピュータに実行させるためのプログラムとして構成することも可能である。この場合、プログラムは、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、当該判定処理にて走行用モータＭが通電されていない状態であると判定されたときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節制御を実行する制御処理とをコンピュータに実行させるように構成するとよい。このようなプログラムをコンピュータが実行することで、上述した制御システム１と同様に、電源モジュール２０の熱を利用して高圧バッテリ４を暖機することが可能である。
【0066】
〔その他の実施形態〕
次に、制御システム１のその他の実施形態について説明する。
次に、制御システム１のその他の実施形態について説明する。
【0067】
上記実施形態では、制御部５１は、車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合に温調制御を実行するとして説明した。しかしながら、制御部５１は、車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合でなくても、車両２が走行可能な状態となっていない場合において、高圧バッテリ４を充電、又は、高圧バッテリ４の放電を検出した場合に温調制御を実行するように構成することも可能である。
【0068】
上記実施形態では、電源モジュール２０は、更に、交流電力を、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換可能であって、制御部５１は、交流電力に基づく高圧バッテリ４の充電時に温調制御を実行するとして説明した。しかしながら、電源モジュール２０は、交流電力を、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換しないように構成されていてもよい。この場合、制御部５１は、交流電力に基づく高圧バッテリ４の充電時に温調制御を実行しないように構成するとよい。
【0069】
上記実施形態では、ハウジング１０には、ポンプ４０が更に収容されており、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときにポンプ４０を駆動させて、冷却流体を介した温調制御を実行するとして説明した。しかしながら、ハウジング１０には、ポンプ４０が収容されないように構成することも可能である。この場合でも、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときにポンプ４０を駆動させて、冷却流体を介した温調制御を実行するように構成することが可能である。
【0070】
上記実施形態では、高圧バッテリ４の温度調節制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムについて説明した。このような制御プログラムは、記憶媒体に記憶することも可能である。このような記憶媒体は、走行用モータＭに供給する電力が蓄電されている高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュール２０と、ポンプ４０により高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路３５とが、高圧バッテリ４と共に単一のハウジング１０に収容された車両２において、高圧バッテリ４の温度調節制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムを記憶した記憶媒体として構成し、記憶媒体は、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、当該判定処理にて走行用モータＭが通電されていない状態であると判定されたときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節制御を実行する制御処理と、をコンピュータに実行させる制御プログラムを記憶するとよい。
【0071】
このような制御プログラムを記憶した記憶媒体であっても、上述した制御システム１と同様に、電源モジュール２０の熱を利用して高圧バッテリ４を暖機することが可能である。
【0072】
〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した制御システム１及び制御プログラムの概要について説明する。
以下、上記において説明した制御システム１及び制御プログラムの概要について説明する。
【0073】
（１）制御システム１は、走行用モータＭに供給する電力が蓄電されている高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュール２０と、ポンプ４０により高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路３５とが、高圧バッテリ４と共に単一のハウジング１０に収容された車両２において、高圧バッテリ４の温度調節制御を行う制御システム１であって、車両２に対する走行指令に応じて、少なくとも電源モジュール２０の作動を制御する制御部５１と、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定部５２と、を備え、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節を行う温調制御を実行するように構成されている。
【0074】
本構成によれば、制御システム１が搭載される車両２の走行用モータＭが通電されていない状態であっても、電源モジュール２０を駆動して生じた熱（ジュール熱）によりハウジング１０内の温度（雰囲気温度）を高めることができる。したがって、例えば冷間時において、走行用モータＭが通電されていない状況で、高圧バッテリ４に蓄えられている電力を利用する場合であっても、高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。
【0075】
（２）（１）に記載の制御システム１において、制御部５１は、車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた場合に温調制御を実行すると好適である。
【0076】
車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされた直後には、高圧バッテリ４の温度が低く、暖機を要することがある。本構成によれば、車両２のスタータスイッチ１１がオン状態にされたことをトリガとして、自動的に電源モジュール２０を駆動させてハウジング１０内の温度を高め、高圧バッテリ４を暖機することができる。したがって、高圧バッテリ４を暖機するためにユーザが指示する操作を不要にできる。
【0077】
（３）（１）または（２）に記載の制御システム１において、電源モジュール２０は、更に、交流電力を、高圧バッテリ４を充電可能な直流電力に変換可能であって、制御部５１は、交流電力に基づく高圧バッテリ４の充電時に温調制御を実行すると好適である。
【0078】
本構成によれば、高圧バッテリ４に蓄えられている電力を利用する場合だけでなく、例えば冷間時において、走行用モータＭが通電されていない状況で、高圧バッテリ４を充電する場合であっても、高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。
【0079】
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載の制御システム１において、ハウジング１０には、ポンプ４０が更に収容されており、制御部５１は、走行用モータＭが通電されていない状態であるときにポンプ４０を駆動させて、冷却流体を介した温調制御を実行すると好適である。
【0080】
本構成によれば、ハウジング１０内の温度を高めて高圧バッテリ４を暖機するだけでなく、例えば電源モジュール２０で熱交換した後の冷却流体を高圧バッテリ４の暖機に利用することができる。したがって、高圧バッテリ４の暖機をより効率よく行うことが可能となる。
【0081】
（５）制御プログラムは、走行用モータＭに供給する電力が蓄電されている高圧バッテリ４の出力電圧の電圧値を、所定の電圧値の電圧に変換可能な電源モジュール２０と、ポンプ４０により高圧バッテリ４と電源モジュール２０とに亘って冷却流体を循環させる循環路３５とが、高圧バッテリ４と共に単一のハウジング１０に収容された車両２において、高圧バッテリ４の温度調節制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、走行用モータＭが通電されていない状態であるか否かを判定する判定処理と、判定処理にて走行用モータＭが通電されていない状態であると判定されたときに電源モジュール２０を駆動させて、高圧バッテリ４の温度調節制御を実行する制御処理と、をコンピュータに実行させる。
【0082】
本構成によれば、上述した制御システム１と同様に、車両２の走行用モータＭが通電されていない状態であっても、電源モジュール２０を駆動して生じた熱（ジュール熱）によりハウジング１０内の温度（雰囲気温度）を高めることができる。したがって、例えば冷間時において、走行用モータＭが通電されていない状況で、高圧バッテリ４に蓄えられている電力を利用する場合であっても、高圧バッテリ４を暖機することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0083】
本開示に係る技術は、バッテリの温度調節制御を行う制御システム、及び制御プログラムに利用することができる。
【符号の説明】
【0084】
１：制御システム、２：車両、４：高圧バッテリ（バッテリ）、１０：ハウジング、１１：スタータスイッチ、２０：電源モジュール、３５：循環路、４０：ポンプ、５１：制御部、５２：判定部、Ｍ：走行用モータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】