JP5017915B2 - 車両用電池温度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電池温度制御装置にかかり、特に、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載される電池の温度を制御する車両用電池温度制御装置に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では、モータ等の動力源を駆動するための電池を搭載している。

このような車両に搭載される車両用電池では、活性化した状態で使用するために、車両用電池の温度を制御することが提案されている。

例えば、特許文献１に記載の技術では、車両用電池の温度が低い時に車室内の空気を車両用電池へ導入して電池を暖気することが提案されており、このように車両用電池を暖機することによって活性化した状態で車両用電池を使用することができる。
特開平１０−２８４１３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両用電池の温度条件のみで車室内の空気を車両用電池へ導入すると、電池表面に結露が生じる場合があり、電極の腐食などが発生することが考えられ、温度制御の改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、車両用電池暖気時に電池表面の結露発生を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、車両用電池に空気を導入して車両用電池を暖機する暖気手段と、車両電池に空気を導入する際の空気の導入元を車室内とし、ウインドガラスの曇りを予測する曇り予測手段と、前記曇り予測手段の予測結果に基づいて、前記暖気手段による空気の導入による車両用電池の結露の発生を推定する推定手段と、前記推定手段によって車両用電池の結露の発生が推定された場合に、前記暖気手段による車両用電池の暖気を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴としている。

電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載された車両用電池は温度が低い場合に回生充電性能が低下するので、請求項１に記載の発明によれば、暖気手段によって車両用電池に空気を導入して車両用電池を暖気することで、回生充電性能の低下を防止することができる。例えば、暖気手段は、車室内の空気を車両用電池に導入する電池ファン等を適用することができる。

また、車両用電池に空気を導入することにより、車両用電池の結露が発生することがあるため、推定手段によって、暖気手段による空気の導入による車両用電池の結露の発生を推定し、車両用電池の結露の発生が推定される場合には、禁止手段によって暖気手段による車両用電池の暖気を禁止する。これにより、車両用電池暖気時に電池表面の結露発生を防止することができる。

例えば、暖気手段は、請求項２に記載の発明のように、車両用電池の温度を検出する電池温度検出手段によって検出された電池温度よりも、車両用電池に導入する空気の温度を検出する温度検出手段によって検出された空気の温度の方が高い場合に、車両用電池に空気を車両用電池に送風することで、車両用電池を暖機することができる。

なお、推定手段は、車両用電池に空気を導入する際の空気の導入元を車室内とし、ウインドガラスの曇りを予測する予測手段の予測結果に基づいて車両用電池の結露の発生を推定する。例えば、ウインドガラスが曇っていない場合には、車室内の空気を車両用電池に導入しても結露は発生しないと判断することができるので、予測手段の予測結果に基づいて車両用電池の結露の発生を推定することが可能となる。具体的には、所定値以上の車速で走行している場合には、前方視界が良好でフロントウインドシールドガラスに曇りがないと考えられるので、請求項３に記載の発明のように、予測手段は、車速を検出する車速検出手段の検出結果に基づいてウインドガラスの曇りを予測することができる。或いは、空調装置の送風方向がデフロスタ位置である場合や、リヤウインドガラスの曇りを除去するデフォッガのスイッチがオンしている場合には、ウインドガラスに曇りが発生していると考えられるので、請求項４に記載の発明のように、ウインドガラスの防曇制御の実施を検出する検出手段の検出結果に基づいてウインドガラスの曇りを予測することができる。

以上説明したように本発明によれば、車両用電池に空気を導入して車両用電池の暖気を行う際に、導入する空気による車両用電池の結露の発生を推定して、結露の発生が推定される場合に、車両用電池の暖気を禁止することにより、導入された空気によって車両用電池が結露しなくなるので、電池暖気時に電池表面の結露発生を防止することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
[第１参考形態]
図１は、第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。

本発明の第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置１０は、電池温度制御ＥＣＵ１２によって電池ファン１４の駆動を制御することによって、車両に搭載された電池２０の温度を制御する。

制御対象となる電池２０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の動力源となる電池を適用することができる。

電池２０は、図２に示すように、電池温度の低下すると最大充電可能量が低下してしまうため、回生ブレーキによる発電によって電池充電を行う際に効率良く充電ができなくなる。そのため、電池ファン１４を駆動することで電池２０を暖機するようになっている。

電池ファン１４は、例えば、電池２０近傍に設けられ、本形態では、車室内の空気を導入して電池に送風することによって電池２０を暖機する。

電池温度制御ＥＣＵ１２には、電池２０の温度を検出する電池温度センサ１６、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１８、及び車室内の湿度を検出する車室内湿度センサ２２が接続されており、各センサの検出結果が入力される。なお、車室内温度センサ１８及び車室内湿度センサ２２は、例えば、車室内を空調するエアコンを制御するエアコンＥＣＵに接続されている場合があるので、エアコンＥＣＵ等の他の制御ユニットから入力するようにしてもよい。

電池温度制御ＥＣＵ１２は、各センサの検出結果に基づいて、電池ファン１４の駆動を制御して電池２０の温度を制御する。詳細には、電池温度制御ＥＣＵ１２は、電池温度センサ１６によって検出された電池温度と、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度とを比較し、車室内温度の方が高い場合に、電池ファン１４を駆動する。

また、この時、車室内の空気を電池２０に送風することによる電池２０の結露の発生を推定し、電池２０が結露する可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動を禁止するようになっている。本形態では、車室内湿度センサ２２の検出結果から車室内の空気を電池２０に送風することによって電池２０が結露する可能性があるか否かを判定することで電池２０の結露の発生を推定する。詳細には、車室内の湿度の閾値を予め設定しておき、閾値以下の湿度である場合には、電池２０に結露が発生する可能性がないと判断する。

ここで、上述のように構成された第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置１０の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れについて説明する。図３は、第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置１０の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本形態では、図示しないイグニッションスイッチがオンされることによって、電池温度制御ＥＣＵ１２が電池温度制御を開始し、イグニッションスイッチがオフされることによって電池温度制御を終了するものとして説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされて電源が投入されると、まずステップ１００では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度の検出結果が取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度が所定値以下か否か判定される。該判定は、電池２０の予め定めた回生充電性能を満たす温度以下か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。

ステップ１０４では、電池ファン１４が駆動中か否か判定される。該判定は、後述する処理によって電池ファン１４が駆動されている状態か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ１０６へ移行して電池ファン１４を停止した後に、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

一方、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０８へ移行すると、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度が取得されて、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、車室内温度センサ１８によって検出された温度と、ステップ１００で電池温度センサ１６によって検出された温度が比較されて、車室内温度の方が電池温度より高いか否か判定され、該判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、車室内湿度センサ２２によって検出された車室内湿度が取得されて、ステップ１１４へ移行する。

ステップ１１４では、車室内湿度センサ２２によって検出された車室内の湿度が所定値以上か否か判定される。すなわち、電池ファン１４を駆動して車室内の空気を電池２０に送風した場合に、電池２０に結露を発生させることなく電池２０を暖気できるか否かが、車室内湿度センサ２２によって検出された湿度に基づいて判定される。

ここでステップ１１４の判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行して、電池ファン１４が駆動されている場合には停止する。すなわち、電池温度よりも車室内温度の方が高い場合でも車室内湿度が電池に結露を発生させる可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動が禁止される。これによって電池２０に結露が発生するのを防止することができる。

また、ステップ１１４の判定が肯定された場合、すなわち、車室内湿度が電池２０に結露を発生させる湿度ではない場合には、ステップ１１６へ移行して、電池ファン１４を駆動した後にステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、電池２０の温度よりも高い車室内空気が電池２０に送風されることによって、電池２０を暖機することができ、電池２０の回生充電性能の低下を抑制することができる。

このように、本形態では、車室内温度が電池温度よりも高くても、電池２０に結露が発生する場合は、車室内の空気を電池２０に送風する電池２０の暖機を禁止するようにしたので、電池暖気時に電池表面の結露の発生を防止しながら、電池２０の回生充電能力の低下を抑制することができる。
［第２参考形態］
続いて、第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置について説明する。

第１参考形態では、車室内の空気を電池２０に送風した場合の電池２０の結露発生を、車室内の湿度に基づいて推定するようにしたが、第２参考形態は、内外気切換ドアの位置及びブロアのオンオフ状態に基づいて推定するようにしたものである。

図４は、第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第１参考形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

制御対象となる電池２０は、第１参考形態と同様に、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の動力源となる電池を適用することができる。

電池２０は、図２に示すように、電池温度の低下すると最大充電可能量が低下してしまうため、回生ブレーキによる発電によって電池充電を行う際に効率良く充電ができなくなる。そのため、第１参考形態と同様に、電池ファン１４を駆動することで電池２０を暖機するようになっている。

電池ファン１４は、第１参考形態と同様に、例えば、電池２０近傍に設けられ、車室内の空気を導入して電池に送風することによって電池２０を暖機する。

電池温度制御ＥＣＵ１２には、電池２０の温度を検出する電池温度センサ１６、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１８、車室内を空調するエアコンの内気循環と外気導入を切り換える内外気切換ドアの位置（内気循環位置または外気導入位置）を検出する内外気切換位置センサ２４、及びエアコンの送風を行うブロアのオンオフを検出するブロアセンサ２６が接続されており、各センサの検出結果が入力される。なお、内外気切換位置センサ２４及びブロアセンサ２６は、例えば、エアコンを制御するエアコンＥＣＵに接続されているので、エアコンＥＣＵ等の他の制御ユニットから入力するようにしてもよい。

電池温度制御ＥＣＵ１２は、各センサの検出結果に基づいて、電池ファン１４の駆動を制御して電池２０の温度を制御する。詳細には、電池温度制御ＥＣＵ１２は、電池温度センサ１６によって検出された電池温度と、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度とを比較し、車室内温度の方が高い場合に、電池ファン１４を駆動する。

また、この時、車室内の空気を電池２０に送風することによる電池２０の結露の発生を推定し、電池２０が結露する可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動を禁止するようになっている。本形態では、内外気切換位置センサ２４の検出結果とブロアセンサ２６の検出結果から車室内の空気を電池２０に送風することによって電池２０が結露する可能性があるか否かを判定することで電池２０の結露の発生を推定する。詳細には、内外気切換位置センサ２４によって検出された内外気切換ドアの位置が外気導入の位置であり、かつブロアがオンである場合には、車室内が外気で十分換気された状態であるため、車室内の空気を電池２０に送風しても電池２０に結露が発生する可能性がないと判断する。

続いて、上述のように構成された第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れについて説明する。図５は、第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本形態についても第１参考形態と同様に、図示しないイグニッションスイッチがオンされることによって、電池温度制御ＥＣＵ１２が電池温度制御を開始し、イグニッションスイッチがオフされることによって電池温度制御を終了するものとして説明する。また、第１参考形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされて電源が投入されると、まずステップ１００では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度の検出結果が取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度が所定値以下か否か判定される。該判定は、電池２０の予め定めた回生充電性能を満たす温度以下か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。

ステップ１０４では、電池ファン１４が駆動中か否か判定される。該判定は、後述する処理によって電池ファン１４が駆動されている状態か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ１０６へ移行して電池ファン１４を停止した後に、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

一方、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０８へ移行すると、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度が取得されて、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、車室内温度センサ１８によって検出された温度と、ステップ１００で電池温度センサ１６によって検出された温度が比較されて、車室内温度の方が電池温度より高いか否か判定され、該判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１１８へ移行する。

ステップ１１８では、内外気切換位置センサ２４によって検出された内外気切換ドアの位置、及びブロアセンサ２６によって検出されたブロアのオンオフ状態が取得されて、ステップ１２０へ移行する。

ステップ１２０では、内外気切換位置センサ２４及びブロアセンサ２６の検出結果から外気導入かつブロアがオンされているか否かが判定される。すなわち、電池ファン１４を駆動して車室内の空気を電池２０に送風した場合に、電池２０に結露を発生させることなく電池２０を暖気できるか否かが、内外気切換位置センサ２４によって検出された内外気切換ドアの位置と、ブロアセンサ２６によって検出されたブロアのオンオフ状態とに基づいて判定される。該判定は、内外気切換位置センサ２４によって検出された内外気切換ドアの位置が外気導入の位置であり、かつブロアがオンである場合には、車室内が外気で十分換気された状態であるため、車室内の空気を電池２０に送風しても結露は発生しないと判断する。

ここでステップ１２０の判定が否定された場合には、上述のステップ１０４へ移行して、電池ファン１４が駆動されている場合には停止する。すなわち、電池温度よりも車室内温度の方が高い場合でも車室内が十分に換気された状態ではない場合には、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性があるため、電池ファン１４の駆動が禁止される。これによって電池２０に結露が発生するのを防止することができる。

また、ステップ１２０の判定が否定された場合、すなわち、車室内が十分換気された状態である場合には、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性がないため、ステップ１２２へ移行して、電池ファン１４を駆動した後にステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、電池２０の温度よりも高い車室内空気が電池２０に送風されることによって、電池２０を暖機することができ、電池２０の回生充電性能の低下を抑制することができる。

このように、本形態においても、第１参考形態と同様に、車室内温度が電池温度よりも高くても、電池２０に結露が発生する場合は、車室内の空気を電池２０に送風する電池の暖機を禁止するようにしたので、電池暖気時に電池表面の結露の発生を防止しながら、電池２０の回生充電能力の低下を抑制することができる。
［第１実施形態］
続いて、本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置について説明する。

第１参考形態では、車室内の空気を電池２０に送風した場合の電池２０の結露発生を、車室内の湿度に基づいて推定し、第２参考形態では、内外気切換ドアの位置及びブロアのオンオフ状態に基づいて推定するようにしたが、第１実施形態は、車速に基づいて推定するようにしたものである。

図６は、本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第１参考形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

制御対象となる電池２０は、第１及び第２参考形態と同様に、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の動力源となる電池を適用することができる。

電池２０は、図２に示すように、電池温度が低下すると最大充電可能量が低下してしまうため、回生ブレーキによる発電によって電池充電を行う際に効率良く充電ができなくなる。そのため、第１及び第２参考形態と同様に、電池ファン１４を駆動することで電池２０を暖機するようになっている。

電池ファン１４は、第１及び第２参考形態と同様に、例えば、電池２０近傍に設けられ、車室内の空気を導入して電池に送風することによって電池２０を暖機する。

電池温度制御ＥＣＵ１２には、電池２０の温度を検出する電池温度センサ１６、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１８、及び車両の走行速度を検出する車速センサ２８が接続されており、各センサの検出結果が入力される。なお、車速センサ２８は、例えば、車両の動力源となるエンジンやモータ等を制御する動力ＥＣＵに接続されている場合があるので、動力ＥＣＵ等の他の制御ユニットから入力するようにしてもよい。

電池温度制御ＥＣＵ１２は、各センサの検出結果に基づいて、電池ファン１４の駆動を制御して電池２０の温度を制御する。詳細には、電池温度制御ＥＣＵ１２は、電池温度センサ１６によって検出された電池温度と、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度とを比較し、車室内温度の方が高い場合に、電池ファン１４を駆動する。

また、この時、車室内の空気を電池２０に送風することによる電池２０の結露の発生を推定し、電池２０が結露する可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動を禁止するようになっている。本実施形態では、車速センサ２８の検出結果に基づいてフロントウインドシールドガラスの曇りを予測し、予測結果から車室内の空気を電池２０に送風することによって電池２０が結露する可能性があるか否かを判定することで電池２０の結露の発生を推定する。詳細には、車速センサ２８によって所定値以上の車速を検出した場合（例えば、本実施形態では車速があることを検出した場合）には、フロントウインドシールドガラスに曇りが発生せずに走行していると考えられるので、車室内の空気を電池２０に送風しても、フロントウインドシールドガラスと同様に結露が発生する可能性がないと判断する。なお、本実施形態では、車速がある場合に電池２０に結露が発生する可能性がないと判断するが、判定車速である所定車速は適宜設定するようにしてもよい。

続いて、上述のように構成された本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れについて説明する。図７は、本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態についても第１参考形態と同様に、図示しないイグニッションスイッチがオンされることによって、電池温度制御ＥＣＵ１２が電池温度制御を開始し、イグニッションスイッチがオフされることによって電池温度制御を終了するものとして説明する。また、第１参考形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされて電源が投入されると、まずステップ１００では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度の検出結果が取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度が所定値以下か否か判定される。該判定は、電池２０の予め定めた回生充電性能を満たす温度以下か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。

ステップ１０４では、電池ファン１４が駆動中か否か判定される。該判定は、後述する処理によって電池ファン１４が駆動されている状態か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ１０６へ移行して電池ファン１４を停止した後に、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

一方、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０８へ移行すると、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度が取得されて、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、車室内温度センサ１８によって検出された温度と、ステップ１００で電池温度センサ１６によって検出された温度が比較されて、車室内温度の方が電池温度より高いか否か判定され、該判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１２４へ移行する。

ステップ１２４では、車速センサ２８によって検出された車速が取得されて、ステップ１２６へ移行する。

ステップ１２６では、車速センサ２８の検出結果から車速が有るか否かが判定される。すなわち、電池ファン１４を駆動して車室内の空気を電池２０に送風した場合に、電池２０に結露を発生させることなく電池２０を暖気できるか否かが、車速センサ２８によって検出された車速に基づいて判定される。該判定は、車速がある場合には、フロントウインドシールドガラスが曇って前方視界が悪い状態ではないと考えられることから、フロントウインドシールドガラスに結露が発生していないと判断できるため、車室内の空気を電池２０に送風しても結露は発生しないと判断する。なお、判定車速は、車速があるか否かを判定するようにしてもよいし、所定車速以上か否かを判定するようにしてもよい。

ここでステップ１２６の判定が否定された場合には、上述のステップ１０４へ移行して、電池ファン１４が駆動されている場合には停止する。すなわち、電池温度よりも車室内温度の方が高い場合でもフロントウインドシールドガラスが曇っていると予測される場合には、車室内の湿度が高いと考えられるので、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性があるため、電池ファン１４の駆動が禁止される。これによって電池２０に結露が発生するのを防止することができる。

また、ステップ１２６の判定が否定された場合、すなわち、フロントウインドシールドガラスが曇らずに正常に走行している状態である場合には、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性がないため、ステップ１２８へ移行して、電池ファン１４を駆動した後にステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、電池２０の温度よりも高い車室内空気が電池２０に送風されることによって、電池２０を暖機することができ、電池２０の回生充電性能の低下を抑制することができる。

このように、本実施形態においても、第１及び第２参考形態と同様に、車室内温度が電池温度よりも高くても、電池２０に結露が発生する場合は、車室内の空気を電池２０に送風する電池の暖機を禁止するようにしたので、電池暖気時に電池表面の結露の発生を防止しながら、電池２０の回生充電能力の低下を抑制することができる。
［第３参考形態］
続いて、本発明の第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置について説明する。

第１参考形態では、車室内の空気を電池２０に送風した場合の電池２０の結露発生を、車室内の湿度に基づいて推定し、第２参考形態では、内外気切換ドアの位置及びブロアのオンオフ状態に基づいて推定し、第１実施形態では、車速に基づいて推定するようにしたが、第３参考形態は、ワイパスイッチの操作状態に基づいて推定するようにしたものである。

図８は、本発明の第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第１参考形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

制御対象となる電池２０は、上記各形態と同様に、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の動力源となる電池を適用することができる。

電池２０は、図２に示すように、電池温度が低下すると最大充電可能量が低下してしまうため、回生ブレーキによる発電によって電池充電を行う際に効率良く充電ができなくなる。そのため、上記各形態と同様に、電池ファン１４を駆動することで電池２０を暖機するようになっている。

電池ファン１４は、上記各形態と同様に、例えば、電池２０近傍に設けられ、車室内の空気を導入して電池に送風することによって電池２０を暖機する。

電池温度制御ＥＣＵ１２には、電池２０の温度を検出する電池温度センサ１６、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１８、及びフロントウインドシールドガラス上の雨滴を払拭するワイパの動作指示を行うワイパスイッチ３０が接続されており、各センサの検出結果が入力される。

本形態の電池温度制御ＥＣＵ１２は、ワイパスイッチ３０の操作状態から車室外湿度を予測するようになっている。

電池温度制御ＥＣＵ１２は、各センサの検出結果に基づいて、電池ファン１４の駆動を制御して電池２０の温度を制御する。詳細には、電池温度制御ＥＣＵ１２は、電池温度センサ１６によって検出された電池温度と、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度とを比較し、車室内温度の方が高い場合に、電池ファン１４を駆動する。

また、この時、車室内の空気を電池２０に送風することによる電池２０の結露の発生を推定し、電池２０が結露する可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動を禁止するようになっている。本形態では、ワイパスイッチ３０の操作状態から車室内の空気を電池２０に送風することによって電池２０が結露する可能性があるか否かを判定することで電池２０の結露の発生を推定する。詳細には、ワイパスイッチ３０の操作状態がワイパ作動中ではない場合には、天候が雨や雪の可能性が低く車室外及び車室内の空気の湿度が低いと考えられるので、車室内の空気を電池２０に送風しても、電池２０に結露が発生する可能性がないと判断する。

続いて、上述のように構成された第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れについて説明する。図９は、第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本形態についても第１参考形態と同様に、図示しないイグニッションスイッチがオンされることによって、電池温度制御ＥＣＵ１２が電池温度制御を開始し、イグニッションスイッチがオフされることによって電池温度制御を終了するものとして説明する。また、第１参考形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされて電源が投入されると、まずステップ１００では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度の検出結果が取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度が所定値以下か否か判定される。該判定は、電池２０の予め定めた回生充電性能を満たす温度以下か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。

ステップ１０４では、電池ファン１４が駆動中か否か判定される。該判定は、後述する処理によって電池ファン１４が駆動されている状態か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ１０６へ移行して電池ファン１４を停止した後に、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

一方、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０８へ移行すると、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度が取得されて、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、車室内温度センサ１８によって検出された温度と、ステップ１００で電池温度センサ１６によって検出された温度が比較されて、車室内温度の方が電池温度より高いか否か判定され、該判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１３０へ移行する。

ステップ１３０では、ワイパスイッチ３０の操作状態が検出されて、ステップ１３２へ移行する。

ステップ１３２では、ワイパスイッチ３０の操作状態からワイパが作動中か否かが判定される。すなわち、電池ファン１４を駆動して車室内の空気を電池２０に送風した場合に、電池２０に結露を発生させることなく電池２０を暖気できるか否かが、ワイパスイッチ３０の操作状態に基づいて判定される。該判定は、ワイパスイッチ３０の操作状態がワイパ作動中の場合には、天候が雨や雪の可能性が低く、車室内の空気を電池２０に送風しても結露は発生しないと判断する。

ここでステップ１３２の判定が否定された場合には、上述のステップ１０４へ移行して、電池ファン１４が駆動されている場合には停止する。すなわち、電池温度よりも車室内温度の方が高い場合でも天候が雨や雪である可能性が高い場合には、車室外及び車室内の湿度が高いと考えられるので、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性があるため、電池ファン１４の駆動が禁止される。これによって電池２０に結露が発生するのを防止することができる。

また、ステップ１３２の判定が否定された場合、すなわち、ワイパが作動中ではない場合には、天候が雨や雪である可能性が低く、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性がないため、ステップ１３４へ移行して、電池ファン１４を駆動した後にステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、電池２０の温度よりも高い車室内空気が電池２０に送風されることによって、電池２０を暖機することができ、電池２０の回生充電性能の低下を抑制することができる。

このように、本形態においても、上記各形態と同様に、車室内温度が電池温度よりも高くても、電池２０に結露が発生する場合は、車室内の空気を電池２０に送風する電池の暖機を禁止するようにしたので、電池暖気時に電池表面の結露の発生を防止しながら、電池２０の回生充電能力の低下を抑制することができる。

なお、本形態では、ワイパスイッチ３０の操作状態から車室外の湿度を予測して、電池２０の結露の発生を推定するようにしたが、ワイパスイッチ３０の操作状態の代わりに雨滴センサ等の検出結果を用いて車室外の湿度を予測して電池２０の結露の発生を推定するようにしてもよい。
［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置について説明する。

第１実施形態では、車速センサ２８の検出結果からフロントウインドシールドガラスの曇りを予測して、車室内の空気を電池２０に送風した場合に電池２０に結露が発生するか否かを推定するようにしたが、本実施形態では、防曇制御が実施されているか否かを検出することでフロントウインドシールドガラスの曇りを予測して、車室内の空気を電池２０に送風した場合に電池２０に結露が発生するか否かを推定するようにしたものである。

図１０は、本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第１参考形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

制御対象となる電池２０は、第１実施形態と同様に、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の動力源となる電池を適用することができる。

電池２０は、図２に示すように、電池温度が低下すると最大充電可能量が低下してしまうため、回生ブレーキによる発電によって電池充電を行う際に効率良く充電ができなくなる。そのため、第１実施形態と同様に、電池ファン１４を駆動することで電池２０を暖機するようになっている。

電池ファン１４は、第１実施形態と同様に、例えば、電池２０近傍に設けられ、車室内の空気を導入して電池に送風することによって電池２０を暖機する。

電池温度制御ＥＣＵ１２には、電池２０の温度を検出する電池温度センサ１６、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１８、車室内を空調するエアコンの送風方向を検出する送風方向検出センサ３２、及びリヤウインドガラスの曇りを除去するためのデフォッガスイッチ３４が接続されており、各センサの検出結果が入力される。なお、送風方向検出センサ３２は、例えば、エアコンを制御するエアコンＥＣＵに接続されているので、エアコンＥＣＵ等の他の制御ユニットから入力するようにしてもよい。

電池温度制御ＥＣＵ１２は、各センサの検出結果に基づいて、電池ファン１４の駆動を制御して電池２０の温度を制御する。詳細には、電池温度制御ＥＣＵ１２は、電池温度センサ１６によって検出された電池温度と、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度とを比較し、車室内温度の方が高い場合に、電池ファン１４を駆動する。

また、この時、車室内の空気を電池２０に送風することによる電池２０の結露の発生を推定し、電池２０が結露する可能性がある場合には、電池ファン１４の駆動を禁止するようになっている。本実施形態では、送風方向検出センサ３２の検出結果とデフォッガスイッチ３４の状態とから車室内の空気を電池２０に送風することによって電池２０が結露する可能性があるか否かを判定することで電池２０の結露の発生を推定する。詳細には、送風方向検出センサ３２によってフロントウインドシールドガラス方向へ送風するデフロスタ位置が検出された場合や、デフォッガスイッチ３４がオンされた場合などの防曇制御時には、ウインドガラスが曇った状態で車室内の湿度が高いと推定されるので、車室内の空気を電池２０に送風することにより電池２０に結露が発生する可能性があると判断する。

続いて、上述のように構成された本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れについて説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵ１２で行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態についても第１参考形態と同様に、図示しないイグニッションスイッチがオンされることによって、電池温度制御ＥＣＵ１２が電池温度制御を開始し、イグニッションスイッチがオフされることによって電池温度制御を終了するものとして説明する。また、第１参考形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされて電源が投入されると、まずステップ１００では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度の検出結果が取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、電池温度センサ１６によって検出された電池温度が所定値以下か否か判定される。該判定は、電池２０の予め定めた回生充電性能を満たす温度以下か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。

ステップ１０４では、電池ファン１４が駆動中か否か判定される。該判定は、後述する処理によって電池ファン１４が駆動されている状態か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ１０６へ移行して電池ファン１４を停止した後に、ステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

一方、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０８へ移行すると、車室内温度センサ１８によって検出された車室内温度が取得されて、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、車室内温度センサ１８によって検出された温度と、ステップ１００で電池温度センサ１６によって検出された温度が比較されて、車室内温度の方が電池温度より高いか否か判定され、該判定が否定された場合には上述のステップ１０４へ移行し、肯定された場合にはステップ１３６へ移行する。

ステップ１３６では、送風方向検出センサ３２によって検出されたエアコンの送風方向の検出結果、及びデフォッガスイッチ３４の状態が取得されて、ステップ１３８へ移行する。

ステップ１３８では、送風方向検出センサ３２の検出結果及びデフォッガスイッチ３４の状態から防曇制御中か否かが判定される。すなわち、電池ファン１４を駆動して車室内の空気を電池２０に送風した場合に、電池２０に結露を発生させることなく電池２０を暖気できるか否かが、送風方向検出センサ３２及びデフォッガスイッチ３４の状態に基づいて判定される。該判定は、送風方向検出センサ３２によってフロントウインドシールドガラス方向へ送風するデフロスタ位置が検出された場合や、デフォッガスイッチ３４がオンされている状態である場合には、ウインドガラスの防曇制御が行われていることから、車室内の湿度が高いと考えられるため、車室内の空気を電池２０に送風することによって結露が発生すると判断する。なお、ステップ１３８の判定は、デフロスタ位置の検出と、デフォッガスイッチ３４のオンを共に検出した場合に肯定されるようにしてもよいし、何れか一方を検出した場合に肯定されるようにしてもよい。

ここでステップ１３８の判定が肯定された場合には、上述のステップ１０４へ移行して、電池ファン１４が駆動されている場合には停止する。すなわち、電池温度よりも車室内温度の方が高い場合でも防曇制御が行われている場合には、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性があるため、電池ファン１４の駆動が禁止される。これによって電池２０に結露が発生するのを防止することができる。

また、ステップ１３８の判定が否定された場合、すなわち、防曇制御が行われていない場合には、車室内の空気によって電池２０に結露を発生させる可能性がないため、ステップ１４０へ移行して、電池ファン１４を駆動した後にステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、電池２０の温度よりも高い車室内空気が電池２０に送風されることによって、電池２０を暖機することができ、電池２０の回生充電性能の低下を抑制することができる。

このように、本実施形態においても、上記各形態と同様に、車室内温度が電池温度よりも高くても、電池２０に結露が発生する場合は、車室内の空気を電池２０に送風する電池の暖機を禁止するようにしたので、電池暖気時に電池表面の結露の発生を防止しながら、電池２０の回生充電能力の低下を抑制することができる。

なお、第１参考形態以外の各形態については、車室内の空気を電池２０に送風した場合の電池の結露する可能性の推定精度が第１実施形態よりも低いため、各形態の判定条件を適宜組合わせて、車室内の空気を電池２０に送風した場合に電池が結露するか否かを判定するようにしてもよい。

本発明の第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。 電池の温度特性を示すグラフである。 本発明の第１参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵで行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵで行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵで行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３参考形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵで行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係わる車両用電池温度制御装置の電池温度制御ＥＣＵで行われる電池温度制御の流れの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両用電池温度制御装置
１２ 電池温度制御ＥＣＵ
１４ 電池ファン
１６ 電池温度センサ
１８ 車室内温度センサ
２０ 電池
２２ 車室内湿度センサ
２４ 内外気切換位置センサ
２６ ブロアセンサ
２８ 車速センサ
３０ ワイパスイッチ
３２ 送風方向検出センサ
３４ デフォッガスイッチ

Claims (4)

1. 車両用電池に空気を導入して車両用電池を暖機する暖気手段と、
   車両電池に空気を導入する際の空気の導入元を車室内とし、ウインドガラスの曇りを予測する曇り予測手段と、
   前記曇り予測手段の予測結果に基づいて、前記暖気手段による空気の導入による車両用電池の結露の発生を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって車両用電池の結露の発生が推定された場合に、前記暖気手段による車両用電池の暖気を禁止する禁止手段と、
   を備えた車両用電池温度制御装置。
2. 車両用電池の温度を検出する電池温度検出手段と、前記暖気手段によって車両用電池に導入する空気の温度を検出する温度検出手段と、を更に備え、前記暖気手段が、前記電池温度検出手段によって検出された電池温度よりも前記温度検出手段によって検出された空気の温度の方が高い場合に、車両用電池に空気を導入して車両用電池に送風することを特徴とする請求項１に記載の車両用電池温度制御装置。
3. 前記曇り予測手段は、車速を検出する車速検出手段を含み、前記車速検出手段の検出結果に基づいてウインドガラスの曇りを予測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用電池温度制御装置。
4. 前記曇り予測手段は、ウインドガラスの防曇制御の実施を検出する防曇制御検出手段を含み、前記防曇制御検出手段の検出結果に基づいてウインドガラスの曇りを予測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用電池温度制御装置。

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