JP6834191B2

JP6834191B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP6834191B2
Application number: JP2016126948A
Authority: JP
Inventors: 智也片野田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2036-06-27
Also published as: JP2018007317A

Description

本発明は、電動車両に関する。

電動車両が走行する際にバッテリは充放電され発熱する。バッテリの発熱によりバッテリ温度が適正温度より高くなるとバッテリの劣化が進む。そこで、従来よりバッテリの劣化を抑制するために電動車両の走行中にバッテリを冷却している。

電動車両の走行中、バッテリ冷却装置は走行用バッテリの電力を消費してバッテリを冷却する。このため、電動車両の走行中にバッテリ冷却装置を作動させてバッテリを冷却すると、走行用バッテリの電力が車両走行以外でも消費されることになり、電動車両の航続距離が低下してしまう。

特許文献１では車両の走行中だけでなく、車両外部から供給される電力により充電を行っている間（以下、外部充電中と表記）にもバッテリを冷却している。その際、外部充電中のバッテリ冷却開始温度を車両走行中のバッテリ冷却開始温度より低い温度に設定することで、外部充電中にバッテリ温度を車両走行中のバッテリ冷却開始温度より低くなるまで十分に冷却しておき、走行中のバッテリ冷却頻度を減らすことで、航続距離の低下を抑制している。

国際公開第２０１３-１４１０９０号

特許文献１に記載される、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリ冷却を行う電動車両は、外部充電中にバッテリ温度を車両走行中のバッテリ冷却開始温度より十分に低くなるまで冷却し、走行中のバッテリ冷却頻度を減らすよう構成されている。そして、外部充電中にバッテリ温度が車両走行中のバッテリ冷却開始温度より十分に低くなるよう、バッテリの冷却を停止するバッテリ冷却停止温度は、走行中にのみバッテリを冷却する電動車両と比較して、低く設定されることがある。

ゆえに、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリ冷却を行う電動車両の走行中にバッテリ冷却が開始された場合には、走行中にのみバッテリを冷却する電動車両と比較して、バッテリ冷却装置の作動時間が長くなる。その結果、車両走行以外で消費されるバッテリの電力消費が大きくなり航続距離が低下するおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行中だけでなく外部充電中にバッテリを冷却する電動車両において、走行中にバッテリ冷却が開始された場合の航続距離低下を抑制することにある。

車両外部から供給される電力により充電可能なバッテリと、
走行時に、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置と、
前記バッテリの温度を取得するバッテリ温度取得手段と、
前記バッテリ温度所得手段によって取得される前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリ冷却装置の作動を制御する制御手段と、
を備えた、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて走行可能な電動車両において、
前記制御手段は、
車両走行中に、
前記バッテリの温度が第１所定温度以上のときには前記バッテリ冷却装置の作動を開始させ、前記第１所定温度より低い第２所定温度以下のときには前記バッテリ冷却装置の作動を停止させ、
前記バッテリが前記車両外部から供給される電力により充電されている場合に、
前記バッテリの温度が第３所定温度以上のときに前記バッテリ冷却装置の作動を開始させ、前記バッテリの温度が前記第３所定温度より低い第４所定温度以下のときに前記バッテリ冷却装置の作動を停止させ、
前記第１所定温度は前記第３所定温度より高く、
前記第２所定温度は前記第４所定温度より高いことを特徴とする電動車両。

本発明の電動車両は、車両外部から供給される電力により充電可能なバッテリと、走行時に、バッテリに蓄えられた電力を用いてバッテリを冷却するバッテリ冷却装置を備える。そして、バッテリが外部充電中であると判断され、且つ、バッテリの温度が第１所定温度以上であるとき、バッテリを冷却するバッテリ冷却装置を作動させ、バッテリの温度が第１所定温度よりも低い第２所定温度以下であるときは冷却装置を停止するよう冷却装置を制御する冷却制御手段も備える。また冷却制御手段は、車両が充電中であると判断され、且つ、バッテリの温度が第３所定温度以上であるとき、バッテリを冷却する冷却装置を作動させ、バッテリの温度が第３の所定温度よりも低い第４所定温度以下であるときは冷却装置を停止するよう冷却装置を制御する冷却制御手段も備える。さらに、前記第１所定温度は前記第３所定温度より高く、第２所定温度は前記第４所定温度より高くなっている。すなわち、バッテリが外部充電されているときのバッテリ冷却開始温度より、車両が走行しているときのバッテリ冷却停止温度は高く設定されている。また、バッテリが外部充電されているときのバッテリ冷却停止温度より、車両が走行しているときのバッテリ冷却停止温度が高く設定されている。
これにより、走行中にバッテリ冷却が開始されたとしても、バッテリ温度が外部充電中のバッテリ冷却停止温度よりも高く設定される走行中のバッテリ冷却停止温度未満になる場合にバッテリの冷却が停止される。すなわち、バッテリ温度が外部充電中のバッテリ冷却停止温度よりも高く設定されない場合に比して、バッテリ冷却時間を短くすることができる。さらに、走行中のバッテリ冷却開始温度は、充電中のバッテリ冷却開始温度より高く設定されているため、走行中のバッテリ冷却装置の作動は、バッテリを外部充電しているときに比して、開始されづらくなる。
以上より、外部充電中にバッテリ温度を車両走行中のバッテリ冷却開始温度より低くなるまで冷却する電動車両において、走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリの電力消費を抑制することができ航続距離が低下することを抑制できる。

第１実施形態としてバッテリの冷却装置を備えた電動車両を示す図である。第１実施形態としてバッテリ冷却装置を備えた電動車両の主要構成部品を示す模式図である。第１実施形態としての電動車両の状態とバッテリ温度を示す図である。第１実施形態として車両走行中のバッテリ冷却ルーチンを示すフローチャートである。第１実施形態として外部充電中のバッテリ冷却ルーチンを示すフローチャートである。第２実施形態として外部充電中のバッテリ冷却ルーチンを示すフローチャートである。第３実施形態として外部充電中のバッテリ冷却ルーチンを示すフローチャートである。第４実施形態としてバッテリ冷却開始及び停止温度の閾値変更ルーチンを示すフローチャートである。バッテリからの出力電流平均値と充電中冷却開始温度あるいは停止温度を示す図である。

以下、図１から図５を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。

図１において、符号１で示す電動車両は、モータ２の駆動で車輪３を回転させて走行するものである。電動車両１の車室内２０に設けられた座席４の下部には、モータ２の電源部となるバッテリユニット５が配設されている。バッテリユニット５は、複数のセルを１つのモジュールとし、これらモジュールを複数備えた電池パックとして構成されている。バッテリユニット５は、車体を構成するフロアパネル６とフロアパネル６の下方に設けられた遮蔽板７とで構成されたユニット収納部８内に収納されている。

電動車両１は、バッテリ制御部９と、バッテリユニット５を冷却する冷却装置１５と、バッテリユニット５の温度状態を取得する温度取得手段となる温度センサ２１と、車両のシステムをオン・オフさせる図示されないキースイッチとを備える。さらに図２に示すよう、バッテリユニット５が外部充電器１２１による充電中か否かを検出する充電状況検出手段１０１と、冷却装置１５を制御する冷却制御部１０と、バッテリ制御部９と冷却制御部１０を制御する制御手段１００とを備えている。

キースイッチがオンならばシステムがオンとなり車両が走行モードにあり、キースイッチ２５がオフならばシステムがオフになり車両が停止モードにあると検知できる。したがって、この車両の走行モードとは、実際に走行している場合だけでなく、走行中での停止状態も含まれ、停止モードにはこの走行中での停止状態は含まれない。

冷却装置１５は、外気導入路１３に配置された送風ファン１４とそれを駆動する送風駆動モータ１４１とコンプレッサ１８を備え、符号Ｓで示す冷却気流となる送風気流とコンプレッサ１８の駆動により外気導入路１３に配置された熱交換器１７との間で冷媒を冷凍サイクル循環させることで外気を冷却し冷却風を発生させるエアコンユニット１５０と、エアコンユニット１５０からダクト１６を介してユニット収納部８内に供給された冷却気流全般を車外に排出する排出ファン１１と、排出ファン１１を駆動する排出駆動モータ１１１を備えている。

エアコンユニット１５０は、車室内２０に冷却気流Ｓを導入する室内冷却噴出口１５ａと、冷却気流をユニット収納部８へ案内するバッテリ冷却吹出口１５ｂを備え、両者はダンパ１９によって切り替えられるように構成されている。

ユニット収納部８の前側には導入口８ａが形成され、後側８ｂに形成された排出口には排出ファン１１が装着されている。排出ファン１１は、ユニット収納部８内に空気を吸引するためのもので、このファンが回転することで、ユニット収納部８内の空気が排出されるように構成されている。

導入口８ａには、ダクト１６の一端１６ａがバッテリ冷却吹出口１５ｂに連結されてエアコンユニット１５０からの冷却気流Ｓをユニット収納部８に案内する流路を内部に形成されたダクト１６の他端１６ｂが連結されている。ユニット収納部８内のバッテリユニット５は、このダクト１６を介して案内されて導入される冷却気流Ｓによって冷却されるように構成されている。本形態において、ダクト１６は、助手席４Ａ側のフロア６に配設されている。

図２に示すとおり、車外に設置されている充電器１２１は、例えば三相電圧２００ボルト／５０ＫＷで充電するもので、ケーブルを介してソケット１２が延びている。電動車両１には、このソケット１２が装着されるコネクタ１２４が設置さている。充電状況検出手段１０１は、コネクタ１２４に外部充電器１２１（ソケット１２）が接続されていることを検出するものであり、例えば電圧計であっても良いし、コネクタ１２４の近傍に設けたメカニカルなスイッチであってもよい。充電状況検出手段１０１は制御手段１００に信号線を介して接続されていて、充電状況の検出情報を出力している。

バッテリ制御部９は、バッテリユニット５への充電や温度を制御するもので、バッテリユニット５と温度検出センサ２１、排出ファン１１を作動する排出駆動モータ１１１、残存容量計２９が接続されており、排出駆動モータ１１１に作動指令を送信して排出駆動モータ１１１の作動を制御するように構成されている。

冷却制御部１０には、コンプレッサ１８、送風駆動モータ１４１、ダンパ１９を駆動して冷却気流の吹出口を切り替えるダンパ駆動部１９１が接続されていて、各駆動部に作動指令を送信することで各駆動部の作動を制御するように構成されている。

バッテリ制御部９、冷却制御部１０及び制御手段１００は、周知のコンピュータで構成されている。制御手段１００は、バッテリ制御部９、冷却制御部１０、キースイッチ（図示せず）、充電状況検出手段１０１が信号線で接続されている。そして、バッテリ制御部９から送信される温度センサ２１からの温度情報と充電状況検出手段１０１からの検出情報とキースイッチからのシステムオン情報から、バッテリユニット５の温度Ｔと外部充電状態であるか否かと、システムがオンであるか否かを判定する。

冷却制御部１０はバッテリユニット５の温度Ｔが所定温度よりも高い場合には、冷却装置１５を作動させるように制御し、所定温度よりも低い場合には、冷却装置１５の作動を停止させるよう制御する機能を備えている。具体的には、バッテリユニット５の温度Ｔが、予め制御手段１００に設定されている所定温度Ｔ１より高い場合には、排気ファン１１と送風ファン１４を駆動すべく排出駆動モータ１１１と送風駆動モータ１４１とを作動させる。さらに、第１実施形態においては、コンプレッサ１８を追加作動することで、冷却装置１５の冷却能力を向上させることができる。但し、冷却能力の向上方法としては、排出駆動モータ１１１と送風駆動モータ１４１とが消費する電力を大きくする事等も考えられる。尚、第1実施形態において、外部充電されている車両のバッテリユニット５は車載されている冷却装置１５によって冷却されるが、外部充電されている車両のバッテリユニット５は、車外に設置される外部充電時専用のバッテリ冷却装置によって冷却されてもよい。

車両状態とバッテリユニット５の温度Ｔｂを示す図３を用いて冷却制御手段について説明する。

図３の横軸にはバッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１からの検出情報とキースイッチからのシステムオン情報から判断される車両状態、すなわち、車両が外部充電中であるのか、あるいは走行中であるのかが示されている。また、図３の縦軸には、バッテリユニット５の温度Ｔｂが示されている。さらに、図３の縦軸には予め制御手段１００に設定されている所定温度として、走行中冷却開始温度Ｔｄｓと走行中冷却停止温度Ｔｄｔと充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔが示されている。

バッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出される、かつキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオフになっていると検出される場合には、制御手段１００により車両状態は外部充電中と判断される。そして、車両状態が外部充電中である場合でバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上であるときに、冷却制御部１０は冷却装置１５を作動させて、バッテリユニット５の冷却を開始する。また、車両状態が外部充電中である場合でバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ以下であるときに、冷却制御部１０は冷却装置１５の作動を停止させる。

バッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていないと検出される、かつキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオンになっていると検出される場合には、制御手段１００により車両状態は走行中と判断される。そして、車両状態が走行中である場合でバッテリユニット５の温度Ｔｂが走行中冷却開始温度Ｔｄｓ以上であるときに、冷却制御部１０は冷却装置１５を作動させて、バッテリユニット５の冷却を開始する。また、車両状態が走行中である場合でバッテリユニット５の温度Ｔｂが走行中冷却停止温度Ｔｄｔ以下であるときに、冷却制御部１０は冷却装置１５の作動を停止させる。

図３に示すように、走行中冷却開始温度Ｔｄｓ＞走行中冷却停止温度Ｔｄｔ＞充電中冷却開始温度Ｔｃｓ＞充電中冷却停止温度Ｔｃｔの順に温度は低くなっている。

走行中だけでなく、外部充電中にもバッテリユニット５の冷却を行う電動車両においては、車両走行中のバッテリ冷却開始温度Ｔｄｓより十分にバッテリ温度Ｔｂが低くなるよう、バッテリの冷却を停止するバッテリ冷却停止温度が、走行中にのみバッテリを冷却する電動車両と比較して、低く設定される。

ゆえに、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリユニット５の冷却を行う電動車両の走行中にバッテリの冷却が開始された場合には、走行中にのみバッテリを冷却する電動車両に対して、バッテリ冷却装置の作動時間が長くなる。その結果車両走行以外で消費される走行用バッテリの電力消費が大きくなり航続距離が低下するおそれがある。

第１実施形態においては、走行中冷却開始温度Ｔｄｓ＞走行中冷却停止温度Ｔｄｔ＞充電中冷却開始温度Ｔｃｓ＞充電中冷却停止温度Ｔｃｔの順に温度が小さくなるよう予め制御部１００に所定温度を設け、車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしている。そのため、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリユニット５を冷却し、外部充電中にバッテリユニット５の温度Ｔｂを車両走行中のバッテリ冷却開始温度Ｔｄｓより低くなるまで冷却する電動車両において、走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔより高いバッテリ冷却停止温度Ｔｄｔ以下になれば冷却が停止される。したがって、電動車両の走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリ冷却装置の作動時間は車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしていない場合に比して、冷却時間を短くなる。その結果、走行用バッテリの電力消費を抑制し、航続距離が低下することを抑制できる。さらに、走行中冷却開始温度Ｔｄｓを電中冷却開始温度Ｔｃｓより高くしている。そのため、走行中のバッテリ冷却装置の作動は、バッテリを外部充電しているときに比して、開始されづらくし、走行用バッテリの電力消費を抑制できる。

図４と図５に記載されるフローチャートを用いて本実施形態における制御手段１００によるバッテリ冷却についてより詳細に説明する。

バッテリ制御部９から送信されるキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオンになっていると検出される場合（図４参照）には、制御手段１００により車両状態は走行中と判断され、図４に記載されるフローチャートに沿ってバッテリ冷却装置１５は制御される。尚、本冷却ルーチンは所定時間内に繰り返し行われる。例えば本冷却ルーチンは１０秒に１回行われる。

ステップ１０（Ｓ１０）において、制御手段１００は温度センサ２１によって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが走行中冷却開始温度Ｔｄｓ以上であるか否かを判断する。このステップ１０において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニットの温度Ｔｂが走行中冷却開始温度Ｔｄｓ以上の場合には、ステップ１１（Ｓ１１）に進む。一方、このステップ１１において否定判定された場合、すなわち、バッテリ温度Ｔｂが走行中冷却開始温度Ｔｄｓより低い場合、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ１１（Ｓ１１）において制御手段１００は、バッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の冷却（通常冷却）を開始する。このとき、バッテリ冷却装置１５はバッテリユニット５に蓄えられている電力を消費して作動する。そして、通常冷却が開始されると送風駆動モータ１４１とダンパ駆動部１９１と排出駆動モータ１１１が作動する。これらが作動すると、ダンパ１９がバッテリ冷却吹出口１５ｂへ切り替えられ、送風ファン１４と排気ファン１１が回転するので、外気導入路１３から外気が送風気流としてバッテリ冷却吹出口１５ｂ、ダクト１６を介してバッテリ収納部８へ供給される。供給された送風気流はバッテリ収納部８でバッテリユニット５の熱を奪い、排気ファン１１によって車外へ排出される。このような送風気流がバッテリ収納部８内を流通することで、バッテリユニット５が冷却されることになる。

ステップ１２（Ｓ１２）において、制御手段１００は温度センサ２１によって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが走行中冷却停止温度Ｔｄｔ以下であるか否かを判断する。このステップ１２において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニットの温度Ｔｂが走行中冷却停止温度Ｔｄｔ未満の場合には、ステップ１３（Ｓ１３）に進む。一方、このステップ１２において否定判定された場合、すなわち、バッテリユニットの温度Ｔｂが走行中冷却停止温度Ｔｄｔより高い場合、再度ステップ１１の処理へと戻る。

ステップ１３において制御手段１００は、バッテリ冷却装置１５の作動を停止してバッテリユニット５の冷却（通常冷却）を停止する。そして本冷却ルーチンは終了する。

バッテリ制御部９から送信されるキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオフになっていると検出される場合には、制御手段１００により図５に記載されるフローチャートに沿ってバッテリ冷却装置１５は制御される。尚、本冷却ルーチンは所定時間内に繰り返し行われる。例えば本冷却ルーチンは１０秒に１回行われる。

ステップ２１（Ｓ２１）において、制御手段１００はバッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されるか否かを判断する。このステップ２１で肯定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出される場合にはステップ２２（Ｓ２２）に進む。このステップ２１で否定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されない場合には、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ２２において、制御手段１００はバッテリ温度取得手段によって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上であるか否かを判断する。このステップ２２において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上の場合には、ステップ２３（Ｓ２３）に進む。このステップ２２において否定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ未満であると判定された場合にはステップ（２４）に進む。

ステップ２３において、制御手段１００はバッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の急速冷却を開始する。このとき、バッテリ冷却装置１５は外部充電器１２１より供給される電力を消費して作動する。そして、急速冷却が開始されると通常冷却のときと同様に送風駆動モータ１４１とダンパ駆動部１９１と排出駆動モータ１１１が作動するのに加えて、コンプレッサ１８が作動する。コンプレッサ１８が作動すると、熱交換器１７とコンプレッサ１８の間で冷媒が循環し、周知の冷凍サイクルの作用により、外気導入路１３からの外気が熱交換器１７によって冷却される。このため、バッテリ冷却吹出口１５ｂ、ダクト１６を介してバッテリ収納部８へ供給される気流は、送風気流よりも温度の低い冷却気流となり、バッテリ収納部８でバッテリユニット５の熱を奪い、排気ファン１１によって車外へ排出される。このような冷却気流がバッテリ収納部８内を流通することで、送風気流が流通する通常冷却の場合よりもバッテリユニット５が冷却されることになる。その後、本冷却ルーチンは終了する。
本実施例においては、冷却能力を向上させる手段として、通常冷却のときと比較してコンプレッサ１８を追加で作動させる方法とした。但し、例えば急速冷却のときには、通常冷却のときに比して、冷却装置１５で消費する電力を大きくし、送風駆動モータ１４１とダンパ駆動部１９１と排出駆動モータ１１１をより高出力で作動させることで冷却能力を向上させる等しても良い。

ステップ２４において、制御手段１００は温度センサによって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満であるか否かを判断する。このステップ２４において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満の場合には、ステップ２５（Ｓ２５）に進む。このステップ２４において否定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ以上の場合にはステップ２６（Ｓ２６）に進む。

ステップ２５において、制御手段１００はバッテリ冷却手段１５の作動を停止してバッテリユニット５の冷却を停止する。そして本冷却ルーチンは終了する。

ステップ２６において、制御手段１００はバッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の通常冷却をステップ１１と同様に開始する。その後、本冷却ルーチンを終了する。

図３には車両状態が外部充電中でバッテリユニットの温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上のときは急速冷却を行い、バッテリユニットの温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ未満のときは通常冷却を行うようすが示されている。

以上より、本発明の第１実施形態における電動車両は、走行中冷却開始温度Ｔｄｓ＞走行中冷却停止温度Ｔｄｔ＞充電中冷却開始温度Ｔｃｓ＞充電中冷却停止温度Ｔｃｔの順に温度が小さくなるよう予め制御部１００に所定温度を設け、車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしている。そのため、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリユニット５を冷却し、外部充電中にバッテリユニット５の温度Ｔｂを車両走行中のバッテリ冷却開始温度Ｔｄｓより低くなるまで冷却する電動車両において、走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔより高いバッテリ冷却停止温度Ｔｄｔ未満になれば冷却が停止される。したがって、電動車両の走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリ冷却装置の作動時間は車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしていない場合に比して、冷却時間を短くなる。その結果、走行用バッテリの電力消費を抑制し、航続距離が低下することを抑制できる。さらに、走行中冷却開始温度Ｔｄｓを電中冷却開始温度Ｔｃｓより高くしている。そのため、走行中のバッテリ冷却装置の作動は、バッテリを外部充電しているときに比して、開始されずらくし、走行用バッテリの電力消費を抑制できる。

さらに、本発明の第１実施形態における電動車両は、バッテリが充電中であると判断され、且つ、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ以上であるとき、バッテリを冷却する冷却装置を制御する冷却制御手段も備える。さらに、冷却制御手段は、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上のときには、バッテリユニットの温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ未満に相当する状態よりも、冷却能力を大きくするよう、すなわち送風駆動モータ１４１とダンパ駆動部１９１と排出駆動モータ１１１が作動するのに加えて、コンプレッサ１８が作動するよう制御する。
その結果、バッテリの温度が充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以上に相当する状態のときには、バッテリユニット５が充電中冷却開始温度Ｔｃｓに向けて急速冷却される。
これにより、バッテリ残容量がユーザ期待値に到達し、ユーザが外部充電を終了するまでの間に、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓまで十分に冷却される可能性が高くなる。したがって、ユーザが外部充電を終了するまでの間にバッテリを十分に冷却することができずに電動車両の航続距離が低下することを抑制することも抑制できる。

図６を用いて本発明の第２実施形態の冷却ルーチンについて説明する。第２実施形態の冷却ルーチンにおいて、バッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていないと検出される、かつキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオンになっていると検出される場合には、すなわち制御手段１００により車両状態が走行中と判断される場合の冷却ルーチンは第１の実施形態と同様なので説明を省略する。尚、第２実施形態において、本ルーチンは所定時間内に所定回数行われるが、適宜このタイミングは変更して良い。第２実施形態においては３０秒に１回行われるものとする。

ステップ３１（Ｓ３１）において、制御手段１００はバッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されるか否かを判断する。このステップ３１で肯定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出される場合にはステップ３２（Ｓ３２）に進む。このステップ３１で否定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されない場合には、ステップ３３に進む。

ステップ３２において、制御手段１００はバッテリ温度取得手段２１によって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満であるか否かを判断する。このステップ３２において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満の場合には、ステップ３３に進む。このステップ３２において否定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔより高い場合にはステップ３４（Ｓ３４）に進む。

ステップ３３において、第２実施形態における冷却ルーチンにおいて、ステップ３３の処理が実行されるまでの間にどれだけの時間、バッテリが急速冷却されたかを示すバッテリ急速冷却時間累計値ｔ秒をリセットして０秒とする。尚、バッテリ急速冷却時間累計値は例えばバッテリ制御部９でリセットされてもよいし、別途リセット部を設けられても良く、公知の方法を用いてリセットされれば良い。その後、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ３４において、バッテリ制御部９はバッテリ急速冷却時間累計値を算出する。算出方法としては、例えば、後述するステップ３７が何回実行されたかを記憶しておき、その回数に本ルーチンが何秒に１回行われるかを乗算することで算出される。例えば、本実施形態において、ステップ３７が５回実行され、本ルーチンが３０秒に１回行われることを考慮すると、バッテリ急速冷却時間は１５０秒となる（５回×３０秒/1回＝１５０秒）。或いは、Ｓ３１で肯定判定される、つまり外部電源が接続された時点からの経過時間をバッテリ急速冷却時間累計値としても良い。尚、バッテリ急速冷却時間累計値の算出は別途算出部を設けても良く、公知の方法を第２実施形態に適用して行えばよい。その後、ステップ３５（Ｓ３５）へと進む。

ステップ３５において、制御手段１００はステップ３４で算出したバッテリ急速冷却時間累計値が予め定められる所定値以上であるか否かを判定する。本実施例においては、所定値としてバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ未満になる可能性が高い値として９００秒を設定した。尚、設定の際には所定値の間バッテリユニット５を急速冷却することで、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ未満になるように設定できれば、所定値はバッテリユニットの温度Ｔｂと所定値からなるマップを用いて設定したり、或いは実験値としてその他の固有値を用いて良い。ステップ３５において肯定判定された場合、すなわちバッテリ急速冷却時間累計値が所定値以上であると判定された場合には、ステップ３６へと進む。ステップ３５において否定判定された場合、すなわちバッテリ急速冷却時間累計値が所定値未満であると判定された場合には、ステップ３７へ進む。

ステップ３６において、制御手段１００は、ステップ１１と同様にバッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の冷却（通常冷却）を開始する。その後、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ３７において、制御手段１００は、ステップ２３と同様に、バッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の急速冷却を開始する。その後、本冷却ルーチンを終了する。

以上より、第２実施形態における電動車両は、第１実施形態と同様に、走行中冷却停止温度Ｔｄｔ＞充電中冷却停止温度Ｔｃｔの順に温度が低くなるよう予め制御部１００に所定温度を設けているため、車両走行中だけでなく外部充電中にもバッテリユニット５の冷却を行う電動車両において、車両走行中にバッテリ冷却が開始された場合のバッテリ冷却時間を短くすることができる。
したがって、電動車両の走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、走行用バッテリの電力消費を抑制することができ航続距離が低下することを抑制できる。さらに、走行中冷却開始温度Ｔｄｓを電中冷却開始温度Ｔｃｓより高くしている。そのため、走行中のバッテリ冷却装置の作動は、バッテリを外部充電しているときに比して、開始されずらくし、走行用バッテリの電力消費を抑制できる。
また第１実施形態とは異なり、バッテリユニット５の急速冷却時間累計値が所定値未満の場合には、バッテリを冷却する冷却装置を通常冷却するよう制御する冷却制御手段を備える。さらに、冷却制御手段は、急速冷却時間累計値が所定値未満の場合には、急速冷却時間累計値が所定値以上の場合よりも、冷却能力を大きくし、バッテリユニット５を急速冷却するよう冷却装置を制御する冷却制御手段を備える。すなわち、バッテリユニット５の急速冷却時間が所定値未満のときには、バッテリユニット５の急速冷却時間が所定値を超えるまで急速冷却される。
これにより、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、バッテリ残容量がユーザ期待値に到達し、ユーザが外部充電を終了するまでの間に、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓまで十分に冷却される可能性が高くなる。したがって、ユーザが外部充電を終了するまでの間にバッテリを十分に冷却することができずに電動車両の航続距離が低下することを抑制できる。

本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の冷却ルーチンにおいて、バッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていないと検出される、かつキースイッチからのシステムオン情報から、システムがオンになっていると検出される場合には、すなわち制御手段１００により車両状態が走行中と判断される場合の冷却ルーチンは第１実施形態と同様なので説明を省略する。尚、第３の実施形態において、本ルーチンは３０秒に１回行われるものとするが、適宜このタイミングは変更して良い。

ステップ４１（Ｓ４１）において、制御手段１００はバッテリ制御部９から送信される充電状況検出手段１０１により、コネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されるか否かを判断する。このステップ４１で肯定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出される場合にはステップ４２（Ｓ４２）に進む。このステップ４１で否定判定された場合、すなわちコネクタ１２４に外部充電器１２１が接続されていると検出されない場合には、ステップ４２に進む。

ステップ４２において、制御手段１００は温度センサ２１によって取得されるバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満であるか否かを判断する。このステップ４２において肯定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔ未満の場合には、ステップ４３に進む。このステップ４２において否定判定された場合、すなわち、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔより高い場合にはステップ４４（Ｓ４４）に進む。

ステップ４３において、ステップ４１で肯定判定された時点、つまり外部電源接続時からのバッテリ容量がどれだけ増加したかを示すバッテリ容量増加値をリセットし、０にする。尚、バッテリ容量増加値は例えばバッテリ制御部９でリセットされてもよいし、別途リセット部を設けられても良く、公知の方法を用いてリセットされれば良い。その後、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ４４において、バッテリ制御部９はバッテリ容量増加値を決定する。決定方法としては、ステップ４１の肯定判定時、つまり外部電源接続時からの経過時間とバッテリ容量増加値とのマップから決定する。尚、バッテリ容量増加値の決定は別途決定部を設けても良く、公知の方法を第３実施形態に適用して行えばよい。その後、ステップ４５（Ｓ３５）へと進む。

ステップ４５において、制御手段１００はステップ４４で算出したバッテリ容量増加値が予め定められる所定値以上であるか否かを判定する。本実施例においては、所定値とし外部充電中のバッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以下になる可能性が高い値として１５％を設定した。尚、設定の際には所定値の間バッテリユニット５を急速冷却することで、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓ以下になるように設定できれば、所定値はバッテリユニットの温度Ｔｂと所定値からなるマップを用いて設定したり、或いは実験値としてその他の固有値を用いて良い。ステップ４５において肯定判定された場合、すなわちバッテリ容量増加値が所定値以上であると判定された場合には、ステップ４６へと進む。ステップ４５において否定判定された場合、すなわちバッテリバッテリ容量増加値が所定値未満であると判定された場合には、ステップ４７へ進む。

ステップ４６において、制御手段１００は、ステップ１１と同様にバッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の冷却（通常冷却）を開始する。その後、本冷却ルーチンを終了する。

ステップ４７において、制御手段１００は、ステップ２３と同様に、バッテリ冷却装置１５の作動を開始してバッテリユニット５の急速冷却を開始する。その後、本冷却ルーチンを終了する。

第３実施形態における電動車両は、第１及び第２実施形態と同様に、走行中冷却開始温度Ｔｄｓ＞走行中冷却停止温度Ｔｄｔ＞充電中冷却開始温度Ｔｃｓ＞充電中冷却停止温度Ｔｃｔの順に温度が小さくなるよう予め制御部１００に所定温度を設け、車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしている。そのため、走行中だけでなく外部充電中にもバッテリユニット５を冷却し、外部充電中にバッテリユニット５の温度Ｔｂを車両走行中のバッテリ冷却開始温度Ｔｄｓより低くなるまで冷却する電動車両において、走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却停止温度Ｔｃｔより高いバッテリ冷却停止温度Ｔｄｔ未満になれば冷却が停止される。したがって、電動車両の走行中にバッテリ冷却が開始された場合でも、バッテリ冷却装置の作動時間は車両走行中の冷却停止温度Ｔｄｔを、外部充電中の冷却停止温度Ｔｃｔより高くしていない場合に比して、冷却時間を短くなる。その結果、走行用バッテリの電力消費を抑制し、航続距離が低下することを抑制できる。さらに、走行中冷却開始温度Ｔｄｓを電中冷却開始温度Ｔｃｓより高くしている。そのため、走行中のバッテリ冷却装置の作動は、バッテリを外部充電しているときに比して、開始されずらくし、走行用バッテリの電力消費を抑制できる。
さらに、第１及び第２実施形態とは異なり、バッテリユニット５の容量増加値が所定値以上の場合には、バッテリを冷却する冷却装置を通常冷却するよう制御する冷却制御手段を備える。さらに、冷却制御手段は、バッテリ容量増加値が所定値未満の場合には、バッテリ容量増加値が所定値以上の場合よりも、冷却能力を大きくし、バッテリユニット５を急速冷却するよう冷却装置を制御する冷却制御手段を備える。すなわち、バッテリユニット５の容量増加値が所定値未満のときには、バッテリユニット５の急速冷却時間が所定値を超えるまで急速冷却される。
これにより、第３実施形態においても第１及び第２実施形態と同様に、バッテリ残容量がユーザ期待値に到達し、ユーザが外部充電を終了するまでの間に、バッテリユニット５の温度Ｔｂが充電中冷却開始温度Ｔｃｓまで十分に冷却される可能性が高くなる。したがって、ユーザが外部充電を終了するまでの間にバッテリを十分に冷却することができずに電動車両の航続距離が低下することを抑制できる。

第４実施形態について説明する。第１〜第３実施形態における電動車両では、予め制御部１００に設けられた充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔを用いて、冷却装置を制御している。一方で、第４実施形態においては充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔは車両走行中のユーザのバッテリの使い方で変化する。すなわち、バッテリ消費量が多い走行、つまりバッテリユニット５の温度Ｔｂが上昇しやすい走行を頻繁にするユーザ対しては、充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔをより低く設定することで、車両走行中のバッテリユニット５の冷却頻度を減らす。

図８を用いて、充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔの変更方法を説明する。充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔが変更される点以外は第１〜第３実施形態と同様なため説明を省略する。

ステップ５１（Ｓ５１）において、バッテリ制御部９はバッテリユニット５の過去１週間の入入出力電流の平均値Ｉ２[Ａ２]を日にち別に算出する。その後、ステップ５２へ進む。尚、バッテリユニット５の入出力電流の平均値の算出は、公知の技術を用いれば良い。

ステップ５２（Ｓ５２）において、制御手段１００は図９に示すようにバッテリユニット５の入出力電流の平均値Ｉ２[Ａ２]と、充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔとを記憶したマップを参照する。その後ステップ５３に進む。

ステップ５３（Ｓ５３）において、制御手段１００はステップ５１で算出された平均値Ｉとステップ５２で参照するマップから充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔを決定する。

ステップ５４（Ｓ５４）において、制御手段１００は現在の充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔを、ステップ５３で決定された充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔへと変更する。

第４実施形態における電動車両は、バッテリユニット５の過去１週間の入出力電流の平均値Ｉ２[Ａ２]を日にち別に算出するバッテリ制御部９と、入出力電流の平均値Ｉ２[Ａ２]と、充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔとを記憶したマップを備える。さらに、平均値Ｉ２[Ａ２]とステップ５２で参照するマップから充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔを決定したのち、現在の充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔを、ステップ５３で決定された充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔへと変更する制御手段１００を備える。従って、バッテリユニット５の出力電流Ｉの平均値に応じて、充電中冷却開始温度Ｔｃｓ及び充電中冷却停止温度Ｔｃｔを変更することができる。

ゆえに、バッテリ５の出力電流Ｉの平均値が大きくなるユーザ、つまり、バッテリ消費量が多く、バッテリユニット５の温度Ｔｂが上昇しやすい走行を頻繁にするユーザ対しては、充電中冷却開始温度Ｔｃｓと充電中冷却停止温度Ｔｃｔをより低く設定することできる。そして、車両走行中にバッテリユニット５の温度Ｔｂが走行中冷却開始温度Ｔｄｓより高くなり、車両走行中にバッテリユニット５を冷却する頻度を減らすことができる。

以上第１〜第４実施形態を用いて、本発明に係わる電動車両について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の技術的範囲内において様々な変形が可能であることはいうまでもない。また上述した実施形態では電動車両として内燃機関を備えない電動車両を例示して説明を行ったが、シリーズ式及びパラレル式ハイブリット車両、あるいは燃料電池を発電手段としてなる燃料電池車や他の車両形態を含み、バッテリを搭載する様々な車両に対して適用可能である。さらに、外部電源の接続形態として非接触給電によるものであっても良い。また、上述した実施形態においては、システムオフ時にのみ外部充電が行われるものとしたが、例えばシステムオン時に外部充電が行われるよう構成しても良い。

１電動車両
２モータ
３車輪
５バッテリユニット
１１排出ファン
１４送風ファン
１５エアコンユニット
１６ダクト
１５冷却装置
１８コンプレッサ
２１温度センサ
１０１充電状況検出手段
１００制御手段
１１１排出駆動モータ
１２１Ａ外部充電器
１４１送風駆動モータ
Ｓ冷却気流
Ｔｂバッテリユニットの温度
Ｔｃｓ充電中冷却開始温度
Ｔｃｔ充電中冷却停止温度
Ｔｄｓ走行中冷却開始温度
Ｔｄｔ走行中冷却停止温度

Claims

車両外部から供給される電力により充電可能なバッテリと、
走行時に、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置と、
前記バッテリの温度を取得するバッテリ温度取得手段と、
前記バッテリ温度取得手段によって取得される前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリ冷却装置の作動を制御する制御手段と、
を備えた、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて走行可能な電動車両において、
前記制御手段は、
車両走行中に、
前記バッテリの温度が第１所定温度以上のときには前記バッテリ冷却装置の作動を開始させ、前記第１所定温度より低い第２所定温度以下のときには前記バッテリ冷却装置の作動を停止させ、
前記バッテリが前記車両外部から供給される電力により充電されている場合に、
前記バッテリの温度が第３所定温度以上のときに前記バッテリ冷却装置の作動を開始させ、前記バッテリの温度が前記第３所定温度より低い第４所定温度以下のときに前記バッテリ冷却装置の作動を停止させ、
前記第１所定温度は前記第３所定温度より高く、
前記第２所定温度は前記第４所定温度より高く、前記第３所定温度よりも高いことを特徴とする電動車両。