充電制御システム
【課題】充電直後に電動車両を走行させる際のバッテリ温度を適切に制御して、電動車両の航続距離を伸ばす。
【解決手段】バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCに基づいて、統合制御装置２０１により、略一定の電流でバッテリ１０５を充電する第１充電モードと、略一定の電圧でバッテリ１０５を充電する第２充電モードとを切り替える。このとき、第２充電モードではバッテリ温度制御装置２０４により急速冷却制御を行い、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力が第１充電モードにおける冷却能力よりも高くなるように冷却装置１０６を制御する。
【解決手段】バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCに基づいて、統合制御装置２０１により、略一定の電流でバッテリ１０５を充電する第１充電モードと、略一定の電圧でバッテリ１０５を充電する第２充電モードとを切り替える。このとき、第２充電モードではバッテリ温度制御装置２０４により急速冷却制御を行い、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力が第１充電モードにおける冷却能力よりも高くなるように冷却装置１０６を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載され、外部電源から車載バッテリへの充電電流を制御する電動車両用の充電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部電源から電力を供給可能な電動車両の駆動源には一般に電動モータが使われており、それを駆動するための車載バッテリを電動車両は備えている。車載バッテリは充放電時に発熱し、バッテリ温度が上昇する。しかし、外気温度や運転状況によってはバッテリの発熱量よりも放熱量が大きくなり、バッテリ温度が下降することもある。
【０００３】
一般に、バッテリは極低温時や高温時に充放電を行うと劣化してしまうため、充放電に適切なバッテリ温度範囲（充放電許容バッテリ温度範囲）が予め定められている。車載バッテリの充放電時には、そのバッテリ温度が設定された充放電許容バッテリ温度範囲内になるように制御する必要がある。こうしたバッテリ温度の制御方法として、冷却装置や加熱装置を用いて行うものが知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１には、充電終了直後、放電時のバッテリ劣化が最も小さくなるバッテリ温度（放電理想バッテリ温度）となるように、充電電流と冷却および加熱装置の出力を制御する手法が開示されている。また、特許文献２には、充電時において、バッテリの定格容量に対する充電されている容量の比率を示す充電深度（SOC：State Of Charge）に応じて目標のバッテリ温度を設定し、バッテリ温度が目標のバッテリ温度となるように冷却および加熱装置の出力を制御する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７７２７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される技術では、充電終了時にバッテリを放電バッテリ理想温度にするため、充電終了直後においては制限なくバッテリから放電を開始することができる。しかし、電動車両の走行開始に伴うバッテリの放電電流によって生じる発熱により、走行開始直後に冷却装置を作動させる場合がある。その結果、電動モータの駆動に利用できるエネルギーが減ってしまい、電動車両の航続距離が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
一方、特許文献２に開示される技術では、バッテリの劣化が最小となる温度をＳＯＣによって設定し、設定した温度となるように冷却および加熱装置を制御する。しかし、充電終了後においてバッテリ温度が低いとは限らず、充電直後に電動車両が走行を開始した場合、バッテリ電力を用いた冷却がすぐに必要になる場合が考えられる。このような場合、冷却装置を作動させることで電動モータの駆動に利用できるエネルギーが減ってしまうため、電動車両の航続距離が短くなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情を鑑みて為された発明であり、充電終了直後に電動車両を走行させる際のバッテリ温度を適切に制御して、電動車両の航続距離を伸ばすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による充電制御システムは、電動車両に搭載され、外部電源による車載バッテリの充電を制御する電動車両用の充電制御システムであって、車載バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、車載バッテリのバッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づいて、所定の冷却能力で車載バッテリを冷却する冷却装置と、所定の加熱能力で車載バッテリを加熱する加熱装置とを制御するバッテリ温度制御手段と、外部電源により車載バッテリを充電する際の充電電流および充電電圧を制御する充電制御手段とを備え、充電制御手段は、ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣに基づいて、充電電流を略一定に制御する第１充電モードと、充電電圧を略一定に制御する第２充電モードとを切り替え、バッテリ温度制御手段は、第２充電モードにおける冷却能力および／または加熱能力が、第１充電モードにおける冷却能力および／または加熱能力よりも高くなるように、冷却装置および加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、充電終了直後に電動車両を走行させる際のバッテリ温度を適切に制御して、電動車両の航続距離を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る充電制御システムを搭載した電動車両の概略構成図である。
【図２】第一実施形態に係る充電制御システムの構成図である。
【図３】第一実施形態に係る充電制御システムの制御フローチャートである。
【図４】第一実施形態に係る充電制御システムのバッテリ温度制御充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図５】第一実施形態に係る充電制御システムの第１充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図６】第一実施形態に係る充電制御システムのバッテリ温度制御における処理を示すフローチャートである。
【図７】第一実施形態に係る充電制御システムの第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図８】第一実施形態に係る充電制御システムにおけるSOC、充電電流、充電電圧およびバッテリ温度の変化の様子の一例を示すグラフである。
【図９】第二実施形態に係る充電制御システムの第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図１０】第二実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１１】第二実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度とオフセット温度の関係の他の一例を示すグラフである。
【図１２】第二実施形態に係る充電制御システムにおけるバッテリ温度の変化の一例を示すグラフである。
【図１３】第三実施形態に係る充電制御システムの構成図である。
【図１４】第三実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度、予測負荷およびオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１５】第四実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係の一例を示すグラフである。
【図１６】第四実施形態に係る充電制御システムにおけるバッテリ温度変化率とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１７】第五実施形態に係る充電制御システムの制御フローチャートである。
【図１８】第五実施形態に係る充電制御システムの通常充電モードにおける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】
【００１１】
図１は、本発明に係る充電制御システムを搭載した電動車両１０１の構成の概略を示す図である。電動車両１０１は、駆動輪１０２に駆動力を出力する走行用のモータ１０３と、モータ１０３の駆動力を制御するインバータ１０４と、インバータ１０４を介してモータ１０３に電力を供給するバッテリ１０５と、バッテリ１０５を冷却するための冷却装置１０６と、バッテリ１０５を加熱するための加熱装置１０７と、外部電源１０９から供給される電力を変換してバッテリ１０５を充電する充電器１０８と、バッテリ１０５の温度を測定するバッテリ温度センサ１１０と、外気温度を測定する外気温度センサ１１１と、ヘッドライトやパワーステアリングなどの補機１１２と、これらを制御するための統合制御装置２０１とを備える。
【００１２】
インバータ１０４は、６個の半導体スイッチング素子を有するインバータ回路として構成されている。これらの半導体スイッチング素子のスイッチングにより、インバータ１０４はバッテリ１０５から供給される直流電力を三相交流電力に変換した後に、モータ１０３の三相コイルに電力を供給する。
【００１３】
モータ１０３には、その回転数を測定するための図示しない回転センサが取り付けられている。この回転センサにより測定されたモータ１０３の回転数はインバータ１０４に出力され、インバータ１０４における各半導体スイッチング素子のスイッチング制御などに利用される。
【００１４】
バッテリ１０５は、充放電可能な２次電池であればどのようなものでも良い。たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などをバッテリ１０５として使用することが考えられる。
【００１５】
バッテリ１０５を冷却するための冷却装置１０６は、その冷却能力を可変にすることのできるものであればどのようなものでも良い。たとえば、電動ファンを備えた空冷または水冷方式の冷却装置、電動ヒートポンプを備えたエアコン、ペルチェ素子等の熱電変換素子などを冷却装置１０６として用いることが考えられる。あるいは、冷却能力の異なる２種類またはそれ以上の冷却装置１０６を切り替えて用いてもよい。同様に、バッテリ１０５を加熱するための加熱装置１０７は、その加熱能力を可変にすることのできるものであればどのようなものでも良い。たとえば、上記のエアコンや熱電変換素子に加えて、電熱線、電熱線にファンを取り付けたものなどを加熱装置１０７において用いることが考えられる。あるいは、加熱能力の異なる２種類またはそれ以上の加熱装置１０７を切り替えて用いてもよい。
【００１６】
なお、冷却装置１０６および加熱装置１０７は、その冷却能力と加熱能力を消費電力に応じて変化させることができるようにするため、上記のように電力を利用して動作するものを用いることが好ましい。しかし、冷却能力と加熱能力をそれぞれ変化させることができるものであれば、電力以外のエネルギーを利用して動作するものとしてもよい。
【００１７】
バッテリ１０５には、バッテリ１０５の温度を測定するためのバッテリ温度センサ１１０と、外気温度を測定するための外気温度センサ１１１とが取り付けられている。これらの温度を測定するセンサとしては、たとえば熱電対やサーミスタなどを用いることができる。
【００１８】
次に、本発明に係る充電制御システムを第一実施形態から第五実施形態に分けて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
−第一実施形態−
図２は、本発明の第一実施形態に係る充電制御システムの構成を示す図である。この充電制御システムは、統合制御装置２０１と、インバータ１０４およびモータ１０３を制御するためのモータ制御装置２０２と、バッテリ１０５を制御するためのバッテリ制御装置２０３と、冷却装置１０６および加熱装置１０７を制御するためのバッテリ温度制御装置２０４と、補機１１２を制御するための補機制御装置２０５と、充電器１０８を制御するための充電器制御装置２０６とを有する。これらの各制御装置は、電動車両１０１内に設けられた通信ネットワーク、たとえばCAN（Controller Area Network）を介して相互に接続されている。
【００２０】
図２の充電制御システムにおいて、インバータ１０４、冷却装置１０６、加熱装置１０７、補機１１２および充電器１０８は、それぞれバッテリ１０５と接続されている。これにより、バッテリ１０５からの電力がインバータ１０４、冷却装置１０６、加熱装置１０７および補機１１２へ供給される。また、充電器１０８により変換された外部電源１０９からの電力がバッテリ１０５へ供給され、バッテリ１０５が充電される。
【００２１】
統合制御装置２０１は、他の各制御装置との間でそれぞれ所定の情報を必要に応じて入出力することにより、各制御装置を統合して制御を行う。
【００２２】
モータ制御装置２０２は、統合制御装置２０１から出力されるトルク指令値や、前述の回転センサによって測定されたモータ１０３の回転数等の情報を基に、インバータ１０４に対する電流指令値の算出などを行う。インバータ１０４は、モータ制御装置２０２によって算出された電流指令値およびバッテリ１０５の電圧を基に、各半導体スイッチング素子のスイッチングを制御する。
【００２３】
バッテリ制御装置２０３は、バッテリ１０５のSOCを周知の方法により検出し、その検出結果を統合制御装置２０１へ送信する。
【００２４】
バッテリ温度制御装置２０４は、図１のバッテリ温度センサ１１０を用いて、バッテリ１０５の温度すなわちバッテリ温度を検出すると共に、図１の外気温度センサ１１１を用いて外気温度を検出する。バッテリ温度制御装置２０４において検出されたバッテリ温度および外気温度は、冷却装置１０６および加熱装置１０７の制御に用いられると共に、バッテリ温度制御装置２０４から統合制御装置２０１へ出力される。
【００２５】
補機制御装置２０５は、統合制御装置２０１からの指令に基づいて補機１１２を制御する。
【００２６】
充電器制御装置２０６は、外部電源１０９から供給される電力を所望の電圧および電流に変換するように充電器１０８に指令を与えることにより、充電器１０８からバッテリ１０５への充電電圧および充電電流を制御する。
【００２７】
なお、モータ制御装置２０２、バッテリ制御装置２０３、バッテリ温度制御装置２０４、補機制御装置２０５および充電器制御装置２０６は、各々の制御対象とそれぞれ一体化されていてもよい。すなわち、モータ制御装置２０２はインバータ１０４と、バッテリ制御装置２０３はバッテリ１０５と、バッテリ温度制御装置２０４は冷却装置１０６や加熱装置１０７と、補機制御装置２０５は補機１１２と、充電器制御装置２０６は充電器１０８とそれぞれ一体化された構成とすることができる。あるいは、これらを別個の構成としてもよい。
【００２８】
次に、本発明の第一実施形態に係る充電制御システムの動作、特に外部電源１０９を用いての充電時の動作について、図３〜８を用いて説明する。
【００２９】
電動車両１０１が外部電源１０９と接続されると、統合制御装置２０１において、図３に示す制御フローチャートが実行される。ステップＳ３０１において、統合制御装置２０１は、バッテリ温度制御充電モードを実施する。ここでは、図４のフローチャートに示す処理が実行される。
【００３０】
バッテリ温度制御充電モードにおいて、統合制御装置２０１は、図４に示すように、ステップＳ４０１の第１充電モードと、ステップＳ４０２の第２充電モードとを順次実行する。ステップＳ４０１の第１充電モードは、略一定の電流でバッテリ１０５を充電する定電流モードである。一方、ステップＳ４０２の第２充電モードは、略一定の電圧でバッテリ１０５を充電する定電圧モードである。
【００３１】
初めに、ステップＳ４０１の第１充電モードにおける処理を説明する。図５は、第１充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【００３２】
ステップＳ５０１では、バッテリ制御装置２０３により、バッテリ１０５のSOCを検出する。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ制御装置２０３に対してSOCの検出指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCが検出され、検出結果が統合制御装置２０１へ送信される。
【００３３】
ステップＳ５０２では、統合制御装置２０１により、ステップＳ５０１で検出したSOCを予め設定されたSOCの目標値（SOC_target）と比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ５０３へ進む。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図５に示す第１充電モードを終了し、第２充電モードへ移行する。なお、SOC_targetの値は、たとえば本充電制御システムの出荷時に設定される一定の値としてもよい。あるいは、充電開始前または充電中に本充電制御システムの操作者が任意の値を設定できるようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ５０３では、統合制御装置２０１により、ステップＳ５０１で検出したSOCを予め設定されたSOCのしきい値（SOC_th）と比較する。その結果、SOCがSOC_th以下の場合はステップＳ５０４へ進む。一方、SOCがSOC_thよりも大きい場合は、図５に示す第１充電モードを終了し、第２充電モードへ移行する。なお、SOC_thの値は、バッテリ１０５の特性に応じて設定されることが好ましい。このSOC_thの値は、前述のSOC_targetより大きくても小さくてもよい。あるいは、SOC_targetとSOC_thを同じ値としてもよい。
【００３５】
ステップＳ５０４では、バッテリ温度制御装置２０４を駆動してバッテリ温度制御を行う。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対して、バッテリ温度制御装置２０４を駆動するための指令を出力する。この指令に応じてバッテリ温度制御装置２０４が駆動され、冷却装置１０６と加熱装置１０７を用いたバッテリ１０５の温度制御がバッテリ温度制御装置２０４により行われる。なお、ステップＳ５０４におけるバッテリ温度制御の内容については、後で図６のフローチャートにより詳しく説明する。
【００３６】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、定電流モードによる充電を行うための指令を出力する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は、バッテリ１０５に流れる充電電流が所定の最大充電電流I_maxとなるように充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。なお、最大充電電流I_maxは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。
【００３７】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetまたはSOC＞SOC_thの関係を満たすまでの間、第１充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００３８】
次に、ステップＳ５０４においてバッテリ温度制御装置２０４により行われるバッテリ温度制御について説明する。図６は、バッテリ温度制御における処理を示すフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ６０１において、バッテリ温度制御装置２０４は、バッテリ温度Tすなわちバッテリ１０５の温度を検出する。ここでは、図１のバッテリ温度センサ１１０を用いてバッテリ温度Tを検出する。
【００４０】
ステップＳ６０２において、バッテリ温度制御装置２０４は、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを予め設定された充放電許容バッテリ温度の下限値T_minと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_minより小さい場合はステップＳ６０３へ進み、ステップＳ６０３において加熱装置１０７を駆動させて通常加熱を行う。これによりバッテリ１０５が加熱装置１０７によって加熱され、バッテリ温度Tが上昇する。ステップＳ６０３を実行したらステップＳ６０１へ戻り、再びバッテリ温度Tを検出する。このようにして、バッテリ温度TがT_min以上となるまでの間、加熱装置１０７を用いてバッテリ１０５を加熱する。一方、ステップＳ６０２においてバッテリ温度TがT_min以上である場合は、ステップＳ６０４へ進む。
【００４１】
ステップＳ６０４において、バッテリ温度制御装置２０４は、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを予め設定された充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_maxより大きい場合はステップＳ６０５へ進み、ステップＳ６０５において冷却装置１０６を駆動させて通常冷却を行う。これによりバッテリ１０５が冷却装置１０６によって冷却され、バッテリ温度Tが下降する。ステップＳ６０５を実行したらステップＳ６０１へ戻り、再びバッテリ温度Tを検出する。このようにして、バッテリ温度TがT_max以下となるまでの間、冷却装置１０６を用いてバッテリ１０５を冷却する。一方、ステップＳ６０４においてバッテリ温度TがT_max以下である場合は、図６に示すバッテリ温度制御を終了する。
【００４２】
なお、以上説明した充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。たとえば、バッテリ１０５の製造メーカ等がバッテリ１０５の劣化を考慮して、必要な充放電性能を維持できるような充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxを予め設定しておき、これをバッテリ温度制御装置２０４において用いることができる。
【００４３】
以上説明したようなバッテリ温度制御が、統合制御装置２０１からの指令に応じてバッテリ温度制御装置２０４により行われる。その結果、バッテリ１０５の温度を表すバッテリ温度TがT_min≦T≦T_maxの関係を満たすように、冷却装置１０６や加熱装置１０７がバッテリ温度制御装置２０４によって制御される。
【００４４】
次に、図４のステップＳ４０２の第２充電モードにおける処理を説明する。図７は、第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。なお、図７のフローチャートでは、先に説明した図５、６と同じ内容の処理ステップに対しては同一のステップ番号を付与している。
【００４５】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２では、バッテリ制御装置２０３と統合制御装置２０１により、それぞれ図５で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１により前述のSOC_targetと比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ６０１へ進む。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図７に示す第２充電モードを終了し、バッテリ１０５の充電を完了する。
【００４６】
ステップＳ６０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、バッテリ温度Tを検出する。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対してバッテリ温度Tを検出させるための指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ温度制御装置２０４は、図６で説明したのと同様にバッテリ温度Tを検出する。
【００４７】
ステップＳ７０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを前述の充放電許容バッテリ温度下限値T_minと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_minより小さい場合はステップＳ５０５へ進む。一方、バッテリ温度TがT_min以上である場合はステップＳ７０２へ進む。
【００４８】
ステップＳ７０２では、バッテリ温度制御装置２０４により、冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行う。このとき、冷却装置１０６が図６のステップＳ６０５における通常冷却の場合よりも高い冷却能力を発揮できるように、冷却装置１０６の出力を通常冷却時よりも上昇させる。たとえば、前述のように冷却装置１０６の冷却能力をその消費電力に応じて変化させることができる場合は、通常冷却の場合よりも高い消費電力となるように冷却装置１０６を動作させる。このようにして、バッテリ温度TがT_minに急速に接近するように冷却装置１０６を制御する。ステップＳ７０２において急速冷却制御を行ったら、ステップＳ５０５へ進む。
【００４９】
なお、急速冷却制御時に冷却装置１０６は、予め設定された最大出力等の一定の出力で動作してもよい。あるいは、バッテリ温度T とT_minとの差が大きいほど出力を上げ、より高い冷却能力を発揮するようにしてもよい。通常冷却の場合よりも高い冷却能力である限り、どのような形態で冷却装置１０６を駆動させてもよい。
【００５０】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、充電を行うための指令を出力する。なお、図５の場合とは異なり、定電圧モードによる充電を充電器制御装置２０６に対して指示する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は、バッテリ１０５に印加される充電電圧が所定の充電電圧Vとなるように充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。なお、充電電圧Vは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。
【００５１】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、バッテリ温度TがT_minとなるように冷却装置１０６によってバッテリ１０５が急速冷却され、第２充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００５２】
以上説明した図３〜７の各制御フローチャートに基づき充電制御システムを用いてバッテリ１０５を充電したときのSOC、充電電流、充電電圧およびバッテリ温度の変化の様子の一例を図８のグラフに示す。
【００５３】
図８の上図は、充電経過時間ｔに応じてSOCが増加している様子を示している。なお、ここではSOC_th＜SOC_targetである場合の例を示している。SOC＝SOC_th となるときの充電経過時間をt_thとすると、図８上図に示すように、t＜t_thのときには第１充電モード、t≧t_thのときには第２充電モードでバッテリ１０５がそれぞれ充電される。また、SOC≧SOC_targetとなったときにバッテリ１０５の充電が終了する。
【００５４】
図８の中図は、充電電流および充電電圧の変化の様子を示している。この図に示すように、第１充電モードでは充電電流が変化せず、略一定の値（I_max）となっている。また第２充電モードでは充電電圧が変化せず、略一定の値（V）となっている。
【００５５】
図８の下図は、バッテリ温度Tの変化の様子を示している。この図に示すように、第１充電モードにおいてバッテリ温度Tは徐々に上昇している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が行う前述のバッテリ温度制御により、Tmin<T<Tmaxが満たされるように加熱装置１０７および冷却装置１０６が制御される。一方、第２充電モードにおいてバッテリ温度Tは急速に低下している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が行う前述の急速冷却制御により、T＝T_minとなるように冷却装置１０６が制御され、バッテリ１０５が積極的に冷却される。
【００５６】
以上説明した第一実施形態によれば、次の（１）、（２）のような作用効果を奏する。
【００５７】
（１）バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し（図５ステップＳ５０１）、検出したSOCに基づいて、統合制御装置２０１により第１充電モードと第２充電モードとを切り替える（図４ステップＳ４０１、Ｓ４０２）。このとき、第２充電モードではバッテリ温度制御装置２０４により急速冷却制御を行い、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力が第１充電モードにおける冷却能力よりも高くなるように冷却装置１０６を制御する（図７ステップＳ７０２）。このようにしたので、第２充電モードで充電を行っているときに、バッテリ温度Tを目標とする温度に急速に近づけることができる。その結果、充電終了直後に電動車両１０１を走行させる際のバッテリ１０５の温度を適切に制御して、電動車両１０１の航続距離を伸ばすことができる。
【００５８】
（２）第２充電モードにおいて、バッテリ温度制御装置２０４は、バッテリ温度Tを所定の充放電許容バッテリ温度下限値T_minと比較し（図７ステップＳ７０１）、その比較結果に基づいてステップＳ７０２の処理を実行する。これにより、バッテリ温度Tが充放電許容バッテリ温度下限値T_minと一致するように冷却装置１０６を制御する。このようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行してバッテリ温度Tが上昇しても冷却装置１０６を極力使用しないようにすることができる。その結果、冷却装置１０６による電力消費を抑えて、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００５９】
なお、以上説明した第一実施形態によれば、図７のステップＳ７０１、７０２で説明したように、T＜T_minである場合は冷却装置１０６を駆動させず、T≧T_minである場合に冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行い、バッテリ１０５を急速に冷却するようにした。しかし、バッテリ１０５の過冷却を防止するため、T≧T_min＋α（αは０より大きい任意の値）のときに冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行うようにしてもよい。
【００６０】
また、以上説明した第一実施形態では、T＜T_minである場合は冷却装置１０６と加熱装置１０７のいずれも駆動させない例を説明したが、T＜T_minである場合に加熱装置１０７を駆動させてもよい。この場合、図６のステップＳ６０３と同様の通常加熱を加熱装置１０７において行ってもよい。あるいは、通常加熱の場合よりも高い加熱能力を発揮できるように、その出力を通常加熱時よりも上昇させて動作する急速加熱制御を加熱装置１０７において行ってもよい。このようにすれば、より確実にバッテリ温度を充放電許容バッテリ温度下限値T_minと一致させることができる。さらにこのとき、バッテリ１０５の過加熱を防止するため、T＜T_min−β（βは０より大きい任意の値）のときに加熱装置１０７を駆動させるようにしてもよい。
【００６１】
−第二実施形態−
次に本発明の第二実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第一実施形態と異なるのは、図４のステップＳ４０２の第２充電モードにおいて、バッテリ温度Tが充放電許容バッテリ温度下限値T_minではなく、外気温度T_outを考慮した目標バッテリ温度T_targetとなるように制御を行う点である。なお、目標バッテリ温度T_targetは、外気温度T_outによって決まるオフセット温度delta_TをT_minに加えることで求められる。
【００６２】
図９は、本発明の第二実施形態に係る充電制御システムにおいて、図７のフローチャートの処理に代えて行われる第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。なお、図９のフローチャートでも図７と同様に、図５、６と同じ内容の処理ステップに対しては同一のステップ番号を付与している。さらに、図７と同じ内容の処理ステップに対しても同一のステップ番号を付与している。
【００６３】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２およびＳ６０１では、バッテリ制御装置２０３、統合制御装置２０１およびバッテリ温度制御装置２０４により、それぞれ図５、７で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１により前述のSOC_targetと比較する。そして、SOCがSOC_target以下の場合は、バッテリ温度制御装置２０４によりバッテリ温度Tを検出する。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図９に示す第２充電モードを終了し、バッテリ１０５の充電を完了する。
【００６４】
ステップＳ９０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、外気温度T_outを検出する。ここでは、図１の外気温度センサ１１１を用いて外気温度T_outを検出する。このとき、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対して外気温度T_outを検出させるための指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ温度制御装置２０４は外気温度センサ１１１を用いて外気温度T_outを検出する。検出された外気温度T_outは、バッテリ温度制御装置２０４から統合制御装置２０１へ出力される。
【００６５】
ステップＳ９０２では、統合制御装置２０１により、ステップＳ９０１で検出した外気温度T_outに基づいて、目標バッテリ温度T_targetを算出する。ここでは、外気温度T_outに基づいて、後で説明するようにしてオフセット温度delta_Tを決定し、これを充放電許容バッテリ温度の下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出する。算出された目標バッテリ温度T_targetは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４へ出力される。
【００６６】
ステップＳ９０３では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度TをステップＳ９０２で算出した目標バッテリ温度T_targetと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_targetより小さい場合はステップＳ９０４へ進む。一方、バッテリ温度TがT_target以上である場合はステップＳ７０２へ進む。
【００６７】
ステップＳ７０２では、バッテリ温度制御装置２０４により、図７で説明したのと同様に、冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行う。これにより、バッテリ温度Tが目標バッテリ温度T_targetに急速に接近するように冷却装置１０６を制御する。ステップＳ７０２において急速冷却制御を行ったら、ステップＳ９０４へ進む。
【００６８】
ステップＳ９０４では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度TをステップＳ９０２で算出した目標バッテリ温度T_targetと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_targetより大きい場合はステップＳ５０５へ進む。一方、バッテリ温度TがT_target以下である場合はステップＳ９０５へ進む。
【００６９】
ステップＳ９０５では、バッテリ温度制御装置２０４により、加熱装置１０７を駆動させて急速加熱制御を行う。このとき、加熱装置１０７が図６のステップＳ６０３における通常加熱の場合よりも高い加熱能力を発揮できるように、バッテリ温度制御装置２０４は加熱装置１０７の出力を通常加熱時よりも上昇させる。たとえば、前述のように加熱装置１０７の加熱能力をその消費電力に応じて変化させることができる場合は、通常加熱の場合よりも高い消費電力となるように加熱装置１０７を動作させる。このようにして、バッテリ温度Tが目標バッテリ温度T_targetに急速に接近するように加熱装置１０７を制御する。ステップＳ９０５において急速加熱制御を行ったら、ステップＳ５０５へ進む。
【００７０】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは図７の場合と同様に、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、定電圧モードによる充電を行うための指令を出力する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。
【００７１】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることで、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、冷却装置１０６と加熱装置１０７によりバッテリ温度TがT_targetとなるようにバッテリ１０５が急速冷却または急速加熱され、第２充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００７２】
ここで、ステップＳ９０２において外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定する方法を述べる。図１０は、外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。
【００７３】
図１０に示すように、外気温度T_outが大きくなるに従って小さくなり、その最大値（上限値）が充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxから下限値T_minを減じた値であるT_max−T_min、最小値（下限値）が０となるようなオフセット温度delta_Tの設定値がバッテリ温度制御装置２０４において予め記憶されている。この設定値に基づいて、ステップＳ９０２で検出した外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tが決定される。すなわち、最大値T_max−T_minから最小値０の間でオフセット温度delta_Tが決定される。
【００７４】
または、図１１に示すような外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tを決定してもよい。図１１の例では、外気温度T_outが充放電許容バッテリ温度の下限値T_min以上のときにオフセット温度delta_Tが０となるように設定されている。以上説明した図１０、１１の各例以外にも、様々な外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を利用して、検出された外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００７５】
なお、図１０、１１に示した外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係において、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxは、前述の第一実施形態で説明したのと同様に、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。すなわち、バッテリ１０５の劣化等を考慮して、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxを予め設定しておくことができる。
【００７６】
以上説明した図９の制御フローチャートに基づき充電制御システムを用いてバッテリ１０５を充電したときのバッテリ温度の変化の様子の一例を図１２のグラフに示す。
【００７７】
図１２に示すように、第１充電モードにおいてバッテリ温度Tは、図８上図の例と同様にして上昇している。一方、第２充電モードにおいてバッテリ温度Tは、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minよりもオフセット温度delta_Tだけ大きい目標バッテリ温度T_targetまで急速に低下している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が急速冷却制御または急速過熱制御を行うことにより、T＝T_targetとなるように冷却装置１０６または加熱装置１０７が制御され、バッテリ１０５が積極的に冷却または加熱される。
【００７８】
以上説明した第二実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果に加えて、さらに次の（３）〜（７）のような作用効果を奏する。
【００７９】
（３）第２充電モードにおいて、バッテリ温度制御装置２０４により外気温度T_outを検出し（図９ステップＳ９０１）、検出した外気温度T_outに基づいて、統合制御装置２０１により目標バッテリ温度T_targetを算出する（図９ステップＳ９０２）。そして、バッテリ温度制御装置２０４により、算出した目標バッテリ温度T_targetとバッテリ温度Tとを比較し（図９ステップＳ９０３、Ｓ９０４）、その比較結果に基づいて、冷却装置１０６を用いた急速冷却制御と加熱装置１０７を用いた急速加熱制御を行う（図９ステップＳ７０２、Ｓ９０５）。このようにしたので、充電終了直後のバッテリ温度Tを外気温度T_outに応じて適切に制御することができる。
【００８０】
（４）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、外気温度T_outに応じて最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【００８１】
（５）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値T_maxから充放電許容バッテリ温度下限値T_minを減じた値T_max−T_minをオフセット温度delta_Tの最大値とし、０をオフセット温度delta_Tの最小値として、この最大値から最小値の間でオフセット温度delta_Tを決定するようにした。これにより、適切な範囲でオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００８２】
（６）充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxおよび下限値T_minは、バッテリ１０５の劣化を考慮して予め設定することができる。統合制御装置２０１は、これらを用いてステップＳ９０２の処理を行うことで、バッテリ１０５を充電する際に最適なオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００８３】
（７）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１０、１１に示したような外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outが高いほどオフセット温度delta_Tを小さくする。これにより、外気温度T_outが高いほど、より小さな値の目標バッテリ温度T_targetを算出結果として得ることができる。こうして得られた目標バッテリ温度T_targetに基づいてバッテリ温度Tを制御するようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行してバッテリ温度Tが変動したときに、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。すなわち、外気温度T_outが低い場合においては、充電終了直後に電動車両１０１を走行させてもバッテリ温度Tがあまり上昇しないと考えられるため、目標バッテリ温度T_targetを高くして余分な冷却を防止する。一方、外気温度T_outが高い場合においては、目標バッテリ温度T_targetを低くすることで、電動車両１０１の走行中に冷却装置１０６が駆動されてバッテリ１０５の電力が消費されるのを効果的に抑えることができる。その結果、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００８４】
−第三実施形態−
次に本発明の第三実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第二実施形態と異なるのは、図９のステップＳ９０２において、バッテリ１０５の予測負荷と外気温度T_outによってオフセット温度delta_Tを決定し、目標バッテリ温度T_targetを算出する点である。
【００８５】
図１３は、本発明の第三実施形態に係る充電制御システムの構成を示す図である。この充電制御システムは図２のものと比べて、車両周辺情報取得装置１３０１および情報通信装置１３０２を備える点と、バッテリ１０５の予測負荷、外気温度T_outおよびオフセット温度delta_Tの関係を表したＬＵＴ（Look Up Table）１３０３を統合制御装置２０１内に有する点とが異なる。
【００８６】
車両周辺情報取得装置１３０１は、電動車両１０１の周辺の道路状況に関する情報を車両周辺情報として取得する装置である。たとえば、電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の渋滞情報や高低差情報などを、車両周辺情報として取得する。こうした車両周辺情報取得装置１３０１は、たとえばナビゲーション装置などによって実現することができる。
【００８７】
情報通信装置１３０２は、バッテリ１０５の予測負荷を求めるために必要な情報を外部から受信するための装置である。たとえば、充電器１０８に接続された外部電源１０９から、その設置場所に関する情報を情報通信装置１３０２において受信する。
【００８８】
統合制御装置２０１は、図９のステップＳ９０２において、車両周辺情報取得装置１３０１により取得された車両周辺情報および情報通信装置１３０２により受信された情報に基づいて、バッテリ１０５の予測負荷を推定する。ここでは、たとえば次のようにして、バッテリ１０５の予測負荷の大小を推定することができる。
【００８９】
（ａ）渋滞情報から予測負荷を求める場合
車両周辺情報取得装置１３０１において、前述のように電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の渋滞情報を車両周辺情報として取得した場合、その渋滞情報から予測負荷の大小を推定することができる。たとえば、電動車両１０１がこれから走行する予定の道路が渋滞しているか否かを渋滞情報に基づいて判断する。その結果、当該道路が渋滞していれば、電動車両１０１はその道路を徐行すると予想されるため、バッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定する。これと反対に、当該道路が渋滞していなければ、バッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９０】
（ｂ）高低差情報から予測負荷を求める場合
車両周辺情報取得装置１３０１において、前述のように電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の高低差情報を車両周辺情報として取得した場合、その高低差情報から予測負荷の大小を推定することができる。たとえば、電動車両１０１がこれから走行する予定の道路の高低差を高低差情報に基づいて算出する。その結果、高低差が所定値未満であればバッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定し、所定値以上であればバッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９１】
（ｃ）外部電源１０９の設置場所から予測負荷を求める場合
情報通信装置１３０２により外部電源１０９の設置場所に関する情報を受信した場合、その情報から予測負荷を推定することができる。たとえば、取得した情報から求められた外部電源１０９の設置場所が自宅や一般道沿いの充電施設である場合、バッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定する。一方、外部電源１０９の設置場所が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアである場合、バッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９２】
なお、以上説明した（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各推定方法はあくまで一例であり、他にも様々な方法でバッテリ１０５の予測負荷を推定することができる。また、複数種類の方法を組み合わせてバッテリ１０５の予測負荷を推定してもよい。さらに、上記の各例では予測負荷が大小いずれに該当するかを推定することとしたが、３種類以上の予測負荷の中からいずれに該当するかを推定してもよい。あるいは、予測負荷の度合いを数値化して求めてもよい。
【００９３】
以上説明したような方法によりバッテリ１０５の予測負荷を推定したら、次に統合制御装置２０１は、その予測負荷およびステップＳ９０１で検出した外気温度T_outに基づいて、オフセット温度delta_Tを決定する。ここでは、推定された予測負荷の大きさと外気温度T_outに対応するオフセット温度delta_TをＬＵＴ１３０３から検索し、その検索結果に基づいてオフセット温度delta_Tを決定する。
【００９４】
図１４は、外気温度T_out、予測負荷およびオフセット温度delta_Tの関係の一例を示すグラフである。図１４において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。また、破線で示すグラフは予測負荷が小さいときの外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を表し、実線で示すグラフは予測負荷が大きいときの外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を表している。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００９５】
以上説明した第三実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果と、第二実施形態による（３）、（５）および（６）の各作用効果に加えて、さらに次の（８）、（９）のような作用効果を奏する。
【００９６】
（８）統合制御装置２０１は、ステップＳ９０２においてバッテリ１０５の予測負荷を推定し、推定した予測負荷および外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、バッテリ１０５の予測負荷および外気温度T_outに応じて最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【００９７】
（９）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１４に示したような外気温度T_out、予測負荷およびオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outが高いほど、また予測負荷が大きいほど、オフセット温度delta_Tを小さくする。これにより、外気温度T_outが高く予測負荷が大きいほど、より小さな値の目標バッテリ温度T_targetを算出結果として得ることができる。こうして得られた目標バッテリ温度T_targetに基づいてバッテリ温度Tを制御するようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行し、そのときの外気温度やバッテリ１０５の負荷に応じてバッテリ温度Tが変動しても、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。すなわち、外気温度T_outが低く、かつバッテリ１０５の負荷が小さいと、充電終了直後に電動車両１０１を走行させてもバッテリ温度Tが低下していく場合が生じる。このような場合、目標バッテリ温度T_targetを高くすることで、電動車両１０１の走行中に加熱装置１０７が駆動されてバッテリ１０５の電力が消費されるのを効果的に抑えることができる。したがって、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００９８】
−第四実施形態−
次に本発明の第四実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第三実施形態と異なるのは、図９のステップＳ９０２において、バッテリ１０５の予測負荷と外気温度T_outに基づいてバッテリ温度変化率を求め、そのバッテリ温度変化率に応じてオフセット温度delta_Tを決定する点である。ここでいうバッテリ温度変化率とは、与えられた外気温度T_outの条件下でバッテリ１０５に負荷を与えた際のバッテリ温度変化の傾きである。
【００９９】
図１５は、外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係の一例を示すグラフである。図１５において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はバッテリ温度変化率を表している。また、破線で示すグラフは予測負荷が小さいときの外気温度T_outとバッテリ温度変化率の関係を表し、実線で示すグラフは予測負荷が大きいときの外気温度T_outとバッテリ温度変化率の関係を表している。図１５に示すように、同じ外気温度T_outにおいては、予測負荷が大きいほどバッテリ温度変化率が大きくなることが分かる。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてバッテリ温度変化率を求めることができる。
【０１００】
以上説明したような外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係に基づいてバッテリ温度変化率を求めたら、次に統合制御装置２０１は、そのバッテリ温度変化率に基づいて、オフセット温度delta_Tを決定する。ここでは、求められたバッテリ温度変化率の大きさに対応するオフセット温度delta_TをＬＵＴ１３０３から検索し、その検索結果に基づいてオフセット温度delta_Tを決定する。
【０１０１】
図１６は、バッテリ温度変化率とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。図１６において、横軸はバッテリ温度変化率を表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。図１６に示すように、バッテリ温度変化率が大きくなるにつれてオフセット温度delta_Tが小さくなり、バッテリ温度変化率が０のときにdelta_T＝(T_max-T_min)/2となることが分かる。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【０１０２】
以上説明した第四実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果と、第二実施形態による（３）および（６）の各作用効果に加えて、さらに次の（１０）〜（１２）のような作用効果を奏する。
【０１０３】
（１０）統合制御装置２０１は、ステップＳ９０２においてバッテリ１０５の予測負荷を推定し、推定した予測負荷および外気温度T_outに基づいてバッテリ温度変化率を求め、そのバッテリ温度変化率に基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、外気温度T_outの条件下でバッテリ１０５に負荷を与えた際のバッテリ温度変化の傾きを考慮して、バッテリ１０５の予測負荷および外気温度T_outに応じた最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【０１０４】
（１１）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１６に示すように、充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxと下限値T_minの中間値である(T_max-T_min)/2をバッテリ温度変化率が０であるときのオフセット温度delta_Tとして、バッテリ温度変化率が正の値であるときはオフセット温度delta_Tがこれよりも小さく、バッテリ温度変化率が負の値であるときはオフセット温度delta_Tがこれよりも大きくなるように、オフセット温度delta_Tを決定するようにした。これにより、適切な範囲でオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【０１０５】
（１２）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１５に示したような外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係に基づいて、外気温度T_outが高いほど、また予測負荷が大きいほど、バッテリ温度変化率を大きくする。これにより、外気温度T_outが高く予測負荷が大きいほど、より大きな値のバッテリ温度変化率を算出結果として得ることができる。こうして得られたバッテリ温度変化率に基づいて目標バッテリ温度T_targetを算出し、バッテリ温度Tを制御するようにしたので、第三実施形態で説明したのと同様に、充電終了後に電動車両１０１が走行し、そのときの外気温度やバッテリ１０５の負荷に応じてバッテリ温度Tが変動しても、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。したがって、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【０１０６】
−第五実施形態−
次に本発明の第四実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第一〜第四実施形態と異なるのは、統合制御装置２０１において、図３に示す制御フローチャートに代えて図１７に示す制御フローチャートを実行する点である。
【０１０７】
電動車両１０１が外部電源１０９と接続されると、統合制御装置２０１において、図１７に示す制御フローチャートが実行される。ステップＳ１５０１において、統合制御装置２０１は、充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定する。充電終了直後に走行開始する場合はステップＳ３０１へ進み、しない場合はステップＳ１５０２へ進む。
【０１０８】
ステップＳ１５０１の判定は、たとえば本充電制御システムの操作者による操作の結果に応じて行うことができる。すなわち、操作者からの指示情報を取得し、これに基づいて操作者が電動車両１０１に対して充電終了直後の走行開始を指示したか否かを判断することにより、ステップＳ１５０１を肯定または否定判定する。
【０１０９】
また、前述の第三または第四実施形態において説明したように、本充電制御システムが車両周辺情報取得装置１３０１と情報通信装置１３０２を有している場合、これらによって得られた情報に基づいてステップＳ１５０１の判定を行ってもよい。たとえば、車両周辺情報取得装置１３０１により、充電開始時の電動車両１０１の位置情報を車両周辺情報として取得し、これに基づいて電動車両１０１が充電開始時に高速道路のサービスエリアやパーキングエリア内にいるか否かを判断する。その結果、電動車両１０１が高速道路のサービスエリアやパーキングエリア内にいる場合はステップＳ１５０１を肯定判定し、それ以外の場所にいる場合はステップＳ１５０１を否定判定する。
【０１１０】
あるいは、情報通信装置１３０２により外部電源１０９の設置場所に関する情報を受信し、これに基づいて外部電源１０９が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに設置されているか否かを判断する。その結果、外部電源１０９が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに設置されている場合はステップＳ１５０１を肯定判定し、それ以外の場所に設置されている場合はステップＳ１５０１を否定判定する。
【０１１１】
なお、電動車両１０１が充電終了直後に走行を開始する可能性が高いと考えられる場所であれば、判定対象とする電動車両１０１の位置や外部電源１０９の設置場所は、上記のように高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに限定されない。たとえば、自宅以外の場所に設置されている充電施設を全て判定対象としてステップＳ１５０１の判定を行ってもよい。
【０１１２】
以上説明した例以外にも様々な方法を用いてステップＳ１５０１の判定を行うことができる。たとえば、電動車両１０１に搭載されたナビゲーション装置において目的地までの経路が設定されており、その経路の途中で充電が開始された場合はステップＳ１５０１を肯定判定してもよい。
【０１１３】
ステップＳ１５０１を肯定判定した場合、統合制御装置２０１はステップＳ３０１において、他の実施形態と同様に図４のフローチャートに示すバッテリ温度制御充電モードを実施する。これにより、ステップＳ４０１の第１充電モードと、ステップＳ４０２の第２充電モードとを順次実行する。
【０１１４】
一方、ステップＳ１５０１を否定判定した場合、統合制御装置２０１はステップＳ１５０２において、通常充電モードを実施する。ここでは、図１８のフローチャートに示す処理が実行される。
【０１１５】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２では、バッテリ制御装置２０３と統合制御装置２０１により、それぞれ図５、７および９で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１によりSOC_targetと比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ５０５へ進み、SOC_targetより大きい場合は図１８に示す通常充電モードを終了してバッテリ１０５の充電を完了する。
【０１１６】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、充電を行うための指令を出力する。このとき、SOC＜SOC_thであれば定電流モードによる充電を行い、SOC≧SOC_thであれば定電圧モードによる充電を行うことが好ましい。すなわち、SOCがSOC_th未満のときは、バッテリ１０５に流れる充電電流が最大充電電流I_maxとなるように充電器１０８を制御してバッテリ１０５を充電し、SOCがSOC_th以上のときは、バッテリ１０５に印加される充電電圧が所定の充電電圧Vとなるように充電器１０８を制御してバッテリ１０５を充電する。
【０１１７】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、通常充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【０１１８】
以上説明した第五実施形態によれば、前述の各実施形態による（１）〜（１２）の作用効果に加えて、さらに次の（１３）、（１４）のような作用効果を奏する。
【０１１９】
（１３）統合制御装置２０１は、バッテリ１０５の充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定する（図１７ステップＳ１５０１）。充電終了直後に走行開始すると判定された場合、ステップＳ３０１において図４のバッテリ温度制御充電モードを実施する。このときはバッテリ温度制御装置２０４により、バッテリ１０５の充電中に冷却装置１０６と加熱装置１０７を制御して、バッテリ１０５を冷却および加熱する。一方、充電終了直後に走行開始しないと判定された場合、ステップＳ１５０２において図１８の通常充電モードを実施する。このときはバッテリ温度制御装置２０４を動作させず、バッテリ１０５の充電中に冷却装置１０６によるバッテリ１０５の冷却および加熱装置１０７によるバッテリ１０５の加熱のいずれも行わないようにした。このようにして、充電直後に電動車両１０１を走行させない場合はバッテリ１０５の温度制御を行わないようにしたので、冷却や加熱に要する無駄な電力消費を防ぐことができる。
【０１２０】
（１４）統合制御装置２０１は、操作者からの指示情報、車両周辺情報取得装置１３０１による電動車両１０１の位置情報、および情報通信装置１３０２による外部電源１０９の設置場所に関する情報のいずれか少なくとも一つを取得することができる。こうして取得された情報に基づいて、統合制御装置２０１はステップＳ１５０１において、バッテリ１０５の充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定することができる。このようにすれば、充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを確実に判定することができる。
【０１２１】
なお、以上説明した各実施形態において、冷却装置１０６と加熱装置１０７のいずれか一方のみを使用して、冷却制御と急速冷却制御、または加熱制御と急速加熱制御のいずれか一方の組み合わせのみを行うこととしてもよい。その場合も前述の各実施形態と同様に、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力または加熱装置１０７の加熱能力が、第１充電モードにおける冷却能力または加熱能力よりも高くなるように、バッテリ温度制御装置２０４によって冷却装置１０６または加熱装置１０７を制御するようにする。
【０１２２】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記の各実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２３】
101 電動車両
102 駆動輪
103 モータ
104 インバータ
105 バッテリ
106 冷却装置
107 加熱装置
108 充電器
109 外部電源
110 バッテリ温度センサ
111 外気温度センサ
112 補機
201 統合制御装置
202 モータ制御装置
203 バッテリ制御装置
204 バッテリ温度制御装置
205 補機制御装置
206 充電器制御装置
1301 車両周辺情報取得装置
1302 情報通信装置
1303 ルックアップテーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載され、外部電源から車載バッテリへの充電電流を制御する電動車両用の充電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部電源から電力を供給可能な電動車両の駆動源には一般に電動モータが使われており、それを駆動するための車載バッテリを電動車両は備えている。車載バッテリは充放電時に発熱し、バッテリ温度が上昇する。しかし、外気温度や運転状況によってはバッテリの発熱量よりも放熱量が大きくなり、バッテリ温度が下降することもある。
【０００３】
一般に、バッテリは極低温時や高温時に充放電を行うと劣化してしまうため、充放電に適切なバッテリ温度範囲（充放電許容バッテリ温度範囲）が予め定められている。車載バッテリの充放電時には、そのバッテリ温度が設定された充放電許容バッテリ温度範囲内になるように制御する必要がある。こうしたバッテリ温度の制御方法として、冷却装置や加熱装置を用いて行うものが知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１には、充電終了直後、放電時のバッテリ劣化が最も小さくなるバッテリ温度（放電理想バッテリ温度）となるように、充電電流と冷却および加熱装置の出力を制御する手法が開示されている。また、特許文献２には、充電時において、バッテリの定格容量に対する充電されている容量の比率を示す充電深度（SOC：State Of Charge）に応じて目標のバッテリ温度を設定し、バッテリ温度が目標のバッテリ温度となるように冷却および加熱装置の出力を制御する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７７２７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される技術では、充電終了時にバッテリを放電バッテリ理想温度にするため、充電終了直後においては制限なくバッテリから放電を開始することができる。しかし、電動車両の走行開始に伴うバッテリの放電電流によって生じる発熱により、走行開始直後に冷却装置を作動させる場合がある。その結果、電動モータの駆動に利用できるエネルギーが減ってしまい、電動車両の航続距離が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
一方、特許文献２に開示される技術では、バッテリの劣化が最小となる温度をＳＯＣによって設定し、設定した温度となるように冷却および加熱装置を制御する。しかし、充電終了後においてバッテリ温度が低いとは限らず、充電直後に電動車両が走行を開始した場合、バッテリ電力を用いた冷却がすぐに必要になる場合が考えられる。このような場合、冷却装置を作動させることで電動モータの駆動に利用できるエネルギーが減ってしまうため、電動車両の航続距離が短くなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情を鑑みて為された発明であり、充電終了直後に電動車両を走行させる際のバッテリ温度を適切に制御して、電動車両の航続距離を伸ばすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による充電制御システムは、電動車両に搭載され、外部電源による車載バッテリの充電を制御する電動車両用の充電制御システムであって、車載バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、車載バッテリのバッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づいて、所定の冷却能力で車載バッテリを冷却する冷却装置と、所定の加熱能力で車載バッテリを加熱する加熱装置とを制御するバッテリ温度制御手段と、外部電源により車載バッテリを充電する際の充電電流および充電電圧を制御する充電制御手段とを備え、充電制御手段は、ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣに基づいて、充電電流を略一定に制御する第１充電モードと、充電電圧を略一定に制御する第２充電モードとを切り替え、バッテリ温度制御手段は、第２充電モードにおける冷却能力および／または加熱能力が、第１充電モードにおける冷却能力および／または加熱能力よりも高くなるように、冷却装置および加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、充電終了直後に電動車両を走行させる際のバッテリ温度を適切に制御して、電動車両の航続距離を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る充電制御システムを搭載した電動車両の概略構成図である。
【図２】第一実施形態に係る充電制御システムの構成図である。
【図３】第一実施形態に係る充電制御システムの制御フローチャートである。
【図４】第一実施形態に係る充電制御システムのバッテリ温度制御充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図５】第一実施形態に係る充電制御システムの第１充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図６】第一実施形態に係る充電制御システムのバッテリ温度制御における処理を示すフローチャートである。
【図７】第一実施形態に係る充電制御システムの第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図８】第一実施形態に係る充電制御システムにおけるSOC、充電電流、充電電圧およびバッテリ温度の変化の様子の一例を示すグラフである。
【図９】第二実施形態に係る充電制御システムの第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【図１０】第二実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１１】第二実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度とオフセット温度の関係の他の一例を示すグラフである。
【図１２】第二実施形態に係る充電制御システムにおけるバッテリ温度の変化の一例を示すグラフである。
【図１３】第三実施形態に係る充電制御システムの構成図である。
【図１４】第三実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度、予測負荷およびオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１５】第四実施形態に係る充電制御システムにおける外気温度、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係の一例を示すグラフである。
【図１６】第四実施形態に係る充電制御システムにおけるバッテリ温度変化率とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。
【図１７】第五実施形態に係る充電制御システムの制御フローチャートである。
【図１８】第五実施形態に係る充電制御システムの通常充電モードにおける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】
【００１１】
図１は、本発明に係る充電制御システムを搭載した電動車両１０１の構成の概略を示す図である。電動車両１０１は、駆動輪１０２に駆動力を出力する走行用のモータ１０３と、モータ１０３の駆動力を制御するインバータ１０４と、インバータ１０４を介してモータ１０３に電力を供給するバッテリ１０５と、バッテリ１０５を冷却するための冷却装置１０６と、バッテリ１０５を加熱するための加熱装置１０７と、外部電源１０９から供給される電力を変換してバッテリ１０５を充電する充電器１０８と、バッテリ１０５の温度を測定するバッテリ温度センサ１１０と、外気温度を測定する外気温度センサ１１１と、ヘッドライトやパワーステアリングなどの補機１１２と、これらを制御するための統合制御装置２０１とを備える。
【００１２】
インバータ１０４は、６個の半導体スイッチング素子を有するインバータ回路として構成されている。これらの半導体スイッチング素子のスイッチングにより、インバータ１０４はバッテリ１０５から供給される直流電力を三相交流電力に変換した後に、モータ１０３の三相コイルに電力を供給する。
【００１３】
モータ１０３には、その回転数を測定するための図示しない回転センサが取り付けられている。この回転センサにより測定されたモータ１０３の回転数はインバータ１０４に出力され、インバータ１０４における各半導体スイッチング素子のスイッチング制御などに利用される。
【００１４】
バッテリ１０５は、充放電可能な２次電池であればどのようなものでも良い。たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などをバッテリ１０５として使用することが考えられる。
【００１５】
バッテリ１０５を冷却するための冷却装置１０６は、その冷却能力を可変にすることのできるものであればどのようなものでも良い。たとえば、電動ファンを備えた空冷または水冷方式の冷却装置、電動ヒートポンプを備えたエアコン、ペルチェ素子等の熱電変換素子などを冷却装置１０６として用いることが考えられる。あるいは、冷却能力の異なる２種類またはそれ以上の冷却装置１０６を切り替えて用いてもよい。同様に、バッテリ１０５を加熱するための加熱装置１０７は、その加熱能力を可変にすることのできるものであればどのようなものでも良い。たとえば、上記のエアコンや熱電変換素子に加えて、電熱線、電熱線にファンを取り付けたものなどを加熱装置１０７において用いることが考えられる。あるいは、加熱能力の異なる２種類またはそれ以上の加熱装置１０７を切り替えて用いてもよい。
【００１６】
なお、冷却装置１０６および加熱装置１０７は、その冷却能力と加熱能力を消費電力に応じて変化させることができるようにするため、上記のように電力を利用して動作するものを用いることが好ましい。しかし、冷却能力と加熱能力をそれぞれ変化させることができるものであれば、電力以外のエネルギーを利用して動作するものとしてもよい。
【００１７】
バッテリ１０５には、バッテリ１０５の温度を測定するためのバッテリ温度センサ１１０と、外気温度を測定するための外気温度センサ１１１とが取り付けられている。これらの温度を測定するセンサとしては、たとえば熱電対やサーミスタなどを用いることができる。
【００１８】
次に、本発明に係る充電制御システムを第一実施形態から第五実施形態に分けて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
−第一実施形態−
図２は、本発明の第一実施形態に係る充電制御システムの構成を示す図である。この充電制御システムは、統合制御装置２０１と、インバータ１０４およびモータ１０３を制御するためのモータ制御装置２０２と、バッテリ１０５を制御するためのバッテリ制御装置２０３と、冷却装置１０６および加熱装置１０７を制御するためのバッテリ温度制御装置２０４と、補機１１２を制御するための補機制御装置２０５と、充電器１０８を制御するための充電器制御装置２０６とを有する。これらの各制御装置は、電動車両１０１内に設けられた通信ネットワーク、たとえばCAN（Controller Area Network）を介して相互に接続されている。
【００２０】
図２の充電制御システムにおいて、インバータ１０４、冷却装置１０６、加熱装置１０７、補機１１２および充電器１０８は、それぞれバッテリ１０５と接続されている。これにより、バッテリ１０５からの電力がインバータ１０４、冷却装置１０６、加熱装置１０７および補機１１２へ供給される。また、充電器１０８により変換された外部電源１０９からの電力がバッテリ１０５へ供給され、バッテリ１０５が充電される。
【００２１】
統合制御装置２０１は、他の各制御装置との間でそれぞれ所定の情報を必要に応じて入出力することにより、各制御装置を統合して制御を行う。
【００２２】
モータ制御装置２０２は、統合制御装置２０１から出力されるトルク指令値や、前述の回転センサによって測定されたモータ１０３の回転数等の情報を基に、インバータ１０４に対する電流指令値の算出などを行う。インバータ１０４は、モータ制御装置２０２によって算出された電流指令値およびバッテリ１０５の電圧を基に、各半導体スイッチング素子のスイッチングを制御する。
【００２３】
バッテリ制御装置２０３は、バッテリ１０５のSOCを周知の方法により検出し、その検出結果を統合制御装置２０１へ送信する。
【００２４】
バッテリ温度制御装置２０４は、図１のバッテリ温度センサ１１０を用いて、バッテリ１０５の温度すなわちバッテリ温度を検出すると共に、図１の外気温度センサ１１１を用いて外気温度を検出する。バッテリ温度制御装置２０４において検出されたバッテリ温度および外気温度は、冷却装置１０６および加熱装置１０７の制御に用いられると共に、バッテリ温度制御装置２０４から統合制御装置２０１へ出力される。
【００２５】
補機制御装置２０５は、統合制御装置２０１からの指令に基づいて補機１１２を制御する。
【００２６】
充電器制御装置２０６は、外部電源１０９から供給される電力を所望の電圧および電流に変換するように充電器１０８に指令を与えることにより、充電器１０８からバッテリ１０５への充電電圧および充電電流を制御する。
【００２７】
なお、モータ制御装置２０２、バッテリ制御装置２０３、バッテリ温度制御装置２０４、補機制御装置２０５および充電器制御装置２０６は、各々の制御対象とそれぞれ一体化されていてもよい。すなわち、モータ制御装置２０２はインバータ１０４と、バッテリ制御装置２０３はバッテリ１０５と、バッテリ温度制御装置２０４は冷却装置１０６や加熱装置１０７と、補機制御装置２０５は補機１１２と、充電器制御装置２０６は充電器１０８とそれぞれ一体化された構成とすることができる。あるいは、これらを別個の構成としてもよい。
【００２８】
次に、本発明の第一実施形態に係る充電制御システムの動作、特に外部電源１０９を用いての充電時の動作について、図３〜８を用いて説明する。
【００２９】
電動車両１０１が外部電源１０９と接続されると、統合制御装置２０１において、図３に示す制御フローチャートが実行される。ステップＳ３０１において、統合制御装置２０１は、バッテリ温度制御充電モードを実施する。ここでは、図４のフローチャートに示す処理が実行される。
【００３０】
バッテリ温度制御充電モードにおいて、統合制御装置２０１は、図４に示すように、ステップＳ４０１の第１充電モードと、ステップＳ４０２の第２充電モードとを順次実行する。ステップＳ４０１の第１充電モードは、略一定の電流でバッテリ１０５を充電する定電流モードである。一方、ステップＳ４０２の第２充電モードは、略一定の電圧でバッテリ１０５を充電する定電圧モードである。
【００３１】
初めに、ステップＳ４０１の第１充電モードにおける処理を説明する。図５は、第１充電モードにおける処理を示すフローチャートである。
【００３２】
ステップＳ５０１では、バッテリ制御装置２０３により、バッテリ１０５のSOCを検出する。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ制御装置２０３に対してSOCの検出指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCが検出され、検出結果が統合制御装置２０１へ送信される。
【００３３】
ステップＳ５０２では、統合制御装置２０１により、ステップＳ５０１で検出したSOCを予め設定されたSOCの目標値（SOC_target）と比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ５０３へ進む。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図５に示す第１充電モードを終了し、第２充電モードへ移行する。なお、SOC_targetの値は、たとえば本充電制御システムの出荷時に設定される一定の値としてもよい。あるいは、充電開始前または充電中に本充電制御システムの操作者が任意の値を設定できるようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ５０３では、統合制御装置２０１により、ステップＳ５０１で検出したSOCを予め設定されたSOCのしきい値（SOC_th）と比較する。その結果、SOCがSOC_th以下の場合はステップＳ５０４へ進む。一方、SOCがSOC_thよりも大きい場合は、図５に示す第１充電モードを終了し、第２充電モードへ移行する。なお、SOC_thの値は、バッテリ１０５の特性に応じて設定されることが好ましい。このSOC_thの値は、前述のSOC_targetより大きくても小さくてもよい。あるいは、SOC_targetとSOC_thを同じ値としてもよい。
【００３５】
ステップＳ５０４では、バッテリ温度制御装置２０４を駆動してバッテリ温度制御を行う。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対して、バッテリ温度制御装置２０４を駆動するための指令を出力する。この指令に応じてバッテリ温度制御装置２０４が駆動され、冷却装置１０６と加熱装置１０７を用いたバッテリ１０５の温度制御がバッテリ温度制御装置２０４により行われる。なお、ステップＳ５０４におけるバッテリ温度制御の内容については、後で図６のフローチャートにより詳しく説明する。
【００３６】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、定電流モードによる充電を行うための指令を出力する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は、バッテリ１０５に流れる充電電流が所定の最大充電電流I_maxとなるように充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。なお、最大充電電流I_maxは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。
【００３７】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetまたはSOC＞SOC_thの関係を満たすまでの間、第１充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００３８】
次に、ステップＳ５０４においてバッテリ温度制御装置２０４により行われるバッテリ温度制御について説明する。図６は、バッテリ温度制御における処理を示すフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ６０１において、バッテリ温度制御装置２０４は、バッテリ温度Tすなわちバッテリ１０５の温度を検出する。ここでは、図１のバッテリ温度センサ１１０を用いてバッテリ温度Tを検出する。
【００４０】
ステップＳ６０２において、バッテリ温度制御装置２０４は、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを予め設定された充放電許容バッテリ温度の下限値T_minと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_minより小さい場合はステップＳ６０３へ進み、ステップＳ６０３において加熱装置１０７を駆動させて通常加熱を行う。これによりバッテリ１０５が加熱装置１０７によって加熱され、バッテリ温度Tが上昇する。ステップＳ６０３を実行したらステップＳ６０１へ戻り、再びバッテリ温度Tを検出する。このようにして、バッテリ温度TがT_min以上となるまでの間、加熱装置１０７を用いてバッテリ１０５を加熱する。一方、ステップＳ６０２においてバッテリ温度TがT_min以上である場合は、ステップＳ６０４へ進む。
【００４１】
ステップＳ６０４において、バッテリ温度制御装置２０４は、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを予め設定された充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_maxより大きい場合はステップＳ６０５へ進み、ステップＳ６０５において冷却装置１０６を駆動させて通常冷却を行う。これによりバッテリ１０５が冷却装置１０６によって冷却され、バッテリ温度Tが下降する。ステップＳ６０５を実行したらステップＳ６０１へ戻り、再びバッテリ温度Tを検出する。このようにして、バッテリ温度TがT_max以下となるまでの間、冷却装置１０６を用いてバッテリ１０５を冷却する。一方、ステップＳ６０４においてバッテリ温度TがT_max以下である場合は、図６に示すバッテリ温度制御を終了する。
【００４２】
なお、以上説明した充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。たとえば、バッテリ１０５の製造メーカ等がバッテリ１０５の劣化を考慮して、必要な充放電性能を維持できるような充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxを予め設定しておき、これをバッテリ温度制御装置２０４において用いることができる。
【００４３】
以上説明したようなバッテリ温度制御が、統合制御装置２０１からの指令に応じてバッテリ温度制御装置２０４により行われる。その結果、バッテリ１０５の温度を表すバッテリ温度TがT_min≦T≦T_maxの関係を満たすように、冷却装置１０６や加熱装置１０７がバッテリ温度制御装置２０４によって制御される。
【００４４】
次に、図４のステップＳ４０２の第２充電モードにおける処理を説明する。図７は、第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。なお、図７のフローチャートでは、先に説明した図５、６と同じ内容の処理ステップに対しては同一のステップ番号を付与している。
【００４５】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２では、バッテリ制御装置２０３と統合制御装置２０１により、それぞれ図５で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１により前述のSOC_targetと比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ６０１へ進む。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図７に示す第２充電モードを終了し、バッテリ１０５の充電を完了する。
【００４６】
ステップＳ６０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、バッテリ温度Tを検出する。ここでは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対してバッテリ温度Tを検出させるための指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ温度制御装置２０４は、図６で説明したのと同様にバッテリ温度Tを検出する。
【００４７】
ステップＳ７０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度Tを前述の充放電許容バッテリ温度下限値T_minと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_minより小さい場合はステップＳ５０５へ進む。一方、バッテリ温度TがT_min以上である場合はステップＳ７０２へ進む。
【００４８】
ステップＳ７０２では、バッテリ温度制御装置２０４により、冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行う。このとき、冷却装置１０６が図６のステップＳ６０５における通常冷却の場合よりも高い冷却能力を発揮できるように、冷却装置１０６の出力を通常冷却時よりも上昇させる。たとえば、前述のように冷却装置１０６の冷却能力をその消費電力に応じて変化させることができる場合は、通常冷却の場合よりも高い消費電力となるように冷却装置１０６を動作させる。このようにして、バッテリ温度TがT_minに急速に接近するように冷却装置１０６を制御する。ステップＳ７０２において急速冷却制御を行ったら、ステップＳ５０５へ進む。
【００４９】
なお、急速冷却制御時に冷却装置１０６は、予め設定された最大出力等の一定の出力で動作してもよい。あるいは、バッテリ温度T とT_minとの差が大きいほど出力を上げ、より高い冷却能力を発揮するようにしてもよい。通常冷却の場合よりも高い冷却能力である限り、どのような形態で冷却装置１０６を駆動させてもよい。
【００５０】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、充電を行うための指令を出力する。なお、図５の場合とは異なり、定電圧モードによる充電を充電器制御装置２０６に対して指示する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は、バッテリ１０５に印加される充電電圧が所定の充電電圧Vとなるように充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。なお、充電電圧Vは、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。
【００５１】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、バッテリ温度TがT_minとなるように冷却装置１０６によってバッテリ１０５が急速冷却され、第２充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００５２】
以上説明した図３〜７の各制御フローチャートに基づき充電制御システムを用いてバッテリ１０５を充電したときのSOC、充電電流、充電電圧およびバッテリ温度の変化の様子の一例を図８のグラフに示す。
【００５３】
図８の上図は、充電経過時間ｔに応じてSOCが増加している様子を示している。なお、ここではSOC_th＜SOC_targetである場合の例を示している。SOC＝SOC_th となるときの充電経過時間をt_thとすると、図８上図に示すように、t＜t_thのときには第１充電モード、t≧t_thのときには第２充電モードでバッテリ１０５がそれぞれ充電される。また、SOC≧SOC_targetとなったときにバッテリ１０５の充電が終了する。
【００５４】
図８の中図は、充電電流および充電電圧の変化の様子を示している。この図に示すように、第１充電モードでは充電電流が変化せず、略一定の値（I_max）となっている。また第２充電モードでは充電電圧が変化せず、略一定の値（V）となっている。
【００５５】
図８の下図は、バッテリ温度Tの変化の様子を示している。この図に示すように、第１充電モードにおいてバッテリ温度Tは徐々に上昇している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が行う前述のバッテリ温度制御により、Tmin<T<Tmaxが満たされるように加熱装置１０７および冷却装置１０６が制御される。一方、第２充電モードにおいてバッテリ温度Tは急速に低下している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が行う前述の急速冷却制御により、T＝T_minとなるように冷却装置１０６が制御され、バッテリ１０５が積極的に冷却される。
【００５６】
以上説明した第一実施形態によれば、次の（１）、（２）のような作用効果を奏する。
【００５７】
（１）バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し（図５ステップＳ５０１）、検出したSOCに基づいて、統合制御装置２０１により第１充電モードと第２充電モードとを切り替える（図４ステップＳ４０１、Ｓ４０２）。このとき、第２充電モードではバッテリ温度制御装置２０４により急速冷却制御を行い、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力が第１充電モードにおける冷却能力よりも高くなるように冷却装置１０６を制御する（図７ステップＳ７０２）。このようにしたので、第２充電モードで充電を行っているときに、バッテリ温度Tを目標とする温度に急速に近づけることができる。その結果、充電終了直後に電動車両１０１を走行させる際のバッテリ１０５の温度を適切に制御して、電動車両１０１の航続距離を伸ばすことができる。
【００５８】
（２）第２充電モードにおいて、バッテリ温度制御装置２０４は、バッテリ温度Tを所定の充放電許容バッテリ温度下限値T_minと比較し（図７ステップＳ７０１）、その比較結果に基づいてステップＳ７０２の処理を実行する。これにより、バッテリ温度Tが充放電許容バッテリ温度下限値T_minと一致するように冷却装置１０６を制御する。このようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行してバッテリ温度Tが上昇しても冷却装置１０６を極力使用しないようにすることができる。その結果、冷却装置１０６による電力消費を抑えて、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００５９】
なお、以上説明した第一実施形態によれば、図７のステップＳ７０１、７０２で説明したように、T＜T_minである場合は冷却装置１０６を駆動させず、T≧T_minである場合に冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行い、バッテリ１０５を急速に冷却するようにした。しかし、バッテリ１０５の過冷却を防止するため、T≧T_min＋α（αは０より大きい任意の値）のときに冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行うようにしてもよい。
【００６０】
また、以上説明した第一実施形態では、T＜T_minである場合は冷却装置１０６と加熱装置１０７のいずれも駆動させない例を説明したが、T＜T_minである場合に加熱装置１０７を駆動させてもよい。この場合、図６のステップＳ６０３と同様の通常加熱を加熱装置１０７において行ってもよい。あるいは、通常加熱の場合よりも高い加熱能力を発揮できるように、その出力を通常加熱時よりも上昇させて動作する急速加熱制御を加熱装置１０７において行ってもよい。このようにすれば、より確実にバッテリ温度を充放電許容バッテリ温度下限値T_minと一致させることができる。さらにこのとき、バッテリ１０５の過加熱を防止するため、T＜T_min−β（βは０より大きい任意の値）のときに加熱装置１０７を駆動させるようにしてもよい。
【００６１】
−第二実施形態−
次に本発明の第二実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第一実施形態と異なるのは、図４のステップＳ４０２の第２充電モードにおいて、バッテリ温度Tが充放電許容バッテリ温度下限値T_minではなく、外気温度T_outを考慮した目標バッテリ温度T_targetとなるように制御を行う点である。なお、目標バッテリ温度T_targetは、外気温度T_outによって決まるオフセット温度delta_TをT_minに加えることで求められる。
【００６２】
図９は、本発明の第二実施形態に係る充電制御システムにおいて、図７のフローチャートの処理に代えて行われる第２充電モードにおける処理を示すフローチャートである。なお、図９のフローチャートでも図７と同様に、図５、６と同じ内容の処理ステップに対しては同一のステップ番号を付与している。さらに、図７と同じ内容の処理ステップに対しても同一のステップ番号を付与している。
【００６３】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２およびＳ６０１では、バッテリ制御装置２０３、統合制御装置２０１およびバッテリ温度制御装置２０４により、それぞれ図５、７で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１により前述のSOC_targetと比較する。そして、SOCがSOC_target以下の場合は、バッテリ温度制御装置２０４によりバッテリ温度Tを検出する。一方、SOCがSOC_targetよりも大きい場合は、図９に示す第２充電モードを終了し、バッテリ１０５の充電を完了する。
【００６４】
ステップＳ９０１では、バッテリ温度制御装置２０４により、外気温度T_outを検出する。ここでは、図１の外気温度センサ１１１を用いて外気温度T_outを検出する。このとき、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４に対して外気温度T_outを検出させるための指令を出力する。この指令に応じて、バッテリ温度制御装置２０４は外気温度センサ１１１を用いて外気温度T_outを検出する。検出された外気温度T_outは、バッテリ温度制御装置２０４から統合制御装置２０１へ出力される。
【００６５】
ステップＳ９０２では、統合制御装置２０１により、ステップＳ９０１で検出した外気温度T_outに基づいて、目標バッテリ温度T_targetを算出する。ここでは、外気温度T_outに基づいて、後で説明するようにしてオフセット温度delta_Tを決定し、これを充放電許容バッテリ温度の下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出する。算出された目標バッテリ温度T_targetは、統合制御装置２０１からバッテリ温度制御装置２０４へ出力される。
【００６６】
ステップＳ９０３では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度TをステップＳ９０２で算出した目標バッテリ温度T_targetと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_targetより小さい場合はステップＳ９０４へ進む。一方、バッテリ温度TがT_target以上である場合はステップＳ７０２へ進む。
【００６７】
ステップＳ７０２では、バッテリ温度制御装置２０４により、図７で説明したのと同様に、冷却装置１０６を駆動させて急速冷却制御を行う。これにより、バッテリ温度Tが目標バッテリ温度T_targetに急速に接近するように冷却装置１０６を制御する。ステップＳ７０２において急速冷却制御を行ったら、ステップＳ９０４へ進む。
【００６８】
ステップＳ９０４では、バッテリ温度制御装置２０４により、ステップＳ６０１で検出したバッテリ温度TをステップＳ９０２で算出した目標バッテリ温度T_targetと比較する。その結果、バッテリ温度TがT_targetより大きい場合はステップＳ５０５へ進む。一方、バッテリ温度TがT_target以下である場合はステップＳ９０５へ進む。
【００６９】
ステップＳ９０５では、バッテリ温度制御装置２０４により、加熱装置１０７を駆動させて急速加熱制御を行う。このとき、加熱装置１０７が図６のステップＳ６０３における通常加熱の場合よりも高い加熱能力を発揮できるように、バッテリ温度制御装置２０４は加熱装置１０７の出力を通常加熱時よりも上昇させる。たとえば、前述のように加熱装置１０７の加熱能力をその消費電力に応じて変化させることができる場合は、通常加熱の場合よりも高い消費電力となるように加熱装置１０７を動作させる。このようにして、バッテリ温度Tが目標バッテリ温度T_targetに急速に接近するように加熱装置１０７を制御する。ステップＳ９０５において急速加熱制御を行ったら、ステップＳ５０５へ進む。
【００７０】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは図７の場合と同様に、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、定電圧モードによる充電を行うための指令を出力する。この指令に応じて、充電器制御装置２０６は充電器１０８を制御し、バッテリ１０５を充電する。
【００７１】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることで、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、冷却装置１０６と加熱装置１０７によりバッテリ温度TがT_targetとなるようにバッテリ１０５が急速冷却または急速加熱され、第２充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【００７２】
ここで、ステップＳ９０２において外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定する方法を述べる。図１０は、外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。
【００７３】
図１０に示すように、外気温度T_outが大きくなるに従って小さくなり、その最大値（上限値）が充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxから下限値T_minを減じた値であるT_max−T_min、最小値（下限値）が０となるようなオフセット温度delta_Tの設定値がバッテリ温度制御装置２０４において予め記憶されている。この設定値に基づいて、ステップＳ９０２で検出した外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tが決定される。すなわち、最大値T_max−T_minから最小値０の間でオフセット温度delta_Tが決定される。
【００７４】
または、図１１に示すような外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tを決定してもよい。図１１の例では、外気温度T_outが充放電許容バッテリ温度の下限値T_min以上のときにオフセット温度delta_Tが０となるように設定されている。以上説明した図１０、１１の各例以外にも、様々な外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を利用して、検出された外気温度T_outに応じたオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００７５】
なお、図１０、１１に示した外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係において、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxは、前述の第一実施形態で説明したのと同様に、バッテリ１０５の特性に基づいて決定されることが好ましい。すなわち、バッテリ１０５の劣化等を考慮して、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minおよび上限値T_maxを予め設定しておくことができる。
【００７６】
以上説明した図９の制御フローチャートに基づき充電制御システムを用いてバッテリ１０５を充電したときのバッテリ温度の変化の様子の一例を図１２のグラフに示す。
【００７７】
図１２に示すように、第１充電モードにおいてバッテリ温度Tは、図８上図の例と同様にして上昇している。一方、第２充電モードにおいてバッテリ温度Tは、充放電許容バッテリ温度の下限値T_minよりもオフセット温度delta_Tだけ大きい目標バッテリ温度T_targetまで急速に低下している。この間、バッテリ温度制御装置２０４が急速冷却制御または急速過熱制御を行うことにより、T＝T_targetとなるように冷却装置１０６または加熱装置１０７が制御され、バッテリ１０５が積極的に冷却または加熱される。
【００７８】
以上説明した第二実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果に加えて、さらに次の（３）〜（７）のような作用効果を奏する。
【００７９】
（３）第２充電モードにおいて、バッテリ温度制御装置２０４により外気温度T_outを検出し（図９ステップＳ９０１）、検出した外気温度T_outに基づいて、統合制御装置２０１により目標バッテリ温度T_targetを算出する（図９ステップＳ９０２）。そして、バッテリ温度制御装置２０４により、算出した目標バッテリ温度T_targetとバッテリ温度Tとを比較し（図９ステップＳ９０３、Ｓ９０４）、その比較結果に基づいて、冷却装置１０６を用いた急速冷却制御と加熱装置１０７を用いた急速加熱制御を行う（図９ステップＳ７０２、Ｓ９０５）。このようにしたので、充電終了直後のバッテリ温度Tを外気温度T_outに応じて適切に制御することができる。
【００８０】
（４）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、外気温度T_outに応じて最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【００８１】
（５）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値T_maxから充放電許容バッテリ温度下限値T_minを減じた値T_max−T_minをオフセット温度delta_Tの最大値とし、０をオフセット温度delta_Tの最小値として、この最大値から最小値の間でオフセット温度delta_Tを決定するようにした。これにより、適切な範囲でオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００８２】
（６）充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxおよび下限値T_minは、バッテリ１０５の劣化を考慮して予め設定することができる。統合制御装置２０１は、これらを用いてステップＳ９０２の処理を行うことで、バッテリ１０５を充電する際に最適なオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００８３】
（７）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１０、１１に示したような外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outが高いほどオフセット温度delta_Tを小さくする。これにより、外気温度T_outが高いほど、より小さな値の目標バッテリ温度T_targetを算出結果として得ることができる。こうして得られた目標バッテリ温度T_targetに基づいてバッテリ温度Tを制御するようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行してバッテリ温度Tが変動したときに、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。すなわち、外気温度T_outが低い場合においては、充電終了直後に電動車両１０１を走行させてもバッテリ温度Tがあまり上昇しないと考えられるため、目標バッテリ温度T_targetを高くして余分な冷却を防止する。一方、外気温度T_outが高い場合においては、目標バッテリ温度T_targetを低くすることで、電動車両１０１の走行中に冷却装置１０６が駆動されてバッテリ１０５の電力が消費されるのを効果的に抑えることができる。その結果、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００８４】
−第三実施形態−
次に本発明の第三実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第二実施形態と異なるのは、図９のステップＳ９０２において、バッテリ１０５の予測負荷と外気温度T_outによってオフセット温度delta_Tを決定し、目標バッテリ温度T_targetを算出する点である。
【００８５】
図１３は、本発明の第三実施形態に係る充電制御システムの構成を示す図である。この充電制御システムは図２のものと比べて、車両周辺情報取得装置１３０１および情報通信装置１３０２を備える点と、バッテリ１０５の予測負荷、外気温度T_outおよびオフセット温度delta_Tの関係を表したＬＵＴ（Look Up Table）１３０３を統合制御装置２０１内に有する点とが異なる。
【００８６】
車両周辺情報取得装置１３０１は、電動車両１０１の周辺の道路状況に関する情報を車両周辺情報として取得する装置である。たとえば、電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の渋滞情報や高低差情報などを、車両周辺情報として取得する。こうした車両周辺情報取得装置１３０１は、たとえばナビゲーション装置などによって実現することができる。
【００８７】
情報通信装置１３０２は、バッテリ１０５の予測負荷を求めるために必要な情報を外部から受信するための装置である。たとえば、充電器１０８に接続された外部電源１０９から、その設置場所に関する情報を情報通信装置１３０２において受信する。
【００８８】
統合制御装置２０１は、図９のステップＳ９０２において、車両周辺情報取得装置１３０１により取得された車両周辺情報および情報通信装置１３０２により受信された情報に基づいて、バッテリ１０５の予測負荷を推定する。ここでは、たとえば次のようにして、バッテリ１０５の予測負荷の大小を推定することができる。
【００８９】
（ａ）渋滞情報から予測負荷を求める場合
車両周辺情報取得装置１３０１において、前述のように電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の渋滞情報を車両周辺情報として取得した場合、その渋滞情報から予測負荷の大小を推定することができる。たとえば、電動車両１０１がこれから走行する予定の道路が渋滞しているか否かを渋滞情報に基づいて判断する。その結果、当該道路が渋滞していれば、電動車両１０１はその道路を徐行すると予想されるため、バッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定する。これと反対に、当該道路が渋滞していなければ、バッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９０】
（ｂ）高低差情報から予測負荷を求める場合
車両周辺情報取得装置１３０１において、前述のように電動車両１０１の現在位置およびその付近における道路の高低差情報を車両周辺情報として取得した場合、その高低差情報から予測負荷の大小を推定することができる。たとえば、電動車両１０１がこれから走行する予定の道路の高低差を高低差情報に基づいて算出する。その結果、高低差が所定値未満であればバッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定し、所定値以上であればバッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９１】
（ｃ）外部電源１０９の設置場所から予測負荷を求める場合
情報通信装置１３０２により外部電源１０９の設置場所に関する情報を受信した場合、その情報から予測負荷を推定することができる。たとえば、取得した情報から求められた外部電源１０９の設置場所が自宅や一般道沿いの充電施設である場合、バッテリ１０５の予測負荷が小さいものと推定する。一方、外部電源１０９の設置場所が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアである場合、バッテリ１０５の予測負荷が大きいものと推定する。
【００９２】
なお、以上説明した（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各推定方法はあくまで一例であり、他にも様々な方法でバッテリ１０５の予測負荷を推定することができる。また、複数種類の方法を組み合わせてバッテリ１０５の予測負荷を推定してもよい。さらに、上記の各例では予測負荷が大小いずれに該当するかを推定することとしたが、３種類以上の予測負荷の中からいずれに該当するかを推定してもよい。あるいは、予測負荷の度合いを数値化して求めてもよい。
【００９３】
以上説明したような方法によりバッテリ１０５の予測負荷を推定したら、次に統合制御装置２０１は、その予測負荷およびステップＳ９０１で検出した外気温度T_outに基づいて、オフセット温度delta_Tを決定する。ここでは、推定された予測負荷の大きさと外気温度T_outに対応するオフセット温度delta_TをＬＵＴ１３０３から検索し、その検索結果に基づいてオフセット温度delta_Tを決定する。
【００９４】
図１４は、外気温度T_out、予測負荷およびオフセット温度delta_Tの関係の一例を示すグラフである。図１４において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。また、破線で示すグラフは予測負荷が小さいときの外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を表し、実線で示すグラフは予測負荷が大きいときの外気温度T_outとオフセット温度delta_Tの関係を表している。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【００９５】
以上説明した第三実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果と、第二実施形態による（３）、（５）および（６）の各作用効果に加えて、さらに次の（８）、（９）のような作用効果を奏する。
【００９６】
（８）統合制御装置２０１は、ステップＳ９０２においてバッテリ１０５の予測負荷を推定し、推定した予測負荷および外気温度T_outに基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、バッテリ１０５の予測負荷および外気温度T_outに応じて最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【００９７】
（９）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１４に示したような外気温度T_out、予測負荷およびオフセット温度delta_Tの関係に基づいて、外気温度T_outが高いほど、また予測負荷が大きいほど、オフセット温度delta_Tを小さくする。これにより、外気温度T_outが高く予測負荷が大きいほど、より小さな値の目標バッテリ温度T_targetを算出結果として得ることができる。こうして得られた目標バッテリ温度T_targetに基づいてバッテリ温度Tを制御するようにしたので、充電終了後に電動車両１０１が走行し、そのときの外気温度やバッテリ１０５の負荷に応じてバッテリ温度Tが変動しても、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。すなわち、外気温度T_outが低く、かつバッテリ１０５の負荷が小さいと、充電終了直後に電動車両１０１を走行させてもバッテリ温度Tが低下していく場合が生じる。このような場合、目標バッテリ温度T_targetを高くすることで、電動車両１０１の走行中に加熱装置１０７が駆動されてバッテリ１０５の電力が消費されるのを効果的に抑えることができる。したがって、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【００９８】
−第四実施形態−
次に本発明の第四実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第三実施形態と異なるのは、図９のステップＳ９０２において、バッテリ１０５の予測負荷と外気温度T_outに基づいてバッテリ温度変化率を求め、そのバッテリ温度変化率に応じてオフセット温度delta_Tを決定する点である。ここでいうバッテリ温度変化率とは、与えられた外気温度T_outの条件下でバッテリ１０５に負荷を与えた際のバッテリ温度変化の傾きである。
【００９９】
図１５は、外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係の一例を示すグラフである。図１５において、横軸は外気温度T_outを表し、縦軸はバッテリ温度変化率を表している。また、破線で示すグラフは予測負荷が小さいときの外気温度T_outとバッテリ温度変化率の関係を表し、実線で示すグラフは予測負荷が大きいときの外気温度T_outとバッテリ温度変化率の関係を表している。図１５に示すように、同じ外気温度T_outにおいては、予測負荷が大きいほどバッテリ温度変化率が大きくなることが分かる。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてバッテリ温度変化率を求めることができる。
【０１００】
以上説明したような外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係に基づいてバッテリ温度変化率を求めたら、次に統合制御装置２０１は、そのバッテリ温度変化率に基づいて、オフセット温度delta_Tを決定する。ここでは、求められたバッテリ温度変化率の大きさに対応するオフセット温度delta_TをＬＵＴ１３０３から検索し、その検索結果に基づいてオフセット温度delta_Tを決定する。
【０１０１】
図１６は、バッテリ温度変化率とオフセット温度の関係の一例を示すグラフである。図１６において、横軸はバッテリ温度変化率を表し、縦軸はオフセット温度delta_Tを表している。図１６に示すように、バッテリ温度変化率が大きくなるにつれてオフセット温度delta_Tが小さくなり、バッテリ温度変化率が０のときにdelta_T＝(T_max-T_min)/2となることが分かる。こうした関係を統合制御装置２０１内にＬＵＴ１３０３として予め記憶しておくことで、これを用いてオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【０１０２】
以上説明した第四実施形態によれば、前述の第一実施形態による（１）の作用効果と、第二実施形態による（３）および（６）の各作用効果に加えて、さらに次の（１０）〜（１２）のような作用効果を奏する。
【０１０３】
（１０）統合制御装置２０１は、ステップＳ９０２においてバッテリ１０５の予測負荷を推定し、推定した予測負荷および外気温度T_outに基づいてバッテリ温度変化率を求め、そのバッテリ温度変化率に基づいてオフセット温度delta_Tを決定し、そのオフセット温度delta_Tを充放電許容バッテリ温度下限値T_minに加えることにより、目標バッテリ温度T_targetを算出するようにした。これにより、外気温度T_outの条件下でバッテリ１０５に負荷を与えた際のバッテリ温度変化の傾きを考慮して、バッテリ１０５の予測負荷および外気温度T_outに応じた最適な目標バッテリ温度T_targetを容易かつ確実に算出することができる。
【０１０４】
（１１）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１６に示すように、充放電許容バッテリ温度の上限値T_maxと下限値T_minの中間値である(T_max-T_min)/2をバッテリ温度変化率が０であるときのオフセット温度delta_Tとして、バッテリ温度変化率が正の値であるときはオフセット温度delta_Tがこれよりも小さく、バッテリ温度変化率が負の値であるときはオフセット温度delta_Tがこれよりも大きくなるように、オフセット温度delta_Tを決定するようにした。これにより、適切な範囲でオフセット温度delta_Tを決定することができる。
【０１０５】
（１２）ステップＳ９０２において、統合制御装置２０１は、図１５に示したような外気温度T_out、予測負荷およびバッテリ温度変化率の関係に基づいて、外気温度T_outが高いほど、また予測負荷が大きいほど、バッテリ温度変化率を大きくする。これにより、外気温度T_outが高く予測負荷が大きいほど、より大きな値のバッテリ温度変化率を算出結果として得ることができる。こうして得られたバッテリ温度変化率に基づいて目標バッテリ温度T_targetを算出し、バッテリ温度Tを制御するようにしたので、第三実施形態で説明したのと同様に、充電終了後に電動車両１０１が走行し、そのときの外気温度やバッテリ１０５の負荷に応じてバッテリ温度Tが変動しても、冷却装置１０６や加熱装置１０７を極力使用しないようにすることができる。したがって、電動車両１０１の航続距離をさらに伸ばすことができる。
【０１０６】
−第五実施形態−
次に本発明の第四実施形態に係る充電制御システムについて説明する。本実施形態が前述の第一〜第四実施形態と異なるのは、統合制御装置２０１において、図３に示す制御フローチャートに代えて図１７に示す制御フローチャートを実行する点である。
【０１０７】
電動車両１０１が外部電源１０９と接続されると、統合制御装置２０１において、図１７に示す制御フローチャートが実行される。ステップＳ１５０１において、統合制御装置２０１は、充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定する。充電終了直後に走行開始する場合はステップＳ３０１へ進み、しない場合はステップＳ１５０２へ進む。
【０１０８】
ステップＳ１５０１の判定は、たとえば本充電制御システムの操作者による操作の結果に応じて行うことができる。すなわち、操作者からの指示情報を取得し、これに基づいて操作者が電動車両１０１に対して充電終了直後の走行開始を指示したか否かを判断することにより、ステップＳ１５０１を肯定または否定判定する。
【０１０９】
また、前述の第三または第四実施形態において説明したように、本充電制御システムが車両周辺情報取得装置１３０１と情報通信装置１３０２を有している場合、これらによって得られた情報に基づいてステップＳ１５０１の判定を行ってもよい。たとえば、車両周辺情報取得装置１３０１により、充電開始時の電動車両１０１の位置情報を車両周辺情報として取得し、これに基づいて電動車両１０１が充電開始時に高速道路のサービスエリアやパーキングエリア内にいるか否かを判断する。その結果、電動車両１０１が高速道路のサービスエリアやパーキングエリア内にいる場合はステップＳ１５０１を肯定判定し、それ以外の場所にいる場合はステップＳ１５０１を否定判定する。
【０１１０】
あるいは、情報通信装置１３０２により外部電源１０９の設置場所に関する情報を受信し、これに基づいて外部電源１０９が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに設置されているか否かを判断する。その結果、外部電源１０９が高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに設置されている場合はステップＳ１５０１を肯定判定し、それ以外の場所に設置されている場合はステップＳ１５０１を否定判定する。
【０１１１】
なお、電動車両１０１が充電終了直後に走行を開始する可能性が高いと考えられる場所であれば、判定対象とする電動車両１０１の位置や外部電源１０９の設置場所は、上記のように高速道路のサービスエリアやパーキングエリアに限定されない。たとえば、自宅以外の場所に設置されている充電施設を全て判定対象としてステップＳ１５０１の判定を行ってもよい。
【０１１２】
以上説明した例以外にも様々な方法を用いてステップＳ１５０１の判定を行うことができる。たとえば、電動車両１０１に搭載されたナビゲーション装置において目的地までの経路が設定されており、その経路の途中で充電が開始された場合はステップＳ１５０１を肯定判定してもよい。
【０１１３】
ステップＳ１５０１を肯定判定した場合、統合制御装置２０１はステップＳ３０１において、他の実施形態と同様に図４のフローチャートに示すバッテリ温度制御充電モードを実施する。これにより、ステップＳ４０１の第１充電モードと、ステップＳ４０２の第２充電モードとを順次実行する。
【０１１４】
一方、ステップＳ１５０１を否定判定した場合、統合制御装置２０１はステップＳ１５０２において、通常充電モードを実施する。ここでは、図１８のフローチャートに示す処理が実行される。
【０１１５】
ステップＳ５０１、Ｓ５０２では、バッテリ制御装置２０３と統合制御装置２０１により、それぞれ図５、７および９で説明したのと同様の処理を行う。すなわち、バッテリ制御装置２０３によりバッテリ１０５のSOCを検出し、検出したSOCを統合制御装置２０１によりSOC_targetと比較する。その結果、SOCがSOC_target以下の場合はステップＳ５０５へ進み、SOC_targetより大きい場合は図１８に示す通常充電モードを終了してバッテリ１０５の充電を完了する。
【０１１６】
ステップＳ５０５では、充電器１０８により、バッテリ１０５に対して充電電力を印加する。ここでは、統合制御装置２０１から充電器制御装置２０６に対して、充電を行うための指令を出力する。このとき、SOC＜SOC_thであれば定電流モードによる充電を行い、SOC≧SOC_thであれば定電圧モードによる充電を行うことが好ましい。すなわち、SOCがSOC_th未満のときは、バッテリ１０５に流れる充電電流が最大充電電流I_maxとなるように充電器１０８を制御してバッテリ１０５を充電し、SOCがSOC_th以上のときは、バッテリ１０５に印加される充電電圧が所定の充電電圧Vとなるように充電器１０８を制御してバッテリ１０５を充電する。
【０１１７】
ステップＳ５０５を実行したらステップＳ５０１へ戻り、再びバッテリ１０５のSOCの検出を行う。以上説明したような処理が実行されることにより、SOC＞SOC_targetとなるまでの間、通常充電モードによるバッテリ１０５の充電が行われる。
【０１１８】
以上説明した第五実施形態によれば、前述の各実施形態による（１）〜（１２）の作用効果に加えて、さらに次の（１３）、（１４）のような作用効果を奏する。
【０１１９】
（１３）統合制御装置２０１は、バッテリ１０５の充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定する（図１７ステップＳ１５０１）。充電終了直後に走行開始すると判定された場合、ステップＳ３０１において図４のバッテリ温度制御充電モードを実施する。このときはバッテリ温度制御装置２０４により、バッテリ１０５の充電中に冷却装置１０６と加熱装置１０７を制御して、バッテリ１０５を冷却および加熱する。一方、充電終了直後に走行開始しないと判定された場合、ステップＳ１５０２において図１８の通常充電モードを実施する。このときはバッテリ温度制御装置２０４を動作させず、バッテリ１０５の充電中に冷却装置１０６によるバッテリ１０５の冷却および加熱装置１０７によるバッテリ１０５の加熱のいずれも行わないようにした。このようにして、充電直後に電動車両１０１を走行させない場合はバッテリ１０５の温度制御を行わないようにしたので、冷却や加熱に要する無駄な電力消費を防ぐことができる。
【０１２０】
（１４）統合制御装置２０１は、操作者からの指示情報、車両周辺情報取得装置１３０１による電動車両１０１の位置情報、および情報通信装置１３０２による外部電源１０９の設置場所に関する情報のいずれか少なくとも一つを取得することができる。こうして取得された情報に基づいて、統合制御装置２０１はステップＳ１５０１において、バッテリ１０５の充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを判定することができる。このようにすれば、充電終了直後に電動車両１０１が走行を開始するか否かを確実に判定することができる。
【０１２１】
なお、以上説明した各実施形態において、冷却装置１０６と加熱装置１０７のいずれか一方のみを使用して、冷却制御と急速冷却制御、または加熱制御と急速加熱制御のいずれか一方の組み合わせのみを行うこととしてもよい。その場合も前述の各実施形態と同様に、第２充電モードにおける冷却装置１０６の冷却能力または加熱装置１０７の加熱能力が、第１充電モードにおける冷却能力または加熱能力よりも高くなるように、バッテリ温度制御装置２０４によって冷却装置１０６または加熱装置１０７を制御するようにする。
【０１２２】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記の各実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２３】
101 電動車両
102 駆動輪
103 モータ
104 インバータ
105 バッテリ
106 冷却装置
107 加熱装置
108 充電器
109 外部電源
110 バッテリ温度センサ
111 外気温度センサ
112 補機
201 統合制御装置
202 モータ制御装置
203 バッテリ制御装置
204 バッテリ温度制御装置
205 補機制御装置
206 充電器制御装置
1301 車両周辺情報取得装置
1302 情報通信装置
1303 ルックアップテーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に搭載され、外部電源による車載バッテリの充電を制御する電動車両用の充電制御システムであって、
前記車載バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
前記車載バッテリのバッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づいて、所定の冷却能力で前記車載バッテリを冷却する冷却装置と、所定の加熱能力で前記車載バッテリを加熱する加熱装置とを制御するバッテリ温度制御手段と、
前記外部電源により前記車載バッテリを充電する際の充電電流および充電電圧を制御する充電制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣに基づいて、前記充電電流を略一定に制御する第１充電モードと、前記充電電圧を略一定に制御する第２充電モードとを切り替え、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおける前記冷却能力および／または前記加熱能力が、前記第１充電モードにおける前記冷却能力および／または前記加熱能力よりも高くなるように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおいて、前記バッテリ温度が所定の充放電許容バッテリ温度下限値と一致するように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の充電制御システムにおいて、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記外気温度検出手段により検出された外気温度に基づいて目標バッテリ温度を算出する目標バッテリ温度算出手段とをさらに備え、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおいて、前記バッテリ温度が前記目標バッテリ温度と一致するように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項４】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値から前記充放電許容バッテリ温度下限値を減じた値を前記オフセット温度の最大値とし、０を前記オフセット温度の最小値として、前記最大値から前記最小値の間で前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して予め設定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項７】
請求項４〜６いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高いほど、前記オフセット温度を小さくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項８】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの予測負荷を推定する予測負荷推定手段をさらに備え、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記予測負荷および前記外気温度に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項９】
請求項８記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値から前記充放電許容バッテリ温度下限値を減じた値を前記オフセット温度の最大値とし、０を前記オフセット温度の最小値として、前記最大値から前記最小値の間で前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１０】
請求項９記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して決定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１１】
請求項８〜１０いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高く、前記予測負荷が大きいほど、前記オフセット温度を小さくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１２】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの予測負荷を推定する予測負荷推定手段をさらに備え、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記予測負荷および前記外気温度に基づいて前記車載バッテリのバッテリ温度変化率を求め、該バッテリ温度変化率に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値と前記充放電許容バッテリ温度下限値との中間値を前記バッテリ温度変化率が０であるときの前記オフセット温度として、前記バッテリ温度変化率が正の値であるときは前記オフセット温度が前記中間値よりも小さく、前記バッテリ温度変化率が負の値であるときは前記オフセット温度が前記中間値よりも大きくなるように、前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して予め設定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高く、前記予測負荷が大きいほど、前記バッテリ温度変化率を大きくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始するか否かを判定する充電終了直後走行判定手段をさらに備え、
前記バッテリ温度制御手段は、
前記充電終了直後走行判定手段により前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始すると判定された場合には、前記車載バッテリの充電中に前記冷却装置および／または前記加熱装置を制御して前記車載バッテリを冷却および／または加熱し、
前記充電終了直後走行判定手段により前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始しないと判定された場合には、前記車載バッテリの充電中に前記冷却装置による前記車載バッテリの冷却および前記加熱装置による前記車載バッテリの加熱のいずれも行わないことを特徴とする充電制御システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の充電制御システムにおいて、
操作者からの指示情報、前記電動車両の位置情報、および前記外部電源の設置場所に関する情報のいずれか少なくとも一つを取得する情報取得手段をさらに備え、
前記充電終了直後走行判定手段は、前記情報取得手段により取得された情報に基づいて、前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始するか否かを判定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１】
電動車両に搭載され、外部電源による車載バッテリの充電を制御する電動車両用の充電制御システムであって、
前記車載バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
前記車載バッテリのバッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づいて、所定の冷却能力で前記車載バッテリを冷却する冷却装置と、所定の加熱能力で前記車載バッテリを加熱する加熱装置とを制御するバッテリ温度制御手段と、
前記外部電源により前記車載バッテリを充電する際の充電電流および充電電圧を制御する充電制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣに基づいて、前記充電電流を略一定に制御する第１充電モードと、前記充電電圧を略一定に制御する第２充電モードとを切り替え、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおける前記冷却能力および／または前記加熱能力が、前記第１充電モードにおける前記冷却能力および／または前記加熱能力よりも高くなるように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおいて、前記バッテリ温度が所定の充放電許容バッテリ温度下限値と一致するように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の充電制御システムにおいて、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記外気温度検出手段により検出された外気温度に基づいて目標バッテリ温度を算出する目標バッテリ温度算出手段とをさらに備え、
前記バッテリ温度制御手段は、前記第２充電モードにおいて、前記バッテリ温度が前記目標バッテリ温度と一致するように、前記冷却装置および前記加熱装置のいずれか少なくとも一方を制御することを特徴とする充電制御システム。
【請求項４】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値から前記充放電許容バッテリ温度下限値を減じた値を前記オフセット温度の最大値とし、０を前記オフセット温度の最小値として、前記最大値から前記最小値の間で前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して予め設定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項７】
請求項４〜６いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高いほど、前記オフセット温度を小さくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項８】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの予測負荷を推定する予測負荷推定手段をさらに備え、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記予測負荷および前記外気温度に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項９】
請求項８記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値から前記充放電許容バッテリ温度下限値を減じた値を前記オフセット温度の最大値とし、０を前記オフセット温度の最小値として、前記最大値から前記最小値の間で前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１０】
請求項９記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して決定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１１】
請求項８〜１０いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高く、前記予測負荷が大きいほど、前記オフセット温度を小さくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１２】
請求項３記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの予測負荷を推定する予測負荷推定手段をさらに備え、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記予測負荷および前記外気温度に基づいて前記車載バッテリのバッテリ温度変化率を求め、該バッテリ温度変化率に基づいてオフセット温度を決定し、該オフセット温度を所定の充放電許容バッテリ温度下限値に加えることにより、前記目標バッテリ温度を算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、所定の充放電許容バッテリ温度上限値と前記充放電許容バッテリ温度下限値との中間値を前記バッテリ温度変化率が０であるときの前記オフセット温度として、前記バッテリ温度変化率が正の値であるときは前記オフセット温度が前記中間値よりも小さく、前記バッテリ温度変化率が負の値であるときは前記オフセット温度が前記中間値よりも大きくなるように、前記オフセット温度を決定することを特徴とする充電制御システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の充電制御システムにおいて、
前記充放電許容バッテリ温度上限値および前記充放電許容バッテリ温度下限値は、前記車載バッテリの劣化を考慮して予め設定されることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記目標バッテリ温度算出手段は、前記外気温度が高く、前記予測負荷が大きいほど、前記バッテリ温度変化率を大きくすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５いずれか一項記載の充電制御システムにおいて、
前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始するか否かを判定する充電終了直後走行判定手段をさらに備え、
前記バッテリ温度制御手段は、
前記充電終了直後走行判定手段により前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始すると判定された場合には、前記車載バッテリの充電中に前記冷却装置および／または前記加熱装置を制御して前記車載バッテリを冷却および／または加熱し、
前記充電終了直後走行判定手段により前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始しないと判定された場合には、前記車載バッテリの充電中に前記冷却装置による前記車載バッテリの冷却および前記加熱装置による前記車載バッテリの加熱のいずれも行わないことを特徴とする充電制御システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の充電制御システムにおいて、
操作者からの指示情報、前記電動車両の位置情報、および前記外部電源の設置場所に関する情報のいずれか少なくとも一つを取得する情報取得手段をさらに備え、
前記充電終了直後走行判定手段は、前記情報取得手段により取得された情報に基づいて、前記車載バッテリの充電終了直後に前記電動車両が走行を開始するか否かを判定することを特徴とする充電制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１６０７８（Ｐ２０１２−１６０７８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７４１５（Ｐ２０１０−１４７４１５）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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