JP6021776B2 - Battery cooling system for electric vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車に係り、詳しくはモータの電源であるバッテリを冷却する冷却装置に関する。   The present invention relates to an electric vehicle equipped with a motor as a driving power source, and more particularly to a cooling device that cools a battery that is a power source of the motor.

従来からの走行用動力源としてエンジンを搭載したエンジン車両の効率を改善するために、エンジンに加えて走行用動力源としてモータを搭載したハイブリッド電気自動車、或いはエンジンに代えて走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車など（以下、電気自動車と総称する場合もある）が実用化されている。
このような電気自動車では、モータを力行制御してバッテリからの放電電力により作動させ、モータが発生した駆動力を利用して走行している。また車両の減速時や降坂路の走行時には、モータを回生制御して駆動輪側からの逆駆動により発電機として作動させ、発電された電力をバッテリに充電して後の走行に利用している。 In order to improve the efficiency of an engine vehicle equipped with an engine as a conventional traveling power source, a hybrid electric vehicle equipped with a motor as a traveling power source in addition to the engine, or a motor as a traveling power source instead of the engine And the like (hereinafter, may be collectively referred to as an electric vehicle).
In such an electric vehicle, the motor is controlled by power running and is operated by the discharged power from the battery, and the vehicle travels using the driving force generated by the motor. Also, when the vehicle is decelerating or traveling on a downhill road, the motor is regeneratively controlled and operated as a generator by reverse driving from the drive wheel side, and the generated electric power is charged in a battery and used for subsequent traveling. .

バッテリは充放電に伴って内部発熱することから、過熱によるバッテリの劣化や破損を防止するために冷却手段が備えられている。例えば、特許文献１に記載されたバッテリ冷却装置では、冷却手段として冷却ファンがバッテリに備えられている。そして、走行予定経路を走行した場合のバッテリの温度を予測し、バッテリ予測温度が所定温度以上になる場合に冷却ファンの作動を開始している。
冷却ファンの駆動開始のタイミングは所定のマップから設定される。このマップには、バッテリ温度と、バッテリの充放電量が増加する地点までの距離と、冷却開始地点との関係が定められている。バッテリ予測温度が所定温度以上になる場合には、このマップに基づきバッテリ温度と充放電量が増加する地点までの距離とから冷却開始地点を算出し、車両が冷却開始地点を到達した時点で冷却ファンの作動を開始している。 Since the battery generates heat internally as it is charged and discharged, a cooling means is provided to prevent the battery from being deteriorated or damaged due to overheating. For example, in the battery cooling device described in Patent Document 1, a cooling fan is provided in the battery as cooling means. And the temperature of the battery at the time of drive | working a driving | running | working driving | running route is estimated, and the action | operation of a cooling fan is started when battery predicted temperature becomes more than predetermined temperature.
The timing for starting the driving of the cooling fan is set from a predetermined map. In this map, the relationship between the battery temperature, the distance to the point where the charge / discharge amount of the battery increases, and the cooling start point is defined. If the predicted battery temperature is equal to or higher than the specified temperature, the cooling start point is calculated from the battery temperature and the distance to the point where the charge / discharge amount increases based on this map, and the cooling is performed when the vehicle reaches the cooling start point. The fan is starting to operate.

特開２００６−１３９９６３号公報JP 2006-139963 A

ところで、冷却ファンの作動のための電力消費は、ハイブリッド電気自動車の場合には燃費、電気自動車の場合には電費（以下、これらを燃費と総称する）の悪化の要因になる。そこで、過熱によるバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却ファンの冷却能力（例えば回転速度や作動時間）を可能な限り抑制することが望まれている。そのためには、限られた冷却ファンの冷却能力をバッテリの温度低下のために効率的に利用する必要があるが、特許文献１のバッテリ冷却装置では、このような要望を満たすことができなかった。   By the way, the power consumption for operating the cooling fan becomes a factor of deterioration of fuel consumption in the case of a hybrid electric vehicle and power consumption (hereinafter collectively referred to as fuel consumption) in the case of an electric vehicle. Therefore, it is desired to suppress the cooling capacity (for example, the rotation speed and the operating time) of the cooling fan as much as possible after preventing deterioration and damage of the battery due to overheating. For that purpose, it is necessary to efficiently use the cooling capacity of the limited cooling fan for the temperature reduction of the battery, but the battery cooling device of Patent Document 1 cannot satisfy such a demand. .

即ち、特許文献１のバッテリ冷却装置では、バッテリ温度と充放電量が増加する地点までの距離とから冷却開始地点（冷却ファンの作動開始タイミング）を算出しているため、このときのバッテリは温度上昇中の場合も温度低下中の場合もあり得る。バッテリ温度が急激に上昇しているときに冷却ファンの作動を開始した場合、その冷却能力は、急激な温度上昇を抑制するために消費されてしまう。よって、温度上昇の抑制後にさらに温度低下させるには、かなり高い冷却能力が冷却ファンに要求される。結果として多くの電力を消費してしまい、燃費が悪化するという問題があった。   That is, in the battery cooling device of Patent Document 1, since the cooling start point (operation start timing of the cooling fan) is calculated from the battery temperature and the distance to the point where the charge / discharge amount increases, the battery at this time is The temperature may be rising or the temperature may be decreasing. When the operation of the cooling fan is started when the battery temperature is rising rapidly, the cooling capacity is consumed to suppress the rapid temperature increase. Therefore, in order to further reduce the temperature after suppressing the temperature rise, the cooling fan is required to have a considerably high cooling capacity. As a result, there is a problem that a lot of electric power is consumed and fuel consumption is deteriorated.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、冷却手段を適切なタイミングで作動させることにより、過熱に起因するバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却手段の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる電気自動車のバッテリ冷却装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to prevent deterioration and damage of the battery due to overheating by operating the cooling means at an appropriate timing. An object of the present invention is to provide a battery cooling device for an electric vehicle that can suppress power consumption by limiting the cooling capacity of the cooling means to a necessary minimum, thereby realizing good fuel efficiency.

上記の目的を達成するため、本発明の電気自動車のバッテリ冷却装置は、走行用動力源として少なくともモータを搭載すると共に、モータの電源であるバッテリの充放電に伴う温度上昇を抑制すべく、冷却制御手段により冷却手段を駆動制御してバッテリを冷却する電気自動車のバッテリ冷却装置において、バッテリが充放電に伴って温度上昇する温度上昇期間と充放電の中止に伴って温度上昇が停滞する温度停滞期間とを判別するバッテリ温度変化判別手段を備え、バッテリ温度変化判別手段により判別された温度停滞期間において冷却手段を作動させるように、冷却制御手段が構成されたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the battery cooling device for an electric vehicle according to the present invention is equipped with at least a motor as a driving power source and is cooled in order to suppress a temperature rise associated with charging / discharging of a battery that is a power source of the motor. In a battery cooling device for an electric vehicle that cools a battery by controlling the cooling means by the control means, the temperature rise period during which the temperature of the battery rises due to charge / discharge and the temperature stagnation where the temperature rise stagnate when charge / discharge is stopped A battery temperature change determining means for determining the period is provided, and the cooling control means is configured to operate the cooling means during the temperature stagnation period determined by the battery temperature change determining means.

バッテリ温度が上昇する温度上昇期間中に冷却手段は作動せず、温度上昇が停滞する温度停滞期間において冷却手段が作動してバッテリの過熱が防止される。このように温度停滞期間で冷却手段が作動することから、同一の温度低下量を達成する場合に、より低い冷却手段の冷却能力で達成可能となる。   During the temperature rise period when the battery temperature rises, the cooling means does not operate, and during the temperature stagnation period when the temperature rise stagnates, the cooling means operates to prevent overheating of the battery. Since the cooling means operates in the temperature stagnation period as described above, when the same amount of temperature decrease is achieved, the cooling ability of the lower cooling means can be achieved.

その他の態様として、車両が走行する予定の走行予定経路の路面勾配に関する情報に基づき、走行予定経路を走行するときのモータの運転パターンを予測し、運転パターンに基づき上記バッテリの充電率の変化パターンを予測する充電率変化パターン予測手段と、充電率変化パターン予測手段により予測された充電率の変化パターンに基づき、冷却能力を抑制した第１の作動状態で冷却手段を作動させた場合のバッテリの温度の変化パターンを予測する温度変化パターン予測手段と、温度変化パターン予測手段により予測されたバッテリの温度の変化パターンに基づき、バッテリの温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを予測する過熱予測手段とを備え、温度変化パターン予測手段により予測されたバッテリの温度の変化パターンに基づき走行予定経路中に点在する温度停滞期間を判別するように、バッテリ温度変化判別手段を構成し、過熱予測手段によりバッテリの温度が上限温度を超えると予測されたとき、各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って、冷却手段を第１の作動状態に比較して冷却能力を高めた第２の作動状態で作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。   As another mode, a driving pattern of the motor when traveling on the planned traveling route is predicted based on information on the road surface gradient of the planned traveling route on which the vehicle is scheduled to travel, and the change rate pattern of the battery charging rate based on the driving pattern Of the battery when the cooling means is operated in the first operation state in which the cooling capacity is suppressed based on the charging rate change pattern predicted by the charging rate change pattern predicting means. Based on the temperature change pattern prediction means for predicting the temperature change pattern and the battery temperature change pattern predicted by the temperature change pattern prediction means, it is predicted whether or not the battery temperature exceeds a preset upper limit temperature. Overheating prediction means, and the battery temperature change pattern predicted by the temperature change pattern prediction means The battery temperature change determining means is configured so as to determine the temperature stagnation period scattered in the planned travel route, and when the battery temperature is predicted to exceed the upper limit temperature by the overheat prediction means, in each temperature stagnation period Cooling control is performed so that the cooling schedule is determined so as to sequentially operate the cooling means, and the cooling means is operated in the second operation state in which the cooling capacity is increased as compared with the first operation state in accordance with the cooling schedule. It is desirable to configure the means.

車両が走行予定経路を走行するときのバッテリ温度の変化パターンが予測され、その変化パターンに基づきバッテリ温度が上限温度を超えるか否かが予測される。そして、バッテリ温度が上限温度を超える場合には、バッテリ温度の変化パターンから判別した各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように、冷却スケジュールが確定される。そして、冷却能力を高めた第２の作動状態で冷却スケジュールに沿って冷却手段が作動することにより、バッテリの過熱が防止される。   A change pattern of the battery temperature when the vehicle travels on the planned travel route is predicted, and whether or not the battery temperature exceeds the upper limit temperature is predicted based on the change pattern. When the battery temperature exceeds the upper limit temperature, the cooling schedule is determined so that the cooling means is sequentially operated during each temperature stagnation period determined from the battery temperature change pattern. Then, the cooling means operates in accordance with the cooling schedule in the second operating state in which the cooling capacity is increased, thereby preventing overheating of the battery.

別の態様として、上限温度に対するバッテリ温度の超過量を算出し、温度超過量に相当する分だけバッテリの温度が低下するまで、各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って冷却手段を作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。
上限温度に対するバッテリ温度の超過量に相当する分だけバッテリの温度が低下するまで、冷却スケジュールに沿って冷却手段が作動する。結果として必要最小限のバッテリ温度の低下が行われるため、冷却手段の電力消費を抑制した上で、バッテリ温度が上限温度の直前に確実に抑制される。 As another aspect, the excess amount of the battery temperature with respect to the upper limit temperature is calculated, and the cooling schedule is determined so that the cooling means is sequentially operated during each temperature stagnation period until the temperature of the battery decreases by an amount corresponding to the excess temperature. However, it is desirable to configure the cooling control means so as to operate the cooling means according to the cooling schedule.
The cooling means operates according to the cooling schedule until the temperature of the battery is reduced by an amount corresponding to the excess amount of the battery temperature with respect to the upper limit temperature. As a result, the minimum required battery temperature is reduced, and the battery temperature is reliably suppressed immediately before the upper limit temperature while suppressing the power consumption of the cooling means.

別の態様として、冷却スケジュールに沿った冷却手段の作動が終了すると、その時点からの新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って冷却手段を作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。
冷却スケジュールが終了する度に、新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールが確定される。結果として、冷却スケジュールは最新の走行予定経路に対応する内容に常に更新されるため、より適切な冷却手段の作動、ひいては一層の電力消費の抑制が実現される。 As another aspect, when the operation of the cooling means in accordance with the cooling schedule ends, the cooling control is performed so that the cooling schedule is determined based on a new planned travel route from that time, and the cooling means is operated in accordance with the cooling schedule. It is desirable to configure the means.
Each time the cooling schedule ends, the cooling schedule is determined based on the new planned travel route. As a result, the cooling schedule is constantly updated to the contents corresponding to the latest planned travel route, so that more appropriate operation of the cooling means and further suppression of power consumption can be realized.

本発明によれば、冷却手段を適切なタイミングで作動させることにより、過熱に起因するバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却手段の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる。   According to the present invention, by operating the cooling means at an appropriate timing, it is possible to suppress power consumption by limiting the cooling capacity of the cooling means to the minimum necessary while preventing deterioration and damage of the battery due to overheating. Therefore, good fuel economy can be realized.

実施形態のバッテリ冷却装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the hybrid type truck by which the battery cooling device of an embodiment is carried. 車両ＥＣＵが実行する冷却スケジュール確定ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the cooling schedule decision routine which vehicle ECU performs. 冷却スケジュールの実行状況を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the execution condition of a cooling schedule.

以下、本発明をハイブリッド型トラックのバッテリ冷却装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバッテリ冷却装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック１は所謂パラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a battery cooling device for a hybrid truck will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hybrid truck on which the battery cooling device of this embodiment is mounted.
The hybrid truck 1 is configured as a so-called parallel hybrid vehicle, and may be referred to as a vehicle in the following description. A vehicle 1 is equipped with a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 2 as a driving power source and a motor 3 that can also operate as a generator such as a permanent magnet synchronous motor. A clutch 4 is connected to the output shaft of the engine 2, and an input side of the automatic transmission 5 is connected to the clutch 4 via a rotating shaft of the motor 3. A differential device 7 is connected to the output side of the automatic transmission 5 via a propeller shaft 6, and left and right drive wheels 9 are connected to the differential device 7 via a drive shaft 8.

自動変速機５は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進１２速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。   The automatic transmission 5 automates the connection / disconnection operation of the clutch 4 and the switching operation of the shift stage based on a general manual transmission. In this embodiment, the automatic transmission 5 has a shift stage of 12 forward speeds and 1 reverse speed. ing. Of course, the configuration of the transmission 5 is not limited to this, and can be arbitrarily changed. For example, the transmission 5 may be embodied as a manual transmission, or a so-called dual clutch automatic transmission having two power transmission systems. It may be embodied as a machine.

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され（力行制御）、モータ３が発生した駆動力は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する（回生制御）。モータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。   A battery 11 is connected to the motor 3 via an inverter 10. The DC power stored in the battery 11 is converted into AC power by the inverter 10 and supplied to the motor 3 (power running control), and the driving force generated by the motor 3 is transmitted to the drive wheels 9 after being shifted by the automatic transmission 5. The vehicle 1 is made to travel. For example, when the vehicle 1 decelerates or travels on a downhill road, the motor 3 operates as a generator by reverse driving from the drive wheel 9 side (regenerative control). The negative driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side as a braking force, and the AC power generated by the motor 3 is converted into DC power by the inverter 10 and charged to the battery 11.

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。   The driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 regardless of the state of connection / disconnection of the clutch 4, and the driving force generated by the engine 2 is driven only when the clutch 4 is connected. 9 side. Therefore, when the clutch 4 is disengaged, the positive or negative driving force generated by the motor 3 as described above is transmitted to the driving wheel 9 side, and the vehicle 1 travels. When the clutch 4 is connected, the driving force of the engine 2 and the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side, or only the driving force of the engine 2 is transmitted to the driving wheel side, so that the vehicle 1 travels.

一方、バッテリ１１には、モータ２６を駆動源とした冷却ファン２７（冷却手段）が備えられている。モータ２６はインバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力により冷却ファン２７を回転駆動し、冷却ファン２７からの送風によりバッテリ１１が冷却されるようになっている。
なお、このように本実施形態では空冷式の冷却手段を採用したが、冷却手段の構成はこれに限ることはなく、例えば水冷式の冷却手段を採用してもよい。具体的には、バッテリ１１の周囲に冷却水路を形成して内部を循環する冷却水によりバッテリ１１を冷却し、この冷却により昇温した冷却水を順次ラジエータに導いて温度低下させてもよい。 On the other hand, the battery 11 is provided with a cooling fan 27 (cooling means) using the motor 26 as a drive source. The motor 26 rotationally drives the cooling fan 27 with electric power supplied from the battery 11 via the inverter 10, and the battery 11 is cooled by air blown from the cooling fan 27.
As described above, in the present embodiment, the air-cooling type cooling means is adopted, but the configuration of the cooling means is not limited to this, and for example, a water-cooling type cooling means may be adopted. Specifically, the cooling water channel may be formed around the battery 11 to cool the battery 11 with the cooling water circulating inside, and the cooling water heated by this cooling may be sequentially led to the radiator to lower the temperature.

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量θaccを検出するアクセルセンサ１５、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ１９、モータ３の回転速度Ｎmを検出するモータ回転速度センサ２０、及びバッテリ１１の温度Ｔbを検出する温度センサ２８（温度検出手段）などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ１３には、上記した冷却ファン２７のモータ２６、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。 The vehicle ECU 13 is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. For this purpose, the vehicle ECU 13 includes an accelerator sensor 15 that detects the operation amount θacc of the accelerator pedal 14, a brake switch 17 that detects the depression operation of the brake pedal 16, a vehicle speed sensor 18 that detects the speed V of the vehicle 1, and the rotation of the engine 2. Various sensors and switches such as an engine rotational speed sensor 19 for detecting the speed Ne, a motor rotational speed sensor 20 for detecting the rotational speed Nm of the motor 3, and a temperature sensor 28 (temperature detecting means) for detecting the temperature Tb of the battery 11 Is connected.
The vehicle ECU 13 is connected to the motor 26 of the cooling fan 27, an actuator (not shown) for connecting / disconnecting the clutch 4, an actuator for shifting the automatic transmission 5 and the like for engine control. An engine ECU 22, an inverter ECU 23 for controlling the inverter, and a battery ECU 24 that manages the battery 11 are connected.

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣなどに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いるＥ/Ｇモード、モータ３の駆動力のみを用いるＥＶモード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を共に用いるＨＥＶモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。   The vehicle ECU 13 calculates a required torque necessary for the vehicle 1 to travel based on the accelerator operation amount θacc by the driver, and selects the travel mode of the vehicle 1 based on the required torque, the SOC of the battery 11, and the like. In this embodiment, an E / G mode that uses only the driving force of the engine 2, an EV mode that uses only the driving force of the motor 3, and an HEV mode that uses both the driving force of the engine 2 and the motor 3 are set as the traveling mode. The vehicle ECU 13 selects one of the travel modes.

車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばＨＥＶモードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、Ｅ/Ｇモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、ＥＶモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。   The vehicle ECU 13 converts the required torque into a torque command value to be output by the engine 2 or the motor 3 based on the selected travel mode. For example, in the HEV mode, the required torque is distributed to the engine 2 side and the motor 3 side, and torque command values for the engine 2 and the motor 3 are calculated based on the gear position at that time. In the E / G mode, the required torque is converted into a torque command value for the engine 2 based on the gear position, and in the EV mode, the required torque is converted into a torque command value for the motor 3 based on the gear speed.

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、ＥＶモードでは上記クラッチ４を切断し、Ｅ/Ｇモード及びＨＥＶモードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量θaccや車速Ｖなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。   Then, the vehicle ECU 13 disconnects the clutch 4 in the EV mode and connects the clutch 4 in the E / G mode and HEV mode in order to execute the selected travel mode, and then sends a torque command value to the engine ECU 22 and the inverter ECU 23. Output as appropriate. Further, during traveling of the vehicle 1, the vehicle ECU 13 calculates a target gear position from a shift map (not shown) based on the accelerator operation amount θacc, the vehicle speed V, and the like, and the actuator 4 connects and disconnects the clutch 4 to achieve this target gear position. Executes operation and gear change operation.

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばＥ/ＧモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、ＥＶモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。   On the other hand, the engine ECU 22 executes injection amount control and injection timing control so as to achieve the travel mode and torque command value input from the vehicle ECU 13. For example, in the E / G mode and the HEV mode, the driving force is generated in the engine 2 with respect to the positive torque command value, and the engine brake is generated with respect to the negative torque command value. Further, in the EV mode, the engine 2 is stopped and held by stopping the fuel injection or is set in an idle operation state.

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ１０を駆動制御する。例えばＥＶモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、Ｅ/Ｇモードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出し、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣを逐次算出して車両ＥＣＵ１３に出力する。   Further, the inverter ECU 23 drives and controls the inverter 10 so as to achieve the travel mode and the torque command value input from the vehicle ECU 13. For example, in the EV mode or HEV mode, the motor 3 is controlled by powering the positive torque command value to generate a positive driving force, and the motor 3 is regeneratively controlled to the negative torque command value. Generate negative driving force. In the E / G mode, the driving force of the motor 3 is controlled to zero. Further, the battery ECU 24 detects the temperature of the battery 11, the voltage of the battery 11, the current flowing between the inverter 10 and the battery 11, etc., and sequentially calculates the SOC of the battery 11 from these detection results and outputs it to the vehicle ECU 13. To do.

一方、車両ＥＣＵ１３は、充放電に伴う内部発熱に起因するバッテリ１１の過熱を防止するために、冷却ファン２７のモータ２６を駆動制御する（冷却制御手段）。当該制御は、自車の走行予定経路に基づきバッテリ１１の温度変化パターンを予測し、その温度変化パターンに基づき冷却ファン２７を適宜作動させるものである。この予測処理に関しては特許文献１のバッテリ冷却装置と近似するが、［発明が解決しようとする課題］で述べたように特許文献１の技術では、バッテリ温度Ｔbttの上昇中においても冷却ファン２７の作動を開始することから、限られた冷却ファン２７の冷却能力を効率的に利用できずに燃費が悪化するという問題があった。   On the other hand, the vehicle ECU 13 controls driving of the motor 26 of the cooling fan 27 in order to prevent overheating of the battery 11 due to internal heat generation accompanying charging / discharging (cooling control means). In this control, the temperature change pattern of the battery 11 is predicted based on the planned travel route of the vehicle, and the cooling fan 27 is operated as appropriate based on the temperature change pattern. Although this prediction process is similar to the battery cooling device of Patent Document 1, as described in [Problems to be Solved by the Invention], the technology of Patent Document 1 uses the cooling fan 27 even while the battery temperature Tbtt is rising. Since the operation is started, there is a problem in that the limited cooling capacity of the cooling fan 27 cannot be efficiently used and the fuel consumption is deteriorated.

そこで、本実施形態では、予測したバッテリ１１の温度変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する期間（以下、温度停滞期間Ｔaと称し、バッテリ１１が充放電されずに略一定のＳＯＣが維持される期間でもある）に限って冷却ファン２７を作動させる対策を講じており、以下、当該対策のために車両ＥＣＵ１３が実行する処理について説明する。
自車の走行予定経路に基づきバッテリ１１の温度変化パターンを予測するには、走行予定経路の路面勾配の情報が必要である。走行予定経路に存在する登坂路や降坂路に応じて走行用のモータ３の力行制御や回生制御が実行され、それに応じてバッテリ１１が充放電されてバッテリ温度Ｔbttが上昇するためである。そこで、路面勾配を含めた走行予定経路の各種情報を取得するために、車両ＥＣＵ１３には、図１に示すようにナビゲーション装置３１及び通信装置３２が接続されている。 Therefore, in the present embodiment, based on the predicted temperature change pattern of the battery 11, a period during which the increase in the battery temperature Tbtt stagnate (hereinafter referred to as a temperature stagnation period Ta, and the battery 11 is not charged / discharged and a substantially constant SOC is obtained. A countermeasure for operating the cooling fan 27 is taken only during this period, and a process executed by the vehicle ECU 13 for the countermeasure will be described below.
In order to predict the temperature change pattern of the battery 11 based on the planned travel route of the host vehicle, information on the road surface gradient of the planned travel route is required. This is because power running control and regenerative control of the traveling motor 3 are executed according to the uphill road and downhill road existing on the planned travel route, and the battery 11 is charged / discharged accordingly, and the battery temperature Tbtt rises. Therefore, in order to acquire various types of information on the planned travel route including the road surface gradient, a navigation device 31 and a communication device 32 are connected to the vehicle ECU 13 as shown in FIG.

ナビゲーション装置３１は自己の記憶領域に予め地図情報を記憶しており、車両１の走行中にはアンテナを介してＧＰＳ情報を逐次受信して地図上の自車位置を特定する。また、通信装置３２は路側に設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。通信対象としては、例えば自車が保有しない地図情報、道路情報（道路のカーブや路面勾配など）や交通情報（渋滞情報、事故情報、工事情報など）、或いは地域情報（観光スポットの案内など）などがあり、通信装置３２は、これらの情報を路側通信システムや他車から取得したり、逆に他車に供給したりする。   The navigation device 31 stores map information in its own storage area in advance, and sequentially receives GPS information via an antenna while the vehicle 1 is traveling to identify the position of the vehicle on the map. Further, the communication device 32 performs road-to-vehicle communication with a roadside communication system of a data center installed on the roadside, and performs vehicle-to-vehicle communication with other vehicles traveling around. Examples of communication targets include map information not owned by the vehicle, road information (road curves, road gradients, etc.), traffic information (congestion information, accident information, construction information, etc.), or local information (tourist spot information, etc.) The communication device 32 acquires these information from the roadside communication system and other vehicles, or conversely supplies them to other vehicles.

車両ＥＣＵ１３は、これらの各種情報をナビゲーション装置３１及び通信装置３２を介して取得する。また、ナビゲーション装置３２には運転者により走行予定経路が入力され、車両ＥＣＵ１３は、この走行予定経路の路面勾配（より具体的には、登坂路や降坂路に起因する起伏変化）に基づき、走行予定経路を走行しているときのバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する。   The vehicle ECU 13 acquires these various types of information via the navigation device 31 and the communication device 32. In addition, a planned travel route is input to the navigation device 32 by the driver, and the vehicle ECU 13 travels based on a road surface gradient of the planned travel route (more specifically, a change in undulation caused by an uphill road or a downhill road). A change pattern of the battery temperature Tbtt when traveling along the planned route is predicted.

そして、この温度変化パターンに基づき、走行予定経路中に点在するバッテリ温度Ｔbttが上昇する温度上昇期間Ｔb、及びバッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaをそれぞれ特定する（バッテリ温度変化判別手段）。これと並行して、バッテリ１１の温度変化パターンに基づき走行予定経路の走行中にバッテリ１１の温度が上限温度Ｔlmtを超えるか否かを判定する。上限温度Ｔlmtは、バッテリ１１にとって許容可能な上限の温度として予め設定された閾値である。バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測した場合には、温度停滞期間Ｔa毎に冷却ファン２７を作動させて、上限温度Ｔlmtに対する超過量ΔＴexceedだけ事前にバッテリ温度Ｔbttを低下可能な冷却ファン２７の作動スケジュール（以下、冷却スケジュールという）を作成し、この冷却スケジュールに従って冷却ファン２７を作動させる。   Based on this temperature change pattern, a temperature rise period Tb in which the battery temperature Tbtt scattered in the planned travel route rises and a temperature stagnation period Ta in which the rise in the battery temperature Tbtt stagnate are specified (battery temperature change determination). means). In parallel with this, whether or not the temperature of the battery 11 exceeds the upper limit temperature Tlmt is determined based on the temperature change pattern of the battery 11 while traveling on the planned travel route. The upper limit temperature Tlmt is a threshold value set in advance as an upper limit temperature allowable for the battery 11. When the battery temperature Tbtt is predicted to exceed the upper limit temperature Tlmt, the cooling fan 27 is operated for each temperature stagnation period Ta, and the cooling fan 27 can lower the battery temperature Tbtt in advance by an excess amount ΔTexceed with respect to the upper limit temperature Tlmt. The operation schedule (hereinafter referred to as a cooling schedule) is created, and the cooling fan 27 is operated in accordance with this cooling schedule.

図２は車両ＥＣＵ１３が実行する冷却スケジュール確定ルーチンを示すフローチャート、図３は冷却スケジュールの実行状況を示すタイムチャートであり、これらの図に基づきさらに詳細に説明する。
まず車両ＥＣＵ１３は図２のステップＳ２で、ナビゲーション装置３１及び通信装置３２から自車の位置情報、走行予定経路、及び走行予定経路の路面勾配に関する情報を取得する。続くステップＳ４では、バッテリＥＣＵ２４から入力された現在のバッテリ１１のＳＯＣを起点として、走行予定経路を走行したときのＳＣＯの変化パターンを予測する（充電率変化パターン予測手段）。登坂路や降坂路の起伏変化に応じてモータ３の力行制御や回生制御が実行されるため、まず路面勾配の情報から走行予定経路を走行しているときのモータ３の運転パターンを予測できる。そして、モータ３の運転パターンに応じてバッテリ１１が充放電されるため、図３に示すように、モータ３の運転パターンからバッテリ１１のＳＣＯの変化パターンを予測できる。 FIG. 2 is a flowchart showing a cooling schedule determination routine executed by the vehicle ECU 13, and FIG. 3 is a time chart showing the execution status of the cooling schedule, which will be described in more detail based on these drawings.
First, in step S2 of FIG. 2, the vehicle ECU 13 acquires information on the position of the host vehicle, the planned travel route, and the road surface gradient of the planned travel route from the navigation device 31 and the communication device 32. In the subsequent step S4, the SCO change pattern when traveling on the planned travel route is predicted from the current SOC of the battery 11 input from the battery ECU 24 (charging rate change pattern predicting means). Since the power running control and the regenerative control of the motor 3 are executed according to the ups and down slopes and the ups and downs of the slope, the driving pattern of the motor 3 when traveling on the planned traveling route can be predicted from the road surface gradient information. And since the battery 11 is charged / discharged according to the operation pattern of the motor 3, as shown in FIG. 3, the change pattern of SCO of the battery 11 can be estimated from the operation pattern of the motor 3.

その後、ステップＳ６で、予測したＳＣＯの変化パターンに基づき、冷却ファン２７を最小回転（最小冷却能力）で作動させ続けたとき（第１の作動状態）のバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する（温度変化パターン予測手段）。バッテリ１１のＳＯＣが急激に増減するほどバッテリ１１への充放電電流が大であり、周知のように、充放電電流の二乗と相関するようにバッテリ１１が発熱する。
よって、まずＳＯＣの変化パターンに基づき、図３に示すように単位時間当たりのＳＯＣの変化量ΔＳＯＣの二乗（ΔＳＯＣ2 ）の変化パターンを予測する。ΔＳＯＣ2 は、充放電によってバッテリ１１に生じる発熱量と相関することになる。詳しくは、バッテリ１１の充電に伴うＳＯＣの増加期間（ΔＳＯＣが正）及び放電に伴うＳＯＣの低下期間（ΔＳＯＣが負）では、ΔＳＯＣ2 が正の値となってバッテリ温度Ｔbttが上昇する（温度上昇期間Ｔb）。また、バッテリ１１が充放電されずにＳＯＣが略一定に保持される期間（ΔSOC＝０）では、ΔＳＯＣ2 が０となってバッテリ温度Ｔbttは上昇しない（温度停滞期間Ｔa）。 Thereafter, in step S6, based on the predicted SCO change pattern, the change pattern of the battery temperature Tbtt when the cooling fan 27 continues to operate at the minimum rotation (minimum cooling capacity) (first operation state) is predicted ( Temperature change pattern prediction means). The charge / discharge current to the battery 11 increases as the SOC of the battery 11 rapidly increases and decreases, and the battery 11 generates heat so as to correlate with the square of the charge / discharge current as is well known.
Therefore, based on the SOC change pattern, first, a change pattern of the square of the SOC change amount ΔSOC per unit time (ΔSOC 2 ) is predicted as shown in FIG. ΔSOC 2 correlates with the amount of heat generated in the battery 11 by charging and discharging. Specifically, in the SOC increasing period (ΔSOC is positive) accompanying the charging of the battery 11 and the SOC decreasing period (ΔSOC is negative) accompanying discharging, ΔSOC 2 becomes a positive value and the battery temperature Tbtt rises (temperature) Rising period Tb). Further, during a period in which the battery 11 is not charged / discharged and the SOC is held substantially constant (ΔSOC = 0), ΔSOC 2 becomes 0 and the battery temperature Tbtt does not increase (temperature stagnation period Ta).

このようにして予測されたΔＳＯＣ2 の変化パターンに基づき、上記ステップＳ６では、現在のバッテリ温度Ｔbttを起点として、走行予定経路を走行中におけるバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する。図３に示すようにΔＳＯＣ2 が０の期間には、冷却ファン２７の冷却によりバッテリ温度Ｔbttが緩やかに低下し、ΔＳＯＣ2 が正の値の期間には、最小回転の冷却ファン２７では冷却不足になるためバッテリ温度Ｔbttが上昇する。このように上昇と低下を繰り返しながら、バッテリ温度Ｔbttは全体として次第に上昇する。 Based on the change pattern of ΔSOC 2 predicted in this way, in step S6, the change pattern of the battery temperature Tbtt during traveling on the planned travel route is predicted from the current battery temperature Tbtt. As shown in FIG. 3, when ΔSOC 2 is 0, the battery temperature Tbtt gradually decreases due to cooling of the cooling fan 27, and when the ΔSOC 2 is positive, the cooling fan 27 with the minimum rotation is insufficiently cooled. Therefore, the battery temperature Tbtt rises. The battery temperature Tbtt gradually increases as a whole while repeating the increase and decrease in this way.

続くステップＳ８では、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えるか否かを予測し（過熱予測手段）、Ｎo（否定）のときにはそのままルーチンを終了する。また、ステップＳ８の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ１０に移行する。
バッテリ温度Ｔbttの変化パターンに従って上昇中のバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えるか、或いは上限温度Ｔlmtよりも低温側で平衡するかは、現在のバッテリ温度Ｔbttや外気温度などの外的な要因によって相違する。例えば現在のバッテリ温度Ｔbttが十分に低く、且つ厳寒により温度上昇し難い環境であれば、バッテリ温度Ｔbttは上限温度Ｔlmtに超えることなく低温側で平衡する。よって、この場合には、以下に述べる温度停滞期間Ｔa毎の冷却ファン２７によるバッテリ１１の冷却が不要と見なせるため、図２のフローチャートではルーチンを終了している。 In the following step S8, based on the predicted change pattern of the battery temperature Tbtt, it is predicted whether or not the battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt (overheating prediction means). When the determination in step S8 is Yes (positive), the process proceeds to step S10.
Whether the rising battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt or equilibrates lower than the upper limit temperature Tlmt according to the change pattern of the battery temperature Tbtt depends on external factors such as the current battery temperature Tbtt and the outside air temperature. Is different. For example, in an environment where the current battery temperature Tbtt is sufficiently low and the temperature does not easily rise due to severe cold, the battery temperature Tbtt does not exceed the upper limit temperature Tlmt and is balanced on the low temperature side. Therefore, in this case, since the cooling of the battery 11 by the cooling fan 27 for each temperature stagnation period Ta described below can be regarded as unnecessary, the routine is finished in the flowchart of FIG.

また、現在のバッテリ温度Ｔbttがかなり高く、且つ酷暑により温度上昇し易い環境であれば、短期間のうちにバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える。よって、この場合には、冷却ファン２７によるバッテリ１１の冷却が必要と見なせる。このようなときに車両ＥＣＵ１３はステップＳ１０に移行し、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、上限温度Ｔlmtに対するバッテリ温度Ｔbttの超過量ΔＴexceedを算出する。
上昇と低下とを繰り返しながらバッテリ温度Ｔbttは全体として次第に上昇し、何れかの時点で上昇中に上限温度Ｔlmtを超え、その後に下降に転じる。この最初にバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えたときの温度超過量ΔＴexceedがステップＳ１０で算出される。 In addition, if the current battery temperature Tbtt is quite high and the temperature is likely to rise due to extreme heat, the battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt within a short period of time. Therefore, in this case, it can be considered that the cooling of the battery 11 by the cooling fan 27 is necessary. In such a case, the vehicle ECU 13 proceeds to step S10 and calculates an excess amount ΔTexceed of the battery temperature Tbtt with respect to the upper limit temperature Tlmt based on the predicted change pattern of the battery temperature Tbtt.
The battery temperature Tbtt gradually increases as a whole while repeating the increase and decrease, exceeds the upper limit temperature Tlmt during the increase at any point in time, and then starts decreasing. First, the excess temperature amount ΔTexceed when the battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt is calculated in step S10.

続くステップＳ１２では、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaをそれぞれ特定する。図３に示すように、温度停滞期間Ｔaは、ΔＳＯＣ2 が０に保持される期間、換言すればバッテリ１１のＳＯＣが略一定に保たれる期間として走行予定経路中に多数点在することになり、各温度停滞期間Ｔaの間に温度上昇期間Ｔbがそれぞれ介在する。
その後、ステップＳ１４で冷却試行回数ｎとして１をセットする。以下に述べるように、各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を作動させたときのバッテリ１１の冷却状態（バッテリ温度Ｔbttの低下量ΔＴdrop）をシミュレートする。冷却試行回数ｎとは、このときのバッテリ１１に対する冷却の試行回数を意味し、換言すれば、現時点から順に各温度停滞期間Ｔaに付した番号でもある。 In subsequent step S12, the temperature stagnation period Ta in which the increase in the battery temperature Tbtt stagnates is specified based on the predicted change pattern of the battery temperature Tbtt. As shown in FIG. 3, the temperature stagnation period Ta is dotted in a large number of points in the planned travel route as a period in which ΔSOC 2 is held at 0, in other words, a period in which the SOC of the battery 11 is kept substantially constant. Thus, a temperature rise period Tb is interposed between each temperature stagnation period Ta.
Thereafter, 1 is set as the number of cooling trials n in step S14. As described below, the cooling state of the battery 11 (a decrease amount ΔTdrop of the battery temperature Tbtt) when the cooling fan 27 is operated in each temperature stagnation period Ta is simulated. The number of cooling trials n means the number of trials for cooling the battery 11 at this time, in other words, the number assigned to each temperature stagnation period Ta in order from the present time.

続くステップＳ１６では、現時点からｎ回目の温度停滞期間Ｔaが終了するまでに、各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を最小冷却能力よりも高い冷却能力（例えば最大冷却能力の５０％）で作動させた場合に得られるバッテリ１１の温度低下量ΔＴdropを算出する。
温度低下量ΔＴdropは、冷却ファン２７が作動する温度停滞期間Ｔa中に増加し、その温度停滞期間Ｔaが終了して冷却ファン２７が停止すると減少し始める。冷却ファン２７の冷却能力が最小冷却能力から高められているため、温度停滞期間Ｔaにおけるバッテリ温度Ｔbttの増加（即ち、温度低下）はより急激なものとなり、結果として温度低下量ΔＴdropは増加と減少を繰り返しながら全体として次第に増加する。 In the subsequent step S16, the cooling fan 27 is operated with a cooling capacity higher than the minimum cooling capacity (for example, 50% of the maximum cooling capacity) in each temperature stagnation period Ta until the n-th temperature stagnation period Ta ends. The temperature drop amount ΔTdrop of the battery 11 obtained in this case is calculated.
The temperature drop amount ΔTdrop increases during the temperature stagnation period Ta in which the cooling fan 27 operates, and starts decreasing when the temperature stagnation period Ta ends and the cooling fan 27 stops. Since the cooling capacity of the cooling fan 27 is increased from the minimum cooling capacity, the increase (that is, the temperature decrease) of the battery temperature Tbtt in the temperature stagnation period Ta becomes more rapid, and as a result, the temperature decrease amount ΔTdrop increases and decreases. As a whole, the number gradually increases.

このようにしてステップＳ１６で現在の冷却試行回数ｎに対応する温度低下量ΔＴdropを算出し、続くステップＳ１８では温度低下量ΔＴdropが温度超過量ΔＴexceedを超えているか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ２０に移行して冷却試行回数ｎを＋１インクリメントした後に、再びステップＳ１６，１８の処理を繰り返す。冷却試行回数ｎが増加する度に新たな温度停滞期間Ｔaが加えられて、その温度停滞期間Ｔa中において冷却が試行されるため、予測される温度低下量ΔＴdropは次第に増加する。   In this manner, the temperature decrease amount ΔTdrop corresponding to the current cooling trial count n is calculated in step S16, and in the subsequent step S18, it is determined whether or not the temperature decrease amount ΔTdrop exceeds the overtemperature amount ΔTexceed. When the determination is No, the process proceeds to step S20, the number of cooling trials n is incremented by +1, and then the processes of steps S16 and S18 are repeated again. As the number of cooling trials n increases, a new temperature stagnation period Ta is added, and cooling is attempted during the temperature stagnation period Ta, so that the predicted temperature drop amount ΔTdrop gradually increases.

そして、ステップＳ１８の判定がＹesになるとステップＳ２２に移行し、温度低下量ΔＴdropが温度超過量ΔＴexceedを超える要因になった最後の温度停滞期間Ｔaが終了するまでを、現時点からの冷却スケジュールとして確定する。図３の例では、ｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了するまでが冷却スケジュールとして確定される。
従って、このときの冷却スケジュールは、ｎ＝１〜３の各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を順次作動させる内容となり、その実施により、バッテリ温度Ｔbttは温度低下量ΔＴdropだけ低下することになる。 Then, when the determination in step S18 is Yes, the process proceeds to step S22, and the time until the last temperature stagnation period Ta that causes the temperature decrease amount ΔTdrop to exceed the temperature excess amount ΔTexceed ends is determined as the cooling schedule from the present time. To do. In the example of FIG. 3, the cooling schedule is determined until the temperature stagnation period Ta of n = 3 ends.
Accordingly, the cooling schedule at this time is such that the cooling fan 27 is sequentially operated in each of the temperature stagnation periods Ta where n = 1 to 3, and the battery temperature Tbtt is lowered by the temperature drop amount ΔTdrop by the execution.

以上のようにして冷却スケジュールを確定した後に、車両ＥＣＵ１３は、図３に示すように実際に冷却スケジュールに沿って冷却ファン２７を作動させる。即ち、最小冷却能力で冷却した場合にバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える時期はかなり後であるが、現時点で冷却スケジュールに沿った冷却ファン２７の作動（例えば最大冷却能力の５０％）によりバッテリ１１が冷却され、バッテリ温度Ｔbttが温度低下量ΔＴdropだけ事前に低下する。結果として、その後にたとえ冷却ファン２７を最小冷却能力で作動させたとしても、バッテリ温度Ｔbttは上限温度Ｔlmtを超えることなくその直前に抑制される。   After the cooling schedule is determined as described above, the vehicle ECU 13 actually operates the cooling fan 27 along the cooling schedule as shown in FIG. That is, when the battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt when it is cooled with the minimum cooling capacity, the battery is activated by the operation of the cooling fan 27 according to the cooling schedule (for example, 50% of the maximum cooling capacity) at the present time. 11 is cooled, and the battery temperature Tbtt is lowered in advance by the temperature drop amount ΔTdrop. As a result, even if the cooling fan 27 is subsequently operated with the minimum cooling capacity, the battery temperature Tbtt is suppressed immediately before it does not exceed the upper limit temperature Tlmt.

そして、冷却スケジュールに沿って冷却ファン２７が作動されてｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了すると、再び上記と同様の手順により図２のルーチンに従って予測処理が開始される。従って、図３の例では、ｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了した時点からの新たな走行予定経路に基づきバッテリ温度Ｔbttの変化パターンが予測され、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える場合には、上限温度Ｔlmtの直前に抑制可能な冷却スケジュールが確定される。この冷却スケジュールに沿って各温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７が所定の冷却能力で順次作動することにより、事前にバッテリ１１が冷却される。
なお、冷却スケジュールが終了した時点で再び予測処理を繰り返す代わりに、例えば冷却スケジュールの終了から所定時間が経過した後、或いは所定距離走行した後に、再び予測処理を繰り返すようにしてもよい。 Then, when the cooling fan 27 is operated in accordance with the cooling schedule and the temperature stagnation period Ta of n = 3 ends, the prediction process is started again according to the routine of FIG. Therefore, in the example of FIG. 3, when the change pattern of the battery temperature Tbtt is predicted based on a new planned travel route from the time when the temperature stagnation period Ta of n = 3 ends, the battery temperature Tbtt exceeds the upper limit temperature Tlmt. The cooling schedule that can be suppressed immediately before the upper limit temperature Tlmt is determined. The battery 11 is cooled in advance by sequentially operating the cooling fan 27 with a predetermined cooling capacity in each temperature stagnation period Ta along the cooling schedule.
Instead of repeating the prediction process again when the cooling schedule ends, the prediction process may be repeated again after, for example, a predetermined time has elapsed since the end of the cooling schedule, or after traveling a predetermined distance.

このように冷却スケジュールが終了する毎に新たにバッテリ温度Ｔbttの変化パターンが予測され、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測される場合には、上限温度Ｔlmtの直前に抑制可能な冷却スケジュールが確定されて事前にバッテリ１１が冷却される。結果として、冷却スケジュールの実行毎に必要最小限のバッテリ温度Ｔbttの低下（温度低下量ΔＴdrop）が行われるため、モータ２６の電力消費を抑制した上で、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtの直前に確実に抑制される。   Thus, whenever the cooling schedule is completed, a new change pattern of the battery temperature Tbtt is predicted, and when the battery temperature Tbtt is predicted to exceed the upper limit temperature Tlmt, the cooling schedule that can be suppressed immediately before the upper limit temperature Tlmt. Is determined and the battery 11 is cooled in advance. As a result, the minimum required battery temperature Tbtt is decreased (temperature decrease amount ΔTdrop) every time the cooling schedule is executed. Therefore, the power consumption of the motor 26 is suppressed and the battery temperature Tbtt is immediately before the upper limit temperature Tlmt. Suppressed reliably.

そして、冷却スケジュールでは、特許文献１の技術のようにバッテリ温度Ｔbttの上昇中（本実施形態の温度上昇期間Ｔbに相当）に冷却ファン２７を作動させることなく、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させている。このため、同一の温度低下量ΔＴdropを達成する場合には、特許文献１の技術に比較して、より低い冷却ファン２７の冷却能力、例えばより低い回転速度、或いはより少ない冷却試行回数（作動時間）で温度低下量ΔＴdropを達成できることになる。   In the cooling schedule, the rise in the battery temperature Tbtt stagnate without operating the cooling fan 27 while the battery temperature Tbtt is rising (corresponding to the temperature rise period Tb in the present embodiment) as in the technique of Patent Document 1. The cooling fan 27 is operated only during the temperature stagnation period Ta. For this reason, when the same temperature drop amount ΔTdrop is achieved, the cooling capacity of the cooling fan 27, for example, a lower rotational speed or a smaller number of cooling trials (operation time) than the technique of Patent Document 1. ), The temperature drop amount ΔTdrop can be achieved.

以上のように、バッテリ温度Ｔbttを抑制するための温度低下量ΔＴdropを必要最小限に設定し、且つその温度低下量ΔＴdropを達成するための冷却ファン２７の作動を温度停滞期間Ｔaに限定している。よって、これらの要因が相俟って、過熱に起因するバッテリ１１の劣化や破損を防止した上で、冷却ファン２７の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる。
また、冷却スケジュールが終了する度に、新たな走行予定経路に基づき予測処理を開始している。結果として、冷却スケジュールは最新の走行予定経路に対応する内容に常に更新されるため、より適切な冷却ファン２７の作動、ひいては一層の電力消費の抑制を実現することができる。 As described above, the temperature decrease amount ΔTdrop for suppressing the battery temperature Tbtt is set to the minimum necessary, and the operation of the cooling fan 27 for achieving the temperature decrease amount ΔTdrop is limited to the temperature stagnation period Ta. Yes. Therefore, in combination with these factors, the battery 11 can be prevented from being deteriorated or damaged due to overheating, and the cooling capacity of the cooling fan 27 can be kept to the minimum necessary to reduce power consumption. Can be realized.
In addition, every time the cooling schedule ends, a prediction process is started based on a new planned travel route. As a result, since the cooling schedule is constantly updated to the contents corresponding to the latest planned travel route, it is possible to realize more appropriate operation of the cooling fan 27 and further suppression of power consumption.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態ではハイブリッド型トラックに適用したが、ハイブリッド型のバスや乗用車に適用してもよいし、走行用動力源としてモータのみを備えた電気自動車に適用してもよい。
また上記実施形態では、予定走行経路に基づきバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測し、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測した場合に、温度超過量ΔＴexceedに相当する分（温度低下量ΔＴdrop）だけバッテリ温度Ｔbttを低下させるように冷却スケジュールを確定して、事前にバッテリ１１を冷却した。しかし、このような予測処理を用いることは必ずしも必要ない。 This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a hybrid truck. However, the present invention may be applied to a hybrid bus or a passenger car, or may be applied to an electric vehicle including only a motor as a driving power source.
In the above embodiment, when the change pattern of the battery temperature Tbtt is predicted based on the planned travel route and the battery temperature Tbtt is predicted to exceed the upper limit temperature Tlmt, the amount corresponding to the excess temperature amount ΔTexceed (temperature decrease amount ΔTdrop) The cooling schedule was determined so as to lower the battery temperature Tbtt only, and the battery 11 was cooled in advance. However, it is not always necessary to use such a prediction process.

例えば一般的なバッテリ１１の温度制御と同様に、実際のバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtに達した時点で冷却ファン２７の作動を開始し、バッテリ温度Ｔbttが所定量だけ低下すると冷却ファン２７の作動を停止させるようにしてもよい。この場合であっても、現在のバッテリ１１のＳＯＣから発熱量と相関するΔＳＯＣ2 を算出し、ΔＳＯＣ2 が０に保たれる期間を温度停滞期間Ｔaとして特定し、この温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させればよい。
また、予測処理を用いる場合であっても、その手順は上記実施形態に限ることはない。例えば温度超過量ΔＴexceedに基づき冷却スケジュールを確定することなく、予め設定した冷却試行回数ｎだけ各温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７を作動させる内容で冷却スケジュールを確定してもよい。 For example, similar to general temperature control of the battery 11, the operation of the cooling fan 27 is started when the actual battery temperature Tbtt reaches the upper limit temperature Tlmt, and the operation of the cooling fan 27 is performed when the battery temperature Tbtt decreases by a predetermined amount. May be stopped. Even in this case, ΔSOC 2 that correlates with the heat generation amount is calculated from the SOC of the current battery 11, the period during which ΔSOC 2 is maintained at 0 is specified as the temperature stagnation period Ta, and is limited to this temperature stagnation period Ta. Then, the cooling fan 27 may be operated.
Moreover, even if it is a case where a prediction process is used, the procedure is not restricted to the said embodiment. For example, the cooling schedule may be determined with the content of operating the cooling fan 27 in each temperature stagnation period Ta for a preset number n of cooling trials without determining the cooling schedule based on the excess temperature amount ΔTexceed.

また上記実施形態では、温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させた。しかし、冷却ファン２７の作動は温度停滞期間Ｔaのみに厳密に限るものではなく、主に温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７を作動させるのであればよい。よって、例えば温度停滞期間Ｔaの両側の温度上昇期間Ｔb側にはみ出すように冷却ファン２７の作動期間を設定してもよいし、温度停滞期間Ｔa中の一部で冷却ファン２７を作動させるようにしてもよい。   In the above embodiment, the cooling fan 27 is operated only during the temperature stagnation period Ta. However, the operation of the cooling fan 27 is not strictly limited to only the temperature stagnation period Ta, and it is only necessary to operate the cooling fan 27 mainly during the temperature stagnation period Ta. Therefore, for example, the operation period of the cooling fan 27 may be set so as to protrude beyond the temperature increase period Tb on both sides of the temperature stagnation period Ta, or the cooling fan 27 may be operated in a part of the temperature stagnation period Ta. May be.

３ モータ
１１ バッテリ
１３ 車両ＥＣＵ（冷却制御手段、バッテリ温度変化判別手段、
充電率変化パターン予測手段、温度変化パターン予測手段、過熱予測手段）
２７ 冷却ファン（冷却手段） 3 motor 11 battery 13 vehicle ECU (cooling control means, battery temperature change determination means,
(Charging rate change pattern prediction means, temperature change pattern prediction means, overheat prediction means)
27 Cooling fan (cooling means)

Claims (4)

走行用動力源として少なくともモータを搭載すると共に、該モータの電源であるバッテリの充放電に伴う温度上昇を抑制すべく、冷却制御手段により冷却手段を駆動制御して上記バッテリを冷却する電気自動車のバッテリ冷却装置において、
上記バッテリが充放電に伴って温度上昇する温度上昇期間と該充放電の中止に伴って温度上昇が停滞する温度停滞期間とを判別するバッテリ温度変化判別手段を備え、
上記冷却制御手段は、上記バッテリ温度変化判別手段により判別された上記温度停滞期間において上記冷却手段を作動させることを特徴とする電気自動車のバッテリ冷却装置。 An electric vehicle that mounts at least a motor as a driving power source and that controls the cooling means by cooling control means to cool the battery in order to suppress a temperature rise associated with charging and discharging of a battery that is a power source of the motor. In the battery cooling device,
Battery temperature change determining means for determining a temperature rise period during which the battery rises in temperature with charge / discharge and a temperature stagnation period in which the temperature rise stagnate with the suspension of charge / discharge;
The said cooling control means operates the said cooling means in the said temperature stagnation period discriminated by the said battery temperature change discrimination means, The battery cooling device of the electric vehicle characterized by the above-mentioned. 車両が走行する予定の走行予定経路の路面勾配に関する情報に基づき、該走行予定経路を走行するときの上記モータの運転パターンを予測し、該運転パターンに基づき上記バッテリの充電率の変化パターンを予測する充電率変化パターン予測手段と、
上記充電率変化パターン予測手段により予測された充電率の変化パターンに基づき、冷却能力を抑制した第１の作動状態で上記冷却手段を作動させた場合の上記バッテリの温度の変化パターンを予測する温度変化パターン予測手段と、
上記温度変化パターン予測手段により予測された上記バッテリの温度の変化パターンに基づき、上記バッテリの温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを予測する過熱予測手段とを備え、
上記バッテリ温度変化判別手段は、上記温度変化パターン予測手段により予測された上記バッテリの温度の変化パターンに基づき上記走行予定経路中に点在する上記温度停滞期間を判別し、
上記冷却制御手段は、上記過熱予測手段により上記バッテリの温度が上限温度を超えると予測されたとき、上記各温度停滞期間において上記冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って、上記冷却手段を上記第１の作動状態に比較して冷却能力を高めた第２の作動状態で作動させることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。 Based on the information about the road surface gradient of the planned traveling route on which the vehicle is scheduled to travel, the driving pattern of the motor when traveling on the planned traveling route is predicted, and the change pattern of the battery charging rate is predicted based on the driving pattern Charging rate change pattern predicting means,
The temperature for predicting the change pattern of the battery temperature when the cooling means is operated in the first operating state in which the cooling capacity is suppressed based on the charge rate change pattern predicted by the charge rate change pattern prediction means. Change pattern prediction means;
Overheating prediction means for predicting whether or not the temperature of the battery exceeds a preset upper limit temperature based on the change pattern of the temperature of the battery predicted by the temperature change pattern prediction means,
The battery temperature change determination means determines the temperature stagnation period scattered in the planned travel route based on the battery temperature change pattern predicted by the temperature change pattern prediction means,
The cooling control means determines a cooling schedule so as to sequentially operate the cooling means during each temperature stagnation period when the temperature of the battery is predicted to exceed an upper limit temperature by the overheat prediction means, and the cooling schedule The battery cooling device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the cooling means is operated in a second operation state in which the cooling capacity is increased as compared with the first operation state. 上記冷却制御手段は、上記上限温度に対するバッテリ温度の超過量を算出し、該温度超過量に相当する分だけ上記バッテリの温度が低下するまで、上記各温度停滞期間において上記冷却手段を順次作動させるように上記冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って上記冷却手段を作動させることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。   The cooling control means calculates an excess amount of the battery temperature with respect to the upper limit temperature, and sequentially operates the cooling means in each temperature stagnation period until the temperature of the battery decreases by an amount corresponding to the excess temperature amount. The battery cooling apparatus for an electric vehicle according to claim 2, wherein the cooling schedule is determined as described above, and the cooling means is operated in accordance with the cooling schedule. 上記冷却制御手段は、上記冷却スケジュールに沿った上記冷却手段の作動が終了すると、その時点からの新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って上記冷却手段を作動させることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。   When the operation of the cooling unit in accordance with the cooling schedule is completed, the cooling control unit determines a cooling schedule based on a new scheduled travel route from that time, and operates the cooling unit in accordance with the cooling schedule. The battery cooling apparatus for an electric vehicle according to claim 3.
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