JP2016220310A - バッテリー温度制御装置、及び、バッテリーの温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電スタンドにおけるバッテリーの充電が完了するまでに要する時間を短縮する。
【解決手段】本発明のバッテリー温度制御装置は、電動車両に搭載された充電可能なバッテリーの温度を制御する温度制御装置であって、電動車両がバッテリーの充電を行う充電スタンドに到着する時のバッテリーの温度を、電動車両の走行状況に応じて予測する温度予測部と、バッテリーの温度を調整する温度調整部と、制御部とを有する。制御部は、温度予測部により予測される温度が基準温度範囲から外れる場合には、電動車両が充電スタンドに到着する時のバッテリーの温度が基準温度範囲内となるように、温度調整部を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、バッテリー温度制御装置、及び、バッテリーの温度制御方法に関する。

近年、環境問題に対する意識の向上に伴い、電気自動車やハイブリッド車両のようなモータが搭載された電動車両が注目されている。このような電動車両は、モータに電力を供給するバッテリーを搭載している。

一般に、電動車両に搭載されているバッテリーは、充電スタンドなどにおいて急速充電される。しかしながら、バッテリーには急速充電に適した基準温度範囲があり、バッテリーの温度が基準温度範囲から外れている場合に急速充電を行ってしまうと、バッテリーの性能が劣化してしまうことがある。そのため、バッテリーの温度が基準温度範囲を外れている場合に急速充電することは好ましくない。

特許文献１には、充電開始前にバッテリーの温度が基準温度範囲を下回る場合に、ヒーターなどの補機を動作させることによりバッテリーの温度を基準温度範囲内にする技術が開示されている。

特開２０１１−１５５４４号公報

特許文献１に開示されている技術によれば、電動車両が充電スタンドに到着した後から補機が動作してしまうことがある。このような場合には、バッテリーの温度が基準温度範囲内となるまでに時間がかかるため、電動車両が充電スタンドに到着した直後からバッテリーの充電を開始することはできず、バッテリーの充電が完了するまでに要する時間が長くなってしまう。

本発明の目的は、充電スタンドにおいてバッテリーの充電が完了するまでに要する時間を短縮可能なバッテリー温度制御装置、及び、バッテリーの温度制御方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、電動車両に搭載され、電動車両に搭載された充放電可能なバッテリーの温度を制御するバッテリー温度制御装置は、電動車両が充電スタンドに到着する時のバッテリーの温度を予測する温度予測部と、バッテリーの温度を調整する温度調整部と、制御部とを有する。制御部は、温度予測部により予測される温度が基準温度範囲から外れる場合には、電動車両が充電スタンドに到着する時のバッテリーの温度が基準温度範囲内となるように、温度調整部を制御する。

この態様によれば、電動車両が充電スタンドに到着する前に、充電スタンドに到着時のバッテリーの温度が基準温度範囲から外れると判断されると、バッテリーの温度調整が開始される。そのため、電動車両が充電スタンドに到着する時にはバッテリーの温度は基準温度範囲内となる。

したがって、電動車両が充電スタンドに到着した時点からバッテリーの充電を開始することができるため、充電スタンドにおけるバッテリーの充電が完了するまでに要する時間を短縮することができる。

図１は、本発明の第１実施形態におけるバッテリー温度制御装置に関する構成を示すブロック図である。 図２は、電動車両が充電スタンドに到着するまでのバッテリーの温度の変化の一例を示す図である。 図３は、電動車両が充電スタンドに到着するまでのバッテリーの温度の変化の他の一例を示す図である。 図４は、本発明の第１実施形態におけるバッテリー温度制御装置により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第２実施形態におけるバッテリー温度制御装置により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第３実施形態におけるバッテリー温度制御装置により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第４実施形態におけるバッテリー温度制御装置により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第５実施形態におけるバッテリー温度制御装置に関する構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第５実施形態におけるバッテリー温度制御装置により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本願発明の第１実施形態におけるバッテリー温度制御装置に関する構成を示すブロック図である。

電動車両１は、モータ１０と、バッテリー１１と、バッテリー温度制御装置１２とを有する。電動車両１は、充電スタンド管理センター２と通信可能に構成されている。

モータ１０は、電力が供給されると、供給される電力の大きさに応じて回転する。モータ１０の回転駆動力は、電動車両１の駆動輪に伝達される。

バッテリー１１は、リチウムイオンバッテリーなどの充放電可能な二次電池であって、モータ１０に電力を供給する。バッテリー１１から出力される電力は、電動車両１の搭乗者によるアクセルやブレーキなどの操作に応じて制御される。また、バッテリー１１は、充電スタンドなどで充電される。

バッテリー温度制御装置１２は、バッテリー１１の温度を制御する機能に加えて、ナビゲーション機能を有する。バッテリー温度制御装置１２は、バッテリー温度制御装置１２全体を制御するコントローラ１３と、バッテリー１１の温度を調整する温度調整部１４とにより構成される。

コントローラ１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有するマイクロコンピュータである。コントローラ１３は、現在地取得部１３０と、周辺情報収集部１３１と、予約実行部１３２と、記憶部１３３と、提示制御部１３４と、ナビゲーション部１３５と、温度予測部１３６と、残量予測部１３７と、充電時間予測部１３８と、制御部１３９とを有する。

現在地取得部１３０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ１３０Ａを用いて、電動車両１の現在地の情報を取得する。なお、現在地取得部１３０は、ＧＰＳ以外の手段を用いて電動車両１の現在地の情報を取得してもよい。

周辺情報収集部１３１は、ＦＭアンテナ１３１Ａを用いて、不図示の交通情報配信センターから配信されるＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、登録商標。以下同じ）情報を収集する。ＶＩＣＳ情報には、電動車両１の周辺の渋滞状況や工事状況などが含まれる。なお、周辺情報収集部１３１は、ＶＩＣＳ以外の情報を受信することにより周辺情報を取得してもよい。

予約実行部１３２は、広域通信網に接続可能な通信部１３２Ａを介して、充電スタンド管理センター２と通信する。予約実行部１３２は、充電スタンド管理センター２にアクセスして、充電スタンドを予約する。また、予約実行部１３２は、充電スタンド管理センター２から、充電スタンドの混雑状況を取得する。なお、充電スタンドの混雑状況には、予約状況や充電開始を待っている電動車両の台数などの情報が含まれる。通信部１３２Ａは、バッテリー温度制御装置１２と一体型の通信モジュールでもよいし、バッテリー温度制御装置１２と接続される携帯電話などでもよい。

記憶部１３３は、道路の形状や充電スタンドの位置を示す地図情報を記憶する。

提示制御部１３４は、ディスプレイ１３４Ａ及びスピーカ１３４Ｂを用いて、搭乗者に情報を提供する。例えば、提示制御部１３４は、ディスプレイ１３４Ａ上に、記憶部１３３にて記憶されている地図情報を表示させ、表示させた地図上において現在地取得部１３０により取得された電動車両１の現在地の情報を表示させる。また、提示制御部１３４は、スピーカ１３４Ｂから、周辺情報収集部１３１により収集された電動車両１の周辺の工事状況を示す音声を出力する。

ナビゲーション部１３５は、搭乗者により電動車両１の目的地が設定されると、その目的地までの経路を決定する。また、予約実行部１３２により充電スタンドが予約されると、ナビゲーション部１３５は、予約された充電スタンドまでの経路を決定する。

そして、ナビゲーション部１３５は、その経路における道幅、勾配、路面状況などに基づいて、電動車両１がその経路を走行する間の走行状況を予測する。なお、電動車両１の走行状況には、電動車両１の速度や、走行中の道路の勾配などの情報が含まれる。さらに、ナビゲーション部１３５は、電動車両１が目的地に到着するまでの所要時間を予測する。

また、ナビゲーション部１３５は、予約実行部１３２により取得される充電スタンドの混雑状況を用いることにより、充電スタンドにおける充電開始までの待ち時間を予測することができる。ナビゲーション部１３５は、充電スタンドの近傍に到着するまでの所要時間（移動時間）にこの待ち時間を加えることによって、実際に充電を開始するまでの所要時間を算出してもよい。このような場合には、実際に充電を開始するまでの所要時間が、充電スタンドに到着するまでの所要時間となる。なお、現在地から充電スタンドの近傍に到着するまでの移動時間の算出方法は、一般的なナビゲーション装置における現在地から目的地までの移動時間の算出方法と同様であり、良く知られた算出方法であるので、ここでは説明を省略する。

温度予測部１３６は、温度測定部１３６Ａを用いて、バッテリー１１の現在の温度を測定する。また、温度予測部１３６は、電動車両１の走行状況に基づいて、充電スタンドに到着時のバッテリー１１の温度を予測する。

残量予測部１３７は、残量測定部１３７Ａを用いて、バッテリー１１の現在の残量を測定する。また、残量予測部１３７は、電動車両１の走行状況に基づいて、充電スタンドに到着時のバッテリー１１の残量を予測する。ここで、電動車両１の走行状況とは、ナビゲーション部１３５で予測された電動車両１の走行速度や、道路の勾配などの情報である。モータ１０の消費電力は駆動トルクが大きいほど、且つ、回転数が高いほど大きくなる。従って、走行経路上の勾配情報から算出されるモータ１０の駆動トルクと走行速度情報から算出されるモータ１０の回転数とを、経路上の各地点に対応して求めることによって、電動車両１が現在地から充電スタンドへ到達するまでのモータ１０の消費電力を推定する事ができる。なお、上述のように算出されたモータ１０の消費電力に対して１より大きい所定の係数を乗算する等により、余裕代を見込んだ消費電力を算出しても良い。また、例えば周辺情報収集部１３１で収集したＶＩＣＳ情報に基づいて電動車両１の走行速度情報を補正しても良い。

充電時間予測部１３８は、充電スタンドにおけるバッテリー１１の充電時間を予測する。ここで、バッテリー１１の充電時間は、充電開始時のバッテリー１１の温度及び残量を用いて予測することができる。そのため、充電時間予測部１３８は、バッテリー１１の温度及び残量と、充電時間とを対応させたテーブルを予め記憶している。充電時間予測部１３８は、バッテリー１１の温度及び残量と、このテーブルとを用いて、充電時間を予測する。

制御部１３９は、コントローラ１３全体を制御するとともに、温度調整部１４を制御する。

温度調整部１４は、バッテリー１１の温度を調整する。なお、温度調整部１４が制御部１３９により制御されることにより、バッテリー１１を所望の温度にすることができる。

温度調整部１４は、例えば、バッテリー１１に風を吹きあてるファンと、ファンからバッテリー１１への風の流路の途中に設けられたヒーターとにより構成される。ファンが通電されると、ファンから出力される風がバッテリー１１に吹きあたることによりバッテリー１１は冷却される。また、ファンとヒーターとが同時に通電されると、ファンから出力される風はヒーターにより暖められ、暖められた風がバッテリー１１に吹きあたることによりバッテリー１１は加温される。

なお、温度調整部１４は、バッテリー１１の外部に設けられてもよいし、バッテリー１１と一体となって設けられてもよい。温度調整部１４がバッテリー１１と一体となって設けられている場合には、温度調整部１４は、さらに、ファンから出力される風が通るダクトを有し、そのダクトがバッテリー１１の表面に沿って設けられてもよい。

また、温度調整部１４は、例えば、車載用のエアコンであってもよい。エアコンから出力される風の一部がバッテリー１１にあたることにより、バッテリー１１を冷却または加温することができる。

ここで、電動車両１が充電スタンドに到着するまでの間のバッテリー１１の温度の変化について説明する。

図２は、電動車両１が充電スタンドに到達するまでのバッテリー１１の温度の変化の一例を示す図である。図２において、横軸に時間が、縦軸にバッテリー１１の温度が示されている。また、実線は、温度調整部１４による温度調整が行われない場合の、電動車両１が充電スタンドに到着するまでのバッテリー１１の温度変化を示している。一点破線は、温度調整部１４によるバッテリー１１の加温が開始された後のバッテリー１１の温度変化を示している。

一般に、バッテリー１１は、充電スタンドにおいて急速充電される。しかしながら、バッテリー１１には、急速充電に適した基準温度範囲がある。バッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合には、急速充電すると性能が劣化するおそれがあり、性能劣化を防止する為に充電電力が制限されることにより急速充電することができない。

また、バッテリー１１は電力を出力する時に発熱するため、電動車両１が走行する時には、バッテリー１１の温度が上昇する。しかしながら、バッテリー１１の温度が実線で示されたような変化をする場合には、電動車両１の充電スタンドへの到着時刻におけるバッテリー１１の温度は、基準温度範囲の下限値よりも低くなる。このような場合には、電動車両１が充電スタンドに到着した時点では充電電力が制限されるため、バッテリー１１を急速充電することはできない。

そこで、本実施形態のバッテリー温度制御装置１２は、電動車両１が充電スタンドに到着する前から温度調整部１４によるバッテリー１１の加温を開始する。これにより、到着時刻にはバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となるため、電動車両１が充電スタンドに到着した時点から、バッテリー１１の急速充電が可能となる。

図３は、電動車両１が充電スタンドに到達するまでのバッテリー１１の温度の変化の他の一例を示す図である。図３においては、図２と同様に、横軸に時間が、縦軸にバッテリー１１の温度が示されている。また、実線は、温度調整部１４による温度調整が行われない場合の、電動車両１が充電スタンドに到着するまでバッテリー１１の温度変化を示している。一点破線は、温度調整部１４によるバッテリー１１の冷却が開始された後のバッテリー１１の温度変化を示している。

電動車両１が高速で走行する場合などには、バッテリー１１の出力電力が大きいため発熱量も大きくなる。バッテリー１１の温度が実線で示されたような変化をする場合には、到着時刻のバッテリー１１の温度は、基準温度範囲の上限値よりも高くなる。このような場合には、電動車両１が充電スタンドに到着した時点では、バッテリー１１を急速充電することはできない。

そこで、本実施形態のバッテリー温度制御装置１２は、電動車両１が充電スタンドに到着する前から温度調整部１４によるバッテリー１１の冷却を開始する。これにより、到着時刻にはバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となり、電動車両１が充電スタンドに到着した時点から、バッテリー１１の急速充電が可能となる。

このように、図２及び図３に示されたように、バッテリー温度制御装置１２は、充電スタンドに到着する前にバッテリー１１の温度を調整する必要があると判断すると、バッテリー１１の温度の調整を開始する。このようにすることにより、到着時刻にはバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となるため、電動車両１が充電スタンドに到着した時点から、バッテリー１１を急速充電することができる。

図４は、本実施形態のバッテリー温度制御装置１２により行われる温度調整制御を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示す温度調整制御は、電動車両１が走行を開始してから目的地に到着するまでの間、所定の周期で繰り返し実行される。

まず、Ｓ４０１において、制御部１３９は、予約実行部１３２により予約された充電スタンドがあるか否かを判定する。

予約済みの充電スタンドがない場合には（Ｓ４０１：Ｎｏ）、制御部１３９は、バッテリー１１の充電の予定がないと判断し、温度調整制御を終了する。

予約済みの充電スタンドがある場合には（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、バッテリー１１の充電の予定があると判断し、Ｓ４０２の処理に進む。

Ｓ４０２において、ナビゲーション部１３５は、現在地取得部１３０により取得される電動車両１の現在地の情報と、記憶部１３３にて記憶されている地図情報及び充電スタンドの位置情報とを用いて、現在地から充電スタンドまでの経路を決定する。そして、ナビゲーション部１３５は、その経路における、充電スタンド３２までの距離、電動車両１の走行状況、及び、所要時間を求める。

次に、Ｓ４０３において、制御部１３９は、ナビゲーション部１３５により求められた充電スタンドまでの距離が予め記憶している所定の距離よりも短いか否かを判定する。

充電スタンドまでの距離が所定の距離以上である場合には（Ｓ４０３：Ｎｏ）、制御部１３９は、電動車両１が充電スタンドに十分に近づいていないと判断し、温度調整制御を終了する。

一方、充電スタンドまでの距離が所定の距離よりも短い場合には（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、電動車両１が充電スタンドに十分に近づいていると判断し、Ｓ４０４の処理に進む。

次に、Ｓ４０４において、温度予測部１３６は、Ｓ４０２において求められた電動車両１の走行状況を用いて、充電スタンドに到着するまでの電動車両１の消費電力を予測する。そして、温度予測部１３６は、この電動車両１の消費電力を用いてバッテリー１１の発熱量及び放熱量を予測し、充電スタンドへの到着予定時刻のバッテリー１１の温度を予測する。

具体的に、バッテリー１１の発熱量は、電動車両１の消費電力に加えて、バッテリー１１の残量、内部抵抗、及び、熱容量などを用いて求められる。バッテリー１１の放熱量は、電動車両１の外気温、バッテリー１１の熱容量及び放熱性などを用いて求められる。

また、電動車両１の消費電力は、モータ１０の消費電力と、モータ１０以外の電動車両１の構成である補機類の消費電力との合計である。

モータ１０の消費電力は、電動車両１の走行状況に基づいて予測される。

補機類の消費電力は、エアコンや、ワイパー、灯器などの補記の消費電力をそれぞれ予測し、それらの消費電力を合算することにより求めることができる。エアコンの消費電力は、電動車両１の外気温とエアコンの設定温度との温度差に基づいて予測される。ワイパーの消費電力は、不図示の気象情報取得部を介して取得した天気予報に示される予想雨量に基づいて予測される。灯器の消費電力は、充電スタンドまでの経路におけるトンネルの長さや、電動車両１の外の明るさや、予め記憶している当日の日の出及び日の入りの時刻などに基づいて予測される。

次に、Ｓ４０５において、制御部１３９は、温度予測部１３６により予測された到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲内にあるか否かを判定する。なお、この基準温度範囲は、制御部１３９にて記憶されているものとする。

予測された到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲内にある場合には（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、バッテリー１１の温度調整は不要と判断し、温度調整制御を終了する。

一方、予測された到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合には（Ｓ４０５：Ｎｏ）、制御部１３９は、バッテリー１１の温度調整が必要と判断し、Ｓ４０６の処理に進む。

Ｓ４０６において、残量予測部１３７は、Ｓ４０４において予測された電動車両１の消費電力を用いて、到着予定時刻のバッテリー１１の残量を予測する。そして、充電時間予測部１３８は、到着予定時刻のバッテリー１１の残量と、Ｓ４０４において予測された到着予定時刻のバッテリー１１の温度とに基づいて、充電スタンドにおけるバッテリー１１の充電時間を予測する。

なお、Ｓ４０６においては、温度調整部１４が制御されないことを前提として処理が行われている。以下では、このような温度調整部１４が制御されないことを前提として求められたバッテリー１１の充電時間を、第１充電時間と称する。

次に、Ｓ４０７において、温度調整部１４が制御されることを前提にして、温度予測部１３６は、到着予定時刻のバッテリー１１の温度を予測し、残量予測部１３７は、到着予定時刻のバッテリー１１の残量を予測する。そして、残量予測部１３７は、これらの到着予定時刻のバッテリー１１の温度と残量とに基づいて、バッテリー１１の充電時間を予測する。なお、以下では、このような温度調整部１４が制御されることを前提として求められたバッテリー１１の充電時間を、第２充電時間と称する。

次に、Ｓ４０８において、制御部１３９は、Ｓ４０６において予測された第１充電時間が、Ｓ４０７において予測された第２充電時間よりも長いか否かを比較する。

第１充電時間が第２充電時間以下である場合には（Ｓ４０８：Ｎｏ）、制御部１３９は、温度調整部１４を動作させても充電時間を短縮できないと判断し、温度調整制御を終了する。

一方、第１充電時間が第２充電時間よりも長い場合には（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、温度調整部１４を動作させることにより充電時間を短縮可能と判断し、Ｓ４０９の処理に進む。

Ｓ４０９において、制御部１３９は、到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲内となるように、温度調整部１４による温度調整が実行される。

例えば、到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲の上限値よりも高い場合には、制御部１３９は、バッテリー１１を冷却するように温度調整部１４を制御する。一方、到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲の下限値よりも低い場合には、制御部１３９は、バッテリー１１を加温するように温度調整部１４を制御する。

上述の第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２によれば、以下の効果を奏する。

バッテリー温度制御装置１２では、予測される到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合には（Ｓ４０５：Ｎｏ）、温度調整部１４による温度調整が行われる（Ｓ４０９）。このようにすることにより、電動車両１が充電スタンドに到着した時点では、バッテリー１１の温度は基準温度範囲内となる。したがって、電動車両１が充電スタンドに到着した時点から急速充電が可能になるため、バッテリー１１の充電が完了するまでに要する時間を短縮することができる。

例えば、電動車両１が高速道路などを高速で走行する場合には、モータ１０の回転数が高いため、バッテリー１１の出力が大きくなり、発熱量が増大する。そのため、サービスエリアに停車してバッテリー１１を充電しようとしても、バッテリー１１の温度が基準温度範囲の上限値よりも高くなっており、バッテリー１１を急速充電できないことがある。

これに対して、本実施形態によれば、到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲の上限値よりも高くなると予測される場合には、制御部１３９は、バッテリー１１の温度が低くなるように温度調整部１４を制御する。このように温度調整部１４が制御されることにより、電動車両１が充電スタンドに到着した時点では、バッテリー１１の温度は基準温度範囲内となり、急速充電が可能になる。そのため、バッテリー１１の充電が完了するまでに要する時間を短縮することができる。

また、バッテリー温度制御装置１２では、温度調整部１４の制御が行われない前提で予測される第１充電時間が、温度調整部１４の制御が行われる前提で予測される第２充電時間よりも長い場合には（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、温度調整部１４による温度調整が行われる（Ｓ４０９）。

ここで、温度調整部１４が制御されることにより、電動車両１が充電スタンドに到着した時点では、温度調整部１４の電力の消費量だけバッテリー１１の残量が減少するため、充電時間が長くなってしまう。しかしながら、温度調整部１４が制御されることにより、バッテリー１１の温度が基準温度範囲内となるため、バッテリー１１が急速充電されることで充電時間を短くすることができる。したがって、温度調整部１４が動作することにより電力を消費したとしても、結果として充電時間が短くなるのであるならば、温度調整部１４を制御した方がよい。

そのため、本実施形態によれば、第１充電時間が第２充電時間よりも長い場合、すなわち、温度調整部１４が制御されることにより充電時間が短くなる場合に、温度調整部１４が制御される。したがって、温度調整部１４が電力を消費することにより充電時間は長くなるが、バッテリー１１の温度が基準温度範囲内となることにより急速充電できるため、全体としてバッテリー１１の充電時間を短縮することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態においては、温度予測部１３６により予測されるバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合に、制御部１３９が温度調整部１４を制御する例について説明した。第２実施形態においては、到着予定時刻のバッテリー１１の残量を予測し、その予測したバッテリー１１の残量に応じて、制御部１３９が温度調整部１４を制御する例について説明する。

第２実施形態のバッテリー温度制御装置１２は、図１に示す第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２と同じ構成からなる。そのため、第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２と同じ構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

図５は、第２実施形態のバッテリー温度制御装置１２の動作を示すフローチャートである。

図５に示すフローチャートは、図４に示す第１実施形態におけるフローチャートと比較すると、Ｓ４０８の後にＳ５０１が追加されており、Ｓ４０９の後にＳ５０２及びＳ５０３が追加されている。

Ｓ５０１において、制御部１３９は、Ｓ４０４において予測された到着予定時刻のバッテリー１１の残量が下限値以上であるか否かを判定する。

予測されたバッテリー１１の残量が下限値よりも少ない場合には（Ｓ５０１：Ｎｏ）、制御部１３９は、温度調整部１４の動作によりバッテリー１１が消費されると、電動車両１が充電スタンドに到着できないおそれがあると判断し、温度調整制御を終了する。

予測されたバッテリー１１の残量が下限値以上である場合には（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、温度調整部１４の動作によりバッテリー１１が消費されても、電動車両１は充電スタンドに到着可能であると判断し、Ｓ４０９の処理に進む。

Ｓ４０９において温度調整部１４の温度調整が開始されると、制御部１３９は、Ｓ５０２の処理に進む。

Ｓ５０２において、制御部１３９は、残量測定部１３７Ａを用いて測定されるバッテリー１１の実測値が下限値以下であるか否かを判定する。なお、本ステップで用いられる下限値は、Ｓ５０１にて用いられる下限値と異なっていてもよい。例えば、本ステップにおいては、Ｓ５０１にて用いられる下限値よりも小さな値を本ステップにおける判定に用いてもよい。

バッテリー１１の実測値が下限値よりも大きい場合には（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、温度調整部１４が動作してもバッテリー１１が空になるおそれはないと判断し、温度調整制御を終了する。

一方、バッテリー１１の実測値が下限値以下である場合には（Ｓ５０２：Ｎｏ）、制御部１３９は、温度調整部１４が動作することによりバッテリー１１が空になるおそれがあると判断し、Ｓ５０３の処理に進む。

Ｓ５０３において、制御部１３９は、温度調整部１４の制御を中止する。

上述の第２実施形態のバッテリー温度制御装置１２によれば、以下の効果を奏する。

バッテリー温度制御装置１２では、到着予定時刻のバッテリー１１の残量が下限値以上であると予測される場合（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、すなわち、バッテリー１１の残量が十分にあると予測される場合に、温度調整部１４による温度調整が行われる（Ｓ４０９）。

ここで、到着予定時刻のバッテリー１１の残量が十分にあると予測される場合には、温度調整部１４が動作することによりバッテリー１１が消費しても、電動車両１が充電スタンドに到着するまでにバッテリー１１が空になるおそれが少ない。一方、到着予定時刻にバッテリー１１の残量が十分にないと予測される場合には、温度調整部１４が動作してしまうと、電動車両１が充電スタンドに到着するまでにバッテリー１１が空になるおそれがある。

そのため、本実施形態によれば、バッテリー１１の残量が十分にあると予測される場合、すなわち、温度調整部１４が動作することによりバッテリー１１が消費されてもバッテリー１１が空になるおそれが少ない場合に、温度調整部１４が動作する。また、第１実施形態と同様に、充電スタンドへの到着時点のバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となり、急速充電が可能になる。そのため、第２実施形態によれば、充電完了までに要する時間を短縮させることができるとともに、充電スタンドに到着するまでにバッテリー１１が空になるおそれを低減することができる。

また、バッテリー温度制御装置１２では、バッテリー１１の実測値が下限値よりも少ない場合（Ｓ５０２：Ｎｏ）、すなわち、バッテリー１１の残量が十分にない場合には、温度調整部１４の動作が中止される（Ｓ５０３）。

ここで、現在のバッテリー１１の残量が十分になく、温度調整部１４が動作することによりバッテリー１１が空になるおそれがある場合には、温度調整部１４が動作してしまうと、電動車両１が充電スタンドに到着できなくなるおそれがある。

そのため、本実施形態によれば、現在のバッテリー１１の残量が十分にない場合には温度調整部１４の動作を中止させることにより、温度調整部１４に起因するバッテリー１１の減少を抑制することができる。したがって、充電スタンドに到着するまでにバッテリー１１が空になるおそれを低減することができる。

なお、このようなＳ５０２及びＳ５０３の処理は、例えば、Ｓ４０４における到着予定時刻のバッテリー１１の温度の予測に誤りがある場合などに動作する。そのため、Ｓ５０２及びＳ５０３の処理は、他の処理に誤りがあっても電動車両の安全な運行を可能にするフェールセーフの機能を果たしていることになる。

（第３実施形態）
第１実施形態においては、温度予測部１３６により予測されるバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合に、制御部１３９が温度調整部１４を制御する例について説明した。第３実施形態においては、制御部１３９が基準温度範囲を変更する例について説明する。

第３実施形態のバッテリー温度制御装置１２は、図１に示す第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２と同じ構成からなる。そのため、第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２と同じ構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

図６は、第３実施形態のバッテリー温度制御装置１２の動作を示すフローチャートである。

図６に示すフローチャートは、図４に示す第１実施形態におけるフローチャートと比較すると、Ｓ６０１の処理が追加されている。

Ｓ６０１において、ナビゲーション部１３５は、充電スタンドから最終目的地までの経路における電動車両１の走行状況を予測する。そして、温度予測部１３６は、その走行状況に基づいて、電動車両１が充電スタンドから最終目的地まで走行する間のバッテリー１１の温度を予測する。制御部１３９は、この電動車両１が充電スタンドから最終目的地まで走行する間のバッテリー１１の温度に応じて、Ｓ４０５の判定にて用いられる基準温度範囲を変更する。

例えば、充電スタンドから目的地までの経路に上り坂が多い場合には、モータ１０のトルクが大きくなる機会が増えるため、バッテリー１１の温度は高くなりやすい。また、一般に、バッテリー１１には使用温度範囲があり、使用温度範囲から外れる場合には、出力が低下することがある。

そのため、電動車両１が充電スタンドから最終目的地まで走行する間に、バッテリー１１の温度が使用温度範囲を上回ると予測される場合には、制御部１３９は、Ｓ４０５の判定に用いられる基準温度範囲の上限値を低くする。このようにすることにより、充電スタンドに到着時のバッテリー１１の温度が低くなるとともに、充電完了時、すなわち、電動車両１が充電スタンドを出発する時点のバッテリー１１の温度も低くなる。したがって、電動車両１が充電スタンドから最終目的地まで走行する間において、バッテリー１１の温度が使用温度範囲を上回りにくくなるため、バッテリー１１の出力の低下を抑制することができる。

上述の第３実施形態のバッテリー温度制御装置１２によれば、以下の効果を奏する。

バッテリー温度制御装置１２では、充電スタンドへの到着前に、充電スタンドから最終目的地までの経路におけるバッテリー１１の予測温度を考慮して基準温度範囲が変更される（Ｓ６０１）。具体的には、予測温度が使用温度範囲を上回ると予測される場合には、基準温度範囲の上限値を下げる。一方、予測温度が使用温度範囲を下回ると予測される場合には、基準温度範囲の下限値を上げる。

このように基準温度範囲が変更されると、充電スタンドに到着時のバッテリー１１の温度は、基準温度範囲が変更された分だけ変化する。そのため、充電完了時のバッテリー１１の温度も、基準温度範囲の変更に応じて変化することになる。このように充電完了時のバッテリー１１の温度が変化することにより、電動車両１が充電スタンドから最終目的地まで走行する間において、バッテリー１１の温度は、使用温度範囲から外れにくくなるように変化する。したがって、バッテリー１１の出力低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、充電スタンドへの到着時点のバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となる。そのため、第３実施形態によれば、急速充電が可能になるとともに、充電スタンドから最終目的地までの経路におけるバッテリー１１の出力低下が抑制されるため、最終目的地までの所用時間を短縮することができる。

（第４実施形態）
第１実施形態においては、温度予測部１３６により予測されるバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合に、制御部１３９が温度調整部１４を制御する例について説明した。第４実施形態においては、温度調整部１４の動作タイミングを調整する例について説明する。

図７は、第４実施形態のバッテリー温度制御装置１２の動作を示すフローチャートである。

図７に示すフローチャートは、図４に示す第１実施形態におけるフローチャートと比較すると、Ｓ４０８の後にＳ７０１及びＳ７０２の処理が追加されている。

Ｓ７０１において、制御部１３９は、温度調整部１４が最大出力でバッテリー１１を加温又は冷却して、到着予定時刻にバッテリー１１の温度が基準温度範囲内となるような、温度調整部１４の制御を開始する時刻を求める。

例えば、制御部１３９は、温度調整部１４の出力に応じたバッテリー１１の単位時間あたりの温度変化量を予め記憶している。そして、予測される到着予定時刻のバッテリー１１の温度が基準温度範囲の下限値を下回る場合には、制御部１３９は、バッテリー１１の現在の温度と基準温度範囲の下限値との差を、温度調整部１４が最大出力となる場合の単位時間あたりの温度変化量で除することにより、温度調整に要する時間を算出する。そして、制御部１３９は、到着予定時刻から温度調整に要する時間だけ前の時刻を、温度調整部１４の温度調整開始時刻として求める。

Ｓ７０２において、制御部１３９は、現在時刻が温度調整開始時刻より前であるか否かを判定する。

現在時刻が温度調整開始時刻よりも前である場合には（Ｓ７０２：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、現在は温度調整を開始するタイミングではないと判断し、温度調整制御を終える。

一方、現在時刻が温度調整開始時刻以降である場合には（Ｓ７０２：Ｎｏ）、制御部１３９は、温度調整を開始するタイミングとなったと判断し、Ｓ４０９の処理に進む。ステップＳ４０９においては、温度調整部１４は、最大出力で加温又は冷却するように制御される。

上述の第４実施形態のバッテリー温度制御装置１２によれば、以下の効果を奏する。

バッテリー温度制御装置１２では、温度調整部１４が最大出力でバッテリー１１を加温又は冷却して、到着予定時刻にバッテリー１１の温度が基準温度範囲内となるような、温度調整部１４の制御を開始する時刻を求め（Ｓ７０１）、その時刻になると（Ｓ７０２：Ｎｏ）、温度調整部１４は最大出力での加温又は冷却を開始する（Ｓ４０９）。

温度調整部１４が最大出力となる場合には、バッテリー１１の温度が基準温度範囲となるまでの温度調整部１４の動作時間が最も短くなる。そのため、到着予定時刻よりもその動作時間だけ前の時刻である温度調整開始時刻は、最も遅らされていることになる。

ここで、温度調整部１４の動作の開始後に渋滞が発生してしまうと、温度調整部１４により電力が消費されていることにより、バッテリー１１が空になるおそれが高くなる。これに対して、本実施形態によれば、温度調整開始時刻が遅らされているため、温度調整開始後に渋滞が発生する可能性を低くなっている。

また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、充電スタンドへの到着時点のバッテリー１１の温度は基準温度範囲内となるため、急速充電が可能になる。そのため、第４実施形態によれば、充電完了までに要する時間を短縮させることができるとともに、電動車両１が充電スタンドに到着する前にバッテリー１１が空になるおそれを低減することができる。

なお、本実施形態においては、Ｓ７０２において、制御部１３９は、現在時刻と温度調整開始時刻とを比較したがこれに限らない。制御部１３９は、現在時刻から温度調整開始時刻までの待ち時間を算出し、算出した待ち時間をタイマに設定してもよい。このような場合には、制御部１３９は、タイマが満了すると、Ｓ４０９の処理に進む。

なお、本実施形態においては、温度調整部１４が最大出力で加温又は冷却する例について説明したが、これに限らない。例えば、温度調整部１４が、最大出力の８０％であるような所定の出力で加温又は冷却してもよい。なお、温度調整部１４の出力の大きさは、制御部１３９により制御される。

（第５実施形態）
第１実施形態においては、制御部１３９が温度予測部１３６により予測されるバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合に、温度調整部１４の制御を開始した。第５実施形態においては、制御部１３９がさらに電動車両１が充電待ち状態であるか否かに応じて、温度調整部１４を制御する例について説明する。

図８は、第５実施形態におけるバッテリー温度制御装置１２に関する構成を示すブロック図である。

図８に示されるように、第５実施形態のバッテリー温度制御装置１２は、図１に示された第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２の構成に加えて、充電待ち状態検知部８０１を有する。なお、以下において、第１実施形態のバッテリー温度制御装置１２と同じ構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

充電待ち状態検知部８０１は、電動車両１が充電待ち状態であることを検知する。

例えば、充電待ち状態検知部８０１は、現在地取得部１３０により取得された電動車両１の現在地が充電スタンド上であり、かつ、バッテリー１１の充電が開始されていない場合には、電動車両１が充電待ち状態であると検知する。

また、例えば、充電待ち状態検知部８０１は、充電スタンドから特定の信号を受信しており、かつ、バッテリー１１の充電が開始されていない場合には、電動車両１が充電待ち状態であると検知する。

また、例えば、充電スタンドによっては、複数のプラグを有し、それらの複数のプラグのうちの１つのプラグを用いて充電を行うものがある。このような複数プラグシステムを備える充電スタンドにおいては、充電待ち状態検知部８０１は、充電に用いるプラグが電動車両１に挿入されており、かつ、バッテリー１１の充電が開始されていない場合には、電動車両１が充電待ち状態であると検知する。

図９は、第５実施形態のバッテリー温度制御装置１２の動作を示すフローチャートである。

図９に示すフローチャートは、図４に示す第１実施形態におけるフローチャートと比較すると、Ｓ４０３の後に、Ｓ９０１からＳ９０３までが追加されている。

Ｓ９０１においては、制御部１３９は、充電待ち状態検知部８０１により電動車両１が充電待ち状態であると検知されているか否かを判定する。

電動車両１が充電待ち状態であると検知されていない場合には（Ｓ９０１：Ｎｏ）、制御部１３９は、電動車両１が充電スタンドに到着していないため到着予定時刻のバッテリー１１の温度の予測が必要と判断し、Ｓ４０４の処理に進む。

一方、電動車両１が充電待ち状態であると検知されている場合には（Ｓ９０１：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、電動車両１が充電スタンドの近傍に到着しているため充電開始時のバッテリー１１の温度の予測が必要と判断し、Ｓ９０２の処理に進む。

Ｓ９０２において、温度予測部１３６は、充電スタンドの混雑状況に応じて、バッテリー１１の充電が開始される時点の温度を予測する。なお、充電スタンドの混雑状況は、充電スタンド管理センター２から取得してもよいし、充電スタンドから直接取得してもよい。

Ｓ９０３において、制御部１３９は、温度予測部１３６により予測された充電開始時のバッテリー１１の温度が基準温度範囲内にあるか否かを判定する。

充電開始時のバッテリー１１の温度が基準温度範囲内にある場合には（Ｓ９０３：Ｙｅｓ）、制御部１３９は、温度調整は不要と判断し、温度調整制御を終了する。

一方、充電開始時のバッテリー１１の温度が基準温度範囲を外れる場合には（Ｓ９０３：Ｎｏ）、制御部１３９は、温度調整が必要と判断し、Ｓ４０９の処理に進む。

上述の第５実施形態のバッテリー温度制御装置１２によれば、以下の効果を奏する。

バッテリー温度制御装置１２では、電動車両１が充電待ち状態である場合には（Ｓ９０１：Ｙｅｓ）、充電開始時のバッテリー１１の温度が予測され（Ｓ９０２）、その温度が基準温度範囲内を外れていると（Ｓ９０２：Ｎｏ）、温度調整が開始される（Ｓ４０９）。

ここで、電動車両が充電待ち状態であれば、既に電動車両１は充電スタンドの近傍に到着している。そのため、到着予定時刻のバッテリー１１の温度ではなく、充電開始時のバッテリー１１の温度を用いて、温度調整が必要であるか否かが判定されるのが好ましい。

そのため、本実施形態では、電動車両が充電待ち状態である場合には、充電スタンドの混雑状況に応じて充電開始時のバッテリー１１の温度を予測し、その温度に応じてバッテリー１１の温度調整を行う。したがって、充電開始時には確実にバッテリー１１の温度を所定範囲内にすることができるため、急速充電が可能となり、充電完了までに要する時間を短くすることができる。

なお、本実施形態においては、Ｓ９０３において、充電開始時のバッテリー１１の予測値に応じた判定を行ったがこれに限らない。温度測定部１３６Ａによるバッテリー１１の温度の実測値に応じて温度調整部１４を制御してもよい。このようにすることにより、Ｓ９０２を省略できるため、バッテリー温度制御装置１２の処理を簡略化できる。

また、本実施形態以外にも、例えば、図５に示した第２実施形態におけるフローチャートのＳ４０８の後に、充電待ち状態検知部８０１により充電待ち状態が検知された場合には、Ｓ５０１にて用いられる下限値が低くなるように変更される処理が追加される実施形態が考えられる。

このようにすることにより、充電待ち状態においては、Ｓ５０３に示された温度調整を中止する機会が減り、温度調整部１４による温度調整が行われる機会が増える。したがって、バッテリー１１の温度は基準温度範囲内になりやすくなり、充電が完了するまでに要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１ 電動車両
２ 充電スタンド管理センター
１０ モータ
１１ バッテリー
１２ バッテリー温度制御装置
１３ コントローラ
１３０ 現在地取得部
１３０Ａ アンテナ
１３１ 周辺情報収集部
１３１Ａ ＦＭアンテナ
１３２ 予約実行部
１３２Ａ 通信部
１３３ 記憶部
１３４ 提示制御部
１３４Ａ ディスプレイ
１３４Ｂ スピーカ
１３５ ナビゲーション部
１３６ 温度予測部
１３６Ａ 温度測定部
１３７ 残量予測部
１３７Ａ 残量測定部
１３８ 充電時間予測部
１３９ 制御部
１４ 温度調整部
８０１ 充電待ち状態検知部

Claims (8)

1. 電動車両に搭載され、該電動車両に搭載された充放電可能なバッテリーの温度を制御するバッテリー温度制御装置であって、
   前記電動車両が前記バッテリーの充電を行う充電スタンドに到着する時の前記バッテリーの温度を、前記電動車両の走行状況に応じて予測する温度予測部と、
   前記バッテリーの温度を調整する温度調整部と、
   前記温度予測部により予測される温度が基準温度範囲から外れる場合には、前記電動車両が前記充電スタンドに到着する時の前記バッテリーの温度が前記基準温度範囲内となるように、前記温度調整部を制御する制御部と、を有する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
2. 請求項１に記載のバッテリー温度制御装置であって、
   前記充電スタンドにおける前記バッテリーの充電時間を予測する充電時間予測部を、さらに有し、
   前記充電時間予測部は、前記温度調整部の制御が行われない場合の第１充電時間、及び、前記制御部による前記温度調整部の制御が行われる場合の第２充電時間を予測し、
   前記制御部は、前記温度予測部により予測される温度が基準温度範囲から外れるとともに、前記第２充電時間が前記第１充電時間よりも短い場合には、前記温度調整部を制御する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
3. 請求項１または２に記載のバッテリー温度制御装置であって、
   前記電動車両が前記充電スタンドに到着する時の前記バッテリーの残量を、前記電動車両の走行状況に応じて予測する残量予測部を、さらに有し、
   前記制御部は、前記温度予測部により予測される温度が基準温度範囲から外れるとともに、前記残量予測部により予測される残量が下限値以上である場合には、前記温度調整部を制御する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリー温度制御装置であって、
   前記温度予測部は、前記電動車両が前記充電スタンドから最終目的地に到着するまでの間の前記バッテリーの温度を予測し、
   前記制御部は、前記温度予測部により予測される、前記電動車両が前記充電スタンドから最終目的地に到着するまでの間の前記バッテリーの温度に応じて、前記基準温度範囲を変更する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のバッテリー温度制御装置であって、
   前記制御部は、前記電動車両の前記充電スタンドへの到着予定時刻と、前記温度調整部が所定の出力となるように制御される場合に前記バッテリーの温度が前記基準温度範囲内となるまでに要する温度調整時間とを予測し、前記到着時予定刻から前記温度調整時間だけ前の時刻になると、前記温度調整部を所定の出力となるように制御する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のバッテリー温度制御装置であって、
   前記電動車両が前記充電スタンドにおいて前記充電の開始を待っている充電待ち状態であることを検知する充電待ち状態検知部を、さらに有し、
   前記温度予測部は、前記充電待ち状態検知部により充電待ち状態であることが検知される場合には、該充電スタンドにおいて充電を開始する時点の前記バッテリーの温度を予想し、
   前記制御部は、前記温度予測部により予測される充電を開始する時点の温度が前記基準温度範囲から外れる場合には、前記温度調整部を制御する、
   ことを特徴とするバッテリー温度制御装置。
7. 電動車両に搭載された充放電可能なバッテリーの温度制御方法であって、
   前記電動車両の走行状況に応じて、前記電動車両が前記バッテリーの充電を行う充電スタンドに到着する時の前記バッテリーの温度を予測する温度予測ステップと、
   前記予測される温度が基準温度範囲を外れるか否かを判定する温度判定ステップと、
   前記予測される温度が前記基準温度範囲を外れると判定される場合には、前記電動車両が前記充電スタンドに到着する時の前記バッテリーの温度が前記基準温度範囲となるように、前記バッテリーの温度調整を行う温度調整ステップと、を有する、
   ことを特徴とするバッテリーの温度制御方法。
8. 請求項７に記載のバッテリーの温度制御方法であって、
   前記温度調整が行われる場合の前記バッテリーの第１充電時間、及び、前記温度調整が行われない場合の前記バッテリーの第２充電時間を予測する充電時間予測ステップと、
   前記第１充電時間と、前記第２充電時間とを比較する比較ステップと、
   前記第２充電時間が前記第１充電時間よりも短いと判定される場合には、前記温度調整を行う充電時間短縮ステップを、さらに有する、
   ことを特徴とするバッテリーの温度制御方法。

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