JPWO2020084964A1

JPWO2020084964A1 - 温調装置の制御装置

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Publication number: JPWO2020084964A1
Application number: JP2020552977A
Authority: JP
Inventors: 琢磨飯田; 暢晃佐藤; 山本　孝一; 孝一山本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-10-07
Also published as: US20210354591A1; DE112019005254T5; WO2020084964A1; CN112912273A

Abstract

車載バッテリ（１）の温度調整を行う温調装置（４）を制御する制御装置（１００）であって、車載バッテリ（１）を外部充電設備（Ｍ）を用いて充電する充電開始時点において、車載バッテリ（１）の温度が所定範囲内となるように、温調装置を動作させる制御部（１０４）を備える。

Description

本開示は、温調装置を制御する制御装置に関する。

従来、車載バッテリと共に車両（例えば、ハイブリッド車両、又は電気自動車）に搭載され、当該車載バッテリの温度調整を行う温調装置（例えば、ヒータや、又は冷却装置等）が知られている。

この種の温調装置は、例えば、車載バッテリから放電する際や、又は車載バッテリを充電する際に、バッテリ温度が上昇し、当該車載バッテリが破損したり、好適な充放電特性を得られなかったりすることを抑制する。

特開２０１６−０２５００８号公報

ところで、近年、充電時間の短縮化の要請から、外部充電設備（例えば、充電ステーションの急速充電設備）から車載バッテリ（以下、単に「バッテリ」とも称する）に対して供給する充電電力が増加する傾向にあり、それに伴ってバッテリの発熱量も増加する傾向にある。

そのため、車両に搭載されている一般的な冷却機構では、バッテリの冷却が間に合わず、バッテリの温度が異常に上昇してしまうおそれがある。かかるバッテリの温度上昇は、バッテリの充電時の許容電流の電流値を低下させ、充電時の充電電力を低下させざるを得ない状態を招くことになる。その結果、充電時間を長期化させることにつながる。

このような背景から、例えば、特許文献１には、充電ステーション側に冷却機構を設け、充電ステーション内にＡＧＶ等の搬送台車が存在することを判断すると、充電器側から冷却開始指令を出力し、搬送台車内のバッテリの冷却を行うことが記載されている。しかしながら、特許文献１の従来技術では、充電開始後に、バッテリを冷却する構成となっているため、バッテリの冷却能力がバッテリの発熱に間に合わず、好適な温度範囲にてバッテリの充電を実行できないおそれがある。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、外部充電設備を用いて車載バッテリの充電を実行する際に、充電時間の短縮化を可能とする温調装置の制御装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
車載バッテリの温度調整を行う温調装置を制御する制御装置であって、
前記車載バッテリを外部充電設備を用いて充電する充電開始時点において、前記車載バッテリの温度が所定範囲内となるように、前記温調装置を動作させる制御部、
を備える制御装置である。

本開示に係る温調装置を制御する制御装置によれば、外部充電設備を用いて車載バッテリの充電を実行する際に、充電時間の短縮化が可能である。

一実施形態に係る充電システムの構成を示す図一実施形態に係る充電システムの使用態様を示す図一実施形態に係る管理サーバが有するデータベースを示す図一実施形態に係る車両の全体構成を示す図一実施形態に係るＥＣＵのハードウェア構成を示す図一実施形態に係るＥＣＵの機能ブロックを示す図一実施形態に係る充電時のバッテリの温度特性の一例を示す図一実施形態に係る制御部が冷却装置を動作計画に従って動作させた際におけるバッテリの温度の推移の一例を示す図一実施形態に係るＥＣＵの動作を示すフローチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［充電システムの構成］
まず、図１〜図３を参照して、一実施形態に係る充電システムＵの構成について説明する。本実施形態に係る充電システムＵは、車両Ｃが、充電ステーションＭ１、Ｍ２にて当該車両Ｃに搭載するバッテリ１に充電する際に、事前に、当該充電ステーションにおける使用予約を行うことを可能とするシステムである。

図１は、本実施形態に係る充電システムＵの構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る充電システムＵの使用態様を示す図である。図３は、本実施形態に係る管理サーバＰが有するデータベースを示す図である。

本実施形態に係る充電システムＵは、車両Ｃ、管理サーバＰ、及び、路上に設置された充電ステーションＭ１、Ｍ２によって構成されている。尚、図２は、目的地Ｇ０に向かって走行する車両Ｃ、及び、路上に設置された充電ステーションＭ１、Ｍ２を、地図上に表したものである。

充電ステーションＭ１、Ｍ２は、例えば、直流電力を供給する外部充電設備Ｍ（例えば、４００Ｖの直流電力を供給する急速充電設備）である。充電ステーションＭ１及び充電ステーションＭ２は、それぞれ、異なる場所に設置された充電ステーションであり、同様の構成を有している。充電ステーションＭ１、Ｍ２は、例えば、自身のプラグが、車両Ｃに設けられた端子に接続された際に、当該プラグを介して、当該車両Ｃのバッテリ１に対して充電する。尚、以下では、充電ステーションＭ１、Ｍ２のいずれかについて区別しない場合には、「外部充電設備Ｍ」と称する。

管理サーバＰは、例えば、路上に設置された外部充電設備Ｍの使用予約状況等を管理する。そして、管理サーバＰは、通信ネットワーク（例えば、インターネット回線）を介して、車両Ｃ（後述する車両Ｃに搭載されたＥＣＵ１００）と通信可能に構成されている。そして、管理サーバＰは、車両Ｃとの通信により、車両Ｃから外部充電設備Ｍの使用予約を受け付けることが可能に構成されている。尚、「使用予約」とは、外部充電設備Ｍにて、当該外部充電設備Ｍの使用を一時的に占有するための予約を意味する。

尚、本実施形態に係る管理サーバＰは、例えば、複数の外部充電設備Ｍそれぞれについて、使用予約の時間帯、及び使用予約を行った車両Ｃの識別情報を、データベース内に格納する（図３を参照）。

本実施形態に係る充電システムＵにおける使用予約の態様は、特に限定されないが、充電システムＵは、例えば、以下のように機能する。管理サーバＰは、車両Ｃからの予約状況確認要求を受け付けた場合、当該車両Ｃの現在地付近に存在する充電ステーションＭ１、Ｍ２の予約状況等を当該車両Ｃに送信する。そして、車両Ｃは、管理サーバＰに対して、当該管理サーバＰから提示された複数の充電ステーションＭ１、Ｍ２のうちのいずれかの充電ステーション、及び使用予約の時間帯に係る情報を含む使用予約要求を送信する。そして、管理サーバＰは、車両Ｃからの使用予約要求を受けて、データベース内の予約状況を更新すると共に、使用予約要求を受けた充電ステーションに対してその旨を通知する。

尚、図２では、充電対象として充電ステーションＭ１が使用予約の対象として選択され、車両Ｃが、当該充電ステーションＭ１に向かって走行している状態を表している。

［車両の構成］
次に、図４、図５を参照して、本実施形態に係る車両Ｃの全体構成について、説明する。

図４は、本実施形態に係る車両Ｃの全体構成を示す図である。図５は、本実施形態に係るＥＣＵ１００のハードウェア構成を示す図である。

車両Ｃは、端子Ｃ１、バッテリ１、開閉器２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、冷却装置４、インバータ５、モータ６、入力装置７、各種センサ８ａ、８ｂ、及び、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備えている。

端子Ｃ１は、外部充電設備Ｍが有するプラグと接続可能に構成されている。そして、車両Ｃは、端子Ｃ１を介して、外部充電設備Ｍから電力（ここでは、直流電力）を受電して、バッテリ１に充電する。

端子Ｃ１には、電力ラインＬ１が接続されている。電力ラインＬ１は、バッテリ１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ５が並列に接続されるように、端子Ｃ１側からバッテリ１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ５に分岐する。そして、端子Ｃ１が外部充電設備Ｍから受電した電力は、電力ラインＬ１を介して、バッテリ１及びＤＣ／ＤＣコンバータ３等に供給される。

バッテリ１は、電気自動車の電力源となる高電圧バッテリであって、例えば、４００Ｖ系のリチウムイオン二次電池が用いられる。尚、バッテリ１の種別は、本発明では特に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池、又、電気二重層キャパシタ等が用いられてもよい。

バッテリ１は、電力ラインＬ１に接続されており、当該電力ラインＬ１を介して充放電が可能となっている。バッテリ１に対して充電を実行する際には、例えば、開閉器２がオン状態とされて、外部充電設備Ｍからの直流電力がバッテリ１に供給される。又、バッテリ１から放電を実行する際には、例えば、インバータ５がスイッチング動作することによって、バッテリ１に蓄電された直流電力が交流電力に電力変換されてモータ６に対して供給される。

開閉器２は、電力ラインＬ１中の端子Ｃ１とバッテリ１の間に配設され、端子Ｃ１とバッテリ１との間の電気的接続状態を切り替える。開閉器２がＯＮ状態となることによって、外部充電設備Ｍからの直流電力がバッテリ１へ供給可能となる。尚、開閉器２のＯＮ状態とＯＦＦ状態の切り替えは、例えば、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて実行される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、高電圧系統の直流電力を低電圧系統の直流電力に電力変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、電力ラインＬ１を介して、端子Ｃ１と接続され、外部充電設備Ｍからの直流電力を低電圧に変換して、冷却装置４等に供給する。又、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、電力ラインＬ１を介して、バッテリ１と接続され、バッテリ１からの直流電力を低電圧に変換して、冷却装置４等に供給する。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、例えば、ＥＣＵ１００からの制御信号によって、所望の動作モードで動作する。

冷却装置４（本発明の「温調装置」に相当）は、バッテリ１を冷却する。冷却装置４は、例えば、水冷式の冷却装置であって、バッテリ１に設けられたヒートシンクと熱交換する冷却媒体を循環させる循環回路と、当該循環回路に循環させる冷却媒体の循環速度（即ち、冷却能力）を調整するポンプと、冷却媒体と熱交換して当該冷却媒体から放熱するラジエータと、を含んで構成される。

尚、冷却装置４は、例えば、ＥＣＵ１００からの制御信号によって、ポンプの出力（即ち、冷却媒体の循環速度）が可変となっている。そして、冷却装置４においては、ＥＣＵ１００からの制御信号によって、バッテリ１を冷却する冷却能力の調整が行われる。

インバータ５は、バッテリ１から受電する直流電力を交流電力に変換し、モータ６に供給する。又、インバータ５は、モータ６が回生運転を行っている場合には、モータ６から送出される回生電力を直流電力に変換してバッテリ１等に送出する。

モータ６は、インバータ５から供給される交流電力を受電して、車両を走行させる駆動力を生成する。モータ６としては、例えば、永久磁石式同期モータやかご形誘導モータが用いられる。

入力装置７は、例えば、タッチパネル等のユーザインターフェイスである。入力装置７は、操作者（即ち、車両の搭乗者）が入力した操作情報を取得して、ＥＣＵ１００に送信する。尚、入力装置７は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、操作者が、外部充電設備Ｍの使用予約を実行し得るように、使用予約の受付処理を実行する。

各種センサ８ａ、８ｂとしては、例えば、バッテリ１のセル電圧等からバッテリ１の充電率を検出する充電率センサ８ｂ、及び、バッテリ１の温度（例えば、筐体温度）を検出する温度センサ８ａ等が備え付けられている。そして、各種センサ８ａ、８ｂで検出されるセンサ信号は、ＥＣＵ１００に送信される。尚、これらの各種センサ８ａ、８ｂは、いずれも公知のセンサで実現することができる。

ＥＣＵ１００は、車両Ｃの各部を統括制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、開閉器２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、冷却装置４、インバータ５、入力装置７、及び各種センサ８ａ、８ｂ等の各部と車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互にやり取りしている。又、ＥＣＵ１００は、通信回線（例えば、インターネット回線）Ｎにより、管理サーバＰと通信接続され、通信回線Ｎを介して管理サーバＰとデータの送受信を行っている。尚、図４中の点線は、信号経路の一例を示している。

ＥＣＵ１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｃ、通信ＩＦ１００ｄ、及び外部記憶装置１００ｅ等を含んで構成されている。そして、ＥＣＵ１００は、例えば、ＣＰＵ１００ａがＲＯＭ１００ｂやＲＡＭ１００ｃに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって、後述するような動作を行う。但し、当該動作は、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回路によっても実現できることは勿論である。
尚、ＥＣＵ１００及び制御部１０４は車両に必ず搭載されていなければならないものではない。通信回線などを用いて車両外部から冷却装置４の制御を行ってもよい。

［ＥＣＵの構成］
次に、図６〜図８を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ１００の構成について、説明する。

図６は、本実施形態に係るＥＣＵ１００の機能ブロックを示す図である。

本実施形態に係るＥＣＵ１００は、電池情報取得部１０１、充電予定設定部１０２、動作計画生成部１０３、及び、制御部１０４を備えている。

電池情報取得部１０１は、バッテリ１の温度を検出する温度センサ８ａ、及びバッテリ１の充電率を検出する充電率センサ８ｂそれぞれからセンサ信号を取得する。

充電予定設定部１０２は、所定の指令信号に応じて、ＥＣＵ１００が有する記憶部（例えば、ＲＡＭ１００ｃ）に、充電予定を設定する。

充電予定設定部１０２は、例えば、車両Ｃの搭乗者が行う外部充電設備Ｍの使用予約の操作を受け付け、管理サーバＰと通信して外部充電設備Ｍの使用予約を行うように機能する。そして、充電予定設定部１０２は、例えば、外部充電設備Ｍの使用予約が行われたことを契機として、充電予定情報を設定する。

充電予定設定部１０２が設定する「充電予定情報」は、現時点から先の時点において外部充電設備Ｍを用いてバッテリ１に充電を行うことを示す情報である。「充電予定情報」は、充電を開始する時間や又は充電ステーションの場所を規定しない単なるフラグのみであってもよいが、より好適には、外部充電設備Ｍを用いてバッテリ１に充電を開始する時刻を示す充電開始時間に係る情報（充電開始時間情報）または外部充電設備Ｍを用いてバッテリ１の充電を終了する時刻を示す充電終了時間に係る情報（充電終了時間情報）を含むものとする。

「充電予定情報」として設定する充電開始時間情報は、例えば、外部充電設備Ｍの使用予約の内容に即して設定される（例えば、使用予約した時間帯の充電開始時刻を充電開始時間情報とする）。また、充電予定情報として設定する充電終了時間情報は、例えば、使用予約した時間帯の充電終了時刻を充電終了時間情報とする。尚、かかる充電開始時間は、車両Ｃに搭載されたナビゲーション装置（図示せず）を用いて、道路情報、車両Ｃの現在位置、及び、外部充電設備Ｍの位置に基づいて予測される車両Ｃの外部充電設備Ｍへの到着時間に係る情報であってもよい。尚、充電予定設定部１０２は、外部充電設備Ｍの使用予約以外を契機として、充電予定情報を設定しても良い。例えば、自動運転などで外部充電設備Ｍを経由する走行ルートを予め設定する場合においては、走行ルートの設定を契機に充電予定情報を設定しても良い。

動作計画生成部１０３は、例えば、充電予定情報の設定がなされた場合、バッテリ１が外部充電設備Ｍに電気的に接続される時点（以下、単に「充電開始時点」とも称する）においてバッテリ１の温度が所定範囲内となるように、冷却装置４を動作させる動作計画を生成する。生成された動作計画は例えばＥＣＵ１００が有する記憶部に格納される。動作計画生成部１０３は、充電開始時間情報または充電終了時間情報に基づいて動作計画を生成する。動作計画生成部１０３は、典型的には、充電開始時点におけるバッテリ１の温度が充電に適した目標温度となるように、現時点のバッテリ１の温度から当該目標温度まで低下（あるいは上昇）させる（後述する図８を参照）ように動作計画を生成する。

図７は、充電時のバッテリ１の温度特性の一例を示す図である。

図７のバッテリ１の温度特性は、バッテリ１の充電率が同一（例えば、２０％）であるときのバッテリ１の温度とバッテリ１の充電電流の許容値の関係の一例を示す。図７の横軸は、バッテリ１の温度［℃］を表し、縦軸は、バッテリ１の充電電流の許容値［Ａ］を表す。

バッテリ１の充電電流の許容値は、一般に、図７に示すように、バッテリ１の温度が所定の範囲内（図７では１５℃〜３０℃に相当。以下、「最適温度範囲ＬＴ１」と称する。）のときに大きくなり、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１外のときには、当該最適温度範囲ＬＴ１から外れるにつれて小さくなる。つまり、外部充電設備Ｍからバッテリ１に供給できる充電電流は、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１から外れるにつれて小さくなる。

一方、放電時（即ち、車両Ｃを走行させている時）には、通常、充電時の最適温度範囲ＬＴ１よりも大きな温度となっている。尚、この理由としては、バッテリ１の放電電流の許容値が最適温度範囲ＬＴ１よりも高くなっている点、及び、バッテリ１を過剰に冷却させることに伴うエネルギロスを低減する点等が挙げられる。

本実施形態に係るＥＣＵ１００は、かかるバッテリ１の温度特性を考慮して、外部充電設備Ｍにて充電を実行する際に、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１内となるように、バッテリ１の温度を制御する。但し、外部充電設備Ｍにて充電を実行している際には、バッテリ１自身の発熱により、バッテリ１の温度を低下させることが困難となる。

そこで、本実施形態に係るＥＣＵ１００（動作計画生成部１０３）は、車両Ｃの搭乗者等からの充電予定の指示を受けた場合には、充電開始時に、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１内となるように予め調整する。尚、充電開始時におけるバッテリ１の目標温度は、典型的には、最適温度範囲ＬＴ１内の所定の温度であるが、充電時の温度上昇を踏まえて最適温度範囲ＬＴ１よりも小さい温度に設定されてもよい。

動作計画生成部１０３が設定する「動作計画」は、例えば、充電開始時までに低下させるバッテリ１の目標温度、冷却装置４の出力、及び、冷却装置４の出力を増大させる時間情報（即ち、冷却装置４の冷却能力を増大させる時間）に係る情報を含む。「動作計画」は、典型的には、無用なエネルギ消費を抑制する観点から、充電開始時間が近づいたとき（即ち、車両Ｃが外部充電設備Ｍ付近に近づいたとき）で、且つ、充電開始時にバッテリ１の温度を目標温度まで冷却し得るように、設定される。

尚、「動作計画」において、動作計画生成部１０３は、充電開始時点におけるバッテリ１の目標温度を設定してもよい。このとき、充電開始時点において、バッテリ１が目標温度になるように「動作計画」を生成する。尚、充電開始時におけるバッテリ１の目標温度は、バッテリ１の充電率情報、または、バッテリ１の電池劣化情報、または、車両外部の環境情報等に基づいて、設定されるのが望ましい。またこれらの情報を組み合わせた情報に基づいてバッテリ１の目標温度を設定してもよい。バッテリ１の充電率情報は、バッテリ１を充電する際の充電時間に影響を与え、バッテリ１の充電率が低いほど、充電時にバッテリ１が高温となる。バッテリ１の電池劣化情報は、バッテリ１の内部抵抗に影響を与え、バッテリ１の内部抵抗が大きいほど、充電時にバッテリ１が高温となる。車両外部の環境情報（例えば、気温）は、バッテリ１を充電する際の放熱特性に影響を与え、例えば、気温が高いほど、充電時にバッテリ１が高温となる。従って、これらの要素を考慮して、充電時にバッテリ１が高温となることが予測される場合には、目標温度を低く設定することで、充電時間の短縮化をより効率的に行うことができる。

又、「動作計画」において、冷却装置４の出力及び冷却装置４の出力を増大させる時間情報は、バッテリ１の充電率情報に基づいて、設定されるのが望ましい。これによって、外部充電設備Ｍに到着する前に、バッテリ１の充電率が、ゼロ［％］まで低下することを抑制する。尚、「動作計画」において、冷却装置４における出力を増大させる時間情報の代わりに、例えば、車両Ｃの位置情報が設定されてもよい。

制御部１０４は、バッテリ１の温度が所定の範囲内となるように、冷却装置４を動作させる。制御部１０４は、バッテリ１が放電している際には、バッテリ１の温度が放電に適した温度範囲（以下、「放電時目標温度範囲」とも称する）内となるように、冷却装置４を制御する。尚、放電時目標温度範囲は、典型的には、最適温度範囲ＬＴ１よりも高温側の温度範囲である。一方、制御部１０４は、バッテリ１に充電している際には、バッテリ１の温度が充電に適した温度範囲（図７の最適温度範囲ＬＴ１）内となるように、冷却装置４を制御する。

但し、制御部１０４は、動作計画生成部１０３により動作計画が生成された場合には、バッテリ１から放電している際であっても、当該動作計画に従って、冷却装置４を動作させる。

図８は、制御部１０４が動作計画に従って冷却装置４を動作させた際におけるバッテリ１の温度の推移の一例を示す図である。

図８の縦軸はバッテリ１の温度［℃］を表し、横軸は動作計画を設定した時刻Ｔ０からの時間の経過を表す。図８において、Ｔ１は、動作計画に設定された冷却装置４の冷却能力を増大させる時刻を表し、Ｔ２は、バッテリ１の充電を開始した時刻を表し、Ｔ３は、バッテリ１の充電を終了した時刻を表している。又、図８において、第１目標温度（例えば、４０℃）は、バッテリ１が放電している際の目標温度を表し、第２目標温度（例えば、１５℃）は、充電開始時におけるバッテリ１の目標温度を表す。

図８のＴ０〜Ｔ１においては、制御部１０４は、バッテリ１の温度が、放電時の目標温度である第１目標温度（例えば、４０℃）となるように、冷却装置４を動作させている。又、図８のＴ１〜Ｔ２においては、制御部１０４は、バッテリ１の温度が、第１目標温度から第２目標温度（例えば、１５℃）まで低下するように、冷却装置４を最大出力で動作させている状態を表す。又、図８のＴ２〜Ｔ３においては、制御部１０４が冷却装置４を最大出力で動作させているものの、バッテリ１の充電開始に伴って、バッテリ１の温度が上昇している状態を表す。

このようにして、充電開始時に、バッテリ１の温度を、最適温度範囲ＬＴ１内又はそれ以下まで低下させる。そして、充電開始時に予めバッテリ１の温度を低下させることによって、急速充電のような大電力を用いた充電の際にも、バッテリ１の充電電流の許容値が高い状態にて、バッテリ１の充電を実行することが可能となる。

［ＥＣＵの動作フロー］
以下、図９を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ１００の動作の一例について説明する。

図９は、本実施形態に係るＥＣＵ１００の動作を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、例えば、ＥＣＵ１００がコンピュータプログラムに従って実行する動作である。尚、図９では、バッテリ１の温調制御に関する処理のみを示している。

ステップＳ１において、ＥＣＵ１００（充電予定設定部１０２）は、外部充電設備Ｍの使用予約を受け付けたか否かを判定する。このとき、使用予約を受け付けた場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２に処理を進める。一方、使用予約を受け付けていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、特に処理を実行することなく図９の動作フローを終了する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ１００（充電予定設定部１０２）は、管理サーバＰと通信して、外部充電設備Ｍの使用予約の要求を行うと共に、自身の記憶部に、外部充電設備Ｍの使用予約の内容に従って、充電予定を設定する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ１００（動作計画生成部１０３）は、自身の記憶部に、充電予定の内容（即ち、外部充電設備Ｍの使用予約の内容）に従って、冷却装置４の動作計画を設定する。このとき、ＥＣＵ１００は、例えば、バッテリ１が充電開始時点にバッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１内になるように、冷却装置４の出力を増大させるタイミングに係る情報、及び、バッテリ１の目標温度を、動作計画として設定する。

ステップＳ４において、ＥＣＵ１００は、温調開始時間となることを待ち受け（Ｓ４：ＮＯ）、温調開始時間となった場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に処理を進める。

尚、ＥＣＵ１００は、温調開始時間となるまでの間は、バッテリ１の目標温度を放電時の目標温度に設定した状態で、冷却装置４をフィードバック制御する（図８のＴ０〜Ｔ１）。

ステップＳ５において、ＥＣＵ１００は、温調制御を開始するべく、冷却装置４の出力を最大とする（図８のＴ１〜Ｔ２）。これにより、車両Ｃが外部充電設備Ｍに到着した際に、バッテリ１の温度は、充電開始前までに低下させるバッテリ１の目標温度まで低下する。

尚、ＥＣＵ１００は、バッテリ１の充電を実行している際にも、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１内となるように、冷却装置４の出力を最大にした状態でバッテリ１の冷却を継続する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１の充電が終了することを待ち受け（Ｓ６：ＮＯ）、バッテリ１の充電が終了状態となった場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７に処理を進める（図８のＴ３）。

ステップＳ７において、ＥＣＵ１００は、冷却装置４の動作を定常状態に戻して、温調制御を終了する。このとき、ＥＣＵ１００は、再度、バッテリ１の目標温度を放電時の目標温度に設定して、冷却装置４を動作させる制御に戻す。

本実施形態に係るＥＣＵ１００は、以上のような処理を実行することによって、バッテリ１の充電が開始される前までにバッテリ１の温度を低下させ、バッテリ１の充電電流の許容値付近の電流レベルで、バッテリ１の充電を実行することが可能としている。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るＥＣＵ（制御装置）１００は、所定の指令信号（例えば、外部充電設備における使用予約）に応じて、当該制御装置が有する記憶部に充電予定を設定する充電予定設定部１０２と、充電予定が設定された場合、バッテリ１の温度が充電開始時点において所定範囲内となるように、冷却装置（温調装置）４を動作させる制御部１０４と、を備えている。

従って、本実施形態に係る冷却装置４によれば、外部充電設備Ｍにて充電を実行する前に、バッテリ１の温度が、バッテリ１の充電電流の許容値を大きく確保し得る温度範囲内となるように温調することができる（典型的には、バッテリ１の温度を低下させる）。これによって、外部充電設備Ｍにおいて充電を実行する時に、比較的大きな電流レベルの充電電流にて、バッテリ１の充電を実行することが可能となり、充電時間の短縮化が可能となる。

又、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、充電予定として設定された充電開始時間情報に基づいて、冷却装置４の動作計画を設定し、当該動作計画に基づいて、冷却装置４を動作させる。

これによって、必要以上に早い時間からバッテリ１を冷却したりすることに伴う無用な消費電力の発生を抑制することができる。つまり、これによって、省エネルギ化と充電時間の短縮化の両立を図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、ＥＣＵ１００の充電予定設定部１０２の一例として、車両Ｃの搭乗者が外部充電設備Ｍの使用予約を設定したことを契機として、「充電予定」を設定する態様を示した。しかしながら、充電予定設定部１０２が充電予定を設定する際の契機は、任意であって、例えば、車両Ｃの目的地が充電ステーションに設定されたことを契機としてもよい。又、充電予定設定部１０２は、車両ＥＣＵがバッテリ１の充電率等に基づいて自動的に充電予定を設定する態様であってもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ１００の動作計画生成部１０３の一例として、充電開始前までに低下させるバッテリ１の目標温度、冷却装置４の出力、及び、冷却装置４の出力を増大させる時間に係る情報を、ＥＣＵ１００の記憶部に「動作計画」として設定する態様を示した。しかしながら、動作計画生成部１０３は、これらの情報の一部のみを「動作計画」として設定してもよく、例えば、冷却装置４の動作能力を増大させる時間のみを「動作計画」として設定してもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ１００の制御部１０４の一例として、動作計画に従って冷却装置４を動作させる態様を示した。しかしながら、制御部１０４は、ＥＣＵ１００の記憶部に充電予定が設定されたことを契機として、バッテリ１の温度が最適温度範囲ＬＴ１となるように、即座に、バッテリの温度調整を開始してもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ１００の構成の一例として、電池情報取得部１０１、充電予定設定部１０２、動作計画生成部１０３、及び、制御部１０４の各機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、各機能の一部又は全部が複数のコンピュータに分散されて実現されてもよいのは勿論である。例えば、ＥＣＵ１００の機能の一部が、管理サーバＰ上に分散されていてもよい。

又、上記実施形態では、外部充電設備Ｍの一例として、直流電力を用いてバッテリ１に充電する急速充電設備を示した。しかしながら、外部充電設備Ｍとしては、単相交流電力又は三相交流電力を用いてバッテリ１に充電する充電設備であってもよい。又、外部充電設備Ｍからバッテリ１に対して電力供給する際には、非接触給電が用いられてもよい。

又、上記実施形態では、バッテリ１の温度調整を行う温調装置４の一例として、水冷式の冷却装置を示した。しかしながら、本発明のＥＣＵ１００は、水冷式の冷却装置に限らず、冷却ファン等を用いた空冷式の冷却装置、その他、ヒータにも適用し得る。

尚、制御部１０４は、例えば、バッテリ１の充電量（残量）のうち、現在位置から外部充電設備Ｍまでの走行に必要な電力を除いた電力で冷却装置（温調装置）４を動作させてもよい。この際、制御部１０４は、バッテリ１を目標温度にするための、冷却装置（温調装置）４の動作電力が十分ではない場合、走行に影響しない負荷（例えば、オーディオ・エアコン等）の動作を抑制、又は停止させることで、冷却装置（温調装置）４の動作電力を確保しても良い。または、外部充電設備Ｍまでの経路を電力消費の少ない経路（例えば、坂道や渋滞を避けた経路）にすること、走行中の急加減速を抑制する制御などを行い、冷却装置（温調装置）４の動作電力を確保しても良い。また、制御部１０４は、動作計画に基づいて、冷却装置４を動作させる中で、動作計画のバッテリ１の予定温度と実際のバッテリ１の電池温度の温度差が所定値以上の場合に、動作計画生成部１０３に温調計画を再計画させるなど適宜フィードバック制御を行うことが好ましい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

２０１８年１０月２２日出願の特願２０１８−１９８３６０の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本開示に係る温調装置の制御装置によれば、充電時間の短縮化が可能である。

Ｕ充電システム
Ｍ外部充電設備
Ｐ管理サーバ
Ｃ車両
Ｃ１端子
１バッテリ
２開閉器
３ＤＣ／ＤＣコンバータ
４冷却装置（温調装置）
５インバータ
６モータ
７入力装置
８ａ温度センサ
８ｂ充電率センサ
１００ＥＣＵ（制御装置）
１０１電池情報取得部
１０２充電予定設定部
１０３動作計画生成部
１０４制御部

Claims

車載バッテリの温度調整を行う温調装置を制御する制御装置であって、
前記車載バッテリを外部充電設備を用いて充電する充電開始時点において、前記車載バッテリの温度が所定範囲内となるように、前記温調装置を動作させる制御部、
を備える制御装置。
前記外部充電設備により前記車載バッテリの充電を行う充電予定情報を設定する充電予定設定部、を更に備え、
前記充電予定設定部により前記充電予定情報が設定された場合に、前記温調装置を動作させる、
請求項１に記載の制御装置。
前記充電予定設定部は、前記外部充電設備の使用予約が行われたことにより前記充電予定情報を設定する、
請求項２に記載の制御装置。
前記制御部は、前記車載バッテリが放電している際、前記充電予定情報が設定されていない場合には、前記車載バッテリの温度が、前記所定範囲よりも高い放電時目標温度範囲内となるように、前記温調装置を動作させる、
請求項２に記載の制御装置。
前記充電予定情報は、前記外部充電設備を用いて前記車載バッテリに充電を行う充電開始時間情報を含む、
請求項４に記載の制御装置。
前記充電開始時間情報に基づいて、前記温調装置の動作計画を生成する動作計画生成部、を更に備え、
前記制御部は、前記動作計画に基づいて、前記温調装置を動作させる、
請求項５に記載の制御装置。
前記充電予定情報は、前記外部充電設備を用いて前記車載バッテリに充電を行う充電終了時間情報を含む、
請求項４に記載の制御装置。
前記充電終了時間情報に基づいて、前記温調装置の動作計画を生成する動作計画生成部、を更に備え、
前記制御部は、前記動作計画に基づいて、前記温調装置を動作させる、
請求項７に記載の制御装置。
前記動作計画は、前記温調装置の動作能力を増大させる時間情報を含む、
請求項６に記載の制御装置。
前記動作計画生成部は、前記車載バッテリの充電率に基づいて、前記動作計画を生成する、
請求項６に記載の制御装置。
前記動作計画生成部は、前記車載バッテリの電池劣化情報、または、前記車載バッテリの外部環境情報に基づいて、前記動作計画を生成する、
請求項１０に記載の制御装置。
前記動作計画生成部は、充電開始時点における前記車載バッテリの目標温度を設定し、充電開始時点において、前記車載バッテリが前記目標温度になるように前記動作計画を生成する、
請求項６に記載の制御装置。
前記制御部は、車両に搭載されている、
請求項１に記載の制御装置。
前記外部充電設備は、直流電力を用いて前記車載バッテリに充電する急速充電設備である、
請求項１に記載の制御装置。
前記車載バッテリは、前記車載バッテリを搭載した車両が走行するための電力を放電し、
前記所定範囲と、前記車載バッテリが放電する際の放電時目標温度範囲は異なる、
請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記車載バッテリが放電している場合において、前記充電開始時点における前記車載バッテリの温度が所定範囲内となるように、前記温調装置を動作させる、
請求項１５に記載の制御装置。