DE102012208980A1

DE102012208980A1 - Batterietemperatur-Anpassungssystem und Batterieladesystem

Info

Publication number: DE102012208980A1
Application number: DE201210208980
Authority: DE
Inventors: Ryuichi MIYANO
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: CN102806839B; US20120305662A1; JP2012248452A; US9252621B2; CN102806839A; DE102012208980B4; JP5652331B2

Abstract

Es wird ein Batterietemperatur-Anpassungssystem zum Ausführen einer Aufwärmung einer Batterie ohne Tauabscheidung und zum Aufladen der Batterie in einer effizienten Weise bereitgestellt. Das Batterietemperatur-Anpassungssystem enthält: einen Batterietemperatursensor zum Erfassen einer Temperatur eines Batteriepacks; eine Rohrleitung zum Blasen von Warmluft zum Batteriepack hin; ein Steuergerät zum Aufwärmen des Batteriepacks, indem bewirkt wird, dass die Warmluft nach Maßgabe der Temperatur, die durch den Batterietemperatursensor erfasst wurde, um die Batterie strömt; eine Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit zum Feststellen, ob eine Tauabscheidung auf dem Batteriepack stattfindet oder nicht; und einen Verdampfer zum Entfeuchten der Warmluft. Das Steuergerät bewirkt, dass die entfeuchtete Warmluft in die Nähe des Batteriepacks strömt, wenn festgestellt wird, dass die Tauabscheidung auf dem Batteriepack auftreten wird.

Description

Bereich der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterietemperatur-Anpassungssystem und ein Batterieladesystem und insbesondere ein Batterietemperatur-Anpassungssystem und ein Batterieladesystem, um das Aufladen der Batterie, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, in einer effizienten Weise zu realisieren, ohne dass es durch die äußere Umgebung beeinflusst wird.
Stand der Technik
Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug mit einer Batterie ausgerüstet, um die elektrische Energie zu speichern, die den verschiedenen elektrischen Bauteilen zuzuführen ist. Zum Beispiel ist ein elektrisches Fahrzeug, das allein durch einen Elektromotor angetrieben wird, mit einer großen Batteriekapazität ausgestattet, um wiederholt durch Laden der Batterie mit einem externen Ladegerät betrieben zu werden. Für das Aufladen dieses Typs einer Fahrzeugbatterie, nicht nur eines Elektrofahrzeugs, sondern zum Beispiel auch eines Hybridfahrzeugs, das durch eine Kombination aus einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wird die elektrische Energie als eine regenerative Energie rückgewonnen, die in der Batterie während des Betriebs zu speichern ist. Darüber hinaus wird die Batterie manchmal so hergestellt, dass sie von einem externen Ladegerät aufgeladen werden kann. Da in einem Fahrzeug, das von einer Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird, verschiedene Brennstofftypen in elektrische Energie umgewandelt werden, kann die Batterie für das Speichern der umgewandelten elektrischen Energie ferner von einem externen Ladegerät aufgeladen werden.
Dieser Typ der Fahrzeugbatterie ist in einigen Fällen dem Einfluss der äußeren Umgebung, wie z. B. der Außentemperatur, ausgesetzt. Ein Beispiel dafür ist, dass der Aufladewirkungsgrad abnehmen wird, wenn die Batterie beim Aufladen eine niedrige Temperatur aufweist. Deshalb wird vorgeschlagen, eine Klimaanlage des Fahrzeugs zu verwenden, um einen Heißluftstrom zur Batterieseite hinzulenken, so dass die Batterie aufgewärmt werden kann, um in einen Temperaturbereich zu gelangen, in dem die Batterie auf eine effiziente Weise aufgeladen werden kann (Beispiele sind die Patentdokumente 1 bis 3).
In letzter Zeit ist das Schnellaufladen der Fahrzeugbatterie in großem Umfang möglich geworden. Da der Aufladewirkungsgrad insbesondere bei Niedrigtemperatur-Bedingungen unter dem Gefrierpunkt schlechter wird, kann das Schnellaufladen unmöglich werden. Folglich ist es wichtig, die Batterie aufzuwärmen, so dass sie schnell in den geeignetsten Temperaturbereich gelangt.
Dokumente zum Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: H05-262144 A
Patentdokument 2: H08-40088 A
Patentdokument 3: 2006-172931 A

Wesen der Erfindung
Zu lösendes Problem
Beim Aufwärmen der Batterie auf diese Weise wird die Batterie jedoch einfach durch einen heißen Luftstrom zur Batterieseite hin erwärmt. Dementsprechend würde eine Tauabscheidung an der Batterieoberfläche in Abhängigkeit von der Beziehung (Bedingung) zwischen der Temperatur und der Feuchtigkeit auftreten, wodurch ein Isolationsfehler verursacht wird.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batterietemperatur-Anpassungssystem für das Aufwärmen der Batterie ohne eine Tauabscheidung und das Aufladen der Batterie in einer effizienten Weise bereitzustellen, ohne ein Problem zu verursachen.
Lösung der Aufgabe
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Batterietemperatur-Anpassungssystem bereitgestellt mit: einem Batterietemperaturfühler zum Erfassen einer Temperatur einer Batterie, die in einem Fahrzeug eingebaut und wiederholt aufladbar ist; einer Warmluftgebläseeinheit zum Blasen von Warmluft zur Batterie hin; einem Temperaturanpassungs-Steuergerät für das Aufwärmen der Batterie, indem die Warmluftgebläseeinheit dazu gebracht wird, die Warmluft zu blasen und die Warmluft um die Batterie herum strömen zu lassen nach Maßgabe der Temperatur der Batterie, die durch den Batterietemperaturfühler erfasst wird; einer Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit zum Feststellen, ob mit dem Warmluftstrom eine Tauabscheidung an der Batterie stattfindet oder nicht; und einer Entfeuchtungseinheit zum Entfeuchten zumindest in der Nähe eines Abschnitts, in den die Warmluft strömt, wobei das Temperaturanpassungs-Steuergerät die Entfeuchtungseinheit veranlasst, in der Nähe der Batterie zu entfeuchten, wenn die Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit feststellt, dass die Tauabscheidung an der Batterie stattfindet.
Um die obige Aufgabe zu lösen, kann gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Batterietemperatur-Anpassungssystem gemäß der ersten Ausführungsform die Entfeuchtungseinheit die Warmluft, die aus der Warmluftgebläseeinheit geblasen wird, entfeuchten und die entfeuchtete Warmluft um die Batterie herum strömen lassen, um den Abschnitt zu entfeuchten, in den die entfeuchtete Warmluft geströmt ist.
Um die obige Aufgabe zu lösen, kann gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Batterietemperatur-Anpassungssystem gemäß der ersten Ausführungsform die Warmluftgebläseeinheit eine Strömungskanalumschalteinheit zum Umschalten eines Strömungskanals für das Blasen der Warmluft der Klimaanlage umfassen, die im Fahrzeug für einen Innenraum des Fahrzeuges bereitgestellt ist, um die Warmluft zur Batterie hin zu blasen, und die Entfeuchtungseinheit kann aus einer Entfeuchtungsfunktion bestehen, die in der Klimaanlage enthalten ist.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Batterieladesystem für ein wiederholtes Aufladen einer Batterie vorgesehen, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und wiederholt von einem externen Ladegerät aufgeladen werden kann, wobei das Batterieladesystem umfasst: das Batterietemperatur-Anpassungssystem gemäß der dritten Ausführungsform und ein Leistungssteuergerät zum Steuern einer Antriebsleistung eines elektrischen Kompressors, der in der Klimaanlage enthalten ist, um von dem externen Ladegerät gespeist zu werden, wenn die Entfeuchtungseinheit beim Aufladen der Batterie in der Nähe der Batterie entfeuchtet.
Um die obige Aufgabe zu lösen, kann gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Batterietemperatur-Anpassungssystem gemäß der vierten Ausführungsform das Leistungssteuergerät eine aufladbare Leistung der Batterie und die Antriebsleistung des elektrischen Kompressors von einer aufladbaren Leistung des externen Ladegeräts subtrahieren, um eine Leistung zu berechnen, die für die Bereitstellung der Warmluft zugewiesen werden kann, und die Zufuhr der Leistung steuern.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Wenn die Temperatur der im Fahrzeug eingebauten Batterie niedrig ist und festgestellt wird, dass durch den Zustrom der Warmluft eine Tauabscheidung auftreten wird (wenn es notwendig ist, mit der Warmluft aufzuwärmen, um die Batterie in einer effizienten Weise aufzuladen), dann ist es gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der obigen Beschreibung möglich, zumindest in der Nähe der Batterie zu entfeuchten, um die Tauabscheidung zu vermeiden.
Dementsprechend ist es möglich, die Batterie ohne Tauabscheidung selbst bei einer niedrigen Temperatur der äußeren Umgebung aufzuwärmen, die für ein Aufladen der Batterie nicht geeignet ist, und es ist auch möglich, die Batterie in kurzer Zeit aufzuladen.
Außerdem ist es gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der obigen Beschreibung möglich, die entfeuchtete Warmluft zur Batterieseite hin strömen zu lassen und in der Nähe der Batterie aufzuwärmen. Es ist auch möglich, den Luftstrom zu entfeuchten, um die Tauabscheidung zu vermeiden, ohne dass eine spezielle Vorrichtung für das Entfeuchten in der Nähe der Batterie benötigt wird, und die Batterie in kurzer Zeit ohne Tauabscheidung problemlos und einfach aufzuladen.
Darüber hinaus wird der Strömungskanal der Warmluft, die aus der Klimaanlage geblasen wird, mit der das Fahrzeug ausgerüstet ist, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der obigen Beschreibung derart umgeschaltet, dass die Warmluft, die mithilfe der Entfeuchtungsfunktion der Klimaanlage entfeuchtet wurde, in die Umgebung der Batterie hineinströmen kann. Es ist somit möglich, in der Nähe der Batterie zu entfeuchten, um die Tauabscheidung problemlos und einfach zu vermeiden und die Batterie in kurzer Zeit aufzuladen.
Außerdem kann die Batterie gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der obigen Beschreibung selbst in einem System zum Aufladen der im Fahrzeug eingebauten Batterie mit einem Ladegerät, das außerhalb des Fahrzeuges vorgesehen ist, mit der entfeuchteten Warmluft aufgewärmt werden, indem die Klimaanlage verwendet wird, die im Fahrzeug installiert ist. Es ist somit möglich, die Batterie in kurzer Zeit ohne Tauabscheidung problemlos und einfach aufzuladen. Da das Ladegerät die für den Antrieb des elektrischen Kompressors benötigte Leistung zuführt, ist es außerdem möglich, die Leistung, welche in die im Fahrzeug eingebaute Batterie eingespeist wird, nicht zu verringern.
Darüber hinaus ist es gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der obigen Beschreibung möglich, mit einer Überschussleistung die Klimaanlage zu betreiben und den Luftstrom aufzuwärmen, wenn das Ladegerät, das außerhalb des Fahrzeuges vorgesehen ist, die Batterie schnell auflädt, und die Batterie in kurzer Zeit aufzuladen, wobei vermieden wird, dass der Aufladezeitraum durch den Leistungsverbrauch für das Aufwärmen verlängert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist Darstellung, die eine Ausführungsform eines Batterietemperatur-Anpassungssystems und eines Batterieladesystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und sie ist eine perspektivische Seitenansicht, die einen Umriss der Bauform eines Fahrzeugs zeigt, in dem die Systeme angewendet werden;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtbauform darstellt;
3 ist ein konzeptionelles Diagramm, welches die wesentliche Konfiguration darstellt;
4 ist eine Tabelle, die eine Taubedingungskarte darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, das die Temperatursteuerung zur Zeit der Schnellaufladung darstellt;
6 ist ein Blockdiagramm, das die Leistungszufuhrverteilungen in einer Betriebsart ohne Luftstrom darstellt;
7 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen Strömungskanal in einer Kühlungsbetriebsart darstellt;
8 ist ein Blockdiagramm, das die Leistungszufuhrverteilungen in der Kühlungsbetriebsart darstellt;
9 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen Strömungskanal in der Heizungs- und der Entfeuchtungs-Heizungs-Betriebsart darstellt;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterprogrammsteuerung in der Heizungsbetriebsart darstellt;
11 ist ein Blockdiagramm, das die Leistungszufuhrverteilungen in der Heizungsbetriebsart darstellt;
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterprogrammsteuerung in der Entfeuchtungs-Heizungs-Betriebsart darstellt; und
13 ist ein Blockdiagramm, das die Leistungszufuhrverteilungen in der Entfeuchtungs-Heizungs-Betriebsart darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Die 1 bis 13 sind Darstellungen, die eine Ausführungsform eines Batterietemperatur-Anpassungssystems und eines Batterieladesystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
In den 1 und 2 wird ein elektrisches Automobil (Fahrzeug) 10 so betrieben, dass es ausgestattet ist mit: einem Elektromotor, der nicht dargestellt ist, welcher eine Antriebsquelle für die Rollbewegung der Antriebsräder 11 ist; und einem Batteriepack 12 mit einer großen Kapazität zum Speichern von elektrischer Energie, die als Leistung dem Elektromotor zuzuführen ist. Während das Fahrzeug fährt und wenn das Fahrzeug anhält, wird die Leistung in dem Elektrofahrzeug 10 im Prinzip vom Batteriepack 12 zum Beispiel einer Klimaanlage (einem Heizungs-, Ventilations- und Luftklimatisierungs-System (HVAC)) 13 für die Heizung, Ventilation und Luftklimatisierung eines Fahrzeuginnenraums 10a sowie verschiedenen elektrischen Komponenten und elektrischen Bauteilen, die im Fahrzeug installiert sind, wie z. B. einem Steuergerät 15 und verschiedenen Sensoren 16, zugeführt, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Klimaanlage 13 hier ausgestattet mit: einem Gebläseventilator 31 zum Ausbilden eines Luftstroms durch zugangsseitig zwangsweises Aufnehmen der Luft in eine Rohrleitung (Strömungskanal) 21 hinein, um die Luft zur Stromabseite hin auszublasen; einer Heizeinheit 32 zum Aufheizen der Luft, die durch die Rohrleitung 21 hindurchströmt; und einer Kühleinheit 33 zum Kühlen der Luft, die durch das Innere der Rohrleitung 21 hindurchströmt.
Die Heizeinheit 32 ist aufgebaut aus: einem Heizkörper 32a zum Aufheizen der Luft, die durch das Innere der Rohrleitung 21 hindurchströmt; und einer Umschaltklappe 32b zum Umschalten zwischen den Strömungskanälen, um zu bewirken, dass die Luft, die durch das Innere der Rohrleitung 21 strömt, durch das Innere des Heizkörpers 32a strömt oder nicht strömt; wobei der Heizköper 32a sowie die Umschaltklappe 32b in der Rohrleitung 21 angeordnet sind. Dem Heizkörper 32a der Heizeinheit 32 wird die Leistung aus dem Batteriepack 12 zugeführt, und er wird mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen. Wenn der Strömungskanal ausgewählt ist, der mit dem Heizkörper 32a in Berührung kommt, dann heizt der Heizkörper 32a die Luft auf (temperaturangepasster Luftstrom).
Die Kühleinheit 33 ist ausgestattet mit: einem Verdampfer (Kühl- und Entfeuchtungseinheit) 35, der in der Rohrleitung 21 installiert ist, um die Luft durch Nutzung von Verdampfungswärme zu kühlen, die durch Verdampfen eines Kühlmittels erzeugt wird; einem elektrischen Kühlkompressor 36, um das Kühlmittel durch den Verdampfer 35 zirkulieren zu lassen; einem Kondensator (Dampfkondensator) 37, um das Kühlmittel zu kondensieren, das durch den Kühlkompressor 36 hineingedrückt wird; und einem Expansionsventil 38 zum Expandieren und Verdampfen des durch den Kondensator 37 kondensierten Kühlmittels, bevor das Kühlmittel in den Verdampfer 35 eingeleitet wird. Dem Kühlkompressor 36 der Kühleinheit 33 wird die Leistung aus dem Batteriepack 12 zugeführt, und er wird mit Energie versorgt, um das Kühlmittel über den Kondensator 37 und das Expansionsventil 38 zirkulieren zu lassen, um so die Luft (temperaturangepasster Luftstrom), die hindurchströmt und mit ihm in Berührung kommt, abzukühlen und zu entfeuchten, indem der Verdampfer 35 mit der Verdampfungswärme abgekühlt wird.
Die Rohrleitung 21 ist mit einer Außen-Innen-Rohrleitung 22 auf der Zugangsseite des Hauptkörpers der Klimaanlage 13 verbunden, und sie ist mit einer Innen-Innen-Rohrleitung 23 auf der Ausgangsseite des Hauptkörpers der Klimaanlage 13 verbunden. Die Außen-Innen-Rohrleitung 22 ist versehen mit: einer Außenluftverbindungseinheit 22a für die Verbindungsherstellung mit dem Außenraum; einer Innenluftverbindungseinheit 22b für die Verbindungsherstellung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums 10a; und einer Außen-Innen-Umlenkklappe 22c für das Anpassen der Übergabemengen der Luftverbindungseinheiten 22a und 22b. Die Außen-Innen-Umlenkklappe 22c der Außen-Innen-Rohrleitung 22 wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor betätigt, so dass die Strömungsquelle, die in die Rohrleitung 21 aufzunehmen ist, umgeschaltet werden kann zwischen – oder für die Verteilung angepasst werden kann zwischen – der Außenluft über die Außenluftverbindungseinheit 22a und der Innenluft im Fahrzeuginnenraum 10a über die Innenluftverbindungseinheit 22b.
Darüber hinaus steuert das Steuergerät 15 das Elektroauto 10 in einer vereinheitlichten Weise gemäß den Steuerprogrammen, die im Voraus auf der Grundlage verschiedener Arten von Informationen vorbereitet sind, wie nachfolgend beschrieben wird. Das Steuergerät 15 steuert das Öffnen und Schließen der Außen-Innen-Umlenkklappe 22c der Außen-Innen-Rohrleitung 22 zum Beispiel basierend auf der Bedienungseingabe des Fahrers in das nicht dargestellte Bedienfeld oder der Raumtemperatur (Sensorinformation) im Fahrzeuginnenraum 10a, die durch einen nicht dargestellten Fahrzeuginnenraum-Temperatursensor erfasst wird, so dass ein Lufteinlass der Rohrleitung 21 entweder auf die Außenluftverbindungseinheit 22a oder die Innenluftverbindungseinheit 22b geschaltet wird, und außerdem steuert das Steuergerät 15 den Betrieb der Klimaanlage 13. Unter diesen Umständen führt das Steuergerät (Temperaturanpassungs-Steuergerät und Leistungssteuergerät) 15 verschiedene Steuervorgänge mit der CPU und dem Speicher aus, um Steuersignale an die entsprechenden Teile der Geräte, wie z. B. der Klimaanlage 13, zu senden, um sie so zu betreiben, dass sie als eine Heizungssteuerung, eine Gebläseventilatorsteuerung, eine Kühlkompressorsteuerung, eine Umlenkklappensteuerung und dergleichen arbeiten. Das Steuergerät 15 kann jedoch so eingerichtet sein, dass es nicht nur den Betrieb der Einheiten als Ganzes in einer vereinheitlichten Weise steuert, sondern auch den Betrieb der jeweiligen Einheiten in einer dezentralisierten Weise.
Dementsprechend betreibt die Klimaanlage 13 den Gebläseventilator 31 ohne ein oder mit einem Aktivieren der Heizeinheit 32 oder der Kühleinheit 33, um die Außenluft durch die Rohrleitung 21 in den Fahrzeuginnenraum 10a zu blasen oder die Innenluft im Fahrzeuginnenraum 10a durch die Rohrleitung 21 hindurch zirkulieren zu lassen. Somit kann die Luft im Fahrzeuginnenraum 10a gereinigt, durch die Heizeinheit 32 erhitzt oder durch die Kühleinheit 33 abgekühlt werden, um auf eine angenehme Temperatur eingestellt zu werden. Insbesondere in einem Fall, in dem ein Wärme erzeugendes Bauteil vorhanden ist, wie z. B. in einem Hybridautomobil, das mit einer Verbrennungsmaschine (Motor) ausgerüstet ist, kann die Heizeinheit 32 die Luft in der Rohrleitung 21 aufheizen, indem die Wärme des Kühlwassers für das Kühlen des Verbrennungsmotors über einen Wärmetauscher abgeführt wird.
Dann speichert der Batteriepack 12 im Allgemeinen die regenerative elektrische Energie, indem der Elektromotor dazu gebracht wird, als ein Stromerzeuger zu arbeiten, solange das Fahrzeug läuft, und zusätzlich hat er die Leistung zu speichern, wenn er über eine Anschlusseinheit 17 an ein Batterieladegerät 100 einer Aufladeeinrichtung angeschlossen wird, die an einem Haus oder an verschiedenen Einrichtungen außerhalb des Fahrzeuges bereitgestellt ist.
Um schnell aufladbar zu sein, wird der Batteriepack 12 mit einer Lithiumionenbatterie hergestellt und wird in einem Unterbringungsraum S installiert. Es ist schwierig, diese Lithiumionenbatterie in kurzer Zeit aufzuladen, weil sich der Aufladewirkungsgrad in einem Niedrigtemperaturzustand (Umgebung), wie z. B. unterhalb des Gefrierpunktes, verringert. Es ist unmöglich, die Lithiumionenbatterie durch alleinige Verwendung der Wärme, die beim Fließen des Ladestroms erzeugt wird, ausreichend zu erwärmen. Aus diesem Grund ist das Elektromobil 10 mit der Rohrleitung 21 versehen, um es der Warmluft, die aus der Klimaanlage 13 geblasen wird, zu ermöglichen, in den Unterbringungsraum S eingeleitet zu werden (zu strömen). Da der Batteriepack 12 durch das Fließen eines starken Stroms beim Aufladen im Sommer manchmal überhitzt wird, kann darüber hinaus der kalte Luftstrom, der aus der Klimaanlage 13 geblasen wird, durch die Rohrleitung 21 hindurch in den Unterbringungsraum S eingeleitet werden, um den Batteriepack 12 abzukühlen.
Um genauer zu sein, ist in der Rohrleitung 21 mit Bezugnahme auf 3 – ähnlich wie bei der Außenluftverbindungseinheit 22a, der Innenluftverbindungseinheit 22b und der Außen-Innen-Umlenkklappe 22c der Außen-Innen-Rohrleitung 22 – die Innen-Innen-Rohrleitung 23 ausgestattet mit: einer Fahrzeuginnenraum-Verbindungseinheit 23a für die Verbindungsherstellung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums 10a; einer Batterieverbindungseinheit 23b (Warmluftblaseinheit) für die Verbindungsherstellung mit dem Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12; und einer Innen-Innen-Umlenkklappe (Strömungskanalumschalteinheit) 23c zum Anpassen der Übergabemengen der Verbindungseinheiten 23a und der Batterieverbindungseinheit 23b. Die Innen-Innen-Umlenkklappe 23c der Innen-Innen-Rohrleitung 23 wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben, so dass das Anströmziel der temperaturangepassten Luftströmung von der Klimaanlage 13 angepasst werden kann durch Umschalten entweder auf das Innere des Fahrzeuginnenraums 10a über die Fahrzeuginnenraum-Verbindungseinheit 23a oder auf den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 durch die Batterieverbindungseinheit 23b hindurch.
Darüber hinaus ist das Steuergerät 15 verbunden mit: einem Luftstromtemperatursensor (Warmlufttemperaturfühler) 16a zum Erfassen der Temperatur auf der Seite der Außen-Innen-Rohrleitung 22 (Stromabseite der Klimaanlage 13) in der Außen-Innen-Rohrleitung 21; einem Batterietemperatursensor (Batterietemperaturfühler) 16b zum Erfassen der Oberflächentemperatur des Batteriepacks 12; und einem Feuchtigkeitssensor (Feuchtigkeitsfühler) 16c zum Erfassen der Feuchtigkeit auf der Seite der Außen-Innen-Rohrleitung 22 in der Rohrleitung 21, wobei der Luftstromtemperatursensor 16a, der Batterietemperatursensor 16b und der Feuchtigkeitssensor 16c als die verschiedenen Sensoren 16 dienen. Wenn das Steuergerät 15 bewirkt, dass der Batteriepack 12 durch die Anschlusseinheit 17 an das Batterieladegerät 100 angeschlossen ist, um die Leistung zu speichern, und auf der Grundlage der Sensorinformationen, die durch die verschiedenen Sensoren 16a bis 16c erfasst werden, oder der Aufladeinformationen, die von Seiten des Batterieladegeräts 100 erhalten werden, feststellt, dass die Temperaturanpassung des Batteriepacks 12 durch Einsatz der Klimaanlage 13 notwendig ist, dann steuert das Steuergerät 15 das Öffnen und Schließen der Außen-Innen-Umlenkklappe 22c und der Innen-Innen-Umlenkklappe 23c der Rohrleitung 21. Außerdem steuert das Steuergerät 15 den Antrieb der Klimaanlage 13 und passt ihn an, so dass der Batteriepack 12 mit Komfort effizient und ausreichend aufgeladen werden kann.
Insbesondere verteilt das Steuergerät 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Leistung, die über die Anschlusseinheit 17 vom Batterieladegerät 100 zur Verfügung gestellt wird, nicht nur auf den Batteriepack 12, sondern auch auf die Klimaanlage 13 und andere Lastvorrichtungen und schließt das Aufladen des Batteriepacks 12 in kurzer Zeit und effizient ab, wobei die Energieeinspeisefähigkeit des Batterieladegeräts 100 effektiv und ausreichend genutzt wird.
Durch Ausführen des Steuerprogramms und dergleichen arbeitet das Steuergerät 15 auch als eine Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit 15a zum Feststellen, ob die Tauabscheidung auf der Oberfläche des Batteriepacks 12 stattfindet oder nicht, was auf den Sensorinformationen beruht, die durch den Luftstromtemperatursensor 16a, den Batterietemperatursensor 16b und den Feuchtigkeitssensor 16c erfasst werden. Das Steuergerät 15 (die Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit 15a) verschafft sich eine Luftstromtemperatur T_W des klimatisierten Luftstroms, der in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 zu blasen ist, wobei die Temperatur durch den Luftstromtemperatursensor 16a erfasst wird, eine Batterietemperatur T_BAT auf der Oberfläche des Batteriepacks 12 im Unterbringungsraum S, die durch den Batterietemperatursensor 16b erfasst wird, und eine Luftstromfeuchtigkeit H_W des klimatisierten Luftstroms, der in den Unterbringungsraum S zu blasen ist, wobei die Feuchtigkeit durch den Feuchtigkeitssensor 16c erfasst wird, und es leitet (berechnet) eine Taupunkttemperatur T_DEW entsprechend der Luftstromtemperatur T_W und der Luftstromfeuchtigkeit H_W auf der Grundlage der in 4 dargestellten Tauabscheidungskarte ab, die zuvor gespeichert wurde. Wenn die Batterietemperatur T_BAT des Batteriepacks 12 niedriger ist als die Taupunkttemperatur T_DEW (T_BAT < T_DEW(T_W, H_W)), dann stellt das Steuergerät 15 fest, dass auf der Oberfläche des Batteriepacks 12 eine Tauabscheidung auftreten wird. Das Steuergerät 15 führt auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit 15a eine der Betriebsarten Heizen oder Entfeuchtungs-Heizen aus, die nachfolgend zu beschreiben sind, und passt in einer komfortablen Weise das Aufladen des Batteriepacks 12 effizient und ausreichend an. Insbesondere weist die Tauabscheidungskarte von 4 in der Spalte die Luftstromtemperatur T_W und in der Zeile die Luftstromfeuchtigkeit H_W auf. Die Tabelle zeigt, dass sich die Taupunkttemperatur T_DEW auf die Luftstromtemperatur T_W und die Luftstromfeuchtigkeit H_W bezieht.
Im Einzelnen, wenn die Anschlusseinheit 17 an das Batterieladegerät 100 angeschlossen ist und das Schnellaufladen ausgewählt und angewiesen ist, dann führt das Steuergerät 15 das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 in einem Prozessablauf (Aufladeablaufverfahren) aus, der durch das Flussdiagramm von 5 angezeigt ist, das einem Aufladesteuerungsprogramm entspricht.
(Temperaturanpassungs-Prozessablauf: Betriebsart ohne Gebläse)
Zuerst erfolgt bei Detektion des Anschlusses des Batterieladegeräts 100 an die Anschlusseinheit 17 ein Initialisierungsprozess für das Zurücksetzen eines Flags (F_stp = 0), der nachstehend zu beschreiben ist, zur temporären Speichererhaltung und dergleichen (Schritt S100). Die Batterietemperatur T_BAT auf der Oberfläche des Batteriepacks 12, die durch den Batterietemperatursensor 16b erfasst wird, wird mit einer voreingestellten Abkühlungsbedarf-Temperaturschwelle T_H verglichen, um festzustellen, ob die Kühlung benötigt wird (Schritt S11). Wenn festgestellt wurde, dass die Batterietemperatur T_BAT niedriger ist als die Abkühlungsbedarf-Temperaturschwelle T_H und die Kühlung nicht benötigt wird, dann wird die Batterietemperatur T_BAT kontinuierlich mit einer voreingestellten Aufwärmungsbedarf-Temperaturschwelle T_C verglichen, um festzustellen, ob das Aufwärmen benötigt wird (Schritt S12). Wenn festgestellt wurde, dass die Batterietemperatur T_BAT gleich der oder höher als die (nicht niedriger als die) Aufwärmungsbedarf-Temperaturschwelle T_C ist, dann ist ein Aufwärmen nicht erforderlich, und die Temperaturanpassung des Batteriepacks 12 unter Verwendung der Klimaanlage 13 ist nicht erforderlich und es wird eine Betriebsart ohne Luftstrom für das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 ausgeführt, ohne dass der Luftstrom in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 geblasen wird (Schritt S200).
Solange diese Betriebsart ausgeführt wird, wird rückgemeldet, ob ein Problem (Störfall) auftritt oder nicht (Schritt S15). Wenn das Auftreten eines Störfalls rückgemeldet wird, dann wird ein Störfallprozess entsprechend dem aufgetretenen Problem ausgeführt (Schritt S600) und die Schnellaufladesteuerung wird beendet (unterbrochen).
Wird im Schritt S15 das Auftreten eines Störfalls nicht bestätigt, dann wird rückgemeldet, ob es eine Stoppanforderung gibt oder nicht, wenn eine Eingabe-Bedienhandlung von einem nicht dargestellten Bedienfeld aus erfolgt ist mit der Anweisung, das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 abzubrechen, oder wenn das Schnellaufladen abgeschlossen ist (Schritt S16). Liegt eine Stoppanforderung vor, dann ist diese Schnellaufladesteuerung abgeschlossen. Liegt hingegen keine Anforderung zum Abbrechen der Schnellaufladung des Batteriepacks 12 vor, dann geht der Prozessablauf zum Schritt S11 zurück, um den gleichen Prozessablauf zu wiederholen, bevor das Schnellaufladen abgeschlossen ist.
Weist der Batteriepack 12 eine ausreichende Temperatur in einem zum Schnellaufladen geeigneten Bereich (T_C ≤ T_BAT < T_H) auf, so wird der Klimaanlage 13, wie in 6 dargestellt ist, keine Leistung zugeführt. Mit anderen Worten, die Schnellaufladesteuerung wird in die Lage versetzt, die Einspeisefähigkeit des Batterieladegeräts 100 auf eine effektive Weise ausreichend zu nutzen, wobei einem minimalen elektrischen Bauteil (Last) 42 ein Niederspannungsgleichstrom (Gleichspannung 12 V) zugeführt wird, der durch einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 umgeformt wurde. Es ist möglich, in dem Batteriepack 12 in kurzer Zeit eine ausreichende Menge elektrischer Energie zu speichern.
(Kühlungsbetriebsart)
Wenn die Batterietemperatur T_BAT gleich oder größer als die Abkühlungsbedarf-Temperaturschwelle T_H ist und in Schritt S11 festgestellt wird, dass die Kühlung des Batteriepacks 12 mit der Klimaanlage 13 benötigt wird, dann wird zusätzlich der Strömungskanal der Rohrleitung 21 umgeschaltet, wie in 7 dargestellt ist. Die Steuersignale werden von den verschiedenen oben erwähnten Steuergeräten gesendet, um die Kühlungsbetriebsart für das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 auszuführen, wobei in den Unterbringungsraum S ein kalter Luftstrom eingeleitet (geblasen) wird (Schritt S300).
In dieser Kühlungsbetriebsart wird nach dem Umschalten des Strömungskanals des Luftstroms durch die Umlenkklappen 22c und 23c der Gebläseventilator 31 oder die Klimaanlage 13 angetrieben, um einen Abkühlungsvorgang des Batteriepacks 12 auszuführen. Genauer gesagt, zuerst schließt die Außen-Innen-Umlenkklappe 22c der Außen-Innen-Rohrleitung 22 die Innenluftverbindungseinheit 22b, um einen Strömungskanal auszubilden, der sich öffnet, um zum Ansaugen der Außenluft aus der Außenluftverbindungseinheit 22a in der Lage zu sein, und zusätzlich schließt die Innen-Innen-Umlenkklappe 23c der Innen-Innen-Rohrleitung 23 die Fahrzeuginnenraum-Verbindungseinheit 23a, um einen Strömungskanal auszubilden, der sich öffnet, um zum Zuführen des klimatisierten Luftstroms durch die Klimaanlage 13 aus der Batterieverbindungseinheit 23b in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 in der Lage zu sein. In der Heizeinheit 32 ist außerdem auf der Zugangsseite des Heizkörpers 32a die Umschaltklappe 32b angeordnet (um den Strömungskanal zum Zeitpunkt des Aufwärmens abzuschirmen), um einen Strömungskanal auszubilden, der nicht durch Restwärme oder dergleichen beeinträchtigt wird. Der Gebläseventilator 31 wird in Drehung versetzt, wobei die Gebläseklappe geschaltet ist, die Außenluft wird aus der Außen-Innen-Rohrleitung 22 (der Außenluftverbindungseinheit 22a) der Rohrleitung 21 zugeführt, um aus der Innen-Innen-Rohrleitung 23 (der Batterieverbindungseinheit 23b) in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 geblasen zu werden. Gleichzeitig bewirkt die Klimaanlage 13, dass die Gebläseluftströmung in der Rohrleitung 21 auf die Oberfläche des Verdampfers 35 trifft, welche heruntergekühlt wird durch Antreiben des Kühlkompressors 36 der Kühleinheit 33, um den Kondensator 37 und das Expansionsventil 38 zum Einsatz zu bringen, und dann wird eine solche kalte Luftströmung (klimatisierte Luftströmung) in den Unterbringungsraum S geblasen, um den Batteriepack 12 herunterzukühlen.
Somit wird dann, wenn der Batteriepack 12 eine hohe Temperatur aufweist und in einem kurzzeitig unveränderlichen Temperaturbereich liegt (T_H ≤ T_BAT), die Leistung dem Kühlkompressor 36, dem Gebläseventilator 31 und dem elektrischen Bauteil (Last) 42 der Klimaanlage 13 zugeführt, solange ausreichende Leistung für das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 sichergestellt ist, wie in 8 dargestellt ist. Dementsprechend ist die Schnellaufladesteuerung in der Lage, die Einspeisefähigkeit des Batterieladegeräts 100 ausreichend zu nutzen. Es ist möglich, in dem Batteriepack 12 in kurzer Zeit eine ausreichende Menge elektrischer Energie zu speichern.
(Bestimmung der Betriebsart)
Darüber hinaus wird dann, wenn in den Schritten S11 und S12 festgestellt wurde, dass die Batterietemperatur T_BAT niedriger ist als die Aufwärmungsbedarf-Temperaturschwelle T_C (< Abkühlungsbedarf-Temperaturschwelle T_H) und ein Aufwärmen notwendig ist, ermittelt (Flag F_stp = 1), ob in dem vorhergehenden Prozess die Klimatisierung gestoppt ist (Beenden des Heizens) oder nicht (Schritt S13). Wenn das Flag F_stp = 1, das durch das Stoppen der Klimatisierung zu dem Zeitpunkt gesetzt wurde, in dem die vorhergehende Heizungsbetriebsart ausgeführt wurde, bestätigt wird, dann geht der Prozessablauf zum Schritt S200 über, um die Betriebsart ohne Luftstrom direkt auszuführen, da sich der Batteriepack 12 bereits auf einen Zustand aufgewärmt hat, in dem ein schnelles Aufladen in einer effizienten Weise ohne eine Temperaturanpassung möglich ist. Dann wird der gleiche Prozessablauf wiederholt. Wenn die Batterietemperatur T_BAT niedriger ist als die Aufwärmungsbedarf-Temperaturschwelle T_C, dann wird hier in der vorliegenden Ausführungsform, wie nachfolgend beschrieben wird, die Schnellaufladung eingeleitet, während der Batteriepack 12 mit dem durch die Klimaanlage 13 erwärmten Luftstrom aufgewärmt wird. Nachdem das Schnellaufladen mit einer ausreichenden Leistungskapazität sichergestellt ist, nimmt die Temperatur des Batteriepacks 12 tendenziell zu, und die Klimatisierung wird beendet (Flag F_stp = 1). Wenn jedoch angenommen wird, dass das Aufwärmen des Batteriepacks 12 in einem außergewöhnlich kalten Gebiet wieder erforderlich ist, und wenn festgestellt wird, dass das Aufwärmen wieder erforderlich ist, weil die Batterietemperatur T_BAT selbst nach dem Ablauf einer bestimmten Zeitspanne niedriger ist als die Aufwärmungsbedarf-Temperaturschwelle T_C, dann kann unabhängig davon, ob es einen Bedarf an der Heizungsbetriebsart oder der Entfeuchtungs-Heizungsbetriebsart gibt oder nicht, festgelegt werden, sie durchzuführen.
Wenn andererseits in Schritt S13 bestätigt wird, dass das Flag F_stp nicht 1 ist (d. h. Flag F_stp = 0), und das Beenden der Klimatisierung nicht angewiesen ist, dann ist die Temperatur des Batteriepacks 12 nicht angepasst (der Batteriepack 12 liegt nicht in einem Temperaturbereich, in dem auf effiziente Weise schnell aufgeladen werden kann), und der Batteriepack 12 ist in einem Aufwärmungsbedarfszustand. Es wird rückgemeldet, ob der Batteriepack 12 bequem aufgewärmt werden kann oder nicht, ohne eine Tauabscheidung zu erzeugen, selbst wenn die Warmluft, die durch die Klimaanlage 13 erhitzt wird, in den Unterbringungsraum S geblasen wird (Schritt S14).
Im Einzelnen, bevor der Gebläsezielort des klimatisierten Luftstroms in der Rohrleitung 21 auf den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 geschaltet wird, erfassen die verschiedenen Sensoren 16a bis 16c die Temperatur und die Feuchtigkeit der Warmluft in der Rohrleitung 21 oder die Temperatur des Batteriepacks 12, um die Sensorinformationen zu erlangen. Anschließend wird bestimmt, ob die Tauabscheidung auftritt oder nicht, indem bestimmt wird, ob die Batterietemperatur T_BAT des Batteriepacks 12 gleich oder höher ist als die aus der Tauabscheidungskarte (4) berechnete Taubildungstemperatur T_DEW, die auf der Temperatur des Luftstroms T_W und der Feuchtigkeit des Luftstroms H_W der Warmluft basiert, die in den Unterbringungsraum S zu blasen ist. Ist die Batterietemperatur T_BAT des Batteriepacks 12 gleich oder höher als die Taubildungstemperatur T_DEW, dann wird festgestellt, dass auf der Oberfläche des Batteriepacks 12 keine Tauabscheidung stattfindet. Mit Bezugnahme auf 9 wird der Strömungskanal der Rohrleitung 21 umgeschaltet und die einfache Heizungsbetriebsart derart ausgeführt, dass Steuersignale von den obengenannten verschiedenen Steuergeräten gesendet werden, um die Warmluft in den Unterbringungsraum S einzuleiten (zu blasen) und den Batteriepack 12 in kurzer Zeit aufzuladen (Schritt S400). Wenn demgegenüber die Batterietemperatur T_BAT des Batteriepacks 12 niedriger als die Taubildungstemperatur T_DEW ist, dann wird festgelegt, dass die Tauabscheidung auf der Oberfläche des Batteriepacks 12 stattfindet. Die Entfeuchtungs-Heizungs-Betriebsart wird derart ausgeführt, dass der Strömungskanal der Rohrleitung 21 auf denselben Strömungskanal wie der von der Heizungsbetriebsart geschaltet wird, und es werden Steuersignale von den obengenannten verschiedenen Steuergeräten gesendet, um die entfeuchtete Warmluft in den Unterbringungsraum S einzuleiten (zu blasen) und den Batteriepack 12 in kurzer Zeit aufzuladen (Schritt S500).
(Heizungsbetriebsart)
Wie in 10 dargestellt ist, wird in der Heizungsbetriebsart zuerst die Gebläseklappe umgeschaltet (Schritt S410). Bei diesem Umschalten der Gebläseklappe wird wie in der Kühlungsbetriebsart der Strömungskanal ausgebildet, um die Außenluft aus der Außenluftverbindungseinheit 22a über die Außen-Innen-Umlenkklappe 22c der Außen-Innen-Rohrleitung 22 aufzunehmen, und außerdem ist der Strömungskanal auch ausgebildet, den klimatisierten Luftstrom durch die Klimaanlage 13 aus der Batterieverbindungseinheit 23b über die Innen-Innen-Umlenkklappe 23c der Innen-Innen-Rohrleitung 23 in den Unterbringungsraum S zu blasen. Ferner bewirkt die Heizeinheit 32, dass die Umlenkklappe 32b so eingestellt ist, dass sie den Strömungskanal (die Zugangsseite des Heizkörpers 32a), der den Heizkörper 32a umgeht, schließt (nur den Strömungskanal für das Aufwärmen öffnet), um so den Strömungskanal für das Aufheizen des klimatisierten Luftstroms auszubilden, der in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 zu blasen ist.
Als nächstes wird eine maximal aufladbare Leistung P_BAT des Batteriepacks 12 für die Aufnahme der Leistung aus dem Batterieladegerät 100 mit einer voreingestellten Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze P_th verglichen, um festzulegen, wann das Aufwärmen unnötig ist (Schritt S420). Überschreitet die maximal aufladbare Leistung P_BAT die Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze P_th und ist der Batteriepack 12 ohne eine Temperaturanpassung bereits in einem schnell aufladbaren Zustand gewesen, dann wird das Flag F_stp auf ”1” gesetzt (Schritt S431). Vom Heizersteuergerät wird ein Klimatisierungsstopp-(Heizungsstopp-)Signal an die Klimaanlage 13 gesendet (Schritt S461). In dieser Situation wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung eines Falles gegeben, in dem die maximal aufladbare Leistung P_BAT vom Batterieladegerät 100 für das Aufladen des Batteriepacks 12 empfangen wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass das Steuergerät 15 die maximal aufladbare Leistung P_BAT erfassen kann.
Wenn andererseits in Schritt S420 bestätigt wurde, dass die maximal aufladbare Leistung P_BAT gleich oder kleiner als die Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze Pth ist und nicht den schnell aufladbaren Zustand erreicht, weil der Batteriepack 12 nicht ausreichend aufgewärmt wurde, dann wird die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT für das Aufladen des Batteriepacks 12 von der Leistung P_C, die von dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, mit einer Maximalleistung P_Hmax verglichen, die dem Heizkörper 32a der Heizeinheit 32 zugeführt werden kann (Schritt S440). Ist die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT des Batteriepacks 12 von der Leistung P_C, die aus dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, größer als die maximale Leistung P_Hmax (die Leistung kann ausreichend zugeführt werden), dann wird eine Heizermaximalleistung P_Hmax als eine Heizerbetriebsleistung P_HOT festgesetzt, die dem Heizkörper 32a zuzuführen ist (Schritt S450). Ist hingegen die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT für das Aufladen des Batteriepacks 12 von der Leistung P_C, die von dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, kleiner als die Heizermaximalleistung P_Hmax des Heizkörpers 32a, dann wird ein Leistungswert (Überschussleistung), der erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT des Batteriepacks 12 von der Leistung P_C, die von dem Batterieladegerät 100 zugeführt werden kann, als die Heizerbetriebsleistung P_HOT des Heizkörpers 32a festgesetzt (Schritt S451). Danach sendet das Heizersteuergerät ein Betriebsanforderungssignal bei der Heizerbetriebsleistung P_HOT an die Klimaanlage 13 (Schritt S460). Der Gebläseventilator 31 wird in Drehung versetzt, und der Heizkörper 32a der Heizeinheit 32 erhitzt die Außenluft, die aus der Außen-Innen-Rohrleitung 22 (der Außenluftverbindungseinheit 22a) der Rohrleitung 21 zu entnehmen ist. Solange der Luftstrom erwärmt wird (klimatisierter Luftstrom), wird der Luftstrom aus der Innen-Innen-Rohrleitung 23 (der Batterieverbindungseinheit 23b) in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 geblasen, um den Batteriepack 12 im Unterbringungsraum S zu erwärmen.
Somit wird dann, wenn der Batteriepack 12 in einem Niedrigtemperaturzustand ist und in einem Temperaturbereich liegt, in dem der Batteriepack 12 nicht effizient in kurzer Zeit aufgeladen werden kann (T_BAT < T_C), wie in 11 dargestellt ist, die Leistung dem Heizkörper 32a der Klimaanlage 13, dem Gebläseventilator 31 und den elektrischen Bauteilen (Lasten) 42 zugeführt, solange ausreichende Leistung für das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 sichergestellt ist. Dementsprechend ist die Schnellaufladesteuerung in der Lage, die Einspeisefähigkeit des Batterieladegeräts 100 ausreichend zu nutzen. Es ist möglich, in dem Batteriepack 12 in kurzer Zeit eine ausreichende Menge elektrischer Energie zu speichern.
(Entfeuchtungs-Heizungs-Betriebsart)
Darüber hinaus wird die Gebläseklappe in der Entfeuchtungsbetriebsart auf die gleiche Weise wie in der Heizungsbetriebsart geschaltet, wie in dem Flussdiagramm von 12 dargestellt ist (Schritt S510). Bei diesem Schalten der Gebläseklappe wird wie in der Heizungsbetriebsart der Strömungskanal so ausgebildet, dass er die Außenluft aus der Außenluftverbindungseinheit 22a der Außen-Innen-Rohrleitung 22 aufnimmt, und außerdem ist der Strömungskanal auch ausgebildet, den Luftstrom, der durch die Klimaanlage 13 klimatisiert ist, aus der Batterieverbindungseinheit 23b der Innen-Innen-Rohrleitung 23 in den Unterbringungsraum S zu blasen. Darüber hinaus bewirkt die Heizeinheit 32, dass die Umschaltklappe 32b den Strömungskanal, der den Heizkörper 32a umgeht, schließt, um so den Strömungskanal für das Aufheizen des klimatisierten Luftstroms auszubilden, der in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 zu blasen ist.
Dann wird die maximal aufladbare Leistung P_BAT des Batteriepacks 12 mit der Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze Pth verglichen (Schritt S520). Überschreitet die maximal aufladbare Leistung P_BAT die Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze P_th (der Batteriepack 12 ist bereits in einem schnell aufladbaren Zustand gewesen), dann wird das Flag F_stp auf ”1” gesetzt (Schritt S531). Von einem Kühlkompressorsteuergerät und einem Heizersteuergerät wird ein Klimatisierungsstoppsignal an die Klimaanlage 13 gesendet (Schritt S561, Schritt S571).
Wenn andererseits in Schritt S520 bestätigt wurde, dass das Aufwärmen des Batteriepacks 12 unzureichend ist und dass er nicht im schnell aufladbarem Zustand ist, in dem die maximal aufladbare Leistung P_BAT gleich oder kleiner als die Aufheizungsstopp-Leistungsgrenze Pth ist, dann wird die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT für das Aufladen des Batteriepacks 12 und einer Antriebsleistung P_comp, die für den Antrieb des Kühlkompressors 36 der Klimaanlage 13 mit einer Entfeuchtungsfunktion benötigt wird, von der Leistung P_C, die aus dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, mit der Maximalleistung P_Hmax des Heizkörpers 32a der Heizeinheit 32 verglichen (Schritt S540). Ist die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT für das Aufladen des Batteriepacks 12 und der Antriebsleistung P_comp für den Antrieb des Kühlkompressors 36 von der Leistung P_C, die aus dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, größer als die maximale Leistung P_Hmax des Heizkörpers 32a (die Leistung kann ausreichend zugeführt werden), dann wird die Maximalleistung P_Hmax als die Heizerbetriebsleistung P_HOT festgesetzt, die dem Heizkörper 32a zuzuführen ist (Schritt S550). Ist hingegen die Überschussleistung, die erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT für das Aufladen des Batteriepacks 12 und der Antriebsleistung P_comp für den Antrieb des Kühlkompressors 36 von der Leistung P_C, die aus dem Batterieladegerät 100 aufladbar ist, kleiner als die maximale Leistung P_Hmax des Heizkörpers 32a, dann wird der Leistungswert (Überschussleistung), der erhalten wird durch Subtrahieren der maximal aufladbaren Leistung P_BAT des Batteriepacks 12 und der Antriebsleistung P_comp für den Antrieb des Kühlkompressors 36 von der Leistung P_C, die von dem Batterieladegerät 100 aufgeladen werden kann, als die Heizerbetriebsleistung P_HOT des Heizkörpers 32a festgesetzt (Schritt S551). Danach wird vom Heizersteuergerät oder dem Kompressorsteuergerät ein Betriebsanforderungssignal für die Antriebsleistung P_comp oder die Heizerbetriebsleistung P_HOT an die Klimaanlage 13 gesendet (Schritt S560, Schritt S570). Der Gebläseventilator 31 wird in Drehung versetzt, um zu bewirken, dass die Außenluft aus der Außen-Innen-Rohrleitung 22 (der Außenluftverbindungseinheit 22a) der Rohrleitung 21 entnommen wird, um in einen Kontakt mit dem Verdampfer 35 der Klimaanlage 13 zur Entfeuchtung zu kommen und die Luft am Heizkörper 32a der Heizeinheit 32 zu erhitzen, um einen Warmluftstrom (klimatisierten Luftstrom) zu erhalten, so dass der Luftstrom aus der Innen-Innen-Rohrleitung 23 (der Batterieverbindungseinheit 23b) in den Unterbringungsraum S des Batteriepacks 12 geblasen wird, um den Batteriepack 12 im Unterbringungsraum S zu erwärmen.
Selbst wenn der Batteriepack 12 in einem Niedrigtemperaturzustand ist und in einem Temperaturbereich liegt, in dem der Batteriepack 12 nicht effizient in kurzer Zeit aufgeladen werden kann (T_BAT < T_C), und der Batteriepack 12 in einer Temperatur-Feuchtigkeits-Umgebung ist, in der Tauabscheidung auftreten wird, wenn die Warmluft unmittelbar hingeblasen wird, wie in 13 dargestellt ist, wird auf diese Weise die Leistung dem Heizkörper 32a der Klimaanlage 13, dem Kühlkompressor 36, dem Gebläseventilator 31 und den elektrischen Bauteilen (Lasten) 42 zugeführt, solange ausreichende Leistung für das Schnellaufladen des Batteriepacks 12 sichergestellt ist. Dementsprechend ist die Schnellaufladesteuerung in der Lage, die Einspeisefähigkeit des Batterieladegeräts 100 ausreichend zu nutzen. Es ist möglich, in dem Batteriepack 12 in kurzer Zeit eine ausreichende Menge elektrischer Energie zu speichern.
Wenn der Batteriepack 12 für die Schnellaufladung aufgewärmt ist, wird selbst dann, wenn die Oberflächentemperatur des Batteriepacks 12 die Temperatur-Feuchtigkeits-Bedingung aufweist, bei der die Warmluftströmung, die aus der Rohrleitung 21 in den Unterbringungsraum S zu blasen ist, eine Tauabscheidung erzeugt, die Warmluftströmung in der Rohrleitung 21 derart entfeuchtet, dass der Batteriepack 12 ohne Tauabscheidung in kurzer Zeit aufgeladen werden kann, wie zuvor in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde. Dementsprechend ist es möglich, den Batteriepack 12 komfortabel in einer effizienten Weise schnell aufzuladen.
Hier wurde entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die in einem Fahrzeug eingebaute Klimaanlage 13 beschrieben, die verwendet wird, um die Batterietemperatur anzupassen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Für das Aufladen kann ein Heizer allein vorgesehen sein, der eine Entfeuchtungsfunktion aufweist.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und schließt alle Ausführungsformen ein, die Effekte erbringen können, die äquivalent zu denen sind, welche die vorliegende Erfindung erbringen soll. Darüber hinaus ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Kombination der Erfindungen beschränkt, die in den jeweiligen Ansprüchen wiedergegeben sind, und kann eine beliebige gewünschte Kombination der spezifischen Merkmale enthalten, die hier beschrieben sind.
Industrielle Verfügbarkeit
Oben wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und es sollte ersichtlich sein, dass Abänderungen und Anpassungen zu diesen Ausführungsformen vorkommen können, ohne den Geltungsbereich des technischen Konzepts zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Elektrofahrzeug
10a: Fahrzeuginnenraum
12: Batteriepack
13: Klimaanlage
15: Steuergerät
15a: Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit
16a: Luftstromtemperatursensor
16b: Batterietemperatursensor
16c: Feuchtigkeitssensor
17: Anschlusseinheit
21: Rohrleitung
22a: Außenluftverbindungseinheit
22b: Innenluftverbindungseinheit
22c: Außen-Innen-Umlenkklappe
23a: Fahrzeuginnenraum-Verbindungseinheit
23b: Batterieverbindungseinheit
23c: Innen-Innen-Umlenkklappe
31: Gebläseventilator
32: Heizeinheit
32a: Heizkörper
32b: Umschaltklappe
33: Kühleinheit
35: Verdampfer
36: Kühlkompressor
37: Kondensator
38: Expansionsventil
100: Batterieladegerät
S: Unterbringungsraum

Claims

Batterietemperatur-Anpassungssystem mit: einem Batterietemperaturfühler zum Erfassen einer Temperatur einer Batterie, die in einem Fahrzeug eingebaut und wiederholt aufladbar ist; einer Warmluftgebläseeinheit zum Blasen von Warmluft zur Batterie hin; einem Temperaturanpassungs-Steuergerät für das Aufwärmen der Batterie, indem die Warmluftgebläseeinheit dazu gebracht wird, die Warmluft zu blasen und die Warmluft um die Batterie herum strömen zu lassen nach Maßgabe der Temperatur der Batterie, die durch den Batterietemperaturfühler erfasst wird; einer Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit zum Feststellen, ob mit dem Warmluftstrom eine Tauabscheidung an der Batterie stattfindet oder nicht; und einer Entfeuchtungseinheit zum Entfeuchten mindestens in der Nähe eines Abschnitts, in den die Warmluft strömt, wobei das Temperaturanpassungs-Steuergerät die Entfeuchtungseinheit veranlasst, in der Nähe der Batterie zu entfeuchten, wenn die Tauabscheidungs-Ermittlungseinheit feststellt, dass die Tauabscheidung an der Batterie stattfindet.
Batterietemperatur-Anpassungssystem nach Anspruch 1, wobei die Entfeuchtungseinheit die Warmluft, die aus der Warmluftgebläseeinheit geblasen wird, entfeuchtet und die entfeuchtete Warmluft um die Batterie herum strömen lässt, um den Abschnitt zu entfeuchten, in den die entfeuchtete Warmluft strömt.
Batterietemperatur-Anpassungssystem nach Anspruch 1, wobei die Warmluftgebläseeinheit eine Strömungskanalumschalteinheit zum Umschalten eines Strömungskanals für das Blasen der Warmluft der Klimaanlage umfasst, die im Fahrzeug für einen Innenraum des Fahrzeuges vorgesehen ist, um die Warmluft zur Batterie hin zu blasen, und wobei die Entfeuchtungseinheit aus einer Entfeuchtungsfunktion gebildet wird, die in der Klimaanlage enthalten ist.
Batterieladesystem für ein wiederholtes Aufladen einer Batterie, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und wiederholt von einem externen Ladegerät aufgeladen werden kann, wobei das Batterieladesystem umfasst: das Batterietemperatur-Anpassungssystem nach Anspruch 3; und ein Leistungssteuergerät zum Steuern einer Antriebsleistung eines elektrischen Kompressors, der in der Klimaanlage enthalten ist, um von dem externen Ladegerät gespeist zu werden, wenn die Entfeuchtungseinheit beim Aufladen der Batterie in der Nähe der Batterie entfeuchtet.
Batterieladesystem nach Anspruch 4, wobei das Leistungssteuergerät eine aufladbare Leistung der Batterie und die Antriebsleistung des elektrischen Kompressors von einer aufladbaren Leistung des externen Ladegeräts subtrahiert, um eine Leistung zu berechnen, die für das Zuführen der Warmluft zugewiesen werden kann, und die Zufuhr der Leistung steuert.