JP2015225782A - 蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】外部充電と昇温とを行う際のバッテリの劣化を抑制する。
【解決手段】本発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリに外部充電可能な車両の蓄電システムである。蓄電システムは、バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリを昇温させるバッテリヒータと、外部電源に接続され、外部電力をバッテリ及びバッテリヒータそれぞれに出力する充電器と、バッテリの温度が所定温度以下のときに、外部電力をバッテリに充電させる充電制御と、外部電力の一部をバッテリヒータに供給してバッテリを昇温させる温度調節制御と、を行うコントローラと、を備える。コントローラは、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きい領域においては、バッテリの温度が所定温度以下のときにバッテリヒータに供給される電力が、バッテリのＳＯＣが所定値以下である領域においてバッテリヒータに供給される電力よりも小さくなるように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリを備え、バッテリに外部電源から供給される電力を充電可能な車両の蓄電システムに関する。

プラグインハイブリッド車両や電気自動車は、走行用のモータに電力を供給するバッテリに、外部電源から供給される電力を充電（外部充電）することができる。ここで、特許文献１に記載のように、外部電力の一部をヒータに出力し、バッテリを温めて充電を行うことができる。バッテリの温度（電池温度）が低下すると、内部抵抗が増加して充電効率が低下したり、外部充電後のバッテリの入出力が低下したりするためである。

特開２０１２−１９１７８２号公報

特許文献１では、例えば、ＳＯＣを所定値で保持するように充電を行いつつ、ヒータに電力を供給してバッテリを加熱している。ここで、バッテリ及びヒータの双方に外部電力を供給している状態でヒータへの電力供給がカットされるような事態が生じると、ヒータへ供給される電力が充電電力に回り込み、一時的にバッテリに供給される充電電力が増えてしまう。この場合、バッテリのＳＯＣが高い状態だと、急に増えた充電電力によってバッテリの電圧が上限電圧を超えてしまうおそれがある。上限電圧を超えると、バッテリが劣化する。

そこで、本発明の目的は、外部充電と昇温とを行う際のバッテリの劣化を抑制することができる蓄電システムを提供することにある。

本願第１の発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリを備え、バッテリに外部電源から供給される外部電力を充電可能な車両の蓄電システムである。蓄電システムは、バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリを昇温させるバッテリヒータと、外部電源に接続され、外部電力をバッテリ及びバッテリヒータそれぞれに出力する充電器と、バッテリの温度が所定温度以下のときに、外部電力をバッテリに充電させる充電制御と、外部電力の一部をバッテリヒータに供給してバッテリを昇温させる温度調節制御と、を行うコントローラと、を備える。コントローラは、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きい場合であってバッテリの温度が所定温度以下のときにバッテリヒータに供給される電力が、バッテリのＳＯＣが所定値以下であってバッテリの温度が所定温度以下のときにバッテリヒータに供給される電力よりも小さくなるように制御する。

本願第１の発明によれば、バッテリの温度が低く、外部充電と昇温とを行う必要があるときでも、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きい領域においては、バッテリヒータに供給される電力が、バッテリのＳＯＣが所定値以下である領域においてバッテリヒータに供給される電力よりも小さくなるように制御する。このように構成することで、バッテリヒータへの電力供給の停止に伴って充電電力に回り込む電力を抑制することができ、充電電力の増加によって上限電圧を超えてしまうことが抑制される。これにより、バッテリの劣化を抑制することができる。

また、上記充電制御は、バッテリのＳＯＣが所定値以下のときに行う第１充電制御と、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいときに行う第２充電制御と、を含んで構成することができる。そして、コントローラは、上記第１充電制御において、バッテリのＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリヒータに供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行うことができる。バッテリのＳＯＣは、充電によって増加し、バッテリの電圧は、上限電圧に向かって高くなる。したがって、バッテリのＳＯＣが高い領域であるほどバッテリヒータへの供給電力を小さくすることで、バッテリの充電と昇温とを行っている際にバッテリヒータへの電力供給が停止しても、充電電力に回り込む電力を小さくすることができる。このため、バッテリの昇温機会を確保しつつ、第１充電制御において上限電圧を超えることを抑制でき、バッテリの劣化を抑制することができる。
される。

また、コントローラは、バッテリのＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリに供給される充電電力が小さくなるように第１充電制御を行うことができる。バッテリのＳＯＣは、充電によって増加し、バッテリの電圧は、上限電圧に向かって高くなる。したがって、バッテリのＳＯＣが高い領域であるほどバッテリに供給される充電電力を小さくすることで、バッテリの充電と昇温とを行っている際にバッテリヒータへの電力供給が停止して電力が余分に充電電力に回り込んでも、バッテリに供給される充電電力を抑制することができる。このため、バッテリの昇温機会を確保しつつ、第１充電制御において上限電圧を超えることを抑制でき、バッテリの劣化を抑制することができる。

上記充電制御は、バッテリのＳＯＣが所定値以下のときに行う第１充電制御と、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいときに行う第２充電制御と、を含んで構成することができる。また、第１充電制御は、バッテリのＳＯＣの大きさによって区分された複数の制御区分を含むように構成することができる。そして、コントローラは、第１充電制御において、バッテリのＳＯＣが高い制御区分であるほど、バッテリヒータに供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行いつつ、バッテリに供給される充電電力が小さくなるように充電制御を行うことができる。バッテリのＳＯＣは、充電によって増加し、バッテリの電圧は、上限電圧に向かって高くなるので、第１充電制御は、バッテリのＳＯＣの大きさによって複数の制御区分に切り分けて、バッテリのＳＯＣが高い制御区分であるほどバッテリヒータへの供給電力を小さくし、かつバッテリに供給される充電電力を小さくすることができる。このように構成することで、バッテリの充電と昇温とを行っている際にバッテリヒータへの電力供給が停止しても、充電電力に回り込む電力を小さくすることができるとともに、バッテリヒータへ供給される電力が充電電力に回り込んでもバッテリに供給される充電電力を低く抑えることができる。したがって、第１充電制御においてバッテリの昇温機会を確保しつつも上限電圧を超えることが抑制され、バッテリの劣化を抑制することができる。

上記第２充電制御は、バッテリのＳＯＣが所定値から所定の上限ＳＯＣまでの領域において第１充電制御の充電電力よりも小さい充電電力でバッテリを充電する充電モードとして構成することができる。上限ＳＯＣに近い領域では、バッテリの過電圧を抑制するために充電電力を低く抑えて、バッテリを充電することができる。そこで、上限ＳＯＣに近い領域で充電を行う第２充電制御モードでは、バッテリの温度が低く、バッテリの充電と昇温とを行う必要があるとき、バッテリヒータに供給される電力が、第１充電モードにおいてバッテリヒータに供給される電力よりも小さくなるように制御することで、バッテリヒータへの電力供給の停止に伴って充電電力に回り込む電力を抑制することができ、充電電力の増加によって上限電圧を超えてしまうことが抑制される。これにより、バッテリの劣化を抑制することができる。

また、コントローラは、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいとき、バッテリの温度が所定温度以下であっても温度調節制御を行わないように制御することができる。このように構成することで、バッテリヒータへの電力供給の停止に伴って充電電力に電力が回り込むことがなく、充電電力が増加しないので上限電圧を超えてしまうことが抑制される。これにより、バッテリの劣化を抑制することができる。

本願第２の発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリを備え、バッテリに外部電源から供給される外部電力を充電可能な車両の蓄電システムである。蓄電システムは、バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリを昇温させるバッテリヒータと、外部電源に接続され、外部電力をバッテリ及びバッテリヒータそれぞれに出力する充電器と、バッテリの温度が所定温度以下のときに、外部電力をバッテリに充電させる充電制御と、外部電力の一部をバッテリヒータに供給してバッテリを昇温させる温度調節制御と、を行うコントローラと、を備える。コントローラは、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいとき、バッテリの温度が所定温度以下であっても温度調節制御を行わないように制御する。

本願第２の発明によれば、バッテリの温度が低く、バッテリの充電と昇温とを行う必要があるときでも、バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きい領域においてはバッテリヒータへの電力供給を行わずに温度調節制御を行わないように制御する。このように構成することで、バッテリヒータへの電力供給の停止に伴って充電電力に電力が回り込むことがなく、充電電力が増加しないので上限電圧を超えてしまうことが抑制される。これにより、バッテリの劣化を抑制することができる。

実施例１の車両に搭載される電池システムの構成例を示す図である。 実施例１のバッテリの温度調節制御を含む外部充電制御を説明するための図である。 実施例１の充電制御及び温度調節制御を同時に行う際に、バッテリヒータへの電力供給が停止した場合の充電電力及びバッテリの電圧の変化を説明するための図である。 実施例１の温度調節制御を含む外部充電制御の処理フローを示す図である。 実施例１のバッテリの温度調節制御を含む外部充電制御において、第１充電制御の変形例を示す図である。 実施例１の外部充電制御の処理フローにおいて、図５に示した第１充電制御における充電電力及び昇温電力（ヒータ供給電力）の制御方法の変形例を示す図である。 図６に続く、外部充電制御の処理フローを示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１から図７は、実施例１を示す図である。図１は、本実施例の車両の搭載される電池システムの構成ブロック図である。電池システムが搭載される車両としては、外部電源からの外部充電機能を備えたプラグインハイブリッド車両（Plug-in Hybrid Vehicle）や電気自動車がある。

本実施例の電池システムは、バッテリ１の直流電力をインバータ４を介してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）５に供給したり、車両制動時の回生エネルギをバッテリ１に充電する充放電系と、バッテリ１の温度調節装置を備え、外部電源２３からの電力をバッテリ１に充電させる外部充電系と、を含んで構成されている。

図１に示すように、バッテリ１は、電気的に直列に接続された複数の単電池２を有した組電池である。単電池２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。

複数の単電池２（蓄電素子）は、バスバーによって電気的に直列に接続され、バッテリ１を構成している。なお、電気的に並列に接続された複数の単電池２群を直列に複数接続してバッテリ１を構成することもできる。また、バッテリ１を構成する単電池２の数は、バッテリ１を搭載する車両の要求出力等によって任意に決定することができる。

本実施例の電池システムは、バッテリ１とインバータ４との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３（昇圧回路）が接続されており、バッテリ１と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ３が、インバータ４に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、バッテリ１の出力電圧を昇圧してインバータ４に出力することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、インバータ４からバッテリ１への出力電圧を降圧することができる。

バッテリ１の正極端子に接続される正極ラインＰＬ及びバッテリ１の負極端子に接続される負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがそれぞれ設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ１０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、バッテリ１とＤＣ／ＤＣコンバータ３（インバータ４）との電気的な接続を許容する。バッテリ１をＤＣ／ＤＣコンバータ３と接続するとき、コントローラ１０は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流が流れ、バッテリ１をインバータ４に接続するときに流れる突入電流を抑制することができる。

コントローラ１０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、バッテリ１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３（インバータ４）の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。コントローラ１０には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ（ＩＧ−ＯＮ／ＩＧ−ＯＦＦ）に関する情報が入力される。コントローラ１０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、電池システムを起動する。

一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ１０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、バッテリ１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３（インバータ４）の接続が遮断され、電池システムは、停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。

監視ユニット６は、バッテリ１の端子間電圧を検出したり、各単電池２の電圧を検出する。監視ユニット６は、検出結果をコントローラ１０に出力する。監視ユニット６は、複数の単電池２に対し、各単電池２の電圧値それぞれを検出したり、直列に接続された所定数の単電池２群を１ブロックとして電圧を検出することができる。１ブロックに含まれる単電池２の数は、任意に設定することができる。

電流センサ７は、バッテリ１に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ１０に出力する。本実施例では、バッテリ１の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ７を設けている。なお、電流センサ７は、バッテリ１に流れる電流を検出できればよく、電流センサ７を設ける位置は適宜設定することができる。例えば、バッテリ１の負極端子と接続された負極ラインＮＬに電流センサ７を設けることができる。なお、複数の電流センサ７を用いることもできる。

温度センサ８は、バッテリ１の温度（電池温度）を検出する。温度センサ８は、検出結果をコントローラ１０に出力する。温度センサ８は、バッテリ１の一箇所に設けることもできるし、バッテリ１のうち、互いに異なる複数の箇所に設けることもできる。複数のバッテリ１の検出温度を用いる場合、バッテリ１の温度は、複数の検出温度のうちの最小値、最大値や複数の検出温度の中央値や平均値などを適宜用いることができる。

コントローラ１０は、メモリ１０ａを備えることができる。メモリ１０ａは、監視ユニット６、電流センサ７及び温度センサ８の各検出値や、各検出値を用いて算出されるＳＯＣや満充電容量等の算出値、充放電制御に用いられる各種情報等を記憶している。なお、メモリ１０ａは、コントローラ１０に対して外部接続される個別の記憶領域として構成することもできる。つまり、メモリ１０ａは、コントローラ１０に対して内蔵又は外付けされる構成とすることができる。後述する充電制御装置３０のメモリ３０ａについても同様である。

コントローラ１０は、監視ユニット６によって検出された電圧値、電流センサ７によって検出された電流値、温度センサ８によって検出された電池温度に基づいて、バッテリ１のＳＯＣを算出（推定）し、算出されたＳＯＣ及び満充電容量推定値に基づいて、バッテリ１の充放電制御を行うことができる。コントローラ１０は、ＳＯＣ推定部や満充電容量演算部などの各機能が含まれるように構成することができる。

バッテリ１のＳＯＣは、バッテリ１の満充電容量に対して現在の充電容量の割合（充電状態）を示すものであり、満充電容量はＳＯＣの上限値である。ＳＯＣは、バッテリ１の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）から特定することができる。例えば、バッテリ１のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係をＯＣＶ−ＳＯＣマップとして予めメモリ１０ａに記憶しておく。バッテリ１は、監視ユニット６によって検出される電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）からバッテリ１のＯＣＶを算出し、ＯＣＶ−ＳＯＣマップからＳＯＣを算出することができる。

なお、バッテリ１のＯＣＶとＳＯＣの対応関係は、電池温度に応じて変化するので、ＯＣＶ−ＳＯＣマップを電池温度毎にメモリ１０ａに記憶させておき、バッテリ１のＯＣＶからＳＯＣを推定する際の電池温度に応じてＳＯＣ−ＯＣＶマップを切り換えて（選択して）、バッテリ１のＳＯＣを推定するようにしてもよい。

したがって、コントローラ１０は、充放電中に監視ユニット６によって検出された電圧値（ＣＣＶ）を監視することにより、バッテリ１の過充電状態や過放電状態を把握することができる。例えば、算出されたＳＯＣが満充電容量に対する所定の上限ＳＯＣよりも高くならないようにバッテリ１の充電を制限したり、下限ＳＯＣよりも低くならないように放電を制限する充放電制御を行うことができる。

なお、コントローラ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４およびモータ・ジェネレータ５毎に設けることも可能であり、複数の制御装置から構成される１つコントロールユニットとして構成することもできる。

次に、外部電源２３からの外部電力をバッテリ１の充電させる外部充電系電池システムについて説明する。外部充電系は、外部電源２３から供給される外部電力をバッテリ１に充電する外部充電と、温度調節装置を用いたバッテリ１の温度調節とを行う。

充電器２０は、充電ラインＰＬ１，ＮＬ１を介してバッテリ１に接続されている。充電ラインＰＬ１は、バッテリ１の正極端子とＤＣ／ＤＣコンバータ３との間の正極ラインＰＬに接続される。充電ラインＮＬ１は、バッテリ１の負極端子とＤＣ／ＤＣコンバータ３との間の負極ラインＮＬに接続される。

各充電ラインＰＬ１，ＮＬ１には、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がそれぞれ設けられている。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２は、充電制御装置３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンされることで、バッテリ１及び充電器２０（外部電源２３）が電気的に接続される。

インレット２１には、充電プラグ２２が接続される。充電プラグ２２は、外部電源２３から延びる充電ケーブルに設けられた接続コネクタである。充電プラグ２２をインレット２１に接続することにより、外部電源２３からの外部電力を、充電器２０を介してバッテリ１に供給することができる。これにより、外部電源２３を用いて、バッテリ１を充電することができる。外部電源２３が交流電力を供給するとき、充電器２０は、不図示のＡＣ／ＤＣコンバータを備え、外部電源２３からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ１に供給する。外部電源２３の電力をバッテリ１に供給して、バッテリ１を充電することを外部充電という。

本実施例では、充電プラグ２２をインレット２１に接続することにより、外部充電を行うようにしているが、これに限るものではない。具体的には、いわゆる非接触方式の充電システムを用いることにより、外部電源２３の電力をバッテリ１に供給することができる。非接触方式の充電システムでは、電磁誘導や共振現象を利用することにより、ケーブルを介さずに電力を供給することができる。非接触方式の充電システムとしては、公知の構成を適宜採用することができる。

充電器２０は、電力ラインＰＬ２，ＮＬ２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４２に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリヒータ４０と接続されており、充電器２０から出力される直流電力を昇圧してバッテリヒータ４０に出力する。バッテリヒータ４０は、バッテリ１を昇温させる加熱装置であり、外部電力によって駆動する温度調節装置である。温度センサ４１は、バッテリヒータ４０の温度（ヒータ温度）を検出し、検出結果をコントローラ１０や充電制御装置３０に出力する。

バッテリヒータ４０としては、例えば、電気エネルギを熱エネルギに変換する電気ヒータを用いることができる。バッテリヒータ４０は、バッテリ１に直接接触させて設けることができる。また、空間や部材を介して間接的に設けることもできる。また、複数の電気ヒータで１つのバッテリヒータ４０を構成してもよい。この場合、バッテリ１の複数個所に加熱部が設けられるように構成することができる。

電力ラインＰＬ２，ＮＬ２には、スイッチＲｈ１，Ｒｈ２が設けられている。スイッチＲｈ１，Ｒｈ２は、コントローラ１０や充電制御装置３０によってオン／オフの切り換え制御が行われる。スイッチＲｈ１，Ｒｈ２がオンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２とバッテリヒータ４０とが接続される。

充電器２０は、外部電力を、バッテリ１に供給する第１電力供給と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介してバッテリヒータ４０に供給する第２電力供給を行う。充電器２０は、充電制御装置３０の制御信号によって動作し、第１電力供給と第２電力供給とを並行して又は独立して行うことができる。

図２は、バッテリ１の温度調節制御を含む外部充電制御を説明するための図である。横軸は、時間を示し、縦軸は、それぞれバッテリ１のＳＯＣ、バッテリ１に供給される充電電力、バッテリヒータ４０のヒータ出力を示している。

本実施例の外部充電は、２つの充電モードで構成されている。第１充電モード（第１充電制御に相当する）は、定電流（ＣＣ）充電であり、外部充電を開始する際のバッテリ１の開始ＳＯＣが、第１充電モードの閾値ＳＯＣ_ｔｈ以下のときに、設定された許容充電電流で充電を行う。一方、第２充電モード（第２充電制御に相当する）は、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きい領域において、バッテリ１の電圧が所定値以内となるように、充電電流を第１充電モードの充電電流よりも小さく制限して充電を行う定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電である。

例えば、図２に示すように、充電制御装置３０は、バッテリ１の開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈ以下であるとき、時刻ｔ１から所定の充電電力に応じた一定の充電電流で充電を開始する。時間の経過とともにバッテリ１のＳＯＣ（電圧）が上昇し、時刻ｔ２で閾値ＳＯＣ_ｔｈに達すると、充電制御装置３０は、バッテリ１の電圧が所定値以内となるように充電電流を小さく制限した定電流定電圧充電に切り替えて充電を行う。充電制御装置３０は、時刻ｔ３においてＳＯＣが上限ＳＯＣに達すると、充電を終了する。

定電流定電圧充電は、上述のように、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きい領域において、上限電圧を設けて、充電電流を制限する充電制御である。ＳＯＣが高い状態で充電を行うと、充電効率が低下するため、上限電圧を設けて充電電流を小さく制限し、充電効率の低下による温度上昇や過電圧を抑制している。また、低温時に充電すると、電池抵抗（内部抵抗）が高くなるため、Ｖ＝ＩＲ（Ｒ：内部抵抗）の関係から充電電流と内部抵抗との積に応じた電圧降下が生じる。このため、充電電流が大きくなると、過電圧となり、電池劣化が進んでしまうので、充電中に上限電圧を超えないように充電電流を小さく制限して定電流定電圧充電を行うことで、電池劣化を抑制できる。

図２の例において、外部充電の際に設定される上限ＳＯＣは、満充電容量又は満充電容量よりも低く、バッテリ１の充放電制御において許容される上限のＳＯＣとすることができる。また、閾値ＳＯＣ_ｔｈは、第１充電モードから第２充電モードへ移行する閾値であり、外部充電を開始する際の開始ＳＯＣが、閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きい場合、充電制御装置３０は、第１充電モードを行わずに第２充電モードから外部充電を開始する。

そして、本実施例では、図２に示すように、バッテリ１の温度が所定温度以下であるときに、上述した充電制御と同時並行で、外部電源２３から供給される外部電力の一部を用いてバッテリヒータ４０を動作させ、充電中のバッテリ１の温度調節制御を行う。

温度調節制御は、充電器２０からバッテリヒータ４０にヒータ供給電力を出力し、バッテリヒータ４０を一定のヒータ出力で動作させてバッテリ１を昇温させるものである。例えば、図１の例で説明すると、充電器２０は、外部電源２３から供給される外部電力の最大電力のうち、一定量の充電電力をバッテリ１の供給しつつ、残りの電力をヒータ供給電力として、バッテリヒータ４０に出力する。

ここで、バッテリ１の充電と昇温とを同時に行っているとき、バッテリヒータ４０への電力供給を緊急的に停止しなければならないことがある。バッテリ１の温度異常やバッテリヒータ４０のヒータ温度の異常が発生した場合にバッテリ１を保護するためである。

図３は、バッテリヒータ４０への電力供給が停止した場合の充電電力及びバッテリ１の電圧の変化を説明するための図である。図３に示すように、充電制御装置３０は、温度センサ８，４１の検出結果からバッテリ１の温度異常など把握することができるので、充電制御装置３０は、異常発生に伴ってまず、電力ラインＰＬ２，ＮＬ２のスイッチＲｈ１，Ｒｈ２をオフにしてバッテリヒータ４０への電力供給を停止する（ヒータＯＦＦ）。

このとき、充電器２０からバッテリ１に充電電力が供給されている状態なので、バッテリヒータ４０に供給されていた電力が充電電力に回り、例えば、外部電源２３から供給される外部電力が全て充電電力としてバッテリ１に供給され、充電電力が増加してしまう（図３の二点鎖線で示す挙動）。したがって、充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０に電力を供給している最中にバッテリヒータ４０への電力供給が停止した際、充電制御を停止したり、増加した充電電力を低下させたりして（充電電力カット）、充電電力の急激な増加を抑制する必要がある。バッテリ１（単電池２）の電圧が上限電圧を超えないように制御するためである。

しかしながら、図３に示すように、ヒータＯＦＦのタイミング（時刻ｔ２１）と充電電力カットのタイミング（時刻ｔ２２）との間にタイムラグが生じると、ヒータＯＦＦによる充電電力の急激な増加を抑制することができず、バッテリ１の電圧が急激に高くなる。バッテリのＳＯＣが高い状態において、このようにバッテリ１の電圧が急激に高くなると、バッテリ１（単電池２）の電圧が上限電圧を超えてしまう。

特に、バッテリ１の状態を監視するコントローラ１０が、温度センサ８，４１の検出結果からバッテリ１の温度異常を把握し、異常発生に伴って充電制御装置３０とは独立して電力ラインＰＬ２，ＮＬ２のスイッチＲｈ１，Ｒｈ２をオフに制御する場合、コントローラ１０によってスイッチＲｈ１，Ｒｈ２がオフにされるタイミングに対し、スイッチＲｈ１，Ｒｈ２がオフにされたことに伴うコントローラ１０から充電制御装置３０への通信遅れや充電制御装置３０の制御遅れなどが生じ、バッテリヒータ４０に供給されていた電力の回り込みによって充電電力が一時的に増加することが避けられないおそれがある。

そこで、本実施例では、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくバッテリ１の温度が所定温度以下のときにバッテリヒータ４０に供給するヒータ供給電力Ｗ２を、ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈ以下であってバッテリ１の温度が所定温度よりも低いときにバッテリヒータ４０に供給するヒータ供給電力Ｗ１よりも小さくする。これにより、バッテリヒータ４０への電力供給の停止に伴って充電電力に上乗せされる電力を低減することができ、バッテリ１が劣化することを抑制することができる。

なお、ヒータ供給電力Ｗ２は、ヒータ供給電力Ｗ１よりも小さければよく、例えば、図２のヒータ出力と時間との関係において一点鎖線で示すように、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きいとき、ヒータ供給電力Ｗ２を０＜Ｗ２＜Ｗ１とすることができる。より具体的には、ヒータ供給電力Ｗ２を、ヒータ供給電力Ｗ１の１／１０以下とすることができる。

ここで、ヒータ供給電力Ｗ２が、ヒータ供給電力Ｗ１に対して小さいことには、予めヒータ供給電力Ｗ１に対してヒータ供給電力Ｗ２´を小さく設定して温度調節制御を行う場合において、ヒータ供給電力Ｗ２が、予め設定されたヒータ供給電力Ｗ２´よりも小さいこと（Ｗ１＞Ｗ２´＞Ｗ２＞０）が含まれる。つまり、第２充電モードにおけるヒータ供給電力Ｗ２が、第１充電モードにおけるヒータ供給電力Ｗ１又は、第２充電モードにおいて予め設定されたヒータ供給電力Ｗ２´（＜Ｗ１）よりも小さければ、図３の二点鎖線で示した上限電圧を超える領域を小さく抑制でき、バッテリ１が劣化することを抑制することができる。

また、ヒータ供給電力Ｗ２を、ヒータ供給電力Ｗ１よりも小さくすることには、ヒータ供給電力Ｗ２を０とすることが含まれる。つまり、バッテリヒータ４０への電力供給を行わずに温度調節制御が行われないようにしてもよい。具体的には、図２のヒータ出力と時間との関係において実線で示すように、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きいとき、バッテリヒータ４０に供給される電力を０にする。このように構成することで、バッテリヒータ４０への電力供給の停止に伴って充電電力に電力が回り込むこと自体が防止され、充電電力が増加しない。このため、バッテリ１の電圧が上限電圧を超えてしまうことが抑制され、バッテリ１が劣化することを抑制することができる。

このようにバッテリの温度が所定温度以下のときに、第１充電モードにおいて充電制御と温度調節制御を同時に行い、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈ以下の第１充電モードが行われる領域においては、第２充電モードに比べてＳＯＣが低い状態なので、バッテリヒータ４０への電力供給の停止に伴って充電電力が増加しても、過電圧を抑制できるものとしてヒータ供給電力Ｗ１で温度調節制御を行う。

一方、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きい第２充電モードが行われる領域においては、バッテリ１の温度が所定温度以下である場合、ヒータ供給電力Ｗ１よりも小さいヒータ供給電力Ｗ２で温度調節制御を行ったり、バッテリ１の温度が所定温度以下であっても温度調節制御が行われないように制御する。このように構成することで、バッテリ１のＳＯＣが小さい領域で積極的に昇温を行ってバッテリ１の充電効率の向上及び充電時間の短縮を図りつつ、バッテリ１のＳＯＣが大きい領域において充電電力の増加によって上限電圧を超える領域が小さく抑制されるように、又は上限電圧を超えてしまうことが抑制されるようにバッテリ１を保護することができる。

なお、ヒータ供給電力Ｗ１よりも小さいヒータ供給電力Ｗ２で温度調節制御を行う際や温度調節制御を行わないように制御するためのバッテリ１のＳＯＣの閾値は、上述した第１充電モードと第２充電モードの制御区分に用いられる閾値ＳＯＣ_ｔｈを用いたり、閾値ＳＯＣ_ｔｈと異なる閾値を用いたりすることができる。例えば、バッテリヒータ４０への電力供給の停止に伴って電力が回り込んで充電電力が増加する際に、バッテリ１が上限電圧を超えても所定値以下の電圧となる範囲で所定の閾値を設定したり、バッテリ１が上限電圧を超えない範囲で所定の閾値を設定したりすることができる。閾値よりも大きい領域で充電を行う際は、第１充電モード及び第２充電モードの制御区分及び充電モードの切替に関係なく、バッテリ１の温度が所定温度以下である場合にヒータ供給電力Ｗ１よりも小さいヒータ供給電力Ｗ２で温度調節制御を行ったり、バッテリの温度が所定値以下であっても温度調節制御を行わないように制御することができる。

図４は、本実施例の温度調節制御を含む外部充電制御の処理フローを示す図である。本処理は、充電制御装置３０によって実行される。

充電制御装置３０は、充電プラグ２２がインレット２１に接続されると（Ｓ１０１のＹＥＳ）、インレット２１から充電制御装置３０に充電プラグ接続信号が出力され、外部充電制御を開始する。

充電制御装置３０は、外部充電制御の開始に伴い、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオフからオンに切り換えると共に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えて充電器２０とバッテリ１とを接続する。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替える制御は、コントローラ１０を介して充電制御装置３０が行ってもよい。

充電制御装置３０は、温度センサ８から充電を開始する際のバッテリ１の電池温度Ｔを取得する。また、監視ユニット６から出力されるバッテリ１の検出電圧値を取得し、充電を開始する際の開始ＳＯＣを算出する（Ｓ１０２）。

充電制御装置３０は、検出された電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きい場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、バッテリヒータ４０によるバッテリ１の昇温を行わずに、昇温なしの通常の外部充電を行う（ステップＳ１２１）。なお、温度Ｔ１は、バッテリヒータ４０によるバッテリ１の加熱（昇温）が必要ない温度として予め設定された値であり、電池温度Ｔに応じた充電効率を考慮して実験等によって求めておくことができる。

電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも小さい場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、充電制御装置３０は、開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも小さいか否かを判別する（Ｓ１０４）。開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも小さいとき、充電制御装置３０は、第１充電モードで充電を行いつつ（Ｓ１０５）、スイッチＲｈ１，Ｒｈ２をオンにして外部電力の一部をバッテリヒータ４０へ供給する（Ｓ１０６）。ここで、バッテリヒータ４０に供給される電力を供給電力Ｗ１とする。充電制御装置３０は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４２を制御することで、バッテリヒータ４０に供給する供給電力を調整することができる。なお、ステップＳ１０４において開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きいと判別された場合は、ステップＳ１１１に進み、第１充電モードでの充電制御を行わずに、第２充電モードで充電制御を開始する。

ステップＳ１０５，Ｓ１０６において、第１充電モードの充電電力及び温度調節制御に必要なヒータ供給電力は、予め設定することができる。例えば、外部電源２３の最大電力の範囲内で、充電時間が最短となる充電電力とヒータ供給電力の割合を予め規定することができる。充電制御装置３０は、充電電力及びヒータ供給電力を設定して充電制御及び温度調節制御を同時並行で行うことができる。なお、充電制御と温度調節制御とが開始されるタイミングは、前後してもよく、充電中にバッテリヒータ４０による昇温が同時に行われるように制御される。

充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０にヒータ供給電力Ｗ１を供給しながらバッテリ１にも充電電力を供給している間、バッテリ１の電池温度Ｔ及びＳＯＣ（電圧）を適宜検出する（Ｓ１０７）。充電制御装置３０は、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合（Ｓ１０７のＹＥＳ）、バッテリヒータ４０への電力供給を停止してバッテリヒータ４０をオフにし（Ｓ１０９）、温度調節制御（バッテリヒータ４０によるバッテリ１の昇温）を停止して充電制御のみを継続して行う。このとき、充電制御装置３０は、バッテリ１の昇温が必要なくなったので、バッテリヒータ４０に供給されていた電力分を、充電電力に加えて充電するように、充電電力を再設定して第１充電モードでの充電を行うことができる。

一方、第１充電モードでは、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈとなるまで、充電電力に応じた充電電流で充電を行い（Ｓ１０８）、充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくなった場合（Ｓ１０８のＹＥＳ）、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも低い場合であっても、第１充電モードでの充電を終了して第２充電モードに移行する。ステップＳ１１０についても同様であり、昇温を停止した後のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくなった場合（Ｓ１１０のＹＥＳ）、第１充電モードでの充電を終了して第２充電モードに移行する。

次に、充電制御装置３０は、ステップＳ１１１において、第２充電モードで充電制御を行う。このとき、充電制御装置３０は、第２充電モードで充電制御を行うにあたり、ステップＳ１１２において、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも小さいか否かを判別する。

充電制御装置３０は、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも小さいと判別された場合、バッテリヒータ４０に供給される電力を供給電力Ｗ２（＜Ｗ１、かつ≧０）に設定する（Ｓ１１３）。このとき、上述したいずれか一方の方法で、第２充電モードにおけるバッテリヒータ４０への電力供給制御を行うことができる。この場合、図４に示すフローチャートにおいて、他方の手法に該当する処理は、省略することができる。

第１に、ヒータ供給電力Ｗ１よりも小さいヒータ供給電力Ｗ２で温度調節制御を行う場合、充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０に供給される電力を供給電力Ｗ２（＞０）に設定し、バッテリヒータ４０をオンにする。このとき、第１充電モードで温度調節制御を行っている状態で、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも小さく、第２充電モードで温度調節制御を行う必要がある場合は、バッテリヒータ４０に供給される電力を供給電力Ｗ１からＷ２に変更（再設定）し、バッテリヒータ４０に継続して電力を供給するように制御する。また、第２充電モードから充電が開始される場合（Ｓ１０４のＮＯ）、バッテリヒータ４０は、オフ状態であるので、充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０に供給される電力を供給電力Ｗ２に設定し、バッテリヒータ４０をオフからオンに切り替える。

そして、第２充電モードにおいヒータ供給電力Ｗ２（＞０）をバッテリヒータ４０に供給して温度調節制御を行う場合（Ｓ１１４のＹＥＳ）、充電制御装置３０は、ステップＳ１１６に進み、バッテリヒータ４０にヒータ供給電力Ｗ２を供給しながらバッテリ１にも充電電力を供給している間に、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合（Ｓ１１６のＹＥＳ）、バッテリヒータ４０への電力供給を停止してバッテリヒータ４０をオフにする（Ｓ１１８）。

充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなるまで充電制御を行い（Ｓ１１７のＹＥＳ）、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも低い場合であっても、バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなったときに、充電終了処理を行って外部充電制御を終了する（Ｓ１２６）。ステップＳ１１９についても同様であり、バッテリヒータ４０をオフにした後の第２充電モードでの充電制御において、バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなった場合（Ｓ１１９のＹＥＳ）、充電終了処理を行って外部充電制御を終了する（Ｓ１２６）。

第２に、バッテリヒータ４０に供給されるヒータ供給電力Ｗ２を０とし、バッテリ１の電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも低くても、第２充電モードにおいて温度調節制御を行わないように制御することができる。なお、温度調節制御を行わないことには、スイッチＲｈ１，Ｒｈ２をオンからオフにすることでバッテリヒータ４０をオフにすること、スイッチＲｈ１，Ｒｈ２をオンにしたままヒータ供給電力Ｗ２が０となるようにＤＣ/ＤＣコンバータ４２を制御すること、が含まれる。

充電制御装置３０は、ステップＳ１１３において、ヒータ供給電力Ｗ２として０を設定し、バッテリヒータ４０をオフにする。このときも第１充電モードで温度調節制御が行われている場合（バッテリヒータ４０がオンされている場合）、バッテリヒータ４０は、オン状態であるので、充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０をオンからオフに切り換える。

このように充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０がオンされている場合は、バッテリヒータ４０をオフにし、バッテリヒータ４０がオフである場合には、バッテリヒータ４０がオンされることを禁止して、第２充電モードでの充電を開始することができる。

なお、バッテリヒータ４０をオフ制御して第２充電モードにおいて温度調節制御を行わないように制御する場合には、充電制御装置３０は、昇温禁止フラグを用いて、温度調節制御が行われないように制御することができる。充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０をオフにした際、昇温禁止フラグをＯＮにしたり、開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きい場合に、昇温禁止フラグをＯＮにしたりすることができる。充電制御装置３０は、メモリ３０ａに記憶されている昇温禁止フラグのＯＮ／ＯＦＦを参照して、バッテリ１の電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも低い場合における温度調節制御の実行／不実行を制御することができる。

充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０をオフにした第２充電モードでの充電において、バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなった場合（Ｓ１１５のＹＥＳ）、充電終了処理を行って外部充電制御を終了する（Ｓ１２６）。

また、ステップＳ１１２において、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きいと判別されたとき、充電制御装置３０は、温度調節制御を行う必要がないと判断し、バッテリヒータ４０がオン状態であればオフ状態に切り替え、充電制御のみを行う。バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなった場合（Ｓ１２０のＹＥＳ）、充電終了処理を行って外部充電制御を終了する（Ｓ１２６）。

ステップＳ１２１以降の処理は、昇温なしの通常の外部充電である。ステップＳ１０３において、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きいと判別された場合、第１充電モード及び第２充電モードの双方、言い換えれば、外部充電制御全体においてバッテリ１の温度調節制御が必要ないと判別される。充電制御装置３０は、開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも小さい場合（Ｓ１２１のＹＥＳ）、例えば、最大電力に応じた充電電力を設定し、バッテリ１への充電制御を行い（Ｓ１２２）、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくなった場合（Ｓ１２３のＹＥＳ）、第１充電モードでの充電を終了して第２充電モードに移行する。

その後、充電制御装置３０は、第２充電モードに移行し、第１充電モードよりも低い充電電力を設定してバッテリ１への充電制御を行い（Ｓ１２４）、バッテリ１のＳＯＣが上限ＳＯＣとなったときに（Ｓ１２５のＹＥＳ）、充電終了処理を行って外部充電制御を終了する（Ｓ１２６）。ステップＳ１２１において、開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きいと判別された場合は、第２充電モード（Ｓ１２４）から外部充電を開始するように制御する。

ステップＳ１２６の充電終了処理では、例えば、充電終了時のバッテリ１のＳＯＣ（終了ＳＯＣ）を算出し、満充電容量を算出したり、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り換えて充電器２０とバッテリ１との接続を遮断するなどを行うことができる。なお、満充電容量は、開始ＳＯＣと終了ＳＯＣ、及び第１充電モード及び／又は第２充電モードにおいてバッテリ１に供給された充電電流の積算値を用いて算出することができる。

上記説明では、外部電源２３から延設される充電プラグ２２が、インレット２１に接続されたことをトリガーに開始する即時充電を一例に、本実施例の温度調節制御を伴う外部充電制御を説明したが、これに限るものではない。

予め設定された充電開始時刻に充電を開始するタイマー充電にも適用可能である。タイマー充電は、例えば、不図示のタイマー充電スイッチが押された場合に、ユーザが充電開始時刻や充電終了時刻を設定できるように制御する。充電制御装置３０は、設定された充電開始時刻になったら、充電を開始したり、設定された充電終了時刻と現在時刻から算出される充電開始時刻になったら、充電を開始するタイマー充電を行うことができる。図４の例において、ステップＳ１０１の前に、現在時刻が充電開始時刻であるかを判別する処理を行って、外部充電を開始するように制御できる。また、外部充電制御中に充電終了時刻となった場合、強制的に外部充電を終了するように制御することもできる。

図５から図７は、本実施例の変形例を示す図である。本変形例は、上述した第２充電モードにおける温度調節制御を前提としつつ、第１充電モードの充電制御及び温度調節制御を変更している。

具体的には、第１充電モードにおいて、バッテリ１の温度が所定値以下であるときに、バッテリ１のＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリヒータ４０に供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行う。また、第１充電モードにおいて、バッテリ１のＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリ１に供給される充電電力が小さくなるように充電制御を行う。

図５は、本変形例のバッテリの温度調節制御を含む外部充電制御を説明するための図である。上述したように、第１充電モードは、第２充電モードに比べて、バッテリ１のＳＯＣが小さい領域で行われる充電制御であるが、バッテリ１のＳＯＣは、充電によって増加し、バッテリの電圧は、上限電圧に向かって高くなる。このため、バッテリヒータ４０への電力供給を充電と同時行うことで、第１充電モードでも、バッテリヒータ４０への電力供給が停止されることに伴って上限電圧を超えるおそれがある。

そこで、図５に示すように、第１充電モードにおいて、バッテリ１のＳＯＣの大きさによって区分された複数の制御区分を設け、バッテリ１のＳＯＣが高い制御区分であるほど、バッテリヒータ４０に供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行いつつ、バッテリ１に供給される充電電力が小さくなるように充電制御を行うように構成することができる。

このように構成することで、バッテリ１の充電と昇温とを同時に行っている際にバッテリヒータ４０への電力供給が停止しても、充電電力に回り込む電力を小さくすることができるとともに、バッテリヒータ４０に供給される電力が充電電力に回り込んでもバッテリ１に供給される充電電力を低く抑えることができる。したがって、第１充電モードにおいてバッテリの昇温機会を確保しつつも、バッテリ１の温度異常等によって上限電圧を超えてしまうこと（上限電圧を超える領域を小さくすることを含む）が抑制される。

図６及び図７は、本変形例の外部充電制御の処理フローを示す図である。なお、図４に示した外部充電制御の処理フローと同じ処理については、同符号を付して説明を省略し、主に異なる処理について詳細に説明する。

まず、図５に示したように、第１充電モードで充電が行われる閾値ＳＯＣ_ｔｈ以下の領域において、バッテリ１のＳＯＣの大きさに応じて、制御区分Ａ（ＳＯＣ≦ＳＯＣ_Ａ）、制御区分Ｂ（ＳＯＣ_Ａ＜ＳＯＣ≦ＳＯＣ_Ｂ）、制御区分Ｃ（ＳＯＣ_Ｂ＜ＳＯＣ≦閾値ＳＯＣ_ｔｈ）を予め設定しておく。このとき、各制御区分における充電電力も充電電力Ａ＞充電電力Ｂ＞充電電力Ｃ（＞充電電力Ｄ）となるように、予め設定される。なお、充電電力Ｄは、第２充電モードにおいて設定される充電電力であり、第２充電モードを制御区分Ｄとした場合、隣り合う第１充電モードの制御区分Ｃの充電電力Ｃは、充電電力Ｄよりも多くなるように設定することができる。

さらに、各制御区分におけるヒータ供給電力もヒータ供給電力Ａｈ＞ヒータ供給電力Ｂｈ＞ヒータ供給電力Ｃｈ（＞ヒータ供給電力Ｄｈ≧０）となるように、予め設定される。ヒータ供給電力Ｄｈは、第２充電モードにおいて設定されるヒータ供給電力であり、上述したヒータ供給電力Ｗ２に相当する。なお、図５の例では、ヒータ供給電力Ｄｈを０とした態様を示しているが、ヒータ供給電力Ｄｈは、図２の一点鎖線で示すように、０よりも大きくヒータ供給電力Ｃｈよりも低く設定することもできる。また、第２充電モードと隣り合う第１充電モードの制御区分Ｃのヒータ供給電力Ｃｈは、ヒータ供給電力Ｄｈよりも大きく、かつ０よりも大きい値に設定される。これらの設定情報は、メモリ３０ａに記憶される。

充電制御装置３０は、図６に示すように、ステップＳ１０３，Ｓ１０４において、バッテリ１の電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも低く、かつＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも小さいと判別された場合、温度調節制御を同時に行いつつ、第１充電モードで充電制御を行う。

充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣがどの制御区分の範囲内にあるかを判別する。バッテリ１のＳＯＣが、制御区分Ａに対応するＳＯＣ_Ａよりも小さい場合（Ｓ２０１のＹＥＳ）、充電制御装置３０は、充電電力として充電電力Ａを設定し（Ｓ２０２）、ヒータ供給電力としてヒータ供給電力Ａｈを設定する（Ｓ２０３）。

充電制御装置３０は、設定された充電電力Ａで第１充電モードの充電制御を行い（Ｓ２０４）、バッテリヒータ４０をオンにして、設定されたヒータ供給電力Ａｈをバッテリヒータ４０に供給する温度調節制御を同時に行う（Ｓ２０５）。

充電制御装置３０は、バッテリヒータ４０にヒータ供給電力Ａｈを供給しながらバッテリ１にも充電電力Ａを供給している間、バッテリ１の電池温度Ｔ及びＳＯＣ（電圧）を適宜検出する。充電制御装置３０は、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合（Ｓ２０６のＹＥＳ）、バッテリヒータ４０への電力供給を停止してバッテリヒータ４０をオフにし（Ｓ１０９）、温度調節制御を停止して充電制御のみを継続して行う（Ｓ１１０）。このとき、充電制御装置３０は、第１充電モードの途中で電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合は、第１充電モードの複数の制御区分に関係なく、所定の充電電力で第１充電モードでの充電制御を行い、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくなった場合（Ｓ１１０のＹＥＳ）、第２充電モードに移行することができる。

一方、制御区分Ａにおいて、バッテリ１のＳＯＣがＳＯＣ_Ａとなるまで、充電電力Ａに応じた充電電流で充電を行い（Ｓ２０７）、充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣがＳＯＣ_Ａよりも大きくなった場合（Ｓ２０７のＹＥＳ）、制御区分Ｂに移行する。

充電制御装置３０は、バッテリ１の制御区分がＡからＢに移行して制御区分Ｂでの充電制御及び温度調節制御を行うことに伴い、充電電力として充電電力Ｂ（＜Ａ）を改めて設定し（Ｓ２０８）、ヒータ供給電力としてヒータ供給電力Ｂｈ（＜Ａｈ）を改めて設定する（Ｓ２０９）。充電制御装置３０は、設定された充電電力Ｂで第１充電モードの充電制御を継続して行いつつ（Ｓ２１０）、設定されたヒータ供給電力Ｂｈをバッテリヒータ４０に供給する温度調節制御を同時に行う（Ｓ２１１）。

充電制御装置３０は、ステップＳ２０６と同様に、バッテリヒータ４０にヒータ供給電力Ｂｈを供給しながらバッテリ１にも充電電力Ｂを供給している間に、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合（Ｓ２１２のＹＥＳ）、ステップＳ１０９，Ｓ１１０に進む。制御区分Ｂにおいて、バッテリ１のＳＯＣがＳＯＣ_Ｂとなるまで、充電電力Ｂに応じた充電電流で充電を行い（Ｓ２１３）、充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣがＳＯＣ_Ｂよりも大きくなった場合（Ｓ２１３のＹＥＳ）、制御区分Ｃに移行する。

充電制御装置３０は、続いて、制御区分Ｃでの充電制御及び温度調節制御を行うことに伴い、充電電力として充電電力Ｃ（＜Ｂ）を改めて設定し（Ｓ２１４）、ヒータ供給電力としてヒータ供給電力Ｃｈ（＜Ｂｈ）を改めて設定する（Ｓ２１５）。充電制御装置３０は、設定された充電電力Ｃで第１充電モードの充電制御を継続して行いつつ（Ｓ２１６）、設定されたヒータ供給電力Ｃｈをバッテリヒータ４０に供給する温度調節制御を同時に行う（Ｓ２１７）。

充電制御装置３０は、ステップＳ２０６，Ｓ２１２と同様に、バッテリヒータ４０にヒータ供給電力Ｃｈを供給しながらバッテリ１にも充電電力Ｃを供給している間に、電池温度Ｔが温度Ｔ１よりも大きくなった場合（Ｓ２１８のＹＥＳ）、ステップＳ１０９，Ｓ１１０に進む。そして、制御区分Ｃにおいて、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈとなるまで、充電電力Ｃに応じた充電電流で充電を行い（Ｓ２１９）、充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくなった場合（Ｓ２１９のＹＥＳ）、第２充電モードに移行する。

充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈよりも大きくとき、ステップＳ１１１に進んで、図４と同様に、第２充電モードの充電制御を行う。このとき、図５の例のように、第２充電モードは、充電制御全体における制御区分Ｄとすることもできる。充電制御装置３０は、充電電力として充電電力Ｄ（＜Ｃ）を改めて設定し、ヒータ供給電力としてヒータ供給電力Ｄｈ（Ｃｈ＞Ｄｈ≧０）を改めて設定するようにして、バッテリ１の温度が所定温度以下である場合に、ヒータ供給電力Ｃｈよりも小さいヒータ供給電力Ｄｈで温度調節制御を行ったり、バッテリ１の電池温度Ｔが所定温度以下であっても、温度調節制御が禁止された第２充電モード（ＣＣＣＶ充電）での充電制御を行うように制御することができる。

一方、ステップＳ２０１において、バッテリ１の開始ＳＯＣがＳＯＣ_Ａ以上であると判別された場合（Ｓ２０１のＮＯ）、充電制御装置３０は、ステップＳ２２３に進み、バッテリ１のＳＯＣが、制御区分Ｂに該当するか否かを判別する。充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが、ＳＯＣ_Ａ以上ＳＯＣ_Ｂ未満である場合、制御区分Ａ（Ｓ２０２〜Ｓ２０７）をスキップして、ステップＳ２０８に進み、制御区分Ｂから充電制御及び温度調節制御を行うように制御する。

同様に、ステップＳ２２３において、バッテリ１の開始ＳＯＣがＳＯＣ_Ｂ以上であると判別された場合（Ｓ２２３のＮＯ）、充電制御装置３０は、ステップＳ２２４に進み、バッテリ１のＳＯＣが、制御区分Ｃに該当するか否かを判別する。充電制御装置３０は、バッテリ１のＳＯＣが、ＳＯＣ_Ｂ以上閾値ＳＯＣ_ｔｈ未満である場合、制御区分Ａ（Ｓ２０２〜Ｓ２０７）及び制御区分Ｂ（Ｓ２０８〜Ｓ２１３）をスキップして、ステップＳ２１４に進み、制御区分Ｃから充電制御及び温度調節制御を行うように制御する。

さらに、ステップＳ２２４において、バッテリ１の開始ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_ｔｈ以上であると判別された場合（Ｓ２２４のＮＯ）、充電制御装置３０は、ステップＳ１１１に進み、第２充電モードで充電制御を開始するように制御する。

このように本変形例では、第１充電制御において、バッテリ１のＳＯＣが高い制御区分であるほど、バッテリヒータ４０に供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行いつつ、バッテリ１に供給される充電電力が小さくなるように充電制御を行う。このように構成することで、バッテリ１の充電と昇温とを同時に行っている際にバッテリヒータ４０への電力供給が停止しても、充電電力に回り込む電力を小さくすることができるとともに、バッテリヒータ４０へ供給される電力が充電電力に回り込んでもバッテリ１に供給される充電電力を低く抑えることができる。したがって、第１充電モードにおいてバッテリの昇温機会を確保しつつも、上限電圧を超えること等が抑制される。

なお、本変形例では、第１充電モードにおいてバッテリ１のＳＯＣが高い制御区分であるほど、バッテリヒータ４０に供給される電力を小さくする温度調節制御と、バッテリ１に供給される充電電力を小さくする充電制御とを、組み合わせた態様について述べたが、これに限るものではない。

つまり、第１充電モードにおいて、バッテリ１のＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリヒータ４０に供給される電力が小さくなるように温度調節制御を行いつつ、バッテリ１に供給される充電電力は、図３及び図４に示したように、第１充電モード全体を通じて大きさを変更することなく、一定の充電電力となるように充電制御を行うことができる。この場合においても、バッテリ１のＳＯＣが高い領域であるほどバッテリヒータ４０への供給電力を小さくなるので、バッテリの充電と昇温とを同時に行っている際にバッテリヒータ４０への電力供給が停止しても、充電電力に回り込む電力を小さくすることができる。このため、バッテリ１の昇温機会を確保しつつ、第１充電モードにおいて上限電圧を超えること等が抑制される。

また、第１充電モードにおいて、バッテリ１のＳＯＣが大きくなるにつれて、バッテリ１に供給される充電電力が小さくなるように充電制御を行いつつ、バッテリヒータ４０への供給電力を、図３及び図４に示すように、第１充電モード全体を通じて大きさを変更することなく、一定のヒータ供給電力となるように温度調節制御を行うことができる。この場合においても、バッテリ１のＳＯＣが高い領域であるほどバッテリ１に供給される充電電力を小さくなるので、バッテリ１の充電と昇温とを同時に行っている際にバッテリヒータ４０への電力供給が停止して電力が余分に充電電力に回り込んでも、バッテリ１に供給される充電電力を抑制することができる。このため、バッテリ１の昇温機会を確保しつつ、上限電圧を超えること等が抑制される。

なお、本変形例では、図５に示すように、バッテリヒータ４０に供給される電力及びバッテリ１に供給される充電電力を、複数の制御区分毎に段階的に小さくなるように制御する態様を例示しているが、これに限るものではない。例えば、制御区分Ｂにおいて、制御区分Ａのヒータ供給電力Ａｈから制御区分Ｂのヒータ供給電力Ｂｈに向かって低下するように制御することもできる。つまり、バッテリ１のＳＯＣの大きくなるにつれて、バッテリヒータ４０に供給される電力又は／及びバッテリ１に供給される充電電力を小さくするように構成することができる。

さらに、複数の制御区分を設けた態様を一例に説明しているが、例えば、制御区分を設けずに、バッテリのＳＯＣの増加を把握して、ＳＯＣの増加分や増加割合に応じて、バッテリヒータ４０に供給される電力及びバッテリ１に供給される充電電力を所定の割合で低下させるように、バッテリ１のＳＯＣの大きくなるにつれて、バッテリヒータ４０に供給される電力又は／及びバッテリ１に供給される充電電力を小さくするように構成することができる。

以上、本実施例の温度調節制御を含む外部充電制御について説明したが、上記説明において、第１充電モード及び第２充電モードの２段階で充電を行う態様を一例に示した。しかしながら、これに限るものではない。例えば、上限ＳＯＣまでの充電期間、３つ以上の異なる充電モードで行ったり、１つの充電モードのみで制御を行うことができる。また、モードを設定せずに一定の充電電流で充電を行うように制御することも可能である。この場合であっても、各充電モードを区切るＳＯＣの閾値や各充電モードに関係なくバッテリ１のＳＯＣの大きさと上限電圧との関係で設定される閾値を用いて、バッテリ１のＳＯＣが所定値よりも大きい場合に、バッテリ１のＳＯＣが所定値よりも大きくバッテリ１の温度が所定温度以下のときにバッテリヒータ４０に供給するヒータ供給電力を、ＳＯＣが所定値よりも小さくバッテリ１の温度が所定温度よりも低いときにバッテリヒータ４０に供給するヒータ供給電力よりも小さくして、充電制御と同時に温度調節制御を行ったり、バッテリ１の電池温度Ｔが所定温度以下であっても、充電制御と同時に温度調節制御を行わないように制御することができる。

１：組電池、２：単電池、３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４：インバータ、５：モータ・ジェネレータ、６：監視ユニット、７：電流センサ、８：温度センサ、１０：コントローラ、１０ａ：メモリ、２０：充電器、２１：インレット、２２：充電プラグ、２３：外部電源、３０：充電制御装置、３０ａ：メモリ、４０：バッテリヒータ、４１：温度センサ、４２：ＤＣ／ＤＣコンバータ

Claims (7)

1. 走行用モータに電力を供給するバッテリを備え、前記バッテリに外部電源から供給される外部電力を充電可能な車両の蓄電システムであって、
   前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
   前記バッテリを昇温させるバッテリヒータと、
   前記外部電源に接続され、前記外部電力を前記バッテリ及び前記バッテリヒータそれぞれに出力する充電器と、
   前記バッテリの温度が所定温度以下のときに、前記外部電力を前記バッテリに充電させる充電制御と、前記外部電力の一部を前記バッテリヒータに供給して前記バッテリを昇温させる温度調節制御と、を行うコントローラと、を備え、
   前記バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きい場合であって前記バッテリの温度が前記所定温度以下のときに前記バッテリヒータに供給される電力は、前記バッテリのＳＯＣが所定値以下であって前記バッテリの温度が前記所定温度以下のときに前記バッテリヒータに供給される電力よりも小さいことを特徴とする蓄電システム。
2. 前記充電制御は、前記バッテリのＳＯＣが前記所定値以下のときに行う第１充電制御と、前記バッテリのＳＯＣが前記所定値よりも大きいときに行う第２充電制御と、を含み、
   前記コントローラは、前記第１充電制御において、前記バッテリのＳＯＣが大きくなるにつれて、前記バッテリヒータに供給される電力が小さくなるように前記温度調節制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記コントローラは、前記バッテリのＳＯＣが大きくなるにつれて、前記バッテリに供給される充電電力が小さくなるように前記第１充電制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。
4. 前記充電制御は、前記バッテリのＳＯＣが前記所定値以下のときに行う第１充電制御と、前記バッテリのＳＯＣが前記所定値よりも大きいときに行う第２充電制御と、を含み、
   前記第１充電制御は、前記バッテリのＳＯＣの大きさによって区分された複数の制御区分を含み、
   前記コントローラは、前記第１充電制御において、前記バッテリのＳＯＣが高い制御区分であるほど、前記バッテリヒータに供給される電力が小さくなるように前記温度調節制御を行いつつ、前記バッテリに供給される充電電力が小さくなるように前記充電制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
5. 前記第２充電制御は、前記バッテリのＳＯＣが前記所定値から所定の上限ＳＯＣまでの領域において前記第１充電制御の充電電力よりも小さい充電電力で前記バッテリを充電する充電モードであることを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
6. 前記コントローラは、前記バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいとき、前記バッテリの温度が前記所定温度以下であっても前記温度調節制御を行わないように制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
7. 走行用モータに電力を供給するバッテリを備え、前記バッテリに外部電源から供給される外部電力を充電可能な車両の蓄電システムであって、
   前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
   前記バッテリを昇温させるバッテリヒータと、
   前記外部電源に接続され、前記外部電力を前記バッテリ及び前記バッテリヒータそれぞれに出力する充電器と、
   前記バッテリの温度が所定温度以下のときに、前記外部電力を前記バッテリに充電させる充電制御と、前記外部電力の一部を前記バッテリヒータに供給して前記バッテリを昇温させる温度調節制御と、を行うコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記バッテリのＳＯＣが所定値よりも大きいとき、前記バッテリの温度が前記所定温度以下であっても前記温度調節制御を行わないように制御することを特徴とする蓄電システム。
   

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