WO2012124477A1 - バッテリ温度制御装置 - Google Patents

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heater
control device
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木下　拓哉
敦史 ▲高▼野
崇 飯森
一彦 沖野
久 新岡
山本　直樹
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery temperature control device for preventing a temperature drop of a battery used in a cold region, particularly when not in use.
  • the battery electrolyte may freeze when not in use.
  • the state of charge SOC does not decrease, but the input / output power to the battery decreases due to the increase in internal resistance.
  • the battery electrolyte freezes the input / output power of the battery finally reaches zero.
  • the vehicle cannot run.
  • the battery temperature control device is for adjusting the temperature of the on-vehicle battery, and when the outside air temperature is lower than the minimum temperature when the ignition switch is turned off, the battery is heated by a heater.
  • the battery is heated by the heater only according to the outside air temperature when the ignition switch is OFF, Although the outside air temperature when the ignition switch is OFF is high and the heater is not turned ON when the ignition switch is OFF, the heater will continue to be turned OFF even when the outside air temperature subsequently decreases.
  • the present invention predicts the time until the battery temperature becomes a low temperature causing the above problems from the combination of the battery temperature and the outside air temperature, and controls the heating of the battery by the heater based on the time management based on this time.
  • an object of the present invention is to propose a battery temperature control device that does not cause the above-described problems.
  • the battery temperature control apparatus is configured as follows. First, a battery temperature control device which is a premise of the present invention will be described. When the battery becomes lower than a predetermined temperature, the temperature is adjusted by heating the battery with a heater.
  • the present invention is characterized in that the battery temperature control device is provided with the following battery temperature drop time prediction means and heating necessity determination means.
  • the former battery temperature drop time predicting means predicts the time when the battery will be lower than the predetermined temperature based on the combination of the battery temperature and the outside air temperature, and the latter warming necessity determination means When the predicted time has elapsed, it is determined whether or not the battery is below the predetermined temperature to determine whether the heater needs to be heated.
  • the battery temperature control device of the present invention based on the combination of the temperature of the battery and the outside air temperature, the time when the battery will be lower than the predetermined temperature is predicted, and when the predicted time elapses, the battery is predetermined. In order to determine whether it is less than the temperature and determine whether heating by the heater is necessary, Even if the outside air temperature is high at the beginning and the heater is not turned on, the determination whether the battery is lower than the predetermined temperature or not (determining whether the heater needs to be heated) is performed again when the predicted time has elapsed. Will be done.
  • the temperature of the battery is surely adjusted by heating with the heater. Can do. Therefore, it can be avoided that the battery is kept below the predetermined temperature, and it is possible to prevent, for example, the worst situation in which the battery electrolyte is frozen.
  • the above effect is obtained by heating the battery with the heater only when it is determined that the battery is lower than the predetermined temperature when the predicted time has elapsed.
  • the battery temperature control device does not start, and the above effect can be achieved with minimum power consumption.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the installation procedure of the heater in FIG. 2 is a flowchart showing a battery temperature control program executed by a temperature controller in FIG.
  • FIG. 4 is a map diagram of the next controller activation time obtained when the battery temperature during non-use of the battery is in a temperature range where there is no possibility of freezing in FIG.
  • It is a time chart which illustrates a certain time-dependent change of the outside temperature in a specific place, and various battery temperatures.
  • It is a time chart which illustrates other time-dependent changes of the outside temperature in the same place, and various battery temperatures.
  • FIG. 1 is a control system diagram of a battery temperature control device according to an embodiment of the present invention.
  • this battery temperature control device adjusts the temperature of a high-power battery 1 of an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Shall be for.
  • the high-power battery 1 includes a plurality of (two in FIG. 2) battery modules 1a and 1b formed by stacking a plurality of battery shells, and integrated as a set. A large capacity battery that can be used for motor drive.
  • reference numeral 2 denotes a heater for adjusting the temperature of the battery 1. As shown in FIG. 2, the heater 2 is arranged along the stacking direction of the battery shells with respect to the battery modules 1a and 1b. Provided in the immediate vicinity of the modules 1a and 1b.
  • reference numeral 3 denotes an electric motor used for driving the electric vehicle.
  • the electric motor 3 is electrically connected to the battery 1 via the inverter 4.
  • a main relay switch 5 is inserted in the electric path between the inverter 4 and the battery 1, and this main relay switch 5 is opened and closed via a drive controller (not shown) in conjunction with the ignition switch 6 of the electric vehicle. It is closed when the switch 6 is turned on and opened when the ignition switch 6 is turned off.
  • the electric vehicle can be driven by driving the motor 3.
  • the main relay switch 5 is opened in conjunction with the OFF of the ignition switch 6, the DC power from the battery 1 cannot go to the electric motor 3, and the electric vehicle can be kept stopped by stopping the motor 3. .
  • a charger 7 is connected between the DC side of the inverter 4 and the main relay switch 5, and when connecting the charger 7 to an external power source, the main relay switch 5 is closed by a charge controller (not shown), The battery 1 can be charged by an external power source.
  • the temperature control device for the battery 1 provided for the above will be described below.
  • the heater 2 provided along the stacking direction of the battery shell in the immediate vicinity of the battery modules 1a and 1b so as to adjust the temperature of the battery 1 is connected to the DC side of the inverter 4 as shown in FIG. Electrical connection is made between the main relay switch 5 and the heater switch 8 is inserted in the electric path between the connection portion and the heater 2.
  • the opening and closing of the heater switch 8 is controlled by a temperature control controller 9 (a battery built-in and self-startable controller) that controls the temperature of the battery 1.
  • This temperature controller 9 further opens and closes the main relay switch 5 while the main relay switch 5 is opened in conjunction with the OFF of the ignition switch 6.
  • the temperature controller 9 also closes the main relay switch 5 to energize (turn on) the heater 2 in synchronization with this, and synchronizes with this when the heater switch 8 is opened.
  • the main relay switch 5 is also opened to turn off the heater 2 (OFF).
  • the temperature controller 9 has an ON / OFF control of the heater 2 through the above-described synchronous closing and opening of the heater switch 8 and the main relay switch 5.
  • ON / OFF signal of the ignition switch 6 A signal from the battery storage state sensor 11 that detects the storage state SOC of the battery 1, a signal from the battery temperature sensor 12 that detects the temperature Tbat of the battery 1, and A signal from the outside air temperature sensor 13 for detecting the outside air temperature Tatm is input.
  • the temperature controller 9 executes the control program shown in FIG. 3 based on these input information, and performs temperature control of the battery 1 in the following manner.
  • step S11 it is checked whether or not the ignition switch 6 is in an OFF state. If the ignition switch 6 is not in the OFF state, the main relay switch 5 is closed in conjunction with the ON of the ignition switch 6, and the vehicle can be driven by driving the electric motor 3. In this case, the control is terminated as it is and the process exits from the loop of FIG.
  • step S12 When it is determined in step S11 that the ignition switch 6 is in the OFF state, in step S12, whether or not the ignition switch 6 is in the OFF state for the first time, that is, whether or not immediately after the ignition switch 6 is turned from ON to OFF. Check. If it is immediately after turning off the ignition switch 6, it is checked in step S13 corresponding to the heating necessity determination means in the present invention whether or not the battery temperature Tbat is lower than the first set temperature Tbat1.
  • the first set temperature Tbat1 is a set value for determining whether or not the electrolyte of the battery 1 is likely to freeze, and is determined as follows, for example.
  • the battery electrolyte freezes when the battery temperature Tbat becomes lower than, for example, about ⁇ 25 ° C. to ⁇ 30 ° C., and the input / output power of the battery 1 becomes zero.
  • the battery 1 is removed by the heater 2 when the battery temperature Tbat becomes low, for example, about ⁇ 20 ° C., more preferably about ⁇ 17 ° C. It is better to warm. Therefore, in the present embodiment, for example, a temperature of about ⁇ 17 ° C. is set as the first set temperature Tbat1.
  • step S13 when it is determined that the battery temperature Tbat is not lower than the first set temperature Tbat1 (Tbat ⁇ Tbat1), that is, the battery temperature Tbat is high enough to prevent the battery electrolyte from freezing. If In step S14, based on the map illustrated in FIG. 4, the time until the battery temperature Tbat decreases to the first set temperature Tbat1 is predicted from the combination of the battery temperature Tbat and the outside air temperature Tatm. The sleep time (next controller activation time) ⁇ t from when the temperature controller 9 is activated next time until the control program of FIG. 3 is executed is set. Therefore, step S13 and step S14 correspond to the battery temperature drop time predicting means in the present invention. In the next step S15, the temperature controller 9 opens the heater switch 8 and the main relay switch 5 to enter a sleep state in which the heater 2 is turned off.
  • FIGS. 5 and 6 are actual measurement data of two examples in which changes in the battery temperature Tbat (1 to 7) are plotted when the initial battery temperature is changed and the outside air temperature Tatm is drastically reduced.
  • the battery temperature Tbat (1-7) falls below the freezing point of the battery electrolyte, the electrolyte freezes and the battery does not function as a battery.
  • next controller start time ⁇ t time until the battery temperature Tbat decreases to the first set temperature Tbat1 is determined by setting the ignition switch 6 key-off timing at about 16:00 when the outside air temperature Tatm starts to decrease
  • the operating temperature of the heater 2 is set to the battery temperature that can be obtained from the battery 1 as the first set temperature Tbat1 (-17 ° C). At each temperature, it can be read how many hours later the temperature controller 9 should be activated.
  • FIG. 4 shows the result of reading the next controller start-up time assuming that the battery 1 cools earliest from FIGS. Therefore, in step S14, based on the map illustrated in FIG. 4, the time until the battery temperature Tbat decreases to the first set temperature Tbat1 from the combination of the battery temperature Tbat and the outside air temperature Tatm, that is, the next temperature adjustment.
  • a sleep time (next controller activation time) ⁇ t from when the controller 9 is activated until the control program of FIG. 3 is executed can be set.
  • Step S11 to Step S15 When the above control by the loop including Step S11 to Step S15 is performed and the temperature controller 9 enters the sleep state in which the heater 2 is turned off by “opening” the heater switch 8 and the main relay switch 5, The temperature controller 9 measures the elapsed time from when the sleep state is entered using the built-in timer, and maintains the sleep state until the next controller activation time ⁇ t set in step S14 has elapsed.
  • the temperature controller 9 executes (wakes up) the control program in FIG. 3 again when the next controller activation time ⁇ t has elapsed since the sleep state. During this wakeup, step S12 is not determined to be the first time, so control proceeds to step S16, whereupon the control proceeds to step S13 in response to the determination result that the wakeup has been performed.
  • step S13 If it is determined in step S13 that the battery temperature Tbat has not yet become lower than the first set temperature Tbat1 even in the sleep state for the time ⁇ t, the control proceeds again to step S14 and step S15, and new in step S14. The sleep state is maintained for the next controller activation time ⁇ t set to.
  • step S13 determines the battery temperature drop, and the control proceeds to step S17.
  • the battery temperature Tbat becomes the second set temperature Tbat2.
  • This second set temperature Tbat2 is a setting for determining whether the electrolyte in battery 1 is frozen or just before freezing and the power that can be input / output is 0, that is, whether heating by heater 2 is no longer possible
  • the value is determined as follows, for example.
  • the battery electrolyte freezes when the battery temperature Tbat becomes a low temperature of about -25 ° C to -30 ° C, for example, and the battery 1 cannot operate the heater 2, thereby heating the battery 1 (temperature adjustment).
  • a temperature of about ⁇ 25 ° C. is set as the second set temperature Tbat2.
  • step S14 When it is determined in step S17 that Tbat ⁇ Tbat2 (battery 1 cannot operate heater 2), in step S14, a map different from the map in FIG. 4 described above, but after 7 o'clock in FIGS. Based on the map for the time until the battery electrolyte is thawed from the rise in battery temperature Tbat (1-7) accompanying the rise in outside air temperature Tatm, the same procedure is used to obtain the map in Fig. 4. Based on the combination of Tbat and outside air temperature Tatm, the time required for the battery electrolyte to thaw is predicted, and this time is the sleep time (next controller) until the next temperature controller 9 starts and the control program in FIG. 3 is executed. Startup time) Set to ⁇ t.
  • step S17 and step S14 correspond to the battery electrolyte thawing time prediction means in the present invention.
  • the temperature controller 9 opens the heater switch 8 and the main relay switch 5 to enter a sleep state in which the heater 2 is turned off.
  • the above control is performed by a loop including step S11, step S12, step S16, step S13, step S17, step S14, and step S15, and the temperature controller 9 causes the heater switch 8 and the main relay switch 5 to be “open”.
  • the temperature controller 9 measures the elapsed time from when the sleep state is entered using the built-in timer, and maintains the sleep state until the next controller activation time ⁇ t set in step S14 has elapsed.
  • the temperature controller 9 executes (wakes up) the control program in FIG. 3 again when the next controller activation time ⁇ t has elapsed since the sleep state. If it is determined in step S17 that the battery temperature Tbat is still lower than the second set temperature Tbat2 even in the sleep state for the time ⁇ t, the control proceeds to step S14 and step S15 again, and is newly set in step S14. The sleep state is maintained for the next controller activation time ⁇ t.
  • step S17 determines that the battery temperature has risen, and the control is performed in step S18.
  • step S18 it is checked whether or not the state of charge SOC of the battery 1 is a level equal to or higher than the set value SOCs at which the heater 2 can be operated.
  • step S18 If it is determined in step S18 that SOC ⁇ SOCs, since the battery 1 is not in a power storage state in which the heater 2 can be operated, the temperature controller 9 performs the execution of step S15 (“open” of the heater switch 8 and the main relay switch 5). When the heater 2 is turned off, the sleep state is entered. When it is determined in step S18 that SOC ⁇ SOCs, since the battery 1 is in a power storage state in which the heater 2 can be operated, the temperature controller 9 advances control to step S19, and the heater switch 8 and the main relay switch 5 are closed. ”, The heater 2 is operated by the electric power from the battery 1 to heat the battery 1.
  • the battery temperature rise is determined in step S13, and the control proceeds to step S14 and step S15.
  • the temperature controller 9 maintains the sleep state during the next controller activation time ⁇ t set in step S14, and again executes (wakes up) the control program of FIG. 3 when the time ⁇ t has elapsed, thereby performing the battery temperature control. repeat.
  • the temperature of the battery 1 is adjusted as follows while the battery 1 is not in use due to the ignition switch 6 being turned off. While the battery temperature Tbat is equal to or higher than the first set temperature Tbat1 (step S13), that is, while there is no risk of the battery electrolyte freezing, the battery temperature Tbat is determined from the combination of the battery temperature Tbat and the outside air temperature Tatm.
  • next controller start time ⁇ t (step S14)
  • the next controller activation time ⁇ t it is determined in step S13 whether or not the battery temperature Tbat has dropped below the first set temperature Tbat1 by wakeup of the control program shown in FIG.
  • the heater 2 is driven by the battery to heat the battery 1 (step S19).
  • the battery temperature Tbat is less than the first set temperature Tbat1 in step S13 again by the above wakeup. It is determined whether or not the temperature has decreased to the above (determining whether heating by the heater 2 is necessary). For this reason, even if the heater 2 is not operated because Tbat ⁇ Tbat1 (step S13) initially, if Tbat ⁇ Tbat1 (step S13) due to the subsequent temperature drop, the heater 2 is heated (step S19). The temperature of the battery 1 can be reliably adjusted. Therefore, it can be avoided that the battery 1 is kept below the first set temperature Tbat1, and it is possible to prevent the worst situation in which the battery electrolyte is frozen.
  • the battery 1 is heated by the heater 2 only when it is determined in step S13 that Tbat ⁇ Tbat1 by wakeup of the control program shown in FIG. Therefore, when the battery 1 is not in use due to the ignition switch 6 being turned off, the heater 2 operates only when it is really necessary (when Tbat ⁇ Tbat1 is judged).
  • the above effect can be achieved with the power consumption, and the state of charge SOC of the battery 1 can be maintained at a level at which the vehicle can travel for a long time.
  • step S17 when the battery temperature Tbat is lower than the second set temperature Tbat2 near the freezing point of the battery electrolyte (step S17), the battery electrolyte is defrosted from the combination of the battery temperature Tbat and the outside air temperature Tatm. Predicting the time until it is set, this time is set to the next controller activation time ⁇ t (step S14), When the next controller activation time ⁇ t has elapsed, it is determined in step S13 whether or not the battery temperature Tbat has dropped below the first set temperature Tbat1 by wakeup of the control program shown in FIG. When the voltage drops (Tbat ⁇ Tbat1), the heater 2 is driven by the battery to heat the battery 1 (step S19).
  • the battery 1 waits in the sleep state until the battery electrolyte is naturally thawed, and after the battery electrolyte has naturally thawed, the temperature adjustment by the heater 2 is performed as described above. Therefore, re-freezing of the battery electrolyte can be surely prevented.
  • the next controller activation time ⁇ t time until the battery electrolyte is thawed
  • the next controller activation time ⁇ t time until the battery electrolyte is thawed
  • the next controller activation time ⁇ t time until the battery electrolyte is thawed
  • the next controller activation time ⁇ t time until the battery electrolyte is thawed
  • the battery electrolyte freezes as shown in FIGS. 5 and 6, it may be set to start between noon and 16:00 when the outside air temperature is likely to reach the maximum temperature.

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Abstract

　不使用中のバッテリ(1)を最少のバッテリ消費電力で凍結することのないよう、バッテリ駆動ヒーター(2)で自動的に加温するようにしたバッテリ温度制御装置を提供する。　バッテリ温度Tbatが凍結の虞のない第1の設定温度Tbat1以上である間（ステップＳ13）、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満になるであろう時間を予測して、これを次回コントローラ起動時間Δtと定め（ステップＳ14）、この時間Δtが経過した時、図の制御プログラムのウエイクアップにより、ステップＳ13でTbat< Tbat1に温度低下したか否かの判定を行い、このバッテリ温度低下時にヒーターをバッテリ駆動してバッテリ1の加温を行う（ステップＳ19）。

Description

バッテリ温度制御装置
本発明は、寒冷地で用いるバッテリの、特に不使用中における温度低下を防止するバッテリ温度制御装置に関するものである。
　電動車両に搭載したバッテリのように、寒冷地で用いることが想定されるバッテリは、不使用中にバッテリ電解液が凍結することがある。
　バッテリは温度低下すると、蓄電状態SOCが低下するわけではないが、内部抵抗の増大によりバッテリに対する入出力可能電力が低下し、バッテリ電解液が凍結すると、バッテリの入出力可能電力が遂には0になって、バッテリを走行エネルギー源とする電動車両の場合は走行不能に陥る。
　そこで、バッテリの入出力可能電力がかかる不都合を生ずる状態になるまで温度低下する前に、ヒーターでバッテリを加温して温度調節するバッテリ温度制御装置が必要である。
　このようにバッテリをヒーターで加温して温度調節するバッテリ温度制御装置としては従来、例えば特許文献1に記載のようなものが提案されている。
　この提案技術によるバッテリ温度制御装置は、車載バッテリの温度調節を行うもので、イグニッションスイッチのOFF時に外気温度が最低温度よりも低いとき、ヒーターでバッテリを加温するというものである。
特開２００３－２０３６７９号公報
しかし、上記した従来のバッテリ温度制御装置にあっては、イグニッションスイッチOFF時の外気温度のみに応じ、バッテリをヒーターにより加温するものであるため、
　イグニッションスイッチOFF時の外気温度が高くて、イグニッションスイッチOFF時当初はヒーターをONしなかったものの、その後に外気温度が低下したときも、ヒーターはOFFにされ続けることになる。
　この場合、外気温度がバッテリ電解液の凝固点まで低下しても、ヒーターがONされず、遂にはバッテリ電解液の凍結によりバッテリの入出力可能電力が0になって、バッテリ電力により走行する電動車両が走行不能に陥ってしまうという問題を生ずる。
本発明は、バッテリ温度と外気温度との組み合わせから、バッテリ温度が上記のような問題を生ずる低温になるまでの時間を予測し、この時間に基づく時間管理によりヒーターによるバッテリの加温制御を行うことで、上記の問題を生ずることのないようにしたバッテリ温度制御装置を提案することを目的とする。
この目的のため本発明によるバッテリ温度制御装置は、これを以下のように構成する。
先ず本発明の前提となるバッテリ温度制御装置を説明するに、これは、
バッテリが所定温度未満になるとき、ヒーターでバッテリを加温して温度調節するものである。
　本発明は、かかるバッテリ温度制御装置に対し、以下のようなバッテリ温度低下時間予測手段および加温要否判定手段を設けた構成に特徴づけられる。
　前者のバッテリ温度低下時間予測手段は、上記バッテリの温度と、外気温度との組み合わせに基づき、バッテリが上記所定温度未満になるであろう時間を予測し、また後者の加温要否判定手段は、当該予測した時間の経過時に、バッテリが前記所定温度未満であるか否かの判定を行って上記ヒーターによる加温の要否を判定するものである。
　かかる本発明のバッテリ温度制御装置によれば、バッテリの温度および外気温度の組み合わせに基づき、バッテリが上記所定温度未満になるであろう時間を予測し、当該予測時間が経過した時に、バッテリが所定温度未満であるか否かの判定を行って上記ヒーターによる加温の要否を判定するため、
　当初は外気温度が高くてヒーターをONしなかったとしても、上記の予測時間が経過した時に改めて、バッテリが所定温度未満であるか否かの判定（上記ヒーターによる加温の要否判定）を行うこととなる。
　このため、当初は外気温度が高くてヒーターをONしなかったとしても、その後に外気温度の低下によりバッテリが上記所定温度未満になったら、上記ヒーターによる加温によってバッテリを確実に温度調節することができる。
　従って、バッテリが上記所定温度未満のままにされるのを回避し得て、例えばバッテリ電解液が凍結するような最悪事態となるのを防止することができる。
　また、上記予測時間の経過時に改めて、バッテリが所定温度未満であると判定した場合のみ、上記ヒーターによるバッテリの加温を行うことで、上記の効果が得られるようにしたため、本当に必要な時にしかバッテリ温度制御装置は起動せず、最小限の消費電力で上記の効果を達成することができる。
本発明の一実施例になるバッテリ温度制御装置の概略を示す制御システム図である。 図1におけるヒーターの設置要領を示す説明図である。 図1における温調コントローラが実行するバッテリ温度制御プログラムを示すフローチャートである。 図3において、バッテリの不使用中バッテリ温度が凍結の虞のない温度域であるときに求める次回コントローラ起動時間のマップ図である。 特定地における外気温度と、各種バッテリ温度の或る経時変化を例示するタイムチャートである。 同じ場所における外気温度および各種バッテリ温度の他の経時変化を例示するタイムチャートである。
以下、本発明の実施の形態を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例の構成＞
　図1は、本発明の一実施例になるバッテリ温度制御装置の制御システム図で、本実施例では、このバッテリ温度制御装置を、電気自動車やハイブリッド車両など電動車両の強電バッテリ1を温度調節するためのものとする。　また強電バッテリ1は、例えば図2に示すように、複数個の電池シェルを積層してユニット化した電池モジュール1a,1bを複数個（図2では2個）、1セットにして一体化した、モータ駆動に供し得る大容量のバッテリとする。
　図1において、2は、バッテリ1の温度調節を行うためのヒーターで、このヒーター2は図2に示すごとく、電池モジュール1a,1bに対し、電池シェルの積層方向に沿うよう配置して、電池モジュール1a,1bの直近に設ける。
　図1において、3は、電動車両の走行駆動に用いる電動モータで、この電動モータ3は、インバータ4を介してバッテリ1に電気接続する。
　そして、インバータ4およびバッテリ1間の電路中にメインリレースイッチ5を挿置し、このメインリレースイッチ5は、電動車両のイグニッションスイッチ6に連動して、図示せざる駆動コントローラを介し開閉され、イグニッションスイッチ6のON時に閉じ、イグニッションスイッチ6のOFF時に開くものとする。
　イグニッションスイッチ6のONに連動してメインリレースイッチ5が閉じている間、バッテリ1からの直流電力は、インバータ4により直流→交流変換されると共に該インバータ4による制御下で電動モータ3に向け出力され、該モータ3の駆動により電動車両を走行させることができる。
　イグニッションスイッチ6のOFFに連動してメインリレースイッチ5が開いている場合、バッテリ1からの直流電力は電動モータ3に向かい得ず、該モータ3の停止により電動車両を停車状態に保つことができる。
　インバータ4の直流側とメインリレースイッチ5との間には充電器7を接続して設け、この充電器7を外部電源に接続するとき、図示せざる充電コントローラによりメインリレースイッチ5が閉じられ、バッテリ1を外部電源により充電することができる。
＜バッテリ温度制御＞
　上記の用に供されるバッテリ1の温度制御装置を以下に説明する。
　図2につき前述した通り、バッテリ1の温度調節を行い得るよう、電池モジュール1a,1bの直近において電池シェルの積層方向に沿うよう設けたヒーター2は、図1に示すごとくインバータ4の直流側とメインリレースイッチ5との間に電気接続し、この接続部とヒーター2との間の電路中にヒータースイッチ8を挿置する。
　ヒータースイッチ8の開閉は、バッテリ1の温度制御を司る温調コントローラ9（電池を内蔵し、自己起動可能なコントローラ）により制御する。
　この温調コントローラ9は更に、メインリレースイッチ5がイグニッションスイッチ6のOFFに連動して開かれている間、当該メインリレースイッチ5をも開閉するものとし、
　この際、温調コントローラ9は、ヒータースイッチ8を閉じるとき、これに同期してメインリレースイッチ5をも閉じてヒーター2を附勢（ON）し、ヒータースイッチ8を開くとき、これに同期してメインリレースイッチ5をも開いてヒーター2を滅勢（OFF）するものとする。
　温調コントローラ9には、ヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5の上記した同期閉開を介したヒーター2のON,OFF制御を行うために、
　前記イグニッションスイッチ6のON,OFF信号と、
　バッテリ1の蓄電状態SOCを検出するバッテリ蓄電状態センサ11からの信号と、　バッテリ1の温度Tbatを検出するバッテリ温度センサ12からの信号と、
　外気温度Tatmを検出する外気温度センサ13からの信号とを入力する。
　温調コントローラ9は、これら入力情報を基に図3に示す制御プログラムを実行して、バッテリ1の温度制御を以下の要領で行う。
　ステップＳ11においては、イグニッションスイッチ6がOFF状態か否かをチェックする。
　イグニッションスイッチ6がOFF状態でなければ、イグニッションスイッチ6のONに連動してメインリレースイッチ5が閉じられ、電動モータ3の駆動による車両走行が可能な状態である。この場合は、制御をそのまま終了して図3のループから抜ける。
　ステップＳ11でイグニッションスイッチ6がOFF状態であると判定するときは、ステップＳ12において、イグニッションスイッチ6がOFF状態になって初回か否かを、つまりイグニッションスイッチ6をONからOFFにした直後か否かをチェックする。
　イグニッションスイッチ6をOFFにした直後であれば、本発明における加温要否判定手段に相当するステップＳ13において、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満か否かをチェックする。
　この第1の設定温度Tbat1は、バッテリ1の電解液が凍結する虞があるか否かを判定するための設定値で、例えば以下のように定める。
　バッテリ電解液は、バッテリ温度Tbatが例えば-25℃～-30℃程度よりも低温になるとき凍結し、バッテリ1の入出力可能電力が0になってしまう。
　このような最悪事態に絶対陥ることのないようにするには、余裕をみてバッテリ温度Tbatが例えば-20℃程度、更に好ましくは-17℃程度の低温になった時からヒーター2によりバッテリ1を加温するのがよい。
　従って本実施例では、上記第1の設定温度Tbat1として、例えば-17℃程度の温度を設定する。
　ステップＳ13において、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満（Tbat<Tbat1）でないと判別するときは、つまり差し当たってバッテリ温度Tbatがバッテリ電解液を凍結させる虞のない程度に高い温度である場合、
　ステップＳ14において、図4に例示するマップを基に、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1に低下するまでの時間を予測して、この時間を、次回温調コントローラ9が起動して図3の制御プログラムを実行するまでのスリープ時間（次回コントローラ起動時間）Δtに設定する。
　従ってステップＳ13およびステップＳ14は、本発明におけるバッテリ温度低下時間予測手段に相当する。
　次のステップＳ15においては、温調コントローラ9がヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5を開くことにより、ヒーター2をOFFにしたスリープ状態となる。
　以下、ステップＳ14において設定する次回コントローラ起動時間Δt（バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1に低下するまでの時間）を、図5，6に基づき詳述する。
　図5，6はそれぞれ、初期バッテリ温度を変化させて外気温度Tatmの低下が激しい場合におけるバッテリ温度Tbat(1～7)の変化をプロットした、2例の実測データである。
　バッテリ温度Tbat(1～7)がバッテリ電解液の凝固点よりも低下すると、電解液が凍結してバッテリは電池として機能しなくなる。
　外気温度Tatmが低下し始める16時頃をイグニッションスイッチ6のキーオフタイミングとして次回コントローラ起動時間Δt（バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1に低下するまでの時間）を決めるとすると、
　バッテリ1が凝固する前に、ヒーター2の作動パワーをバッテリ1から取得可能なバッテリ温度を第1の設定温度Tbat1（-17℃）として設定し、図6から外気温度-20℃、初期バッテリ温度が各温度の時、何時間後に温調コントローラ9を起動すれば良いかを読み取ることができる。
　外気温度Tatmの低下が始まる16時にイグニッションスイッチ6をキーオフする場合、キーオフ後における外気温度Tatmの低下幅が大きく、バッテリ1が最も早く冷える。
　図5,6などから、最も早くバッテリ1が冷える場合を想定して、次回コントローラ起動時間を読み取った結果が図4である。
　従ってステップＳ14においては、この図4に例示するマップを基に、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1に低下するまでの時間、つまり、次回温調コントローラ9が起動して図3の制御プログラムを実行するまでのスリープ時間（次回コントローラ起動時間）Δtを設定することができる。
　ステップＳ11～ステップＳ15を含むループによる上記の制御が行われて、温調コントローラ9がヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5の「開」により、ヒーター2をOFFにしたスリープ状態になると、
　温調コントローラ9は内蔵タイマにより、当該スリープ状態になった時からの経過時間を計測し、ステップＳ14で設定した次回コントローラ起動時間Δtが経過するまでは、スリープ状態を維持する。
　温調コントローラ9は、スリープ状態になった時から次回コントローラ起動時間Δtが経過したとき、図3の制御プログラムを再び実行（ウエイクアップ）する。
　このウエイクアップ時は、ステップＳ12が初回と判定しないことから、制御をステップＳ16に進め、ここで上記のウエイクアップが行われたとの判定結果を受けて、ステップＳ13に制御が進む。
　上記時間Δtのスリープ状態によっても、未だステップＳ13においてバッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満になっていないと判定する場合は、再び制御をステップＳ14およびステップＳ15に進めて、ステップＳ14で新たに設定した次回コントローラ起動時間Δtだけスリープ状態を維持する。
　その間にバッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満になると、ステップＳ13は当該バッテリ温度低下を判定して、制御をステップＳ17に進め、このステップＳ17において、バッテリ温度Tbatが第2の設定温度Tbat2未満か否かをチェックする。
　この第2の設定温度Tbat2は、バッテリ1の電解液が凍結または凍結直前状態になって入出力可能電力が0になる、つまりヒーター2による加温ができなくなったか否かを判定するための設定値で、例えば以下のように定める。
　バッテリ電解液は、バッテリ温度Tbatが例えば-25℃～-30℃程度の低温になるとき凍結し、バッテリ1はヒーター2を作動させることができなくなり、これによるバッテリ1の加温（温度調節）が不能になるため、本実施例では、上記第2の設定温度Tbat2として、例えば-25℃程度の温度を設定する。
　ステップＳ17でTbat<Tbat2（バッテリ1がヒーター2を作動させ得ない）と判定する場合、ステップＳ14において、前記した図4のマップとは別のマップ、しかし、図5,6の７時以降における外気温度Tatmの上昇に伴う電池温度Tbat(1～7)の上昇から、図4のマップを求めると同じ要領で求めた、バッテリ電解液が解凍されるまでの時間に関するマップを基に、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ電解液の解凍にかかる時間を予測して、この時間を、次回温調コントローラ9が起動して図3の制御プログラムを実行するまでのスリープ時間（次回コントローラ起動時間）Δtに設定する。
　従ってステップＳ17およびステップＳ14は、本発明におけるバッテリ電解液解凍時間予測手段に相当する。
　次のステップＳ15においては、温調コントローラ9がヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5を開くことにより、ヒーター2をOFFにしたスリープ状態となる。
　ステップＳ11、ステップＳ12、ステップＳ16,ステップＳ13、ステップＳ17、ステップＳ14、およびステップＳ15を含むループによる上記の制御が行われて、温調コントローラ9がヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5の「開」により、ヒーター2をOFFにしたスリープ状態になると、
　温調コントローラ9は内蔵タイマにより、当該スリープ状態になった時からの経過時間を計測し、ステップＳ14で設定した次回コントローラ起動時間Δtが経過するまでは、スリープ状態を維持する。
　温調コントローラ9は、スリープ状態になった時から次回コントローラ起動時間Δtが経過したとき、図3の制御プログラムを再び実行（ウエイクアップ）する。
　上記時間Δtのスリープ状態によっても、未だステップＳ17においてバッテリ温度Tbatが第2の設定温度Tbat2未満であると判定する場合は、再び制御をステップＳ14およびステップＳ15に進めて、ステップＳ14で新たに設定した次回コントローラ起動時間Δtだけスリープ状態を維持する。
　その間にバッテリ温度Tbatが第2の設定温度Tbat2以上（バッテリ1が電解液の解凍によりヒーター2を作動し得る状態）になると、ステップＳ17は当該バッテリ温度の上昇を判定して、制御をステップＳ18に進め、このステップＳ18において、バッテリ1の蓄電状態SOCがヒーター2を作動し得る、設定値SOCs以上のレベルか否かをチェックする。
　ステップＳ18でSOC<SOCsと判定する場合は、バッテリ1がヒーター2を作動できる蓄電状態でないことから、温調コントローラ9はステップＳ15の実行（ヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5の「開」）により、ヒーター2をOFFにしたスリープ状態となる。
　ステップＳ18でSOC≧SOCsと判定する場合は、バッテリ1がヒーター2を作動できる蓄電状態であることから、温調コントローラ9はステップＳ19に制御を進め、ヒータースイッチ8およびメインリレースイッチ5の「閉」により、ヒーター2をバッテリ1からの電力で作動させてバッテリ1を加温する。
　当該ヒーター2による加温によりバッテリ1が温度上昇して、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1以上になると、かかるバッテリ温度上昇をステップＳ13が判定して、制御をステップＳ14およびステップＳ15へ進める結果、
　温調コントローラ9は、ステップＳ14で設定した次回コントローラ起動時間Δt中、スリープ状態を維持し、時間Δtの経過時に図3の制御プログラムを再び実行（ウエイクアップ）して、前記のバッテリ温度制御を繰り返す。
＜実施例の効果＞
　上記した本実施例のバッテリ温度制御によれば、イグニッションスイッチ6のOFFによるバッテリ1の不使用中、以下のようにバッテリ1の温度調節を行う。
　バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1以上である間（ステップＳ13）、つまりバッテリ電解液が凍結する虞のない間に、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満になるであろう時間を予測して、これを次回コントローラ起動時間Δtと定め（ステップＳ14）、
　この次回コントローラ起動時間Δtが経過した時、図3に示す制御プログラムのウエイクアップにより、ステップＳ13でバッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満に低下したか否かの判定を行い、このバッテリ温度低下（Tbat<Tbat1となる）時にヒーター2をバッテリ駆動してバッテリ1の加温を行う（ステップＳ19）。
　従って、バッテリ1の温度調節開始時にヒーター2を作動させなかったとしても、次回コントローラ起動時間Δtが経過した時、上記のウエイクアップにより改めて、ステップＳ13でバッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満に低下したか否かの判定（上記ヒーター2による加温の要否判定）を行うこととなる。
　このため、当初はTbat≧Tbat1（ステップＳ13）のためヒーター2を作動させなかったとしても、その後の温度低下によりTbat<Tbat1（ステップＳ13）になったら、ヒーター2による加温によって（ステップＳ19）、バッテリ1を確実に温度調節することができる。
　従って、バッテリ1が上記第1の設定温度Tbat1未満のままにされるのを回避し得て、バッテリ電解液が凍結するような最悪事態となるのを防止することができる。
　また、上記の次回コントローラ起動時間Δtが経過した時に改めて、図3に示す制御プログラムのウエイクアップにより、ステップＳ13でTbat<Tbat1と判定した場合のみ、上記ヒーター2によるバッテリ1の加温を行うことで、上記の効果が得られるようにしたため、イグニッションスイッチ6のOFFによるバッテリ1の不使用中は、本当に必要な時（Tbat<Tbat1の判定時）にしかヒーター2が作動せず、最小限の消費電力で上記の効果を達成することができ、バッテリ1の蓄電状態SOCを長時間、車両の走行が可能なレベルに保つことができる。
　本実施例においては更に、バッテリ温度Tbatがバッテリ電解液の凝固点近傍における第2の設定温度Tbat2未満である場合に（ステップＳ17）、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから、バッテリ電解液が解凍されるまでの時間を予測して、この時間を次回コントローラ起動時間Δtに設定し（ステップＳ14）、
　この次回コントローラ起動時間Δtが経過した時、図3に示す制御プログラムのウエイクアップにより、ステップＳ13でバッテリ温度Tbatが第1の設定温度Tbat1未満に低下したか否かの判定を行い、このバッテリ温度低下（Tbat<Tbat1となる）時にヒーター2をバッテリ駆動してバッテリ1の加温を行う（ステップＳ19）。
　このため、バッテリ1の電解液が凍結状態である場合は、バッテリ電解液が自然解凍するまでスリープ状態により待機し、バッテリ電解液が自然解凍し後に前記したと同様なヒーター2による温度調節が行われることとなり、バッテリ電解液の再凍結を確実に防止することができる。
　なお、ステップＳ17でTbat< Tbat2と判定した時ステップＳ14で設定される次回コントローラ起動時間Δt（バッテリ電解液が解凍されるまでの時間）は、固定値でもよいが、本実施例のごとく前記した予定のマップを基に、バッテリ温度Tbatおよび外気温度Tatmの組み合わせから求めるようにすれば、最も早いバッテリ電解液解凍温度時間を用いた制御が可能になって、自然解凍後の起動を一層確実に行わせ得ると同時に、バッテリ1のエネルギー消費を抑えることができる。
　また、バッテリ電解液が凍結した場合、図5，6に示すごとく、外気温度が最高気温に到達する可能性の高い正午から16時の間に起動する設定にしてもよい。

Claims (4)

  1. バッテリが所定温度未満になるとき、ヒーターでバッテリを加温して温度調節するバッテリ温度制御装置において、
    　前記バッテリの温度と、外気温度との組み合わせに基づき、バッテリが前記所定温度未満になるであろう時間を予測するバッテリ温度低下時間予測手段と、
    　該手段により予測した時間の経過時に、バッテリが前記所定温度未満であるか否かの判定を行って前記ヒーターによる加温の要否を判定する加温要否判定手段とを具備してなるバッテリ温度制御装置。
  2. 　請求項1に記載のバッテリ温度制御装置において、
    　前記所定温度は、バッテリ電解液の凝固点よりも高い第1の設定温度であり、
    　前記バッテリ温度低下時間予測手段は、バッテリ温度が該第1の設定温度以上である場合に、前記バッテリ温度および外気温度の組み合わせから、バッテリが該第1の設定温度未満になるであろう時間を予測するものであるバッテリ温度制御装置。
  3. 　請求項1または2に記載のバッテリ温度制御装置において、
    　前記バッテリ温度がバッテリ電解液の凝固点近傍における第2の設定温度未満である場合に、バッテリ電解液が解凍されるまでの時間を予測するバッテリ電解液解凍時間予測手段を設け、
    　該手段により予測した時間の経過時に、前記加温要否判定手段による判定を行わせるよう構成したバッテリ温度制御装置。
  4. 　請求項3に記載のバッテリ温度制御装置において、
    　前記バッテリ電解液解凍時間予測手段は、前記バッテリ温度および外気温度の組み合わせから、バッテリ電解液が解凍されるまでの時間を予測するものであるバッテリ温度制御装置。
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