KR20180029890A - 자동차 - Google Patents

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Abstract

외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 배터리를 충전하는 외부 충전이 가능한 충전기와, 배터리가 접속된 전력 라인에 접속됨과 함께 배터리를 승온하는 승온 장치를 구비한다. 그리고, 외부 충전이 행해지도록 충전기를 제어하는 충전 제어의 실행 시에 있어서, 배터리의 온도가 제1 소정 온도보다도 낮은 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 배터리가 승온되도록 승온 장치를 제어하는 승온 제어를 실행하고, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 승온 제어를 실행하지 않는다.

Description

자동차{VEHICLE}
본 발명은 자동차에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 자동차로서는, 주행용의 모터에 전력을 공급하는 배터리와, 외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 배터리를 충전하는 충전기와, 배터리가 접속된 전력 라인에 접속됨과 함께 배터리를 가온하는 가온 수단을 구비하는 것이 제안되고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2015-220956 참조). 이 자동차에서는, 배터리의 충전 중에 배터리 온도가 가온 목표 온도 미만일 때에는 가온 수단을 구동하여 배터리 온도를 상승시킨다. 또한, 배터리의 SOC가 전류 제한 SOC 이상이며 또한 배터리 온도가 가온 목표 온도 미만일 때에는, 충전기로부터 배터리로 공급하는 충전 전류를 소정 전류 이하로 하는 제한 충전을 행한다. 이에 의해, 배터리의 충전 완료 직전이 되어도 배터리 온도가 가온 목표 온도에 도달하지 않을 때에는, 충전 전류를 감소시켜 충전 시간을 연장시킴으로써, 배터리의 충전 완료 시에 배터리 온도가 가온 목표 온도에 도달하도록 하고 있다.
상술한 자동차에서는, 배터리 온도가 가온 목표 온도 미만일 때에는, 외기온이 낮거나 하여 가온 수단을 구동해도 배터리 온도가 상승하기 어려울 때라도, 가온 수단을 구동하게 된다. 이 경우, 가온 수단의 구동에 의해 배터리가 충분히 승온되지 않는 점에서, 가온 수단의 구동(전력 소비)이 쓸데없는 것이 될 가능성이 있다.
본 발명의 자동차는, 외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 배터리를 충전할 때의, 배터리의 승온 장치의 여분의 전력 소비를 억제한다.
본 발명의 자동차는, 주행용의 모터에 전력을 공급하는 배터리와, 외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 상기 배터리를 충전하는 외부 충전이 가능한 충전기와, 상기 배터리가 접속된 전력 라인에 접속됨과 함께 상기 배터리를 승온하는 승온 장치와, 상기 충전기와 상기 승온 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하는 자동차이며, 상기 제어 장치는, 상기 외부 충전이 행해지도록 상기 충전기를 제어하는 충전 제어의 실행 시에 있어서, 상기 배터리의 온도가 제1 소정 온도보다도 낮은 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리가 승온되도록 상기 승온 장치를 제어하는 승온 제어를 실행하고, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 승온 제어를 실행하지 않는 것을 요지로 한다.
이 본 발명의 자동차에서는, 외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 배터리를 충전하는 외부 충전이 행해지도록 충전기를 제어하는 충전 제어의 실행 시에 있어서, 배터리의 온도가 제1 소정 온도보다도 낮은 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 배터리가 승온되도록 승온 장치를 제어하는 승온 제어를 실행하고, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 승온 제어를 실행하지 않는다. 따라서, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 외부 충전 제어 및 승온 제어를 실행함으로써, 배터리를 승온하면서 외부 충전을 행할 수 있다. 또한, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 승온 제어를 실행하지 않고 외부 충전 제어를 실행함으로써, 배터리의 온도가 제1 소정 온도 미만인 경우에(제2 소정 온도 이상이라도) 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 배터리의 온도가 상승하기 어려운 경우에, 배터리의 승온 장치의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 배터리의 온도가 제1 소정 온도 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
이러한 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 충전 제어의 실행 시에 있어서, 상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고, 상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 승온 제어를 실행하는 배터리의 온도 범위를, 개시 시 온도와 제2 소정 온도의 대소 관계에 따라 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 배터리를 충방전시키면서 배터리를 승온할 수 있다. 또한, 충전기를 계속 구동하는 것에 비하여, 충전기를 구동할 때의 충전기 출력(배터리의 충전 전력)을 크게 해도 되기 때문에, 충전기의 효율을 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제2 소정 온도는, 상기 배터리의 전해액의 동결 온도인 것으로 해도 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 미만인 경우에 승온 제어를 실행함으로써, 배터리의 전해액의 동결 방지나 해소를 도모할 수 있다. 여기서, 「동결 온도」는, 전해액이 동결할 가능성이 있는 온도 범위의 상한을 의미한다.
본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 충전 제어로서, 먼저, 상기 배터리의 충전 전력이 제1 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제1 정전력 제어를 실행하고, 상기 제1 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율 또는 전압이 제1 역치 이상에 이른 제1 조건이 성립되면, 상기 배터리의 충전 전력이 상기 제1 소정 전력보다도 작은 제2 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제2 정전력 제어를 실행하고, 상기 제2 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율 또는 전압이 상기 제1 역치보다도 큰 제2 역치 이상에 이른 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고, 상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 충전 제어로서, 먼저, 상기 제1 정전력 제어를 실행하고, 상기 제1 조건이 성립되면, 상기 제1 조건이 성립되었을 때의 상기 배터리의 온도인 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상일 때에는 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고, 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이른 후에 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하는 것으로 해도 된다. 따라서, 개시 시 온도가 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 제1 정전력 제어, 제2 정전력 제어를 순서대로 실행함으로써, 외부 충전을 행할 수 있다. 또한, 개시 시 온도가 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 제1 정전력 제어를 실행한 후에, 소정 시 온도가 제2 소정 온도 이상일 때에 제2 정전력 제어를 실행함으로써, 배터리의 온도를 제2 소정 온도 이상으로 승온하면서 외부 충전을 행할 수 있다.
개시 시 온도와 제2 소정 온도의 대소 관계에 따른 충전 제어를 실행하는 형태의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 개시 시 온도와 상기 제2 소정 온도의 대소 관계에 상관되지 않고, 상기 제1 정전력 제어의 실행 중에는 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고, 상기 제1 조건이 성립된 후에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 제1 조건이 성립된 후에 있어서, 배터리의 온도가 제1 소정 온도 미만일 때에(제2 소정 온도 이상이라도) 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 배터리의 온도가 상승하기 어려울 때에, 배터리의 승온 장치의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 배터리의 온도가 제1 소정 온도 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
이 경우, 상기 제어 장치는, 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이르기까지, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 배터리의 온도가 제2 소정 온도 이상에 이르기까지, 배터리를 충방전시키면서 배터리를 승온할 수 있다. 또한, 충전기를 계속 구동하는 것에 비하여, 충전기를 구동할 때의 충전기 출력(배터리의 충전 전력)을 크게 해도 되기 때문에, 충전기의 효율을 양호한 것으로 할 수 있다.
개시 시 온도와 제2 소정 온도의 대소 관계에 따른 충전 제어를 실행하는 형태의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 정전력 제어의 실행 후이며 또한 상기 제2 정전력 제어의 실행 전에, 상기 배터리의 전압이 소정 전압으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 정전압 제어를 실행하는 것으로 해도 된다. 일반적으로, 정전압 제어의 실행에 의해, 배터리의 충전 전류가 서서히 작아지고, 배터리의 충전 전력이 서서히 작아진다. 따라서, 이러한 제어에 의해, 제1 정전력 제어로부터 제2 정전력 제어로 이행할 때에 배터리의 충전 전력을 원활하게 변화시킬 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예의 기술적 및 산업적 의의, 특징, 이점에 대하여 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다.　 상기 도면에서 유사한 부호는 유사한 구성요소를 지칭한다.
도 1은 전기 자동차(20)의 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 2는 처리 루틴의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 통상 시 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 극저온 시 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 극저온 시 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 외부 충전을 행할 때의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb나 축전 비율 SOC, 충전 전력 Pch, 온도 Tb, 승온 제어의 실행 유무의 모습의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7은 하이브리드 자동차(120)의 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 8은 하이브리드 자동차(220)의 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
이어서, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 전기 자동차(20)의 구성의 개략을 도시하는 구성도이다. 실시예의 전기 자동차(20)는, 도시한 바와 같이 모터(32)와, 파워 컨트롤 유닛(이하, 「PCU」라고 한다)(34)과, 고전압 배터리(36)와, 충전기(40)와, 저전압 배터리(50)와, 히터(52)와, 메인 DC/DC 컨버터(54)와, 서브 DC/DC 컨버터(56)와, 시스템 메인 릴레이 SMR과, 충전용 릴레이 CHR과, 전자 제어 유닛(60)을 구비한다.
모터(32)는 예를 들어 동기 발전 전동기로서 구성되어 있고, 구동륜(22a, 22b)에 차동 기어(24)를 통해 연결된 구동축(26)에 접속되어 있다. PCU(34)는 고전압측 전력 라인(46)에 접속됨과 함께 모터(32)의 구동에 사용되는 인버터와, 고전압측 전력 라인(46)에 설치된 평활용의 콘덴서를 구비한다. 모터(32)는 전자 제어 유닛(60)에 의해, 인버터의 도시하지 않은 복수의 스위칭 소자가 스위칭 제어됨으로써, 회전 구동된다.
고전압 배터리(36)는, 예를 들어 정격 전압이 200V나 250V 등인 리튬 이온 이차 전지나 니켈수소 이차 전지로서 구성되어 있고, 상술한 바와 같이 고전압측 전력 라인(46)을 통해 PCU(34)와 접속되어 있다.
충전기(40)는 고전압측 전력 라인(46)에 접속되어 있고, 자택이나 충전 스테이션 등의 충전 포인트에서, 시스템 오프로, 충전기(40)에 접속된 차량측 커넥터(42)가 외부 전원(90)에 접속된 전원측 커넥터(92)와 접속되어 있을 때에, 외부 전원(90)으로부터의 전력을 사용하여 고전압 배터리(36)를 충전하는 외부 충전을 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 이 충전기(40)는, 전자 제어 유닛(60)에 의해 제어된다.
저전압 배터리(50)는, 예를 들어 정격 전압이 12V 등인 납 축전지로서 구성되어 있고, 저전압측 전력 라인(48)에 접속되어 있다. 저전압측 전력 라인(48)에는, 고전압 배터리(36)의 승온용의 히터(52)가 접속되어 있다. 히터(52)는 통전 시에 통전 저항에 의해 발열하는 발열 부재(52a)를 갖고, 발열 부재(52a)의 한쪽 단자가 스위치(52b)를 통해 저전압측 전력 라인(48)에 접속됨과 함께 다른 쪽 단자가 접지되어 있다.
메인 DC/DC 컨버터(54)는 고전압측 전력 라인(46)과 저전압측 전력 라인(48)에 접속되어 있다. 이 메인 DC/DC 컨버터(54)는 전자 제어 유닛(60)에 의해 제어됨으로써, 고전압측 전력 라인(46)의 전력을 전압의 강압을 수반하여 저전압측 전력 라인(48)에 공급한다.
서브 DC/DC 컨버터(56)는 메인 DC/DC 컨버터(54)보다도 정격 출력이 작은 DC/DC 컨버터로서 구성되어 있다. 이 서브 DC/DC 컨버터(56)는 고전압측 전력 라인(46)에 있어서의 메인 DC/DC 컨버터(54)보다도 충전기(40)측과, 저전압측 전력 라인(48)에 접속되어 있다. 실시예에서는, 서브 DC/DC 컨버터(56)는 충전기(40)에 내장되어 있는 것으로 했다. 이 서브 DC/DC 컨버터(56)는 전자 제어 유닛(60)에 의해 제어됨으로써, 고전압측 전력 라인(46)의 전력을 전압의 강압을 수반하여 저전압측 전력 라인(48)에 공급한다.
시스템 메인 릴레이 SMR은, 고전압측 전력 라인(46)에 있어서의 고전압 배터리(36)와 PCU(34)나 메인 DC/DC 컨버터(54) 사이에 설치되어 있고, 전자 제어 유닛(60)에 의해 온오프 제어됨으로써, 고전압 배터리(36)측과 PCU(34)나 메인 DC/DC 컨버터(54)측의 접속 및 접속의 해제를 행한다.
충전용 릴레이 CHR은, 고전압측 전력 라인(46)에 있어서의 고전압 배터리(36)와 충전기(40)나, 서브 DC/DC 컨버터(56) 사이에 설치되어 있고, 전자 제어 유닛(60)에 의해 온오프 제어됨으로써, 고전압 배터리(36)측과 충전기(40)나 서브 DC/DC 컨버터(56)측의 접속 및 접속의 해제를 행한다.
전자 제어 유닛(60)은, 도시하지 않았지만 CPU를 중심으로 하는 마이크로프로세서로서 구성되어 있고, CPU 이외에도, 처리 프로그램을 기억하는 ROM, 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM, 입출력 포트 등을 구비한다.
전자 제어 유닛(60)에는, 각종 센서로부터의 신호가 입력 포트를 통해 입력되어 있다. 전자 제어 유닛(60)에 입력되는 신호로서는, 예를 들어 모터(32)의 회전자의 회전 위치를 검출하는 회전 위치 센서로부터의 모터(32)의 회전자의 회전 위치나, 고전압 배터리(36)의 단자간에 설치된 전압 센서(36a)로부터의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb, 고전압 배터리(36)의 출력 단자에 설치된 전류 센서(36b)로부터의 고전압 배터리(36)의 전류 Ib(고전압 배터리(36)를 충전할 때가 정(+)인 값), 고전압 배터리(36)에 설치된 온도 센서(36c)로부터의 고전압 배터리(36)의 온도 Tb를 들 수 있다. 또한, 차량측 커넥터(42)에 설치됨과 함께 차량측 커넥터(42)와 전원측 커넥터(92)의 접속을 검출하는 접속 검출 센서(43)로부터의 접속 검출 신호도 들 수 있다. 또한, 이그니션 스위치로부터의 이그니션 신호, 시프트 포지션 센서로부터의 시프트 포지션 SP, 액셀러레이터 페달 포지션 센서로부터의 액셀러레이터 개방도, 브레이크 페달 포지션 센서로부터의 브레이크 페달 포지션, 차속 센서로부터의 차속도 들 수 있다.
전자 제어 유닛(60)으로부터는, 각종 제어 신호가 출력 포트를 통해 출력되고 있다. 전자 제어 유닛(60)으로부터 출력되는 신호로서는, 예를 들어PCU(34)(인버터)에 대한 제어 신호나 충전기(40)에 대한 제어 신호, 히터(52)(스위치(52b))에 대한 제어 신호, 메인 DC/DC 컨버터(54)에 대한 제어 신호, 서브 DC/DC 컨버터(56)에 대한 제어 신호, 시스템 메인 릴레이 SMR에 대한 제어 신호, 충전용 릴레이 CHR에 대한 제어 신호를 들 수 있다.
전자 제어 유닛(60)은, 전류 센서(36b)로부터의 고전압 배터리(36)의 전류 Ib의 적산값에 기초하여 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC를 연산하고 있다. 또한, 전자 제어 유닛(60)은, 외부 충전 시에는 전압 센서(36a)로부터의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb와 전류 센서(36b)로부터의 고전압 배터리(36)의 전류 Ib의 곱으로서 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 연산하고 있다.
이와 같이 하여 구성된 실시예의 전기 자동차(20)에서는, 전자 제어 유닛(60)은, 자택이나 충전 스테이션 등의 충전 포인트에서 주차하고 있을 때에, 시스템 오프로, 차량측 커넥터(42)와 전원측 커넥터(92)가 접속되면(접속 검출 센서(43)에 의해 양자의 접속이 검출되면), 충전용 릴레이 CHR을 온으로 하여, 외부 전원(90)으로부터의 전력을 사용하여 고전압 배터리(36)를 충전하는 외부 충전을 행한다.
이어서, 이와 같이 하여 구성된 실시예의 전기 자동차(20)의 동작, 특히 외부 충전 시의 동작에 대하여 설명한다. 도 2는 실시예의 전자 제어 유닛(60)에 의해 실행되는 처리 루틴의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 루틴은 외부 충전의 개시 시(충전용 릴레이 CHR을 온으로 했을 때)에 실행된다.
도 2의 처리 루틴이 실행되면, 전자 제어 유닛(60)은, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst를 입력한다(스텝 S100). 여기서, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst는, 외부 충전의 개시 시에 온도 센서(36c)에 의해 검출된 값을 입력하는 것으로 했다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst를 입력하면, 입력된 개시 시 온도 Tbst를 소정 온도 Tbno보다도 낮은 소정 온도 Tblo와 비교한다(스텝 S110). 여기서, 소정 온도 Tbno, Tblo는, 고전압 배터리(36)의 제1, 제2 승온 목표 온도이며, 소정 온도 Tbno는, 예를 들어 6℃나 8℃, 10℃ 등을 사용할 수 있고, 소정 온도 Tblo는, 예를 들어 -17℃나 -15℃, -13℃ 등을 사용할 수 있다. 실시예에서는, 소정 온도 Tblo는, 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 온도(동결할 가능성이 있는 온도 범위의 상한)를 사용하는 것으로 했다.
고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는, 도 3의 통상 시 제어를 실행하여(스텝 S120), 본 루틴을 종료하고, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 도 4 및 도 5의 극저온 시 제어를 실행하여(스텝 S130), 본 루틴을 종료한다. 도 3의 통상 시 제어나 도 4 및 도 5의 극저온 시 제어에서는, 외부 충전이 행해지도록 충전기(40)를 제어하는 충전 제어를 실행함과 함께, 필요에 따라, 고전압 배터리(36)가 승온되도록 히터(52)를 제어하는 승온 제어를 실행한다. 이하, 도 3의 통상 시 제어, 도 4 및 도 5의 극저온 시 제어의 순서대로 설명한다.
도 3의 통상 시 제어에서는, 전자 제어 유닛(60)은, 먼저, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst를 소정 온도 Tbno와 비교하여(스텝 S200), 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tbno 미만일 때에는, 승온 제어의 실행을 개시하고(스텝 S202), 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tbno 이상일 때에는, 승온 제어를 실행하지 않는다. 승온 제어에서는, 히터(52)의 스위치(52b)를 온으로 하여 발열 부재(52a)를 통전에 의해 발열시킴으로써 고전압 배터리(36)를 승온한다. 또한, 히터(52)의 소비 전력은, 저전압 배터리(50)로부터의 전력이나 고전압 배터리(36)로부터 메인 DC/DC 컨버터(54)를 통해 저전압측 전력 라인(48)에 공급되는 전력에 의해 조달된다. 이 히터(52)의 소비 전력의 절댓값은, 후술하는 제1 정전력 제어 시의 충전기(40)의 출력 전력의 절댓값보다도 작다.
계속해서, 제1 정전력 제어를 실행한다(스텝 S210). 제1 정전력 제어에서는, 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch1로 일정해지도록 충전기(40)를 제어한다. 소정 전력 Pch1은, 외부 전원(90)의 허용 출력 전력이나 고전압 배터리(36)의 허용 입력 전력 등에 기초하여 정해지는데, 예를 들어 2.5kW나 3.0kW, 3.5kW 등을 사용할 수 있다. 또한, 제1 정전력 제어의 실행에 의해, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb(축전 비율 SOC)가 서서히 커짐과 함께 고전압 배터리(36)의 전류 Ib가 서서히 작아진다.
계속해서, 전압 센서(36a)로부터의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb나 온도 센서(36c)로부터의 고전압 배터리(36)의 온도 Tb를 입력하고(스텝 S212), 승온 제어의 실행 중이며 또한 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S214). 그리고, 승온 제어의 실행 중이며 또한 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상일 때에는, 승온 제어의 실행을 종료하고(스텝 S216), 승온 제어의 실행 중이 아닐 때나 승온 제어의 실행 중이며 또한 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에는, 스텝 S216의 처리를 실행하지 않는다(승온 제어를 실행하지 않은 상태 또는 실행하고 있는 상태를 유지한다).
그리고, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 소정 전압 Vb1과 비교하여(스텝 S218), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 미만일 때에는, 스텝 S210으로 되돌아간다. 여기서, 소정 전압 Vb1은, 제1 정전력 제어의 실행을 종료하는지 여부를 판정하는 데 사용되는 역치이며, 예를 들어 제1 정전력 제어의 실행에 의한 고전압 배터리(36)의 만충전에 상당하는 전압 Vb 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르기까지 제1 정전력 제어를 실행하여, 스텝 S218에서 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르면, 승온 제어를 실행 중일 때에는 그 실행을 종료한다(스텝 S220, S222). 도 3의 통상 시 제어의 실행 시에는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 이상이기 때문에, 제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르렀을 때(제1 정전력 제어의 실행을 종료할 때)의 고전압 배터리(36)의 온도 Tb(이하, 「소정 시 온도 Tbti」라고 한다)도 소정 온도 Tblo 이상이라고 생각된다. 실시예에서는, 제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르면, 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tbno 미만이라도, 승온 제어를 종료하는 것이다. 이에 의해, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 상승하기 어려울 때에, 히터(52)의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
계속해서, 정전압 제어를 실행한다(스텝 S230). 정전압 제어에서는, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1로 일정해지도록 충전기(40)를 제어한다. 또한, 정전압 제어의 실행에 의해, 고전압 배터리(36)의 전류 Ib가 서서히 작아지고, 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 서서히 작아진다.
그리고, 전압 센서(36a)로부터의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb와 전류 센서(36b)로부터의 고전압 배터리(36)의 전류 Ib의 곱으로서 연산된 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 입력하고(스텝 S232), 입력된 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 소정 전력 Pch1보다도 작은 소정 전력 Pch2와 비교하여(스텝 S234), 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2보다도 클 때에는 스텝 S230으로 되돌아간다. 여기서, 소정 전력 Pch2는, 예를 들어 600W나 650W, 700W 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2 이하에 이르기까지 정전압 제어를 실행하여, 스텝 S234에서 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2 이하에 이르면, 제2 정전력 제어를 실행한다(스텝 S240). 제2 정전력 제어에서는, 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2로 일정해지도록 충전기(40)를 제어한다. 또한, 제2 정전력 제어의 실행에 의해, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb(축전 비율 SOC)가 서서히 커짐과 함께 고전압 배터리(36)의 전류 Ib가 서서히 작아진다.
계속해서, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 입력하고(스텝 S242), 입력된 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 소정 전압 Vb1보다도 큰 소정 전압 Vb2와 비교하여(스텝 S244), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 미만일 때에는, 스텝 S240으로 되돌아간다. 여기서, 소정 전압 Vb2는, 제2 정전력 제어의 실행을 종료하고 외부 충전을 종료하는지 여부를 판정하는 데 사용되는 역치이며, 예를 들어 제2 정전력 제어의 실행에 의한 고전압 배터리(36)의 만충전에 상당하는 전압 Vb 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 이상에 이르기까지 제2 정전력 제어를 실행하여, 스텝 S244에서 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 이상에 이르면, 외부 충전이 완료되었다고 판정하고, 본 루틴을 종료한다. 통상 시 제어에서는, 제1 정전력 제어의 실행 후이고 제2 정전력 제어의 실행 전에 정전압 제어를 실행하기 때문에, 제1 정전력 제어로부터 제2 정전력 제어로 이행할 때에 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 원활하게 변화시킬 수 있다.
이어서, 도 4 및 도 5의 극저온 시 제어에 대하여 설명한다. 이 극저온 시 제어는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo(<Tbno) 미만일 때에 실행되기 때문에, 전자 제어 유닛(60)은, 먼저, 승온 제어의 실행을 개시한다(스텝 S300).
계속해서, 도 3의 통상 시 제어의 스텝 S210 내지 S218과 마찬가지로, 제1 정전력 제어를 실행하고(스텝 S310), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb나 온도 Tb를 입력하고(스텝 S312), 승온 제어의 실행을 종료하거나 승온 제어를 실행하지 않은 상태 또는 실행하고 있는 상태를 유지하거나 하여(스텝 S314, S316), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 소정 전압 Vb1과 비교한다(스텝 S318). 그리고, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 미만일 때에는, 스텝 S310으로 되돌아간다. 또한, 지금, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 미만일 때를 생각하고 있기 때문에, 제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo보다도 높은 소정 온도 Tbno 이상에 이를 가능성은 낮다고 생각된다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르기까지 제1 정전력 제어를 실행하여, 스텝 S318에서 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르면, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb를 입력하고(스텝 S320), 입력된 고전압 배터리(36)의 온도 Tb를 소정 온도 Tblo와 비교한다(스텝 S322). 상술한 바와 같이, 제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르렀을 때(제1 정전력 제어의 실행을 종료할 때)의 고전압 배터리(36)의 온도 Tb를 「소정 시 온도 Tbti」라고 한다.
스텝 S322에서 고전압 배터리(36)의 온도 Tb(소정 시 온도 Tbti)가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는, 승온 제어를 실행 중일 때에는 그 실행을 종료한다(스텝 S350, S352). 이에 의해, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 상승하기 어려울 때에, 히터(52)의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 도 3의 통상 시 제어의 스텝 S230 내지 S234와 마찬가지로, 정전압 제어를 실행하고(스텝 S360), 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 입력하고(스텝 S362), 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 소정 전력 Pch2(<Pch1)와 비교한다(스텝 S368). 그리고, 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2보다도 클 때에는, 스텝 S360으로 되돌아간다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2 이하에 이르기까지 정전압 제어를 실행하여, 스텝 S368에서 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch가 소정 전력 Pch2 이하에 이르면, 도 3의 통상 시 제어의 스텝 S240 내지 S244와 마찬가지로, 제2 정전력 제어를 실행하고(스텝 S370), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 입력하고(스텝 S372), 고전압 배터리(36)의 전압 Vb를 소정 전압 Vb2와 비교한다(스텝 S378). 그리고, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 미만일 때에는, 스텝 S240으로 되돌아간다.
이와 같이 하여 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 이상에 이르기까지 제2 정전력 제어를 실행하여, 스텝 S378에서 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 이상에 이르면, 외부 충전이 완료되었다고 판정하고, 본 루틴을 종료한다. 극저온 시 제어에서도, 통상 시 제어와 마찬가지로, 제1 정전력 제어의 실행 후이고 제2 정전력 제어의 실행 전에 정전압 제어를 실행하기 때문에, 제1 정전력 제어로부터 제2 정전력 제어로 이행할 때에 고전압 배터리(36)의 충전 전력 Pch를 원활하게 변화시킬 수 있다.
스텝 S322에서 고전압 배터리(36)의 온도 Tb(소정 시 온도 Tbti)가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 승온 제어의 실행을 계속함과 함께, 충전기(40)를 간헐 구동하고(스텝 S330 내지 S346), 그 후에, 스텝 S322에서 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상에 이르면, 스텝 S350 이후의 처리를 실행한다. 즉, 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상에 이르기까지 승온 제어를 실행하는 것이다. 이에 의해, 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 방지나 해소를 도모할 수 있다. 이하, 충전기(40)의 간헐 구동에 대하여 설명한다.
충전기(40)를 간헐 구동할 때에는, 먼저, 첫회(제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이른 직후)인지 여부를 판정한다(스텝 S330). 그리고, 첫회일 때에는, 충전기(40)의 구동을 중단(정지)하고(스텝 S342), 고전압 배터리(36)의 전류 Ib(고전압 배터리(36)를 충전할 때가 정(+)인 값)의 적산값으로서의 전류량 Isum을, 값 0으로 리셋한 후에 적산을 개시한다(스텝 S344). 충전기(40)의 구동을 중단하면, 충전기(40)의 출력이 값 0이 되는(충전기(40)로부터 서브 DC/DC 컨버터(56)를 통해 저전압측 전력 라인(48)에 공급되는 전력도 값 0이 되는) 점에서, 히터(52)의 소비 전력을 조달하기 위하여, 고전압 배터리(36)로부터 메인 DC/DC 컨버터(54)를 통해 저전압측 전력 라인(48)으로 전력이 공급된다. 즉, 충전기(40)의 구동 중단의 계속에 따라, 전류량 Isum이 부(-)측으로 커진다.
스텝 S330에서 첫회가 아니라고 판정되었을 때에는, 충전기(40)를 구동하고 있는지 여부를 판정하고(스텝 S332), 충전기(40)를 구동하지 않는다(구동을 중단하고 있다)고 판정되었을 때에는, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum을 부의 역치 Isumref1과 비교한다(스텝 S334). 그리고, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum이 역치 Isumref1보다도 클(절댓값으로서는 작을) 때에는, 충전기(40)의 상태를 유지하고(스텝 S346), 스텝 S320으로 되돌아간다. 이 경우, 충전기(40)의 구동 중단을 계속하게 된다. 한편, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum이 역치 Isumref1 이하일 때에는, 충전기(40)의 구동을 재개하고(스텝 S336), 전류량 Isum을, 값 0으로 리셋한 후에 적산을 개시하고(스텝 S338), 스텝 S320으로 되돌아간다. 충전기(40)를 구동할 때에는, 예를 들어 상술한 제1 정전력 제어와 마찬가지로 행하는 것으로 했다. 이와 같이, 역치 Isumref1은, 충전기(40)의 구동 중단을 계속할지 구동을 재개할지를 판정하는 데 사용되는 역치이다.
스텝 S332에서 충전기(40)를 구동하고 있다고 판정되었을 때에는, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum을 정의 역치 Isumref2와 비교한다(스텝 S340). 그리고, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum이 역치 Isumref2보다도 작을 때에는, 충전기(40)의 상태를 유지하고(스텝 S346), 스텝 S320으로 되돌아간다. 이 경우, 충전기(40)의 구동 중단을 계속하게 된다. 한편, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum이 역치 Isumref2 이상일 때에는, 충전기(40)의 구동을 중단하고(스텝 S342), 전류량 Isum을, 값 0으로 리셋한 후에 적산을 개시하고(스텝 S344), 스텝 S320으로 되돌아간다. 이와 같이, 역치 Isumref2는, 충전기(40)의 구동을 계속할지 구동을 중단할지를 판정하는 데 사용되는 역치이다. 또한, 역치 Isumref2는, 고전압 배터리(36)의 과전압이나 과충전을 억제하기 위하여, 역치 Isumref1과 절댓값이 동일하고 부호를 반전시킨 값을 사용하는 것으로 했다.
실시예에서는, 이와 같이 하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 것이다. 충전기(40)를 간헐 구동함으로써, 충전기(40)를 계속 구동하는 것에 비하여 충전기(40)를 구동할 때의 출력을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 충전기(40)의 효율을 양호한 것으로 할 수 있다.
도 6은 외부 충전을 행할 때의 고전압 배터리(36)의 전압 Vb나 축전 비율 SOC, 충전 전력 Pch, 온도 Tb, 승온 제어의 실행 유무의 모습의 일례를 나타내는 설명도이다. 도면 중 「케이스 A」는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 이상일 때의 모습을 나타내고, 「케이스 B」는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 미만이고 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 이상일 때의 모습을 나타내고, 「케이스 C」는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst 및 소정 시 온도 Tbti가 모두 소정 온도 Tblo 미만일 때의 모습을 나타낸다. 케이스 A, B에 대해서는 일점쇄선으로 나타내고, 케이스 C에 대해서는 실선으로 나타낸다.
케이스 A, B, C의 어느 것이든, 제1 정전력 제어를 실행하고 있을 때에 있어서(시각 t1 내지 t2), 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에는 승온 제어를 실행한다. 그리고, 케이스 A, B에서는, 시각 t2에 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르렀을 때에, 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 이상이기 때문에, 승온 제어를 종료하고, 정전압 제어, 제2 정전력 제어를 실행하여 외부 충전을 종료한다. 또한, 케이스 C에서는, 시각 t2에 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 미만이기 때문에, 충전기(40)를 간헐 구동하면서 승온 제어의 실행을 계속하고, 시각 t3에 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상에 이르면, 승온 제어를 종료하고, 정전압 제어, 제2 정전력 제어를 실행하여 외부 충전을 종료한다. 이에 의해, 케이스 A, B, C의 어느 것이든, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 상승하기 어려울 때에, 히터(52)의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 케이스 C의 경우, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상에 이르기까지 승온 제어를 실행하기 때문에, 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 방지나 해소를 도모할 수 있다. 게다가, 케이스 C의 경우, 충전기(40)를 간헐 구동함으로써, 충전기(40)를 계속하여 구동하는 것에 비하여 충전기(40)의 효율을 양호한 것으로 할 수 있다.
이상 설명한 실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo(고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 온도에 기초하여 정해지는 온도) 미만에서의 충전 제어(극저온 시 제어)의 실행 시에 있어서, 제1 정전력 제어의 실행 종료 후(제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이른 후)에, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는 승온 제어를 실행하고, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는 승온 제어를 실행하지 않는다. 따라서, 제1 정전력 제어의 실행 종료 후에 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 승온 제어를 실행하기 때문에, 고전압 배터리(36)를 승온하여 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 방지나 해소를 도모하면서, 외부 충전을 행할 수 있다. 또한, 제1 정전력 제어의 실행 종료 후에 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는, 승온 제어를 실행하지 않기 때문에, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에(소정 온도 Tblo 이상이라도) 승온 제어를 실행하는 것에 비하여, 외기온이 낮거나 하여 승온 제어를 실행해도 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 상승하기 어려울 때에, 히터(52)의 여분의 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 이상에 이르기까지 승온 제어의 실행을 계속하여 외부 충전을 종료하지 않는 것에 비하여, 외부 충전의 종료까지의 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 소정 온도 Tblo는, 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 온도(동결할 가능성이 있는 온도 범위의 상한)를 사용하는 것으로 했지만, 소정 온도 Tbno 미만의 온도이면, 고전압 배터리(36)의 전해액의 동결 온도보다도 약간 높은 온도를 사용하는 것으로 해도 된다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst와 소정 온도 Tblo의 대소 관계에 상관되지 않고, 제1 정전력 제어를, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이르기까지 실행하는 것으로 했지만, 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC가 소정 비율 SOC1 이상에 이르기까지 실행하는 것으로 해도 된다. 여기서, 소정 비율 SOC1은, 예를 들어 제1 정전력 제어의 실행에 의한 고전압 배터리(36)의 만충전에 상당하는 축전 비율 SOC 등을 사용할 수 있다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst와 소정 온도 Tblo의 대소 관계에 상관되지 않고, 제2 정전력 제어를, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb2 이상에 이르기까지 실행하는 것으로 했지만, 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC가 소정 비율 SOC2 이상에 이르기까지 실행하는 것으로 해도 된다. 여기서, 소정 비율 SOC2는, 예를 들어 제2 정전력 제어의 실행에 의한 고전압 배터리(36)의 만충전에 상당하는 축전 비율 SOC 등을 사용할 수 있다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst와 소정 온도 Tblo의 대소 관계에 상관되지 않고, 제1 정전력 제어의 실행 중에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에 승온 제어를 실행하고, 제1 정전력 제어의 실행 종료 후(제1 정전력 제어의 실행 중에 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1 이상에 이른 후)에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에 승온 제어를 실행하는 것으로 했다. 그러나, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는, 제1 정전력 제어의 실행 중이나 실행 종료 후에 상관되지 않고, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에 승온 제어를 실행하는 것으로 해도 된다. 또한, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 제1 정전력 제어의 실행 중이나 실행 종료 후에 상관되지 않고, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에 승온 제어를 실행하는 것으로 해도 된다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum에 기초하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 것으로 했지만, 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC와 전압 Vb 중 어느 것에 기초하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 것으로 해도 된다. 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC에 기초하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 경우, 예를 들어 충전기(40)를 구동하지 않을(구동을 중단하고 있을) 때에는, 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC가 상술한 소정 비율 SOC1보다도 어느 정도 작은 소정 비율 SOC3 이하에 이르렀을 때에 충전기(40)의 구동을 재개하고, 충전기(40)를 구동하고 있을 때에는, 고전압 배터리(36)의 축전 비율 SOC가 소정 비율 SOC3보다도 크며 또한 소정 비율 SOC1 이하인 소정 비율 SOC4 이상에 이르렀을 때에 충전기(40)의 구동을 중단하면 된다. 고전압 배터리(36)의 전압 Vb에 기초하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 경우, 예를 들어 충전기(40)를 구동하지 않을 때에는, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb1보다도 어느 정도 작은 소정 전압 Vb3 이하에 이르렀을 때에 충전기(40)의 구동을 재개하고, 충전기(40)를 구동하고 있을 때에는, 고전압 배터리(36)의 전압 Vb가 소정 전압 Vb3보다도 크며 또한 소정 전압 Vb1 이하인 소정 전압 Vb4 이상에 이르렀을 때에 충전기(40)의 구동을 중단하면 된다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 소정 시 온도 Tbti가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 이상에 이르기까지, 충전기(40)를 간헐 구동하는 것으로 했지만, 충전기(40)를 계속 구동하는 것으로 해도 된다. 또한, 충전기(40)를 계속 구동할 때에는, 고전압 배터리(36)의 과전압이나 과충전을 억제하기 위하여, 충전기(40)의 출력 전력의 절댓값이 히터(52)의 소비 전력의 절댓값 이하로 되도록 충전기(40)를 계속 구동할 필요가 있다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst와 소정 온도 Tblo의 대소 관계에 상관되지 않고, 제1 정전력 제어의 실행 후이고 제2 정전력 제어의 실행 전에, 정전압 제어를 실행하는 것으로 했지만, 이 정전압 제어를 실행하지 않는 것으로 해도 된다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst와 소정 온도 Tblo의 대소 관계에 상관되지 않고, 제1 정전력 제어, 정전압 제어, 제2 정전력 제어를 순서대로 실행하는 것으로 했지만, 제1 정전력 제어만을 실행하여 정전압 제어나 제2 정전력 제어를 실행하지 않는 것으로 하는 등, 외부 충전이 행해지도록 충전기(40)를 제어하는 것이면 어떤 것으로 하든 상관없다. 이 경우에 있어서, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 이상일 때에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tbno 미만일 때에 승온 제어를 실행하고, 고전압 배터리(36)의 개시 시 온도 Tbst가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에 승온 제어를 실행하는 것으로 해도 된다. 또한, 이 경우에 있어서, 고전압 배터리(36)의 온도 Tb가 소정 온도 Tblo 미만일 때에는, 고전압 배터리(36)의 전류량 Isum과 축전 비율 SOC와 전압 Vb 중 어느 것에 기초하여 충전기(40)를 간헐 구동하는 것으로 해도 된다.
실시예의 전기 자동차(20)에서는, 차량측 커넥터(42)와 전원측 커넥터(92)가 접속되어 있을 때에 외부 전원(90)으로부터의 전력을 사용하여 고전압 배터리(36)를 충전하는 충전기(40)를 구비하는 것으로 했다. 그러나, 이 충전기(40) 외에 또는 대신하여, 외부 전원(90)으로부터의 전력을 비접촉으로 수전하여 고전압 배터리(36)를 충전하는 충전기를 구비하는 것으로 해도 된다.
실시예에서는, 주행용의 모터(32)를 구비하는 전기 자동차(20)의 구성으로 했지만, 주행용의 모터 외에 주행용의 엔진도 구비하는 하이브리드 자동차의 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 도 7의 하이브리드 자동차(120)에 도시한 바와 같이, 구동륜(22a, 22b)에 연결된 구동축(26)에 모터(32)를 접속하는 것 외에도, 구동축(26)에 플래니터리 기어(124)를 통해 엔진(122) 및 모터(126)를 접속하는 구성으로 해도 된다. 또한, 도 8의 하이브리드 자동차(220)에 도시한 바와 같이, 구동륜(22a, 22b)에 연결된 구동축(26)에 변속기(230)를 통해 모터(32)를 접속함과 함께, 모터(32)의 회전축에 클러치(224)를 통해 엔진(222)을 접속하는 구성으로 해도 된다.
실시예의 주요한 요소와 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명의 주요한 요소의 대응 관계에 대하여 설명한다. 실시예에서는, 고전압 배터리(36)가 「배터리」에 상당하고, 충전기(40)가 「충전기」에 상당하고, 히터(52)가 「승온 장치」에 상당하고, 전자 제어 유닛(60)이 「제어 장치」에 상당한다.
또한, 실시예의 주요한 요소와 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명의 주요한 요소의 대응 관계는, 실시예의 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명을 실시하기 위한 형태를 구체적으로 설명하기 위한 일례인 점에서, 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명의 요소를 한정하는 것은 아니다. 즉, 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명에 관한 해석은 그 란의 기재에 기초하여 행하여져야 할 것이며, 실시예는 과제의 해결 수단의 란에 기재한 발명의 구체적인 일례에 지나지 않는 것이다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 실시예를 사용하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시예에 하등 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 다양한 형태에서 실시할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명은 자동차의 제조 산업 등에 이용 가능하다.
본 자동차를 이하와 같이 정의할 수도 있다.
자동차는,
주행용의 모터와,
상기 모터에 전력을 공급하는 배터리와,
외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 상기 배터리를 충전하는 외부 충전을 실행하는 충전기와,
상기 배터리가 접속된 전력 라인에 접속됨과 함께 상기 배터리를 승온하면,
상기 외부 충전이 행해지도록 상기 충전기를 제어하는 충전 제어의 실행 시에 있어서, 상기 배터리의 온도가 제1 소정 온도보다도 낮은 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리가 승온되도록 상기 승온 장치를 제어하는 승온 제어를 실행하고, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 승온 제어를 실행하지 않도록 구성된 전자 제어 유닛
을 포함한다.
상기 전자 제어 유닛은,
상기 충전 제어의 실행 시에 있어서,
상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고, 상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 제2 소정 온도는, 상기 배터리의 전해액의 동결 온도여도 된다.
상기 전자 제어 유닛은,
상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는,
상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 충전 전력이 제1 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제1 정전력 제어를 실행하고,
상기 제1 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율과 전압 중 어느 것이 제1 역치 이상에 이른 제1 조건이 성립되면, 상기 배터리의 충전 전력이 상기 제1 소정 전력보다도 작은 제2 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제2 정전력 제어를 실행하고,
상기 제2 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율과 전압 중 어느 것이 상기 제1 역치보다도 큰 제2 역치 이상에 이른 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고,
상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는,
상기 충전 제어로서, 상기 제1 정전력 제어를 실행하고,
상기 제1 조건이 성립되어, 상기 제1 조건이 성립되었을 때의 상기 배터리의 온도인 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상일 때에는 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고,
상기 제1 조건이 성립되어, 상기 제1 조건이 성립되었을 때의 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이른 후에 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 전자 제어 유닛은,
상기 개시 시 온도와 상기 제2 소정 온도의 대소 관계에 상관되지 않고,
상기 제1 정전력 제어의 실행 중에는 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고,
상기 제1 조건이 성립된 후에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이르기까지, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 정전력 제어의 실행 후이며 또한 상기 제2 정전력 제어의 실행 전에, 상기 배터리의 전압이 소정 전압으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 정전압 제어를 실행하도록 구성되어 있어도 된다.

Claims (8)

  1. 자동차에 있어서,
    주행용의 모터와,
    상기 모터에 전력을 공급하는 배터리와,
    외부 전원으로부터의 전력을 사용하여 상기 배터리를 충전하는 외부 충전을 실행하는 충전기와,
    상기 배터리가 접속된 전력 라인에 접속됨과 함께 상기 배터리를 승온하면,
    상기 외부 충전이 행해지도록 상기 충전기를 제어하는 충전 제어의 실행 시에 있어서, 상기 배터리의 온도가 제1 소정 온도보다도 낮은 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리가 승온되도록 상기 승온 장치를 제어하는 승온 제어를 실행하고, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 승온 제어를 실행하지 않도록 구성된 전자 제어 유닛
    을 포함하는, 자동차.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은,
    상기 충전 제어의 실행 시에 있어서,
    상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고, 상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하도록 구성되어 있는, 자동차.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하도록 구성되어 있는, 자동차.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 소정 온도는, 상기 배터리의 전해액의 동결 온도인, 자동차.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은,
    상기 외부 충전의 개시 시의 상기 배터리의 온도인 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상인 경우에는,
    상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 충전 전력이 제1 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제1 정전력 제어를 실행하고,
    상기 제1 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율과 전압 중 어느 것이 제1 역치 이상에 이른 제1 조건이 성립되면, 상기 배터리의 충전 전력이 상기 제1 소정 전력보다도 작은 제2 소정 전력으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 제2 정전력 제어를 실행하고,
    상기 제2 정전력 제어의 실행 중에 상기 배터리의 축전 비율과 전압 중 어느 것이 상기 제1 역치보다도 큰 제2 역치 이상에 이른 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고,
    상기 개시 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는,
    상기 충전 제어로서, 상기 제1 정전력 제어를 실행하고,
    상기 제1 조건이 성립되어, 상기 제1 조건이 성립되었을 때의 상기 배터리의 온도인 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 이상일 때에는 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하고,
    상기 제1 조건이 성립되어, 상기 제1 조건이 성립되었을 때의 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이른 후에 상기 제2 정전력 제어를 실행하고 상기 제2 조건이 성립되면 상기 충전 제어를 종료하도록 구성되어 있는, 자동차.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은,
    상기 개시 시 온도와 상기 제2 소정 온도의 대소 관계에 상관되지 않고,
    상기 제1 정전력 제어의 실행 중에는 상기 배터리의 온도가 상기 제1 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하고,
    상기 제1 조건이 성립된 후에는 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 미만일 때에 상기 승온 제어를 실행하도록 구성되어 있는, 자동차.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 소정 시 온도가 상기 제2 소정 온도 미만인 경우에는, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 소정 온도 이상에 이르기까지, 상기 충전 제어로서, 상기 배터리의 축전 비율과 전압과 충방전 전류량 중 어느 것에 기초하여 상기 충전기를 간헐 구동하도록 구성되어 있는, 자동차.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제1 정전력 제어의 실행 후이며 또한 상기 제2 정전력 제어의 실행 전에, 상기 배터리의 전압이 소정 전압으로 일정해지도록 상기 충전기를 제어하는 정전압 제어를 실행하도록 구성되어 있는, 자동차.
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