JP2016201321A - Temperature raising device for battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a battery electrolyte from being frozen for a longer period while suppressing an increase in power consumption of a heater.SOLUTION: During a first period until a lapsed time t from a plug-in state becomes a time t1, a first temperature rising control for maintaining a battery temperature Tb in a temperature range R1 is performed, original motor travelling performance being capable of being guaranteed in the temperature range R1, and, during a second period after the first period has elapsed, a second temperature rising control for maintaining the battery temperature Tb in a temperature range R2 is performed, temperatures in the temperature range R2 being lower than those in a target temperature range R1 and being higher than the temperature at which an electrolyte of a battery for drive is frozen.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、外部電源に接続可能な車両に搭載される電池の昇温装置に関する。   The present invention relates to a battery temperature raising device mounted on a vehicle that can be connected to an external power source.

特開2011−238428号公報(特許文献1)には、電池を外部から加熱するヒータと、ヒータで電池を加熱することによって電池を昇温する制御装置とを備えた昇温システムが開示されている。制御装置は、電池温度が所定温度以下である場合にヒータを作動させ、所定時間が経過するとヒータを停止する。   Japanese Patent Laying-Open No. 2011-238428 (Patent Document 1) discloses a temperature raising system including a heater that heats a battery from the outside, and a controller that raises the battery temperature by heating the battery with the heater. Yes. The control device operates the heater when the battery temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, and stops the heater when a predetermined time has elapsed.

特開2011−238428号公報JP 2011-238428 A

特開2011−238428号公報(特許文献1)に開示された昇温システムにおいては、所定時間が経過するとヒータが停止されるため無駄な消費電力が抑えられるが、ヒータ停止後に電池が極低温環境下に長期間放置されると、電池の電解液が凍結し、電池の入出力が一切できない状態に陥るおそれがある。   In the temperature raising system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-238428 (Patent Document 1), the heater is stopped when a predetermined time elapses, so that wasteful power consumption is suppressed. If the battery is left for a long period of time, the electrolyte of the battery may freeze, and the battery may not be able to be input / output at all.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ヒータの消費電力の増大を抑制しつつ、電池の電解液の凍結をより長い期間抑制することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress freezing of the electrolyte solution of the battery for a longer period while suppressing an increase in power consumption of the heater.

この発明に係る昇温装置は、外部電源に接続可能な車両に搭載され、外部電源から供給される電力を用いて充電可能に構成された電池の昇温装置であって、電池を外部から加熱するヒータと、ヒータで電池を加熱することによって電池を昇温する昇温制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、外部電源から電池に電力を供給可能な状態になってから第1期間が経過するまでの間は、電池の温度を第1下限温度以上にするようにヒータを制御する第1昇温制御を行ない、第1期間が経過した後は、電池の温度を第2下限温度以上にするようにヒータを制御する第2昇温制御を行なう。第2下限温度は、第1下限温度よりも低く、かつ電池の電解液が凍結する温度よりも高い。   A temperature raising device according to the present invention is a battery temperature raising device that is mounted on a vehicle that can be connected to an external power source and configured to be rechargeable using electric power supplied from the external power source. And a control device that performs temperature increase control for heating the battery by heating the battery with the heater. The control device controls the heater to control the heater so that the temperature of the battery is equal to or higher than the first lower limit temperature until the first period elapses after the electric power can be supplied to the battery from the external power source. After temperature control is performed and the first period has elapsed, second temperature increase control is performed to control the heater so that the temperature of the battery is equal to or higher than the second lower limit temperature. The second lower limit temperature is lower than the first lower limit temperature and higher than the temperature at which the battery electrolyte freezes.

このような構成によれば、第1期間経過後も、電池の温度が第2下限温度以上になるようにヒータが継続して作動される。第2下限温度は、第1期間中の第1下限温度よりも低い温度であるため、第1期間中よりもヒータの消費電力が抑制される。さらに、第2下限温度は、電池の電解液が凍結する温度よりも高い。そのため、ヒータの消費電力の増大を抑制しつつ、電池の電解液の凍結をより長い期間抑制することができる。   According to such a configuration, the heater is continuously operated so that the temperature of the battery becomes equal to or higher than the second lower limit temperature even after the first period has elapsed. Since the second lower limit temperature is lower than the first lower limit temperature during the first period, the power consumption of the heater is suppressed more than during the first period. Furthermore, the second lower limit temperature is higher than the temperature at which the battery electrolyte freezes. Therefore, freezing of the battery electrolyte can be suppressed for a longer period while suppressing an increase in power consumption of the heater.

好ましくは、車両は、電池の電力を用いてモータを作動させることによって車両駆動力を発生する。第1下限温度は、電池の温度が第2下限温度である時よりも高い電力を電池がモータに出力することができる温度である。   Preferably, the vehicle generates the vehicle driving force by operating the motor using the electric power of the battery. The first lower limit temperature is a temperature at which the battery can output higher power to the motor than when the battery temperature is the second lower limit temperature.

このような構成によれば、第1期間中に車両走行を開始する場合には、第1期間後に車両走行を開始する場合よりも、大きい車両駆動力で車両走行を開始することができる。   According to such a configuration, when the vehicle travel is started during the first period, the vehicle travel can be started with a larger vehicle driving force than when the vehicle travel is started after the first period.

好ましくは、制御装置は、第2昇温制御を開始してから第2期間が経過した場合、第2昇温制御を停止する。   Preferably, the control device stops the second temperature increase control when the second period has elapsed since the start of the second temperature increase control.

このような構成によれば、第2昇温制御を開始してから第2期間が経過したときは、車両が使用されないと想定されるため、第2昇温制御を停止することでヒータの消費電力が無駄に増大することを抑制することができる。   According to such a configuration, since it is assumed that the vehicle is not used when the second period has elapsed since the start of the second temperature increase control, the heater consumption is stopped by stopping the second temperature increase control. It can suppress that electric power increases wastefully.

好ましくは、第2期間は、第1期間よりも長い。
このような構成によれば、消費電力の低い第2期間を消費電力の高い第1期間よりも長くすることで、ヒータの消費電力の増大を抑制しつつ、電池の電界液の凍結をより長い期間抑制することができる。
Preferably, the second period is longer than the first period.
According to such a configuration, the second period with low power consumption is made longer than the first period with high power consumption, thereby suppressing the increase in power consumption of the heater and further freezing the electrolytic solution of the battery. The period can be suppressed.

好ましくは、第1昇温制御は、電池の温度を第1下限温度以上かつ第1上限温度未満の第1温度領域に維持するようにヒータを作動および停止する制御である。第2昇温制御は、電池の温度を第2下限温度以上かつ第2上限温度未満の第2温度領域に維持するようにヒータを作動および停止する制御である。第2上限温度は、第1上限温度よりも低い。   Preferably, the first temperature rise control is a control for operating and stopping the heater so as to maintain the temperature of the battery in a first temperature region that is equal to or higher than the first lower limit temperature and lower than the first upper limit temperature. The second temperature increase control is a control for operating and stopping the heater so as to maintain the temperature of the battery in a second temperature region that is equal to or higher than the second lower limit temperature and lower than the second upper limit temperature. The second upper limit temperature is lower than the first upper limit temperature.

このような構成によれば、第2期間中の第2上限温度が第1期間中の第1上限温度よりも低いため、第2期間中のヒータの消費電力を第1期間中のヒータの消費電力よりも抑えることができる。   According to such a configuration, since the second upper limit temperature during the second period is lower than the first upper limit temperature during the first period, the power consumption of the heater during the second period is reduced by the consumption of the heater during the first period. It can be suppressed more than electric power.

車両の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a vehicle. 昇温制御による電池温度Tbの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the battery temperature Tb by temperature rising control. 制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a control apparatus.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図1は、本実施の形態による電池の昇温装置を備えた車両1の全体構成図である。車両1は、駆動用バッテリ10と、DC/DCコンバータ20と、補機バッテリ30と、ヒータ40と、充電器50と、インレット51と、タイマ60と、制御装置100とを備える。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle 1 provided with a battery temperature increasing device according to the present embodiment. The vehicle 1 includes a drive battery 10, a DC / DC converter 20, an auxiliary battery 30, a heater 40, a charger 50, an inlet 51, a timer 60, and a control device 100.

車両1は、駆動用バッテリ10に蓄えられた電力で図示しないモータを駆動することによって走行することができる電動車両である。なお、車両1は、動力源として上記モータに加えてエンジンを備えてもよい。すなわち、車両1は、電気自動車であってもハイブリッド自動車であってもよい。   The vehicle 1 is an electric vehicle that can travel by driving a motor (not shown) with electric power stored in the driving battery 10. The vehicle 1 may include an engine in addition to the motor as a power source. That is, the vehicle 1 may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.

駆動用バッテリ10は、モータを作動させるための電力を蓄える二次電池である。駆動用バッテリ10は、たとえばリチウムイオン電池セルやニッケル水素電池セルなどを含んで構成される。   The driving battery 10 is a secondary battery that stores electric power for operating the motor. The drive battery 10 includes, for example, lithium ion battery cells, nickel metal hydride battery cells, and the like.

DC/DCコンバータ20は、駆動用バッテリ10を含む高圧系の電圧(たとえば200ボルト程度)を、補機バッテリ30を含む低圧系の電圧(たとえば12ボルト程度)に降圧して出力する。これにより、高圧系の電力が低圧系にも供給される。DC/DCコンバータ20は、制御装置100からの制御信号に基づいて制御される。   The DC / DC converter 20 steps down and outputs a high voltage system voltage (for example, about 200 volts) including the drive battery 10 to a low voltage system voltage (for example, about 12 volts) including the auxiliary battery 30. Thereby, the high-voltage power is also supplied to the low-pressure system. The DC / DC converter 20 is controlled based on a control signal from the control device 100.

補機バッテリ30は、車両1の補機(ヒータ40や制御装置100など)を作動させるための電力を蓄える二次電池である。補機バッテリ30は、代表的には鉛蓄電池を含んで構成される。補機バッテリ30の電圧は、上述したようにたとえば12ボルト程度の比較的低い値である。   The auxiliary battery 30 is a secondary battery that stores electric power for operating auxiliary devices (such as the heater 40 and the control device 100) of the vehicle 1. The auxiliary battery 30 typically includes a lead storage battery. The voltage of the auxiliary battery 30 is a relatively low value of about 12 volts as described above.

ヒータ40は、通電時にジュール熱を発生することによって駆動用バッテリ10を外部から加熱する。制御装置100からの制御信号によってスイッチ41が閉じられると、ヒータ40は、補機バッテリ30から供給される電力、DC/DCコンバータ20を介して駆動用バッテリ10から供給される電力、DC/DCコンバータ20を介して外部電源200から供給される電力の少なくともいずれかの電力によって発熱する。   The heater 40 heats the driving battery 10 from the outside by generating Joule heat when energized. When the switch 41 is closed by a control signal from the control device 100, the heater 40 supplies power supplied from the auxiliary battery 30, power supplied from the driving battery 10 via the DC / DC converter 20, DC / DC Heat is generated by at least one of the electric power supplied from the external power source 200 via the converter 20.

インレット51は、車両1のボディ表面に設けられ、外部電源200のコネクタ201に接続可能に構成される。外部電源200のコネクタ201がインレット51に接続されると、インレット51には外部電源200からの交流電力(以下「外部電力」ともいう)が入力される。   The inlet 51 is provided on the body surface of the vehicle 1 and is configured to be connectable to the connector 201 of the external power source 200. When the connector 201 of the external power source 200 is connected to the inlet 51, AC power from the external power source 200 (hereinafter also referred to as “external power”) is input to the inlet 51.

充電器50は、制御装置100からの制御信号によって制御され、外部電源200からインレット51に入力された外部電力(交流電力)を、駆動用バッテリ10に充電可能な電力(直流電力)に変換し、高圧系に供給する。これにより、駆動用バッテリ10が外部電力によって充電される。以下、駆動用バッテリ10を外部電力によって充電することを「外部充電」という。   The charger 50 is controlled by a control signal from the control device 100 and converts external power (AC power) input from the external power source 200 to the inlet 51 into power (DC power) that can be charged to the driving battery 10. Supply to high pressure system. As a result, the driving battery 10 is charged by the external power. Hereinafter, charging the driving battery 10 with external power is referred to as “external charging”.

外部電源200のコネクタ201がインレット51に接続された場合、インレット51には、外部電源200の充電ケーブル202からコントロールパイロット信号(以下「CPLT信号」という)が入力される。CPLT信号は、外部電源200から車両1に供給可能な電流に応じたデューティサイクルで発振する。CPLT信号は、インレット51を介して制御装置100に入力される。   When the connector 201 of the external power source 200 is connected to the inlet 51, a control pilot signal (hereinafter referred to as “CPLT signal”) is input to the inlet 51 from the charging cable 202 of the external power source 200. The CPLT signal oscillates at a duty cycle corresponding to the current that can be supplied from the external power supply 200 to the vehicle 1. The CPLT signal is input to the control device 100 via the inlet 51.

車両1は、駆動用バッテリ10の状態、具体的には温度(以下「電池温度Tb」ともいう)、電流、電圧などを検出する監視ユニット11を備える。さらに、車両1は、補機バッテリ30の状態(電圧、電流、温度など)、アクセルペダルポジション、車速など、車両1の走行を制御するのに必要な情報を検出する複数のセンサ(いずれも図示せず)を備える。各センサは、検出結果を制御装置100に出力する。   The vehicle 1 includes a monitoring unit 11 that detects the state of the driving battery 10, specifically, temperature (hereinafter also referred to as “battery temperature Tb”), current, voltage, and the like. Further, the vehicle 1 has a plurality of sensors (all of which are shown in FIG. 1) that detect information necessary for controlling the traveling of the vehicle 1, such as the state of the auxiliary battery 30 (voltage, current, temperature, etc.), the accelerator pedal position, and the vehicle speed. Not shown). Each sensor outputs a detection result to the control device 100.

タイマ60は、制御装置100から指示された開始タイミングからの経過時間tを計測して、制御装置100に出力する。タイマ60は、たとえば車載の時計やナビゲーション装置で実現することができる。なお、図1に示す例では、タイマ60は制御装置100の外部に設けられているが、タイマ60を制御装置100の内部に設けるようにしてもよい。   The timer 60 measures an elapsed time t from the start timing instructed from the control device 100 and outputs the measured elapsed time t to the control device 100. The timer 60 can be realized by, for example, an in-vehicle clock or a navigation device. In the example shown in FIG. 1, the timer 60 is provided outside the control device 100, but the timer 60 may be provided inside the control device 100.

制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)、メモリを含み、当該メモリに記憶された情報や各センサの検出結果などに応じて車両1の各機器を制御する。なお、図1においては、制御装置100を1つのユニットとしているが、機能ごとに分割してもよい。   The control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and controls each device of the vehicle 1 according to information stored in the memory, detection results of each sensor, and the like. In FIG. 1, the control device 100 is a single unit, but may be divided for each function.

制御装置100は、外部電源200がインレット51に接続されると、充電ケーブル202からのCPLT信号に基づいて外部充電が可能な状態であるか否かを判定する。外部充電が可能な状態であると判定されると、制御装置100は、充電器50を作動させて外部充電を開始する。制御装置100は、外部充電によって駆動用バッテリ10の蓄電量が目標値に達した場合に充電器50を停止させて外部充電を終了する。   When external power supply 200 is connected to inlet 51, control device 100 determines whether or not external charging is possible based on a CPLT signal from charging cable 202. When it is determined that external charging is possible, control device 100 operates charger 50 to start external charging. Control device 100 stops charger 50 and terminates external charging when the amount of power stored in drive battery 10 reaches a target value due to external charging.

以上のような構成を有する車両1が外部充電中あるいは外部充電完了後において極低温環境下で放置されると、電池温度Tbが低下し、駆動用バッテリ10の出力性能(出力可能電力)が低下した状態となる。このような状態では、ユーザが次に車両1を走行させようとしても、十分な電力を駆動用バッテリ10からモータに供給することができず、モータ走行性能が悪化することが懸念される。   When the vehicle 1 having the above configuration is left in an extremely low temperature environment during external charging or after completion of external charging, the battery temperature Tb decreases and the output performance (output power) of the driving battery 10 decreases. It will be in the state. In such a state, even if the user tries to run the vehicle 1 next time, sufficient power cannot be supplied from the driving battery 10 to the motor, and there is a concern that the motor running performance deteriorates.

このような点に鑑み、制御装置100は、外部充電中あるいは外部充電完了後において、ヒータ40を作動させて駆動用バッテリ10を昇温する制御(以下「昇温制御」ともいう)を実行する。外部充電開始後においては、外部電源200がインレット51に接続された状態であり外部電力を用いてヒータ40を作動させることができるため、駆動用バッテリ10の蓄電量を低下させることなく駆動用バッテリ10の昇温を行なうことができる。   In view of such a point, the control device 100 performs control (hereinafter also referred to as “temperature increase control”) for operating the heater 40 to raise the temperature of the driving battery 10 during external charging or after completion of external charging. . After the start of external charging, the external power source 200 is connected to the inlet 51 and the heater 40 can be operated using external power, so that the driving battery 10 does not decrease the amount of power stored in the driving battery 10. A temperature increase of 10 can be performed.

しかしながら、車両1が長期間(たとえば数十日以上)使用されずに放置される場合も想定される。このような場合に、次に車両1が使用されるまで長期間に亘って昇温制御を継続すると、駆動用バッテリ10の昇温に要するエネルギが無駄になってしまう。その一方で、昇温制御を継続する期間が短期間(たとえば数日程度)であると、昇温制御の停止後にユーザが車両1を走行させようとしても、駆動用バッテリ10の電解液が凍結して駆動用バッテリ10の入出力が一切できず車両1を退避走行させることもできない状態に陥るおそれがある。   However, it is also assumed that the vehicle 1 is left unused for a long period (for example, several tens of days or more). In such a case, if the temperature increase control is continued for a long time until the vehicle 1 is next used, the energy required for increasing the temperature of the drive battery 10 is wasted. On the other hand, if the period during which the temperature raising control is continued is a short period (for example, about several days), the electrolyte of the driving battery 10 is frozen even if the user tries to run the vehicle 1 after the temperature raising control is stopped. Thus, there is a risk that the drive battery 10 cannot be input / output at all and the vehicle 1 cannot be retreated.

上記のような問題に鑑み、本実施の形態による制御装置100は、昇温制御を継続する期間を第1期間と第2期間とに分け、各期間で昇温の目標温度を変更する。前半の第1期間は、ユーザが車両1を使用する可能性が比較的高い期間であると定義し、走行開始時からモータによる一定の走行性能(本来のモータ走行性能)を保証することを目的とした比較的高い目標温度とする。後半の第2期間は、ユーザが車両1を使用する可能性が比較的低い期間であると定義し、駆動用バッテリ10の電解液の凍結を防ぐための必要最低限の目標温度とする。   In view of the above problems, control device 100 according to the present embodiment divides a period during which temperature increase control is continued into a first period and a second period, and changes the target temperature for temperature increase in each period. The first period of the first half is defined as a period in which the user is relatively likely to use the vehicle 1, and the purpose is to guarantee a certain running performance (original motor running performance) by the motor from the start of running. And a relatively high target temperature. The second period in the latter half is defined as a period in which the user is relatively unlikely to use the vehicle 1, and is set to a minimum target temperature necessary for preventing the electrolyte solution of the driving battery 10 from freezing.

図2は、制御装置100が行なう昇温制御による電池温度Tbの変化の一例を示す図である。図2において、横軸はプラグイン状態(外部電源200がインレット51に接続されて外部充電が可能な状態)になってからの経過時間tを示し、縦軸は電池温度Tbを示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in the battery temperature Tb by the temperature increase control performed by the control device 100. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the elapsed time t since the plug-in state (the external power source 200 is connected to the inlet 51 and external charging is possible), and the vertical axis indicates the battery temperature Tb.

図2において、プラグイン状態になってからの経過時間tが時間t1になるまでの期間が、上記の第1期間である。第1期間中、制御装置100は、電池温度Tbを上限温度T1と下限温度T2との間の目標温度領域R1に維持するようにヒータ40を作動および停止する。より具体的には、制御装置100は、電池温度Tbが下限温度T2に低下するとスイッチ41を閉じてヒータ40を作動させ、ヒータ40の作動によって電池温度Tbが上限温度T1に上昇するとスイッチ41を開いてヒータ40を停止する。以下、第1期間中に実行される昇温制御を「第1昇温制御」ともいう。   In FIG. 2, the period until the elapsed time t from the plug-in state becomes the time t1 is the first period. During the first period, control device 100 operates and stops heater 40 so as to maintain battery temperature Tb in target temperature region R1 between upper limit temperature T1 and lower limit temperature T2. More specifically, the control device 100 closes the switch 41 to operate the heater 40 when the battery temperature Tb falls to the lower limit temperature T2, and operates the switch 41 when the battery temperature Tb rises to the upper limit temperature T1 by the operation of the heater 40. Open and stop the heater 40. Hereinafter, the temperature increase control executed during the first period is also referred to as “first temperature increase control”.

第1昇温制御中における目標温度領域R1は、上述したように、走行開始時からモータによる一定の走行性能(本来のモータ走行性能)を保証することを目的とした比較的高い目標温度に設定される。言い換えれば、第1昇温制御中における目標温度領域R1は、第2昇温制御中における目標温度領域R2(後述)に電池温度Tbが維持される時よりも高い電力を駆動用バッテリ10がモータに出力することができる温度領域である。したがって、第1期間中においては、第2期間中よりも、大きい車両駆動力で車両走行を開始することができる。すなわち、ユーザが第1期間中に車両1を使用する場合には、外気温が極低温であったとしても、車両走行開始時から本来のモータ走行性能を発揮することができる。   As described above, the target temperature region R1 during the first temperature rise control is set to a relatively high target temperature for the purpose of guaranteeing a constant running performance (original motor running performance) by the motor from the start of running. Is done. In other words, the target temperature region R1 during the first temperature increase control has a higher power than that when the battery temperature Tb is maintained in the target temperature region R2 (described later) during the second temperature increase control. This is the temperature range that can be output. Therefore, during the first period, vehicle travel can be started with a greater vehicle driving force than during the second period. That is, when the user uses the vehicle 1 during the first period, even if the outside air temperature is extremely low, the original motor running performance can be exhibited from the start of the vehicle running.

図2において、プラグイン状態になってからの経過時間tが時間t1になった後から時間t2になるまでの期間が、上記の第2期間である。第2期間中、制御装置100は、電池温度Tbを上限温度T3と下限温度T4との間の目標温度領域R2に維持するようにヒータ40を作動および停止する。より具体的には、制御装置100は、電池温度Tbが下限温度T4に低下するとスイッチ41を閉じてヒータ40を作動させ、ヒータ40の作動によって電池温度Tbが上限温度T3に上昇するとスイッチ41を開いてヒータ40を停止する。以下、第2期間中に実行される昇温制御を「第2昇温制御」ともいう。   In FIG. 2, the period from when the elapsed time t after the plug-in state is reached to time t1 until time t2 is the second period. During the second period, control device 100 operates and stops heater 40 to maintain battery temperature Tb in target temperature region R2 between upper limit temperature T3 and lower limit temperature T4. More specifically, the control device 100 closes the switch 41 when the battery temperature Tb falls to the lower limit temperature T4 and activates the heater 40. When the battery temperature Tb rises to the upper limit temperature T3 due to the operation of the heater 40, the control device 100 turns off the switch 41. Open and stop the heater 40. Hereinafter, the temperature increase control executed during the second period is also referred to as “second temperature increase control”.

第2昇温制御中における目標温度領域R2の下限温度T4は、第1昇温制御中における目標温度領域R1の下限温度T2よりも低く、かつ駆動用バッテリ10の電解液が凍結する温度よりも高い温度に設定される。本実施の形態においては、各温度T1〜T4の間に、図2に示すようにT1>T2>T3>T4の関係式が成立する。なお、たとえば各温度T1〜T4の間にT1>T3>T2>T4の関係式が成立するようにしてもよい。   The lower limit temperature T4 of the target temperature region R2 during the second temperature increase control is lower than the lower limit temperature T2 of the target temperature region R1 during the first temperature increase control, and is lower than the temperature at which the electrolyte of the drive battery 10 freezes. Set to high temperature. In the present embodiment, a relational expression of T1> T2> T3> T4 is established between the temperatures T1 to T4 as shown in FIG. For example, a relational expression of T1> T3> T2> T4 may be established between the temperatures T1 to T4.

このように、第1期間が経過した後も、電池温度Tbの上限温度T3を第1期間中の上限温度T1よりも低い温度に維持し、電池温度Tbの下限温度T4を第1期間中の上限温度T2よりも低くかつ駆動用バッテリ10の電解液が凍結する温度よりも高い温度に維持するようにヒータ40を継続して作動することで、ヒータ40の消費電力の増大を抑制しつつ駆動用バッテリ10の電解液の凍結をより長い期間抑制することができる。そのため、ユーザが車両1を第2期間中に使用する場合には、外気温が極低温であったとしても、駆動用バッテリ10の電解液は凍結しておらず、車両1を少なくとも退避走行させることができる。   Thus, even after the first period has elapsed, the upper limit temperature T3 of the battery temperature Tb is maintained at a temperature lower than the upper limit temperature T1 during the first period, and the lower limit temperature T4 of the battery temperature Tb is maintained during the first period. The heater 40 is continuously operated so as to be maintained at a temperature lower than the upper limit temperature T2 and higher than a temperature at which the electrolyte of the driving battery 10 freezes, thereby driving while suppressing an increase in power consumption of the heater 40. Freezing of the electrolyte solution of the battery 10 can be suppressed for a longer period. Therefore, when the user uses the vehicle 1 during the second period, even if the outside air temperature is extremely low, the electrolyte of the driving battery 10 is not frozen and the vehicle 1 is at least retracted. be able to.

本実施の形態においては、第2期間は、第1期間よりも長い期間に設定される。たとえば、第1期間を数日程度、第2期間を数十日程度に設定することができる。このように、ヒータ40の消費電力の低い第2期間を、ヒータ40の消費電力の高い第1期間よりも長くすることで、ヒータ40の消費電力の増大を抑制しつつ、電解液の凍結をより長い期間抑制することができる。   In the present embodiment, the second period is set to a period longer than the first period. For example, the first period can be set to several days, and the second period can be set to several tens of days. As described above, the second period in which the power consumption of the heater 40 is low is made longer than the first period in which the power consumption of the heater 40 is high, so that the increase in the power consumption of the heater 40 is suppressed and the electrolyte is frozen. It can be suppressed for a longer period.

なお、制御装置100は、第2期間が経過した後は、車両1が使用されないと想定されるため、昇温制御(第2昇温制御)を停止する。これにより、ヒータ40の消費電力が無駄に増大することを抑制することができる。   In addition, since it is assumed that the vehicle 1 is not used after the 2nd period passes, the control apparatus 100 stops temperature increase control (2nd temperature increase control). Thereby, it can suppress that the power consumption of the heater 40 increases uselessly.

図3は、制御装置100が昇温制御を行なう場合の処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、プラグイン状態(外部電源200がインレット51に接続されて外部充電が可能な状態)になった場合に開始される。   FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing when the control device 100 performs the temperature rise control. This flowchart is started when the plug-in state is entered (the external power source 200 is connected to the inlet 51 and external charging is possible).

ステップ(以下、ステップを「S」と略す)11にて、制御装置100は、プラグイン状態になってからの経過時間tのカウントを開始させる指令をタイマ60に出力する。   In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 11, control device 100 outputs to timer 60 a command to start counting elapsed time t after the plug-in state is reached.

S12にて、制御装置100は、経過時間tをタイマ60から取得する。S13にて、制御装置100は、経過時間tが時間t1(たとえば数日程度)を超えたか否かを判定する。   In S <b> 12, control device 100 acquires elapsed time t from timer 60. In S13, control device 100 determines whether or not elapsed time t has exceeded time t1 (for example, about several days).

経過時間tが時間t1を超えていない場合(S13にてNO)、制御装置100は、S14にて、目標上限温度Thighおよび目標下限温度Tlowを、それぞれ上限温度T1および下限温度T2(図2参照)に設定する。   If elapsed time t does not exceed time t1 (NO in S13), control device 100 sets target upper limit temperature High and target lower limit temperature Tlow to upper limit temperature T1 and lower limit temperature T2, respectively (see FIG. 2). ).

経過時間tが時間t1を超えた場合(S13にてYES)、制御装置100は、S15にて、目標上限温度Thighおよび目標下限温度Tlowを、それぞれ上限温度T3および下限温度T4(図2参照)に設定する。   When elapsed time t exceeds time t1 (YES in S13), control device 100 sets target upper limit temperature High and target lower limit temperature Tlow, and upper limit temperature T3 and lower limit temperature T4, respectively, in S15 (see FIG. 2). Set to.

S16にて、制御装置100は、電池温度Tbを監視ユニット11から取得する。S17にて、制御装置100は、電池温度Tbが目標上限温度Thighと目標下限温度Tlowとの間に維持されるようにヒータ40の作動(オン)および停止(オフ)を切り替える。この処理が昇温制御(第1昇温制御あるいは第2昇温制御)に相当する。   In S16, control device 100 acquires battery temperature Tb from monitoring unit 11. In S17, control device 100 switches operation (on) and stop (off) of heater 40 such that battery temperature Tb is maintained between target upper limit temperature High and target lower limit temperature Tlow. This process corresponds to temperature increase control (first temperature increase control or second temperature increase control).

S18にて、制御装置100は、経過時間tが時間t2(たとえば数十日程度)を超えたか否かを判定する。   In S18, control device 100 determines whether or not elapsed time t has exceeded time t2 (for example, about several tens of days).

経過時間tが時間t2を超えていない場合(S18にてNO)、制御装置100は、処理をS12に戻し、S12〜S18の処理を繰り返す。   When elapsed time t does not exceed time t2 (NO in S18), control device 100 returns the process to S12 and repeats the processes of S12 to S18.

経過時間tが時間t2を超えた場合(S18にてYES)、制御装置100は、自らを含む昇温システム全体をシャットダウンする。これにより、第2昇温制御が停止される。   When elapsed time t exceeds time t2 (YES in S18), control device 100 shuts down the entire temperature raising system including itself. Thereby, the second temperature raising control is stopped.

以上のように、本実施の形態による制御装置100は、プラグイン状態になってからの経過時間tが時間t1になるまでの第1期間中においては電池温度Tbを本来のモータ走行性能を保証可能な温度領域R1に維持する第1昇温制御を実行し、第1期間が経過した後の第2期間中においては電池温度Tbを目標温度領域R1よりも低くかつ駆動用バッテリ10の電解液が凍結する温度よりも高い温度領域R2に維持する第2昇温制御を実行する。これにより、ヒータ40の消費電力の増大を抑制しつつ駆動用バッテリ10の電解液の凍結をより長い期間抑制することができる。   As described above, the control device 100 according to the present embodiment guarantees the original motor running performance for the battery temperature Tb during the first period until the elapsed time t from the plug-in state reaches the time t1. The first temperature increase control is performed to maintain the temperature range R1 within the possible range, and the battery temperature Tb is lower than the target temperature range R1 during the second period after the first period has elapsed, and the electrolyte of the driving battery 10 The second temperature rise control is performed to maintain the temperature region R2 higher than the temperature at which the water freezes. Thereby, freezing of the electrolyte solution of the drive battery 10 can be suppressed for a longer period while suppressing an increase in power consumption of the heater 40.

<変形例>
上述の実施の形態においては、昇温制御(第1昇温制御および第2昇温制御)の実行中は制御装置100を含む昇温システムが作動状態に維持されていた。
<Modification>
In the above-described embodiment, the temperature raising system including the control device 100 is maintained in the operating state during the temperature raising control (the first temperature raising control and the second temperature raising control).

しかしながら、昇温制御(第1昇温制御および第2昇温制御)の実行中において、昇温システムを間欠的に停止するようにしてもよい。たとえば、制御装置100は、外気温の変化波形を学習し、外気温の変化波形の学習結果と電池温度Tbが目標上限温度Thighに到達した時の外気温とから電池温度Tbが目標下限温度Tlowに低下する時刻を予測し、予測された時刻を次回のシステム起動時刻に設定した上で昇温システムを一時的に停止するようにしてもよい。このようにすると、駆動用バッテリ10の昇温に要するエネルギをより低減することができる。   However, the temperature raising system may be intermittently stopped during the temperature raising control (the first temperature raising control and the second temperature raising control). For example, the control device 100 learns a change waveform of the outside air temperature, and the battery temperature Tb becomes the target lower limit temperature Tlow from the learning result of the outside air temperature change waveform and the outside air temperature when the battery temperature Tb reaches the target upper limit temperature High. It is also possible to predict the time when the temperature will decrease and to set the predicted time as the next system start time and then temporarily stop the temperature raising system. If it does in this way, energy required for temperature rise of drive battery 10 can be reduced more.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 車両、10 駆動用バッテリ、11 監視ユニット、20 DC/DCコンバータ、30 補機バッテリ、40 ヒータ、41 スイッチ、50 充電器、51 インレット、60 タイマ、100 制御装置、200 外部電源、201 コネクタ、202 充電ケーブル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 10 Drive battery, 11 Monitoring unit, 20 DC / DC converter, 30 Auxiliary battery, 40 Heater, 41 Switch, 50 Charger, 51 Inlet, 60 Timer, 100 Control apparatus, 200 External power supply, 201 Connector, 202 Charging cable.

Claims (5)

外部電源に接続可能な車両に搭載され、前記外部電源から供給される電力を用いて充電可能に構成された電池の昇温装置であって、
前記電池を外部から加熱するヒータと、
前記ヒータで前記電池を加熱することによって前記電池を昇温する昇温制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記外部電源から前記電池に電力を供給可能な状態になってから第1期間が経過するまでの間は、前記電池の温度を第1下限温度以上にするように前記ヒータを制御する第1昇温制御を行ない、
前記第1期間が経過した後は、前記電池の温度を第2下限温度以上にするように前記ヒータを制御する第2昇温制御を行ない、
前記第2下限温度は、前記第1下限温度よりも低く、かつ前記電池の電解液が凍結する温度よりも高い、電池の昇温装置。
A battery temperature increasing device that is mounted on a vehicle that can be connected to an external power source and configured to be rechargeable using electric power supplied from the external power source,
A heater for heating the battery from the outside;
A controller for performing a temperature rise control for heating the battery by heating the battery with the heater;
The controller is
During the period from when the external power source is able to supply power to the battery until the first period elapses, a first rise for controlling the heater so that the temperature of the battery is equal to or higher than a first lower limit temperature. Temperature control,
After the first period has elapsed, a second temperature increase control is performed to control the heater so that the temperature of the battery is equal to or higher than a second lower limit temperature,
The battery temperature raising device, wherein the second lower limit temperature is lower than the first lower limit temperature and higher than a temperature at which the electrolyte of the battery freezes.
前記車両は、前記電池の電力を用いてモータを作動させることによって車両駆動力を発生し、
前記第1下限温度は、前記電池の温度が前記第2下限温度である時よりも高い電力を前記電池が前記モータに出力することができる温度である、請求項1に記載の電池の昇温装置。
The vehicle generates vehicle driving force by operating a motor using electric power of the battery,
2. The temperature rise of the battery according to claim 1, wherein the first lower limit temperature is a temperature at which the battery can output higher power to the motor than when the temperature of the battery is the second lower limit temperature. apparatus.
前記制御装置は、前記第2昇温制御を開始してから第2期間が経過した場合、前記第2昇温制御を停止する、請求項1または2に記載の電池の昇温装置。   3. The battery temperature rising device according to claim 1, wherein the control device stops the second temperature rising control when a second period has elapsed since the start of the second temperature rising control. 4. 前記第2期間は、前記第1期間よりも長い、請求項3に記載の電池の昇温装置。   The battery temperature increasing device according to claim 3, wherein the second period is longer than the first period. 前記第1昇温制御は、前記電池の温度を前記第1下限温度以上かつ第1上限温度未満の第1温度領域に維持するように前記ヒータを作動および停止する制御であり、
前記第2昇温制御は、前記電池の温度を前記第2下限温度以上かつ第2上限温度未満の第2温度領域に維持するように前記ヒータを作動および停止する制御であり、
前記第2上限温度は、前記第1上限温度よりも低い、請求項1〜4のいずれかに記載の電池の昇温装置。
The first temperature increase control is a control for operating and stopping the heater so as to maintain the temperature of the battery in a first temperature region that is equal to or higher than the first lower limit temperature and lower than the first upper limit temperature.
The second temperature increase control is a control for operating and stopping the heater so as to maintain the temperature of the battery in a second temperature region that is equal to or higher than the second lower limit temperature and lower than the second upper limit temperature.
The battery temperature increasing device according to claim 1, wherein the second upper limit temperature is lower than the first upper limit temperature.
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