KR101664764B1

KR101664764B1 - 배터리 온도 제어 장치

Info

Publication number: KR101664764B1
Application number: KR1020157028407A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 기노시타; 아츠시 다카노; 다카시 이이모리; 가즈히코 오키노; 히사시 니이오카; 나오키 야마모토
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-10-12
Also published as: KR101572739B1; JP5708070B2; US20130288089A1; US9608280B2; CN103415957A; KR20130116336A; EP2685546A4; JP2012190686A; KR20150120532A; WO2012124477A1; EP2685546B1; CN103415957B; EP2685546A1

Abstract

불사용 중의 배터리(1)를 최소의 배터리 소비 전력으로 동결하는 일이 없도록, 배터리 구동 히터(2)로 자동적으로 가온하도록 한 배터리 온도 제어 장치를 제공한다. 배터리 온도 Tbat가 동결의 우려가 없는 제1 설정 온도 Tbat1 이상인 동안(스텝 S13), 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 될 것인 시간을 예측하여, 이것을 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt로 정하고(스텝 S14), 이 시간 Δt가 경과하였을 때, 도면의 제어 프로그램의 웨이크 업에 의해, 스텝 S13에서 Tbat＜Tbat1로 온도 저하되었는지 여부의 판정을 행하고, 이 배터리 온도 저하 시에 히터를 배터리 구동하여 배터리(1)의 가온을 행한다(스텝 S19).

Description

배터리 온도 제어 장치{BATTERY TEMPERATURE CONTROL DEVICE}

본 발명은, 한냉지에서 사용하는 배터리의, 특히 사용하지 않는 중에 있어서의 온도 저하를 방지하는 배터리 온도 제어 장치에 관한 것이다.

전동 차량에 탑재한 배터리와 같이, 한냉지에서 사용하는 것이 상정되는 배터리는, 불사용 중에 배터리 전해액이 동결하는 경우가 있다.

배터리는 온도 저하되면, 축전 상태 SOC가 저하되는 것은 아니지만, 내부 저항의 증대에 의해 배터리에 대한 입출력 가능 전력이 저하되고, 배터리 전해액이 동결하면, 배터리의 입출력 가능 전력이 결국은 0으로 되어, 배터리를 주행 에너지원으로 하는 전동 차량의 경우에는 주행 불능에 빠진다.

따라서, 배터리의 입출력 가능 전력이 이러한 문제를 일으키는 상태로 될 때까지 온도 저하되기 전에, 히터로 배터리를 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치가 필요하다.

이와 같이 배터리를 히터로 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치로서는 종래, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 것이 제안되어 있다.

이 제안 기술에 의한 배터리 온도 제어 장치는, 차량 탑재 배터리의 온도 조절을 행하는 것으로, 이그니션 스위치의 OFF 시에 외기 온도가 최저 온도보다도 낮을 때, 히터로 배터리를 가온한다고 하는 것이다.

일본 특허 출원 공개 제2003-203679호 공보

그러나 상기한 종래의 배터리 온도 제어 장치에 있어서는, 이그니션 스위치 OFF 시의 외기 온도에만 따라, 배터리를 히터에 의해 가온하는 것이므로,

이그니션 스위치 OFF 시의 외기 온도가 높아, 이그니션 스위치 OFF 시 당초는 히터를 ON하지 않았지만, 그 후에 외기 온도가 저하되었을 때에도, 히터는 계속해서 OFF로 되게 된다.

이 경우, 외기 온도가 배터리 전해액의 응고점까지 저하되어도, 히터가 ON되지 않고, 결국은 배터리 전해액의 동결에 의해 배터리의 입출력 가능 전력이 0으로 되어, 배터리 전력에 의해 주행하는 전동 차량이 주행 불능에 빠져 버린다고 하는 문제를 일으킨다.

본 발명은, 배터리 온도와 외기 온도의 조합으로부터, 배터리 온도가 상기한 바와 같은 문제를 일으키는 저온으로 될 때까지의 시간을 예측하고, 이 시간에 기초하는 시간 관리에 의해 히터에 의한 배터리의 가온 제어를 행함으로써, 상기한 문제를 일으키는 일이 없도록 한 배터리 온도 제어 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 위해 본 발명에 의한 배터리 온도 제어 장치는, 이것을 이하와 같이 구성한다.

우선 본 발명의 전제로 되는 배터리 온도 제어 장치를 설명하면, 이것은,

배터리가 소정 온도 미만으로 될 때, 히터로 배터리를 가온하여 온도 조절하는 것이다.

본 발명은, 이러한 배터리 온도 제어 장치에 대하여, 이하와 같은 배터리 온도 저하 시간 예측 수단 및 가온 필요 여부 판정 수단을 설치한 구성으로 특징지어진다.

전자의 배터리 온도 저하 시간 예측 수단은, 상기 배터리의 온도와, 외기 온도의 조합에 기초하여, 배터리가 상기 소정 온도 미만으로 될 것인 시간을 예측하고, 또한 후자의 가온 필요 여부 판정 수단은, 당해 예측한 시간의 경과 시에, 배터리가 상기 소정 온도 미만인지 여부의 판정을 행하여 상기 히터에 의한 가온의 필요 여부를 판정하는 것이다.

이러한 본 발명의 배터리 온도 제어 장치에 의하면, 배터리의 온도 및 외기 온도의 조합에 기초하여, 배터리가 상기 소정 온도 미만으로 될 것인 시간을 예측하고, 당해 예측 시간이 경과하였을 때에, 배터리가 소정 온도 미만인지 여부의 판정을 행하여 상기 히터에 의한 가온의 필요 여부를 판정하므로,

당초는 외기 온도가 높아 히터를 ON하지 않았다고 해도, 상기한 예측 시간이 경과하였을 때에 다시, 배터리가 소정 온도 미만인지 여부의 판정(상기 히터에 의한 가온의 필요 여부 판정)을 행하게 된다.

이로 인해, 당초는 외기 온도가 높아 히터를 ON하지 않았다고 해도, 그 후에 외기 온도의 저하에 의해 배터리가 상기 소정 온도 미만으로 되면, 상기 히터에 의한 가온에 의해 배터리를 확실하게 온도 조절할 수 있다.

따라서, 배터리가 상기 소정 온도 미만인 채로 되는 것을 회피할 수 있어, 예를 들면 배터리 전해액이 동결하는 최악 사태로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 예측 시간의 경과 시에 다시, 배터리가 소정 온도 미만이라고 판정한 경우에만, 상기 히터에 의한 배터리의 가온을 행함으로써, 상기한 효과가 얻어지도록 하였으므로, 정말로 필요할 때에만 배터리 온도 제어 장치는 기동하여, 최소한의 소비 전력으로 상기한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로 되는 배터리 온도 제어 장치의 개략을 나타내는 제어 시스템도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 히터의 설치 요령을 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 온도 조절 컨트롤러가 실행하는 배터리 온도 제어 프로그램을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 배터리 불사용 중의 배터리 온도가 동결의 우려가 없는 온도 영역일 때에 구하는 다음회 컨트롤러 기동 시간의 맵도이다.
도 5는 특정지에 있어서의 외기 온도와, 각종 배터리 온도의 어느 경시 변화를 예시하는 타임차트이다.
도 6은 동일한 장소에 있어서의 외기 온도 및 각종 배터리 온도의 다른 경시 변화를 예시하는 타임차트이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도시한 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다.

<실시예의 구성>

도 1은 본 발명의 일 실시예로 되는 배터리 온도 제어 장치의 제어 시스템도이며, 본 실시예에서는, 이 배터리 온도 제어 장치를, 전기 자동차나 하이브리드 차량 등 전동 차량의 강전 배터리(1)를 온도 조절하기 위한 것으로 한다. 또한 강전 배터리(1)는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수개의 전지 쉘을 적층하여 유닛화한 전지 모듈(1a, 1b)을 복수개(도 2에서는 2개), 1세트로 하여 일체화한, 모터 구동에 제공할 수 있는 대용량의 배터리로 한다.

도 1에 있어서, 부호 2는, 배터리(1)의 온도 조절을 행하기 위한 히터이며, 이 히터(2)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 전지 모듈(1a, 1b)에 대하여, 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 배치하여, 전지 모듈(1a, 1b)의 바로 근처에 설치한다.

도 1에 있어서, 부호 3은, 전동 차량의 주행 구동에 사용하는 전동 모터이며, 이 전동 모터(3)는, 인버터(4)를 통해 배터리(1)에 전기 접속한다.

그리고 인버터(4) 및 배터리(1) 사이의 전로 중에 메인 릴레이 스위치(5)를 삽입 배치하고, 이 메인 릴레이 스위치(5)는, 전동 차량의 이그니션 스위치(6)에 연동하여, 도시하지 않는 구동 컨트롤러를 통해 개폐되고, 이그니션 스위치(6)의 ON 시에 폐쇄하고, 이그니션 스위치(6)의 OFF 시에 개방하는 것으로 한다.

이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어 있는 동안, 배터리(1)로부터의 직류 전력은, 인버터(4)에 의해 직류→교류 변환되는 동시에 상기 인버터(4)에 의한 제어하에서 전동 모터(3)를 향해 출력되고, 상기 모터(3)의 구동에 의해 전동 차량을 주행시킬 수 있다.

이그니션 스위치(6)의 OFF에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 개방되어 있는 경우, 배터리(1)로부터의 직류 전력은 전동 모터(3)를 향할 수 없고, 상기 모터(3)의 정지에 의해 전동 차량을 정차 상태로 유지할 수 있다.

인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에는 충전기(7)를 접속하여 설치하고, 이 충전기(7)를 외부 전원에 접속할 때, 도시하지 않는 충전 컨트롤러에 의해 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되고, 배터리(1)를 외부 전원에 의해 충전할 수 있다.

<배터리 온도 제어>

상기와 같이 제공되는 배터리(1)의 온도 제어 장치를 이하에 설명한다.

도 2에 대해 전술한 바와 같이, 배터리(1)의 온도 조절을 행할 수 있도록, 전지 모듈(1a, 1b)의 바로 근처에 있어서 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 설치한 히터(2)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에 전기 접속하고, 이 접속부와 히터(2) 사이의 전로 중에 히터 스위치(8)를 삽입 배치한다.

히터 스위치(8)의 개폐는, 배터리(1)의 온도 제어를 담당하는 온도 조절 컨트롤러(9)(전지를 내장하고, 자기 기동 가능한 컨트롤러)에 의해 제어한다.

이 온도 조절 컨트롤러(9)는 또한, 메인 릴레이 스위치(5)가 이그니션 스위치(6)의 OFF에 연동하여 개방하고 있는 동안, 당해 메인 릴레이 스위치(5)도 개폐하는 것으로 하고,

이때, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 히터 스위치(8)를 폐쇄할 때, 이것에 동기하여 메인 릴레이 스위치(5)도 폐쇄하여 히터(2)를 작동(ON)하고, 히터 스위치(8)를 개방할 때, 이것에 동기하여 메인 릴레이 스위치(5)도 개방하여 히터(2)를 휴지(OFF)하는 것으로 한다.

온도 조절 컨트롤러(9)에는, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 상기한 동기 개폐를 통한 히터(2)의 ON, OFF 제어를 행하기 위해,

상기 이그니션 스위치(6)의 ON, OFF 신호와,

배터리(1)의 축전 상태 SOC를 검출하는 배터리 축전 상태 센서(11)로부터의 신호와, 배터리(1)의 온도 Tbat를 검출하는 배터리 온도 센서(12)로부터의 신호와,

외기 온도 Tatm을 검출하는 외기 온도 센서(13)로부터의 신호를 입력한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 이들 입력 정보를 기초로 도 3에 나타내는 제어 프로그램을 실행하여, 배터리(1)의 온도 제어를 이하의 요령으로 행한다.

스텝 S11에 있어서는, 이그니션 스위치(6)가 OFF 상태인지 여부를 체크한다.

이그니션 스위치(6)가 OFF 상태가 아니면, 이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되고, 전동 모터(3)의 구동에 의한 차량 주행이 가능한 상태이다. 이 경우에는, 제어를 그대로 종료하여 도 3의 루프로부터 빠져나온다.

스텝 S11에서 이그니션 스위치(6)가 OFF 상태라고 판정할 때에는, 스텝 S12에 있어서, 이그니션 스위치(6)가 OFF 상태로 되어 첫회인지 여부를, 즉 이그니션 스위치(6)를 ON으로부터 OFF로 한 직후인지 여부를 체크한다.

이그니션 스위치(6)를 OFF로 한 직후이면, 본 발명에 있어서의 가온 필요 여부 판정 수단에 상당하는 스텝 S13에 있어서, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만인지 여부를 체크한다.

이 제1 설정 온도 Tbat1은, 배터리(1)의 전해액이 동결할 우려가 있는지 여부를 판정하기 위한 설정값이며, 예를 들면 이하와 같이 정한다.

배터리 전해액은, 배터리 온도 Tbat가 예를 들면 －25℃ 내지 －30℃ 정도보다도 저온으로 될 때 동결하고, 배터리(1)의 입출력 가능 전력이 0으로 되어 버린다.

이러한 최악 사태에 절대로 빠지는 일이 없도록 하기 위해서는, 여유를 두어 배터리 온도 Tbat가 예를 들면 －20℃ 정도, 더욱 바람직하게는 －17℃ 정도의 저온으로 되었을 때부터 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온하는 것이 좋다.

따라서 본 실시예에서는, 상기 제1 설정 온도 Tbat1로서, 예를 들면 －17℃ 정도의 온도를 설정한다.

스텝 S13에 있어서, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만(Tbat＜Tbat1)이 아니라고 판별할 때에는, 즉 당분간 배터리 온도 Tbat가 배터리 전해액을 동결시킬 우려가 없을 정도로 높은 온도인 경우,

스텝 S14에 있어서, 도 4에 예시하는 맵을 기초로, 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1로 저하될 때까지의 시간을 예측하여, 이 시간을, 다음회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동하여 도 3의 제어 프로그램을 실행할 때까지의 슬리프(sleep) 시간(다음회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

따라서 스텝 S13 및 스텝 S14는, 본 발명에 있어서의 배터리 온도 저하 시간 예측 수단에 상당한다.

다음의 스텝 S15에 있어서는, 온도 조절 컨트롤러(9)가 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

이하, 스텝 S14에 있어서 설정하는 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt(배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1로 저하될 때까지의 시간)를, 도 5, 6에 기초하여 상세하게 서술한다.

도 5, 6은 각각, 초기 배터리 온도를 변화시켜 외기 온도 Tatm의 저하가 심한 경우에 있어서의 배터리 온도 Tbat(1 내지 7)의 변화를 플롯한, 2가지 예의 실측 데이터이다.

배터리 온도 Tbat(1 내지 7)가 배터리 전해액의 응고점보다도 저하되면, 전해액이 동결하여 배터리는 전지로서 기능하지 않게 된다.

외기 온도 Tatm이 저하되기 시작하는 16시경을 이그니션 스위치(6)의 키 오프 타이밍으로 하여 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt(배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1로 저하될 때까지의 시간)를 정한다고 하면,

배터리(1)가 응고하기 전에, 히터(2)의 작동 파워를 배터리(1)로부터 취득 가능한 배터리 온도를 제1 설정 온도 Tbat1(－17℃)로서 설정하고, 도 6으로부터 외기 온도 －20℃, 초기 배터리 온도가 각 온도 시, 몇 시간 후에 온도 조절 컨트롤러(9)를 기동하면 좋을지를 판독할 수 있다.

외기 온도 Tatm의 저하가 시작되는 16시에 이그니션 스위치(6)를 키 오프하는 경우, 키 오프 후에 있어서의 외기 온도 Tatm의 저하 폭이 크고, 배터리(1)가 가장 빨리 차가워진다.

도 5, 6 등으로부터, 가장 빨리 배터리(1)가 차가워지는 경우를 상정하여, 다음회 컨트롤러 기동 시간을 판독한 결과가 도 4이다.

따라서 스텝 S14에 있어서는, 이 도 4에 예시하는 맵을 기초로, 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1로 저하될 때까지의 시간, 즉, 다음회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동하여 도 3의 제어 프로그램을 실행할 때까지의 슬리프 시간(다음회 컨트롤러 기동 시간) Δt를 설정할 수 있다.

스텝 S11 내지 스텝 S15를 포함하는 루프에 의한 상기한 제어가 행해져, 온도 조절 컨트롤러(9)가 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 되면,

온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 당해 슬리프 상태로 되었을 때부터의 경과 시간을 계측하고, 스텝 S14에서 설정한 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과할 때까지는, 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 슬리프 상태로 되었을 때부터 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때, 도 3의 제어 프로그램을 다시 실행(웨이크 업)한다.

이 웨이크 업 시에는, 스텝 S12가 첫회라고 판정하지 않으므로, 제어를 스텝 S16으로 진행시키고, 여기에서 상기한 웨이크 업이 행해졌다고 하는 판정 결과를 받아, 스텝 S13으로 제어가 진행된다.

상기 시간 Δt의 슬리프 상태에 의해서도, 아직 스텝 S13에 있어서 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 되어 있지 않다고 판정하는 경우에는, 다시 제어를 스텝 S14 및 스텝 S15로 진행시켜, 스텝 S14에서 새롭게 설정한 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt만큼 슬리프 상태를 유지한다.

그 동안에 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 되면, 스텝 S13은 당해 배터리 온도 저하를 판정하여, 제어를 스텝 S17로 진행시키고, 이 스텝 S17에 있어서, 배터리 온도 Tbat가 제2 설정 온도 Tbat2 미만인지 여부를 체크한다.

이 제2 설정 온도 Tbat2는, 배터리(1)의 전해액이 동결 또는 동결 직전 상태로 되어 입출력 가능 전력이 0으로 되는, 즉 히터(2)에 의한 가온을 할 수 없게 되었는지 여부를 판정하기 위한 설정값이며, 예를 들면 이하와 같이 배터리 전해액의 응고점 이상이고 제1 설정 온도보다 낮은 온도로 정한다.

배터리 전해액은, 배터리 온도 Tbat가 예를 들면 －25℃ 내지 －30℃ 정도의 저온으로 될 때 동결하고, 배터리(1)는 히터(2)를 작동시킬 수 없게 되고, 이에 의한 배터리(1)의 가온(온도 조절)이 불가능해지므로, 본 실시예에서는, 상기 제2 설정 온도 Tbat2로서, 예를 들면 －25℃ 정도의 온도를 설정한다.

스텝 S17에서 Tbat＜Tbat2라고[배터리(1)가 히터(2)를 작동시킬 수 없다고] 판정하는 경우, 스텝 S14에 있어서, 상기한 도 4의 맵과는 다른 맵, 그러나 도 5, 6의 7시 이후에 있어서의 외기 온도 Tatm의 상승에 수반하는 전지 온도 Tbat(1 내지 7)의 상승으로부터, 도 4의 맵을 구하면 동일한 요령으로 구한, 배터리 전해액이 해동될 때까지의 시간에 관한 맵을 기초로, 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 전해액의 해동에 걸리는 시간을 예측하여, 이 시간을, 다음회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동하여 도 3의 제어 프로그램을 실행할 때까지의 슬리프 시간(다음회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

따라서 스텝 S17 및 스텝 S14는, 본 발명에 있어서의 배터리 전해액 해동 시간 예측 수단에 상당한다.

스텝 S11, 스텝 S12, 스텝 S16, 스텝 S13, 스텝 S17, 스텝 S14, 및 스텝 S15를 포함하는 루프에 의한 상기한 제어가 행해져, 온도 조절 컨트롤러(9)가 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 되면,

상기 시간 Δt의 슬리프 상태에 의해서도, 아직 스텝 S17에 있어서 배터리 온도 Tbat가 제2 설정 온도 Tbat2 미만이라고 판정하는 경우에는, 다시 제어를 스텝 S14 및 스텝 S15로 진행시켜, 스텝 S14에서 새롭게 설정한 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt만큼 슬리프 상태를 유지한다.

그 동안에 배터리 온도 Tbat가 제2 설정 온도 Tbat2 이상[배터리(1)가 전해액의 해동에 의해 히터(2)를 작동할 수 있는 상태]으로 되면, 스텝 S17은 당해 배터리 온도의 상승을 판정하여, 제어를 스텝 S18로 진행시키고, 이 스텝 S18에 있어서, 배터리(1)의 축전 상태 SOC가 히터(2)를 작동할 수 있는, 설정값 SOCs 이상의 레벨인지 여부를 체크한다.

스텝 S18에서 SOC＜SOCs라고 판정하는 경우에는, 배터리(1)가 히터(2)를 작동할 수 있는 축전 상태가 아니므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 스텝 S15의 실행[히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」]에 의해, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

스텝 S18에서 SOC≥SOCs라고 판정하는 경우에는, 배터리(1)가 히터(2)를 작동할 수 있는 축전 상태이므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 스텝 S19로 제어를 진행시키고, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「폐쇄」에 의해, 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동시켜 배터리(1)를 가온한다.

당해 히터(2)에 의한 가온에 의해 배터리(1)가 온도 상승하여, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 이상으로 되면, 이러한 배터리 온도 상승을 스텝 S13이 판정하여, 제어를 스텝 S14 및 스텝 S15로 진행시키는 결과,

온도 조절 컨트롤러(9)는, 스텝 S14에서 설정한 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt 중, 슬리프 상태를 유지하고, 시간 Δt의 경과 시에 도 3의 제어 프로그램을 다시 실행(웨이크 업)하여, 상기한 배터리 온도 제어를 반복한다.

<실시예의 효과>

상기한 본 실시예의 배터리 온도 제어에 의하면, 이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 불사용 중, 이하와 같이 배터리(1)의 온도 조절을 행한다.

배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 이상인 동안(스텝 S13), 즉 배터리 전해액이 동결할 우려가 없는 동안에, 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 될 것인 시간을 예측하여, 이것을 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt로 정하고(스텝 S14),

이 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때, 도 3에 나타내는 제어 프로그램의 웨이크 업에 의해, 스텝 S13에서 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 저하되었는지 여부의 판정을 행하고, 이 배터리 온도 저하(Tbat＜Tbat1로 됨) 시에 히터(2)를 배터리 구동하여 배터리(1)의 가온을 행한다(스텝 S19).

따라서, 배터리(1)의 온도 조절 개시 시에 히터(2)를 작동시키지 않았다고 해도, 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때, 상기한 웨이크 업에 의해 다시, 스텝 S13에서 배터리 온도 Tbat가 제1 설정 온도 Tbat1 미만으로 저하되었는지 여부의 판정[상기 히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]을 행하게 된다.

이로 인해, 당초는 Tbat≥Tbat1(스텝 S13)이므로 히터(2)를 작동시키지 않았다고 해도, 그 후의 온도 저하에 의해 Tbat＜Tbat1(스텝 S13)로 되면, 히터(2)에 의한 가온에 의해(스텝 S19), 배터리(1)를 확실하게 온도 조절할 수 있다.

따라서, 배터리(1)가 상기 제1 설정 온도 Tbat1 미만인 채로 되는 것을 회피할 수 있어, 배터리 전해액이 동결하는 최악 사태로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기한 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때에 다시, 도 3에 나타내는 제어 프로그램의 웨이크 업에 의해, 스텝 S13에서 Tbat＜Tbat1이라고 판정한 경우에만, 상기 히터(2)에 의한 배터리(1)의 가온을 행함으로써, 상기한 효과가 얻어지도록 하였으므로, 이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 불사용 중에는, 정말로 필요할 때(Tbat＜Tbat1의 판정 시)에만 히터(2)가 작동하여, 최소한의 소비 전력으로 상기한 효과를 달성할 수 있어, 배터리(1)의 축전 상태 SOC를 장시간, 차량의 주행이 가능한 레벨로 유지할 수 있다.

본 실시예에 있어서는 또한, 배터리 온도 Tbat가 배터리 전해액의 응고점 근방에 있어서의 제2 설정 온도 Tbat2 미만인 경우에(스텝 S17), 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터, 배터리 전해액이 해동될 때까지의 시간을 예측하여, 이 시간을 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt로 설정하고(스텝 S14),

이로 인해, 배터리(1)의 전해액이 동결 상태인 경우에는, 배터리 전해액이 자연 해동할 때까지 슬리프 상태에 의해 대기하고, 배터리 전해액이 자연 해동한 후에 상기한 바와 마찬가지의 히터(2)에 의한 온도 조절이 행해지게 되고, 배터리 전해액의 재동결을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 스텝 S17에서 Tbat＜Tbat2라고 판정하였을 때 스텝 S14에서 설정되는 다음회 컨트롤러 기동 시간 Δt(배터리 전해액이 해동될 때까지의 시간)는, 고정값이어도 되지만, 본 실시예와 같이 상기한 예정의 맵을 기초로, 배터리 온도 Tbat 및 외기 온도 Tatm의 조합으로부터 구하도록 하면, 가장 빠른 배터리 전해액 해동 온도 시간을 사용한 제어가 가능해져, 자연 해동 후의 기동을 한층 더 확실하게 행하게 할 수 있는 동시에, 배터리(1)의 에너지 소비를 억제할 수 있다.

또한 배터리 전해액이 동결한 경우, 도 5, 6에 나타내는 바와 같이, 외기 온도가 최고 기온에 도달할 가능성이 높은 정오부터 16시 사이에 기동하는 설정으로 해도 된다.

Claims

배터리가 소정 온도 미만으로 될 때, 히터로 배터리를 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치에 있어서,
상기 배터리의 온도와, 외기 온도의 조합에 기초하여, 배터리가 상기 소정 온도 미만으로 될 것인 시간을 예측하는 배터리 온도 저하 시간 예측 수단을 구비하고, 상기 배터리의 온도 저하 시간을 예측한 후 상기 배터리 온도 제어 장치가 슬리프 상태로 이행하고,
또한, 상기 배터리 온도 저하 시간 예측 수단에 의해 예측한 시간의 경과 시에, 상기 배터리 온도 제어 장치를 상기 슬리프 상태로부터 기동하고, 배터리가 상기 소정 온도 미만인지 여부의 판정을 행하여 상기 히터에 의한 가온의 필요 여부를 판정하는 가온 필요 여부 판정 수단을 구비하여 이루어지는, 배터리 온도 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정 온도는, 배터리 전해액의 응고점보다도 높은 제1 설정 온도이며,
상기 배터리 온도 저하 시간 예측 수단은, 배터리 온도가 상기 제1 설정 온도 이상인 경우에, 상기 배터리 온도 및 외기 온도의 조합으로부터, 배터리가 상기 제1 설정 온도 미만으로 될 것인 시간을 예측하는 것인, 배터리 온도 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배터리 온도가 배터리 전해액의 응고점 이상이고 제1 설정 온도보다 낮은 온도인 제2 설정 온도 미만인 경우에, 배터리 전해액이 해동될 때까지의 시간을 예측하는 배터리 전해액 해동 시간 예측 수단을 설치하고,
상기 수단에 의해 예측한 시간의 경과 시에, 상기 가온 필요 여부 판정 수단에 의한 판정을 행하게 하도록 구성한, 배터리 온도 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 배터리 전해액 해동 시간 예측 수단은, 상기 배터리 온도 및 외기 온도의 조합으로부터, 배터리 전해액이 해동될 때까지의 시간을 예측하는 것인, 배터리 온도 제어 장치.