特許 7593232 車両および車両の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】車両および車両の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/26 20190101AFI20241126BHJP

   B60L 50/64 20190101ALI20241126BHJP

   B60L 58/27 20190101ALI20241126BHJP

   B60L 58/18 20190101ALI20241126BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20241126BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20241126BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/633 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/6571 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20241126BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B60L58/26

B60L50/64

B60L58/27

B60L58/18

B60L3/00 S

B60K1/04 Z

H01M10/613

H01M10/615

H01M10/633

H01M10/625

H01M10/6571

H01M10/6563

H01M10/651

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021086973

(22)【出願日】2021-05-24

(65)【公開番号】P2022180066

(43)【公開日】2022-12-06

【審査請求日】2024-02-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大坪 伸光

(72)【発明者】

【氏名】辻 幸一

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－５８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－９６５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１８２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１６７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３７２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－ ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ １０／５２－１０／６６７

Ｂ６０Ｈ １／００－ ３／０６

Ｈ０２Ｊ ７／００－ ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－ ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電池パックと、
前記第１の電池パックとは異なる位置に配置され、前記第１の電池パックに直列接続された第２の電池パックと、
前記第１の電池パックの温度調整が可能に構成された第１の温度調整装置と、
前記第２の電池パックの温度調整が可能に構成された第２の温度調整装置と、
前記第１および第２の温度調整装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の電池パックの温度と前記第２の電池パックの温度との間の温度差が基準量を超える場合、前記温度差が前記基準量未満になるように、前記第１および第２の温度調整装置のうちの少なくとも一方を制御する、車両。

【請求項2】

前記第１の電池パックは、車室の外部に配置され、
前記第２の電池パックは、前記車室の内部に配置されている、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記第１および第２の温度調整装置の各々は、前記第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを冷却する冷却装置を含み、
前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合、前記第１および第２の電池パックのうちの高温の電池パックが冷却されるように、前記高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する、請求項１または２に記載の車両。

【請求項4】

前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合には、前記高温の電池パックの温度が所定の高温領域よりも低い温度領域内であっても、前記高温の電池パックが冷却されるように前記対応する冷却装置を制御する、請求項３に記載の車両。

【請求項5】

前記第１および第２の温度調整装置の各々は、前記第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを加熱する加熱装置を含み、
前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合、前記第１および第２の電池パックのうちの低温の電池パックが加熱されるように、前記低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する、請求項１または２に記載の車両。

【請求項6】

前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合には、前記低温の電池パックの温度が所定の低温領域よりも高い温度領域内であっても、前記低温の電池パックが加熱されるように前記対応する加熱装置を制御する、請求項５に記載の車両。

【請求項7】

前記第１および第２の温度調整装置の各々は、
前記第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを冷却する冷却装置と、
前記第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを加熱する加熱装置とを含み、
前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合、
前記温度差が基準量未満になるように前記第１および第２の電池パックのうちの高温の電池パックを冷却するときの電力消費量である冷却電力量と、前記温度差が基準量未満になるように前記第１および第２の電池パックのうちの低温の電池パックを加熱するときの電力消費量である加熱電力量とを算出し、
前記冷却電力量が前記加熱電力量よりも小さいときには、前記高温の電池パックが冷却されるように、前記高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する一方で、
前記加熱電力量が前記冷却電力量よりも小さいときには、前記低温の電池パックが加熱されるように、前記低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する、請求項１または２に記載の車両。

【請求項8】

前記制御装置は、前記温度差が前記基準量を超える場合には、前記高温の電池パックおよび前記低温の電池パックの各々の温度が所定の高温領域よりも低く、かつ、所定の低温領域よりも高い温度領域内であっても、
前記冷却電力量が前記加熱電力量よりも小さいときには、前記高温の電池パックが冷却されるように、前記高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する一方で、
前記加熱電力量が前記冷却電力量よりも小さいときには、前記低温の電池パックが加熱されるように、前記低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する、請求項７に記載の車両。

【請求項9】

車両の制御方法であって、
前記車両は、
第１の電池パックと、
前記第１の電池パックとは異なる位置に配置され、前記第１の電池パックに直列接続された第２の電池パックと、
前記第１の電池パックの温度調整が可能に構成された第１の温度調整装置と、
前記第２の電池パックの温度調整が可能に構成された第２の温度調整装置とを備え、
前記制御方法は、
前記第１の電池パックの温度と前記第２の電池パックの温度との間の温度差を取得するステップと、
前記温度差が基準量を超える場合、前記温度差が前記基準量未満になるように前記第１および第２の温度調整装置のうちの少なくとも一方を動作させるステップとを含む、車両の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、電池パックが搭載された車両の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１０－２３６３６号公報（特許文献１）は、複数の電池パックが異なる位置に搭載された車両を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２３６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、電気自動車またはプラグインハイブリッド車等の車両においては、電池パックに蓄えられた電力で走行可能な距離（いわゆるＥＶ距離）を延ばすため、電池パックが大型化する傾向がある。一方で、電池パックを搭載可能な車両スペースは限られている。そこで、大型の電池パックに代えて、より小型の２つの電池パックを用いることが考えられる。２つの電池パックは、直列接続され、互いに異なる位置に搭載される。たとえば、一方の電池パックを車室外（床下など）に配置し、他方の電池パックを車室内（トランク内など）に配置できる。

【0005】

上記のように２つの電池パックが搭載された車両においては、電池パック間で使用環境が異なるため、一方の電池パックが他方の電池パックよりも早期に劣化する可能性が考えられる。一般に、電池パックの劣化は、満充電容量の低下、出力性能（放電可能な最大電力）の低下などを引き起こす。特に、２つの電池パックが直列接続されている場合には、一方の電池パックの出力性能が低下すると、たとえ他方の電池パックの出力性能は低下していなかったとしても、２つの電池パックの全体としての出力性能が低下する。満充電容量についても同様である。よって、２つの電池パックの全体としての劣化をできるだけ抑制することが望ましい。

【0006】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、直列接続された２つの電池パックが搭載された車両において、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本開示のある局面に係る車両は、第１の電池パックと、第１の電池パックとは異なる位置に配置され、第１の電池パックに直列接続された第２の電池パックと、第１の電池パックの温度調整が可能に構成された第１の温度調整装置と、第２の電池パックの温度調整が可能に構成された第２の温度調整装置と、第１および第２の温度調整装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１の電池パックの温度と第２の電池パックの温度との間の温度差が基準量を超える場合、温度差が基準量未満になるように、第１および第２の温度調整装置のうちの少なくとも一方を制御する。

【0008】

（２）第１の電池パックは、車室の外部に配置されている。第２の電池パックは、車室の内部に配置されている。

【0009】

上記（１），（２）の構成のように第１の電池パックが車室外部に配置され、第２の電池パックが車室の内部に配置されている構成等では、第１の電池パックの温度と第２の電池パックの温度との間の温度差が大きくなりやすい。そこで、温度差が基準量を超える場合には、第１および第２の温度調整装置のうちの少なくとも一方を制御することで、温度差が基準量未満に調整される。これにより、第１の電池パックと第２の電池パックとの間での温度に依存する劣化の進行度合いの差が低減される。よって、上記（１），（２）の構成によれば、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。

【0010】

（３）第１および第２の温度調整装置の各々は、第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを冷却する冷却装置を含む。制御装置は、温度差が基準量を超える場合、第１および第２の電池パックのうちの高温の電池パックが冷却されるように、高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する。

【0011】

（４）制御装置は、温度差が基準量を超える場合には、高温の電池パックの温度が所定の高温領域よりも低い温度領域内であっても、高温の電池パックが冷却されるように対応する冷却装置を制御する。

【0012】

上記（３），（４）の構成においては、温度差が基準量を超える場合には、たとえば高温の電池パックの温度が所定の高温領域よりも低い温度領域内であっても、高温の電池パックが冷却される。これにより、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。

【0013】

（５）第１および第２の温度調整装置の各々は、第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを加熱する加熱装置を含む。制御装置は、温度差が基準量を超える場合、第１および第２の電池パックのうちの低温の電池パックが加熱されるように、低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する。

【0014】

（６）制御装置は、温度差が基準量を超える場合には、低温の電池パックの温度が所定の低温領域よりも高い温度領域内であっても、低温の電池パックが加熱されるように対応する加熱装置を制御する。

【0015】

上記（５），（６）の構成においては、温度差が基準量を超える場合には、たとえば低温の電池パックの温度が所定の低温領域よりも低い高い温度領域内であっても、低温の電池パックが加熱される。これにより、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。

【0016】

（７）第１および第２の温度調整装置の各々は、第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを冷却する冷却装置と、第１および第２の電池パックのうちの対応する電池パックを加熱する加熱装置とを含む。制御装置は、温度差が基準量を超える場合、温度差が基準量未満になるように高温の電池パックを冷却するときの電力消費量である冷却電力量と、温度差が基準量未満になるように低温の電池パックを加熱するときの電力消費量である加熱電力量とを算出する。制御装置は、冷却電力量が加熱電力量よりも小さいときには、高温の電池パックが冷却されるように、高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する一方で、加熱電力量が冷却電力量よりも小さいときには、低温の電池パックが加熱されるように、低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する。

【0017】

（８）制御装置は、高温の電池パックおよび低温の電池パックの各々の温度が所定の高温領域よりも低く、かつ、所定の低温領域よりも高い温度領域内であっても、温度差が基準量を超える場合には、冷却電力量が加熱電力量よりも小さいときには、高温の電池パックが冷却されるように、高温の電池パックに対応する冷却装置を制御する一方で、加熱電力量が冷却電力量よりも小さいときには、低温の電池パックが加熱されるように、低温の電池パックに対応する加熱装置を制御する。

【0018】

上記（７），（８）の構成においては、温度差が基準量を超える場合には、たとえば、高温の電池パックおよび低温の電池パックの各々の温度が所定の高温領域よりも低く、かつ、所定の低温領域よりも高い温度領域内であっても、高温の電池パックが冷却されるか、低温の電池パックが加熱される。これにより、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。また、高温の電池パックの冷却と低温の電池パックの加熱とのうち、電力消費量がより小さい方が実行される。これにより、電池パックの温度調整後にも、より大きな電力を電池パックの残るので、車両が走行可能な距離（ＥＶ距離）を確保できる。

【0019】

（９）本開示の他の局面に係る車両の制御方法において、車両は、第１の電池パックと、第１の電池パックとは異なる位置に配置され、第１の電池パックに直列接続された第２の電池パックと、第１の電池パックの温度調整が可能に構成された第１の温度調整装置と、第２の電池パックの温度調整が可能に構成された第２の温度調整装置とを備える。制御方法は、第１の電池パックの温度と第２の電池パックの温度との間の温度差を取得するステップと、温度差が基準量を超える場合、温度差が基準量未満になるように第１および第２の温度調整装置のうちの少なくとも一方を制御するステップとを含む。

【0020】

上記（９）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、２つの電池パックが搭載された車両において、２つの電池パックの全体としての劣化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本開示の実施の形態１に係る車両の全体構成を概略的に示す図である。

【図2】車両の構成をより詳細に示す回路ブロック図である。

【図3】実施の形態１における電池温調制御の概要を説明するための図である。

【図4】実施の形態１における電池温調制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態２における電池温調制御の概要を説明するための図である。

【図6】実施の形態２における電池温調制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】実施の形態３における電池温調制御の概要を説明するための図である。

【図8】冷却電力量および加熱電力量の算出手法を説明するためのタイムチャートである。

【図9】実施の形態３における電池温調制御の処理手順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】

【0023】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0024】

［実施の形態１］
図１は、本開示の実施の形態１に係る車両の全体構成を概略的に示す図である。車両１は、電池パックが搭載される車両であって、この例では電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）である。車両１は、ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）または燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）であってもよい。

【0025】

車両１は、第１電池パック１１と、第２電池パック１２とを備える。本実施の形態において、第１電池パック１１は、車室の外部（この例では床下）に配置されている。第２電池パック１２は、車室の内部（この例ではトランク内）に配置されている。

【0026】

ただし、第１電池パック１１および第２電池パック１２の配置は、車室の外部と内部との組み合わせには限定されない。第１電池パック１１と第２電池パック１２とは、異なる位置に搭載されていればよく、たとえば特許文献１に記載されているような様々な位置に配置され得る。

【0027】

図２は、車両１の構成をより詳細に示す回路ブロック図である。車両１は、第１電池パック１１および第２電池パック１２に加えて、電池温度センサ２１，２２と、電流センサ２３と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）３１と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３２と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）３３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４と、電気ヒータ４１，４２と、冷却ファン５１，５２と、インレット６１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２と、充電リレー（ＣＨＲ：Charge Relay）６３と、ＤＣＭ（Data Communication Module）７１と、ＧＰＳ（Global Pointing System）受信機７２と、外気温センサ８１と、車室内温度センサ８２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９とを備える。

【0028】

第１電池パック１１および第２電池パック１２の各々は、複数のセル（図示せず）を含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。第１電池パック１１と第２電池パック１２とは直列接続されている。以下、第１電池パック１１および第２電池パック１２を包括的に「バッテリ」とも記載する。バッテリは、モータジェネレータ３３を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ３２を通じてモータジェネレータ３３へ電力を供給する。また、バッテリは、車両１のプラグイン充電時にはＡＣ／ＤＣコンバータ６２から出力された電力により充電される。さらに、バッテリは、モータジェネレータ３３の発電時（回生発電時など）にもＰＣＵ３２を通じて発電電力を受けて充電される。

【0029】

電池温度センサ２１は、第１電池パック１１の温度Ｔｂ１を検出する。電池温度センサ２２は、第２電池パック１２の温度Ｔｂ２を検出する。電流センサ２３は、バッテリに入出力される電流Ｉを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ９に出力する。図示しないが、バッテリには、各セルの電圧を検出する電圧センサも設けられている。

【0030】

ＳＭＲ３１は、バッテリ（直列接続された第１電池パック１１および第２電池パック１２の両端）に電気的に接続されている。ＳＭＲ３１は、ＥＣＵ９からの制御指令に従って開閉される。これにより、バッテリが電力線に電気的に接続されたり、電力線から電気的に遮断したりする。

【0031】

ＰＣＵ３２は、インバータと、コンバータ（いずれも図示せず）とを含む。ＰＣＵ３２は、ＥＣＵ９からの制御指令に従って、バッテリとモータジェネレータ３３との間で双方向の電力変換を実行する。

【0032】

モータジェネレータ３３は、たとえば永久磁石がロータ（図示せず）に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ３３は、バッテリからの供給電力を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ３３は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ３３によって発電された交流電力は、ＰＣＵ３２により直流電力に変換されてバッテリに充電される。

【0033】

ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、バッテリと負荷（具体的には電気ヒータ４１，４２および冷却ファン５１，５２）との間に電気的に接続された片方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、ＥＣＵ９からの制御指令に従って、バッテリから伝達される電力の電圧を降圧し、降圧した電圧を負荷に供給する。

【0034】

電気ヒータ４１は、たとえばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータであって、ＥＣＵ９からの制御指令に従って第１電池パック１１を加熱するように構成されている。電気ヒータ４２は、たとえばＰＴＣヒータであって、ＥＣＵ９からの制御指令に従って第２電池パック１２を加熱するように構成されている。

【0035】

冷却ファン５１は、ＥＣＵ９からの制御指令に従って第１電池パック１１を冷却するように構成されている。冷却ファン５２は、ＥＣＵ９からの制御指令に従って第２電池パック１２を冷却するように構成されている。

【0036】

このように、本実施の形態では、第１電池パック１１と第２電池パック１２とを別々に加熱したり冷却したりすることができる。なお、電気ヒータ４１，４２は、本開示に係る「加熱装置」の一例である。冷却ファン５１，５２は、本開示に係る「冷却装置」の一例である。本開示に係る「冷却装置」は、空冷式の冷却ファンに限らず、たとえばバッテリを冷却液（冷媒）を用いて冷却する冷却機構であってもよい。

【0037】

インレット６１は、図示しない充電ケーブルの先端に設けられた充電コネクタを挿入可能に構成されている。充電ケーブルを介して、車両１と、車両１の外部に設置された充電器とが電気的に接続される。

【0038】

ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は、インレット６１と充電リレー６３との間に電気的に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は、充電器からインレット６１を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を充電リレー６３に出力する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は、バッテリ（またはＰＣＵ３２）から充電リレー６３を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をインレット６１に出力する。

【0039】

充電リレー６３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２とバッテリとを結ぶ電力線に電気的に接続されている。充電リレー６３は、ＥＣＵ９からの制御指令に応じて開放／閉成される。

【0040】

ＤＣＭ７１は、外部サーバ（図示せず）と無線での双方向通信が可能に構成されている。ＤＣＭ７１を用いた通信により、ＥＣＵ９は、車両１の走行地域における様々な情報（天気予報、外気温の変化に関する情報など）を取得できる。

【0041】

ＧＰＳ受信機７２は、ナビゲーションシステムに設けられ、人工衛星からの電波に基づいて車両１の位置を特定する。ＥＣＵ９０は、ＧＰＳ受信機７２により特定された車両１の位置情報とメモリ（図示せず）に格納された道路地図データとに基づいて、車両１の現在地から目的地までの走行予定経路を取得できる。

【0042】

外気温センサ８１は、車両１の外気温Ｔａを検出する。車室内温度センサ８２は、車室内温度Ｔｃを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ９に出力する。

【0043】

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、各種信号が入出力される入出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ９は、各センサからの信号の入力ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１に含まれる機器類を制御する。なお、ＥＣＵ９は、機能毎に分割された複数のＥＣＵにより構成されていてもよい。

【0044】

以上のように構成された車両１において、第１電池パック１１と第２電池パック１２ととの間では使用環境が異なる。車室の外部に配置された第１電池パック１１は、第２電池パック１２と比べて、外気温Ｔａの影響を受けやすい。これに対し、車室の内部に配置された第２電池パック１２は、第１電池パック１１と比べて、車室内温度Ｔｃの影響を受けやすい。たとえば外気温が高い場合、第１電池パック１１の温度は外気温Ｔａとともに上昇しやすい。一方、空調装置（図示せず）の冷房運転により第２電池パック１２も冷やされるため、第２電池パック１２の温度は第１電池パック１１の温度ほどは上昇しにくい。逆に外気温が低い場合には、第１電池パック１１の温度は外気温Ｔａとともに低下しやすい。一方、空調装置の暖房運転により第２電池パック１２も暖められるため、第２電池パック１２の温度は第１電池パック１１の温度ほどは低下しにくい。

【0045】

このように、第１電池パック１１と第２電池パック１２との間では、使用環境の温度の違いに起因する温度バラツキが生じ得る。一般に、二次電池の温度が高いほど、その二次電池の劣化は速く進行する。具体的には、電池パックの出力性能が低下（内部抵抗が上昇）したり、満充電容量が減少したりする。したがって、過度に大きな温度バラツキが生じた場合、一方の電池パックの劣化が他方の電池パックの劣化よりも速く進行する結果、劣化の進行度合いに顕著な違いが生じる可能性がある。

【0046】

第１電池パック１１と第２電池パック１２とは直列接続されている。そのため、一方の電池パックの出力性能が低下すると、たとえ他方の電池パックの出力性能は低下していなくても、バッテリ（第１電池パック１１および第２電池パック１２）全体としての出力性能が低下する。満充電容量についても同様である。よって、温度バラツキを低減することで劣化の進行度合いの違いを低減し、それによりバッテリ全体としての劣化をできるだけ抑制することが望ましい。そこで、本実施の形態において、ＥＣＵ９は、第１電池パック１１および／または第２電池パック１２の温度を調整する「電池温調制御」を実行する。

【0047】

＜電池温調制御＞
図３は、実施の形態１における電池温調制御の概要を説明するための図である。この例では、電池パックの温度が高温領域、常温領域および低温領域に区別されている。常温領域の上限温度をＵＬと記載し、下限温度をＬＬと記載する。上限温度は、たとえば４０℃～５０℃の範囲内の温度である。下限温度ＬＬは、たとえば氷点下である。

【0048】

高温領域とは、常温領域の上限温度ＵＬよりも高い温度領域であり、電池パックを保護するために電池パックを冷却することが望ましい領域である。低温領域とは、常温領域の下限温度ＬＬよりも低い温度領域であり、電池パックを保護するために電池パックを加熱することが望ましい領域である。なお、常温領域が本開示に係る「所定の高温領域よりも低い温度領域」および「所定の低温領域よりも高い温度領域」に相当する。

【0049】

第１電池パック１１の温度である「電池温度Ｔｂ１」と、第２電池パック１２の温度である「電池温度Ｔｂ２」との間の差分を「温度バラツキΔＴｂ」と記載する。本実施の形態においては、温度バラツキΔＴｂ（絶対値）が基準量よりも大きい場合、ＥＣＵ９は、たとえ電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２が常温領域に収まっていたとしても、第１電池パック１１および第２電池パック１２のうちの高温の電池パックの冷却を指令する。図３の例では、第１電池パック１１の方が第２電池パック１２よりも高温であるので、第１電池パック１１が冷却ファン５１により冷却される。これにより、温度バラツキΔＴｂが基準量未満に低減されるので、第１電池パック１１の劣化が第２電池パック１２の劣化よりも進行しやすい状況が緩和される。よって、バッテリ全体としての出力性能および／または満充電容量の低下を抑制できる。

【0050】

＜処理フロー＞
図４は、実施の形態１における電池温調制御の処理手順を示すフローチャートである。図４および後述する図６等に示されるフローチャートは、予め定められた条件が成立する度（たとえば制御周期毎）に図示しないメインルーチンから呼び出されて実行される。各ステップは、ＥＣＵ９によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ９内に配置されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

【0051】

Ｓ１０１において、ＥＣＵ９は、電池温度センサ２１から電池温度Ｔｂ１を取得するとともに、電池温度センサ２２から電池温度Ｔｂ２を取得する。

【0052】

Ｓ１０２において、ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ１と電池温度Ｔｂ２との間の温度バラツキΔＴｂが所定の基準量を超えているかどうかを判定する。基準量は、第１電池パック１１および第２電池パック１２の特性に応じて定められる。より詳細には、事前の評価試験の結果に基づき、第１電池パック１１と第２電池パック１２との間の劣化の進行度合いの違いが無視できない程度に大きくなる温度差を基準量として定めることができる。基準量は、たとえば１０℃～２０℃の範囲内の温度である。温度バラツキΔＴｂが基準量以下である場合（Ｓ１０２においてＮＯ）には、以降の処理は実行されず、処理がメインルーチンに戻される。

【0053】

温度バラツキΔＴｂが基準量を超えている場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ１および電池温度Ｔｂ２のうちの少なくとも一方が下限温度ＬＬよりも高いかどうかを判定する（Ｓ１０３）。電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の両方が下限温度ＬＬ以下（すなわち、低温領域内）である場合（Ｓ１０３においてＮＯ）には、それ以上、第１電池パック１１および第２電池パック１２を冷却しないことが望ましい。よって、ＥＣＵ９は、以降の処理を実行することなく、処理をメインルーチンに戻す。

【0054】

電池温度Ｔｂ１および電池温度Ｔｂ２のうちの少なくとも一方が下限温度ＬＬよりも高い場合（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、処理をＳ１０４に進め、電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２よりも高いかどうかを判定する（Ｓ１０４）。

【0055】

電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２よりも高い場合（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、第１電池パック１１を冷却するように冷却ファン５１を制御する（Ｓ１０５）。ＥＣＵ９は、所定の冷却終了条件が成立するまで第１電池パック１１の冷却を継続する（Ｓ１０６においてＮＯ）。ＥＣＵ９は、たとえば、電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２まで低下し、温度バラツキΔＴｂが解消された場合に冷却終了条件が成立したと判定する。ただし、ＥＣＵ９は、温度バラツキΔＴｂが基準量未満になる各種条件の成立時に冷却終了条件が成立したと判定できる。ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ１が所定温度だけ低下した場合に冷却終了条件が成立したと判定してもよいし、第１電池パック１１の冷却開始時から所定時間が経過した場合に冷却終了条件が成立したと判定してもよい。冷却終了条件が成立すると（Ｓ１０６においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、冷却ファン５１を停止させて第１電池パック１１の冷却を終了する（Ｓ１０７）。その後、ＥＣＵ９は、処理をメインルーチンに戻す。

【0056】

一方、電池温度Ｔｂ２が電池温度Ｔｂ１よりも高い場合（Ｓ１０４においてＮＯ）、ＥＣＵ９は、第２電池パック１２を冷却するように冷却ファン５２を制御する（Ｓ１０８）。ＥＣＵ９は、たとえば、電池温度Ｔｂ２が電池温度Ｔｂ１まで低下した場合に第２電池パック１２の冷却を終了する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ２が所定温度だけ低下した場合、または、第２電池パック１２の冷却開始時から所定時間が経過した場合に、第２電池パック１２の冷却を終了してもよい。その後、ＥＣＵ９は、処理をメインルーチンに戻す。

【0057】

以上のように、電池温度Ｔｂ１と電池温度Ｔｂ２との間の温度バラツキΔＴｂが基準量を超えた場合には、相対的に高温の電池パックの劣化が相対的に低温の電池パックの劣化よりも顕著に速く進行する可能性がある。第１電池パック１１と第２電池パック１２とは直列接続されているので、劣化により高温の電池パックの出力性能が低下すると、２つの電池パック全体としての出力性能が低下する。したがって、実施の形態１においては、温度バラツキΔＴｂが基準量を超えた場合には、第１電池パック１１および第２電池パック１２のうちの高温の電池パックを冷却することで、温度バラツキΔＴｂが基準量未満に低減される。これにより、高温の電池パックの劣化の進行速度と低温の電池パックの劣化の進行速度とが近付くため、劣化の進行度合いの違いが小さくなる。よって、実施の形態１によれば、バッテリ（第１電池パック１１および第２電池パック１２）全体としての劣化を抑制できる。

【0058】

［実施の形態２］
実施の形態１では、高温の電池パックの冷却により温度バラツキΔＴｂを低減する構成について説明した。実施の形態２においては、低温の電池パックの加熱により温度バラツキΔＴｂを低減する構成について説明する。なお、実施の形態２に係る車両の構成は、実施の形態１に係る車両１の構成（図１および図２参照）と共通であるため、説明は繰り返さない。

【0059】

図５は、実施の形態２における電池温調制御の概要を説明するための図である。実施の形態２においては、温度バラツキΔＴｂ（絶対値）が基準量よりも大きい場合、ＥＣＵ９は、たとえ電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２が常温領域に収まっていたとしても、第１電池パック１１および第２電池パック１２のうちの低温の電池パックの加熱を指令する。図５の例では、第２電池パック１２が電気ヒータ４２により加熱される。これにより、温度バラツキΔＴｂが低減されるので、第１電池パック１１の劣化が第２電池パック１２の劣化よりも進行しやすい状況が緩和される。よって、バッテリ全体としての出力性能および／または満充電容量の低下を抑制できる。

【0060】

図６は、実施の形態２における電池温調制御の処理手順を示すフローチャートである。Ｓ２０１，Ｓ２０２の処理は、実施の形態１におけるＳ１０１，Ｓ１０２の処理（図４参照）と同等である。

【0061】

Ｓ２０３において、ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ１および電池温度Ｔｂ２のうちの少なくとも一方が上限温度ＵＬ未満であるかどうかを判定する。電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の両方が上限温度ＵＬ以上（すなわち、高温領域内）である場合（Ｓ２０３においてＮＯ）には、それ以上、第１電池パック１１および第２電池パック１２を昇温させないことが望ましい。よって、ＥＣＵ９は、以降の処理を実行することなく、処理をメインルーチンに戻す。

【0062】

電池温度Ｔｂ１および電池温度Ｔｂ２のうちの少なくとも一方が上限温度ＵＬ未満である場合（Ｓ２０３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、処理をＳ２０４に進め、電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２よりも高いかどうかを判定する。

【0063】

電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２よりも高い場合（Ｓ２０４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、第２電池パック１２を加熱するように電気ヒータ４２を制御する（Ｓ２０５）。ＥＣＵ９は、所定の加熱終了条件が成立するまで第２電池パック１２の加熱を継続する（Ｓ２０６においてＮＯ）。ＥＣＵ９は、たとえば、電池温度Ｔｂ２が電池温度Ｔｂ１まで上昇し、温度バラツキΔＴｂが解消された場合に加熱終了条件が成立したと判定する。ただし、ＥＣＵ９は、温度バラツキΔＴｂが基準量未満になる各種条件の成立時に加熱終了条件が成立したと判定できる。ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ２が所定温度だけ上昇した場合に加熱終了条件が成立したと判定してもよいし、第２電池パック１２の加熱開始時から所定時間が経過した場合に加熱終了条件が成立したと判定してもよい。加熱終了条件が成立すると（Ｓ２０６においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、電気ヒータ４２を停止させて第２電池パック１２の加熱を終了する（Ｓ２０７）。その後、ＥＣＵ９は、処理をメインルーチンに戻す。

【0064】

一方、電池温度Ｔｂ２が電池温度Ｔｂ１よりも高い場合（Ｓ２０４においてＮＯ）、ＥＣＵ９は、第１電池パック１１を加熱するように電気ヒータ４１を制御する（Ｓ２０８）。ＥＣＵ９は、たとえば、電池温度Ｔｂ１が電池温度Ｔｂ２まで上昇した場合に第１電池パック１１の加熱を終了する（Ｓ２１０）。ＥＣＵ９は、電池温度Ｔｂ１が所定温度だけ低下した場合、または、第１電池パック１１の加熱開始時から所定時間が経過した場合に、第１電池パック１１の加熱を終了してもよい。その後、ＥＣＵ９は、処理をメインルーチンに戻す。

【0065】

以上のように、実施の形態２においては、温度バラツキΔＴｂが基準量を超えた場合には、第１電池パック１１および第２電池パック１２のうちの低温の電池パックを加熱することで、温度バラツキΔＴｂが基準量未満に低減される。これにより、高温の電池パックの劣化の進行速度と低温の電池パックの劣化の進行速度とが近付くため、劣化の進行度合いの違いが小さくなる。よって、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、バッテリ全体としての劣化を抑制できる。

【0066】

なお、実施の形態１，２においては、高温の電池パックの冷却と、低温の電池パックの加熱とのうちのいずれか一方のみが実行される例について説明した。しかし、ＥＣＵ９は、高温の電池パックを冷却するように電気ヒータを制御しつつ、低温の電池パックを加熱するように冷却ファンを制御してもよい。

【0067】

［実施の形態３］
実施の形態３においては、高温の電池パックの冷却と、低温の電池パックの加熱とのうちの一方が車両１の走行状況に応じて適宜選択される構成について説明する。

【0068】

図７は、実施の形態３における電池温調制御の概要を説明するための図である。実施の形態３においては、温度バラツキΔＴｂが基準量を超えている場合（または温度バラツキΔＴｂが基準量を超えると予測される場合）、ＥＣＵ９は、相対的に高温の電池パックを冷却するのに消費される電力量（冷却電力量）α［単位：Ｗｈ］と、相対的に低温の電池パックを加熱するのに消費される電力量（加熱電力量）β［単位：Ｗｈ］とを算出する。図５に示す例では、第１電池パック１１が第２電池パック１２よりも高温である。したがって、電池温度Ｔｂ１を電池温度Ｔｂ２へと低下させるための冷却電力量αと、電池温度Ｔｂ２を電池温度Ｔｂ１へと上昇させるための加熱電力量βとが算出される。

【0069】

ＥＣＵ９は、冷却電力量αと加熱電力量βとを比較する。冷却電力量αが加熱電力量β以下（α≦β）である場合、ＥＣＵ９は、第１電池パック１１の冷却を選択する。一方、冷却電力量αが加熱電力量βよりも大きい（α＞β）場合、ＥＣＵ９は、第２電池パック１２の加熱を選択する。以下では簡単のため、第１電池パック１１および第２電池パック１２のうちの高温の電池パックを「高温電池」とも略し、低温の電池パックを「低温電池」とも略す。

【0070】

図８は、冷却電力量αおよび加熱電力量βの算出手法を説明するためのタイムチャートである。横軸は経過時間を表す。縦軸は上から順に、高温電池が冷却される場合の各電池パックの温度、低温電池が加熱される場合の各電池パックの温度、および、バッテリに入出力される電流を表す。

【0071】

まず、冷却電力量αの算出手法について説明する。図８では対比のため、高温電池が冷却された場合の高温電池の温度推移と、高温電池が冷却されなかった場合の高温電池の温度推移とが併せて示されている。この例に示す状況では、高温電池および低温電池の各々の温度が時間の経過とともに徐々に上昇している。

【0072】

現時刻ｔ１において、たとえば高温電池と低温電池との間の温度差（温度バラツキΔＴｂ）が基準量を超え、高温電池の冷却が開始される。そうすると、高温電池が冷却されなかった場合と比べて高温電池の温度上昇が緩やかになることで、温度バラツキΔＴｂが次第に減少する。この例では時刻ｔ３において高温電池の温度が低温電池の温度に一致した場合に冷却終了条件が成立する。

【0073】

ＥＣＵ９は、上記の冷却終了条件に加えて冷却ファン５１，５２の冷却能力を考慮した上で、高温電池の環境温度と、高温電池において発生するジュール熱とに応じて、冷却電力量αを算出する。より具体的には、ＥＣＵ９のメモリには、外気温Ｔａと、車室内温度Ｔｃと、高温電池に入出力される電流の２乗値Ｉ^２（∝ジュール熱）と、単位時間当たりの高温電池の温度変化量ΔＴとの間の対応関係が、たとえばマップとして格納されている。このマップは、事前の実験結果またはシミュレーション結果に基づき、冷却ファン５１，５２の冷却能力に応じて準備される。

【0074】

ＥＣＵ９は、外気温Ｔａとしては、たとえば外気温センサ８１により検出された値を使用できる。ＥＣＵ９は、車両１の走行地域における天気予報（外気温を含む気象情報）をＤＣＭ７１を介して外部サーバ（図示せず）から取得してもよい。

【0075】

ＥＣＵ９は、電流Ｉとしては、ＧＰＳ受信機７２により特定される車両１の走行位置に応じた値を使用できる。たとえば、今回の車両１の走行予定経路を車両１が過去に走行したことがある場合には、ＥＣＵ９は、過去の車両１の走行履歴に基づいて、電流Ｉに関するデータを外部サーバとの通信により取得できる。今回の車両１の走行予定経路を車両１が走行したことがない場合には、ＥＣＵ９は、車両１と同型の他の多数の車両の走行履歴（いわゆるビッグデータ）から電流Ｉに関するデータを取得できる。

【0076】

なお、高温電池が車室の外部に配置された第１電池パック１１である場合、外気温Ｔａが高温電池を大きく左右する一方で、車室内温度Ｔｃが高温電池の温度に与える影響は比較的小さい。したがって、上記マップは、車室内温度Ｔｃを含まないもの（すなわち、外気温Ｔａと、電流の２乗値Ｉ^２と、単位時間当たりの高温電池の温度変化量ΔＴとの間の対応関係を規定するもの）であってもよい。一方、高温電池が車室の内部に配置された第２電池パック１２である場合には、外気温Ｔａが高温電池の温度に与える影響は比較的小さい。したがって、上記マップは、外気温Ｔａを含まないもの（車室内温度Ｔｃと、電流の２乗値Ｉ^２と、単位時間当たりの高温電池の温度変化量ΔＴとの間の対応関係を規定する）ものであってもよい。

【0077】

ＥＣＵ９は、当該マップを参照することで、外気温センサ８１により検出された外気温Ｔａおよび／または車室内温度センサ８２により検出された車室内温度Ｔｃと、電流センサ２３により検出された電流の２乗値Ｉ^２とから、単位時間当たりの高温電池の温度変化量ΔＴを算出できる。したがって、ＥＣＵ９は、単位時間当たりの温度変化量Δに基づき、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間中の高温電池の温度推移を推定できる。

【0078】

さらに、ＥＣＵ９は、冷却ファン５１，５２の仕様から、単位時間当たりの冷却電力量Δαを算出可能である。よって、ＥＣＵ９は、現時刻から冷却終了条件が成立するまでの期間に亘って単位時間毎の冷却電力量Δαを積算することで、冷却電力量αを算出できる。

【0079】

冷却と加熱とが異なるものの、ＥＣＵ９は加熱電力量βについても同様に算出できるため、加熱電力量βの算出手法についての詳細な説明は繰り返さない。図８に示す例では、冷却終了条件が成立する時刻ｔ３に先立つ時刻ｔ２に加熱終了条件が成立する。

【0080】

ＥＣＵ９は、冷却電力量αと加熱電力量βとを比較し、より消費電力量が小さな態様で電池パックの温度調整を行う。つまり、ＥＣＵ９は、冷却電力量αが加熱電力量β以下である場合には高温電池を冷却する一方で、加熱電力量βが冷却電力量αよりも小さい場合には低温電池を加熱する。このような冷却または加熱によっても温度バラツキΔＴｂが低減されるので、実施の形態１，２と同様に、高温電池の劣化が低温電池の劣化よりも過度に進行しやすい状況が緩和される。よって、バッテリ全体としての出力性能および／または満充電容量の低下を抑制できる。

【0081】

なお、図８では、現時刻ｔ１に温度バラツキΔＴｂが基準量を超えたため、冷却または加熱が開始されると説明したが、冷却または加熱の開始タイミングはこれに限定されない。温度バラツキΔＴｂが基準量を超えるのに先立って冷却または加熱が開始されてもよい。言い換えると、ＥＣＵ９は、温度バラツキΔＴｂが基準量を超えることが予測される場合に冷却または加熱を開始してもよい。

【0082】

図９は、実施の形態３における電池温調制御の処理手順を示すフローチャートである。Ｓ３０１，Ｓ３０２の処理は、実施の形態１におけるＳ１０１，Ｓ１０２の処理（図４参照）と同等である。

【0083】

温度バラツキΔＴｂが基準量を超えている場合または温度バラツキΔＴｂが基準量を超えると予測される場合（Ｓ３０２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、高温電池の温度が上限温度ＵＬよりも高いかどうかを判定する（Ｓ３０３）。高温電池の温度が上限温度ＵＬよりも高い場合（Ｓ３０３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、高温電池を冷却するように冷却ファン（冷却ファン５１，５２のうち高温電池に対応するもの）を制御する（Ｓ３０４）。

【0084】

高温電池の温度が上限温度ＵＬ以下である場合（Ｓ３０３においてＮＯ）、ＥＣＵ９は、低温電池の温度が下限温度ＬＬよりも低いかどうかを判定する（Ｓ３０５）。低温電池の温度が下限温度ＬＬよりも低い場合（Ｓ３０５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、低温電池を加熱するように電気ヒータ（電気ヒータ４１，４２のうち低温電池に対応するもの）を制御する（Ｓ３０６）。

【0085】

高温電池の温度が上限温度ＵＬ以下であり、かつ、低温電池の温度が下限温度ＬＬ以上である場合（Ｓ３０５においてＮＯ）、すなわち、高温電池および低温電池の両方が常温領域内である場合、ＥＣＵ９は、高温電池を冷却するための冷却電力量αと、低温電池を加熱するための加熱電力量βとを算出する（Ｓ３０７）。この算出手法については図８にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。

【0086】

Ｓ３０８において、ＥＣＵ９は、冷却電力量αが加熱電力量β以下であるかどうかを判定する。冷却電力量αが加熱電力量β以下である場合（Ｓ３０８においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９は、高温電池を冷却するように、高温電池に対応する冷却ファンを制御する（Ｓ３０９）。一方、冷却電力量αが加熱電力量βよりも大きい場合（Ｓ３０８においてＮＯ）、ＥＣＵ９は、低温電池を加熱するように、低温電池に対応する電気ヒータを制御する（Ｓ３１０）。

【0087】

紙面の都合で図示しないが、ＥＣＵ９は、高温電池の冷却中に冷却終了条件が成立すると、高温電池の冷却を終了させる。また、ＥＣＵ９は、低温電池の加熱中に加熱終了条件が成立すると、低温電池の加熱を終了させる。その後、処理がメインルーチンに戻される。

【0088】

以上のように、実施の形態３においても、温度バラツキΔＴｂが基準量を超えた（超えると予測される）場合には、高温電池の冷却または低温電池の加熱により、２つの電池パック間の温度バラツキΔＴｂが低減される。これにより、高温電池の劣化の進行速度と低温電池の劣化の進行速度とが近付くため、劣化の進行度合いの違いが小さくなる。よって、実施の形態３によれば、実施の形態１，２と同様に、バッテリ全体としての劣化を抑制できる。

【0089】

さらに、実施の形態３においては、より消費電力量が小さな態様で電池パックの温度調整が行われる。これにより、冷却または加熱のためにバッテリから消費される電力が低減されるので、冷却または加熱の終了後にバッテリにより大きな電力を残すことができる。よって、温度調整に伴う車両１のＥＶ距離の減少を最低限に抑制できる。

【0090】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0091】

１ 車両、１１ 第１電池パック、１２ 第２電池パック、２１，２２ 電池温度センサ、２３ 電流センサ、３１ ＳＭＲ、３２ ＰＣＵ、３３ モータジェネレータ、３４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４１，４２ 電気ヒータ、５１，５２ 冷却ファン、６１ インレット、６２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、６３ 充電リレー、７１ ＤＣＭ、７２ ＧＰＳ受信機、８１ 外気温センサ、８２ 車室内温度センサ、９ ＥＣＵ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】