WO2023162309A1

WO2023162309A1 - 電力供給制御装置

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Publication number: WO2023162309A1
Application number: PCT/JP2022/034451
Authority: WO
Inventors: 成規飯島; 圭司古町
Original assignee: いすゞ自動車株式会社
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2023-08-31
Also published as: JP2023124207A

Abstract

バッテリの加温時間を短縮することができる電力供給制御装置を提供すること。バッテリを加温するヒータへの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、検出された前記バッテリの温度が予め設定された温度未満である場合、前記バッテリの状態値を算出する算出部と、算出された前記状態値が予め設定された状態値以上である場合、前記バッテリへの充電に用いられる充電装置の電力、および、前記バッテリの電力の両方を用いて前記ヒータを動作させる制御部と、を有する。

Description

電力供給制御装置

　本開示は、バッテリ加温用ヒータへの電力供給を制御する電力供給制御装置に関する。

　従来、例えば車両において、バッテリが低温である場合に、ヒータを用いてバッテリを加温する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２０１８－１５２２２１号公報

　しかし、従来では、バッテリの加温に要する時間（以下、加温時間という）の点で改善の余地があった。

　本開示の一態様の目的は、バッテリの加温時間を短縮することができる電力供給制御装置を提供することである。

　本開示の一態様に係る電力供給制御装置は、バッテリを加温するヒータへの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、検出された前記バッテリの温度が予め設定された温度未満である場合、前記バッテリの状態値を算出する算出部と、算出された前記状態値が予め設定された状態値以上である場合、前記バッテリへの充電に用いられる充電装置の電力、および、前記バッテリの電力の両方を用いて前記ヒータを動作させる制御部と、を有する。

　本開示によれば、バッテリの加温時間を短縮することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る電力供給制御装置とその周辺の構成要素を概略的に示す図である。図２は、本開示の実施の形態に係る電力供給制御装置の動作を示すフローチャートである。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

　まず、図１を用いて、本実施の形態の電力供給制御装置１００とその周辺の構成要素について説明する。図１は、電力供給制御装置１００とその周辺の構成要素を概略的に示す図である。

　バッテリ１０、ヒータ２０、バッテリセンサ３０、および電力供給制御装置１００は、例えば自動車（図示略）に搭載されている。なお、自動車としては、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＨＶ（Hybrid Vehicle）、またはＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）などが挙げられる。

　一方、充電装置１は、自動車の外部（例えば、施設、家庭等）に設けられる。充電装置１としては、例えば、充電スタンド、充電用コンセントなどが挙げられる。図示は省略するが、充電装置１側の接続部と、自動車側の接続部とが電気的に接続されることにより、充電装置１から自動車へ電力の出力が可能な状態となる。また、充電装置１は、電力出力動作の開始（実行）／停止（非実行）を切り替えるコントローラを含む。このコントローラは、電力供給制御装置１００の指示に基づいて、電力出力動作を開始したり、停止したりする。

　電力供給制御装置１００は、充電装置１、ヒータ２０、バッテリセンサ３０のそれぞれと電気的に接続されている。

　図１において、バッテリセンサ３０から電力供給制御装置１００へ向かう点線の矢印は、バッテリセンサ３０の検出結果を示す検出情報（詳細は後述）の出力を示している。また、図１において、電力供給制御装置１００から充電装置１、ヒータ２０のそれぞれへ向かう点線の矢印は、指示の出力を示している。

　バッテリ１０とヒータ２０は、電力供給ライン（符号の図示略）を介して充電装置１に接続される。

　バッテリ１０は、充電装置１からの電力供給により充電される二次電池である。バッテリ１０に蓄積された電力は、自動車に搭載された各種電動装置（例えば、図示しない走行用モータ、補機等や、図１のヒータ２０）に用いられる。

　ヒータ２０は、バッテリ１０を加温（加熱）する装置である。ヒータ２０は、電力供給源であるバッテリ１０および充電装置１のそれぞれと電気的に接続される。ヒータ２０は、加温動作の開始（実行）／停止（非実行）を行うコントローラを含む。このコントローラは、電力供給制御装置１００の指示に基づいて、加温動作を開始したり、停止したりする。

　バッテリセンサ３０は、バッテリ１０の温度、電流、および電圧を検出するセンサである。バッテリセンサ３０は、随時、検出された温度、電流、および電圧を示す検出情報を、電力供給制御装置１００へ出力する。

　電力供給制御装置１００は、ヒータ２０への電力供給を制御する装置である。

　図示は省略するが、電力供給制御装置１００は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業用メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を有する。

　以下に説明する電力供給制御装置１００の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭにて実行することにより実現される。電力供給制御装置１００は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現されてもよい。その場合、１つのＥＣＵで全ての機能を実現してもよいし、複数のＥＣＵで各機能を分担してもよい。

　図１に示すように、電力供給制御装置１００は、算出部１１０、判定部１２０、および制御部１３０を有する。

　算出部１１０は、バッテリセンサ３０から取得した検出情報に示されるバッテリ１０の電流および電圧に基づいて、バッテリ１０の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。この算出方法は、公知の技術を適用できる。ここで算出されるバッテリ１０の充電率は、バッテリの状態値の一例に相当する。

　算出部１１０による充電率の算出は、後述する判定部１２０により、電力供給ラインに対する充電装置１の接続が検出され、かつ、バッテリセンサ３０からの検出情報に示される温度が設定温度未満であると判定された場合に、実行される。

　判定部１２０は、電力供給ラインに充電装置１が接続されたことを検出する。この検出方法は、公知の技術を適用できる。例えば、判定部１２０は、自動車側の接続部に設けられた接点の状態に変化があった場合に、電力供給ラインに充電装置１が接続されたことを検出する。

　また、判定部１２０は、電力供給ラインに対する充電装置１の接続を検出した場合、バッテリセンサ３０から取得した検出情報に示されるバッテリ１０の温度（以下、検出温度という）が設定温度未満であるか否かを判定する。

　設定温度は、予め設定された閾値であり、例えば、バッテリ１０に対する加温が必要ないとされる温度の下限値である。設定温度は、予め実施された実験またはシミュレーション等の結果に基づいて、設定される。

　また、判定部１２０は、算出部１１０によりバッテリ１０の充電率（以下、算出充電率という）が算出された場合、その算出充電率が設定充電率以上であるか否かを判定する。

　設定充電率は、予め定められた閾値であり、例えば、バッテリ１０からの電力供給に適しているとされる充電率の下限値である。設定充電率は、予め実施された実験またはシミュレーション等の結果に基づいて、設定される。

　制御部１３０は、判定部１２０により検出温度が設定温度以上であると判定された場合、ヒータ２０を動作させないように制御し、かつ、充電装置１の電力をバッテリ１０へ供給する制御を行う。

　具体的には、制御部１３０は、充電装置１に電力出力動作の開始を指示し、ヒータ２０に加温動作の停止を指示する。これにより、充電装置１からバッテリ１０へ電力が供給され、バッテリ１０の充電が実行される。一方で、ヒータ２０は動作せず、ヒータ２０による加温は実行されない。

　また、制御部１３０は、判定部１２０により算出充電率が設定充電率以上であると判定された場合、充電装置１およびバッテリ１０の両方の電力を用いてヒータ２０を動作させる制御を実行する。

　具体的には、制御部１３０は、充電装置１に電力出力動作の開始を指示し、ヒータ２０に加温動作の開始を指示する。これにより、ヒータ２０は、充電装置１およびバッテリ１０の両方から供給される電力を用いて動作する。よって、ヒータ２０によるバッテリ１０の加温が実行される。

　また、制御部１３０は、判定部１２０により算出充電率が設定充電率未満であると判定された場合、充電装置１の電力のみを用いてヒータ２０を動作させる制御を実行する。

　具体的には、算出部１１０は、ヒータ２０（具体的には、コントローラ）からその消費電力を示す情報を取得し、その消費電力に基づいて、バッテリ１０を充電せずにヒータ２０を動作させることが可能な電力を算出する。そして、制御部１３０は、算出された電力を出力するように充電装置１に指示する。また、制御部１３０は、ヒータ２０に加温動作の開始を指示する。これにより、ヒータ２０は、充電装置１からの電力のみで動作する。よって、ヒータ２０によるバッテリ１０の加温が実行される。

　次に、電力供給制御装置１００の動作について、図２を用いて説明する。図２は、電力供給制御装置１００の動作例を示すフローチャートである。

　図２のフローは、例えば、判定部１２０によって、電力供給ラインに充電装置１が接続されたことが検出された場合に開始される。

　まず、算出部１１０および判定部１２０は、バッテリセンサ３０から検出情報を取得する（ステップＳ１１）。

　次に、判定部１２０は、検出情報に示されるバッテリ１０の温度（すなわち、検出温度）が設定温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

　検出温度が設定温度未満ではない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、フローは終了する。なお、図示は省略しているが、この場合では、上述したとおり、制御部１３０は、ヒータ２０が動作しないように制御し、かつ、充電装置１の電力をバッテリ１０へ供給する制御を行う。

　一方、検出温度が設定温度未満である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、算出部１１０は、検出情報に示されるバッテリ１０の電流および電圧に基づいて、バッテリ１０の充電率を算出する（ステップＳ１３）。

　次に、判定部１２０は、算出部１１０により算出されたバッテリ１０の充電率（すなわち、算出充電率）が設定充電率以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

　算出充電率が設定充電率以上である場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部１３０は、充電装置１およびバッテリ１０の両方の電力を用いてヒータ２０を動作させる（ステップＳ１５）。

　一方、算出充電率が設定充電率以上ではない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部１３０は、充電装置１の電力のみを用いてヒータ２０を動作させる（ステップＳ１６）。

　以上説明したように、本実施の形態の電力供給制御装置１００は、バッテリ１０を加温するヒータ２０への電力供給を制御する装置であって、検出されたバッテリ１０の温度が予め設定された温度未満である場合、バッテリ１０の充電率（状態値の一例）を算出し、算出された充電率が予め設定された充電率以上である場合、バッテリ１０への充電に用いられる充電装置１の電力、および、バッテリ１０の電力の両方を用いてヒータ２０を動作させることを特徴とする。

　この特徴により、ヒータ２０への供給電力が増えるため、バッテリ１０の加温時間を短縮することができる。よって、バッテリ１０の出力特性をより短時間で高めることができる。

　また、本実施の形態の電力供給制御装置１００は、算出された充電率が予め設定された充電率未満である場合、充電装置１の電力のみを用いてヒータ２０を動作させることを特徴とする。

　この特徴により、充電率が低い状態のバッテリ１０の電力を使用することなく、バッテリ１０を加温できるので、バッテリ１０の電欠（電池切れ）を防止しつつ、バッテリ１０の出力特性を高めることができる。

　なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

　［変形例１］
　実施の形態において、算出部１１０は、充電装置１の電力およびバッテリ１０の電力の両方を用いてヒータ２０の動作を開始させた後に、バッテリセンサ３０から新たに取得した検出情報に基づいて、バッテリ１０の充電率を算出してもよい。そして、制御部１３０は、新たに算出された充電率が設定充電率未満である場合、充電装置１の電力のみを用いてヒータ２０を動作させるように切り替えてもよい。

　［変形例２］
　実施の形態では、バッテリ１０の状態値として、バッテリ１０の充電率を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、バッテリ１０の状態値として、バッテリ１０の放電可能電力を用いてもよい。

　その場合、算出部１１０は、検出情報に示されるバッテリ１０の電圧、電流、および温度に基づいて、放電可能電力を算出する。この算出方法は、公知の技術を適用できる。

　また、その場合、判定部１２０は、算出された放電可能電力（以下、算出放電可能電力という）が予め設定された放電可能電力（以下、設定放電可能電力という）以上であるか否かを判定する。

　そして、制御部１３０は、算出放電可能電力が設定放電可能電力以上である場合、充電装置１の電力およびバッテリ１０の電力の両方を用いてヒータ２０を動作させる制御を実行する。一方、算出放電可能電力が設定放電可能電力以上ではない場合、制御部１３０は、充電装置１の電力のみを用いてヒータ２０を動作させる制御を実行する。

　［変形例３］
　実施の形態では、図１に示した充電装置１以外の構成要素、すなわち、バッテリ１０、ヒータ２０、バッテリセンサ３０、および電力供給制御装置１００が、自動車に搭載される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。それらの構成要素は、自動車以外の移動体（例えば、船舶、自律移動ロボット等）、または、定置式の装置などに搭載されてもよい。

　本出願は、２０２２年２月２５日付で出願された日本国特許出願（特願２０２２－０２７８４１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本開示の電力供給制御装置は、バッテリ加温用ヒータへの電力供給を制御する技術全般に有用である。

　１　充電装置
　１０　バッテリ
　２０　ヒータ
　３０　バッテリセンサ
　１００　電力供給制御装置
　１１０　算出部
　１２０　判定部
　１３０　制御部

Claims

　バッテリを加温するヒータへの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、
　検出された前記バッテリの温度が予め設定された温度未満である場合、前記バッテリの状態値を算出する算出部と、
　算出された前記状態値が予め設定された状態値以上である場合、前記バッテリへの充電に用いられる充電装置の電力、および、前記バッテリの電力の両方を用いて前記ヒータを動作させる制御部と、を有する、
　電力供給制御装置。
　前記制御部は、
　算出された前記状態値が前記予め設定された状態値未満である場合、前記充電装置の電力のみを用いて前記ヒータを動作させる、
　請求項１に記載の電力供給制御装置。
　前記算出部は、
　前記充電装置の電力および前記バッテリの電力の両方を用いて前記ヒータの動作を開始させた後に、前記バッテリの状態値を新たに算出し、
　前記制御部は、
　新たに算出された前記状態値が前記予め設定された状態値未満である場合、前記充電装置の電力のみを用いて前記ヒータを動作させるように切り替える、
　請求項１に記載の電力供給制御装置。
　前記状態値は、
　前記バッテリの充電率または放電可能電力である、
　請求項１に記載の電力供給制御装置。
　前記バッテリ、前記ヒータ、および前記電力供給制御装置は、自動車に搭載される、
　請求項１に記載の電力供給制御装置。