JP7056385B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本開示は、車外の電源から電力の供給を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された電動車両に関する。

特開２００８－１００６４６号公報（特許文献１）には、車外の充電器に接続可能に構成され、充電器から供給される電力によって車載の蓄電装置を充電する処理（以下「外部充電」ともいう）を実行可能に構成された電動車両が開示されている。この電動車両は、ナビゲーション装置などを用いてユーザが目的地において車載の蓄電装置の充電を行なうことを選択している場合に、目的地に到着したときにユーザに充電催促情報を報知する。これによって、目的地でユーザが蓄電装置を充電し忘れることを防止している。

特開２００８－１００６４６号公報

公共の充電ステーションなどに設置された充電器で外部充電を行なう場合、外部充電の開始当初の比較的短い期間（たとえば、数分から数十分程度の期間、以下においては「初期期間」ともいう）に、ある程度の量の電力を充電したいというユーザのニーズが存在し得る。そのためには、たとえば、電動車両が目的地（充電地）に向かって走行している間に、初期期間における充電効率を向上させるための対策がなされることが望ましい。

一方で、電動車両においては、走行時の走行効率を向上させることが望まれている。そこで、初期期間における充電効率を向上させること、および、走行時の走行効率を向上させることの双方を考慮して電動車両の充電制御を行なうことが重要となる。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電効率の向上および走行効率の向上の双方を考慮した充電制御を行なうことである。

この開示に係る電動車両の電動車両は、車外の直流電源から充電ケーブルを介して供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された電動車両である。この電動車両は、地図情報を有するナビゲーション装置と、蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、目的地において蓄電装置の充電が行なわれることが予定される場合には、充電効率を向上させるための充電準備を走行中に実行する。制御装置は、ナビゲーション装置から電動車両の現在位置を取得する。制御装置は、取得した現在位置が、目的地に到達するまでに充電準備を完了させることができる最短の地点に到達した場合に、充電準備を開始する。

上記構成によれば、電動車両の現在位置が、目的地に到達するまでに充電準備を完了させることができる最短の地点に到達した場合に初めて充電準備が開始される。これによって、車両の走行時に充電準備が行なわれる期間を可能な限り短くすることができる。ゆえに、走行時における充電準備の実行によって目的地での充電効率を向上させつつ、充電準備が電動車両の走行に与える影響を低減させることができる。

本開示によれば、充電効率の向上および走行効率の向上の双方を考慮した充電制御を行なうことができる。

実施の形態１に係る電動車両とＤＣ充電器とを含む充電システムの全体構成図である。 並列状態で使用された蓄電装置をＤＣ充電する場合におけるＳＯＣ、充電電流および充電量の時間変化を概略的に示す図である。 ＳＯＣ調整処理を説明するための図である。 ＳＯＣ調整処理を実行した後に蓄電装置をＤＣ充電する場合におけるＳＯＣ、充電電流および充電量の時間変化を概略的に示す図である。 並列状態で組電池Ｂ１，Ｂ２が使用されるときのバッテリ損失Ｌ１と、ＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失Ｌ２とを比較した図である。 実施の形態１に係るＥＣＵで実行されるＳＯＣ調整処理の手順を示すフローチャートである。 図６のＳ２００（ＤＣ充電）における詳細な処理を示すフローチャートである。 変形例１に係るＥＣＵで実行されるＳＯＣ調整処理の手順を示すフローチャートである。 変形例２に係るＥＣＵで実行される蓄電装置の冷却処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る電動車両とＤＣ充電器とを含む充電システムの全体構成図である。 車両インレットの冷却を説明するための図である。 実施の形態２に係るＥＣＵで実行される車両インレットの冷却の手順を示すフローチャートである。

以下、実施の形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］

図１は、実施の形態１に係る電動車両１とＤＣ（Direct Current）充電器３００とを含む充電システムの全体構成図である。電動車両１は、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車などの電動車両である。電動車両１は、ＤＣ充電器３００に接続可能に構成される。電動車両１は、ＤＣ充電器３００から供給される直流電力によって車載の蓄電装置を充電する「外部充電」を実行可能に構成される。以下においては、直流電力による外部充電を「ＤＣ充電」ともいう。

電動車両１は、蓄電装置１０と、システムメインリレー装置２０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」ともいう）４０と、モータジェネレータ５０と、駆動輪６０と、監視ユニット７０と、ナビゲーション装置８０と、車両インレット９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。以下においては、モータジェネレータ５０および駆動輪６０を総称して「駆動部」ともいう。さらに、電動車両１は、外部充電を行なうための構成として、充電リレー装置３０と、車両インレット９０とを備える。

蓄電装置１０は、２個の組電池Ｂ１，Ｂ２と、切替リレーＲ１，Ｒ２とを含む。組電池Ｂ１は、複数の電池が積層されている。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池（全固体電池）であってもよい。実施の形態１においては、電池は、液体電解質を有するリチウムイオン二次電池である例について説明する。また、蓄電装置１０は、組電池Ｂ１，Ｂ２に外気を送風するためのブロワ（図示せず）を含む。ブロワは、ＥＣＵ１００からの信号に従って駆動する。

組電池Ｂ１には、ＤＣ充電器３００から供給されて車両インレット９０から入力される電力の他、モータジェネレータ５０において発電される電力が蓄えられる。組電池Ｂ２についても組電池Ｂ１と同様である。なお、実施の形態１においては、蓄電装置１０には２個の組電池Ｂ１，Ｂ２が含まれる例について説明するが、蓄電装置１０に含まれる組電池の数は２個に限られない。蓄電装置１０に含まれる組電池の数は３個以上であってもよい。また、組電池は、複数の電池が積層されていることに限られるものではなく、１個の電池から構成されてもよい。また、組電池Ｂ１，Ｂ２としては、再充電可能な直流電源であればよく、大容量のキャパシタも採用可能である。

切替リレーＲ１，Ｒ２は、それぞれが個別に開閉状態を制御可能に構成されている。切替リレーＲ１は、システムメインリレー装置２０のシステムメインリレー２１と組電池Ｂ１の正極端子との間に設けられている。切替リレーＲ２は、システムメインリレー装置２０のシステムメインリレー２１と組電池Ｂ２の正極端子との間に設けられている。

実施の形態１においては、切替リレーＲ１，Ｒ２の双方が閉状態にされると、組電池Ｂ１，Ｂ２がシステムメインリレー装置２０に対して並列に接続された状態となる。切替リレーＲ１を閉状態、かつ、切替リレーＲ２を開状態にすると、組電池Ｂ１の両端がシステムメインリレー装置２０と電気的に接続され、かつ、組電池Ｂ２の両端がシステムメインリレー装置２０と電気的に切り離された状態となる。切替リレーＲ１を開状態、かつ、切替リレーＲ２を閉状態にすると、組電池Ｂ１の両端がシステムメインリレー装置２０と電気的に切り離され、かつ、組電池Ｂ２の両端がシステムメインリレー装置２０と電気的に接続された状態となる。

切替リレーＲ１，Ｒ２には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、および、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のトランジスタが用いられる。また、切替リレーＲ１，Ｒ２には、機械式リレーが用いられてもよい。

システムメインリレー装置２０は、蓄電装置１０とＰＣＵ４０との間に設けられる。システムメインリレー装置２０は、システムメインリレー２１およびシステムメインリレー２２を含む。システムメインリレー２１およびシステムメインリレー２２は、それぞれ正極線ＰＬおよび負極線ＮＬに設けられる。

システムメインリレー２１，２２が開状態であると、蓄電装置１０から駆動部への電力の供給ができず、電動車両１の走行が不能であるＲＥＡＤＹ－ＯＦＦ状態となる。システムメインリレー２１，２２が閉状態であると、蓄電装置１０から駆動部への電力の供給が可能となり、電動車両１の走行が可能であるＲＥＡＤＹ－ＯＮ状態にすることができる。

ＰＣＵ４０は、蓄電装置１０から電力を受けてモータジェネレータ５０を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、ＰＣＵ４０は、モータジェネレータ５０を駆動するためのインバータ、および、蓄電装置１０から出力される電力を昇圧してインバータへ供給するコンバータなどを含む。

モータジェネレータ（Motor Generator：ＭＧ）５０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ５０のロータは、動力伝達ギア（図示せず）を介して駆動輪６０に機械的に接続される。モータジェネレータ５０は、電動車両１の回生制動動作時には、駆動輪６０の回転力によって発電することができ、その発電された電力をＰＣＵ４０へ出力する。なお、以下においては、ＰＣＵ４０およびモータジェネレータ５０を総称して「電気負荷」ともいう。

監視ユニット７０は、たとえば、電圧センサ、電流センサおよび温度センサなどを含む。電圧センサは、組電池Ｂ１の端子間電圧、および組電池Ｂ２の端子間電圧を検出し、それぞれの検出結果を示す信号ＶＢ１，ＶＢ２をＥＣＵ１００に出力する。電流センサは、蓄電装置１０に入出力される電流、組電池Ｂ１に入出力される電流、および組電池Ｂ２に入出力される電流を検出し、それぞれの検出結果を示す信号ＩＢ，ＩＢ１，ＩＢ２をＥＣＵ１００に出力する。なお、以下においては、蓄電装置１０に入力される電流ＩＢを充電電流、蓄電装置１０から出力される電流ＩＢを放電電流ともいう。組電池Ｂ１，Ｂ２においても同様である。温度センサは、組電池Ｂ１の温度、組電池Ｂ２の温度を検出し、それぞれの検出結果を示す信号ＴＢ１，ＴＢ２をＥＣＵ１００に出力する。なお、監視ユニット７０からＥＣＵ１００に出力される上記の信号を総称して「電池情報」ともいう。

ナビゲーション装置８０は、地図情報を記憶している。地図情報には、公共の充電ステーションなどのＤＣ充電器３００が設置されている充電サイトの所在地の情報が含まれる。また、ナビゲーション装置８０は、人工衛星からの電波に基づいて電動車両１の現在位置を特定するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含む。ナビゲーション装置８０は、ＥＣＵ１００からの要求に従って、ＧＰＳ受信機により特定される現在位置を示す現在地情報をＥＣＵ１００へ出力する。

車両インレット９０は、電動車両１に直流電力を供給するためのＤＣ充電器３００の充電コネクタ２００と接続可能に構成される。車両インレット９０は、充電コネクタ２００が接続されていない場合には、充電リッド９５に覆われている。電動車両１のＤＣ充電が行なわれる場合には、充電リッド９５が開かれて車両インレット９０に充電コネクタ２００が接続される。そして、車両インレット９０は、ＤＣ充電器３００から供給される電力を受ける。

充電リレー装置３０は、充電リレー３１および充電リレー３２を含む。充電リレー３１の一端は、正極線ＣＰＬを介して車両インレット９０と電気的に接続され、他端は、正極線ＰＬを介してシステムメインリレー２１と電気的に接続される。充電リレー３２の一端は、負極線ＣＮＬを介して車両インレット９０と電気的に接続され、他端は、負極線ＮＬを介してシステムメインリレー２２と電気的に接続される。

蓄電装置１０のＤＣ充電時には、システムメインリレー装置２０および充電リレー装置３０の双方が閉状態に制御される。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリおよび入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１，Ｒ２、システムメインリレー装置２０に含まれるシステムメインリレー２１，２２および充電リレー装置３０に含まれる充電リレー３１，３２の開閉状態を制御する。また、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０に含まれるブロワの駆動状態および駆動時間を制御する。

ＥＣＵ１００は、監視ユニット７０から電池情報を取得し、組電池Ｂ１，Ｂ２のそれぞれのＳＯＣ（State Of Charge）を推定する。ＳＯＣの推定手法としては、予め取得されたＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）カーブを参照する手法または電流積算法など、各種公知の手法を採用することができる。

ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０の充電を制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが高い場合にＤＣ充電器３００から供給される充電電力を制限する制限制御を行なう。本実施の形態においては、ＤＣ充電時にＤＣ充電器３００から一定の充電電圧が印加される。ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器３００から供給される充電電流を制御することによって、充電電力を制限する。このような制限制御を行なうのは、以下の理由による。組電池のＳＯＣが高いと、電池の負極表面に金属リチウムを析出させるリチウム析出電圧と電池の開放電圧（ＯＣＶ）とが近くなる。そのため、たとえば、充電電圧が一定の場合において、充電電流を制限制御することなく常に一定の充電電流でＤＣ充電を行なった場合、各電池のＯＣＶがリチウム析出電圧を超えてしまうことが懸念される。そこで、制限制御を行ない、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが高い場合には、各電池のＯＣＶがリチウム析出電圧を超えないように制御を行なう。

また、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１，Ｂ２の温度ＴＢ１，ＴＢ２の温度が高い場合にＤＣ充電器３００から供給される充電電力を制限する制限制御を行なう。組電池Ｂ１，Ｂ２を構成する電池は、過度に温度が高くなるとその劣化が進行することが知られている。組電池Ｂ１，Ｂ２は、その充放電の過程で発熱する。この発熱に起因してその温度が所定温度以上になると劣化が進行してしまう恐れがある。そのため、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢ１，ＴＢ２を用いた制限制御を行なう。

ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器３００に要求する電流値を示す充電電流指令値を、ＤＣ充電器３００に送信する。ＤＣ充電器３００は、電動車両１から受信した充電電流指令値に応じた充電電流を出力する。電動車両１のＤＣ充電時においては、一定の周期で電動車両１から充電電流指令値が送信される。ＥＣＵ１００は、充電電流指令値を変化させることによって、充電電流を制御する。

（電動車両のＤＣ充電について）

ここで、公共の充電ステーションなどに設置されたＤＣ充電器３００でＤＣ充電を行なう場合には、ＤＣ充電の開始当初の比較的短い期間（たとえば、数分から数十分程度の期間）である「初期期間」に、ある程度の量の電力を充電したいというユーザのニーズが存在し得る。電動車両１に搭載された蓄電装置１０に含まれる組電池Ｂ１，Ｂ２は、航続距離を長くするために、電動車両１の電気負荷に対して並列に接続して使用されることが想定される。なお、以下においては、組電池Ｂ１，Ｂ２が電気負荷に対して並列に接続して使用される状態を「並列状態」ともいう。

たとえば、組電池Ｂ１，Ｂ２が満充電（ＳＯＣ１００％）の状態から並列状態にされて使用された場合には、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣは同程度に減少する。この後にＤＣ充電が開始される場合、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが比較的高いときは、上述の制限制御が行なわれるため、初期期間に充電できる充電量が小さくなってしまう可能性がある。

図２は、並列状態で使用された蓄電装置１０をＤＣ充電する場合におけるＳＯＣ、充電電流および充電量の時間変化を概略的に示す図である。図２においては、組電池Ｂ１，Ｂ２が並列状態にされており、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣがともに８０％の状態でＤＣ充電が開始される例について説明する。

上述したとおり、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０（組電池Ｂ１，Ｂ２）のＤＣ充電時に制限制御を行なう。そのため、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが比較的高いＳＯＣである８０％の場合には、充電電流ＩＢ１，ＩＢ２がＥＣＵ１００によって制限され、小さい充電電流ＩＢ１，ＩＢ２でＤＣ充電が開始される。そして、図２に示されるように、組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが８０％から満充電（たとえば１００％）に近づくにつれて充電電流ＩＢ１，ＩＢ２がさらに小さくなるように制御される。それゆえに、初期期間に充電できる充電量が小さくなってしまう可能性がある。

そこで、実施の形態１においては、蓄電装置１０のＤＣ充電が行なわれていない場合には、組電池Ｂ１，Ｂ２のうち、組電池Ｂ１のＳＯＣ１を組電池Ｂ２のＳＯＣ２よりも意図的に小さくする「ＳＯＣ調整処理」が実行される。具体的には、ＳＯＣ調整処理は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１を組電池Ｂ２のＳＯＣ２よりも後述する所定量以上小さい蓄電量にする処理である。なお、ＳＯＣ調整処理は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１を小さくし、かつ、組電池Ｂ２のＳＯＣ２を高くすることに限られるのもでなはい。ＳＯＣ調整処理は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１を高くし、かつ、組電池Ｂ２のＳＯＣ２を低くしてもよい。なお、ＳＯＣ調整処理は、本開示に係る「充電準備」の一例に相当する。

図３は、ＳＯＣ調整処理を説明するための図である。図３には、ＳＯＣ調整処理が実行される場合において、モータジェネレータ５０の力行制御時、回生制御時、および充電時における組電池Ｂ１，Ｂ２のそれぞれのＳＯＣの時間変化が概略的に示されている。力行制御時および回生制御時に実行される処理がＳＯＣ調整処理である。

力行制御時においては、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１，Ｒ２を制御して、組電池Ｂ１を電気負荷と電気的に接続し、かつ、組電池Ｂ２を電気負荷から電気的に切り離す。これによって、電動車両１（モータジェネレータ５０）の力行に用いられる電力を組電池Ｂ１から供給する。そのため、図３に示されるように、組電池Ｂ１のＳＯＣ１が時刻Ｔ０から時刻Ｔ１にかけて減少している。組電池Ｂ２のＳＯＣ２は、組電池Ｂ２が電気負荷から電気的に切り離されているため、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１において変化していない。

回生制御時においては、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１，Ｒ２を制御して、組電池Ｂ１を電気負荷から電気的に切り離し、かつ、組電池Ｂ２を電気負荷と電気的に接続する。これによって、モータジェネレータ５０の回生電力を組電池Ｂ２に供給する。そのため、図３に示されるように、組電池Ｂ２のＳＯＣが時刻Ｔ１からＴ２にかけて増加している。組電池Ｂ１のＳＯＣ１は、組電池Ｂ１が電気負荷から電気的に切り離されているため、時刻Ｔ１からＴ２において変化していない。

このように、ＥＣＵ１００は、力行制御時にはモータジェネレータ５０の力行に組電池Ｂ１の電力を用いるように制御し、回生制御時にはモータジェネレータ５０の回生による電力が組電池Ｂ２に供給されるように制御することにより、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差が大きくなるように調整する。

そして、ＤＣ充電時においては、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１，Ｒ２を制御して、組電池Ｂ１を車両インレット９０と電気的に接続し、かつ、組電池Ｂ２を車両インレット９０から電気的に切り離す。このように、ＳＯＣ調整処理によってＳＯＣが低い状態にされた組電池Ｂ１のみをＤＣ充電することによって、初期期間において制限制御により充電電流が制限される程度を小さくできる。ゆえに、ＳＯＣ調整処理が実行されない場合と比べ、充電開始（時刻Ｔ２）後の初期期間において充電量を増加させることができるため、図３に示されるように、初期期間において組電池Ｂ１のＳＯＣ１の増加量を大きくすることができる。

図４は、ＳＯＣ調整処理を実行した後に蓄電装置１０をＤＣ充電する場合におけるＳＯＣ、充電電流および充電量の時間変化を概略的に示す図である。図４では、ＤＣ充電が開始される前に電動車両１において図２における場合と同様の電力が使用された場合を想定する。図４においては、組電池Ｂ１のＳＯＣが６０％、組電池Ｂ２のＳＯＣが１００％の状態で組電池Ｂ１のみのＤＣ充電が開始される。

組電池Ｂ１のＳＯＣは６０％であるので、図２で説明した組電池Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣが８０％である場合よりも、大きな充電電流ＩＢでＤＣ充電が開始される。具体的には、図２における充電電流ＩＢ（＝ＩＢ１＋ＩＢ２）よりも大きな図４における充電電流ＩＢ（＝ＩＢ１）でＤＣ充電が行なわれる。このように、ＤＣ充電が行なわれる前にＳＯＣ調整処理が実行されることによって、ＤＣ充電が行なわれる前にＳＯＣ調整処理が実行されない場合と比べて、初期期間に充電できる充電量を大きくすることができる。

（ＳＯＣ調整処理が電動車両の走行に与える影響）

しかしながら、ＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失と、並列状態における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失（ＳＯＣ調整処理を実行していないときのバッテリ損失）とを比較すると、ＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失の方が大きくなる。そのため、電動車両１の走行時にＳＯＣ調整処理が常時実行されると、蓄電装置１０の損失が大きくなってしまい、電動車両１の走行効率が低下してしまう。つまり、ＳＯＣ調整処理の実行は、初期期間における充電効率を向上させることができる反面、電動車両１の走行効率を低下させてしまうという背反を有する。

図５は、並列状態で組電池Ｂ１，Ｂ２が使用されるときのバッテリ損失Ｌ１と、ＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失Ｌ２とを比較した図である。図５においては、電力一定のもとで、並列状態で組電池Ｂ１，Ｂ２が使用されるときのバッテリ損失Ｌ１およびＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失Ｌ２の計算式が示されている。

並列状態においては、たとえば、モータジェネレータ５０の力行時において、組電池Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの内部抵抗を「ｒ」、蓄電装置１０からの放電電流を「ＩＢ」とすると、バッテリ損失Ｌ１は下記の式（１）となる。

Ｌ１＝２×ｒ×（ＩＢ／２）^２…（１）

ＳＯＣ調整処理の実行時においては、たとえば、モータジェネレータ５０の力行時において、組電池Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの内部抵抗を「ｒ」、蓄電装置１０からの放電電流を「ＩＢ」とすると、バッテリ損失Ｌ２は下記の式（２）となる。

Ｌ２＝ｒ×（ＩＢ）^２…（２）

式（１），（２）から理解し得るように、ＳＯＣ調整処理の実行時における組電池Ｂ１，Ｂ２のバッテリ損失Ｌ２は、並列状態で組電池Ｂ１，Ｂ２が使用されるときのバッテリ損失Ｌ１よりも大きくなる。このため、ＳＯＣ調整処理が常時実行されると蓄電装置１０の損失が大きくなってしまう可能性がある。

（ＳＯＣ調整処理の実行タイミング）

そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件を満たした場合に限ってＳＯＣ調整処理を実行する。概略的には、ＥＣＵ１００は、目的地でＤＣ充電が行なわれることが予定されている場合（第１条件）において、電動車両１の現在地が、目的地に到達するまでにＳＯＣ調整処理を完了させることができる最短の地点に到達したとき（第２条件）に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を開始する。「ＳＯＣ調整処理の完了」とは、組電池Ｂ１のＳＯＣ１を組電池Ｂ２のＳＯＣ２より所定量以上小さくすることである。

第１条件とは、具体的には、電動車両１の目的地に充電サイトが設定されていることである。ＥＣＵ１００は、たとえば、ナビゲーション装置８０に設定された目的地が、ナビゲーション装置８０に予め登録されている充電サイトのいずれかであるか否かを判定する。これによって、目的地で蓄電装置１０がＤＣ充電されない場合にまでＳＯＣ調整処理が実行されることを防止する。ゆえに、走行効率の低下を抑制することができる。

第２条件とは、具体的には、電動車両１の現在地が、目的地に到達するまでにＳＯＣ調整処理を完了させることができる最短の地点に到達したことである。第２条件の判定には、たとえば距離が用いられる。ＥＣＵ１００は、ナビゲーション装置８０から現在地を取得し、当該現在地から目的地までの距離が、予め定められた所定距離以下となった場合に第２条件を満たすと判定する。所定距離は、たとえば、組電池Ｂ１，Ｂ２の現在のＳＯＣと、距離と組電池Ｂ１，Ｂ２間のＳＯＣ差分の増加量との関係を定めた距離マップとを用いて決定される。距離マップは予め実験などによって算出されて、ＥＣＵ１００のメモリに記憶されている。なお、第２条件の判定には、距離に代えて、現在地から目的地までの到着予想時間が用いられてもよい。この場合には、時間と組電池Ｂ１，Ｂ２間のＳＯＣ差分の増加量との関係を定めた時間マップがＥＣＵ１００のメモリに記憶される。

なお、本明細書における「最短の地点」とは、必ずしも最短となる１点を示すものではなく、一定の範囲をもつものである。たとえば、現在地から目的地までの到着予想時間は、その時々の交通量などによって変化し得るものである。そのため、電動車両１の現在地が、目的地に到達するまでにＳＯＣ調整処理を完了させることができると算出された地点から一定のマージンを持たせて「最短の地点」が設定されてもよい。

（ＥＣＵで実行される処理）

図６は、実施の形態１に係るＥＣＵ１００で実行されるＳＯＣ調整処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、電動車両１が作動中である場合においてＥＣＵ１００により繰り返し実行される。図６に示すフローチャートの各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＥＣＵ１００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。図７、図８、図９および図１２においても同様である。

ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電開始操作がなされたか否かを判定する（ステップ１００、以下ステップを「Ｓ」と略す）。ＤＣ充電開始操作とは、たとえば、車両インレット９０に充電コネクタ２００を接続する操作あるいは車両インレット９０を覆う充電リッドを開く操作などである。

ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電開始操作がなされていない場合（Ｓ１００においてＮＯ）、設定されている目的地が充電サイトであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ１００は、設定されている目的地が充電サイトではない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、目的地でＤＣ充電が行なわれないと予測できるため、ＳＯＣ調整処理を実行せずに、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にする（Ｓ１３０）。

ＥＣＵ１００は、設定されている目的地が充電サイトである場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、目的地に到達するまでにＳＯＣ調整処理を完了させることができる最短の地点に到達したか否かを判定する（Ｓ１２０）。

ＥＣＵ１００は、最短の地点に到達していない場合（Ｓ１２０においてＮＯ）、ＳＯＣ調整処理を実行せずに、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にする（Ｓ１３０）。これによって、ＳＯＣ調整処理が実行されることによって走行時の効率を低下させてしまうことを回避する。

ＥＣＵ１００は、最短の地点に到達した場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、ＳＯＣ調整処理を実行する。ＳＯＣ調整処理は、具体的にはＳ１４０～Ｓ１７０の処理である。ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ５０が力行制御されているか否かを判定する（Ｓ１４０）。

ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ５０が力行制御されている場合（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、組電池Ｂ１を電気負荷と電気的に接続し、組電池Ｂ２を電気負荷から電気的に切り離す（Ｓ１５０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１を閉状態にし、かつ、切替リレーＲ２を開状態にする。これによって、モータジェネレータ５０の力行に用いられる電力を組電池Ｂ１から供給する。

ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ５０が力行制御されていない場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、モータジェネレータ５０が回生制御されているか否かを判定する（Ｓ１６０）。

ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ５０が回生制御されている場合（Ｓ１６０においてＹＥＳ）、組電池Ｂ１を電気負荷から電気的に切り離し、組電池Ｂ２を電気負荷と電気的に接続する（Ｓ１７０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１を開状態にし、かつ、切替リレーＲ２を閉状態にする。これによって、モータジェネレータ５０の回生電力を組電池Ｂ２に供給する。

ＥＣＵ１００は、Ｓ１５０においてモータジェネレータ５０が回生制御されていない場合（Ｓ１５０においてＮＯ）、処理を終了する。

このように、第１条件（Ｓ１１０）および第２条件（Ｓ１２０）が満たされた場合に、ＥＣＵ１００は、切替リレーＲ１，Ｒ２を制御することによってＳＯＣ調整処理を実行する。そして、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１のＳＯＣを低くし、かつ、組電池Ｂ２のＳＯＣを高くすることにより、組電池Ｂ１と組電池Ｂ２とのＳＯＣの差が大きくなるように調整する。

ＥＣＵ１００は、Ｓ１００において、ＤＣ充電開始操作がなされたと判定すると（Ｓ１００においてＹＥＳ）、ＤＣ充電を開始する（Ｓ２００）。ＤＣ充電の処理の詳細については、図７を用いて説明する。図７は、図６のＳ２００（ＤＣ充電）における詳細な処理を示すフローチャートである。

ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差分が所定量以上であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。所定量は、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にしてＤＣ充電を行なうよりも、組電池Ｂ２よりもＳＯＣが低くなっている組電池Ｂ１のみのＤＣ充電を行なうほうが初期期間に大きな充電電力でＤＣ充電を行なうことができることを判定するための閾値として設定される。つまり、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差分が所定量以上である場合は、組電池Ｂ１のみＤＣ充電を行なう方が初期期間に充電できる充電量が増加する。一方、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差分が所定量より小さい場合は、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にしてＤＣ充電を行なう方が初期期間に充電できる充電量が増加する。

ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差分が所定量以上である場合（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、切替リレーＲ１を閉状態、かつ、切替リレーＲ２を開状態にして、組電池Ｂ１を車両インレット９０と電気的に接続する（Ｓ２２０）。そして、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１のＤＣ充電を行なう（Ｓ２４０）。

ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１のＳＯＣ１と組電池Ｂ２のＳＯＣ２との差分が所定量より小さい場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、切替リレーＲ１，Ｒ２の双方閉状態にして、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にする（Ｓ２３０）。そして、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１および組電池Ｂ２のＤＣ充電を行なう（Ｓ２４０）。

以上のように、実施の形態１に係る電動車両１は、電動車両１の現在位置が、目的地に到達するまでに充電準備を完了させることができる最短の地点に到達した場合に初めてＳＯＣ調整処理が開始される。これによって、電動車両１の走行時にＳＯＣ調整処理が行なわれる期間を可能な限り短くすることができる。ゆえに、走行時におけるＳＯＣ調整処理の実行によって目的地での充電効率を向上させつつ、ＳＯＣ調整処理の実行が電動車両の走行に与える走行効率の低下という影響を低減させることができる。

＜変形例１＞

実施の形態１においては、目的地でＤＣ充電が行なわれることが予定されている場合（第１条件）において、電動車両１の現在地が、目的地に到達するまでにＳＯＣ調整処理を完了させることができる最短の地点に到達したとき（第２条件）に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を開始する例について説明した。しかしながら、第１条件および第２条件が満たされた場合であっても、ユーザがＳＯＣ調整処理の実行を望まないような場合も考えられる。たとえば、ユーザが目的地（充電サイト）付近に長時間滞在するような場合には、走行効率を低下させてまで、初期期間における充電効率を向上させることを望まないことも考えられる。

そこで、変形例１においては、第１条件および第２条件が満たされた場合に、ＳＯＣ調整処理を実行するか否かをユーザに意思確認する例について説明する。具体的には、ＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件が満たされた場合に、ナビゲーション装置８０の画面にＳＯＣ調整処理を実行するか否かの画面を表示させる。そして、ＳＯＣ調整処理を実行する選択がされた場合には、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を実行する。ＳＯＣ調整処理を実行しない選択がされた場合には、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を実行しない。

図８は、変形例１に係るＥＣＵ１００で実行されるＳＯＣ調整処理の手順を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図６のフローチャートに対して、Ｓ３００およびＳ３１０が追加されたものとなっている。その他の各ステップについては、図６のフローチャートにおける各ステップと同様であるため同一の符号を付し、繰り返し説明しない。

ＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件が満たされた場合（Ｓ１１０，１２０においてＹＥＳ）、ナビゲーション装置８０の画面にＳＯＣ調整処理を実行するか否かの画面を表示させる（３００）。

ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を実行する選択がされたか否かを判定する（Ｓ３１０）。ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を実行する選択がされた場合（Ｓ３１０においてＹＥＳ）、ＳＯＣ調整処理を実行する（Ｓ１４０～Ｓ１７０）。

ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ調整処理を実行しない選択がされた場合（Ｓ３１０においてＮＯ）、ＳＯＣ調整処理を実行せずに、組電池Ｂ１，Ｂ２を並列状態にする（Ｓ１３０）。

以上のように、第１条件および第２条件が満たされた場合に、ＳＯＣ調整処理を実行するか否かの意思確認をユーザに行なう。これによって、ＳＯＣ調整処理の実行にユーザの意思を反映させることができる。

なお、変形例１においては、ナビゲーション装置８０の画面にＳＯＣ調整処理を実行するか否かの画面を表示させ、ユーザが当該画面に対して操作を行なう例を説明したが、別途、たとえば、プッシュ式の機械スイッチなどで構成される実行スイッチが設けられてもよい。この場合、たとえば、ナビゲーション装置８０の画面にＳＯＣ調整処理を実行するか否かの選択を促す表示をし、ユーザがＳＯＣ調整処理の実行を望む場合には、実行スイッチをプッシュするように構成してもよい。

＜変形例２＞

実施の形態１においては、一例として、本開示に係る「充電準備」がＳＯＣ調整処理である例について説明した。しかしながら、充電準備は、他の処理であってもよい。実施の形態２においては、一例として、充電準備が蓄電装置１０（組電池Ｂ１，Ｂ２）の冷却処理である例について説明する。

上述したとおり、ＥＣＵ１００は、組電池Ｂ１，Ｂ２の温度ＴＢ１，ＴＢ２の温度が高い場合にＤＣ充電器３００から供給される充電電力を制限する制限制御を行なう。そこで、変形例２に係るＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件が満たされた場合に、充電準備として蓄電装置１０の冷却処理を行なう。蓄電装置１０の冷却処理が開始されると、ＥＣＵ１００は、ブロワを常時駆動させて、蓄電装置１０の冷却を行なう。これによって、蓄電装置１０の冷却処理が行なわれない場合と比べて、ＤＣ充電が開始される時点における蓄電装置１０の温度を低くすることができる。そのため、ＤＣ充電の初期期間において、組電池Ｂ１，Ｂ２の温度ＴＢ１，ＴＢ２に起因した制限制御によって充電電力が制限される程度を小さくすることができる。つまり、蓄電装置１０の冷却処理が行われない場合と比べて、初期期間に充電できる充電量を大きくすることができる。

なお、常時、蓄電装置１０の冷却処理が実行されると、外気の送風とともに蓄電装置１０内に異物が入り込む可能性がある。そのため、蓄電装置１０の冷却処理においても、実施の形態１に係るＳＯＣ調整処理と同様に第１条件および第２条件が満たされた場合に限り開始する。

図９は、変形例２に係るＥＣＵ１００で実行される蓄電装置１０の冷却処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、電動車両１が作動中である場合においてＥＣＵ１００Ａにより繰り返し実行される。図９に示すフローチャートは、図６のフローチャートに対して、Ｓ１４０～Ｓ１７０のＳＯＣ調整処理に代えて、Ｓ４００の蓄電装置１０の冷却処理が追加されたものとなっている。その他の各ステップについては、図６のフローチャートにおける各ステップと同様であるため同一の符号を付し、繰り返し説明しない。

ＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件が満たされた場合（Ｓ１１０，１２０においてＹＥＳ）、ブロワを駆動させて蓄電装置１０の冷却処理を開始する（Ｓ４００）。

以上のように、電動車両の現在位置が、目的地に到達するまでに充電準備を完了させることができる最短の地点に到達した場合に初めて蓄電装置１０の冷却処理が開始される。これによって、蓄電装置１０の冷却が必要となる場合にのみ蓄電装置１０の冷却処理が実行されるようにすることができる。ゆえに、走行時における蓄電装置１０の冷却処理の実行によって目的地での充電効率を向上させつつ、蓄電装置１０に異物が堆積することを抑制することができる。

［実施の形態２］

実施の形態１においては、一例として、本開示に係る「充電準備」がＳＯＣ調整処理である例について説明した。また、変形例２においては、一例として、本開示に係る「充電準備」が蓄電装置１０の冷却処理である例について説明した。しかしながら、充電準備は、他の処理であってもよい。実施の形態２においては、一例として、充電準備が車両インレット９０の冷却である例について説明する。

図１０は、実施の形態２に係る電動車両１ＡとＤＣ充電器３００とを含む充電システムの全体構成図である。実施の形態２に係る電動車両１Ａは、実施の形態１の電動車両１に対して、温度センサ５００をさらに備える。その他の電動車両１Ａの構成は、蓄電装置１０ＡおよびＥＣＵ１００Ａを除き、電動車両１と同様であるため繰り返し説明しない。

蓄電装置１０Ａは、組電池Ｂ１を含む。なお、蓄電装置１０Ａは、実施の形態１と同様に複数の組電池を含んで構成されてもよい。

温度センサ５００は、車両インレット９０の温度を検出し、その検出結果を示す信号ＴｃをＥＣＵ１００Ａに出力する。

ＥＣＵ１００Ａは、車両インレット９０の温度が高い場合にＤＣ充電器３００から供給される充電電力を制限する制限制御を行なう。ＤＣ充電においては、充電経路に大きな電流が流れるため、発熱量が大きい。そのため、車両インレット９０およびその周辺部品などが所定温度以上に発熱すると破損および変形などを引き起こす可能性がある。そのために、車両インレット９０の温度を用いた制限制御を行なう。

図１１は、車両インレット９０の冷却を説明するための図である。図１１には、車両インレット９０に外気を送風して、車両インレット９０の冷却を行なうための冷却機構４００が示されている。冷却機構４００は、ダクト４１０と、バルブ４２０とを備える。

ダクト４１０の一端側には、車外から外気を取り込むための吸気口４１５が設けられている。ダクト４１０の他端側は、吸気口４１５から取り込んだ外気を車両インレット９０に送風できるように構成されている。

バルブ４２０は、吸気口４１５の付近に設けられ、ＥＣＵ１００からの信号に従ってその開閉状態が切り替わるように構成される。バルブ４２０が閉状態であると、ダクト４１０を介して外気を車両インレット９０に送風できず、車両インレット９０の冷却がなされない。バルブ４２０が開状態であると、ダクト４１０を介して外気を車両インレット９０に送風することができ、車両インレット９０の冷却がなされる。

ＥＣＵ１００は、実施の形態１で説明した第１条件および第２条件が満たされた場合に、車両インレット９０の冷却処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、バルブ４２０を閉状態から開状態に切り替えて、車両インレット９０の冷却を実行する。これによって、車両インレット９０の冷却処理が行なわれない場合と比べて、ＤＣ充電が開始される時点における車両インレット９０の温度を低くすることができる。そのため、ＤＣ充電の初期期間において、車両インレット９０の温度Ｔｃに起因した制限制御によって充電電力が制限される程度を小さくすることができる。つまり、車両インレット９０の冷却処理が行われない場合と比べて、初期期間に充電できる充電量を大きくすることができる。

なお、常時、車両インレット９０の冷却が実行されると、ダクト４１０を介して外気とともに異物が入り込む可能性がある。そのため、車両インレット９０の冷却においても、実施の形態１に係るＳＯＣ調整処理と同様に第１条件および第２条件が満たされた場合に限り開始する。

図１２は、実施の形態２に係るＥＣＵ１００Ａで実行される車両インレット９０の冷却の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、電動車両１Ａが作動中である場合においてＥＣＵ１００Ａにより繰り返し実行される。図１２に示すフローチャートは、図６のフローチャートに対して、Ｓ１４０～Ｓ１７０のＳＯＣ調整処理に代えて、Ｓ５００の車両インレット９０の冷却処理が追加されたものとなっている。その他の各ステップについては、図６のフローチャートにおける各ステップと同様であるため同一の符号を付し、繰り返し説明しない。

ＥＣＵ１００は、第１条件および第２条件が満たされた場合（Ｓ１１０，１２０においてＹＥＳ）、バルブ４２０を開状態にし、車両インレット９０の冷却を開始する（Ｓ５００）。

以上のように、電動車両の現在位置が、目的地に到達するまでに充電準備を完了させることができる最短の地点に到達した場合に初めて車両インレット９０の冷却が開始される。これによって、車両インレット９０の冷却が必要となる場合にのみ車両インレット９０の冷却が実行されるようにすることができる。ゆえに、走行時における車両インレット９０の冷却の実行によって目的地での充電効率を向上させつつ、車両インレット９０に異物が堆積することを抑制することができる。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１，１Ａ 電動車両、１０，１０Ａ 蓄電装置、２０ システムメインリレー装置、２１，２２ システムメインリレー、３０ 充電リレー装置、３１，３２ 充電リレー、５０ モータジェネレータ、６０ 駆動輪、７０ 監視ユニット、８０ ナビゲーション装置、９０ 車両インレット、９５ 充電リッド、１００ ＥＣＵ、２００ 充電コネクタ、３００ 充電器、４００ 冷却機構、４１０ ダクト、４１５ 吸気口、４２０ バルブ、５００ 温度センサ、Ｂ１，Ｂ２ 組電池、ＣＮＬ 負極線、ＣＰＬ 正極線、ＮＬ 負極線、ＰＬ 正極線、Ｒ１，Ｒ２ 切替リレー。

Claims (5)

1. 車外の直流電源から充電ケーブルを介して供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された電動車両であって、
   走行用モータと、
   前記蓄電装置と前記走行用モータとを電気的に接続する電力線と、
   地図情報を有するナビゲーション装置と、
   前記蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備え、
   前記蓄電装置は、第１の蓄電体および第２の蓄電体を含み、
   前記制御装置は、目的地において前記蓄電装置の充電が行なわれることが予定される場合には、充電効率を上げるための充電準備を走行中に実行し、
   前記充電準備は、前記第１の蓄電体の蓄電量を、前記第２の蓄電体の蓄電量よりも所定量以上小さい蓄電量にする処理であり、
   前記制御装置は、
   前記ナビゲーション装置から前記電動車両の現在位置を取得し、
   前記取得した現在位置と前記目的地との距離が所定距離以下となった場合に、前記処理を開始し、
   前記所定距離は、前記第１の蓄電体の蓄電量および前記第２の蓄電体の蓄電量と、前記所定量とから定まる距離である、電動車両。
2. 前記制御装置は、前記蓄電装置の充電の実行時において、
   前記蓄電装置の蓄電量が高いほど、前記直流電源による充電電力を制限する制限制御を実行するように構成され、
   前記第１の蓄電体の蓄電量と前記第２の蓄電体の蓄電量との差分が前記所定量以上である場合には、前記第１の蓄電体を充電し、かつ、前記第２の蓄電体を充電しない、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記第１の蓄電体と前記電力線との電気的な接続および切断を切り替える第１リレーと、
   前記第２の蓄電体と前記電力線との電気的な接続および切断を切り替える第２リレーとを含み、
   前記制御装置は、前記処理の実行中において、
   前記走行用モータが力行制御されている場合には、前記第１の蓄電体と前記電力線とが電気的に接続されるように前記第１リレーを制御し、かつ、前記第２の蓄電体と前記電力線とが電気的に切り離されるように前記第２リレーを制御する、請求項１または請求項２に記載の電動車両。
4. 前記制御装置は、前記処理の実行中において、
   前記走行用モータが回生制御されている場合には、前記第１の蓄電体と前記電力線とが電気的に切り離されるように前記第１リレーを制御し、かつ、前記第２の蓄電体と前記電力線とが電気的に接続されるように前記第２リレーを制御する、請求項３に記載の電動車両。
5. 前記制御装置は、前記取得した現在位置と前記目的地との距離が前記所定距離以下となった場合において、前記処理を開始する前に、前記ナビゲーション装置の表示画面に前記処理を実行するか否かを選択するための選択画面を表示させ、
   前記選択画面に対するユーザ操作に基づいて、前記処理を実行するか否かを判断する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両。

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