JP5652331B2 - 電池温調システムおよび電池充電システム - Google Patents

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Description

本発明は、電池温調システムおよび電池充電システムに関し、詳しくは、外的環境に影響されることなく、車両搭載の電池への効率のよい充電を実現するものに関する。
一般的に車両には、各種電気部品に供給する電気エネルギを蓄電する電池が搭載されており、例えば、電動モータのみで走行する電気自動車は、大容量の電池を搭載して外部の充電器から充電することにより繰り返し走行することが実現されている。この種の車両用電池の充電は、電気自動車だけでなく、例えば、電動モータと内燃機関を併用して走行するハイブリッド自動車でも、走行中に電気エネルギを回生エネルギとして回収して電池に充電するのに加えて、外部の充電器から充電可能にする場合もある。また、燃料電池自動車では、各種燃料を電気エネルギに変換して走行することから、その変換した電気エネルギを蓄電する電池に、外部の充電器から充電可能にすることも考えられる。
この種の車両用電池は、外気温など外的な環境の影響を受ける場合があり、例えば、充電時に電池の温度が低いと、充電効率が低下してしまうことから、その電池を効率よく充電可能な温度範囲内に加温するように、車両の空調装置を流用して、温風を電池側に流入させることが提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
近年には、車両用電池に急速充電することを可能にして普及させることが行われており、特に、氷点下の低温状態では充電効率が低下して急速充電不能になってしまうことから、電池を素早く最適な温度範囲内に加温することは重要である。
特開平５−２６２１４４号公報 特開平８−４００８８号公報 特開２００６−１７２９３１号公報
しかしながら、このような電池の加温にあっては、単純に温風を電池側に流入させて加温するだけであることから、その温度と湿度の関係（条件）によっては、電池表面に結露が発生して絶縁不良となってしまう可能性がある。
そこで、本発明は、結露なく電池を加温することを実現して、効率よく、かつ、問題の発生なく、電池に充電することができる電池温調システムを提供することを目的としている。
上記課題を解決する電池温調システムに係る本発明の第１の態様は、車両に搭載されて繰り返し充電可能な電池の温度を検出する電池温度検出部と、前記電池に向けて温風を吹き出す温風吹出部と、前記電池温度検出部が検出する電池温度に応じて前記温風吹出部に温風を吹き出させて前記電池周りに流入させることにより該電池を加温する温調制御部と、を備える電池温調システムであって、前記温風の流入により前記電池に結露が発生するか否かを判定する結露判定部と、前記電池の少なくとも前記温風の流入箇所周辺を除湿する除湿部と、を有して、前記温調制御部は、前記結露判定部が前記電池に結露発生と判定するときに、前記除湿部に前記電池周りを除湿させることを特徴とするものである。
上記課題を解決する電池温調システムに係る本発明の第２の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記除湿部は、前記温風吹出部が吹き出す温風を除湿して、当該温風を前記電池周りに流入させることにより前記温風の流入箇所周辺を除湿することを特徴とするものである。
上記課題を解決する電池温調システムに係る本発明の第３の態様は、上記第１または第２の態様の特定事項に加え、前記温風吹出部は、前記車両の車室内に流路を介して温風を供給するように前記車両側に搭載される空調装置を流用して、前記温風を前記電池に向けて吹き出すように前記流路を切り換える流路切換部を備えることにより構成され、前記除湿部は、前記空調装置が備える除湿機能により構成されていることを特徴とするものである。
上記課題を解決する電池充電システムに係る本発明の第４の態様は、車両に搭載されて繰り返し充電可能な電池に車両外部の充電器から電力供給させて当該電池の充電を行う電池充電システムであって、上記第３の態様の電池温調システムと、前記電池に充電する際に前記除湿部に前記電池周りを除湿させるときには前記空調装置が備える電動コンプレッサの駆動電力を前記充電器から供給させる制御を実行する電力制御部と、を備えることを特徴とするものである。
上記課題を解決する電池充電システムに係る本発明の第５の態様は、上記第４の態様の特定事項に加え、前記電力制御部は、前記充電器の供給可能な電力から前記電池の充電可能な電力と前記電動コンプレッサ駆動電力とを減算して温風供給に可能な電力を算出し電力供給させることを特徴とするものである。
このように本発明の上記の第１の態様によれば、車両搭載の電池の温度が低い場合（効率よく充電するためには温風により加温する必要がある場合）に、温風の流入により結露が発生すると判定されたときには、少なくとも電池周りに結露が発生しないように除湿することができる。したがって、外部環境が電池の充電に適さない低温時にも、結露なく電池を加温することができ、問題なく電池を急速充電することができる。
また、本発明の上記の第２の態様によれば、除湿されている温風を電池側に流入させてその電池周りを加温することができ、電池周りを除湿する特別な機構を必要とすることなく、結露が発生しないように除湿して、簡易かつ容易に結露なく電池を急速充電することができる。
また、本発明の上記の第３の態様によれば、車両が備える空調装置から吹き出される温風の流路を切り換えて、その空調装置の除湿機能で除湿した温風を電池周りに流入させることができ、より簡易かつ容易に電池周りを結露が発生しないように除湿して急速充電することができる。
また、本発明の上記の第４の態様によれば、車両外部の充電器で車載の電池を充電するシステムでも、その車両搭載の空調装置を流用して除湿した温風で電池を加温することができ、簡易かつ容易に結露なく電池を急速充電することができる。また、充電器から電動コンプレッサを駆動するのに必要な電力を供給するため、車両に搭載された電池に充電された電力を減少させないようにすることができる。
また、本発明の上記の第５の態様によれば、車両外部の充電器が電池に急速充電する際の余剰電力で空調装置を稼働させて加温することができ、加温するために電力消費されて充電時間が長くなってしまうことを回避しつつ電池を迅速に急速充電することができる。
本発明に係る電池温調システムおよび電池充電システムの一実施形態を示す図であり、その適用対象の車両の概略構成を示す透視側面図である。 その全体構成を示すブロック図である。 その要部構成を示す概念図である。 その結露条件マップを示す一覧表である。 その急速充電時の温調制御を示すフローチャートである。 その送風なし時の電力供給の配分を示すブロック図である。 その冷房時の流路を示す概念図である。 その冷房時の電力供給の配分を示すブロック図である。 その暖房時および除湿暖房時の流路を示す概念図である。 その暖房時のサブルーチン制御を示すフローチャートである。 その暖房時の電力供給の配分を示すブロック図である。 その除湿暖房時のサブルーチン制御を示すフローチャートである。 その除湿暖房時の電力供給の配分を示すブロック図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図１３は本発明に係る電池温調システムおよび電池充電システムの一実施形態を示す図である。
図１および図２において、電気自動車（車両）１０は、駆動輪１１を転動させる駆動源となる不図示の電動モータと、この電動モータに電力供給する電気エネルギを蓄電する大容量の電池パック１２と、を搭載して走行するようになっている。この電気自動車１０は、例えば、車室１０ａ内の暖房・換気・空調を行う空調装置（ＨＶＡＣ（Heating,Ventilating,andAirConditioning）システム）１３、後述する制御装置１５および各種センサ１６などの車両搭載の各種電装装置や電気部品にも、走行中だけでなく停止中も含めて原則として、電池パック１２から電力供給されるようになっている。
ここで、空調装置１３は、図３に示すように、ダクト（流路）２１内に上流側から強制的に空気を引き込んで下流側に向かって吹き出させる空気の流れを形成する送風ファン３１と、ダクト２１内を通過する空気を加熱する加熱部３２と、ダクト２１内を通過する空気を冷却する冷却部３３と、を備えている。
加熱部３２は、ダクト２１内を流れる空気を加熱するヒータコア３２ａと、ダクト２１内を流れる空気がヒータコア３２ａ内を通過する流路または通過しない流路のいずれかに切り換える切換ダンパ３２ｂと、がそのダクト２１内に配設されて構成されている。この加熱部３２は、ヒータコア３２ａに電池パック１２から電力供給して通電することにより発熱させて通過時に触れさせる流路が選択されたときに空気（温調風）を加熱する。
冷却部３３は、ダクト２１内に配設されて冷媒の蒸発による気化熱を利用して冷却するエバポレータ（冷却・除湿部）３５と、このエバポレータ３５を介するように冷媒を循環させる電動の冷房コンプレッサ３６と、この冷房コンプレッサ３６により冷媒を押し込まれて冷媒を液化するコンデンサ（復水器）３７と、このコンデンサ３７で液化された冷媒をエバポレータ３５内に導入される前に膨張させて気化させる膨張弁３８と、を備えている。この冷却部３３は、冷房コンプレッサ３６に電池パック１２から電力供給して通電することによりコンデンサ３７と膨張弁３８を介するように冷媒を循環させてエバポレータ３５を気化熱により冷却させることによって通過時に触れる空気（温調風）を除湿しつつ冷却する。
ダクト２１は、空調装置１３本体の上流側に外内ダクト２２が連結されており、空調装置１３本体の下流側には内々ダクト２３が連結されている。外内ダクト２２は、外部に連通する外気連通部２２ａと、車室１０ａ内に連通する内気連通部２２ｂと、この連通部２２ａ、２２ｂの連通量を調整する外内ダンパ２２ｃとを備えている。この外内ダクト２２は、外内ダンパ２２ｃを不図示の駆動モータで動作させることによりダクト２１内に引き込む流入元として外気連通部２２ａを介する外気または内気連通部２２ｂを介する車室１０ａ内の内気の一方に切換または配分調整することができる。
また、制御装置１５は、予め準備されている制御プログラムに従って各種パラメータや後述する各種情報に基づいて電気自動車１０を統括制御するようになっている。この制御装置１５は、例えば、ドライバによる不図示の操作パネルへの入力操作や不図示の車室温度センサが検出する車室１０ａ内の室温（センサ情報）に基づいて外内ダクト２２のダンパ２２ｃの開閉動作を制御してダクト２１の空気の取り込み口を外気連通部２２ａまたは内気連通部２２ｂの一方に切り換えるとともに空調装置１３の駆動を制御する。ここで、制御装置（温調制御部・電力制御部）１５は、ＣＰＵやメモリなどにより各種制御を実行して空調装置１３などの装置各部に制御信号を送出し駆動させるようになっており、ヒータ制御器、送風ファン制御器、冷房コンプレッサ制御器、ダンパ制御器などとして機能するようになっている。なお、この制御装置１５は、全体を統括制御するように構成するだけでなく、装置各部毎の各種駆動を分散制御するように構成してもよい。
これにより、空調装置１３は、加熱部３２や冷却部３３を機能させることなく、あるいは、加熱部３２や冷却部３３を機能させつつ、送風ファン３１を駆動させることにより、ダクト２１を介して外気を車室１０ａ内に流入させ、または、ダクト２１を介して車室１０ａ内の内気を循環させることができ、車室１０ａ内の空気を清浄にしたり、加熱部３２や冷却部３３により加熱または冷却して快適な温度に調節することができる。なお、加熱部３２は、内燃機関（エンジン）を備えるハイブリッド自動車などのように発熱箇所を有する場合には、例えば、熱交換器を介して内燃機関を冷却する冷却水の熱を取り出してダクト２１内の空気を加熱するようにしてもよい。
そして、電池パック１２は、一般的に、走行中に電動モータを発電機として機能させることにより発生（発電）する回生電気エネルギを充電するのに加えて、車両外部の自宅や各種施設に準備されている充電設備の充電器１００に接続部１７を介して接続して充電する必要がある。
この電池パック１２は、Ｌｉイオン電池により急速充電可能に作製されて収容空間Ｓ内に設置されており、このＬｉイオン電池は、氷点下などの低温状態（環境）では充電効率が低下して急速充電することが難しく、充電電流の流入による発熱だけでは十分に加温することができない。このことから、電気自動車１０は、空調装置１３が吹き出す温風を収容空間Ｓ内に導入（流入）可能にダクト２１が準備されている。また、電池パック１２は、夏場などには充電中の大電流の流入により過熱してしまう場合があることから、その空調装置１３が吹き出す冷風を収容空間Ｓ内にダクト２１を介して導入して冷却することもできるようになっている。
具体的には、ダクト２１は、図３に示すように、外内ダクト２２の連通部２２ａ、２２ｂおよび外内ダンパ２２ｃと同様に、内々ダクト２３が、車室１０ａ内に連通する車室連通部２３ａと、電池パック１２の収容空間Ｓ内に連通する電池連通部（温風吹出部）２３ｂと、この連通部２３ａ、２３ｂの連通量を調整する内々ダンパ（流路切換部）２３ｃとを備えている。この内々ダクト２３は、内々ダンパ２３ｃを不図示の駆動モータで動作させることにより空調装置１３の温調風の吹き出し先を車室連通部２３ａを介する車室１０ａ内または電池連通部２３ｂを介する電池パック１２の収容空間Ｓ内の一方に切換調整することができる。
また、制御装置１５は、各種センサ１６として、ダクト２１内の外内ダクト２２側（空調装置１３の下流側）の温度を検出する送風温度センサ（温風温度検出部）１６ａと、電池パック１２の表面温度を検出する電池温度センサ（電池温度検出部）１６ｂと、ダクト２１内の外内ダクト２２側の湿度を検出する湿度センサ（湿度検出部）１６ｃと、が接続されている。この制御装置１５は、接続部１７を介して充電器１００を電池パック１２に接続して充電する際に、各種センサ１６ａ〜１６ｃが検出するセンサ情報や充電器１００側から受け取る充電情報に基づいて、空調装置１３による電池パック１２の温度調節が必要と判断した場合に、ダクト２１のダンパ２２ｃ、２３ｃの開閉動作を制御するとともに、空調装置１３の駆動を制御して、電池パック１２に効率よくかつ十分な充電を快適に行い得るように調整する。
特に、本実施形態の制御装置１５は、充電器１００が接続部１７を介して供給する電力を、電池パック１２だけでなく、空調装置１３やその他負荷側にも振り分けるようにして、充電器１００の電力供給能力を十分に有効活用しつつ電池パック１２の充電を迅速かつ効率よく完了することができるようになっている。
また、この制御装置１５は、送風温度センサ１６ａ、電池温度センサ１６ｂおよび湿度センサ１６ｃが検出するセンサ情報に基づいて電池パック１２表面に結露が生じるか否かを判定する結露判定部１５ａを上記制御プログラム等で構成するように設定されている。この制御装置１５（結露判定部１５ａ）は、送風温度センサ１６ａが検出する電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込まれる空調風の送風温度ＴＷと、電池温度センサ１６ｂが検出する収容空間Ｓ内の電池パック１２表面の電池温度ＴＢＡＴと、湿度センサ１６ｃが検出する収容空間Ｓ内に吹き込まれる温調風の送風湿度ＨＷとを取得して、予め格納されている図４に示す結露マップに基づいて、その送風温度ＴＷと送風湿度ＨＷに応じた結露温度ＴＤＥＷを導出（算出）する。そして、この制御装置１５は、電池パック１２の電池温度ＴＢＡＴがその結露温度ＴＤＥＷを下回っている（ＴＢＡＴ＜ＴＤＥＷ（ＴＷ、ＨＷ））場合に、電池パック１２表面に結露が発生すると判定し、この結露判定部１５ａの判定結果に基づいて後述する暖房モードまたは除湿暖房モードのいずれかを実行して、電池パック１２に効率よくかつ十分な充電を快適に行い得るように調整する。なお、図４の結露マップは、縦欄に送風温度ＴＷ、横欄に送風湿度ＨＷが配列されており、その一覧表内に送風温度ＴＷと送風湿度ＨＷに対応する結露温度ＴＤＥＷが表示されている。
詳細には、制御装置１５は、接続部１７に充電器１００が接続されて急速充電が選択指示されたときに、充電制御プログラムに従う図５のフローチャートに示す処理手順（充電手順方法）により電池パック１２への急速充電を実行するようになっている。
（温調処理手順：送風なしモード）
まず、接続部１７に充電器１００が接続されたことを検知すると、一時的に記憶保持する後述のフラグをリセット（Ｆｓｔｐ＝０）するなどの初期化処理を行った後に（ステップＳ１００）、電池温度センサ１６ｂが検出する電池パック１２表面の電池温度ＴＢＡＴと、予め設定されている冷却が必要と判断する冷却要温度閾値ＴＨとを比較する（ステップＳ１１）。電池温度ＴＢＡＴが冷却要温度閾値ＴＨよりも低く冷却するまでもないと判断した場合には、続けて、その電池温度ＴＢＡＴと、予め設定されている加温が必要と判断する加温要温度閾値ＴＣとを比較する（ステップＳ１２）。電池温度ＴＢＡＴが加温要温度閾値ＴＣ以上で（低くなく）加温するまでもないと判断した場合には、空調装置１３による電池パック１２の温調は不要として、電池パック１２の収容空間Ｓ内に送風することなく電池パック１２に急速充電する送風なしモードを実行開始する（ステップＳ２００）。
このモード実行中には、何らかの故障（フェール）が発生したか否かを確認して（ステップＳ１５）、故障発生が確認された場合には、その故障に応じたフェール処理を実行して（ステップＳ６００）、この急速充電制御を終了（中断）する。
ステップＳ１５で何等の故障発生も確認されない場合には、電池パック１２への急速充電を中断する指示が不図示の操作パネルから入力操作された場合や、急速充電が完了した場合の停止要求の有無を確認して（ステップＳ１６）、その停止要求があった場合にはこの急速充電制御を終了する一方、電池パック１２への急速充電の停止要求がなく、急速充電が完了する前には、ステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。
これにより、電池パック１２が十分な容量に急速充電可能な温度範囲（ＴＣ≦ＴＢＡＴ＜ＴＨ）である場合には、図６に示すように、空調装置１３に電力供給することなく、言い換えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１で変換した低電圧（ＤＣ１２Ｖ）の直流電流を必要最低限の電気部品（負荷）４２に供給しつつ、充電器１００の供給能力を十分に有効活用する急速充電制御を実行することができ、十分な容量の電気エネルギを電池パック１２に迅速に蓄電させることができる。
（冷房モード）
また、ステップＳ１１において、電池温度ＴＢＡＴが冷却要温度閾値ＴＨ以上で空調装置１３による電池パック１２の冷却が必要と判断した場合には、図７に示すように、ダクト２１の流路を切り換えて、上記各種制御器から制御信号を送出して収容空間Ｓ内に冷風を導入（送風）させつつ電池パック１２を急速充電する冷房モードを実行する（ステップＳ３００）。
この冷房モードでは、ダンパ２２ｃ、２３ｃによる送風流路の切換を行った後に、送風ファン３１や空調装置１３を駆動させて電池パック１２の冷却処理を実行する。具体的には、まずは、外内ダクト２２の外内ダンパ２２ｃが内気連通部２２ｂを閉止して外気連通部２２ａから外気を取り込み可能に開放する流路を形成するとともに、内々ダクト２３の内々ダンパ２３ｃが車室連通部２３ａを閉止して電池連通部２３ｂから空調装置１３による空調風を電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込み可能に開放する流路を形成する。また、加熱部３２は切換ダンパ３２ｂをヒータコア３２ａの上流側に位置させて（加温時の流路を遮蔽して）余熱などが影響しない流路を形成する。この送風ダンパの切換状態で、送風ファン３１が回転駆動することにより、ダクト２１の外内ダクト２２（外気連通部２２ａ）から外気を取り込んで内々ダクト２３（電池連通部２３ｂ）から電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込む。同時に、空調装置１３は、冷却部３３の冷房コンプレッサ３６を駆動させてコンデンサ３７や膨張弁３８を介することにより冷却されるエバポレータ３５表面に、ダクト２１内の送風を触れさせて冷やした冷風（空調風）を収容空間Ｓ内に流入させて電池パック１２を冷却する。
これにより、電池パック１２が高温状態にあって効率よく急速充電することができない温度範囲（ＴＨ≦ＴＢＡＴ）である場合には、図８に示すように、電池パック１２への急速充電に必要な電力を確保しつつ、空調装置１３の冷房コンプレッサ３６、送風ファン３１および電気部品（負荷）４２にも電力供給することにより、充電器１００の供給能力を十分に有効活用して急速充電制御を実行することができ、十分な容量の電気エネルギを電池パック１２に迅速に蓄電させることができる。
（モード判定）
また、ステップＳ１１、Ｓ１２において、電池温度ＴＢＡＴが加温要温度閾値ＴＣ（＜冷却要温度閾値ＴＨ）よりも低く加温する必要があると判断した場合には、先の処理で空調停止（暖房停止）が指示されている（フラグＦｓｔｐ＝１）か否か確認して（ステップＳ１３）、先の暖房モードの実行処理時の空調停止指示によるフラグＦｓｔｐ＝１が確認された場合には、既に電池パック１２が温度調整することなく効率よく急速充電可能な状態に加温済みであることから、そのままステップＳ２００に進んで送風なしモードを実行して、以下同様の処理を繰り返す。ここで、本実施形態では、後述するように、電池温度ＴＢＡＴが加温要温度閾値ＴＣよりも低い場合に空調装置１３の温風で電池パック１２を加温しつつ急速充電を開始して十分な電力容量による急速充電を確保した後には、その電池パック１２の温度は上昇傾向になることから空調停止（フラグＦｓｔｐ＝１）にする。しかしながら、極寒冷地などのように再度電池パック１２の加温が必要になることが想定される場合には、一定時間経過後にも電池温度ＴＢＡＴが加温要温度閾値ＴＣを下回って再度加温することが必要と判断される場合に、再度、暖房モードや除湿暖房モードの要否を判断して実行するようにしてもよい。
一方、ステップＳ１３において、フラグＦｓｔｐ＝１でないこと（Ｆｓｔｐ＝０）が確認されて空調停止が指示されていない場合には、電池パック１２が温度調整されることなく（効率のよい急速充電可能な温度範囲になく）加温が必要な状態にあることから、収容空間Ｓ内に空調装置１３が加熱した温風を吹き込んでも結露が発生することなく快適に電池パック１２を加温することができるか否か確認する（ステップＳ１４）。
詳細には、ダクト２１内の空調風の送風先を電池パック１２の収容空間Ｓ内に切り換える前に、各種センサ１６ａ〜１６ｃにダクト２１内の温風の温湿度や電池パック１２の温度を検出させてセンサ情報を取得する。次いで、電池パック１２の電池温度ＴＢＡＴが収容空間Ｓ内に吹き込まれる温風の送風温度ＴＷと送風湿度ＨＷに基づいて結露有無マップ（図４）から算出した結露温度ＴＤＥＷ以上であるか否かで結露発生の有無を判定する。電池パック１２の電池温度ＴＢＡＴが結露温度ＴＤＥＷ以上である場合には、電池パック１２表面に結露は生じないと判定して、図９に示すように、ダクト２１の流路を切り換えて、上記各種制御器から制御信号を送出して収容空間Ｓ内に温風を導入（送風）させ電池パック１２を急速充電する単なる暖房モードを実行する（ステップＳ４００）。一方、電池パック１２の電池温度ＴＢＡＴが結露温度ＴＤＥＷ未満である場合には、電池パック１２表面に結露が生じると判定して、暖房モードと同様のダクト２１の流路に切り換えて、上記各種制御器から制御信号を送出して収容空間Ｓ内に除湿した温風を導入（送風）させて電池パック１２を急速充電する除湿暖房モードを実行する（ステップＳ５００）。
（暖房モード）
まず、暖房モードでは、図１０のフローチャートに示すように、まずは、送風ダンパの切換を行う（ステップＳ４１０）。この送風ダンパの切換では、冷房モードと同様に、外内ダクト２２の外内ダンパ２２ｃにより外気連通部２２ａから外気を取り込む流路を形成するとともに、内々ダクト２３の内々ダンパ２３ｃにより電池連通部２３ｂから空調装置１３による空調風を電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込む流路を形成する。また、加熱部３２はヒータコア３２ａを迂回する流路（ヒータコア３２ａの上流側）を閉止するように切換ダンパ３２ｂを位置させて（加温する流路のみを開放して）電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込む空調風を加熱する流路を形成する。
次いで、充電器１００側から受け取る電池パック１２の受電可能な最大充電電力ＰＢＡＴと、予め設定されている加温不要と判断する暖房停止電力閾値Ｐｔｈとを比較する（ステップＳ４２０）。最大充電電力ＰＢＡＴが暖房停止電力閾値Ｐｔｈを超えていて既に電池パック１２が温度調整することなく十分に急速充電可能な状態になっている場合には、フラグＦｓｔｐに「１」を設定して（ステップＳ４３１）、ヒータ制御器から空調装置１３に空調停止（暖房停止）信号を送信する（ステップＳ４６１）。ここで、本実施形態では、電池パック１２に充電する充電器１００側から最大充電電力ＰＢＡＴを受け取る場合を一例にして説明するが、制御装置１５側自身で検出するようにしてもよいことは言うまでもない。
一方、ステップＳ４２０において、電池パック１２の加温が十分でないために最大充電電力ＰＢＡＴが暖房停止電力閾値Ｐｔｈ以下で急速充電可能な状態にまで達していないことが確認された場合には、充電器１００から供給可能な電力ＰＣから電池パック１２に充電する最大充電電力ＰＢＡＴを減算した余剰電力と、加熱部３２のヒータコア３２ａに通電可能な最大電力ＰＨｍａｘとを比較する（ステップＳ４４０）。充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴを減算した余剰電力がヒータコア３２ａの最大電力ＰＨｍａｘよりも大きく十分に供給可能である場合には、ヒータコア３２ａに供給するヒータ駆動電力ＰＨＯＴとしてヒータ最大電力ＰＨｍａｘを設定する（ステップＳ４５０）。一方、充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴを減算した余剰電力がヒータコア３２ａの最大電力ＰＨｍａｘに満たない場合には、ヒータコア３２ａのヒータ駆動電力ＰＨＯＴとして充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴを減算した電力値（余剰電力）を設定する（ステップＳ４５１）。この後には、ヒータ制御器から空調装置１３にヒータ駆動電力ＰＨＯＴでの動作要求信号を送信し（ステップＳ４６０）、送風ファン３１が回転駆動してダクト２１の外内ダクト２２（外気連通部２２ａ）から取り込む外気を加熱部３２のヒータコア３２ａで加熱して温風（空調風）にしつつ内々ダクト２３（電池連通部２３ｂ）から電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込んで収容空間Ｓ内の電池パック１２を加温する。
これにより、電池パック１２が低温状態にあって効率よく急速充電することができない温度範囲（ＴＢＡＴ＜ＴＣ）である場合には、図１１に示すように、電池パック１２への急速充電に必要な電力を確保しつつ、空調装置１３のヒータコア３２ａ、送風ファン３１および電気部品（負荷）４２にも電力供給することにより、充電器１００の供給能力を十分に有効活用して急速充電制御を実行することができ、十分な容量の電気エネルギを電池パック１２に迅速に蓄電させることができる。
（除湿暖房モード）
また、除湿暖房モードでは、図１２のフローチャートに示すように、まずは、暖房モードと同様に送風ダンパの切換を行う（ステップＳ５１０）。この送風ダンパの切換では、暖房モードと同様に、外内ダクト２２の外気連通部２２ａから外気を取り込む流路を形成するとともに、内々ダクト２３の電池連通部２３ｂから空調装置１３による空調風を電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込む流路を形成する。また、加熱部３２はヒータコア３２ａの迂回流路を切換ダンパ３２ｂにより閉止して電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込む空調風を加熱する流路を形成する。
次いで、電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴと、暖房停止電力閾値Ｐｔｈとを比較する（ステップＳ５２０）。最大充電電力ＰＢＡＴが暖房停止電力閾値Ｐｔｈを超えていて十分に急速充電可能な状態になっている場合には、フラグＦｓｔｐに「１」を設定して（ステップＳ５３１）、冷房コンプレッサ制御器とヒータ制御器から空調装置１３に空調停止信号を送信する（ステップＳ５６１、５７１）。
一方、ステップＳ５２０において、電池パック１２の加温が不十分で最大充電電力ＰＢＡＴが暖房停止電力閾値Ｐｔｈ以下の急速充電可能な状態にないことが確認された場合には、充電器１００から供給可能な電力ＰＣから電池パック１２に充電する最大充電電力ＰＢＡＴおよび除湿機能を有する空調装置１３の冷房コンプレッサ３６を稼働させるのに必要な駆動電力Ｐｃｏｍｐを減算した余剰電力と、加熱部３２のヒータコア３２ａの最大電力ＰＨｍａｘとを比較する（ステップＳ５４０）。充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴや冷房コンプレッサ３６の駆動電力Ｐｃｏｍｐを減算した余剰電力がヒータコア３２ａの最大電力ＰＨｍａｘよりも大きく十分に供給可能である場合には、ヒータコア３２ａに供給するヒータ駆動電力ＰＨＯＴとしてヒータ最大電力ＰＨｍａｘを設定する（ステップＳ５５０）。一方、充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴや冷房コンプレッサ３６の駆動電力Ｐｃｏｍｐを減算した余剰電力がヒータコア３２ａの最大電力ＰＨｍａｘに満たない場合には、ヒータコア３２ａのヒータ駆動電力ＰＨＯＴとして充電器１００の供給可能電力ＰＣから電池パック１２の最大充電電力ＰＢＡＴと冷房コンプレッサ３６の駆動電力Ｐｃｏｍｐを減算した電力値（余剰電力）を設定する（ステップＳ５５１）。この後には、ヒータ制御器やコンプレッサ制御器から空調装置１３にそのコンプレッサ駆動電力Ｐｃｏｍｐやヒータ駆動電力ＰＨＯＴでの動作要求信号を送信し（ステップＳ５６０、Ｓ５７０）、送風ファン３１が回転駆動してダクト２１の外内ダクト２２（外気連通部２２ａ）から取り込む外気を空調装置１３のエバポレータ３５に触れさせて除湿した後に加熱部３２のヒータコア３２ａで加熱して温風（空調風）にしつつ内々ダクト２３（電池連通部２３ｂ）から電池パック１２の収容空間Ｓ内に吹き込んで収容空間Ｓ内の電池パック１２を加温する。
これにより、電池パック１２が低温状態にあって効率よく急速充電することができない温度範囲（ＴＢＡＴ＜ＴＣ）で、そのまま温風を吹き付けると結露が生じるような温湿度環境にあっても、図１３に示すように、電池パック１２への急速充電に必要な電力を確保しつつ、空調装置１３のヒータコア３２ａ、冷房コンプレッサ３６、送風ファン３１および電気部品（負荷）４２にも電力供給することにより、充電器１００の供給能力を十分に有効活用して急速充電制御を実行することができ、十分な容量の電気エネルギを電池パック１２に迅速に蓄電させることができる。
このように本実施形態においては、電池パック１２を加温して急速充電する際に、その電池パック１２の表面温度がダクト２１から収容空間Ｓ内に流入させる温風により結露が生じる温湿度条件になってしまっている場合でも、そのダクト２１内の温風を除湿することにより、結露なく電池パック１２を急速充電することができる。したがって、効率よく快適に電池パック１２に急速充電することができる。
ここで、本実施形態の他の態様としては、上述実施形態では車載の空調装置１３を流用する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、除湿機能を備える加熱装置を充電専用に準備するようにしてもよい。
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
１０ 電気自動車
１０ａ 車室
１２ 電池パック
１３ 空調装置
１５ 制御装置
１５ａ 結露判定部
１６ａ 送風温度センサ
１６ｂ 電池温度センサ
１６ｃ 湿度センサ
１７ 接続部
２１ ダクト
２２ａ 外気連通部
２２ｂ 内気連通部
２２ｃ 外内ダンパ
２３ａ 車室連通部
２３ｂ 電池連通部
２３ｃ 内々ダンパ
３１ 送風ファン
３２ 加熱部
３２ａ ヒータコア
３２ｂ 切換ダンパ
３３ 冷却部
３５ エバポレータ
３６ 冷房コンプレッサ
３７ コンデンサ
３８ 膨張弁
１００ 充電器
Ｓ 収容空間

Claims (4)

  1. 車両に搭載されて繰り返し充電可能な電池の温度を検出する電池温度検出部と、前記電池に向けて温風を吹き出す温風吹出部と、前記電池温度検出部が検出する電池温度に応じて前記温風吹出部に温風を吹き出させて前記電池周りに流入させることにより該電池を加温する温調制御部と、を備える電池温調システムであって、
    前記温風の流入により前記電池に結露が発生するか否かを判定する結露判定部と、前記温風吹出部が吹き出す温風を除湿する除湿部と、を有して、
    前記温調制御部は、車両に搭載されて繰り返し充電可能な電池に車両外部の充電器から電力供給させて当該電池の充電を行うとき、かつ、前記結露判定部が前記電池に結露発生と判定するときに、前記除湿部に前記温風吹出部が吹き出す温風を除湿させることを特徴とする電池温調システム。
  2. 前記温風吹出部は、前記車両が備える空調装置の車室内に吹き出す温風の流路を前記電池に向けて吹き出させるように切り換える流路切換部を備えることにより構成され、
    前記除湿部は、前記空調装置が備える除湿機能により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池温調システム。
  3. 車両に搭載されて繰り返し充電可能な電池に車両外部の充電器から電力供給させて当該電池の充電を行う電池充電システムであって、
    上記請求項２に記載の電池温調システムと、前記電池に充電する際に前記除湿部に前記温風吹出部が吹き出す温風を除湿させるときには前記空調装置が備える電動コンプレッサの駆動電力を前記充電器から供給させる制御を実行する電力制御部と、を備えることを特徴とする電池充電システム。
  4. 前記電力制御部は、前記充電器の供給可能な電力から前記電池の充電可能な電力と前記電動コンプレッサ駆動電力とを減算して温風供給に可能な電力を算出し電力供給させることを特徴とする請求項３に記載の電池充電システム。
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