CN108028443A - 电力消耗控制装置 - Google Patents

Abstract

电力消耗控制装置具备：蓄电池，其向插入式的电动车辆的电动机供给电力；发热部，其通过通电所产生的热量来对蓄电池进行加温；电力转换部，其对从外部电源供给的电力进行转换；推测部，其基于与蓄电池的温度及剩余容量相对应的有效容量，推测发热部通过来自外部电源的电力供给进行的通电而发热来将蓄电池升温到目标温度时的有效容量的变化；以及控制部，其根据推测部推测出的有效容量的变化，来控制电力转换部转换后的电力的使用用途。

Description

电力消耗控制装置

技术领域

本发明涉及一种插入式的电动车辆中的电力消耗控制装置。

背景技术

在专利文献1中记载有一种电动车辆充电系统，其在对电动车辆的蓄电池进行充电时，根据蓄电池的温度，并通过来自设置于电动车辆的蓄热材料的热传递对蓄电池进行加温。根据该系统，能够利用设置于电动车辆的蓄热材料来加热蓄电池，在充电时无需分出一部分充电电力来确保加热用电力。在蓄电池为低温时，为了防止由充电引起的蓄电池的性能降低而需要加热蓄电池，但此时的热源由电动车辆所具备的蓄热材料供给，从而能够将由家庭供给的供给电力有效地贡献于蓄电池的充电。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2012-209213号公报

在专利文献1所记载的电动车辆充电系统中，主要从家庭接受电力供给的所谓插入式的电动车辆除了蓄电池以外还具备蓄热材料，在对蓄电池进行充电之前，通过来自蓄热材料的热传递来对蓄电池进行预备加热。当蓄电池在低温的状态下进行充电时会产生蓄电池的性能降低，因此进行该预备加热。

但是，在蓄电池进行放电时，若蓄电池为低温的状态，则也与充电时同样地产生蓄电池的性能降低。例如，如图14所示，即使蓄电池的剩余容量(SOC：State of Charge)高，若是冰点下的温度以下，则该蓄电池的有效容量也会降低。因此，在蓄电池的环境温度低的情况下，期望对该蓄电池进行加温，直到进行放电为止。

在插入式的电动车辆被停车的状态下对蓄电池进行加温时，若该电动车辆为插入状态，则主要使用来自外部电源的电力，若为非插入状态，则使用电动车辆所具备的蓄电池的电力。这样，在电动车辆被停车的状态下用于对蓄电池进行加温的能量为电力，无论电动车辆是插入状态还是非插入状态，为了对蓄电池进行加温都需要消耗电力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够为了提高蓄电池的性能而有效地消耗蓄电池的加温所需的电力的电力消耗控制装置。

为了实现上述目的，技术方案1所述的发明为一种电力消耗控制装置，其具备：

蓄电池(例如为后述的实施方式中的蓄电池103)，其向作为插入式的电动车辆的驱动源的电动机供给电力；

发热部(例如为后述的实施方式中的加热器115)，其通过通电所产生的热量来对所述蓄电池进行加温；

电力转换部(例如为后述的实施方式中的充电器113)，其对从外部电源供给的电力进行转换，来进行所述蓄电池的充电和向所述发热部的通电中的至少任一方；

有效容量推测部(例如为后述的实施方式中的有效容量变化推测部165)，其基于与所述蓄电池的温度及所述蓄电池的剩余容量相对应的所述蓄电池的有效容量，推测所述发热部通过来自所述外部电源的电力供给进行的通电而发热来将所述蓄电池升温到目标温度时的所述有效容量的变化；以及

第一控制部(例如为后述的实施方式中的通电控制部167)，其根据所述有效容量推测部推测出的所述有效容量的变化，来控制所述电力转换部转换后的电力的使用用途。

技术方案2所述的发明在技术方案1所述的发明的基础上，其中，

所述有效容量推测部推测的所述有效容量的变化是从与通过所述发热部加温前的所述蓄电池的温度及剩余容量相对应的有效容量向与所述目标温度及所述蓄电池的剩余容量相对应的有效容量的变化，

所述第一控制部在所述有效容量的变化表现出规定量以上的增加时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达所述目标温度为止。

技术方案3所述的发明在技术方案2所述的发明的基础上，其中，

在所述蓄电池的温度小于下限温度且所述有效容量的变化表现出小于所述规定量的增加时，所述第一控制部进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达所述下限温度为止，在所述蓄电池的温度到达所述下限温度之后，所述第一控制部通过从所述外部电源获得的电力对所述蓄电池进行充电。

技术方案4所述的发明在技术方案1至3中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

充电控制部(例如为后述的实施方式中的ECU121)，其控制所述电力转换部，以便在指定时刻开始所述蓄电池的充电；以及

第二控制部(例如为后述的实施方式中的ECU121)，其在所述指定时刻前所述蓄电池的温度小于下限温度时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，以便使所述蓄电池的温度在到所述指定时刻之前到达所述下限温度，在所述指定时刻之后，在进行向所述发热部的通电的同时通过来自所述外部电源的电力进行所述蓄电池的充电。

技术方案5所述的发明在技术方案4所述的发明的基础上，其中，

当所述指定时刻以后的所述蓄电池的剩余容量超过规定值时，所述第二控制部通过从所述外部电源获得的电力对所述蓄电池进行充电，不进行向所述发热部的通电。

技术方案6所述的发明在技术方案1至5中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

温度测定部，其测定所述电动车辆的周围温度；以及

第三控制部(例如为后述的实施方式中的ECU121)，其在所述蓄电池的温度低于目标温度且所述周围温度高于所述目标温度时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达比所述目标温度低的规定温度为止。

技术方案7所述的发明在技术方案1至6中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

内阻计算部(例如为后述的实施方式中的内阻计算部155)，其计算所述蓄电池的内阻；以及

第四控制部(例如为后述的实施方式中的ECU121)，所述内阻越大，该第四控制部将通过所述发热部加温的所述蓄电池的目标温度修正为越低的温度。

技术方案8所述的发明在技术方案7所述的发明的基础上，其中，

通过所述发热部加温前的所述蓄电池的剩余容量越低，由所述第四控制部控制的所述目标温度的修正量越大。

技术方案9所述的发明在技术方案1至8中任一项所述的发明的基础上，其中，

所述电力消耗控制装置为在所述电力转换部连接有所述外部电源的状态。

发明效果

根据技术方案1的发明，进行如下这样的控制：若通过将蓄电池加温到目标温度而有效容量向好的方向变化，则将电力转换部转换后的电力使用于向发热部的通电，若该有效容量不向好的方向变化，则将电力转换部转换后的电力使用于蓄电池的充电，由此仅限于在预计通过蓄电池的加温引起的有效容量的提高的情况下，由发热部消耗来自外部电源的电力，因此能够为了提高蓄电池的性能而有效地消耗来自外部电源的电力，而不是为了低效率的加温而消耗来自外部电源的电力。

根据技术方案2的发明，若预计通过将蓄电池加温到目标温度而有效容量的变化增加规定量以上，则进行向发热部的通电，因此能够仅限于在预计由蓄电池的加温引起的有效容量的提高的情况下，由发热部有效地消耗来自外部电源的电力。

根据技术方案3的发明，在蓄电池的温度小于下限温度时，即使预计通过将蓄电池加温至目标温度而有效容量的变化不会增加规定量以上，也由发热部消耗来自外部电源的电力，直到蓄电池的温度升温至下限温度为止，在到达下限温度之后，为了对蓄电池进行充电而消耗来自外部电源的电力。这样，蓄电池的温度升温至下限温度，因此能够为了提高蓄电池的有效容量而利用来自外部电源的电力。

根据技术方案4的发明，若指定时刻前的蓄电池的温度小于下限温度，则蓄电池在到指定时刻之前升温至下限温度，在指定时刻之后对蓄电池进行充电时也通过发热部进行蓄电池的加温，但在对蓄电池进行充电时，通过伴随电力转换部进行的电力转换而产生的热量也对蓄电池进行加温，因此能够降低用于对蓄电池进行加温的电力。另外，通过将下限温度设定为能够对蓄电池进行充电的温度的下限值，从而能够降低直到指定时刻为止的蓄电池的加温所需的电力。

根据技术方案5的发明，若蓄电池的剩余容量超过规定值，则通过剩余容量的增加引起的性能提高比通过加温引起的蓄电池的性能提高更有效，因此在蓄电池的剩余容量成为规定值以上之后，不进行发热部的通电而只进行充电，由此能够减小蓄电池的加温所需的电力。

根据技术方案6的发明，在电动车辆的周围温度高于蓄电池的目标温度的情况下，即便不将蓄电池加温至目标温度，自然到达目标温度的可能性也高，因此将蓄电池加温到比目标温度低的规定温度就足够。在该情况下，与将蓄电池加温到目标温度的情况相比，能够减小蓄电池的加温所需的电力。

根据技术方案7的发明，若蓄电池劣化而内阻上升，则充电时的发热量增大。因此，在将内阻大的蓄电池加温之后进行充电的情况下，即使将目标温度修正为较低的温度，在充电时温度上升至所期望的温度的可能性也高，因此内阻越大，蓄电池的加温目标温度越低就足够。在该情况下，与不修正目标温度的情况相比，能够减小蓄电池的加温所需的电力。

根据技术方案8的发明，蓄电池的发热量随着充电时间而增加。蓄电池的剩余容量越低，需要越长的充电时间，因此剩余容量越低，蓄电池的加温目标温度越低就足够。在该情况下，与不修正加温目标温度的情况相比，能够降低蓄电池的加温所需的电力。

根据技术方案9的发明，能够为了提高蓄电池的性能而有效地消耗来自电力转换部转换后的外部电源的电力，而不是为了低效率的加温而消耗来自电力转换部转换后的外部电源的电力。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电力消耗控制装置的结构的框图。

图2是表示第一实施方式的实施例1中的ECU的内部结构的框图。

图3是表示与蓄电池的温度及SOC相对应的有效容量的线图。

图4是表示第一实施方式的实施例2中的蓄电池的加温及充电所涉及的控制的图。

图5是表示第一实施方式的实施例3中的蓄电池的加温控制的图。

图6是表示第一实施方式的实施例4中的ECU的内部结构的框图。

图7是表示蓄电池的劣化前后的充电时的自身发热引起的上升温度的差异的线图。

图8是表示与蓄电池的充电开始时的SOC相对应的蓄电池的劣化前后的目标温度的修正量的差异的线图。

图9是表示第二实施方式的加温控制装置的结构的框图。

图10表示第二实施方式的实施例1中的ECU的内部结构的框图。

图11是表示与蓄电池的温度及SOC相对应的有效容量的线图。

图12是表示第二实施方式的实施例2中的使用了加热器的蓄电池的加温所涉及的控制的图。

图13是表示与蓄电池的温度及SOC相对应的输出的线图。

图14是表示与蓄电池的温度及SOC相对应的有效容量的线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

第一实施方式的电力消耗控制装置搭载于将通过从蓄电池供给的电力驱动的电动机作为驱动源而设置的EV(Electric Vehicle：电动机动车)、HEV(Hybrid ElectricalVehicle：混合动力电动机动车)等插入式的电动车辆。图1是表示第一实施方式的电力消耗控制装置的结构的框图。如图1所示，第一实施方式的电力消耗控制装置具备电动机101、蓄电池103、PCU(Power Control Unit：动力控制单元)105、电流传感器107、电压传感器109、温度传感器111、充电器113、加热器115、开关部117、119及ECU(Electric Control Unit：电控单元)121。

电动机101是产生用于使电动车辆行驶的动力的驱动源。

蓄电池103具有锂离子电池、镍氢电池等这样的多个蓄电单体，向电动机101供给高电压的电力。需要说明的是，当利用作为二次电池的蓄电池103时，需要始终监视蓄电池103的剩余容量(SOC：State of Charge)，来进行过度充电、过度放电的防止控制。蓄电池103在进行这样的控制之后，在能够使用蓄电池103的SOC的范围(0％～100％)内重复充放电。蓄电池103的SOC基于蓄电池103的充放电电流的累计值及/或蓄电池103的开路电压(OCV：Open Circuit Voltage)来导出。

PCU105将蓄电池103输出的直流的电力转换为交流。需要说明的是，PCU105可以在将蓄电池103的直流输出电压保持直流的状态进行降压或升压之后转换为交流。

电流传感器107检测蓄电池103的充放电电流。表示电流传感器107检测出的电流值的信号向ECU121发送。电压传感器109检测蓄电池103的端电压(也称为闭路电压(CCV：Closed Circuit Voltage)。表示电压传感器109检测出的电压值的信号向ECU121发送。温度传感器111检测蓄电池103的温度。表示温度传感器111检测出的蓄电池103的温度的信号向ECU121发送。

充电器113在插头123与未图示的外部电源连接的状态下将从外部电源供给的交流的电力转换为直流。由充电器113转换后的直流的电力向蓄电池103和加热器115中的至少任一方供给。

加热器115通过通入来自蓄电池103的电流或从未图示的外部电源经由充电器113而获得的电流来发热，通过该热量对蓄电池103进行加温。

开关部117对从充电器113到蓄电池103的电流路径进行开闭。另外，开关部119对从蓄电池103或充电器113到加热器115的电流路径进行开闭。开关部117、119通过ECU121的控制进行开闭。

在电动车辆为停车的状态时，ECU121进行使用了加热器115的蓄电池103的加温所涉及的控制等。需要说明的是，在本实施方式中，在插头123与外部电源连接的状态时进行该控制。

(实施例1)

图2是表示第一实施方式的实施例1中的ECU121的内部结构的框图。如图2所示，ECU121具有电流/电压获取部151、微分运算部153、内阻计算部155、开路电压计算部157、SOC导出部159、温度获取部161、有效容量导出部163、有效容量变化推测部165及通电控制部167。

电流/电压获取部151获取电流传感器107检测出的充放电电流Ib及电压传感器109检测出的端电压Vb。微分运算部153分别对电流/电压获取部151获取的充放电电流Ib及端电压Vb进行微分运算。内阻计算部155基于微分运算部153计算出的充放电电流Ib的微分值ΔIb及端电压Vb的微分值ΔVb，通过下述式(1)来计算蓄电池103的内阻Rn。

Rn＝ΔVb/ΔIb······(1)

开路电压计算部157基于内阻计算部155计算出的内阻Rn、以及电流/电压获取部151获取的充放电电流Ib和端电压Vb，通过下述式(2)来计算蓄电池103的开路电压OCV。

OCV＝Vb+Ib×Rn······(2)

SOC导出部159基于开路电压计算部157计算出的开路电压OCV，使用映射来导出蓄电池103的SOC。温度获取部161获取温度传感器111检测出的蓄电池103的温度Tbat。有效容量导出部163导出与SOC导出部159导出的蓄电池103的SOC及温度获取部161获取的蓄电池103的温度Tbat相对应的、蓄电池103的现状的有效容量Wcur。需要说明的是，该有效容量Wcur的导出中使用基于图3所示的表示与蓄电池103的温度和SOC相对应的有效容量的线图等得到的映射。

有效容量变化推测部165推测加热器115通过来自外部电源的电力供给进行的通电而发热来将蓄电池103升温到目标温度时的蓄电池103的有效容量West。需要说明的是，该有效容量West的推测中也使用基于图3所示的表示与蓄电池103的温度及SOC相对应的有效容量的线图等得到的映射，蓄电池103的温度使用目标温度，蓄电池103的SOC使用SOC导出部159导出的SOC。

在从有效容量导出部163导出的蓄电池103的现状的有效容量Wcur向有效容量变化推测部165推测出的蓄电池103的有效容量West的变化(＝有效容量West-有效容量Wcur)表现出规定量以上的增加时，通电控制部167对开关部119进行闭合控制且对开关部117进行断开控制，直到蓄电池103的温度Tbat到达目标温度为止，以便通过来自外部电源的经由充电器113的电力供给来对加热器115进行通电。另一方面，在有效容量的变化表现出小于规定量的增加时，通电控制部167不改变开关部117、119的开闭状态。

根据插头123与外部电源连接的状态下电动车辆被停车时的、本实施例的ECU121进行的使用了加热器115的蓄电池103的加温控制，当将图3中以“A”表示的温度及SOC的状态的蓄电池103升温至目标温度Ttar时，有效容量的变化ΔWa预计增加规定量以上，因此通电控制部167对开关部119进行闭合控制，且对开关部117进行断开控制，从而通过来自外部电源的电力供给进行加热器115的通电。另一方面，当将图3中以“B”表示的温度及SOC的状态的蓄电池103升温至目标温度Ttar时，有效容量的变化ΔWb预计不会增加规定量以上的情况下，若蓄电池103的温度Tbat小于下限温度Tlow，则通电控制部167对开关部119进行闭合控制，且对开关部117进行断开控制，通过来自外部电源的电力供给进行加热器115的通电，直到蓄电池103的温度Tbat到达下限温度Tlow为止，在蓄电池103的温度Tbat到达下限温度Tlow之后，对开关部119进行断开控制，且对开关部117进行闭合控制，通过来自外部电源的电力供给进行蓄电池103的充电。需要说明的是，下限温度Tlow是预计通过蓄电池103的充电而蓄电池103的有效容量增加某程度的最低温度。

如以上说明的那样，根据本实施例，若预计通过将蓄电池103加温至目标温度Ttar而有效容量的变化增加规定量以上，则来自外部电源的电力使用于加热器115的通电，若预计该有效容量的变化没有增加规定量以上，则来自外部电源的电力使用于蓄电池103的充电。这样，仅限于在预计通过蓄电池10的加温引起的有效容量提高的情况下，由加热器115消耗来自外部电源的电力，因此能够为了提高蓄电池103的性能而有效地消耗来自外部电源的电力，而不是为了低效率性的加温而消耗来自外部电源的电力。但是，在蓄电池103的温度Tbat小于下限温度Tlow时，即使预计通过将蓄电池103加温至目标温度Ttar而有效容量的变化不会增加规定量以上，也通过来自外部电源的电力来使加热器115工作，直到蓄电池103的温度Tbat升温至下限温度Tlow为止，在到达下限温度Tlow之后，来自外部电源的电力使用于蓄电池103的充电。这样，蓄电池103的温度Tbat上升至下限温度Tlow以上，因此能够将来自外部电源的电力有效地利用于提高蓄电池的有效容量。

(实施例2)

图4是表示第一实施方式的实施例2中的蓄电池103的加温及充电所涉及的控制的图。在图4所示的例子中，蓄电池103的充电开始时刻预先设定在ECU121中，ECU121控制充电器113，以便在该设定的时刻通过来自外部电源的电力供给使蓄电池103开始充电。在本实施例中，在充电开始时刻前的蓄电池103的温度Tbat小于图4中以“A”表示的下限温度Tlow时，ECU121对开关部119进行闭合控制，且对开关部117进行断开控制，通过来自外部电源的电力供给进行加热器115的通电。需要说明的是，下限温度Tlow是在蓄电池103的SOC低的状态下能够以高压进行充电的最低温度。通过来自加热器115的加温，蓄电池103的温度Tbat升温至下限温度Tlow而成为图4中以“B”表示的状态时，ECU121保持该状态。

若成为充电开始时刻，则ECU121对开关部119进行闭合控制，且对开关部117也进行闭合控制，通过来自外部电源的电力供给进行加热器115的通电且同时进行蓄电池103的充电。此时，由于蓄电池103的温度Tbat升温至下限温度Tlow，因此蓄电池103以高压进行充电。然后，若蓄电池103的SOC超过规定值，则ECU121在对开关部119进行断开控制而停止加热器115的通电的基础上，使蓄电池103的充电继续。

如以上说明的那样，根据本实施例，若充电开始时刻前的蓄电池103的温度Tbat小于下限温度Tlow，则蓄电池103在到充电开始时刻之前升温到下限温度Tlow以上，在充电开始时刻之后对蓄电池103进行充电时，也通过加热器115进行蓄电池103的加温，但由于在对蓄电池103进行充电时，通过伴随充电器113进行的电力转换而产生的热量也对蓄电池103进行加温，因此能够减小用于对蓄电池103进行加温的电力。另外，通过将下限温度Tlow设定为能够以高压对蓄电池103进行充电的温度的下限值，从而能够减小直至充电开始时刻为止的蓄电池103的加温所需的电力。另外，若蓄电池103的SOC超过规定值，则通过SOC的增加引起的性能提高比通过加温引起的蓄电池103的性能提高更有效，因此在蓄电池103的SOC超过规定值之后，不进行加热器115的通电而只进行充电，由此能够减小蓄电池103的加温所需的电力。

(实施例3)

图5是表示第一实施方式的实施例3中的蓄电池103的加温控制的图。图5所示的例子中，假定电动车辆在严冬进行行驶之后到达常温的车库，并且在插头123与外部电源连接的状态下停车在该车库中的状态持续的情况。需要说明的是，电动车辆具有测定电动车辆的周围温度的温度传感器(未图示)。

若插头123与外部电源连接，则由于刚刚经过行驶的电动车辆中的蓄电池103的温度Tbat低，因此ECU121对开关部119进行闭合控制，通过来自外部电源的电力供给进行加热器115的通电。在此时的电动车辆的周围温度高于蓄电池103的目标温度的情况下，ECU121进行从外部电源向加热器115的通电，直到蓄电池103的温度Tbat到达比目标温度低的规定温度为止。

如以上说明的那样，根据本实施例，在电动车辆的周围温度高于蓄电池103的目标温度的情况下，即便不将蓄电池103加温至目标温度，蓄电池103自然到达目标温度的可能性也高，因此将蓄电池103加温到比目标温度低的规定温度就足够。在该情况下，与将蓄电池103加温到目标温度的情况相比，能够减小蓄电池103的加温所需的电力。

(实施例4)

图6是表示第一实施方式的实施例4中的ECU121的内部结构的框图。如图6所示，ECU121具有电流/电压获取部151、微分运算部153、内阻计算部155、开路电压计算部157、SOC导出部159、温度获取部161及目标温度修正部169。

电流/电压获取部151获取电流传感器107检测出的充放电电流Ib及电压传感器109检测出的端电压Vb。微分运算部153分别对电流/电压获取部151获取的充放电电流Ib及端电压Vb进行微分运算。内阻计算部155基于微分运算部153计算出的充放电电流Ib的微分值ΔIb及端电压Vb的微分值ΔVb，通过下述式(3)来计算蓄电池103的内阻Rn。

Rn=ΔVb/ΔIb······(3)

开路电压计算部157根据内阻计算部155计算出的内阻Rn、以及电流/电压获取部151获取的充放电电流Ib和端电压Vb，通过下述式(4)来计算蓄电池103的开路电压OCV。

OCV=Vb+Ib×Rn······(4)

SOC导出部159根据开路电压计算部157计算出的开路电压OCV，使用映射来导出蓄电池103的SOC。目标温度修正部169基于蓄电池103的内阻Rn和SOC来修正预先设定的蓄电池103的目标温度。

图7是表示蓄电池103的劣化前后的充电时的自身发热引起的上升温度的差异的线图。另外，图8是表示与蓄电池103的充电开始时的SOC相对应的蓄电池103的劣化前后的目标温度的修正量的差异的线图。蓄电池103的内阻根据劣化程度而发生变化，劣化前的内阻低，当劣化进展时内阻增加。在蓄电池103的充电时，其充电时间越长，蓄电池103的温度Tbat因自身发热而越上升，但当劣化进展时，充电时的发热量增加，因此如图7所示那样，温度上升的程度变大。

因此，如图8所示，在因充电开始时的SOC小于规定值而预计充电时间需要规定时间以上时，与蓄电池103的内阻相对应的劣化程度越大，本实施例的目标温度修正部169将目标温度修正为越低的温度。充电开始时的SOC越低，该修正量越大。

如以上说明的那样，根据本实施例，在将内阻大的蓄电池103加温后进行充电的情况下，即使将目标温度修正为较低的温度，在充电时温度上升至所期望的温度的可能性也高，因此内阻越大，蓄电池103的目标温度越低就足够。在该情况下，与不修正目标温度的情况相比，能够减小蓄电池103的加温所需的电力。另外，蓄电池103的SOC越低，越需要长的充电时间，因此SOC越低，蓄电池103的目标温度越低就足够。在该情况下，与不修正目标温度的情况相比，能够减小蓄电池103的加温所需的电力。

(第二实施方式)

第二实施方式的加温控制装置搭载于将通过从蓄电池供给的电力驱动的电动机作为驱动源而设置的EV(Electric Vehicle：电动机动车)、HEV(Hybrid ElectricalVehicle：混合动力电动机动车)等插入式的电动车辆。图9是表示第二实施方式的加温控制装置的结构的框图。如图9所示，第二实施方式的加温控制装置具备电动机201、蓄电池203、PCU(Power Control Unit：动力控制单元)205、电流传感器207、电压传感器209、温度传感器211、充电器213、加热器215、开关部217、219及ECU(Electric Control Unit：电控单元)221。

电动机201是产生用于使电动车辆行驶的动力的驱动源。

蓄电池203具有锂离子电池、镍氢电池等多个蓄电单体，向电动机201供给高电压的电力。需要说明的是，当利用作为二次电池的蓄电池203时，需要始终监视蓄电池203的剩余容量(SOC：State of Charge)，来进行过度充电和过度放电的防止控制。蓄电池203在进行这样的控制之后，在能够使用蓄电池203的SOC的范围(0％～100％)内重复充放电。蓄电池203的SOC基于蓄电池203的充放电电流的累计值及/或蓄电池203的开路电压(OCV：OpenCircuit Voltage)来导出。

PCU205将蓄电池203输出的直流的电力转换为交流。需要说明的是，PCU205可以在将蓄电池203的直流输出电压保持直流的状态进行降压或升压之后转换为交流。

电流传感器207检测蓄电池203的充放电电流。表示电流传感器207检测出的电流值的信号向ECU221发送。电压传感器209检测蓄电池203的端电压(也称为闭路电压(CCV：Closed Circuit Voltage)。表示电压传感器109检测出的电压值的信号向ECU221发送。温度传感器211检测蓄电池203的温度。表示温度传感器211检测出的蓄电池203的温度的信号向ECU221发送。

充电器213在插头223与未图示的外部电源连接的状态下将从外部电源供给的交流的电力转换为直流。由充电器213转换后的直流的电力向蓄电池203和加热器215中的至少任一方供给。

加热器215通过通入来自蓄电池203的电流或从未图示的外部电源经由充电器213而获得的电流来发热，通过该热量对蓄电池203进行加温。

开关部217对从充电器213到蓄电池203的电流路径进行开闭。另外，开关部219对从蓄电池203或充电器213到加热器215的电流路径进行开闭。开关部217、219通过ECU221的控制而进行开闭。

在电动车辆为停车的状态时，ECU221进行使用了加热器215的蓄电池203的加温所涉及的控制等。需要说明的是，在本实施方式中，在插头223未与外部电源连接的状态时进行该控制。

(实施例1)

图10是表示第二实施方式的实施例1中的ECU221的内部结构的框图。如图10所示，ECU221具有电流/电压获取部251、微分运算部253、内阻计算部255、开路电压计算部257、SOC导出部259、温度获取部261、有效容量导出部263、SOC变化推测部265、有效容量变化推测部267及通电控制部269。

电流/电压获取部251获取电流传感器207检测出的充放电电流Ib及电压传感器209检测出的端电压Vb。微分运算部253分别对电流/电压获取部251获取的充放电电流Ib及端电压Vb进行微分运算。内阻计算部255基于微分运算部253计算出的充放电电流Ib的微分值ΔIb及端电压Vb的微分值ΔVb，通过下述式(5)来计算蓄电池203的内阻Rn。

Rn＝ΔVb/ΔIb······(5)

开路电压计算部257根据内阻计算部255计算出的内阻Rn、以及电流/电压获取部251获取的充放电电流Ib和端电压Vb，通过下述式(6)来计算蓄电池203的开路电压OCV。

OCV＝Vb+Ib×Rn······(6)

SOC导出部259根据开路电压计算部257计算出的开路电压OCV，使用映射来导出蓄电池203的SOC。温度获取部261获取温度传感器211检测出的蓄电池203的温度Tbat。有效容量导出部263导出与SOC导出部259导出的蓄电池203的SOC及温度获取部261获取的蓄电池203的温度Tbat相对应的、蓄电池203的现状的有效容量Wcur。需要说明的是，该有效容量Wcur的导出中使用基于图11所示的表示与蓄电池203的温度和SOC相对应的有效容量的线图等得到的映射。

SOC变化推测部265推测为了将蓄电池203升温到目标温度而加热器215通过来自蓄电池203的电力供给进行通电时的蓄电池203的SOC的变化。需要说明的是，该SOC的变化根据由加热器215消耗的电力量来推测。

有效容量变化推测部267推测加热器215通过来自蓄电池203的电力供给进行的通电而发热来将蓄电池203升温到目标温度时的蓄电池203的有效容量West。需要说明的是，该有效容量West的推测中也使用基于图11所示的表示与蓄电池203的温度及SOC相对应的有效容量的线图等得到的映射，蓄电池203的温度使用目标温度，蓄电池203的SOC使用SOC变化推测部265推测出的加温后的SOC。

在从有效容量导出部263导出的蓄电池203的现状的有效容量Wcur向有效容量变化推测部267推测出的蓄电池203的有效容量West的变化(＝有效容量West-有效容量Wcur)表现出规定量以上的增加时，通电控制部269对开关部217、219进行闭合控制，直到蓄电池203的温度Tbat到达目标温度为止，以便通过来自蓄电池203的电力供给来对加热器215进行通电。另一方面，在有效容量的变化表现出小于规定量的增加时，通电控制部269不改变开关部217、219的开闭状态。

根据插头223未与外部电源连接而电动车辆被停车时的、本实施例的ECU221进行的使用了加热器215的蓄电池203的加温控制，即使将图11中以“A”表示的温度及SOC的状态的蓄电池203升温至目标温度Ta，有效容量也不会变化，因此通电控制部269不改变开关部217、219的开闭状态。另一方面，若将图11中以“B”表示的温度及SOC的状态的蓄电池203升温至目标温度Tb，则预计有效容量的变化ΔW增加规定量以上，因此通电控制部269对开关部217、219进行闭合控制，通过来自蓄电池203的电力供给进行加热器215的通电。

如以上说明的那样，根据本实施例，仅限于在即使消耗蓄电池203的电力，通过对蓄电池203进行加温也预计到蓄电池203的有效容量的变化增加规定量以上的情况下，进行从蓄电池203向加热器215的通电，因此能够有效地消耗蓄积在蓄电池203中的电力，以提高蓄电池203的性能。

(实施例2)

图12是表示第二实施方式的实施例2中的使用了加热器215的蓄电池203的加温所涉及的控制的图。在图12所示的例子中，假定电动车辆在非常寒冷的温度环境下进行行驶之后，插头223未与外部电源连接地停车在相同的温度环境下的状态持续的情况。即使刚刚结束行驶的电动车辆中的蓄电池203的温度Tbat例如为0℃，由于外部气温To为比0℃更低的极低温(例如为-40℃)，因此蓄电池203的温度Tbat也降低。但是，若蓄电池203降低至外部气温To，则蓄电池203的输出明显降低，成为电动车辆不能行驶的状态，因此需要将蓄电池203保持为比绝对下限温度Tl(例如为-35℃)高的温度，该绝对下限温度Tl比外部气温To高。

因此，如图12的“比较例”所示，若温度传感器211检测出的蓄电池203的温度Tbat降低至绝对下限温度Tl，则ECU221对开关部217、219进行闭合控制，从而通过来自蓄电池203的电力供给进行加热器215的通电，以便使蓄电池203的温度Tbat比绝对下限温度Tl高规定温度以上。其结果是，在停车开始后不久的期间，加热器215不工作，但在蓄电池203的温度Tbat降低至绝对下限温度Tl之后，加热器215定期性地工作。

但是，如图13所示，即使是相同的SOC，蓄电池203的输出也随着温度Tbat降低而降低。因此，本实施例的ECU221根据从停车开始起的停车的持续时间使蓄电池203的下限温度Tc阶段性地降低到绝对下限温度Tl，每当蓄电池203的温度Tbat降低至下限温度Tc时，就通过来自蓄电池203的电力供给来控制加热器215的通电。此时，ECU221对开关部217、219进行闭合控制，通过来自蓄电池203的电力供给进行加热器215的通电，以便使蓄电池203的温度Tbat比下限温度Tc高规定温度以上，并且使下限温度Tc降低一个阶段。这样，每当蓄电池203的温度Tbat降低至下限温度Tc时，就使蓄电池203升温，从而蓄电池203的温度Tbat一边上下变动一边随着时间降低。

如以上说明的那样，根据本实施例，即使电动车辆在非常寒冷的温度环境下被停车的状态长时间持续时，也使蓄电池203的下限温度Tc阶段性地降低，且每当蓄电池203的温度Tbat降低至下限温度Tc时，就使蓄电池203升温规定值，由此蓄电池203的温度Tbat一边上下变动一边随着时间降低。因此，能够延长停车开始后的蓄电池203的输出提高的时间。另外，由加热器215消耗的电力量在本实施例中比比较例中少，因此能够降低用于将蓄电池203的温度保持为绝对下限温度Tl以上的消耗电力量。

以上，参照特定的实施方式详细说明了本发明，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够施加各种变更或修改。

附图标记说明：

101、201 电动机；

103、203 蓄电池；

105、205 PCU；

107、207 电流传感器；

109、209 电压传感器；

111、211 温度传感器；

113、213 充电器；

115、215 加热器；

117、119、217、219 开关部；

121、221 ECU；

151、251 电流/电压获取部；

153、253 微分运算部；

155、255 内阻计算部；

157、257 开路电压计算部；

159、259 SOC导出部；

161、261 温度获取部；

163、263 有效容量导出部；

165、267 有效容量变化推测部；

167、269 通电控制部；

169 目标温度修正部；

265 SOC变化推测部。

Claims (9)

1.一种电力消耗控制装置，其具备：

蓄电池，其向作为插入式的电动车辆的驱动源的电动机供给电力；

发热部，其通过通电所产生的热量来对所述蓄电池进行加温；

电力转换部，其对从外部电源供给的电力进行转换，来进行所述蓄电池的充电和向所述发热部的通电中的至少任一方；

有效容量推测部，其基于与所述蓄电池的温度及所述蓄电池的剩余容量相对应的所述蓄电池的有效容量，推测所述发热部通过来自所述外部电源的电力供给进行的通电而发热来将所述蓄电池升温到目标温度时的所述有效容量的变化；以及

第一控制部，其根据所述有效容量推测部推测出的所述有效容量的变化，来控制所述电力转换部转换后的电力的使用用途。

2.根据权利要求1所述的电力消耗控制装置，其中，

所述有效容量推测部推测的所述有效容量的变化是从与通过所述发热部加温前的所述蓄电池的温度及剩余容量相对应的有效容量向与所述目标温度及所述蓄电池的剩余容量相对应的有效容量的变化，

所述第一控制部在所述有效容量的变化表现出规定量以上的增加时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达所述目标温度为止。

3.根据权利要求2所述的电力消耗控制装置，其中，

在所述蓄电池的温度小于下限温度且所述有效容量的变化表现出小于所述规定量的增加时，所述第一控制部进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达所述下限温度为止，在所述蓄电池的温度到达所述下限温度之后，所述第一控制部通过从所述外部电源获得的电力对所述蓄电池进行充电。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力消耗控制装置，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

充电控制部，其控制所述电力转换部，以便在指定时刻开始所述蓄电池的充电；以及

第二控制部，其在所述指定时刻前所述蓄电池的温度小于下限温度时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，以便使所述蓄电池的温度在到所述指定时刻之前到达所述下限温度，在所述指定时刻之后，在进行向所述发热部的通电的同时通过来自所述外部电源的电力进行所述蓄电池的充电。

5.根据权利要求4所述的电力消耗控制装置，其中，

当所述指定时刻以后的所述蓄电池的剩余容量超过规定值时，所述第二控制部通过从所述外部电源获得的电力对所述蓄电池进行充电，不进行向所述发热部的通电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力消耗控制装置，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

温度测定部，其测定所述电动车辆的周围温度；以及

第三控制部，其在所述蓄电池的温度低于目标温度且所述周围温度高于所述目标温度时，进行从所述外部电源向所述发热部的通电，直到所述蓄电池的温度到达比所述目标温度低的规定温度为止。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力消耗控制装置，其中，

所述电力消耗控制装置具备：

内阻计算部，其计算所述蓄电池的内阻；以及

第四控制部，所述内阻越大，该第四控制部将通过所述发热部加温的所述蓄电池的目标温度修正为越低的温度。

8.根据权利要求7所述的电力消耗控制装置，其中，

通过所述发热部加温前的所述蓄电池的剩余容量越低，由所述第四控制部控制的所述目标温度的修正量越大。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力消耗控制装置，其中，

所述电力消耗控制装置为在所述电力转换部连接有所述外部电源的状态。