JP6420107B2 - ハイブリッド車両の蓄電池加熱システム - Google Patents

Description

本発明は、動力源として発電機と併載された蓄電池を加熱するハイブリッド車両の蓄電池加熱システムに関する。

近年、環境及びエネルギー効率の観点から、車両を推進させるモータの動力源としての二次電池と、同二次電池を充電する発電装置とが併載されたハイブリッド鉄道車両が開発されている。一般に、発電装置の発電機を駆動させる発動機が二次電池の充電にのみ使用されるものをシリーズ方式ハイブリッド車両と呼び、トランスミッションを介して車両の推進にも使用されるものをパラレル方式ハイブリッド車両と呼ぶ。何れの方式においても、二次電池から供給される電力によってモータを駆動させて、車両が推進される。二次電池の電力は、モータの駆動以外にも、車両の電装品の電源としても使用される。発動機は、通常、液体燃料を燃焼させてエネルギーを発生させる内燃機関（以下、「エンジン」）が用いられる。

図８に、シリーズ方式ハイブリッド車両及びパラレル方式ハイブリッド車両の構造を模式的に示す。シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓは、エンジンＥｓで発電機Ｇを駆動して電力を発生させる。発生した電力はコンバータＣを介して、リチウムイオンバッテリＢに蓄積される。リチウムイオンバッテリＢに蓄積された電力はインバータＩを介してモータＭ及び補助装置Ｅａ（不図示）にそれぞれ供給され、モータＭは車軸を介して駆動輪Ｗａを直接回転させる。

シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓは、駆動輪Ｗａの回転によって推進すると共に、被駆動輪Ｗｐは連れ回転する。主電動機（モータ）Ｍは、回生ブレーキ時に、シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓの運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するために発電機として使用される。つまり、主電動機Ｍはシリーズ方式ハイブリッド車両１ｓを推進させる動力発生と回生発電との２つの機能を兼ね備えている。

パラレル方式ハイブリッド車両１ｐは、シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓにおいて、発電機Ｇと主電動機ＭとがモータＭ（Ｇ）に置き換えられ、インバータＩとコンバータＣとがインバータＩ（Ｃ）に置き換えられ、変速機Ｔ及び補助発電機Ｇａが追加されている。エンジンＥｐは補助発電機Ｇａと機械的に接続されると共に、変速機Ｔを介して駆動輪ＷａとモータＭ（Ｇ）とに機械的に接続されている。補助発電機ＧａはエンジンＥｐによって駆動されて、補助装置Ｅａ（不図示）用の電力を発生する。

モータＭ（Ｇ）は変速機Ｔを介してエンジンＥｐによって駆動されて、シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓに於ける発電機Ｇと同様に電力を発生する。発生した電力は、インバータＩ（Ｃ）を介して、リチウムイオンバッテリＢに蓄積される。リチウムイオンバッテリＢに蓄積された電力はインバータＩ（Ｃ）を介してモータＭ（Ｇ）に供給される。駆動輪Ｗａは、変速機Ｔを介してエンジンＥｐ及び／或いはモータＭ（Ｇ）によって駆動される。モータＭ（Ｇ）は、シリーズ方式ハイブリッド車両１ｓに於ける主電動機Ｍと同様に、回生発電する。このように、パラレル方式ハイブリッド車両１ｐにおいては、エンジンＥｐの出力とリチウムイオンバッテリＢに電力の形で蓄えておいたエンジンＥｐの出力との何れか一方或いは両方を同時に車両の推進力源として用いることができる。

上述のように、ハイブリッド車両では、リチウムイオンバッテリＢに発電装置で発生させた電力を蓄えることができる。そのためハイブリッド車両は、従来のディーゼル機関車やディーゼルカーに比べて、最大出力の小さな発電装置（発電機及び発動機）を用いることができる。ディーゼル機関車は、発電装置で発生させた電力によってモータを駆動して車両を推進させる点はハイブリッド車両と同様であるが、発電装置で発生させた電力を蓄えておく二次電池を備えていない。そのため、ディーゼル機関車は、最大負荷が掛かる走路を走行時に必要な駆動力を上回る電力を出力できる発電装置を備える必要がある。

ハイブリッド車両では、通常及び低負荷の走路を走行中或いは駅などに停車中に発電装置が発生させる、走行或いは停車には過剰な電力を二次電池に蓄える。そして、最大或いは強負荷が掛かる走路の走行時には二次電池に蓄えておいた電力を用いることによって、発電装置に対する発電負荷を平均化することができる。これによって、ハイブリッド車両は、ディーゼル機関車やディーゼルカーに比べてより低出力の発電装置を搭載することができ、製造コスト及びランニングコスト的に優位である。

二次電池は、放電特性の温度依存性が強く、低温になるほど放電容量が低下する。そのために、寒冷地等の低温環境下で使用されるハイブリッド車両においては、停車時のように二次電池の充放電負荷が小さい時は、二次電池が低温環境によって冷やされてしまい、車両の走行或いは照明や空調等の補助装置の駆動に必要な電力を得ることができない。特に、寒冷地で車庫等の屋内や屋外に長時間に渡って停留される場合は、二次電池が環境温度まで冷却されてしまい、環境温度がまだ低い早朝の始動に支障を来す。このような事態を避けるべく、二次電池の暖機技術が必要とされている。

図９に、特許文献１に提案されている、鉄道車両の電池暖機装置を含む制御装置の全体を示す。鉄道車両１は、主電動機２、インバータ３、発電機４、コンバータ５、二次電池６、昇降圧チョッパ７、動力発生装置８、列車制御装置９、マスコン１０、データベース１１、エネルギー制御装置１２、及び空気ブレーキ１３を含む。インバータ３は、発電機４とコンバータ５または二次電池６と昇降圧チョッパ７から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、鉄道車両１を駆動する主電動機２に給電する。発電機４は、ディーゼルエンジン等の動力発生装置８と共に発電装置を構成して、三相交流電力を出力する。コンバータ５は発電機４から出力される三相交流電力を直流電力に変換して、インバータ３に供給する。昇降圧チョッパ７は、二次電池６からインバータ３の直流側への放電、あるいはインバータ３の直流側から二次電池６への充電の双方向制御を行う。

鉄道車両１においては、発電装置の始動時に、外気温度に基づいて二次電池６の暖機運転の要否が判断される。要と判断される場合には、二次電池６のエネルギー残存量にもとづいて、「発電機からの充電による二次電池暖機運転」と「他の方法による二次電池暖機運転」との何れかが選択される。具体的には、二次電池６のエネルギー残存量が所定値以下、つまり充電の余地がある場合には、「発電機からの充電による二次電池暖機運転」が行われる。一方、二次電池６のエネルギー残存量が所定値より多い、つまり充電の余地がない場合には、「他の方法による二次電池暖機運転」が行われる。「発電機からの充電による二次電池暖機運転」は、二次電池６が所定の温度に到達或いは、充電の余地が無くなったと判断された時点で、「他の方法による二次電池暖機運転」に切り替えられる。

翌日の発電装置の始動時に、電池暖機運転が必要な場合には「発電機からの充電による電池暖機運転」を行うために、当日の運転終了時の二次電池６のエネルギー残存量が「所定値以下、つまり充電の余地がある」ように、二次電池６の充放電が制御される。このように、特許文献１は発電機により二次電池６を充電することにより、二次電池６の効率のよい速やかな暖機を図っている。

特開２００６−２３８５４３号公報

大出力が要求されるハイブリッド車両用二次電池としては、リチウムイオン電池が広く用いられている。リチウムイオン電池は、温度によって、放電特性及び充電特性が著しく変化するために、それぞれに電池の品質、寿命、及び安全性を確保するために、構造的な対策が取られると共に適正な充電温度や放電温度等の使用条件が定められている。

蓄積エネルギーが増大していく充電においては、特に安全性の観点から、構造的及び保護回路などによる対策が取られている。低温で充電する場合、リチウムイオン電池は、正極から出たリチウムイオンが負極に吸収されにくくなり、リチウム金属が析出しやすくなり、電池を急激に劣化させて事故の原因になりかねない。また、高温で充電する場合、充電流による温度上昇が環境温度に加わり、リチウムイオン電池が高温になる懸念がある。このような事態に備えて、リチウムイオン電池には、充電状態を管理する保護回路が設けられている。

一方、蓄積エネルギーが減少していく放電においては、低温では放電中のリチウムイオンが動きにくくなり、セルの内部抵抗が上昇する。結果、セル電圧が低下して、ハイブリッド車両の十分な推進力が得られない。このように、リチウムイオン電池においては、充電及び放電（以下、「充放電」）は温度範囲に応じて適正電流値で行われる必要がある。特に、充電に関して、その温度範囲と電流値の要求は、放電に比べて遙かに厳しい。

リチウムイオン電池の充電特性及びハイブリッド車両に於ける発電効率の観点から、特許文献１に提案されている、「発電機からの充電による電池暖機」には安全性及び設備の効率性に問題がある。先ず、暖機を必要とする低温での「発電機からの充電による電池暖機」には、リチウム金属の析出による電池の劣化及び事故の危険性があり、この対策が必要である。具体的には、リチウムイオン電池の充放電可能温度範囲内であっても、その低温域においては低電流による充電が強いられる。暖機を必要とするリチウムイオン電池の温度が低いほど、暖機充電の電流値は低く制限される。そのために、リチウムイオン電池を推進力発生のための放電可能温度まで昇温させるのに長時間を要する。さらに、暖機充電の進行とともに、リチウムイオン電池の充電率が上昇すると、充電電流はさらに減少せざるを得ず、充電暖機の完了が更に遅れる。

また、リチウムイオン電池の暖機に必要な熱量（エネルギー）を、充電により供給するために、走行のための充電より大きな電力を出力できる発電装置が必要になり、ハイブリッド車両に於ける発電装置の製造コスト及びランニングコストの優位性が損なわれる。

上述の問題に鑑みて、本発明は、ハイブリッド車両の動力源として発電機と併載された蓄電池を原則として放電により、必要に応じて充電により加熱して、ハイブリッド車両の推進のための放電を速やかに可能にする、ハイブリッド車両の蓄電池加熱システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両の蓄電池加熱システムは、車両システムが停止した状態からの起動時に、動力源として発電機と併載された蓄電池を放電或いは充電させることによって加熱するハイブリッド車両の蓄電池加熱システムであって、
前記蓄電池が所定の温度範囲にあるか否かを検出するバッテリ監視手段と、
前記蓄電池の放電負荷を変化させる放電負荷可変手段と、
前記検出された蓄電池の温度範囲に基づいて前記蓄電池の加熱の要否を判定すると共に、前記放電負荷可変手段を制御して、前記蓄電池を放電させる加熱制御手段と、
前記発電機を駆動させて発電させるエンジンとを備え、
前記加熱制御手段は、当該エンジンを排気ブレーキモードにして前記発電機の回転負荷を増大させることにより、前記放電負荷を増大させて、前記蓄電池を放電させる。

本発明は、ハイブリッド車両の動力源として発電機と併載された蓄電池を主に放電により、必要に応じて充電により加熱して、ハイブリッド車両の推進のための放電が可能な温度まで昇温できる。

本発明の実施の形態１に係る蓄電池加熱システムが組み込まれたシリーズ方式ハイブリッド車両の要部構成を示すブロック図である。 図１の蓄電池加熱システムにおいて検出されるリチウムイオンバッテリの温度範囲を示す図である。 図１の蓄電池加熱システムの主に放電加熱開始までの動作を示すフローチャートである。 図１の蓄電池加熱システムの主に放電加熱開始以降の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る蓄電池加熱システムが組み込まれたパラレル方式ハイブリッド車両の要部構成を示すブロック図である。 図５の蓄電池加熱システムの主に放電加熱開始までの動作を示すフローチャートである。 図５の蓄電池加熱システムの主に放電加熱開始以降の動作を示すフローチャートである。 シリーズ方式ハイブリッド車両及びパラレル方式ハイブリッド車両の構造をそれぞれ示す模式図である。 従来の鉄道車両の電池暖機装置を含む制御装置の構造を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について詳述する前に、本発明に係るハイブリッド車両の蓄電池加熱システムについて説明する。本発明においては、車両システムが停止（全ての機器がＯＦＦ）状態にあるハイブリッド車両を走行可能状態にする車両システムの起動時に、蓄電池が車両運転に不適な低温であれば、同蓄電池を車両運転に適した温度まで加熱するべく考案されている。

上述のように、ハイブリッド車両に用いられる二次電池には、安全面及び製品寿命の観点から二次電池を充放電しても良い所定の温度範囲（以降、「充放電許容温度範囲」）が定められている。しかしながら、二次電池は低温になると放電特性（放電可能容量）が著しく低下して、充放電許容温度範囲内にあってもハイブリッド車両の推進動力を生み出す主電動機の駆動に十分な電力を出力できなくなる。本発明は、充放電許容温度範囲内であっても、ハイブリッド車両の推進動力を生み出す主電動機の駆動に十分な電力を出力できる温度より低い低温状態にある二次電池を主に放電させると共に必要に応じて充電することにより内部から熱を発生させて十分な電力を出力できる温度まで速やかに加熱するものである。

蓄電池を放電させてその蓄電池を加熱することを放電暖機と呼び、放電暖機するために蓄電池を放電させることを暖機放電と呼ぶ。一方、蓄電池を充電してその蓄電池を加熱することを充電暖機と呼び、充電暖機するために蓄電池を充電することを暖機充電と呼ぶ。本発明に係るハイブリッド車両の蓄電池加熱システムにおいては放電暖機を主としており、そのためには蓄電池には放電暖機に必要十分な電力が蓄積されていることが好ましいが、必要に応じて充電が行われる。

（実施の形態１）
以下に図１、図２、図３、及び図４を参照して、本発明の実施の形態１に係るハイブリッド車両の蓄電池加熱システムについて説明する。本実施の形態は、図８に例示したシリーズ方式ハイブリッド車両の蓄電池の加熱に用いられる蓄電池加熱システムである。

図１に、蓄電池加熱システムが搭載された、シリーズ方式ハイブリッド車両の要部構成を示す。なお、蓄電池の加熱の説明に特に必要のない部材については言及を控える。上述のように、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓにおいては、エンジンＥｓは、リチウムイオンバッテリＢに一旦蓄積された後に、駆動輪（車輪）Ｗａ或いは補助装置Ｅａの駆動に使用される電力の発生に使用される。

シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓは、発電装置Ａｇｓ、変換制御器Ｃ、リチウムイオンバッテリＢ、インバータＩ、主電動機Ｍ、補助電源装置Ｉａ、補助装置Ｅａ、バッテリ監視制御器Ｍｂｔ、及び駆動輪Ｗａを含む。発電装置Ａｇｓは、エンジンＥｓと誘導発電機Ｇ（以降、「発電機Ｇ」）とを含む。発電機ＧはエンジンＥｓに機械的に接続されており、エンジンＥｓにより駆動されて三相交流電力Ｐｇを発生する。エンジンＥｓの排気管の途中に設けられているバルブＶａは、電磁弁Ｖｅにより駆動される空気シリンダＣｐによって開閉される。変換制御器Ｃは、発電機Ｇ（発電装置Ａｇｓ）に電気的に接続されて、発電機Ｇから供給される三相交流電力Ｐｇを直流電力Ｐｃに変換する。

リチウムイオンバッテリＢは、スイッチＳＷｂｉを介して変換制御器Ｃ及びインバータＩに電気的に接続されると共に、スイッチＳＷｂａを介して補助電源装置Ｉａに電気的に接続される。スイッチＳＷｂｉは変換制御器Ｃで生成される制御信号Ｓｃｂｉ（以降、「インバータ接続信号Ｓｃｂｉ」）によって開閉され、スイッチＳＷｂａは補助電源装置Ｉａで生成される制御信号Ｓｃｂａ（以降、「補助電源装置接続信号Ｓｃｂａ」）によって開閉される。

リチウムイオンバッテリＢは、変換制御器Ｃから供給される直流電力Ｐｃを蓄積（充電）すると共に、安定した直流電力Ｐｂを出力（放電）する。なお直流電力Ｐｃは、変換元である三相交流電力ＰｇがエンジンＥｓの回転（ひいては、車両の走行）状態に応じて変動する。リチウムイオンバッテリＢに蓄積される直流電力Ｐｃの電流を充電電流Ａｐｃと称し、リチウムイオンバッテリＢから出力される直流電力Ｐｂの電流を放電電流Ａｐｂと称する。リチウムイオンバッテリＢは自身の温度を計測して、計測された現在の温度Ｔｃ（以降、「バッテリ温度Ｔｃ」）を示す温度信号Ｓｔを出力する。

補助電源装置Ｉａは、スイッチＳｗｂｉ及びＳＷｂａを介して、変換制御器Ｃ或いはリチウムイオンバッテリＢから供給される直流電力Ｐｃ或いは直流電力Ｐｂを補助装置Ｅａの駆動用に電圧及び周波数が固定な交流電力Ｐｂａに変換する。補助装置Ｅａは補助電源装置Ｉａに電気的に接続されて、補助電源装置Ｉａから供給される交流電力Ｐｂａによって駆動される。

インバータＩは、変換制御器Ｃから直接供給される直流電力Ｐｃ或いはスイッチＳＷｂｉを介してリチウムイオンバッテリＢから供給される直流電力Ｐｂをシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓを推進させる主電動機Ｍの駆動に適した三相交流電力Ｐｂｄに変換する。主電動機Ｍは、インバータＩに電気的に接続されると共に駆動輪Ｗａに機械的に接続されている。主電動機Ｍは、インバータＩから供給される三相交流電力Ｐｂｄによって駆動されて、駆動輪Ｗａを回転させる。

シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの通常走行時は、スイッチＳＷｂｉ及びＳＷｂａは閉にされており、発電装置Ａｇｓ（発電機Ｇ）で発生された三相交流電力Ｐｇは変換制御器Ｃで直流電力Ｐｃに変換されて、補助装置Ｅａ及びインバータＩに供給される。補助装置Ｅａ（補助電源装置Ｉａ）及び主電動機Ｍ（インバータＩ）で消費されなかった余剰の直流電力ＰｃがリチウムイオンバッテリＢで蓄積される。具体的には、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓが主電動機Ｍを駆動させないで惰行或いは停車している場合には、インバータＩは動作しない。よって、変換制御器Ｃからの直流電力Ｐｃは、インバータＩ及び主電動機Ｍで消費されずに、リチウムイオンバッテリＢで蓄積されると共に補助電源装置Ｉａ及び補助装置Ｅａによって消費される。

シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓが、主電動機Ｍを駆動させて加速（含む、定速度走行）している場合には、インバータＩは動作される。変換制御器Ｃから供給される直流電力Ｐｃが、インバータＩ（主電動機Ｍ）と補助電源装置Ｉａ（補助装置Ｅａ）の電力消費より小さい時には、直流電力Ｐｃに加えてリチウムイオンバッテリＢからも直流電力ＰｂがインバータＩ及び補助電源装置Ｉａに供給される。変換制御器Ｃから供給される直流電力Ｐｃが、インバータＩ（主電動機Ｍ）と補助電源装置Ｉａ（補助装置Ｅａ）の電力消費より大きい時には、直流電力ＰｃはインバータＩと補助電源装置ＩａとリチウムイオンバッテリＢに供給される。

つまり、三相交流電力Ｐｇの容量が主電動機Ｍ及び補助装置Ｅａの駆動に不足する場合にも、リチウムイオンバッテリＢから十分な容量の直流電力Ｐｂが補助装置Ｅａ及び主電動機Ｍに供給される。車庫等に長時間に渡って停留（特にエンジンＥｓが停止）される場合には、リチウムイオンバッテリＢの不要な消耗を避けるために、システム機能の保持に必要な最低限の機能保持に必要な場合を除いて、基本的にスイッチＳＷｂａ及びＳＷｂｉは全て開にされる。なお、本実施の形態において、リチウムイオンバッテリＢから出力（放電）される直流電力Ｐｂは、スイッチＳＷｂｉを介して、変換制御器Ｃに供給されて、発電機Ｇを駆動させる三相交流電力Ｐｂｃに変換される。

後程詳述するように、本発明においては、発電機Ｇの回転負荷を増大させることによって、三相交流電力Ｐｂｃの消費量（より詳しくは、リチウムイオンバッテリＢからの直流電力Ｐｂの放電量）を増大させる。つまり、増大された放電電流Ａｐｂに因る発熱により、リチウムイオンバッテリＢが車両運転に適した温度まで速やかに昇温（放電暖機）される。

バッテリ監視制御器Ｍｂｔは、リチウムイオンバッテリＢに電気的に接続されて、リチウムイオンバッテリＢから入力される温度信号Ｓｔに基づいて、リチウムイオンバッテリＢが所定の温度範囲にあるか否かを示すバッテリ温度判定信号Ｓｃｃを生成する。バッテリ温度判定信号Ｓｃｃについては、図３及び図４を参照して後程詳述する。

次に、図２を参照して、リチウムイオンバッテリＢの温度範囲と、本発明に於ける暖機放電及び暖機充電との関係について説明する。図２において、直線Ｌｔｃは、ハイブリッド車両に用いられるリチウムイオンバッテリＢのバッテリ温度Ｔｃが取り得る値の一例を示している。つまり、以下に具体的に述べる電流値（Ａ）及び温度（℃）は、一例であって、実際には使用されるリチウムイオンバッテリＢに固有の特性に応じて適宜決定される。直線Ｌｔｃに於けるＴＬは、リチウムイオンバッテリＢの充放電許容温度範囲の下限温度（以降、「下限温度ＴＬ」）であり、低電流（Ａｐｃ≦３０Ａ）で充電或いは、６００Ａ以下の通常電流（例えば、Ａｐｂ＝１００Ａ）で放電が許される最低温度を示している。３０Ａ以下の充電電流Ａｐｃでは、下限温度ＴＬにあるリチウムイオンバッテリＢの暖機は期待できないが、品質の劣化の恐れなく安全に充電できる。また、６００Ａ以下の放電暖機電流Ａｐｂでは、下限温度ＴＬにあるリチウムイオンバッテリＢを損なうこと無く、効果的に暖機放電できる。なお、３００Ａはハイブリッド車両の走行時の最大値であり、６００ＡはリチウムイオンバッテリＢの能力の最大値である。

ＴＨは、リチウムイオンバッテリＢの充放電許容温度範囲の上限温度（以降、「上限温度ＴＨ」）を示している。Ｔｔは、リチウムイオンバッテリＢが低電流の充電電流Ａｐｃによる充電を強いられる上限温度である。Ｔｔより高い温度にあるリチウムイオンバッテリＢは、６００Ａ以下（例えば、Ａｐｃ＝１５０Ａ）通常電流での充電暖機が許される。以降、Ｔｔを「充電暖機下限温度Ｔｔ」と呼ぶ。なお、充電暖機下限温度Ｔｔは、放電電流Ａｐｂに関しては、特に制約を課すものではない。

ＴｄはリチウムイオンバッテリＢを車両駆動用の主電動機を駆動させるために大電力放電が許される最低温度（以降、「主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ」）を示している。主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより低い温度にあるリチウムイオンバッテリＢは暖機を必要としている。つまり、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄは放電暖機或いは充電暖機が必要とされる上限温度でもある。本実施の形態においては、下限温度ＴＬは−１５℃に設定され、充電暖機下限温度Ｔｔは０℃に設定され、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄは２０℃に設定され、上限温度ＴＨは６５℃に設定されている。これらの温度は上述の電流値と共に一例であって、本発明が適用される蓄電池（リチウムイオンバッテリＢ）の実際の特性に応じて、適宜設定されるものであることは言うまでもない。

直線Ｌｒ１、Ｌｒ２、Ｌｒ３、Ｌｒ４、Ｌｒ５、及びＬｒ０はそれぞれ、上述の下限温度ＴＬ、充電暖機下限温度Ｔｔ、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ、及び上限温度ＴＨを閾値として、リチウムイオンバッテリＢに対して異なる充放電条件が適用される温度範囲を示す。

直線Ｌｒ１は、リチウムイオンバッテリＢが何らかの充放電が許される温度範囲（ＴＬ＜Ｔｃ＜ＴＨ）である、充放電可温度範囲Ｒ１を示している。充放電可温度範囲Ｒ１は、許される放電電流Ａｐｂ及び充電電流Ａｐｃの大きさ（Ａ：アンペア）によって、以下に述べるように細分される。

直線Ｌｒ２は、６００Ａ以下、例えば１００Ａ程度の放電電流Ａｐｂで放電暖機或いは３０Ａ以下の充電電流Ａｐｃで充電が許される、リチウムイオンバッテリＢの温度範囲（ＴＬ＜Ｔｃ≦Ｔｔ）である、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２を示している。暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２においては、放電暖機（Ａｐｂ≦６００Ａ）或いは低電流充電（Ａｐｃ≦３０Ａ）のいずれも許される。

直線Ｌｒ３は、リチウムイオンバッテリＢが６００Ａ以下、例えば１５０Ａの充電電流Ａｐｃで充電暖機が許される温度範囲（Ｔｔ＜Ｔｃ＜Ｔｄ）である、充電暖機可温度範囲Ｒ３を示している。つまり、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄは、放電暖機或いは充電暖機が不要な最低温度である。このように、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２と充電暖機可温度範囲Ｒ３においては、充電電流Ａｐｃの大きさ及びその有する意味が異なる。暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２に於いては、充電電流Ａｐｃは３０Ａ以下であり、リチウムイオンバッテリＢの暖機ではなく充電のためにのみ許される。一方、充電暖機可温度範囲Ｒ３においては、充電電流Ａｐｃは６００Ａ以下であり、リチウムイオンバッテリＢの充電および暖機の両方のために許される、充電暖機電流と言える。

直線Ｌｒ４は、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２と充電暖機可温度範囲Ｒ３とを包含する温度範囲（ＴＬ＜Ｔｃ＜Ｔｄ）Ｒ４を示している。この温度範囲Ｒ４の全域にわたって、本実施の形態においては、暖機放電電流Ａｐｂは６００Ａ以下、例えば１００Ａ程度であれば良い。しかし、充電は充電暖機下限温度Ｔｔの前後で、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２における非暖機用の低（３０Ａ以下）から、充電暖機可温度範囲Ｒ３における暖機用の高（６００Ａ以下）に切り替わる。以降、この温度範囲Ｒ４を、「暖機放電可温度範囲Ｒ４」と称する。

直線Ｌｒ５は、充放電可温度範囲Ｒ１から、暖機放電可温度範囲Ｒ４を除いた高温度範囲（Ｔｄ≦Ｔｃ＜ＴＨ）であり、リチウムイオンバッテリＢが車両駆動用の主電動機駆動のための大電力による充放電（Ａｐｃ≦６００Ａ、Ａｐｂ≦６００Ａ）が許される、車両駆動放電可温度範囲Ｒ５を示している。例えば、充放電電流値の３００Ａは、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの加速時と減速時の最大電流値であり、停車時には充電電流Ａｐｃは１５０Ａであり、放電電流Ａｐｂは１００Ａである。

直線Ｌｒ０は、リチウムイオンバッテリＢが充放電が許されない、充放電不可温度範囲Ｒ０を示している。

本発明においては、始動時に主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより低い温度（Ｔｃ＜Ｔｄ）にあるリチウムイオンバッテリＢを、安全及び電池劣化防止の観点より基本的に放電により主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄまで昇温させることを目的としている。なお、放電暖機中（暖機放電可温度範囲Ｒ４）であっても、充電暖機可温度範囲Ｒ３を利用しての充電暖機も可能としている。結果、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが、放電暖機によりリチウムイオンバッテリＢを主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄまで昇温させるに必要な暖機完遂電力量ＰｗＤより少ない場合における、トータルの暖機時間の増大を抑えることができる。

暖機完遂電力量ＰｗＤは現時点でのバッテリ温度Ｔｃから主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄまで放電暖機させるに必要な電力量である。

リチウムイオンバッテリＢのバッテリ温度Ｔｃが上述の温度範囲Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５の何れにあるかが、バッテリ監視制御器Ｍｂｔによって温度信号Ｓｔに基づいて検出される。バッテリ監視制御器Ｍｂｔは検出結果を示すバッテリ温度判定信号Ｓｃｃを生成して変換制御器Ｃに出力する。本明細書において、温度範囲Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５に対応するバッテリ温度判定信号Ｓｃｃをそれぞれ、充放電不可信号Ｓｃｃ０、充放電可信号Ｓｃｃ１、暖機放電・低電流充電可信号Ｓｃｃ２、充電暖機可信号Ｓｃｃ３、暖機放電可信号Ｓｃｃ４、及び車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５と識別している。

さらに、変換制御器Ｃは、スイッチＳＷｂｉを介して接続されたリチウムイオンバッテリＢのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、リチウムイオンバッテリＢに蓄えられている電力量Ｐｗ（以降、「蓄電量Ｐｗ」）が放電暖機の継続に必要な電力である暖機可能下限電力量ＰｗＬ（暖機可能下限電圧ＶＬ）以上であるか否かを検知する。つまり、変換制御器Ｃはバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、現時点の蓄電量Ｐｗで放電暖機を継続できるか否かを検出している。

変換制御器Ｃは、バッテリ監視制御器Ｍｂｔに接続されて、バッテリ温度判定信号Ｓｃｃが入力される。バッテリ温度判定信号Ｓｃｃ及びバッテリ電圧Ｖｂ（蓄電量Ｐｗ）に応じて、変換制御器ＣはリチウムイオンバッテリＢの暖機放電、低電流充電、及び暖機充電を選択的に実行させる。具体的には、バッテリ電圧Ｖｂに基づき、蓄電量Ｐｗが暖機放電の継続に十分であるか否かに応じて、変換制御器Ｃは発電装置Ａｇｓの電磁弁Ｖｅの開閉を制御するバルブ駆動信号Ｓｄｖを生成すると共に、エンジンＥｓの運転（起動／停止）を制御するエンジン駆動信号Ｓｄｅを生成する。なお、バルブＶａを閉じさせるように電磁弁Ｖｅを駆動するバルブ駆動信号Ｓｄｖをバルブ駆動信号Ｓｄｖ１とし、バルブＶａを開かせるように電磁弁Ｖｅを駆動するバルブ駆動信号Ｓｄｖをバルブ駆動信号Ｓｄｖ０と表示して識別する。

また、リチウムイオンバッテリＢが充放電可温度範囲Ｒ１にある場合に、エンジンＥｓを起動させるエンジン駆動信号Ｓｄｅをエンジン起動信号Ｓｄｅ１とする、なお、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２にあるリチウムイオンバッテリＢを低電流充電するために、発電機Ｇを低電流発電させるべくエンジンＥｓを回転させるエンジン駆動信号Ｓｄｅをエンジン低速駆動信号Ｓｄｅ２とする。充電暖機可温度範囲Ｒ３にあるリチウムイオンバッテリＢを通常（暖機）充電するために、発電機Ｇを通常発電させるべくエンジンＥｓを回転させるエンジン駆動信号Ｓｄｅをエンジン高速駆動信号Ｓｄｅ３とする。そして、駆動しているエンジンＥｓを停止させるエンジン駆動信号Ｓｄｅをエンジン停止信号Ｓｄｅ０と識別する。

変換制御器Ｃは、蓄電量Ｐｗ及びバッテリ温度判定信号Ｓｃｃに基づいて、発電装置Ａｇｓの電磁弁Ｖｅの開閉を制御するバルブ駆動信号Ｓｄｖを生成すると共に、発電機Ｇの発電によるリチウムイオンバッテリＢへの充電を制御する。本発明においては、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗとバッテリ温度Ｔｃ（バッテリ温度判定信号Ｓｃｃ）とに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの充放電による暖機が制御される。これについては、後程詳述する。つまり、温度信号Ｓｔ、バッテリ温度判定信号Ｓｃｃ、バルブ駆動信号Ｓｄｖ、エンジン駆動信号Ｓｄｅ、及びインバータ接続信号Ｓｃｂｉに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの加熱動作が制御される。

上述のように、本発明は、何らかの充放電が許される温度範囲（充放電可温度範囲Ｒ１）内にあるものの、ハイブリッド車両の推進動力を生み出す主電動機の駆動には十分な電力を出力できない低温状態（暖機放電可温度範囲Ｒ４）にある二次電池を加熱対象としている。通常の走行時には、主電動機Ｍを駆動させるためにリチウムイオンバッテリＢは大容量の直流電力Ｐｂを放電しており、十分に暖まって車両駆動放電可温度範囲Ｒ５にある。よって、通常運行時に駅などで一時停車する状態では、寒冷地であっても蓄電池の加熱は不要である。

一方、当日の運行を終えた後に、寒冷地の車庫内で保管される鉄道車両においては、リチウムイオンバッテリＢを暖機放電可温度範囲Ｒ４に保つことは可能である。しかしながら、車両駆動放電可温度範囲Ｒ５に保つことは経済的或いは技術的な理由により困難な状況にある。つまり、本発明に係る蓄電池加熱システムは、暖機放電可温度範囲Ｒ４にあるハイブリッド鉄道車両に適用される。特に、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２及びその下限である下限温度ＴＬ近傍にあるハイブリッド鉄道車両の暖機にも好適に適用できる。

図３及び図４に示すフローチャートを参照して、本実施の形態に係るシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの蓄電池加熱システムの動作について説明する。

先ず、図３に示すステップＳ２において、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの運転台などの適宜な場所に設けられているシステム起動スイッチがＯＮにされた時点で、車両システム（不図示）の立ち上げ動作と平行して蓄電池加熱システムの動作が開始される。上述のように、スイッチＳＷｂａ及びＳＷｂｉは開状態である。処理は、次のステップＳ４に進む。なお、本発明に係る蓄電池加熱システムによる電池の放電による加熱に直接関係の無い車両システムによる動作については基本的に説明を省略する。

ステップＳ４において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔによって、リチウムイオンバッテリＢから入力される温度信号Ｓｔに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの現在のバッテリ温度Ｔｃが、リチウムイオンバッテリＢの充電或いは放電が許される充放電可温度範囲Ｒ１内（ＴＬ＜Ｔｃ＜ＴＨ）にあるか否かが判断される。つまり、バッテリ温度Ｔｃが充放電温度範囲の上限温度ＴＨより低く且つ下限温度ＴＬより高いか否かが判断される。バッテリ温度Ｔｃが充放電許容温度範囲外（ＴＬ≧ＴｃまたはＴｃ≧ＴＨ）である充放電不可温度範囲Ｒ０にある場合は、リチウムイオンバッテリＢの充放電は許されないので、Ｎｏと判断されて処理はステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔは、リチウムイオンバッテリＢの温度が充放電不可温度範囲Ｒ０にあることを示す充放電不可信号Ｓｃｃ０を変換制御器Ｃに出力する。処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、変換制御器Ｃは充放電不可信号Ｓｃｃ０に基づいて、リチウムイオンバッテリＢの充放電不可を示す表示信号Ｓｉ１（不図示）を生成する。なお、表示信号Ｓｉ１を受けて、「リチウムイオンバッテリＢが充放電不可」であることを光学或いは音声的に表示する手段を設けることが好ましい。そして制御は次のステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、充放電不可信号Ｓｃｃ０に基づいて変換制御器Ｃは、ステップＳ２で開始された車両システム起動を中止、つまり車両システムの立ち上げ動作を停止する。そして、処理は終了する。

一方、バッテリ温度Ｔｃが充放電可温度範囲Ｒ１内にある場合は、上述のステップＳ４においてＹｅｓと判断されて、処理はステップＳ１２に進む。なお充電に関しては、後述するように事故防止の観点から、電流値が決定される。

ステップＳ１２において、バッテリ監視制御器ＭｂｔはリチウムイオンバッテリＢの温度が充放電が許される充放電可温度範囲Ｒ１内にあることを示す充放電可信号Ｓｃｃ１を変換制御器Ｃに出力する。そして、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、充放電可信号Ｓｃｃ１に基づいて、変換制御器ＣはスイッチＳＷｂｉに対してインバータ接続信号Ｓｃｂｉを出力する。これにより、ステップＳ４及びＳ１２を経て、充放電可能な充放電可温度範囲Ｒ１にあると確認されたリチウムイオンバッテリＢを放電暖機（放電加熱）させるための一連の作業が開始される。制御は、次のステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、インバータ接続信号Ｓｃｂｉに基づいて、スイッチＳＷｂｉが閉にされる。これによって、インバータＩと共にスイッチＳＷｂａ（開状態）が変換制御器Ｃ及びリチウムイオンバッテリＢに電気的に接続される。上述のように、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓは停車中であるので、三相交流電力Ｐｇは発生しておらず、またリチウムイオンバッテリＢから直流電力ＰｂはインバータＩに供給されない。処理は、次のステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、補助電源装置ＩａはスイッチＳＷｂａまで、直流電力Ｐｂが供給されていることを検知して、スイッチＳＷｂａに対して補助電源装置接続信号Ｓｃｂａを出力する。処理は、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、補助電源装置接続信号Ｓｃｂａに基づいて、スイッチＳＷｂａが閉にされる。リチウムイオンバッテリＢから直流電力Ｐｂが補助電源装置Ｉａに供給される。補助装置Ｅａは補助電源装置Ｉａによって変換された交流電力Ｐｂａによって駆動される。このようにして、先ず補助装置Ｅａ（補助電源装置Ｉａ）の駆動のために直流電力Ｐｂが放電されることにより、リチウムイオンバッテリＢの加熱が開始される。後述するように、リチウムイオンバッテリＢの放電負荷は必要に応じて可変される。そして、処理は次のステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、変換制御器Ｃは、上述のステップＳ１２で出力された充放電可信号Ｓｃｃ１に基づいて、エンジンＥｓを起動させるエンジン起動信号Ｓｄｅ１をエンジンＥｓ（発電装置Ａｇｓ）に出力する。処理は次のステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、エンジンＥｓが起動されてアイドリング状態で低速回転する。エンジンＥｓの回転により発電機Ｇは連れ回転するが、変換制御器Ｃが駆動していないので、三相交流電力Ｐｇは発生されない。そして、処理は次のステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔによって、温度信号Ｓｔに基づいてバッテリ温度Ｔｃが主電動機Ｍの駆動に十分な電力を出力できる最低温度である主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより低いか否かが判断される。

リチウムイオンバッテリＢは充放電が許される温度（充放電可温度範囲Ｒ１）であることが、既に上述のステップＳ４（Ｙｅｓ）で確認されている。よって、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより低いか（暖機放電可温度範囲Ｒ４にあるか）否かによって、リチウムイオンバッテリＢの放電による加熱の要否が判断される。バッテリ温度Ｔｃが駆動電力出力温度Ｔｄより低くない、つまりバッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上（Ｔｃ≧Ｔｄ）の車両駆動放電可温度範囲Ｒ５にあれば、リチウムイオンバッテリＢは加熱を必要としていないと判断できる。この場合、本ステップにおいて、Ｎｏと判断されて処理はステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔは、リチウムイオンバッテリＢは、充放電可温度範囲Ｒ１で放電加熱を必要としない車両駆動放電可温度範囲Ｒ５にあることを示す車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５を変換制御器Ｃに出力する。処理は、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、ステップＳ２８で出力された車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５に基づいて、変換制御器ＣはリチウムイオンバッテリＢは加熱が不要である旨を示す表示信号Ｓｉ２（不図示）を生成する。これは、充放電可温度範囲Ｒ１にある（ステップＳ４でＹｅｓ）と共に、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより高い温度（ステップＳ２６でＮｏ）にあるリチウムイオンバッテリＢは、加熱しなくても、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの駆動のために放電が可能であることを意味している。なお、表示信号Ｓｉ２を受けて、「リチウムイオンバッテリＢが加熱不要」であることを光学或いは音声的に表示する手段を、上述のステップＳ８に於けるのと同様或いは共通に設けることが好ましい。そして、処理は、図４に示すステップＳ７２に進む。

ステップＳ７２において、ステップＳ２で開始したシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの車両システム起動が完了した後に、処理は終了する。

図３に戻って、上述のステップＳ２４で起動されたエンジンＥｓはアイドリング状態で、通常走行での発電用に準備されている。一方、バッテリ温度Ｔｃが、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄより低い（Ｔｃ＜Ｔｄ）、つまり暖機放電可温度範囲Ｒ４にある場合は、ステップＳ２６において、Ｙｅｓと判断されて処理はステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔから、リチウムイオンバッテリＢが暖機放電可温度範囲Ｒ４にあることを示す暖機放電可信号Ｓｃｃ４が出力される。この時点では、バッテリ温度Ｔｃが暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２及び充電暖機可温度範囲Ｒ３の何れにあるか、つまり充電暖機下限温度Ｔｔより低いか高いかは明らかではない。何れの場合でも、リチウムイオンバッテリＢは暖機を必要としており、放電暖機が適用できることは明らかである。よって、本ステップで出力される暖機放電可信号Ｓｃｃ４は、リチウムイオンバッテリＢの暖機放電を許可する信号でもある。処理は次のステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、暖機放電可信号Ｓｃｃ４に基づいて、リチウムイオンバッテリＢの速やかな放電暖機を実現するべく放電負荷増大化が開始される。まず、変換制御器Ｃは発電装置ＡｇｓのバルブＶａを閉じさせるべく、電磁弁Ｖｅを駆動するバルブ駆動信号Ｓｄｖ１を出力する。これにより、エンジンＥｓの排気ブレーキモードの準備が開始される。処理は、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６において、バルブ駆動信号Ｓｄｖ１に基づいて、電磁弁Ｖｅは、空気シリンダＣｐを駆動させて、バルブＶａを閉にする。エンジンＥｓの排気管が閉められることにより、排気圧力が高められて、エンジンＥｓにかかるコンプレッサのような負荷、すなわちポンピングロスが通常より大きくなることにより回転速度を抑制される。エンジンＥｓはアイドリング状態から排気ブレーキモードになる。これにより、エンジンＥｓに機械的に接続されている発電機Ｇの回転負荷が増大される。処理は次のステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８において、ステップＳ３２で出力された暖機放電可信号Ｓｃｃ４に基づいて、変換制御器Ｃは、リチウムイオンバッテリＢから供給される直流電力Ｐｂを三相交流電力Ｐｂｃに変換して発電機Ｇに供給する。エンジンＥｓに直結されている発電機Ｇは三相交流電力Ｐｂｃによって、既に排気ブレーキモードで回転しているエンジンＥｓの回転速度より速く回転させようとするように駆動される。発電機Ｇに供給された電流によって、本来発電機Ｇがモータとして回転する回転速度と実際の回転速度との差が回転負荷として働く。

上述のステップＳ２０で開始された、補助装置Ｅａ（補助電源装置Ｉａ）の駆動のための直流電力Ｐｂの放電量に、排気ブレーキモードのエンジンＥｓによる回転負荷による放電量が追加されてリチウムイオンバッテリＢの放電量は本ステップで大きく増大する。つまり、発電機Ｇに付加された排気ブレーキモードのエンジンＥｓによる回転負荷が、リチウムイオンバッテリＢの放電負荷を増加（可変）させ、リチウムイオンバッテリＢの放電量を増大させる。この増大した放電により増加する内部発熱により、リチウムイオンバッテリＢは主電動機Ｍの駆動に必要な電力を出力（放電）できる主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上（車両駆動放電可温度範囲Ｒ５）に向けて急速に加熱される。つまり、本発明に係る、排気ブレーキモードにおける、リチウムイオンバッテリＢの放電暖機が開始される。上述のように、変換制御器Ｃは、リチウムイオンバッテリＢの加熱の要否を判定すると共に、放電負荷を可変（増大）してリチウムイオンバッテリＢを放電させる加熱制御手段として機能する。なお、放電負荷とはリチウムイオンバッテリＢの消費電力を増大させるものである。処理は、次のステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、上述のステップＳ４に於けるのと同様に、バッテリ温度Ｔｃが、充放電可温度範囲Ｒ１にあるか（ＴＬ＜Ｔｃ＜ＴＨ？）否かが判断される。つまり、上述のステップＳ３８で開始された放電暖機の後も、リチウムイオンバッテリＢが充放電が可能な状態にあるかの安全確認が行われる。Ｎｏと判断される場合には、処理は図４に示すステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、上述のステップＳ３８で開始した排気ブレーキモードでの放電暖機を停止させる処理が開始される。先ず、監視制御器ＭｂｔはリチウムイオンバッテリＢが充放電が許されない充放電不可温度範囲Ｒ０にある（Ｔｃ≦ＴＬ、Ｔｃ≧ＴＨ）ことを示す充放電不可信号Ｓｃｃ０を出力する。そして、処理はステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４において、上述のステップＳ８に於けるのと同様に、変換制御器ＣによってリチウムイオンバッテリＢの充放電不可を示す表示信号Ｓｉ３（不図示）が出力される。そして上述のステップＳ１２〜Ｓ３８で実施された排気ブレーキモードによる放電暖機の停止処理が開始される。なお、表示信号Ｓｉ３を受けて、「リチウムイオンバッテリＢが充放電不可」であることを光学或いは音声的に表示する手段を、上述のステップＳ８及びステップＳ３０に於けるのと同様或いは共通に設けることが好ましい。処理は、次のステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、変換制御器ＣはステップＳ４２で出力された充放電不可信号Ｓｃｃ０に基づいて、エンジンＥｓの停止を指示するエンジン停止信号Ｓｄｅ０を出力する。処理は、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８において、上述のステップＳ２４で起動されたエンジンＥｓが、ステップＳ４６で出力されたエンジン停止信号Ｓｄｅ０に基づいて、停止される。処理は、次のステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０において、変換制御器ＣはステップＳ４２で出力された充放電不可信号Ｓｃｃ０に基づいて、スイッチＳＷｂｉに対してインバータ接続信号Ｓｃｂｉを出力する。処理は、次のステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２において、インバータ接続信号Ｓｃｂｉに基づいて、ステップＳ１６において閉にされたスイッチＳＷｂｉが開にされる。インバータＩと共にスイッチＳＷｂａが変換制御器Ｃ及びリチウムイオンバッテリＢから電気的に切り離される。そして、補助装置Ｅａ及び補助電源装置Ｉａによる、交流電力Ｐｂａ（直流電力Ｐｂ）の消費が停止する。これにより、充放電可温度範囲Ｒ１外である充放電不可温度範囲Ｒ０にあるリチウムイオンバッテリＢに対して、不要であると共に有害である充放電処理が行われるのを防止している。処理は、次のステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４において、補助電源装置ＩａはスイッチＳＷｂａに直流電力Ｐｂが供給されなくなったことを検知して、スイッチＳＷｂａに対して補助電源装置接続信号Ｓｃｂａを出力する。処理は、ステップＳ５６に進む。

ステップＳ５６において、補助電源装置接続信号Ｓｃｂａに基づいて、ステップＳ２０で閉にされたスイッチＳＷｂａが開にされる。このように、ステップＳ４２〜ステップＳ５６の処理により、ステップＳ１２〜ステップＳ２４を経て制御されたシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの各構成要素がステップＳ２の直後の状態に戻る。処理は、ステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８において、上述のステップＳ１０に於けるのと同様に、ステップＳ２において開始した車両システムの起動が中止される。そして、処理が終了する。一方、図３に示す上述のステップＳ４０においてＹｅｓ（リチウムイオンバッテリＢが充放電可温度範囲Ｒ１にある）と判断される場合には、処理はステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０において、変換制御器Ｃはバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、上述のステップＳ３８で開始された排気ブレーキモードでのリチウムイオンバッテリＢの放電暖機の継続が不可能であるか否かを判断する。つまり、バッテリ電圧Ｖｂが、リチウムイオンバッテリＢが暖機放電を継続するために最低必要な電力を有していることを示す暖機可能下限電圧ＶＬより低いか（Ｖｂ＜ＶＬ）否かが判断される。暖機可能下限電圧ＶＬは、現在のリチウムイオンバッテリＢが所定の電流値の直流電力Ｐｂを放電するために必要な最低の暖機可能下限電力量ＰｗＬに対応する。暖機可能下限電圧ＶＬは、リチウムイオンバッテリＢの特性や環境条件（特に、温度）に応じて、予め求めておいてＲＯＭ等に格納しておくことが出来る。

バッテリ電圧Ｖｂが暖機可能下限電圧ＶＬより小さい、つまりリチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが暖機放電を継続できる暖機可能下限電力量ＰｗＬ以上ない場合は、ステップＳ８０でＹｅｓと判断されて、処理はステップＳ８２に進む。そして、ステップＳ８２において、リチウムイオンバッテリＢに暖機放電に必要な電力を蓄電させる充電処理の準備が開始される。

ステップＳ８２において、上述の排気ブレーキモードでの放電暖機を停止させる処理が開始される。先ず、変換制御器Ｃは上述のステップＳ３８（図３）で開始した、リチウムイオンバッテリＢから出力される直流電力Ｐｂを三相交流電力Ｐｂｃに変化して発電機Ｇに供給することを停止する。これにより、ステップＳ３８で開始したリチウムイオンバッテリＢの暖機放電が停止されて、リチウムイオンバッテリＢに蓄えられている電力量の更なる消費（蓄電量Ｐｗの低下）が防止される。そして、処理はステップＳ８４に進む。

ステップＳ８４において、上述のステップＳ３６で開始した排気ブレーキモードを停止させる処理が開始される。先ず、変換制御器ＣはバルブＶａを開にするように発電装置Ａｇｓの電磁弁Ｖｅを駆動させるバルブ駆動信号Ｓｄｖ０を出力する。処理は、次のステップＳ８６に進む。

ステップＳ８６において、バルブ駆動信号Ｓｄｖ０に基づいて、電磁弁Ｖｅは、空気シリンダＣｐを駆動させて、バルブＶａを開にする。エンジンＥｓの排気管が開かれることにより、エンジンＥｓのポンピングロスが通常に戻される。これにより、エンジンＥｓは、上述のステップＳ３６で開始された排気ブレーキモードが解除されてアイドリング状態に戻る。これにより、排気ブレーキモードにより発電機Ｇに付加された回転負荷が除かれる。そして、処理は次のステップＳ８８（図４）に進む。

ステップＳ８８において、バッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔ以下か否か、つまりリチウムイオンバッテリＢが暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２及び充電暖機可温度範囲Ｒ３の何れにあるかが判断される。これは、バッテリ温度Ｔｃによって、リチウムイオンバッテリＢに供給（充電）が許される充電電流Ａｐｃの値が異なるので、充電時間の短縮化及び充電暖機の効率化を図るべく、許される充電電流Ａｐｃを判定する処理である。Ｙｅｓ（リチウムイオンバッテリＢが暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２にある）、つまりリチウムイオンバッテリＢの通常電流による充電（充電暖機）が許されない場合には、処理はステップＳ９０に進む。一方、Ｎｏ（リチウムイオンバッテリＢが充電暖機可温度範囲Ｒ３にある）と判断、つまりリチウムイオンバッテリＢの通常電流による充電（充電暖機）が許される場合には、処理はステップＳ９６に進む。

なお、本ハイブリッド車両の蓄電池加熱システムの処理の開始直後に、バッテリ電圧Ｖｂ＜ＶＬ（蓄電量Ｐｗ＜暖機可能下限電力量ＰｗＬ）と判断（ステップＳ８０でＹｅｓ）された場合は、リチウムイオンバッテリＢは車両システム起動開始（ステップＳ２）の時点より、ステップＳ４〜Ｓ２４の処理のために放電した分だけ暖機されている。なお、同暖機による発熱量は、上述の排気ブレーキモードでの暖機放電による発熱量に比べて遙かに小さい。

つまり、ステップＳ８０に至るまでの処理（放電暖機の継続）時間の短い程、つまりステップＳ２の時点での蓄電量Ｐｗが小さい程、ステップＳ４〜Ｓ２４に於ける放電暖機によるリチウムイオンバッテリＢの昇温は小さい。この場合、バッテリ温度Ｔｃ≦Ｔｔ（ステップＳ８８でＹｅｓ）と判断される確率が高い。また、ステップＳ２の時点での、バッテリ温度Ｔｃが下限温度ＴＬに近いほど、バッテリ温度Ｔｃ≦Ｔｔ（ステップＳ８８でＹｅｓ）と判断される確率が高い。つまり、蓄電量Ｐｗが小さく、バッテリ温度Ｔｃが下限温度ＴＬに近い程、排気ブレーキモードによる放電暖機を中断してのリチウムイオンバッテリＢの充電（ステップＳ８２〜Ｓ１０６）時間が長くなる。この場合、結果として、リチウムイオンバッテリＢの暖機完了に要する時間が長くなる。バッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔに近ければ、充電時間つまり放電暖機の中断時間は短くなり、暖機完了に要する時間が短くなる。

一方、ステップＳ２の時点での蓄電量Ｐｗが大きい程ステップＳ８０でＹｅｓと判断される迄の処理（放電暖機の継続）時間は長く、ステップＳ４〜Ｓ２４に於ける放電暖機によるリチウムイオンバッテリＢの昇温は大きい。この場合、バッテリ温度Ｔｃ＞Ｔｔ（ステップＳ８８でＮｏ）と判断される確率が高い。つまり、蓄電量Ｐｗが大きい程、排気ブレーキモードによる放電暖機を中断する充電時間が短くなり、暖機完了に要する時間が短くなる。

上述のように、ステップＳ８８でＹｅｓ（バッテリ温度Ｔｃ≦充電暖機下限温度Ｔｔ）、つまりリチウムイオンバッテリＢが低電流でのみ充電が許される場合は、ステップＳ９０において、バッテリ監視制御器ＭｂｔはリチウムイオンバッテリＢが暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２にあることを示す暖機放電・低電流充電可信号Ｓｃｃ２を出力する。処理は次のステップＳ９２に進む。

ステップＳ９２において、暖機放電・低電流充電可信号Ｓｃｃ２に基づいて、変換制御器Ｃはエンジン低速駆動信号Ｓｄｅ２を出力する。処理は次のステップＳ９４に進む。

ステップＳ９４において、エンジン低速駆動信号Ｓｄｅ２に基づいて、エンジンＥｓはアイドリング状態から、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２におけるリチウムイオンバッテリＢの充電に適した低電流（３０Ａ以下）の三相交流電力Ｐｇを発電機Ｇが出力できるように回転数が上げられる。より詳しくは、変換制御器Ｃは、三相交流電力Ｐｇが変換された直流電力Ｐｃの電流値（充電電流）Ａｐｃが低く（Ａｐｃ≦３０Ａ）なるように、発電機Ｇを所定の回転速度で駆動させると共に、発電機Ｇを励磁し、低電流の三相交流電力Ｐｇを発生させる。処理は、次のステップＳ１０２に進む。

一方、ステップＳ８８でＮｏ（バッテリ温度Ｔｃ＞充電暖機下限温度Ｔｔ）、つまりリチウムイオンバッテリＢの、６００Ａ以下の通常充電電流Ａｐｃ（例えば、１５０Ａ）による充電（充電暖機）が許される場合は、処理はステップＳ９６に進む。

ステップＳ９６において、バッテリ監視制御器ＭｂｔはリチウムイオンバッテリＢが充電暖機可温度範囲Ｒ３にあることを示す充電暖機可信号Ｓｃｃ３を出力する。処理は、次のステップＳ９８に進む。

ステップＳ９８において、充電暖機可信号Ｓｃｃ３に基づいて、変換制御器Ｃはエンジン高速駆動信号Ｓｄｅ３を出力する。処理は、次のステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００においては、エンジンＥｓはアイドリング状態から、ステップＳ９４に於けるのと同様に、但しエンジン高速駆動信号Ｓｄｅ３に基づいて、充電暖機可温度範囲Ｒ３におけるリチウムイオンバッテリＢの通常電流充電に適した通常電流（６００Ａ以下）の三相交流電力Ｐｇを発電機Ｇが出力できるように回転数が上げられる。そして、変換制御器Ｃは、直流電力Ｐｃの電流値（充電電流）Ａｐｃが通常（例えば、Ａｐｃ＝１５０Ａ）になるように、発電機Ｇを所定の回転速度で駆動させると共に、発電機Ｇを励磁して、通常電流の三相交流電力Ｐｇを発生させる。処理は、次のステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２においては、直前の処理（ステップＳ９４或いはＳ１００）で発生された低電流（ステップＳ９４）或いは通常電流（ステップＳ１００）の三相交流電力Ｐｇが、変換制御器Ｃによって直流電力Ｐｃに変換される。変換された低電流或いは通常電流の直流電力Ｐｃは上述のステップＳ１６で既に閉にされているスイッチＳＷｂｉを介してリチウムイオンバッテリＢに供給されると共に、上述のステップＳ２０で既に閉にされているスイッチＳＷｂａを介して補助電源装置Ｉａに供給される。

つまり、直前の処理がステップＳ９４であれば、暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２にあるリチウムイオンバッテリＢに対する低電流（３０Ａ以下）による充電が開始される。一方、直前の処理がステップＳ１００であれば、充電暖機可温度範囲Ｒ３にあるリチウムイオンバッテリＢに対する通常電流（６００Ａ以下）による暖機充電が開始される。このように、充電の前に、リチウムイオンバッテリＢの温度に応じて、適正な電流の直流電力Ｐｃを発電することによって、充電によるリチウムイオンバッテリＢの品質劣化防止及び安全の確保と共に、充電時間の短縮を図っている。処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、変換制御器Ｃによって、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて、リチウムイオンバッテリＢが放電暖機に備えての充電が不要か否か（充電を継続する必要の有無）が検知される。つまり、バッテリ電圧Ｖｂが充電を停止する充電停止電圧ＶＨ（例えば、車両起動電力＋余力電力）以上であるか（Ｖｂ≧ＶＨ？）否かが検知される。バッテリ電圧Ｖｂが車両起動電圧ＶＨより低い（ステップＳ１０３でＮｏ）と判断される場合、リチウムイオンバッテリＢは充電の継続が必要であり、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、バッテリ温度Ｔｃが上述の充電により、充電暖機下限温度Ｔｔより高いか（Ｔｃ＞Ｔｔ？）否かが判断される。これにより、充電の継続が必要とされるリチウムイオンバッテリＢが、低電流では無く通常の充電電流Ａｐｃで充電できるかが確認される。バッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔ以下、つまりバッテリ温度Ｔｃが暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２にある場合には、Ｎｏ（通常電流の充電電流Ａｐｃでは充電不可）と判断されて処理はステップＳ１０３に戻る。

一方、バッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔより高い、つまりバッテリ温度Ｔｃが充電暖機可温度範囲Ｒ３にある場合には、Ｙｅｓ（通常電流の充電電流Ａｐｃで充電可）と判断されて処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５においては、変換制御器Ｃによって現在の充電電流Ａｐｃが低電流か否かが判断される。低電流である場合は、Ｙｅｓと判断されて処理は上述のステップＳ９６〜Ｓ１０２の処理を経て、リチウムイオンバッテリＢの充電電流Ａｐｃが低電流から通常電流に切り替えられる。

一方、本ステップの直前の充電処理（ステップＳ１０２）の直前の処理がステップＳ１００、つまり充電電流は低電流でなく通常電流である場合には、Ｎｏと判断されて処理はステップＳ１０３に戻る。この場合、通常の充電電流Ａｐｃによって、リチウムイオンバッテリＢの充電が継続される。

充電開始温度が充電暖機下限温度Ｔｔ以下である場合（ステップＳ８８でＹｅｓ）には、低電流で充電が開始され、リチウムイオンバッテリＢの蓄電力Ｐｗが車両起動電力量ＰｗＨになるまで低電流充電が継続される（ステップＳ１０３でＮｏ→ステップＳ１０４でＮｏ→ステップＳ１０３でＹｅｓ）。そして、途中でバッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔより高くなった時点で、充電電流Ａｐｃは低電流から通常電流に切り替えられて、リチウムイオンバッテリＢの蓄電力Ｐｗが車両起動電力量ＰｗＨまで充電される（ステップＳ１０３でＮｏ→ステップＳ１０４でＹｅｓ→Ｓ１０５でＹｅｓ→Ｓ９６〜Ｓ１０２→Ｓ１０３でＹｅｓ）。

一方、ステップＳ８０（図３）においてバッテリ電圧Ｖｂが暖機可能下限電圧ＶＬ以上である、つまりリチウムイオンバッテリＢに蓄電されている電力が放電暖機を継続できる暖機可能下限電量ＰｗＬ以上である場合には、Ｎｏと判断されて、処理はステップＳ６０（図４）に進む。

ステップＳ６０においてＮｏ（リチウムイオンバッテリＢのバッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄに到達）と判断されるまで、ステップＳ３８における排気ブレーキモードでの放電暖機が継続される。このようにして、リチウムイオンバッテリＢに暖機可能下限電力量ＰｗＬ以上が蓄電されている間（ステップＳ８０でＮｏ）は、暖機放電が継続される。なお、蓄電量Ｐｗが暖機完遂電力量ＰｗＤ以上である場合と、暖機完遂電力量ＰｗＤより小さい場合とでは、放電暖機開始以降の処理が以下に述べるように異なる。

先ず、蓄電量Ｐｗが暖機完遂電力量ＰｗＤ以上である場合には、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄに達する（ステップＳ６０でＮｏ）まで、上述の放電暖機処理（ステップＳ８０、Ｓ６０、Ｓ３８、Ｓ４０）が繰り返される。つまり、リチウムイオンバッテリＢの放電暖機が完遂される。そして、処理はステップＳ６２に進み、リチウムイオンバッテリＢの排気ブレーキモードでの放電暖機終了処理が開始される。

ステップＳ６２において、バッテリ監視制御器Ｍｂｔから変換制御器Ｃに対して、リチウムイオンバッテリＢが車両駆動放電可温度範囲Ｒ５にあることを示す車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５が出力される。処理は、次のステップＳ６４に進む。

ステップＳ６４において、ステップＳ６２で出力された車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５に基づいて、変換制御器Ｃは稼働停止する。結果、発電機Ｇに対する三相交流電力Ｐｂｃの供給（リチウムイオンバッテリＢの直流電力Ｐｂの放電）が停止される。処理は、次のステップＳ６６に進む。

ステップＳ６６において、ステップＳ６２で出力された車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５に基づいて、変換制御器ＣはバルブＶａを開にするように発電装置Ａｇｓの電磁弁Ｖｅを駆動させるバルブ駆動信号Ｓｄｖ０を出力する。処理は、次のステップＳ６８に進む。

ステップＳ６８において、ステップＳ６６で出力されたバルブ駆動信号Ｓｄｖ０に基づいて、電磁弁Ｖｅは、空気シリンダＣｐを駆動させて、バルブＶａを開にする。エンジンＥｓの排気管が開かれることにより、エンジンＥｓのポンピングロスが通常に戻される。これにより、エンジンＥｓは、上述のステップＳ３６で開始された排気ブレーキモードが解除されてアイドリング状態に戻る。そして、処理は次のステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０において、ステップＳ６２で出力された車両駆動放電可信号Ｓｃｃ５に基づいて、変換制御器Ｃによって、リチウムイオンバッテリＢの加熱完了を示す表示信号Ｓｉ４（不図示）が生成される。そして、処理は次のステップＳ７２に進む。上述のように、ステップＳ７２において車両システム起動が完了した後に、処理が完了する。車両は、リチウムイオンバッテリＢが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄまで昇温された状態で、走行開始状態に準備される。

一方、蓄電量Ｐｗが暖機完遂電力量ＰｗＤより小さい時は、放電暖機継続（ステップＳ８０、Ｓ６０、Ｓ３８、Ｓ４０）中に、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄに到達する前に蓄電量Ｐｗが暖機可能下限電力量ＰｗＬより小さくなる。つまり、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが暖機放電継続に不足する。よって、ステップＳ８０でＹｅｓと判断されて、処理はステップＳ８２に進む。そして、ステップＳ８２において、リチウムイオンバッテリＢに蓄電させる充電処理が開始する。

上述のように、許される充電電流Ａｐｃの判定（ステップＳ８８）の前に、ステップＳ８０、Ｓ６０、Ｓ３８、Ｓ４０、及びＳ８０が構成する放電暖機ループ処理（を繰り返すこと）により、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが暖機下限電力量ＰｗＬになるまで放電させることによって、リチウムイオンバッテリＢを出来るだけ昇温させている。これは、通常の充電電流Ａｐｃによる充電の可能性を高めると共に、低い充電電流Ａｐｃによる充電から通常の充電電流Ａｐｃに切り替わるタイミングを早めることを意図している。また、充電開始時のリチウムイオンバッテリＢの充電率を出来るだけ小さくすることによって、充電率の上昇に伴う充電電流Ａｐｃの低下を抑制して、出来るだけ大きな充電電流Ａｐｃでの充電暖機を可能にしている。結果、ステップＳ２の時点での蓄電量Ｐｗが暖機完遂電力量ＰｗＤに足りなくて、放電暖機を中断して充電せざるを得ない場合であっても、リチウムイオンバッテリＢの安全及び性能劣化の防止と、速やかな暖機を可能としている。

以下に、上述の本実施の形態に係る蓄電池加熱システムの動作を要約する。車両のシステム起動処理の開始と共に蓄電池加熱システムの動作が開始されると、先ず、バッテリ温度Ｔｃに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの蓄電池加熱システムの動作及び車両システム起動処理の動作継続の是非が判断される（ステップＳ４）。バッテリ温度Ｔｃが充放電不可温度範囲Ｒ０（ＴＬ≧Ｔｃ又はＴｃ≧ＴＨ）である場合には、車両システム起動及び蓄電池加熱システムが共に停止させられる（ステップＳ６〜Ｓ１０）。これにより、リチウムイオンバッテリＢを損なう充放電が未然に防止される。

一方、バッテリ温度Ｔｃが充放電可温度範囲Ｒ１（ＴＬ＜Ｔｃ＜ＴＨ）内にある場合には、リチウムイオンバッテリＢが補助電源装置Ｉａに電気的に接続されて、補助装置Ｅａが駆動される。引き続き、エンジンＥｓが起動される（ステップＳ１２〜Ｓ２４）。これにより、本実施の形態に係る放電暖機の処理が準備される、なお、補助装置Ｅａを駆動させる放電により、リチウムイオンバッテリＢは発熱して加熱される。しかし、発熱量（放電暖機量）は、リチウムイオンバッテリＢを車両の始動時刻までの短時間に主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄまで加熱するには不十分であり、本発明に係る蓄電池の加熱システムにおけるリチウムイオンバッテリＢの放電暖機（暖機放電）とは区別される。

次に、バッテリ温度Ｔｃに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ迄の（放電）暖機の要否が判断される（ステップＳ２６）。リチウムイオンバッテリＢの（放電）暖機が不要（Ｔｃ≧Ｔｄ）な場合は、放電暖機動作は開始されることなく、車両システム起動が完了される（ステップＳ２８、Ｓ３０、及びＳ７２）。リチウムイオンバッテリＢの（放電）暖機が必要（Ｔｃ＜Ｔｄ）な場合はリチウムイオンバッテリＢの放電負荷が増大（可変）され、排気ブレーキモードにされたエンジンＥｓの回転負荷に抗して発電機Ｇを回転させるべく、リチウムイオンバッテリＢから直流電力Ｐｂの放電（暖機放電）が開始される（ステップＳ３２〜Ｓ３８）。

そして、バッテリ温度Ｔｃに基づいて、開始されたリチウムイオンバッテリＢの暖機放電を継続してよいか否かが判断される（ステップＳ４０）。リチウムイオンバッテリＢが充放電不可温度範囲Ｒ０（ＴＬ≧Ｔｃ又はＴｃ≧ＴＨ）にある場合には、暖機放電の継続は許されない。よって、排気ブレーキモードで運転中のエンジンＥｓが停止され、リチウムイオンバッテリＢがインバータＩ及び補助電源装置Ｉａから切り離される。これによって、リチウムイオンバッテリＢの暖機放電が停止されると共に充放電処理が防止される。そして、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓの各構成要素が、車両システム起動開始（ステップＳ２）直後の状態に戻された後に、車両システムの起動が中止される（ステップＳ４２〜Ｓ５８）。

一方、暖機放電の開始後も、リチウムイオンバッテリＢが暖機放電が許される充放電可温度範囲Ｒ１（ＴＬ＜Ｔｃ＜ＴＨ）にある場合には、バッテリ電圧Ｖｂに基づいてリチウムイオンバッテリＢに放電暖機を継続するために必要な電力である暖機可能下限電力量ＰｗＬが蓄電されているか否かが判断される（ステップＳ８０）。暖機可能下限電力量ＰｗＬが蓄電されていない（Ｖｂ＜ＶＬ）場合は、リチウムイオンバッテリＢから発電機Ｇへの暖機放電を停止し、エンジンＥｓの排気ブレーキモードを解除して、リチウムイオンバッテリＢのバッテリ温度Ｔｃ（暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２或いは充電暖機可温度範囲Ｒ３）に応じた電流（充電電流Ａｐｃ）の三相交流電力Ｐｇを発電機Ｇで発生させ、リチウムイオンバッテリＢを充電してバッテリ電圧Ｖｂが充電停止電圧ＶＨになるまで蓄電させる（ステップＳ８８〜Ｓ１０６）。上述のように、充電停止電圧ＶＨは、好ましくは、車両起動電力に余力電力を加えた量に設定されている。この意味において、充電停止電圧ＶＨは車両起動電圧とも言える。

バッテリ温度Ｔｃに応じた電流値でリチウムイオンバッテリＢを充電することにより、上述の低温での充電による電池暖機に起因するリチウム金属の析出による電池の劣化及び事故の危険性は回避される。充電電流Ａｐｃは、バッテリ温度Ｔｃに応じて、低電流及び通常電流のいずれかが選択される（ステップＳ８８〜Ｓ１００）。通常電流による充電は、リチウムイオンバッテリＢを昇温させる充電暖機である。

つまり、リチウムイオンバッテリＢの充電が開始されるのは、リチウムイオンバッテリＢに蓄積されている蓄電量Ｐｗが暖機放電可能下限電力量ＰｗＬになるまで放電暖機に使用した後である。本来充電には不都合な低温にあるリチウムイオンバッテリＢの温度を放電暖機によって少しでも昇温させると共に充電率を低下させた後で充電することにより、より大きな充電電流Ａｐｃでの安全且つ迅速なリチウムイオンバッテリＢの充電を図っている。

さらに、リチウムイオンバッテリＢの充電中に、バッテリ温度Ｔｃが充電暖機下限温度Ｔｔより高くなった、つまりリチウムイオンバッテリＢが（低電流では無く）通常の充電電流Ａｐｃで充電できる状態になったと判断される場合は、充電電流Ａｐｃが低電流から通常電流に切り替えられる（ステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ９６〜Ｓ１０２）。これにより、安全且つ迅速なリチウムイオンバッテリＢの充電を図っている。

上述の充電処理（ステップＳ８２〜Ｓ１０６）による発熱の結果、リチウムイオンバッテリＢが放電暖機を必要としない主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上（Ｔｃ≧Ｔｄ）に昇温（充電暖機）していれば、更なる放電暖機は行われることなく、車両システム起動完了と共に加熱処理が終了する（ステップＳ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、及びＳ７２）。充電後のバッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ未満（Ｔｃ＜Ｔｄ）の場合には、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上になるまで、暖機放電が継続（ステップＳ３２〜Ｓ３８、Ｓ４０、Ｓ８０、Ｓ６０）された後に、エンジンＥｓの排気ブレーキモードが解除されて、車両起動完了と共に加熱処理が完了する（ステップＳ６２〜Ｓ７２）。なお、充電の結果、リチウムイオンバッテリＢが充放電が許されない状態（ＴＬ≧Ｔｃ又はＴｃ≧ＴＨ：充放電不可温度範囲Ｒ０）になった場合には、エンジンＥｓが停止されて車両システム起動中止と共に加熱処理が終了される（ステップＳ４２〜Ｓ５８）。

一方、上述のステップＳ８０においてＮｏ、つまりリチウムイオンバッテリＢには暖機放電を継続することが出来る暖機可能下限電力量ＰｗＬ以上が蓄電されていると判断される場合は、処理は上述の充電処理（ステップＳ８２〜Ｓ１０６）をスキップしてステップＳ６０に進む。

また、本発明においては、リチウムイオンバッテリＢが加熱が必要な低温状態にある場合に、先ずリチウムイオンバッテリＢの放電暖機を開始し、その後にリチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが暖機放電の継続に不足（Ｐｗ＜ＰｗＬ）の場合にのみリチウムイオンバッテリＢの充電を行っている。これにより、低温時の不用意な充電によるリチウム金属の析出によるリチウムイオンバッテリＢの劣化及び事故の防止を図っている。

また、リチウムイオンバッテリＢのバッテリ温度Ｔｃに応じて、充電電力を低電流（３０Ａ以下）と通常電流（６００Ａ以下）との何れかに切り替えることによって、リチウムイオンバッテリＢの品質劣化及び損傷の防止と共に安全の確保が図られている。なお、上述の下限温度ＴＬ、充電暖機下限温度Ｔｔ、主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ、及び上限温度ＴＨ並びに充電電流Ａｐｃ及び放電電流Ａｐｂとして具体的に挙げられている数値は一例であって、それぞれ用いられるリチウムイオンバッテリＢの特性によって適宜決定されるものである。

（実施の形態２）
以下に図５、図６、及び図７を参照して、本発明の実施の形態２に係るハイブリッド車両の蓄電池加熱システムについて説明する。本実施の形態は、図８に例示したパラレル方式ハイブリッド車両の蓄電池の加熱に用いられる蓄電池加熱システムである。上述のように、パラレル方式ハイブリッド車両においては、エンジンＥｐはリチウムイオンバッテリＢに蓄積される三相交流電力Ｐｇの発生に加えて、さらに駆動輪Ｗａの直接駆動力発生及び補助装置Ｅａを駆動させる交流電力の発生にも使用される。

図５に、本実施の形態に係る蓄電池加熱システムが搭載された、パラレル方式ハイブリッド車両の要部構成を示す。なお、蓄電池の加熱の説明に特に必要のない部材、及び上述のシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓと共通の構成及び働きについては、特に必要がない限り言及を控える。

パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐは、動力発生装置Ａｇｐ、変換制御器Ｉ（Ｃ）、リチウムイオンバッテリＢ、バッテリ監視制御器Ｍｂｔ、補助発電機Ｇａ、補助装置Ｅａ、及び駆動輪Ｗａを含む。リチウムイオンバッテリＢ、バッテリ監視制御器Ｍｂｔ、補助装置Ｅａ、及び駆動輪（車輪）Ｗａは、基本的に、上述のシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓ（図１）に於ける物と同様である。変換制御器Ｉ（Ｃ）は動力発生装置Ａｇｐ及びリチウムイオンバッテリＢに電気的に接続されている。以下に詳述するように、変換制御器Ｉ（Ｃ）はシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるインバータＩの機能と変換制御器Ｃの機能を兼ね備えたものと言える。

動力発生装置Ａｇｐは、エンジンＥｐと変速機Ｔと誘導電動機Ｍ（Ｇ）（以降、「モータＭ（Ｇ）」）とを含む。エンジンＥｐは、変速機Ｔと補助発電機Ｇａとの両方に機械的に接続されている点を除いて上述のエンジンＥｓ（図１）と同様に構成されており、排気管の途中に設けられているバルブＶａが電磁弁Ｖｅにより駆動される空気シリンダＣｐによって開閉される。モータＭ（Ｇ）は、変速機Ｔを介して、エンジンＥｐと駆動輪Ｗａに機械的に接続されていると共に変換制御器Ｉ（Ｃ）と電気的に接続されている。変速機Ｔは駆動輪Ｗａ及びモータＭ（Ｇ）の少なくとも一方をエンジンＥｐの出力軸に接続する。

補助発電機ＧａはエンジンＥｐに機械的に接続されると共に補助装置Ｅａに電気的に接続されている。補助発電機Ｇａは、エンジンＥｐによって回転されて、交流電力Ｐｂａを発生する。補助装置Ｅａは交流電力Ｐｂａによって駆動される。

変換制御器Ｉ（Ｃ）は、モータＭ（Ｇ）（動力発生装置Ａｇｐ）に電気的に接続されて、モータＭ（Ｇ）から供給される三相交流電力Ｐｇを直流電力Ｐｃに変換して、リチウムイオンバッテリＢに供給する。リチウムイオンバッテリＢは、変換制御器Ｉ（Ｃ）から供給される直流電力Ｐｃを蓄積すると共に、安定した直流電力Ｐｂを変換制御器Ｉ（Ｃ）に出力する。

変換制御器Ｉ（Ｃ）は、リチウムイオンバッテリＢから供給される直流電力Ｐｂをパラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐを推進させるモータＭ（Ｇ）の駆動に適した三相交流電力Ｐｂｃに変換する。モータＭ（Ｇ）は、変換制御器Ｉ（Ｃ）から供給される三相交流電力Ｐｂｃによって駆動されて、変速機Ｔを介して駆動輪Ｗａを回転させる。

パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐの通常走行時は、動力発生装置ＡｇｐのエンジンＥｐで発生された動力の一部は補助発電機Ｇａを介して補助装置Ｅａの駆動に消費され、残りは変速機Ｔを介しての駆動輪Ｗａの駆動とモータＭ（Ｇ）の駆動に消費される。つまり、エンジンＥｐの出力の内で、補助装置Ｅａ及びパラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐの駆動（駆動輪Ｗａ）で消費されなかった余剰出力（三相交流電力Ｐｇ）が直流電力ＰｃとしてリチウムイオンバッテリＢに蓄積される。具体的には、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐが駆動輪Ｗａを駆動させないで惰行或いは停車している場合には、エンジンＥｐの出力の内で補助装置Ｅａ（補助発電機Ｇａ）で消費されない分が直流電力ＰｃとしてリチウムイオンバッテリＢに供給される。

パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐが加速する場合など、エンジンＥｐの出力では不十分な場合には、リチウムイオンバッテリＢに蓄積されている直流電力Ｐｂも使用される。つまり、変換制御器Ｉ（Ｃ）を介してリチウムイオンバッテリＢから供給される三相交流電力ＰｂｃによってモータＭ（Ｇ）が駆動されて、その駆動出力が変速機Ｔを介してエンジンＥｐの出力と合算されて駆動輪Ｗａを駆動させる。

バッテリ監視制御器Ｍｂｔは、上述のシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓ（図１）に於けるのと同様に、現時点でのリチウムイオンバッテリＢが所定の温度範囲にあるか否かを示すバッテリ温度判定信号Ｓｃｃを生成する。変換制御器Ｉ（Ｃ）は、バッテリ監視制御器Ｍｂｔから入力されるバッテリ温度判定信号ＳｃｃとリチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗとに応じて、上述の変換制御器Ｃ（図１）と同様に、リチウムイオンバッテリＢの暖機放電、低電流充電、及び暖機充電を選択的に実行させる。具体的には、変換制御器Ｉ（Ｃ）は、バルブ駆動信号Ｓｄｖとエンジン駆動信号Ｓｄｅとを生成すると共に、変速機Ｔを駆動輪Ｗａ及びモータＭ（Ｇ）の少なくとも一方をエンジンＥｐに接続するように制御する制御信号Ｓｄｔ（以降、「エンジン接続信号Ｓｄｔ」）を生成する。つまり、温度信号Ｓｔ、バッテリ温度判定信号Ｓｃｃ、バルブ駆動信号Ｓｄｖ、エンジン駆動信号Ｓｄｅ、及びエンジン接続信号Ｓｄｔに基づいて、リチウムイオンバッテリＢの加熱動作が制御される。

以下に、図６及び図７に示すフローチャートを参照して、本実施の形態に係るパラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐの蓄電池加熱システムの動作について説明する。本実施の形態に係るフローチャートは、上述の実施の形態１に係るフローチャート（図３及び図４）において、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐには存在しないスイッチＳＷｂａ及びＳｗｂｉや補助電源装置Ｉａに関するステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ５０、Ｓ５２、Ｓ５４、及びＳ５６が削除されている。また、処理の主体と客体が異なるものの動作内容がシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓにおけるのと基本的に同一の処理に対してはステップ番号の末尾にｒを付している。具体的には、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓにおける変換制御器Ｃ、発電機Ｇ、エンジンＥｓ及び補助電源装置Ｉａが、それぞれ、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐにおける変換制御器Ｉ（Ｃ）、モータＭ（Ｇ）、エンジンＥｐ、及び補助発電機Ｇａに置き換わっており、ステップＳ８ｒ、Ｓ１０ｒ、Ｓ２２ｒ、Ｓ２４ｒ、Ｓ３０ｒ、Ｓ３４ｒ、Ｓ３６ｒ、Ｓ３８ｒ、Ｓ４４ｒ、Ｓ４６ｒ、Ｓ４８ｒ、Ｓ５８ｒ、Ｓ６４ｒ、Ｓ６６ｒ、Ｓ６８ｒ、Ｓ７０ｒ、Ｓ７２ｒ、Ｓ８０ｒ、Ｓ８２ｒ、Ｓ８４ｒ、Ｓ８６ｒ、Ｓ９２ｒ、Ｓ９４ｒ、Ｓ９８ｒ、Ｓ１００ｒ、Ｓ１０２ｒ、Ｓ１０３ｒ、Ｓ１０５ｒ、及びＳ１０６ｒが相当する。

以下に、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐに固有の処理に重点をおいて、本実施の形態に係る処理について説明する。

先ず、ステップＳ２において、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐの運転台などの適宜な場所に設けられているシステム起動スイッチがＯＮにされた時点で、車両システム（不図示）の立ち上げ動作と平行して蓄電池加熱システムの動作が開始される。そして、リチウムイオンバッテリＢが充放電不可温度範囲Ｒ０にある（ステップＳ４でＮｏ）場合には、上述のシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、ステップＳ６、Ｓ８ｒ、及びＳ１０ｒに於ける処理を経て、ステップＳ２で開始された車両システム起動が中止される。

一方、リチウムイオンバッテリＢが充放電可温度範囲Ｒ１内にある（ステップＳ４でＹｅｓ）場合は、ステップＳ１２で出力された充放電可信号Ｓｃｃ１に基づいて、ステップＳ１７においてインバータＩ（Ｃ）が変速機Ｔに対して、モータＭ（Ｇ）をエンジンＥｐに接続させるエンジン接続信号Ｓｄｔ１を出力する。処理は、次のステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、エンジン接続信号Ｓｄｔ１に基づいて、変速機ＴはモータＭ（Ｇ）をエンジンＥｐに接続する。なお、エンジンＥｐは駆動輪Ｗａとは非接続のままである。処理は、次のステップＳ２２ｒに進む。

ステップＳ２２ｒにおいて、変換制御器Ｉ（Ｃ）は、ステップＳ１２で出力された充放電可信号Ｓｃｃ１に基づいて、エンジンＥｐを起動させるエンジン起動信号Ｓｄｅ１をエンジンＥｐ（発電装置Ａｇｐ）に出力する。処理は次のステップＳ２４ｒに進む。

ステップＳ２４ｒにおいて、ステップＳ１９において、モータＭ（Ｇ）が接続された状態のエンジンＥｐが起動される。そして、エンジンＥｐに直結されている補助発電機Ｇａと、変速機Ｔを介して接続されているモータＭ（Ｇ）とが駆動される。補助発電機Ｇａにより交流電力Ｐｂａが発生されて、補助装置Ｅａが駆動される。しかし、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐは停止状態であるので、モータＭ（Ｇ）は三相交流電力Ｐｇを発生しない。処理は次のステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６において、リチウムイオンバッテリＢが暖機運転を必要としている（Ｔｃ＜Ｔｄ）かが判断される。なお、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐにおいては、補助装置Ｅａの駆動はリチウムイオンバッテリＢから放電される直流電力Ｐｂでは無く、エンジンＥｐで駆動される補助発電機Ｇａで発電される交流電力Ｐｂａにより駆動されるので、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於ける補助装置Ｅａに対するリチウムイオンバッテリＢの放電及びエンジンＥｓの駆動に相当する処理（シリーズ方式ハイブリッド車両ＶｓにおけるステップＳ１４〜Ｓ２０）は行われない。

リチウムイオンバッテリＢが暖機不要である（ステップＳ２６でＮｏ、つまり車両駆動放電可温度範囲Ｒ５にある）場合には、ステップＳ２８、Ｓ３０ｒ、及びステップＳ７２ｒに於ける処理を経て、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、ステップＳ２で開始された車両システム起動が完了されて処理が終了する。

一方、リチウムイオンバッテリＢが暖機必要である（ステップＳ２６でＹｅｓ、つまり暖機放電可温度範囲Ｒ４にある）場合には、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、ステップＳ３２、Ｓ３４ｒ、及びＳ３６ｒに於ける処理を経て、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、エンジンＥｐが排気ブレーキモードにされる。そして、ステップＳ３８ｒでエンジンＥｐに直結されているモータＭ（Ｇ）は、変換制御器Ｉ（Ｃ）から供給される三相交流電力Ｐｂｃによって、既に排気ブレーキモードで回転しているエンジンＥｐの回転速度より速く回転するように駆動される。エンジンＥｐとモータＭ（Ｇ）の回転速度の差がモータＭ（Ｇ）の回転負荷として働く。

このように、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐにおいては、リチウムイオンバッテリＢの暖機放電の際に、リチウムイオンバッテリＢの放電負荷を高めるためにシリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるように補助装置Ｅａ（補助電源装置Ｉａ）に交流電力Ｐｂａ（直流電力Ｐｂ）が直接供給されない。しかしながら、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐにおいては、補助装置Ｅａを駆動させる交流電力Ｐｂａを発生させるために補助発電機ＧａをエンジンＥｐにより駆動させている。つまり、補助装置Ｅａの駆動電力と排気ブレーキモードのエンジンＥｐの回転負荷が、リチウムイオンバッテリＢの放電負荷を増していることは、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様である。但し、補助装置Ｅａを駆動させる交流電力Ｐｂａを発生させる補助発電機ＧａはエンジンＥｐの排気ブレーキモード時の回転負荷の一つとなっている点が異なる。

結果、リチウムイオンバッテリＢの放電量は、大きく増大する。この増大した放電による内部発熱により、リチウムイオンバッテリＢをモータＭ（Ｇ）の駆動に必要な電力を出力（放電）できる駆動電力出力温度Ｔｄまで急速に加熱できる。

そして、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、リチウムイオンバッテリＢが充放電可能な状態にあるか否かがステップＳ４０で判断される。充放電不可（ステップＳ４０でＮｏ）の場合には、ステップＳ４２、Ｓ４４ｒ、Ｓ４６ｒ、Ｓ４８ｒ、Ｓ４８ｒ、及びＳ５８ｒを経て、ステップＳ２で開始されたパラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐの車両システム起動が中止された後に、処理は終了する。充放電許容温度範囲外にあるリチウムイオンバッテリＢに対して、不要であると共に有害である充放電処理が行われるのが防止されている。

なお、パラレル方式ハイブリッド車両Ｖｐにおいては、上述のように補助装置ＥａはリチウムイオンバッテリＢによってではなく、補助発電機Ｇａ（エンジンＥｐ）で発生された交流電力Ｐｂａで駆動されるので、シリーズ方式ハイブリッド車両ＶｓにおけるステップＳ５０〜Ｓ５６におけるエンジンＥｓから補助装置Ｅａに対する交流電力Ｐｂａ供給停止に相当する処理は行われない。

充放電可（ステップＳ４０でＹｅｓ）の場合には、ステップＳ８０ｒにおいて、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが放電暖機に必要な暖機可能下限電力量ＰｗＬ以上（Ｐｗ≧ＰｗＬ：ステップＳ８０ｒでＮｏ）であれば、放電暖機が継続される。そして、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄに到達（Ｔｃ≧Ｔｄ：ステップＳ６０でＮｏ）した時点で、ステップＳ６０、Ｓ６２、Ｓ６４ｒ、Ｓ６６ｒ、Ｓ６８ｒ、Ｓ７０ｒ、及びＳ７２ｒに於ける処理を経て、シリーズ方式ハイブリッド車両Ｖｓに於けるのと同様に、リチウムイオンバッテリＢは駆動電力出力温度Ｔｄまで昇温された後に、車両は走行開始状態に準備される。

なお、リチウムイオンバッテリＢの蓄電量Ｐｗが放電暖機の継続に必要な暖機可能下限電力量ＰｗＬ未満（Ｐｗ＜ＰｗＬ：ステップＳ８０ｒでＹｅｓ）であれば、エンジンＥｐは排気ブレーキモードが解除され、放電が停止される。バッテリ温度Ｔｃに基づいて選択された電流値でリチウムイオンバッテリＢが充電（ステップＳ８２ｒ、Ｓ８４ｒ、Ｓ８６ｒ、Ｓ８８、Ｓ９０、Ｓ９２ｒ、Ｓ９４ｒ、Ｓ９６、Ｓ９８ｒ、Ｓ１００ｒ、Ｓ１０２ｒ、Ｓ１０３ｒ、Ｓ１０４、及びＳ１０５ｒ）される。そして、充電の結果、リチウムイオンバッテリＢが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上に昇温して（ステップＳ２６でＮｏ、つまり充電暖機されて）いれば、さらなる放電暖機は行われることなく、車両システム起動完了と共に加熱処理が終了する（ステップＳ２８、Ｓ３０ｒ、及びＳ７２ｒ）。

充電後のバッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ未満（Ｔｃ＜Ｔｄ：ステップＳ２６でＹｅｓ）の場合には、エンジンＥｐが再度排気ブレーキモードにされた後に、バッテリ温度Ｔｃが主電動機駆動電力出力下限温度Ｔｄ以上になるまで、暖機放電が継続（ステップＳ３２、Ｓ３４ｒ、Ｓ３６ｒ、Ｓ３８ｒ、Ｓ４０、Ｓ８０ｒ、Ｓ６０）された後に、エンジンＥｐの排気ブレーキモードが解除されて、車両起動完了と共に加熱処理が完了する（ステップＳ６２〜Ｓ７２ｒ）。なお、充電の結果、リチウムイオンバッテリＢが充放電が許されない状態（充放電不可温度範囲Ｒ０内）に成った場合には、エンジンＥｐが停止されて車両システム起動中止と共に加熱処理が終了される（ステップＳ４２〜Ｓ５８ｒ）。

上述のように、本実施の形態に係る蓄電池加熱システムは、上述の実施の形態１に係る蓄電池加熱システムと同様に、リチウムイオンバッテリＢの温度範囲Ｒ０〜Ｒ５のそれぞれに対応して、放電による暖機が優先して行われ、蓄電の為にのみ充電による暖機が補助的に行われる。

なお、上述の実施の形態１及び２においては、暖機放電可温度範囲Ｒ４（リチウムイオンバッテリＢが暖機を必要とする温度範囲）は、充電暖機下限温度Ｔｔを閾値として２つの温度範囲（暖機放電・低電流充電可温度範囲Ｒ２と充電暖機可温度範囲Ｒ３）に区分されている。充電暖機下限温度Ｔｔ以外にもリチウムイオンバッテリＢの充放電特性が変化する温度がある場合は、複数の閾値を設定して暖機放電可温度範囲Ｒ４をさらに細分化してもよい。暖機放電可温度範囲Ｒ４を細分化することにより、放電電流Ａｐｂ及び充電電流Ａｐｃの大きさをより多段階に設定でき、リチウムイオンバッテリＢの暖機を安全かつ効率よく行える。

また、上述の実施の形態１及び２においてはリチウムイオンバッテリＢの充電は蓄電量Ｐｗが車両起動電力量ＰｗＨ以上となるまで行われるが、蓄電量Ｐｗが車両起動電力量ＰｗＨより小さく暖機完遂電力量ＰｗＤ以上である所定の値に達した時点で充電を中断して放電暖機に切り替えてもよい。この場合、放電暖機の完遂後に、車両起動電力の蓄電のための充電が必要となるが、暖機完了に要する時間は短縮できる。

なお、図２を参照して説明したように、上述の実施の形態１及び２における充電暖機可温度範囲Ｒ３に於いては、充電電流Ａｐｃは１５０Ａと、放電電流Ａｐｂの１００Ａに比べて大きく、充電暖機効果も放電暖機効果より大きいと言える。しかしながら、充電暖機には上述のように安全性及び設備の効率性において問題があり、本発明においては上述のステップＳ８０及びＳ８０ｒでの判断（Ｖｂ＜ＶＬ？）により、基本的に充電は放電暖機の継続のために行っている。これにより、最大限放電により暖機を行う一方、充電暖機及び充電暖機に起因する問題を必要最小限に抑えている。

本発明は、ハイブリッド車両に搭載された蓄電池の加熱に利用できる。

Ｖｓ シリーズ方式ハイブリッド車両
Ｖｐ パラレル方式ハイブリッド車両
Ｂ リチウムイオンバッテリ（蓄電池）
Ｍｂｔ バッテリ監視制御器
Ａｇｓ 発電装置
Ａｇｐ 動力発生装置
Ｅｓ、Ｅｐ エンジン
Ｇ、Ｇａ 発電機
Ｍ、Ｍ（Ｇ） 電動機（モータ）
Ｃ 変換制御器
Ｉ（Ｃ） 変換制御器
Ｅａ 補助装置
Ｉａ 補助電源装置
Ｉ インバータ
Ｗａ 駆動輪
Ｖａ バルブ
Ｖｅ 電磁弁
Ｃｐ 空気シリンダ
Ｒ０ 充放電不可温度範囲
Ｒ１ 充放電可温度範囲
Ｒ２ 暖機放電・低電流充電可温度範囲
Ｒ３ 充電暖機可温度範囲
Ｒ４ 暖機放電可温度範囲
Ｒ５ 車両駆動放電可温度範囲
Ｓｃｂｉ インバータ接続信号
Ｓｃｂａ 補助電源装置接続信号
Ｓｔ 温度信号
Ｔｃ バッテリ温度

Claims (5)

1. 車両システムが停止した状態からの起動時に、動力源として発電機と併載された蓄電池を放電或いは充電させることによって加熱するハイブリッド車両の蓄電池加熱システムであって、
   前記蓄電池が所定の温度範囲にあるか否かを検出するバッテリ監視手段と、
   前記蓄電池の放電負荷を変化させる放電負荷可変手段と、
   前記検出された蓄電池の温度範囲に基づいて前記蓄電池の加熱の要否を判定すると共に、前記放電負荷可変手段を制御して、前記蓄電池を放電させる加熱制御手段と、
   前記発電機を駆動させて発電させるエンジンとを備え、
   前記加熱制御手段は、当該エンジンを排気ブレーキモードにして前記発電機の回転負荷を増大させることにより、前記放電負荷を増大させて、前記蓄電池を放電させることを特徴とするハイブリッド車両の蓄電池加熱システム。
2. 前記放電の継続の可否を判定する放電継続可否判定手段をさらに備え、
   前記放電継続が否であると判定された場合には、前記発電機から出力される電流で前記蓄電池を充電させることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の蓄電池加熱システム。
3. 前記放電の継続の可否を判定する放電継続可否判定手段をさらに備え、
   前記放電継続が否であると判定された場合には、前記放電を停止して、前記発電機から出力される電流で前記蓄電池を充電させることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の蓄電池加熱システム。
4. 前記放電の継続の可否を判定する放電継続可否判定手段をさらに備え、
   前記放電継続が否であると判定された場合には、前記排気ブレーキモードを解除して、前記発電機から出力される電流で前記蓄電池を充電させることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の蓄電池加熱システム。
5. 前記検出された蓄電池の温度範囲に基づいて、前記発電機から出力される電流を変化させることを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の蓄電池加熱システム。