JP6245120B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両の制御装置に関し、より特定的には、車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する本格充電を実行する電動車両の制御装置に関する。
近年、車載の蓄電装置の電力を用いてモータを駆動することにより走行可能なハイブリッド車および電気自動車などの電動車両が実用化されている。このような電動車両においては、プラグインハイブリッド車に代表されるように、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する(以下、このような充電を外部充電とも称する)ことが可能に構成されている。
電動車両に用いられる蓄電装置は、極度の高温状態または低温状態で放置されることで劣化が進行する虞がある。このため、従来から、充電に適した温度に蓄電装置を温度調整した後に、電動車両が十分走行できるように、満充電となるまで外部充電(以下、外部充電のうち、満充電となるまで充電することを本格充電とも称する)を実行する方法が用いられている。
たとえば、特開2012−191782号公報(特許文献1)には、寒冷地で用いられた蓄電装置をヒータで加温することによって温度調整した後に本格充電を実行する電動車両が開示されている。この電動車両においては、温度調整時の蓄電装置の蓄電量(以下、SOC(State of Charge)とも称する)が温度調整前のSOCよりも減少することに鑑み、本格充電前の温度調整期間中においては、減少分のSOCを補うように外部からの電力を用いて蓄電装置を事前に外部充電するものであった。
特開2012−191782号公報 特開2012−191785号公報
しかしながら、上記の電動車両においては、本格充電前の温度調整期間中に外部からの電力を用いて蓄電装置を事前に外部充電する際、減少分のSOCを補う電力を上回って蓄電装置に電力が供給される場合も想定される。この場合、温度調整時の蓄電装置のSOCが温度調整前のSOCよりも増加するため、蓄電装置のSOCを満充電時の目標SOCにするまでの本格充電の時間が当初の予定よりも短くなってしまう。その結果、満充電時におけるSOCが高い状態(以下、高SOC状態とも称する)で蓄電装置が放置される時間も長くなり、蓄電装置の劣化が進行する虞がある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電装置を温度調整した後でも予定通りに本格充電を完了させることにより蓄電装置の劣化を抑制することである。
本発明に係る電動車両の制御装置は、車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する本格充電を実行する。本格充電は、温度調整前の蓄電装置の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで開始される。制御装置は、充電制御部と、放電制御部とを備える。充電制御部は、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電装置の蓄電量よりも低い場合に、本格充電が開始される前に蓄電装置を充電する。放電制御部は、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電装置の蓄電量よりも高い場合に、本格充電が開始される前に蓄電装置の電力を放電する。
上記の電動車両の制御装置によれば、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電量に近似(あるいは同一)するように充放電される。これにより、温度調整後において、温度調整前の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができるため、蓄電装置の劣化を抑制することができる。
本実施の形態に係る電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリのSOCおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。 外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリのSOCおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。 ECUが実行する充電前冷却制御およびSOC調整制御を説明するためのフローチャートである。 SOC調整期間におけるメインバッテリのSOCの変化の一例を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付してその説明は繰り返さない。
以下に示す実施の形態においては、電動車両の1つの例示的形態として、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電が可能に構成されたハイブリッド車であるプラグインハイブリッド車について説明する。しかし、本発明が適用可能な車両は、プラグインハイブリッド車に限定されるものではなく、外部充電が可能に構成されていればエンジンを搭載しない電気自動車であってもよい。
[電動車両1の基本構成]
図1は、本実施の形態に係る電動車両1の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、電動車両1は、メインバッテリ150と、システムメインリレー(SMR(System Main Relay)とも称する)110と、空調装置120と、PCU(Power Control Unit)200と、第1モータジェネレータ(第1MGとも称する)10と、第2モータジェネレータ(第2MGとも称する)20と、動力分割機構30と、エンジン100と、駆動輪350と、ECU(Electronic Control Unit)300とを備える。メインバッテリ150は「蓄電装置」の一実施例に対応し、ECU300は「制御装置」の一実施例に対応する。
メインバッテリ150は、充放電が可能に構成された直流電源であり、たとえば、リチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。本実施の形態に係るメインバッテリ150は、リチウムイオン電池が採用される。メインバッテリ150の電圧は、たとえば200V程度である。メインバッテリ150は、電動車両1の運転時に駆動力を発生させるための電力をPCU200に供給する一方で、電動車両1の回生制動時に第1MG10または第2MG20で発電された電力を蓄えて充電する。
メインバッテリ150には、監視ユニット152が設けられている。監視ユニット152は、メインバッテリ150の温度(以下、電池温度TBとも称する)、電圧VB、および電流IBの各々を検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。ECU300は、電池温度TBに基づいて、メインバッテリ150の温度調整が必要か否かを判定する。ECU300は、電圧VBおよび電流IBに基づいて、メインバッテリ150の蓄電量(SOC)を算出する。SOCは、メインバッテリ150の満充電状態に対する現在の残容量の百分率で示される。
SMR110は、ECU300からの制御信号SE1に応じて、閉成または開放される。SMR110が閉成された場合には、メインバッテリ150と電力線PL,NLとが機械的に連結され、メインバッテリ150からの電力が電力線PL,NLに供給可能となる。SMR110が開放された場合には、メインバッテリ150と電力線PL,NLとが機械的に分離され、メインバッテリ150からの電力が電力線PL,NLに供給不可能となる。
電力線PL,NLには、空調装置120およびPCU200が電気的に接続されている。空調装置120は、ECU300からの制御信号ACに応じて、電動車両1の車内(図示は省略)を空調する。たとえば、空調装置120は、冷房する要求を示す制御信号ACをECU300から受けた場合に車内を冷房し、暖房する要求を示す制御信号ACをECU300から受けた場合に車内を暖房する。
PCU200は、メインバッテリ150から供給された直流電力を交流電力に変換して、第1MG10および第2MG20に供給する。その一方で、PCU200は、第1MG10または第2MG20で発電された交流電力を直流電力に変換して、メインバッテリ150に供給する。
エンジン100は、たとえば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第1MG10および第2MG20は、たとえば、永久磁石がロータに埋設された三相交流回転電機である。動力分割機構30は、たとえば、遊星歯車機構であり、エンジン100が発生させた動力を、駆動輪350に伝達する動力と、第1MG10に伝達する動力とに分割する。
第1MG10は、動力分割機構30を介してエンジン100のクランク軸に連結される。第1MG10は、エンジン100を始動する際に、メインバッテリ150の電力を用いてエンジン100のクランク軸を回転させる。また、第1MG10は、エンジン100の動力を用いて発電することも可能である。第1MG10で発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてメインバッテリ150に供給される。なお、第1MG10で発電された交流電力は、第2MG20に供給される場合もある。
第2MG20は、メインバッテリ150の電力および第1MG10で発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、第2MG20は、回生制動によって発電することも可能である。第2MG20で発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてメインバッテリ150に供給される。
ECU300は、いずれも図示を省略するが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、バッファとを含む。ECU300は、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサからの信号を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、ECU300の一部あるいは全部は、電子回路などのハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。
[補機系の構成]
電動車両1は、補機系の構成として、冷却ファン162と、吸気温度センサ164と、補機バッテリ170と、DC/DCコンバータ180とをさらに備える。
冷却ファン162は、ECU300からの制御信号FANに応じて、駆動または停止する。電動車両1には、車内の空気をメインバッテリ150へと導くための吸気通路(図示は省略)が設けられており、冷却ファン162が駆動すると、吸気通路に車内の空気が吸入される。吸気温度センサ164は、吸気通路に設けられ、吸気通路内の吸気温度TCを検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。
補機バッテリ170は、冷却ファン162などの補機系に電力を供給するための電源であり、たとえば、鉛蓄電池を含んで構成される。補機系の電圧は、メインバッテリ150の電圧(200V)よりも低く、たとえば12V程度である。
補機バッテリ170には、補機バッテリ170の電圧および電流を検出するセンサ(図示は省略)が設けられている。ECU300は、センサからの検出信号に応じて、補機バッテリ170の充放電を制御する。たとえば、ECU300は、補機バッテリ170からの放電電流が所定の電流値を上回った場合、あるいは補機バッテリ170の電圧が所定の電圧値を下回った場合に、DC/DCコンバータ180を用いて、メインバッテリ150からの電力を冷却ファン162へと供給するとともに、補機バッテリ170を充電する。
[外部充電]
電動車両1は、外部充電のための構成として、インレット250と、充電器260と、充電リレー(CHR(Charge Relay)とも称する)280とをさらに備える。
外部電源500からの電力は、充電ケーブル400を介して電動車両1の充電器260に供給される。外部電源500は、典型的には商用交流電源を含んで構成される。充電ケーブル400は、プラグ410と、コネクタ420と、電線430とを含む。プラグ410は、電動車両1のインレット250に接続可能に構成される。コネクタ420は、外部電源500のコンセント510に接続可能に構成される。電線430は、プラグ410とコネクタ420とを電気的に接続する。
充電器260は、外部電源500からの交流電力を直流電力に変換して、CHR280を介してメインバッテリ150に供給する。
CHR280は、ECU300からの制御信号SE2に応じて、閉成または開放される。CHR280が閉成された場合には、メインバッテリ150と充電器260とが機械的に連結され、充電器260からの電力がメインバッテリ150に供給可能となる。CHR280が開放された場合には、メインバッテリ150と充電器260とが機械的に分離され、充電器260からの電力がメインバッテリ150に供給不可能となる。
ユーザは、充電ケーブル400側のプラグ410を電動車両1側のインレット250に接続することで、電動車両1と外部電源500とを接続(以下、外部電源接続とも称する)できる。ユーザは、外部電源接続後に、車内に設けられた液晶モニタ(図示は省略)から本格充電の終了予定タイミングを予め設定できる。
ECU300は、外部電源接続時のメインバッテリ150のSOC(以下、初期SOC1とも称する)を算出し、算出した初期SOC1に基づき、目標SOCとなるまでの充電時間を算出する。さらに、ECU300は、算出した充電時間を、ユーザが設定した終了予定タイミングから逆算させることで、本格充電の開始予定タイミングを算出する。ECU300は、開始予定タイミングで本格充電を開始することにより、ユーザが設定した終了予定タイミングで本格充電を完了させる。
[充電前冷却]
ユーザが外出先から帰宅した際に、外出時の運転によってメインバッテリ150が高温になっている場合がある。このまま本格充電を実行すると、充電に伴う発熱によってメインバッテリ150が高温状態で放置されることになり、メインバッテリ150の劣化が進行する虞がある。このため、電動車両1においては、本格充電の実行前に、空調装置120および冷却ファン162を駆動することによりメインバッテリ150を冷却(以下、充電前冷却とも称する)する制御が行われる。
充電前冷却は、ECU300が実行する充電前冷却制御によって行われる。ECU300は、充電前冷却制御を実行すると、CHR280およびSMR110の双方を閉成するともに充電器260を駆動する。また、ECU300は、外部電源500またはメインバッテリ150からの電力を空調装置120に供給するとともに、さらにDC/DCコンバータ180を駆動して外部電源500またはメインバッテリ150からの電力を冷却ファン162に供給する。これにより、空調装置120および冷却ファン162が駆動され、空調装置120による車内冷房と、冷却ファン162による吸気通路への空気吸入とにより、高温状態のメインバッテリ150が冷却される。
ここで、充電前冷却期間中においては、ECU300は、検出された電池温度TBに応じて、空調装置120の風量を強めたり弱めたりする。このため、充電前冷却によって本格充電の実行前にメインバッテリ150を冷却できる反面、本格充電の開始時におけるメインバッテリ150のSOCが、開始予定タイミングを算出したときに用いた外部電源接続時における初期SOC1と異なる場合がある。
たとえば、図2を参照しながら、充電前冷却後のSOCが、初期SOC1よりも低くなる場合について説明する。図2は、外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリ150のSOCおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。
図2を参照して、外部電源接続時のタイミングt0においては、メインバッテリ150の電池温度TBとしてTB1が検出されるとともに、メインバッテリ150のSOCとして初期SOC1が検出される。
タイミングt0から所定の放置期間(たとえば、5分間)を経過した後のタイミングt1においては、充電前冷却が開始され、空調装置120および冷却ファン162が駆動する。これにより、電池温度TBは下がり始める。一方、外部電源500からの電力のみでは空調装置120および冷却ファン162の消費電力を補うことができないため、メインバッテリ150からも空調装置120および冷却ファン162に電力が供給される。このため、メインバッテリ150のSOCは初期SOC1から減少する。
タイミングt2においては、電池温度TBが高温状態からある程度下がっているため、一旦、空調装置120の風量が弱められる。これにより、電池温度TBの下がり具合は穏やかになる。一方、空調装置120の風量が弱められることで消費電力も小さくなるため、外部電源500からの電力のみで補うことができる。このため、外部電源500から供給された電力のうちの余剰部分はメインバッテリ150に供給され、メインバッテリ150のSOCは増加する。
タイミングt3においては、電池温度TBが未だ判定温度TB0(たとえば40℃)まで下がっていないため、再び、空調装置120の風量が強められる。また、空調装置120の消費電力が大きくなるため、外部電源500からの電力のみでは空調装置120および冷却ファン162の消費電力を補うことができず、メインバッテリ150からも空調装置120および冷却ファン162に電力が供給される。このため、メインバッテリ150のSOCは再び減少する。
タイミングt4においては、電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がるため、充電前冷却が終了する。
この図2に示す例の場合、充電前冷却が完了したときのメインバッテリ150のSOC(SOC2)は、初期SOC1よりも低い値となる。このため、このままの状態で本格充電を開始すると、外部電源接続時に算出されたときよりも充電時間が長くなる。たとえば、仮に、初期SOC1よりも低いSOC2のまま、開始予定タイミングt6で本格充電を開始した場合、破線で示すように、終了予定タイミングt7では本格充電が完了せず、それよりも遅いタイミングt8でようやく本格充電が完了する。
このように、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ150のSOCが、外部電源接続時における初期SOC1よりも低い場合、本格充電の時間が当初の予定よりも長くなるため、ユーザが設定した終了予定タイミングになっても未だ本格充電が完了しないといった問題が生じる。
次に、図3を参照しながら、充電前冷却後のSOCが、初期SOC1よりも高くなる場合について説明する。図3は、外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリ150のSOCおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。
図3を参照して、図2に示す例と同様に、外部電源接続時のタイミングt0においては、電池温度TB1および初期SOC1が検出される。また、タイミングt1においては、充電前冷却が開始され、空調装置120および冷却ファン162が駆動する。これにより、電池温度TBは下がり始める一方で、メインバッテリ150のSOCは初期SOC1から減少する。さらに、タイミングt2においては、電池温度TBが高温状態からある程度下がっているため、一旦、空調装置120の風量が弱められ、メインバッテリ150のSOCは増加する。
図3の例の場合、図2の例と異なり、その後の充電前冷却においては空調装置120の風量が強められることがなく、メインバッテリ150のSOCは増加し続ける。充電前冷却は、本格充電の開始予定タイミングを考慮して、実行可能な期間(たとえば25分間)が定められている。図3の例の場合、電池温度TBは、判定温度TB0以下にまで下がっていないが、充電前冷却の実行可能な期間が経過したため、タイミングt3において充電前冷却が終了する。
この図3に示す例の場合、充電前冷却が完了したときのメインバッテリ150のSOC(SOC2)は、初期SOC1よりも高い値となる。このため、このままの状態で本格充電を開始すると、外部電源接続時に算出されたときよりも充電時間が短くなる。たとえば、仮に、初期SOC1よりも高いSOC2のまま、開始予定タイミングt4で本格充電を開始した場合、破線で示すように、終了予定タイミングt6よりも早いタイミングt5で本格充電が完了してしまう。
このように、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ150のSOCが、外部電源接続時における初期SOC1よりも高い場合、本格充電の時間が当初の予定よりも短くなるため、ユーザが設定した終了予定タイミングよりも早く本格充電が完了する。その結果、高SOC状態でのメインバッテリ150の放置期間も長くなり、メインバッテリ150の劣化が進行するといった問題が生じる。
[SOC調整制御]
そこで、本実施の形態における電動車両1においては、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ150のSOCが、充電前冷却前の外部電源接続時における初期SOC1と異なる場合、本格充電が開始される前にメインバッテリ150のSOCを初期SOC1に近似させる(理想的には同一とさせる)ための制御(以下、SOC調整制御と称する)がECU300によって実行される。
より具体的には、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが、充電前冷却前の初期SOC1よりも低い場合、図2に示すように、SOC調整期間において、ECU300は空調装置120の風量を弱める制御を実行する。
これにより、空調装置120の消費電力が小さくなるため、外部電源500から供給された電力のうちの余剰部分がメインバッテリ150に供給される。このため、メインバッテリ150が充電されてSOCが増加し、本格充電の開始予定タイミングt6においては、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが初期SOC1に近似(あるいは同一)することになる。その結果、開始予定タイミングt6で本格充電を開始した場合でも、実線で示すように、終了予定タイミングt7で本格充電が完了する。以下では、SOC調整期間においてECU300が実行する、空調装置120の風量を弱める制御を充電制御とも称する。また、SOC調整期間における充電制御によって、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電することを調整充電とも称する。すなわち、外部充電のうち、図2に示すタイミングt4からタイミングt6のSOC調整期間において実行される充電は調整充電であり、タイミングt6から満充電時の目標SOCとなるまで実行される充電は本格充電である。
また、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが、充電前冷却前の初期SOC1よりも高い場合、図3に示すように、SOC調整期間において、ECU300は空調装置120の風量を強める制御を実行する。
これにより、空調装置120の消費電力が大きくなるため、外部電源500からの電力のみでは空調装置120および冷却ファン162の消費電力を補うことができず、メインバッテリ150からも空調装置120および冷却ファン162に電力が供給される。このため、メインバッテリ150から電力が放電してSOCが減少し、本格充電の開始予定タイミングt4においては、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが初期SOC1に近似(あるいは同一)することになる。その結果、開始予定タイミングt4で本格充電を開始した場合でも、実線で示すように、終了予定タイミングt6で本格充電が完了する。以下では、SOC調整期間においてECU300が実行する、空調装置120の風量を強める制御を放電制御とも称する。また、SOC調整期間における放電制御によって、メインバッテリ150の電力を放電させることを調整放電とも称する。
このように、ECU300によりSOC調整制御が実行されることによって、充電前冷却後において、初期SOC1に基づいて設定された開始予定タイミング通りに本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができる。このため、高SOC状態でメインバッテリ150が長期間放置されることもなく、メインバッテリ150の劣化を抑制することができる。
さらに、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが、初期SOC1よりも高い場合、余剰分の電力を用いて空調装置120の風量を強めるため、SOCを調整する際にも電池温度TBをさらに冷却することができる。これにより、メインバッテリ150の劣化をより効果的に抑制することができる。
[充電前冷却制御およびSOC調整制御のフローチャート]
次に、図4を参照しながら、ECU300が実行する充電前冷却制御およびSOC調整制御の具体的な内容を説明する。また、SOC調整制御については、図4に加えて図5も参照しながら説明する。
図4は、ECU300による充電前冷却制御およびSOC調整制御を説明するためのフローチャートである。図5は、SOC調整期間におけるメインバッテリ150のSOCの変化の一例を示すタイミングチャートである。なお、図4に示すフローチャートの各ステップは、基本的にはECU300によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU300内に作製されたハードウェア(電子回路)によって実現されてもよい。
なお、図4に示すステップのうち、ステップ(以下、Sと略す)30〜S50は、充電前冷却制御に特に関するステップであり、S60〜S110は、SOC調整制御に特に関するステップである。
まず、S10において、ECU300は、充電ケーブル400が外部電源500に接続されたか否かを判定する。つまり、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電(本格充電および調整充電を含む)が実行可能になっているか否かが判定される。ECU300は、充電ケーブル400が外部電源500に接続されていない場合(S10においてNO)、本ルーチンを終了する。
一方、ECU300は、充電ケーブル400が外部電源500に接続されており外部充電が実行可能である場合(S10においてYES)、S20において、外部電源接続時における初期SOC1を算出する(図2のt0、図3のt0参照)。
ECU300は、電池温度TBが判定温度TB0よりも高いか否かを判定する(S30)。ECU300は、電池温度TBが判定温度TB0よりも高い場合(S30においてYES)、外部電源500およびメインバッテリ150の電力を用いて空調装置120および冷却ファン162を駆動する(S40)。すなわち、ECU300は、高温状態のメインバッテリ150を冷却する(図2のt1、図3のt1参照)。
ECU300は、充電前冷却の実行期間が所定期間(たとえば25分間)よりも長いか否か、すなわち、SOC調整制御を開始する調整開始予定タイミングであるか否かを判定する(S50)。なお、調整開始予定タイミングは、本格充電の開始予定タイミングからSOC調整期間(たとえば5分間)を逆算することによって予め決められる。
ECU300は、調整開始予定タイミングでない場合(S50においてNO)、S30に移行し、現時点の電池温度TBが判定温度TB0よりも高いか否かを再び判定する。ECU300は、現時点の電池温度TBが判定温度TB0以下である場合(S30においてNO)、S60に移行する。すなわち、ECU300は、調整開始予定タイミングでなくても、電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がった場合にSOC調整制御を実行する(図2のt4参照)。
上述のように調整開始予定タイミングでなくてもSOC調整制御が実行される理由は、すでに電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がっているため、充電前冷却制御によってさらに電池温度TBを下げる必要がないからである。この場合、本格充電の開始予定タイミングまで、SOC調整制御が実行されることになる。
一方、ECU300は、調整開始予定タイミングである場合(S50においてYES)、S60に移行する。すなわち、ECU300は、電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がらなくても、調整開始予定タイミングになった場合にSOC調整制御を実行する(図3のt3参照)。
上述のように電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がらなくてもSOC調整制御が実行される理由は、調整開始予定タイミングでSOC調整制御を開始しないと、本格充電の開始予定タイミングまでにSOCを調整することができず、ユーザが設定した終了予定タイミングに本格充電を完了させることができなくなるからである。
ECU300は、S60において、現時点のSOCを算出する。たとえば、図5に示すように、ECU300は、SOC調整制御を開始したタイミングt1におけるSOC(SOC2)を算出する。
ECU300は、現時点のSOCが初期SOC1よりも小さいか否かを判定する(S70)。ECU300は、現時点のSOCが初期SOC1よりも小さい場合(S70においてYES)、図5に示すように、タイミングt1で空調装置120の風量を弱める充電制御を実行する。これにより、空調装置120の消費電力が小さくなるため、外部電源500から供給された電力のうちの余剰部分がメインバッテリ150に供給される。その結果、メインバッテリ150が調整充電されてSOCが増加する。
ECU300は、SOC調整の実行期間が所定期間(たとえば5分間)よりも長いか否か、すなわち、本格充電を開始する開始予定タイミングであるか否かを判定する(S110)。ECU300は、開始予定タイミングでない場合(S110においてNO)、S60に移行し、現時点のSOCを再び算出する。
ECU300は、現時点のSOCが初期SOC1以上である場合(S70においてNO)、現時点のSOCがSOC1+Δ(ΔはヒステリシスによるSOC1に対する誤差)以下であるか否かを判定する(S90)。ECU300は、現時点のSOCがSOC1+Δ以下である場合(S90においてYES)、S110に移行する。
一方、ECU300は、現時点のSOCがSOC1+Δより大きい場合(S90においてNO)、図5に示すように、タイミングt2で空調装置120の風量を強める放電制御を実行する。これにより、空調装置120の消費電力が大きくなるため、外部電源500からの電力のみでは空調装置120および冷却ファン162の消費電力を補うことができず、メインバッテリ150からも空調装置120および冷却ファン162に電力が供給される。その結果、メインバッテリ150から電力が調整放電されてSOCが減少する。その後、ECU300は、S110に移行する。
ECU300は、S110において、未だ本格充電の開始予定タイミングでない場合(S110においてNO)、再びS60に移行して、それ以降のステップで、図5に示すように、タイミングt3でS80の充電制御を実行し、タイミングt4でS100の放電制御を実行する。
一方、ECU300は、S110において、本格充電開始予定タイミングである場合(S110においてYES)、図5に示すように、タイミングt5で空調装置120および冷却ファン162を停止するとともに(S120)、現時点のSOCが目標SOCとなるまで本格充電を開始する(S130)。その後、ECU300は、図4の処理を終了する。
以上のように、本実施の形態においては、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが充電前冷却前の初期SOC1よりも低い場合(S70においてYESの判定時)、S130で本格充電が開始される前に、S80でメインバッテリ150を調整充電する充電制御が実行され、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが充電前冷却前の初期SOC1よりも高い場合(S70においてNOの判定時およびS90においてNOの判定時)、S130で本格充電が開始される前に、S100でメインバッテリ150の電力を調整放電する放電制御が実行される。なお、S70およびS80の処理は「充電制御部」の一実施例に対応し、S70、S90、およびS100の処理は「放電制御部」の一実施例に対応する。
このため、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ150のSOCと充電前冷却前の外部電源接続時における初期SOC1とが異なる場合でも、SOC調整制御によって、充電前冷却後のSOCが充電前冷却前の初期SOC1に近似(あるいは同一)することになる。これにより、充電前冷却後において、初期SOC1に基づいて設定されたタイミングで本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができるため、メインバッテリ150の劣化を抑制することができる。
さらに、充電前冷却後のメインバッテリ150のSOCが、初期SOC1よりも高い場合(S90においてNOの判定時)、S100の放電制御によって余剰分の電力を用いて空調装置120の風量を強めるため、SOCを調整する際にも電池温度TBをさらに冷却することができる。これにより、メインバッテリ150の劣化をより効果的に抑制することができる。
[変形例]
本実施の形態においては、メインバッテリ150が高温状態になっていることに鑑みて、本格充電の実行前に、空調装置120および冷却FAN162でメインバッテリ150を冷却して温度調整するものであった。しかし、寒冷地で使用した電動車両の場合、メインバッテリ150が低温になることも想定されるため、この場合は、本格充電の実行前に、空調装置120でメインバッテリ150を加温して温度調整するものであってもよい。
本実施の形態においては、SOC調整制御において、空調装置120の風量を変更することによってメインバッテリ150を充放電制御するものであった。しかし、温度調整後のメインバッテリ150のSOCと温度調整前の初期SOC1との差に応じて、SOC調整制御において、空調装置120に代えてあるいは加えて空調装置120よりも電力消費が少ない冷却ファン162を駆動することによって充放電制御するものであってもよい。さらには、図示しないオーディオなど、空調装置120や冷却ファン162以外の装置を駆動することによって充放電制御するものであってもよい。
本実施の形態においては、ユーザが本格充電の終了予定タイミングを設定できるものであった。しかし、これに限らず、外部電源接続時に、電動車両1側の処理で終了予定タイミングを算出してユーザに報知するものであってもよい。たとえば、ECU300は、外部電源接続時の初期SOC1に基づき、目標SOCとなるまでの充電時間を算出し、算出した充電時間に所定の充電前冷却に掛かる時間(たとえば25分間)およびSOC調整期間(たとえば5分間)を加えることによって本格充電の終了予定タイミングを算出し、ユーザに報知するものであってもよい。
本実施の形態においては、温度調整後の電池温度TBが判定温度TB0以下にまで下がらなくても、調整開始予定タイミングであると判定した場合(図4のS50においてYESの判定時)、本格充電の開始予定タイミングを考慮してSOC調整制御を実行するものであった。しかし、本格充電が完了してから所定期間が経過してもユーザが電動車両に乗り込まない場合には、メインバッテリ150を温度調整するために、再度、充電前冷却制御およびSOC調整制御を実行するものであってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 電動車両、10 第1モータジェネレータ、20 第2モータジェネレータ、30 動力分割機構、100 エンジン、110 システムメインリレー(SMR)、120 空調装置、150 メインバッテリ、152 監視ユニット、162 冷却ファン、164 吸気温度センサ、170 補機バッテリ、180 DC/DCコンバータ、250 インレット、260 充電器、280 充電リレー(CHR)、300 ECU、400 充電ケーブル、410 プラグ、420 コネクタ、430 電線、500 外部電源、510 コンセント。

Claims (1)

  1. 車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電する本格充電を実行する電動車両の制御装置であって、前記本格充電は、温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで開始され、
    前記制御装置は、
    温度調整後の前記蓄電装置の蓄電量が温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量よりも低い場合に、前記本格充電が開始される前に前記蓄電装置を充電する充電制御部と、
    温度調整後の前記蓄電装置の蓄電量が温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量よりも高い場合に、前記本格充電が開始される前に前記蓄電装置の電力を放電する放電制御部とを備える、電動車両の制御装置。
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