JP2020178509A - 電池温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次電池のリップル昇温に伴うユーザへの振動音の不快感を抑制することができる電池温調装置を提供する。【解決手段】電池温調装置１００は、充放電可能であると共に車両２００に搭載される２次電池２０１の充放電を制御することで２次電池２０１に流れるリップル電流によって２次電池２０１を自己発熱させる昇温制御を行う制御装置１０１を含む。制御装置１０１は、車両２００のユーザの行動状況を取得し、ユーザの行動状況に応じて２次電池２０１の充放電を制御する周波数を多段階に変化させて昇温制御を行う。これにより、ユーザが車両２００から遠い場合は昇温制御の周波数を高く設定することができ、ユーザが車両２００に近づくほど昇温制御の周波数を低く設定することができる。このため、ユーザが昇温制御の振動音を感じにくくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、電池温調装置に関する。

一般に、温度が過度に低下した２次電池は最大出力が著しく低下するので、負荷に対する十分な電力を供給することが困難になる。よって、２次電池の加熱が必要になる。しかし、２次電池が持つ電気エネルギを用いて２次電池そのものを加熱する場合、２次電池単独では十分な出力を得ることができず、迅速な加熱が困難であった。

そこで、外部回路を用いて２次電池の充放電を繰り返すことにより、出力が著しく低下した２次電池に大電流を発生させ、２次電池の内部抵抗による自己発熱で昇温する技術が、例えば特許文献１で提案されている。

特許第５８６５７３６号公報

しかしながら、上記従来の技術のように、２次電池の充放電を繰り返すリップル昇温の方法を用いて２次電池を加熱する場合、充放電を繰り返すためのスイッチ切り替えの周波数特性に伴って振動音が発生してしまう。特に、高速昇温制御すなわち高周波数での充放電になる程、車両のユーザに振動音の不快さを与える可能性がある。

本発明は上記点に鑑み、２次電池のリップル昇温に伴うユーザへの振動音の不快感を抑制することができる電池温調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電池温調装置は、制御装置（１０１、３００）を含む。制御装置は、充放電可能であると共に車両（２００）に搭載される２次電池（２０１）の充放電を制御することで２次電池に流れるリップル電流によって２次電池を自己発熱させる昇温制御を行う。

また、制御装置は、車両のユーザの行動状況を取得し、ユーザの行動状況に応じて２次電池の充放電を制御する周波数を多段階に変化させて前記昇温制御を行う。

これによると、ユーザの行動状況に応じて、ユーザが車両から遠い場合は昇温制御の周波数を高く設定することができる一方、ユーザが車両に近づくほど昇温制御の周波数を低く設定することができる。このため、ユーザが昇温制御の振動音を感じにくくなる。したがって、２次電池のリップル昇温に伴うユーザへの振動音の不快感を抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る電池温調装置を含んだシステムの全体像を示した図である。 インバータの回路図である。 ユーザのライフパターンの一例を示した図である。 多段階昇温制御の内容を示したフローチャートである。 走行距離に応じた２次電池の昇温目標温度の一例を示した図である。 第２実施形態に係る異音抑制制御の内容を示したフローチャートである。 第３実施形態に係る電池昇温制御の内容を示したフローチャートである。 第４実施形態に係る２次電池の昇温目標温度の一例を示した図である。 第４実施形態に係る多段階昇温制御における２次電池の温度の推移を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図を参照して説明する。図１及び図２に示された電池温調装置１００は、車両２００に搭載される装置であると共に、車両２００に搭載された２次電池２０１を適切な温度に調整する装置である。図１に示されるように、車両専用のクラウドサーバ３００は、ユーザの携帯端末機４００及び車両２００の電池温調装置１００に対して、インターネットを介して相互に通信可能になっている。これは、ユーザの携帯端末機４００と車両２００とがコネクテッドしているとも言える。

２次電池２０１は、充放電可能な複数の電池セルを有する。各電池セルとしては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。２次電池２０１は、低温になると化学反応が進みにくく充放電に関して十分な性能を発揮することができない。一方、２次電池２０１は、高温になると劣化が進行しやすい。したがって、各電池セルの温度は、充分な性能を発揮できる適正な温度の範囲内に調整される。

電池温調装置１００は、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車としての車両２００に搭載される。車両２００は、車両停車時に外部電源から供給された電力を、車両２００に搭載された２次電池２０１に充電可能となっている。外部電源は例えば商用電源である。２次電池２０１に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、電池温調装置１００を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

また、図２に示されるように、電池温調装置１００は、制御装置１０１、インバータ１０２、モータジェネレータ１０３を含む。制御装置１０１は、インバータ１０２を駆動して２次電池２０１の充放電を制御することで２次電池２０１に流れるリップル電流によって２次電池２０１を自己発熱させる昇温制御を行う。制御装置１０１は、昇温制御を行うに際し、車両２００のユーザの行動状況を取得し、ユーザの行動状況に応じて２次電池２０１の充放電を制御する周波数を多段階に変化させる。

ここで、ユーザの行動状況とは、例えば、ユーザのスケジュールの情報、ユーザが所有するスマートフォン等の携帯端末機４００に関する情報や、ユーザが身につけるウェアラブルセンサ等の生体センサの情報である。

携帯端末機４００に関する情報としては、ＧＰＳによる位置情報、加速度センサの情報、充電の情報、表示画面の照度の情報等がある。生体センサの情報としては、ＧＰＳによる位置情報、単位時間当たりの歩数、消費エネルギ、睡眠情報、心拍情報、血圧情報等がある。これらの情報は、クラウドサーバ３００に蓄積されることでユーザの行動履歴になり、学習されることでライフパターンの情報にもなる。

上記のユーザに関する情報は、図１に示されるように、インターネットを通じてクラウドサーバ３００に蓄積される。例えば、図３に示されるように、クラウドサーバ３００は、ユーザに関する個人行動履歴データに基づいてユーザのライフパターンを学習する。ライフパターンには、睡眠、車、会社、自宅、散歩、買い物等の情報が含まれる。

クラウドサーバ３００は、個人行動履歴データの更新に伴って、随時、ライフパターンを最新の情報に更新する。情報の蓄積や解析、データの更新等は、クラウドサーバ３００に搭載された解析用ソフトウェアや、昇温制御のためにプログラムされたＡＩ（Artificial Intelligence）が行う。

クラウドサーバ３００は、ユーザに関する情報の他に、ユーザの車両２００、天候情報を提供する天候サーバ、静音区域の規制情報を提供する規制サーバ等の他のサーバからも各種の情報を取得する。クラウドサーバ３００は、ユーザの車両２００の情報として車両２００のＧＰＳ情報を取得する。

クラウドサーバ３００は、個人行動履歴データ、車両移動履歴データ、天候情報、地域の規制情報等に基づいて、ユーザが車両２００に乗車する時刻及びユーザの乗車時間を推定し、ユーザと車両２００との距離の情報及び規制区域の情報を取得する。そして、クラウドサーバ３００は、乗車時刻推定値、乗車時間推定値、ユーザと車両２００との距離情報、規制区域情報をユーザの車両２００に提供する。制御装置１０１は、クラウドサーバ３００から提供される情報に基づいて昇温制御を行う。制御装置１０１は、車両２００に搭載された図示しない通信モジュールを介してクラウドサーバ３００と通信を行う。

クラウドサーバ３００は、昇温制御の一形態として、ユーザの携帯端末機４００に２次電池２０１の昇温制御の許可依頼を求める場合もある。これにより、ユーザの意思で２次電池２０１の昇温制御が行われる場合がある。

また、図２に示されるように、モータジェネレータ１０３は、例えば、Ｕ相コイル１０４、Ｖ相コイル１０５、Ｗ相コイル１０６の３つが中性点で連結された３相回転機である。モータジェネレータ１０３のうち中性点側ではない各端子は、インバータ１０２を介して２次電池２０１に接続されている。

インバータ１０２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流の電圧及び電流を発生させて高電圧のモータジェネレータ１０３を駆動する。このため、インバータ１０２は、Ｕ相アーム１０７、Ｖ相アーム１０８、Ｗ相アーム１０９を有する。これら各アーム１０７〜１０９は、正極側配線１１０と負極側配線１１１との間に並列に接続されている。

各アーム１０７〜１０９は、直列に接続された２つのスイッチング素子１１２、１１３を有する。第１スイッチング素子１１２は、正極側配線１１０に接続されている。第２スイッチング素子１１３は、第１スイッチング素子１１２と負極側配線１１１との間に接続されている。

各スイッチング素子１１２、１１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード１１４がそれぞれ接続されている。また、各スイッチング素子１１２、１１３の接続点は、モータジェネレータ１０３の各端子に接続されている。各スイッチング素子１１２、１１３は例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、各ダイオード１１４はＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。

インバータ１０２の正極側配線１１０には、リレー１１５を介して２次電池２０１の正極が接続されている。また、インバータ１０２の正極側配線１１０と負極側配線１１１との間には平滑コンデンサ１１６が接続されている。

２次電池２０１の正極は、リレー１１７を介してＵ相に対応した各スイッチング素子１１２、１１３の接続点に接続されている。リレー１１５、１１７として、例えば可動接点形の電磁形リレーが用いられる。各スイッチング素子１１２、１１３及び各リレー１１５、１１７は後述する制御装置１０１からの操作信号によって電子操作される。

続いて、２次電池２０１の昇温制御について説明する。車両２００が極低温の環境下に置かれることで２次電池２０１が冷えた状態になっていると、車両２００の始動時に２次電池２０１から十分な出力が得られない。そこで、制御装置１０１は、インバータ１０２を駆動することで２次電池２０１の充放電を制御することで２次電池２０１に流れるリップル電流によって２次電池２０１を自己発熱させる昇温制御を行う。

昇温制御は、図示しない電池温度センサによって検出される２次電池２０１の温度や、２次電池２０１に含まれる監視装置１１８によって検出される各電池セルのセル電圧に基づいて行われる。そして、制御装置１０１は、２次電池２０１から平滑コンデンサ１１６への電気エネルギの移動処理と、平滑コンデンサ１１６から２次電池２０１への電気エネルギの移動処理と、を行う。つまり、制御装置１０１は、２次電池２０１の充放電による内部抵抗での発熱を狙った昇温制御を行う。

２次電池２０１から平滑コンデンサ１１６への電気エネルギの移動処理は、２次電池２０１の電圧を昇圧して平滑コンデンサ１１６に印加する昇圧処理となる。まず、リレー１１５を開状態とし、リレー１１７を閉状態とする。そして、制御装置１０１は、リレー１１７によって２次電池２０１に接続されないレッグであるＶ相及びＷ相について、下側アームの第２スイッチング素子１１３をオンする。これにより、２次電池２０１、リレー１１７、モータジェネレータ１０３、Ｖ相及びＷ相の第２スイッチング素子１１３を備えるループ経路に電流が流れ、モータジェネレータ１０３に電気エネルギが蓄えられる。

次に、制御装置１０１はＶ相及びＷ相の第２スイッチング素子１１３をオフする。これにより、モータジェネレータ１０３、Ｖ相及びＷ相の上側アームのダイオード１１４、平滑コンデンサ１１６、２次電池２０１、及びリレー１１７を備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１１６が充電される。

一方、平滑コンデンサ１１６から２次電池２０１への電気エネルギの移動処理は、平滑コンデンサ１１６の電圧を降圧して２次電池２０１に印加する降圧処理となる。まず、制御装置１０１は、リレー１１７によって２次電池２０１に接続されないレッグであるＶ相及びＷ相について、上側アームの第１スイッチング素子１１２をオンする。これにより、平滑コンデンサ１１６、Ｖ相及びＷ相の第１スイッチング素子１１２、モータジェネレータ１０３、リレー１１７、２次電池２０１を備えるループ経路に電流が流れ、モータジェネレータ１０３に電気エネルギが蓄えられる。

次に、制御装置１０１は、Ｖ相及びＷ相の第１スイッチング素子１１２をオフすることで、モータジェネレータ１０３、リレー１１７、２次電池２０１、Ｖ相及びＷ相の下側アームのダイオード１１４を備えるループ経路に電流が流れる。

以上のように、２次電池２０１と平滑コンデンサ１１６との間で電気エネルギの移動処理を、周波数を多段階に変化させて行う。これにより、２次電池２０１のエネルギ消費を抑制しつつ、２次電池２０１を昇温することができる。なお、上記の昇温制御は、インバータ１０２とモータジェネレータ１０３とを組み合わせたモータ＋インバータ方式である。以上が、電池温調装置１００の全体構成である。

次に、周波数を多段階に変化させる多段階昇温制御について、図４に示されたフローチャートを参照して説明する。図４のフローは、車両２００が例えば−２０℃のような極低温環境において即運転できない状況で実行される。すなわち、図４のフローは、車両２００が起動される前にスタートする。車両２００の起動とは、電源ボタンが押される前である。

また、図４のフローは、携帯端末機４００において目的地が設定された場合や、ユーザのスケジュールやライフパターンから車両２００に乗る可能性がある場合等のユーザの行動状況を、制御装置１０１がクラウドサーバ３００から取得したときにスタートする。

まず、ステップＳ１２０では、ユーザの乗車前に、ユーザが車両２００に長時間乗る確率が高いか否かが判定される。ユーザが車両２００に長時間乗る確率は、ユーザの行動状況に基づいて算出される。確率が高いか否かは、確率が予め定められた閾値を超えるか否かによって判定される。

ステップＳ１２０において、ユーザが車両２００に長時間乗る確率が低い場合、ステップＳ１２１に進む。これは、ユーザが短距離を運転する可能性が高い場合であり、いわゆるちょい乗りの短距離である可能性が高い場合である。

ステップＳ１２１では、車両２００が起動される前に低い目標昇温温度に達するように、例えば第１周波数での昇温制御が実施される。低い目標昇温温度とは、図５に示されるように、短距離に対応した目標温度であり、例えば−１０℃である。短距離の場合、２次電池２０１の大きな出力を必要としないので、車両２００を動かすことができる温度まで２次電池２０１を昇温できれば良い。なお、ユーザが乗車した際に２次電池２０１が低い目標昇温温度に達していなくても良い。

ステップＳ１２０において、ユーザが車両２００に長時間乗る確率が高い場合、すなわちユーザが短距離以外の距離を運転する可能性が高い場合、ステップＳ１２２に進む。これは、ライフパターンからユーザが長距離を運転すると推定される場合や、ナビゲーションに設定された目的地まで時間を要する場合等である。

ステップＳ１２２では、高い目標昇温温度に達するように、第１周波数での昇温制御が実施される。高い目標昇温温度とは、図５に示されるように、短距離以外に対応した目標温度であり、例えば５℃である。長時間あるいは長距離の場合、２次電池２０１の出力が必要となるので、ある程度の出力が得られる温度まで２次電池２０１が昇温される。なお、ユーザが乗車した際に２次電池２０１が高い目標昇温温度に達していなくても良い。

図４のステップＳ１２１またはステップＳ１２２の後、ステップＳ１２３では、ユーザの乗車後にモータが停止中であるか否かが判定される。これは、例えば駐車場で停車中の場合や、信号待ちで停車中の場合等である。つまり、車両２００が走行しているか否かが判定される。ステップＳ１２３において、モータが停止中ではない、すなわち走行中の場合、多段階昇温制御は終了する。

一方、ステップＳ１２３において、モータが停止中である場合、ステップＳ１２４に進む。ステップＳ１２４では、ユーザの乗車後にユーザが車両２００に長時間乗る確率が高いか否かが判定される。ステップＳ１２４では、例えば、最新のユーザの行動状況に基づいて判定される。ユーザは必ずしもスケジュールや目的地設定通りに行動するとは限らないからである。

ステップＳ１２４において、ユーザの乗車後にユーザが車両２００に長時間乗る確率が低いと判定された場合、多段階昇温制御は終了する。これは、目的地が変更されて短距離の乗車になった場合や、短時間の移動で車両２００が停車した場合等である。

ステップＳ１２４において、ユーザの乗車後にユーザが車両２００に長時間乗る確率が高いと判定された場合、ステップＳ１２５に進む。ステップＳ１２５では、２次電池２０１の温度が高い目標昇温温度に達しているか否かが判定される。ステップＳ１２５において、２次電池２０１の温度が高い目標昇温温度に達していると判定された場合、多段階昇温制御は終了する。

一方、ステップＳ１２５において、２次電池２０１の温度が高い目標昇温温度に達していないと判定された場合、ステップＳ１２６に進む。ステップＳ１２６では、ステップＳ１２２と同様に、高い目標昇温温度に達するように、２次電池２０１の昇温制御が実施される。但し、既にユーザが車両２００に乗っているので、第１周波数よりも周波数が低い第２周波数で昇温制御が実施される。この後、多段階昇温制御は終了する。

以上説明したように、本実施形態では、ユーザの行動状況に応じて、ユーザの乗車前は昇温制御の周波数を高い周波数である第１周波数に設定することができ、ユーザの乗車後は昇温制御の周波数を低く周波数である第２周波数に設定することができる。すなわち、ユーザが車両２００から離れている場合は高周波数での昇温制御が可能である。また、ユーザが車両２００に近い場合は振動音が発生しにくい低周波数での昇温制御が可能であるので、ユーザが２次電池２０１の昇温制御の振動音を感じにくくなる。したがって、２次電池２０１のリップル昇温に伴うユーザへの振動音の不快感を抑制することができる。

また、制御装置１０１は、ユーザの行動状況に応じて、リップル昇温の周波数を多段階に変化させて昇温制御を行うので、ユーザの乗車前にはユーザに不快感を与えることなく車両２００の走行が可能な状態になっている。すなわち、２次電池２０１を効率良く加熱することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、制御装置１０１は、昇温制御として、図６に示された異音抑制制御を行う。図６のフローは、既に昇温制御が実行されている状態で実行される。

ステップＳ１３０では、車両２００とユーザとの距離が基準距離以内であるか否かが判定される。これは、ユーザの携帯端末機４００のＧＰＳ情報と車両２００のＧＰＳ情報とに基づいて距離が算出され、基準距離と比較される。基準距離は、異音がユーザに気づかれる可能性がある距離であり、例えば５ｍである。

ステップＳ１３０において、車両２００とユーザとの距離が基準距離以内ではないと判定された場合、ステップＳ１３１に進む。これは、車両２００とユーザとの距離が離れている場合である。

ステップＳ１３１では、車両２００が音規制区域に位置しているか否かが判定される。音規制区域は、例えば、法律によって騒音が規制された区域や、自治的に騒音の抑制を管理する地域等である。音規制区域の情報は、クラウドサーバ３００に集約されると共に、電池温調装置１００に送信される。よって、ステップＳ１３１では、車両２００のＧＰＳ情報と音規制区域の情報とに基づいて判定が行われる。

ステップＳ１３１において、車両２００が音規制区域に位置していないと判定された場合、ステップＳ１３２に進む。ステップＳ１３２では、２次電池２０１の発熱量を優先する周波数が設定される。例えば、第１周波数が設定される。この後、異音抑制制御は終了する。

一方、ステップＳ１３１において、車両２００が音規制区域に位置していると判定された場合、ステップＳ１３３に進む。ステップＳ１３３では、昇温制御に係る異音の抑制を優先する周波数が設定される。例えば、第１周波数よりも周波数が低いと共に異音が出にくい周波数として第２周波数が設定される。このように、ユーザが乗車する前であっても、異音を抑制するために低周波数である第２周波数が設定される場合がある。この後、異音抑制制御は終了する。

また、ステップＳ１３０において、車両２００とユーザとの距離が基準距離以内であると判定された場合も、ステップＳ１３３に進む。車両２００とユーザとの距離が近い場合には、昇温制御に係る異音の抑制が優先される。この後、異音抑制制御は終了する。

以上説明したように、第１周波数から第２周波数への切り替えのタイミングは、ユーザが車両２００に到達するまでの距離に応じて定められるようにすることができる。すなわち、ユーザが車両２００に近づく程、昇温制御の周波数が下がるので、昇温制御に伴うユーザへの振動音の不快感を抑制することができる。

さらに、リップル昇温では、２次電池２０１の下限値電圧以上を保ちつつ、発熱量が最大となるように充放電周波数を電池温度に基づき可変制御することが可能であるが、充放電周波数による振動音は考慮されていないため乗員に異音が聞こえる可能性がある。しかしながら、上記の異音抑制を優先した異音抑制制御を実施することで、ユーザの不快感を抑制することができる。

変形例として、ステップＳ１３０では、ユーザが車両２００に到達するまでの時間が基準時間以内であるか否かが判定されても良い。ユーザが車両２００に到達するまでの時間は、ユーザの携帯端末機４００のＧＰＳ情報と車両２００のＧＰＳ情報とに基づく距離と、ユーザの移動速度の情報と、から概算される。すなわち、第１周波数から第２周波数への切り替えのタイミングは、ユーザが車両２００に到達するまでの時間に応じて定められても良い。

（第３実施形態）
本実施形態では、主に第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、第１実施形態に係る多段階昇温制御と、第２実施形態に係る異音抑制制御と、が組み合わされた電池昇温制御が実施される。以下、図７のフローチャートを参照して電池昇温制御について説明する。

まず、ステップＳ１４０では、出発前の事前昇温開始タイミングであるか否かが判定される。つまり、昇温制御が開始されていないか否かが判定される。ユーザが携帯端末機４００を介して２次電池２０１の昇温制御の許可を行う場合も事前昇温開始タイミングに含まれる。出発前の事前昇温開始タイミングであると判定された場合、すなわち昇温制御が開始されていない場合、ステップＳ１４１に進む。

ステップＳ１４１は、ステップＳ１２０と同じ判定が行われる。ステップＳ１４１の判定結果によって、ステップＳ１４２またはステップＳ１４３に進む。ステップＳ１４２は、ステップＳ１２１と同様に、低い目標昇温温度に達するように昇温制御が実施される。ステップＳ１４３は、ステップＳ１２２と同様に、高い目標昇温温度に達するように昇温制御が実施される。

ステップＳ１４０において、出発前の事前昇温開始タイミングではないと判定された場合、すなわち既に昇温制御が開始されている場合、ステップＳ１４４に進む。ここまでの処理は、多段階昇温制御の前半の処理に対応する。

続いて、ステップＳ１４４、ステップＳ１４５、ステップＳ１４６、ステップＳ１４７では、ステップＳ１３０、ステップＳ１３１、ステップＳ１３２、ステップＳ１３３と同じ処理が行われる。ステップＳ１４４〜ステップＳ１４７の処理は、異音抑制制御に対応する。

この後、ステップＳ１４８、ステップＳ１４９、ステップＳ１５０、ステップＳ１５１では、ステップＳ１２３、ステップＳ１２４、ステップＳ１２５、ステップＳ１２６と同じ処理が行われる。ステップＳ１４８〜ステップＳ１５１の処理は、多段階昇温制御の後半の処理に対応する。

以上のように、多段階昇温制御と異音抑制制御を組み合わせて実施することができる。これにより、昇温を多段階にすることで無駄の少ない必要最低限の昇温が可能になると共に、異音への不快感を低下させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、主に第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。上述の多段階昇温制御では、制御装置１０１は、ユーザの行動状況に基づいてユーザの乗車タイミングを予測して昇温制御を開始していた。本実施形態では、ユーザの乗車が確定するまでは２次電池２０１に対して予備昇温をすることで、乗車タイミングが遅れたり、乗車しなかった場合でも昇温の無駄を省くことが特徴となっている。

例えば、図８に示されるように、ユーザの走行時間の予測と走行距離に応じて、２次電池２０１の予備昇温の温度と最終温度が設定される。車両２００が例えば−２０℃の環境に置かれた状態において、まだ短距離以外の判定がなされていない場合は短距離の走行であるとして、予備昇温の昇温目標温度は−１５℃に抑制される。キー解除等で乗車が確実になった時点で最終温度として−１０℃まで１分程度の短時間に昇温が実施される。

ナビゲーションの行き先が予め設定されていたり、ライフパターンから通勤で乗車することが推定される場合は、予備昇温の昇温目標温度は１℃に設定される。また、乗車が確実になった時点で最終温度として５℃まで昇温する。

具体的には、図９に示されるように、時点Ｔ１で予備昇温が開始された場合、まず、低い目標昇温温度に達するように、第１周波数で昇温制御が実施される。これにより、時点Ｔ１から２次電池２０１の電池温度が上昇していく。

時点Ｔ２において、ユーザと車両２００との距離が基準距離以内になると、異音を抑制するために第２周波数で昇温制御が実施される。これにより、昇温スピードは落ちるが、２次電池２０１の電池温度は継続して上昇する。

時点Ｔ３から時点Ｔ４まで、車両２００が移動する。例えば、時点Ｔ４において、長く乗る確率が高いと判定される。例えば、時点Ｔ３から時点Ｔ４までの間に、電池温度が低い目標昇温温度を超える。時点Ｔ４から時点Ｔ５まで、車両２００は信号待ちで停車し、モータは停止する。

時点Ｔ５から時点Ｔ６まで、再び車両２００が移動する。この間、２次電池２０１は、昇温制御だけでなく、モータ駆動によっても温まる。時点Ｔ６から時点Ｔ７まで、再び車両２００は信号待ちで停車する。例えば、時点Ｔ７で２次電池２０１の電池温度が高い目標昇温温度に達する。

以上説明したように、予備昇温と最終温度の設定によって、２次電池２０１を効率良く多段に昇温することができる。温度設定については、予備昇温と最終温度の設定に限られず、予備昇温と最終温度との間に第３の温度や第４の温度が設定されても良い。ユーザの行動や車両２００の状態によっては、図９に示された例よりもさらに多段の昇温が実施される場合も当然ある。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池温調装置１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、昇温制御を行うための周波数は、第１周波数及び第２周波数の２段階に限られず、３段階や４段階等に細かく変更されても良い。

制御装置１０１は、ユーザに対して昇温制御の実行を提案しても良い。昇温制御の実行の提案は、例えば、ユーザの過去の行動履歴、ユーザのスケジュール、及びユーザによって予め設定された目的地のうちの少なくとも一つの情報に基づいてユーザの乗車が予測される場合等に行われる。

ユーザの乗車が予測は、制御装置１０１が行っても良いし、クラウドサーバ３００が行っても良い。制御装置１０１あるいはクラウドサーバ３００がユーザから昇温制御の指示を受けた場合、制御装置１０１はユーザの乗車前に昇温制御を行う。これにより、ユーザの乗車が予測される場合、ユーザの指示をトリガとして２次電池２０１の昇温を開始することができる。

また、制御装置１０１は、ユーザの行動状況に基づいてユーザの乗車時間が一定時間を超える長時間運転であると推定される場合、あるいは、ユーザの乗車時間が長時間運転よりも短い短時間運転であると推定される場合に応じた昇温制御を行っても良い。運転時間の推定は、制御装置１０１が行っても良いし、クラウドサーバ３００が行っても良い。

具体的には、ユーザの乗車時間が一定時間を超える長時間運転であると推定される場合、制御装置１０１は、ユーザの乗車前に２次電池２０１が第１目標温度に達するように昇温制御を行う。第１目標温度は例えば５℃である。例えば、２次電池２０１を−２０℃から５℃まで昇温する。

一方、ユーザの乗車時間が短時間運転であると推定される場合、制御装置１０１は、２次電池２０１が第１目標温度よりも低い第２目標温度に達するように昇温制御を行う。第２目標温度は例えば−１０℃である。２次電池２０１が第２目標温度に達すれば、ちょい乗り程度が可能になる。

そして、短時間運転であると推定された後にユーザの行動状況の変化に伴って長時間運転であると推定される場合がある。このような場合、制御装置１０１は、信号待ち等の車両２００の停車時に第１目標温度に対する温度不足分を補うために昇温制御を行う。つまり、制御装置１０１は、２次電池２０１の多段昇温を行う。このように、ユーザの乗車時間の推定に従って、２次電池２０１に対する昇温制御を行っても良い。

制御装置１０１は、ユーザの乗車後に乗車時間が一定時間を超える長時間運転であると推定される場合であって２次電池２０１が第１目標温度に達していない場合、信号待ち等の車両２００の停車時に第１目標温度に対する不足分を補うために昇温制御を行う。これにより、２次電池２０１を多段昇温することができ、短時間で第１目標温度まで昇温することができる。

制御装置１０１は、２次電池２０１の残存容量の情報を取得し、２次電池２０１の残存容量に応じた制御を行うことも可能である。例えば、制御装置１０１は、昇温制御に必要な電力と次回の乗車距離の予測に応じて２次電池２０１の残存容量を制御しても良い。または、制御装置１０１は、２次電池２０１の残存容量に応じて昇温制御の目標温度を変更しても良い。これにより、次回の乗車時の航行距離を確保することができる。

電池温調装置１００は、車両２００の車室内空間を適切な温度に調整する空調装置としても機能するように構成されていても良い。この場合、電池温調装置１００は、蒸気圧縮式冷凍機としての冷凍サイクル装置を有する。冷凍サイクル装置は、冷却水が循環する冷却回路や、冷媒が循環する冷媒回路を含む。そして、２次電池２０１で発生する熱は、冷却回路を循環する冷却水の加熱に利用されるようにしても良い。あるいは、２次電池２０１で発生する熱は、上述のモータジェネレータ１０３等の車載機器の加熱に利用されるようにしても良い。

上記各実施形態では、制御装置１０１がインバータ１０２に対して昇温制御の指令を行っていたが、クラウドサーバ３００がインバータ１０２に対して昇温制御の指令を行っても良い。この場合、クラウドサーバ３００が制御装置となる。すなわち、２次電池２０１の昇温制御の指令を行う装置は、コネクテッドを利用すれば、車両２００に搭載されている必要はない。この場合、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、クラウドサーバ３００が特許請求の範囲の「制御装置」に対応する。

１００ 電池温調装置
１０１ 制御装置
２００ 車両
２０１ ２次電池
３００ クラウドサーバ

Claims (8)

1. 充放電可能であると共に車両（２００）に搭載される２次電池（２０１）の充放電を制御することで前記２次電池に流れるリップル電流によって前記２次電池を自己発熱させる昇温制御を行う制御装置（１０１、３００）を含み、
   前記制御装置は、前記車両のユーザの行動状況を取得し、前記ユーザの行動状況に応じて前記２次電池の充放電を制御する周波数を多段階に変化させて前記昇温制御を行う電池温調装置。
2. 前記制御装置は、前記車両が起動される前に第１周波数で前記昇温制御を行い、その後、前記第１周波数よりも周波数が低い第２周波数で前記昇温制御を行う請求項１に記載の電池温調装置。
3. 前記第１周波数から前記第２周波数への切り替えのタイミングは、前記ユーザが前記車両に到達するまでの時間、または、前記ユーザが前記車両に到達するまでの距離に応じて定められる請求項２に記載の電池温調装置。
4. 前記制御装置は、前記ユーザの過去の行動履歴、前記ユーザのスケジュール、及び前記ユーザによって予め設定された目的地のうちの少なくとも一つの情報に基づいて前記ユーザの乗車が予測される場合は前記ユーザに対して前記昇温制御の実行を提案し、前記ユーザから前記昇温制御の指示を受けた場合は前記ユーザの乗車前に前記昇温制御を行う請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池温調装置。
5. 前記制御装置は、
   前記ユーザの行動状況に基づいて前記ユーザの乗車時間が一定時間を超える長時間運転であると推定される場合は前記ユーザの乗車前に前記２次電池が第１目標温度に達するように前記昇温制御を行い、
   前記ユーザの行動状況に基づいて記ユーザの乗車時間が前記長時間運転よりも短い短時間運転であると推定される場合は前記２次電池が前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に達するように前記昇温制御を行い、
   前記短時間運転であると推定された後に前記ユーザの行動状況の変化に伴って前記長時間運転であると推定される場合は前記車両の停車時に前記第１目標温度に対する温度不足分を補うために前記昇温制御を行う請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
6. 前記制御装置は、前記ユーザの乗車後に前記ユーザの乗車時間が一定時間を超える長時間運転であると推定される場合であって前記２次電池が第１目標温度に達していない場合、前記車両の停車時に前記第１目標温度に対する不足分を補うために前記昇温制御を行う請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電池温調装置。
7. 前記制御装置は、前記２次電池の残存容量の情報を取得し、前記昇温制御に必要な電力と次回の乗車距離の予測に応じて前記２次電池の残存容量を制御する、または、前記２次電池の残存容量に応じて前記昇温制御の目標温度を変更する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電池温調装置。
8. 前記２次電池で発生する熱は、前記車両に搭載されると共に冷却水が循環する冷却回路、あるいは、車載機器の加熱に利用される請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電池温調装置。

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