JP2016110937A

JP2016110937A - 二次電池ヒータ構造

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Publication number: JP2016110937A
Application number: JP2014250015A
Authority: JP
Inventors: 雄介來間; Yusuke Kuruma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP6281480B2

Abstract

【課題】二次電池ヒータ構造において、複数のヒータの駆動方法を変更しても二次電池ヒータの駆動のための電力が変動しないようにすることである。【解決手段】二次電池ヒータ構造は、二次電池の外側両端部に位置する外側電池スタック４６ａ，４６ｅに設けられる外側ヒータ６１と、外側電池スタック４６ａ，４６ｅの間に位置する内側電池スタック４６ｂ，４６ｃ，４６ｄに設けられ、第１スイッチによって外側ヒータ６１と並列接続される内側ヒータ６２と、外側ヒータ６１と独立に外側電池スタック４６ａ，４６ｅに設けられ、第２スイッチによって外側ヒータ６１と並列接続され、内側ヒータ６２の抵抗値と同じ抵抗値を有する付加外側ヒータ６３と、を備え、複数の電池スタック４６の間の温度差に応じて、第１スイッチと第２スイッチのオンオフを切り替える。【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池ヒータ構造に係り、特に複数個の電池スタックで構成される二次電池を加熱する二次電池ヒータ構造に関する。

特許文献１には、複数個の乾電池が所定の配列でもって接続された電池ブロックが容器に収納された車両用バッテリにおいて、容器の外側の方が容器の内側よりも放熱性がよいことを指摘している。ここでは、外側に配列された電池ブロックを加熱する外側ヒータ線と内側に配列された電池ブロックを加熱する内側ヒータ線を設け、加熱開始後バッテリの温度が安定した所定のタイミングまでは外側ヒータ線と内側ヒータ線の両方に通電し、所定のタイミング以降は内側ヒータ線への電力供給を減らすバッテリヒータ構造が述べられている。

特開２０１２−２２１７７６号公報

外部から二次電池に充電する際に、充電と同時に二次電池ヒータも同時に駆動させる場合、特許文献１のように、複数のヒータの駆動方法を二次電池の温度等に応じて変更すると、二次電池ヒータへの供給電力量が変化し、その分、二次電池の充電に回せる電力量が変化する。これにより、二次電池の充電時間が充電完了予定時刻からずれることが生じる。

本発明の目的は、複数のヒータの駆動方法を変更しても二次電池ヒータの駆動のための電力が変動しない二次電池ヒータ構造を提供することである。

本発明に係る二次電池ヒータ構造は、複数の電池スタックで構成される二次電池の温度調整のための二次電池ヒータ構造であって、二次電池の外側両端部に位置する外側電池スタックに設けられる外側ヒータと、外側電池スタックの間に位置する内側電池スタックに設けられ、第１スイッチによって外側ヒータと並列接続される内側ヒータと、外側ヒータと独立に外側電池スタックに設けられ、第２スイッチによって外側ヒータと並列接続され、内側ヒータの抵抗値と同じ抵抗値を有する付加外側ヒータと、を備え、二次電池を構成する複数の電池スタックの間の温度差が予め定めた閾値温度以下のときに第１スイッチをオンとし第２スイッチをオフとし、電池スタック間の温度差が閾値温度を超えるときに第１スイッチをオフとし第２スイッチをオンとすることを特徴とする。

本発明に係る二次電池ヒータ構造によれば、第１スイッチをオンし第２スイッチをオフすることで、外側ヒータと内側ヒータを並列接続し、二次電池の全体の温度を一様に上昇させることができる。その後、第１スイッチをオフし第２スイッチをオンすることで、外側ヒータと付加外側ヒータを並列接続し、冷えやすい外側電池スタックのみを加熱することができる。

ここで内側ヒータの抵抗値と付加外側ヒータの抵抗値は同じに設定されている。したがって、複数のヒータの駆動方法を変更してもヒータの駆動のための電力が変動せず、ヒータで消費する電力に変化がない。したがって、外部電源から二次電池とヒータに電力が供給される場合に、二次電池に供給される電力に変化がなく、二次電池の充電時間が充電完了予定時刻からずれることがない。

本発明に係る実施の形態の二次電池ヒータ構造が搭載される電動車両の構成図である。ここでは、電動車両に搭載される二次電池が外部電源によって充電されるときが示されている。本発明に係る実施の形態の二次電池ヒータ構造を構成する複数のヒータと、二次電池を構成する複数の電池スタックとの配置関係を示す図である。図２（ａ）は、複数のヒータと複数の電池スタックの配置関係を示す側面図であり、（ｂ）は、複数のヒータと複数の電池スタックの配置関係を複数のヒータ側から見た底面図である。本発明に係る実施の形態の二次電池ヒータ構造と、二次電池と、駆動回路と、回転電機の接続関係を示す図である。ここでは、二次電池ヒータ構造の詳細構成が示される。本発明に係る実施の形態の二次電池ヒータ構造におけるヒータ駆動方法の手順を示すフローチャートである。本発明に係る実施の形態の二次電池ヒータ構造の作用を示す図である。図５（ａ）は、二次電池を構成する複数の電池スタックの温度について最高温度と最低温度の時間変化を示す図で、横軸の時間は、初期時間をｔ₀とし、第１スイッチと第２スイッチの動作状態を切り替えた時間ｔ₁〜ｔ₄を示す。（ｂ）は、時間ｔ₀〜ｔ₄に対応付けて第１スイッチと第２スイッチのオンオフ状態を示す図である。（ｃ）は、第１スイッチと第２スイッチの動作状態を切り替えても、外部電源の供給電力が二次電池に分けられた充電電力が一定であることを示す図で、（ｄ）は、（ｃ）の結果、二次電池の充電状態を示すＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）が時間経過と共に上昇し、時間ｔ₄で目標ＳＯＣに達することを示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、二次電池ヒータ構造が搭載される車両として、外部電源から二次電池が充電される電動車両を述べるが、これは説明のための例示であって、二次電池の充電に要する電力と二次電池ヒータ構造の加熱に要する電力がともに１つの電源から供給されるものであればよい。例えば、車両に搭載される蓄電装置から二次電池の充電に要する電力と二次電池ヒータ構造の加熱に要する電力が供給されるものであってもよい。電動車両としては、二次電池、回転電機と共にエンジンが搭載されるハイブリッド車両であってもよい。

以下で述べる二次電池を構成する電池スタックの数、二次電池ヒータを構成するヒータの数、抵抗値等は説明のための例示であって、二次電池ヒータ構造の仕様等によって適宜変更が可能である。なお、以下で述べる抵抗値とは、複数の抵抗素子の合成抵抗値であって、複数の抵抗素子が互いに並列接続されるときの抵抗値は、それぞれの抵抗素子の抵抗値の逆数の総和についての逆数の値である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、二次電池ヒータ構造５０が搭載される電動車両１０の全体の構成図である。電動車両１０は、車両本体１２と、車両本体１２に設けられる外部充電接続端子１４と、電力線１６，１８と、ＰＣＵとして示した駆動回路２０と、Ｍ／Ｇとして示した回転電機２２と、二次電池昇温装置４０を含んで構成される。二次電池ヒータ構造５０は、二次電池４４と共に二次電池昇温装置４０の中に含まれる。図１には、電動車両１０の構成要素ではないが、車両本体１２に搭載される二次電池４４を充電するための外部電源３０と、外部電源３０から電力線３２によって引き出される電力供給接続ヘッド３４を示した。

外部電源３０は、交流電源または定電圧直流電源である。交流電源を用いる場合は、交流電力を予め定めた電圧値を有する直流電力に変換する直交変換回路を車両本体１２に搭載する必要がある。予め定めた電圧値は、二次電池４４の端子電圧として適当な電圧である。以下では、外部電源３０を、予め定めた電圧値を有する定電圧直流電源として説明する。

電力線３２は、外部電源３０から引き出される電力ケーブルで、先端に電力供給接続ヘッド３４を備える。電力供給接続ヘッド３４は、車両本体１２の外部充電接続端子１４に電気的に接続することで、外部電源３０からの電力を二次電池昇温装置４０に供給する。

電力線１６は、外部充電接続端子１４と電池パック４２に内蔵される二次電池４４と二次電池ヒータ構造５０とを接続する電力ケーブルである。電力線１８は、二次電池４４と駆動回路２０を接続する電力線である。なお、図１では、電力線１６，１８，３２を太線で示した。

ＰＣＵとして示す駆動回路２０は、二次電池４４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して回転電機２２の駆動信号を生成する回路である。駆動回路２０は、電圧変換器とインバータ回路等を含んで構成される。

回転電機２２は、電動車両１０に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、駆動回路２０から電力が供給されるときはモータとして働き、電動車両１０の制動時には発電機として働く三相同期型回転電機である。なお、回転電機２２が発電機として働くときは、駆動回路２０のインバータ回路は、回転電機２２からの交流発電電力を直流電力に変換し、電圧変換器を介して二次電池４４に直流充電電力として供給する。

二次電池昇温装置４０は、電池パック４２と制御器７０を含んで構成される。電池パック４２は、内部に二次電池４４と二次電池ヒータ構造５０を収納したケース体である。二次電池４４は、複数の電池スタック４６で構成される。二次電池ヒータ構造５０は、複数のヒータ５２と、ＳＷ１として示した第１スイッチ５４と、ＳＷ２として示した第２スイッチ５６とで構成される。

電池スタック４６は、複数の単電池を組み合わせて積層体とした組電池である。単電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を用いることができる。ヒータ５２は、電池スタック４６に密接し、あるいは電池スタック４６の近傍に配置され、電池スタック４６を充放電に適した温度に加熱する発熱体である。ヒータ５２としては、例えば、定電圧電源で動作するシートヒータを用いることができる。第１スイッチ５４と第２スイッチ５６は、オンのときヒータ５２に通電し、オフのときヒータ５２への通電を停止するオンオフスイッチである。第１スイッチ５４と第２スイッチ５６としては、適当なパワートランジスタを用いることができる。場合によってはリレー装置を用いてもよい。二次電池ヒータ構造５０の詳細は、図２、図３を用いて後述する。

温度検出部６６は、電池パック４２を構成する各電池スタック４６の温度Ｔを検出するセンサである。検出された温度Ｔのデータは、適当な信号線によって制御器７０に伝送される。ＳＯＣ算出部６８は、二次電池４４の充電状態を示すＳＯＣを算出する算出手段である。ＳＯＣの算出は、二次電池４４に対し入力される充電電流値と、二次電池４４から出力される放電電流値とに基づいて行うことができる。算出されたＳＯＣのデータは、適当な信号線によって制御器７０に伝送される。

制御器７０は、伝送された温度Ｔのデータと、ＳＯＣのデータとに基づき、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６の動作を制御して、複数のヒータ５２についての駆動を制御する。制御器７０は、車載に適したコンピュータ等で構成することができる。図１では、車両本体１２の外側に制御器７０が示されているが、これは作図上の都合であって、制御器７０は、車両本体１２に搭載される。制御器７０の制御動作の内容については、図４を用いて詳述する。

図２は、二次電池ヒータ構造５０の詳細構成図である。二次電池ヒータ構造５０を構成する複数のヒータ５２の配置は、二次電池４４を構成する複数の電池スタック４６の配置と関係する。図２（ａ）は、複数のヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅと、複数の電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅの配置関係を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）についてヒータ側から見た底面図である。

図２では、二次電池４４を構成する複数の電池スタック４６として、５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅが示される。５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅは、電池パック４２の内部で１列に配置され、例えば、互いに電気的に直列接続される。ここで、１列、５つ、直列接続は、例示であって、複数列、５以外の数、直列接続の他、並列接続、あるいは直列接続と並列接続を組み合わせた接続であってもよい。

５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅの中で、最も外側に配置されるのは、電池スタック４６ａ，４６ｅである。この２つを外側電池スタックと呼び、２つの外側電池スタック４６ａ，４６ｅの間に位置する３つの電池スタック４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを内側電池スタックと呼ぶ。外側電池スタックの方が内側電池スタックに比べて外気温の影響を受けやすく、特に寒冷期や寒冷地においては、外側電池スタックの温度の方が内側電池スタックの温度よりも低温になりやすい。

図２に示すように、複数の電池スタック４６に対応して複数のヒータ５２が配置される。ここでは、５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅのそれぞれに対応して、ヒータ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅが設けられる。具体的には、電池スタック４６ａの底面に密接してヒータ５２ａが設けられ、電池スタック４６ｂの底面に密接してヒータ５２ｂが設けられ、以下同様にして、電池スタック４６ｅの底面にはヒータ５２ｅが設けられる。

ここで、内側電池スタックである３つの電池スタック４６ｂ，４６ｃ，４６ｄには、それぞれ１つの抵抗体が設けられる。これをそれぞれ、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と呼ぶと、ヒータ５２ｂは抵抗体Ｒ２であり、ヒータ５２ｃは抵抗体Ｒ３であり、ヒータ５２ｄは抵抗体Ｒ４である。この３つを互いに並列接続したものを内側ヒータ６２と呼ぶ。

外側電池スタックである２つの電池スタック４６ａ，４６ｅには、それぞれ２つの抵抗体が設けられる。図２（ｂ）では、電池スタック４６ａに対応して２つの抵抗体Ｒ１，Ｒ１’が配置される。この２つがヒータ５２ａを構成するが、Ｒ１，Ｒ１’は互いに接続関係にない。また、電池スタック４６ｅに対応して２つの抵抗体Ｒ５，Ｒ５’が配置される。この２つがヒータ５２ｅを構成するが、Ｒ５，Ｒ５’は互いに接続関係にない。

ここで、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ５は並列接続関係にあり、この２つを並列接続したものを外側ヒータ６１と呼ぶ。また、抵抗体Ｒ１’と抵抗体Ｒ５’は並列接続関係にあり、この２つを並列接続したものを付加外側ヒータ６３と呼ぶ。

外側ヒータ６１の抵抗値と、内側ヒータ６２の抵抗値と、付加外側ヒータ６３の抵抗値の関係は以下のように設定される。すなわち、５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅで構成される二次電池４４の全体を加熱するために、外側ヒータ６１と内側ヒータ６２に通電するときの合成抵抗値と、二次電池４４の周辺に配置される外側電池スタック４６ａ，４６ｅのみを加熱するために、外側ヒータ６１と付加外側ヒータ６３に通電するときの合成抵抗値とが同じ値となるように、各抵抗値が設定される。

図２（ｂ）の場合、外側ヒータ６１と内側ヒータ６２に１つの電源から通電するためにこれらを並列接続したときの合成抵抗値は、［１／｛（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）＋（１／Ｒ４）＋（１／Ｒ５）｝］である。また、外側ヒータ６１と付加外側ヒータ６３に１つの電源から通電するためにこれらを並列接続したときの合成抵抗値は、［１／｛（１／Ｒ１’）＋（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ５）＋（１／Ｒ５’）｝］である。したがって、この２つが同じ抵抗値となるように設定するには、［１／｛（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）＋（１／Ｒ４）｝］＝［１／｛（１／Ｒ１’）＋（１／Ｒ５’）｝］とすればよい。すなわち、内側ヒータ６２の合成抵抗値と付加外側ヒータ６３の合成抵抗値が同じになるように設定する。

一例を上げると、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝１０ｋΩとすると、内側ヒータ６２の合成抵抗値は、［１／｛（１／１０ｋΩ）＋（１／１０ｋΩ）＋（１／１０ｋΩ）｝］＝３．３ｋΩである。外側ヒータ６１の合成抵抗値は、［１／｛（１／１０ｋΩ）＋（１／１０ｋΩ）｝］＝５ｋΩである。内側ヒータ６２と外側ヒータ６１を並列接続したときの合成抵抗値は、［１／｛（１／３．３ｋΩ）＋（１／５ｋΩ）｝］＝２ｋΩである。付加外側ヒータ６３の合成抵抗値［１／｛（１／Ｒ１’）＋（１／Ｒ５’）｝］は、内側ヒータの合成抵抗値＝３．３ｋΩと同じに設定するので、Ｒ１’＝Ｒ５’とすると、［１／｛（１／Ｒ１’）＋（１／Ｒ１’）｝］＝３．３ｋΩであるので、Ｒ１’＝Ｒ５’＝６．６ｋΩと設定される。このとき、外側ヒータ６１と付加外側ヒータ６３を並列接続したときの合成抵抗値は、［１／｛（１／３．３ｋΩ）＋（１／５ｋΩ）｝］＝２ｋΩで、内側ヒータ６２と外側ヒータ６１を並列接続したときの合成抵抗値と同じ値になる。

図３は、二次電池ヒータ構造５０と、二次電池４４と、駆動回路２０と、回転電機２２の接続関係を示す図である。図３に示されるように、外部充電接続端子１４に二次電池４４が接続され、外部電源３０によって二次電池４４が充電される。充電された二次電池４４は、駆動回路２０を動作させて、回転電機２２を駆動する。ここで、二次電池４４は、二次電池ヒータ構造５０によって充放電に適した温度に調整される。

外部充電接続端子１４には、二次電池ヒータ構造５０も接続される。つまり、二次電池４４については、充電と同時に二次電池ヒータ構造５０による加熱が行われる。二次電池ヒータ構造５０は、図２で説明した接続関係と抵抗値設定関係を有する複数のヒータ５２と、第１スイッチ５４と、第２スイッチ５６を含む。第１スイッチ５４の一方側端子と第２スイッチ５６の一方側端子は、いずれも外部充電接続端子１４に接続される。第１スイッチ５４の他方側端子は、Ｒ２とＲ３とＲ４が並列接続される内側ヒータ６２の一方側端子に接続される。第２スイッチ５６の他方側端子は、Ｒ１’とＲ５’が並列接続される付加外側ヒータ６３の一方側端子に接続される。なお、Ｒ１とＲ５が並列接続される外側ヒータ６１は、第１スイッチ５４、第２スイッチ５６のいずれにも接続されない。外側ヒータ６１、内側ヒータ６２、付加外側ヒータ６３の他方側端子はいずれも接地電位に接続される。

図４は、制御器７０の制御手順を示すフローチャートである。電動車両１０において、初期化が終了すると、制御器７０の二次電池ヒータ構造制御プログラムが立ち上がる。そして、電動車両１０において、昇温開始要求があるか否かが判断される（Ｓ１０）。この判断は、二次電池４４の温度Ｔが二次電池４４の充放電に適した温度範囲内であるかに基づいて行われる。簡易的には、電動車両１０の環境温度、あるいは外気温度に基づいて判断することもできる。

Ｓ１０の判断が肯定されると、二次電池４４を構成する複数の電池スタック４６のそれぞれの温度を温度検出部６６によって取得し、その最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの間の温度差ΔＴを算出し、予め定めた温度差閾値（ΔＴ）₀以下であるか否かを判断する（Ｓ１２）。一般的には、最高温度Ｔ_MAXは内側電池スタックに生じ、最低温度Ｔ_MINは外側電池スタックに生じるので、ΔＴは、内側電池スタックの温度と外側電池スタックの温度差である。

Ｓ１２の判断が肯定されるときは、複数の電池スタック４６の間の温度差が少なく、外側電池スタックを特別に加熱する必要も少ないので、第１スイッチ５４をオンし、第２スイッチ５６をオフする（Ｓ１４）。これにより、５つの電池スタック４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅで構成される二次電池４４の全体を加熱し、二次電池４４の全体の温度を上昇させることができる。

Ｓ１２の判断が否定されるときは、複数の電池スタック４６の間の温度差が大きく、温度が低くなりやすい外側電池スタックを特別に加熱する必要があるので、第１スイッチ５４をオフし、第２スイッチ５６をオンする（Ｓ１８）。これにより、二次電池４４の二次電池４４の周辺に配置される外側電池スタック４６ａ，４６ｅのみを効果的に加熱でき、複数の電池スタック４６の間の温度差を迅速に少なくしながら、二次電池４４の全体の温度を上昇させることができる。

Ｓ１４に戻り、Ｓ１４の処理によって二次電池４４の全体の温度が上昇するが、その処理の後、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの間の温度差ΔＴが予め定めた温度差閾値（ΔＴ）₀を超えるか否かが判断される（Ｓ１６）。Ｓ１６の判断が肯定されるときは、複数の電池スタック４６の間の温度差が大きくなったことを示すので、温度が低くなりやすい外側電池スタックを特別に加熱する必要が生じる。そこでＳ１８に進み、第１スイッチ５４をオフし、第２スイッチ５６をオンする（Ｓ１８）。これにより、複数の電池スタック４６の間の温度差を迅速に少なくしながら、二次電池４４の全体の温度を上昇させることができる。

そして、二次電池４４の充電が行われて、ＳＯＣが目標ＳＯＣに達したかが判断される（Ｓ２０）。この判断は、ＳＯＣ算出部６８で算出された現在のＳＯＣを取得し、予め定めてある目標ＳＯＣと比較することで行われる。Ｓ２０の判断が否定されるときはＳ１２に戻り、上記の処理が繰り返される。Ｓ２０の判断が肯定されると、二次電池ヒータ構造制御の処理が終了し、第１スイッチ５４も第２スイッチ５６もオフされる。

図５は、上記構成の作用を示す図である。図５（ａ）は、二次電池４４を構成する複数の電池スタック４６の温度について最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINの時間変化を示す図で、横軸の時間は、初期時間をｔ₀とし、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６の動作状態を切り替えた時間ｔ₁〜ｔ₄を示す。（ｂ）は、時間ｔ₀〜ｔ₄に対応付けて第１スイッチ５４と第２スイッチ５６のオンオフ状態を示す図である。（ｃ）は、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６の動作状態を切り替えても、外部電源３０の供給電力から二次電池４４に分配された充電電力が一定であることを示す図である。（ｄ）は、（ｃ）の結果、二次電池の充電状態を示すＳＯＣが時間経過と共に上昇し、時間ｔ₄で目標ＳＯＣに達することを示す図である。

初期状態の時間ｔ₀では、図４のＳ１２が肯定されたものとした。時間ｔ₁は、Ｓ１４の処理によって二次電池４４の温度が上昇し、温度差ΔＴ₁が（ΔＴ）₀を超えて図４のＳ１６が肯定されたときである。ここで図４のＳ１８の処理により、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６のオンオフが入れ替わる。その場合でも、外側ヒータ６１と内側ヒータ６２の合成抵抗値と、外側ヒータ６１と付加外側ヒータ６３の合成抵抗値は同じであるので、図５（ｃ）に示すように、ヒータ電力は変化せず、したがって二次電池４４の充電電力は変化しない。

時間ｔ₁ではＳＯＣが目標ＳＯＣに到達しないので、図４のＳ２０が否定され、Ｓ１２に戻り、Ｓ１２が否定されるので、引き続きＳ１８の処理が継続され、二次電池４４の温度が上昇する。

時間ｔ₂において温度差ΔＴ₂が（ΔＴ）₀以下となると、図４のＳ１２が肯定され、Ｓ１４の処理により、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６のオンオフが入れ替わる。その場合でも、外側ヒータ６１と内側ヒータ６２の合成抵抗値と、外側ヒータ６１と付加外側ヒータ６３の合成抵抗値は同じであるので、図５（ｃ）に示すように、ヒータ電力は変化せず、したがって二次電池４４の充電電力は変化しない。

これを繰り返し、時間ｔ₄でＳＯＣが目標ＳＯＣに達すると図４のＳ２０が肯定され、二次電池ヒータ構造制御の処理が終了し、第１スイッチ５４も第２スイッチ５６もオフされる。上記構成によれば、複数のヒータ５２の駆動方法を変更してもヒータ５２の駆動のための電力が変動せず、ヒータ５２で消費する電力に変化がない。したがって、外部電源３０から二次電池４４とヒータ５２に電力が供給される場合に、二次電池４４に供給される電力に変化がなく、二次電池４４の充電完了予定時刻が時間ｔ₄からずれることがない。

１０電動車両、１２車両本体、１４外部充電接続端子、１６，１８，３２電力線、２０駆動回路（ＰＣＵ）、２２回転電機（Ｍ／Ｇ）、３０外部電源、３４電力供給接続ヘッド、４０二次電池昇温装置、４２電池パック、４４二次電池、４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ電池スタック、５０二次電池ヒータ構造、５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅヒータ、５４第１スイッチ（ＳＷ１）、５６第２スイッチ（ＳＷ２）、６１外側ヒータ、６２内側ヒータ、６３付加外側ヒータ、６６温度検出部、６８ＳＯＣ算出部、７０制御器。

Claims

複数の電池スタックで構成される二次電池の温度調整のための二次電池ヒータ構造であって、
二次電池の外側両端部に位置する外側電池スタックに設けられる外側ヒータと、
外側電池スタックの間に位置する内側電池スタックに設けられ、第１スイッチによって外側ヒータと並列接続される内側ヒータと、
外側ヒータと独立に外側電池スタックに設けられ、第２スイッチによって外側ヒータと並列接続され、内側ヒータの抵抗値と同じ抵抗値を有する付加外側ヒータと、
を備え、
二次電池を構成する複数の電池スタックの間の温度差が予め定めた閾値温度以下のときに第１スイッチをオンとし第２スイッチをオフとし、電池スタック間の温度差が閾値温度を超えるときに第１スイッチをオフとし第２スイッチをオンとすることを特徴とする二次電池ヒータ構造。