JP6911064B2

JP6911064B2 - 蓄電池の充電システム及び蓄電池の充電システムの制御装置

Info

Publication number: JP6911064B2
Application number: JP2019001679A
Authority: JP
Inventors: 徹大垣; 英城釜谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: US20200215931A1; JP2020113383A; CN111422101B; CN111422101A; US11292361B2

Description

本発明は、蓄電池の充電システム及び蓄電池の充電システムの制御装置に関する。

蓄電池から供給された電力によって駆動される電動機が駆動源として設けられたＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）又はＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＶｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等といったプラグイン方式の電動車両には、蓄電池を冷却するための冷却回路が設けられている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、高圧バッテリと、高圧バッテリを充電する充電器と、高圧バッテリを冷却する高圧バッテリ冷却部と、充電器を冷却する充電器冷却部と、を有する冷却回路を備えた車両用電源装置が開示されている。

国際公開第２０１６／０８８４７５号パンフレット

電動車両の蓄電池の有効容量（充電容量のうちの電動車両の作動に使うことのできる容量）は、低温環境下においては減少してしまう。そのため、蓄電池の有効容量を大きくするために、電動車両の始動時又は充電時等においてヒータにより蓄電池を温めることが有効となる。

特許文献１に記載の車両用電源装置によれば、充電器が高圧バッテリを充電する際に発生する熱を利用して、冷却回路の冷媒を加温することができる。このため、ヒータを用いずに高圧バッテリの加温が可能となる。しかし、高圧バッテリの温度が非常に低い場合には、充電器から高圧バッテリに供給可能な電力が低下する。このため、充電器の発熱量が小さくなり、冷却回路の冷媒の加温（高圧バッテリの加温）を充分に行うことが難しくなる。

そのため、充電器の出力によって動作するヒータを用いて冷媒を加温することが有効になる。しかし、近年のプラグイン方式の電動車両では、低温環境時に求められる性能（車両出力、レンジ、充電時間、起動確保）の向上に伴い、消費電力の大きいヒータの搭載が求められている。このヒータにおいて充電器から出力される電力が多く消費されてしまうと、バッテリの充電にかかる電気代の負担が増える懸念がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蓄電池の温度が低い状態にて蓄電池を充電する場合において、蓄電池の加温を低消費電力にて行って充電を効率よく行うことのできる蓄電池の充電システム及び蓄電池の充電システムの制御装置を提供することを目的とする。

本発明の蓄電池の充電システムは、プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池と、外部電源から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部と、前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路と、前記熱媒体を加温する加温部と、前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力と、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の残容量と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力を決定し、前記蓄電池の温度が前記閾値を下回っている場合に、前記蓄電池の有効容量の増加量を最大にすることができる前記加温部の加温用電力を特定し、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力と前記加温用電力との大小関係に応じて、前記加温部に供給する電力の供給量と前記蓄電池に供給する電力の供給量とを制御するものである。

本発明の蓄電池の充電システムの制御装置は、プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池と、外部電源から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部と、前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路と、前記熱媒体を加温する加温部と、を有する充電システムの制御装置であって、前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力と、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の残容量と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力を決定し、前記第一の電力と、前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量と、前記使用可能電力と、に基づいて、前記蓄電池と前記加温部の各々に供給する電力を決定し、前記蓄電池の温度が前記閾値を下回っている場合に、前記蓄電池の有効容量の増加量を最大にすることができる前記加温部の加温用電力を特定し、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力と前記加温用電力との大小関係に応じて、前記加温部に供給する電力の供給量と前記蓄電池に供給する電力の供給量とを制御するものである。

本発明によれば、蓄電池の温度が低い状態にて蓄電池を充電する場合において、蓄電池の加温を低消費電力にて行って充電を効率よく行うことのできる蓄電池の充電システム及び蓄電池の充電システムの制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である充電システムの概略構成を示す図である。図１に示すＥＣＵの機能ブロックを示す図である。図１に示すＥＣＵのＲＯＭに記憶されているデータテーブルを模式的に示す図である。図１に示すＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。図１に示すＥＣＵのＲＯＭに記憶されている媒体入熱電力のデータを模式的に示す図である。図１に示すＥＣＵの動作の変形例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。実施形態の蓄電池の充電システムは、蓄電池から供給された電力によって駆動する電動機が駆動源として設けられたＥＶ又はＨＥＶ等といったプラグイン方式の電動車両に搭載されている。

図１は、本発明の一実施形態である蓄電池の充電システムの概略構成を示す図である。図１に示す充電システム１００は、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１２１と、充電器１２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２３と、蓄電池（ＢＡＴ）１２４と、温度センサ１２４ｔと、ヒータ（ＨＴＲ）１２５と、ポンプ１２７と、水又は油等の熱媒体を貯留するタンク１２８と、ラジエータ（ＲＡＤ）１２９と、媒体温度センサ１３０と、タンク１２８に貯留された熱媒体が流れる流路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、を備える。図１に示す破線矢印は、熱媒体の流れる方向を示している。

ポンプ１２７の吸入口は、パイプ等で構成された流路Ｒ２によってタンク１２８と接続されている。ポンプ１２７の排出口は、パイプ等で構成された流路Ｒ３と接続されている。ポンプ１２７は、タンク１２８に貯留された熱媒体を、流路Ｒ２を介して吸引し、吸引した熱媒体を流路Ｒ３に排出する。

流路Ｒ３はラジエータ１２９の流入口に接続されている。ポンプ１２７から流路Ｒ３に排出された熱媒体は、流路Ｒ３を流れて、ラジエータ１２９に流入する。ラジエータ１２９は、流路Ｒ３から流入した熱媒体の熱を放熱し、放熱された熱媒体を、排出口に接続されたパイプ等で構成された流路Ｒ１に排出する。流路Ｒ１はタンク１２８に接続されており、ラジエータ１２９から排出された熱媒体は、流路Ｒ１を介してタンク１２８へと戻る。

媒体温度センサ１３０は、流路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を流れる熱媒体の温度を検出する。こ媒体温度センサ１３０の熱媒体温度Ｔｗの情報はＥＣＵ１２１に入力される。

流路Ｒ３には、ポンプ１２７側から順に、ヒータ１２５と、蓄電池１２４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２３及び充電器１２２と、が併設されている。

ヒータ１２５は、流路Ｒ３を流れる熱媒体を加温する加温部であり、例えばＥＣＨ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｏｌａｎｔＨｅａｔｅｒ）によって構成される。ヒータ１２５は、充電器１２２から電力供給を受けて熱媒体を加温する。ヒータ１２５は、動作時の消費電力Ｂｘ（ヒータ１２５の出力とも言う）を複数の値にて切り替えられる構成となっている。以下では、例えば、代表的な値として１ｋｗと３ｋｗと６ｋｗを含む、複数の値にて消費電力Ｂｘを切り替えられるものとし、ヒータ１２５の消費電力Ｂｘの最大値は６ｋｗとして説明する。ヒータ１２５の消費電力Ｂｘは熱媒体の加温に用いられる加温用電力である。

蓄電池１２４は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、この充電システム１００を搭載する電動車両が走行するための動力を発生する駆動源である電動機に高電圧の電力を供給する。蓄電池１２４は、充電器１２２から電力供給を受けて充電される。また、蓄電池１２４は、流路Ｒ３を流れる熱媒体によって温度が調整（冷却）される。

なお、２次電池である蓄電池１２４を利用するにあたっては、蓄電池１２４の残容量（ＳＯＣ：ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）を常に監視し、過充電又は過放電の防止制御を行う必要がある。蓄電池１２４は、こういった制御が行われた上で、蓄電池１２４を使用可能なＳＯＣの範囲（０％〜１００％）内で充放電が繰り返される。蓄電池１２４のＳＯＣは、蓄電池１２４の充放電電流の積算値と蓄電池１２４の開放電圧（ＯＣＶ：ＯｐｅｎＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔａｇｅ）のいずれか一方又は両方に基づいて導出される。

図示省略されているが、充電システム１００には、蓄電池１２４の充放電電流を検出する電流センサと、蓄電池１２４の端子電圧（閉路電圧（ＣＣＶ：ＣｌｏｓｅｄＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔａｇｅ）ともいう。）を検出する電圧センサと、が設けられる。この電流センサが検出した電流値を示す信号と、この電圧センサが検出した電圧値を示す信号は、それぞれＥＣＵ１２１に送られる。

温度センサ１２４ｔは、蓄電池１２４の温度を検出する。温度センサ１２４ｔが検出した蓄電池１２４の温度を示す信号はＥＣＵ１２１に送られる。

充電器１２２は、外部電源２００から供給された交流の電力を直流に変換する。充電器１２２は、流路Ｒ３を流れる熱媒体によって温度が調整（冷却）される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２３も同様に、流路Ｒ３を流れる熱媒体によって温度が調整（冷却）される。

充電器１２２によって変換された直流の電力は、蓄電池１２４と、ヒータ１２５と、電動車両に搭載されている蓄電池１２４及びヒータ１２５以外の機器（例えばオーディオ機器又はエアコン等）と、にそれぞれ供給される。充電器１２２によって変換された直流の電力のうち、該機器の作動に必要な電力を除いた電力（以下、使用可能電力Ｐａという）が、蓄電池１２４及びヒータ１２５に供給することのできる最大電力となる。

この使用可能電力Ｐａのうち、蓄電池１２４に充電可能な電力（以下、充電電力Ａという）は、使用可能電力Ｐａと、蓄電池１２４のＳＯＣと、蓄電池１２４の温度とに基づいて決定される。なお、充電器１２２が外部電源２００に接続された状態において、電動車両の上記機器の電源がオフとなっている場合には、充電器１２２によって変換された直流の電力が、そのまま使用可能電力Ｐａとなる。

ＥＣＵ１２１は、充電システム１００の全体を統括制御するものであり、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭ（ＲａｍｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）を含む。

各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｓｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

ＥＣＵ１２１のプロセッサは、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで構成されてもよい。

図２は、図１に示すＥＣＵ１２１の機能ブロックを示す図である。ＥＣＵ１２１のプロセッサは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、電流／電圧取得部１５１と、微分演算部１５２と、内部抵抗算出部１５３と、開放電圧算出部１５４と、ＳＯＣ導出部１５５と、温度取得部１５６と、使用可能電力取得部１５７と、制御部１２１Ａと、して機能する。

電流／電圧取得部１５１は、上記の電流センサが検出した蓄電池１２４の充放電電流Ｉｂ及び上記の電圧センサが検出した蓄電池１２４の端子電圧Ｖｂを取得する。

微分演算部１５２は、電流／電圧取得部１５１が取得した充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂをそれぞれ微分演算する。

内部抵抗算出部１５３は、微分演算部１５２が算出した充放電電流Ｉｂの微分値ΔＩｂ及び端子電圧Ｖｂの微分値ΔＶｂに基づいて、以下の式（１）より蓄電池１２４の内部抵抗Ｒｎを算出する。
Ｒｎ＝ΔＶｂ／ΔＩｂ …（１）

開放電圧算出部１５４は、内部抵抗算出部１５３が算出した内部抵抗Ｒｎ、並びに、電流／電圧取得部１５１が取得した充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂに基づいて、以下の式（２）より蓄電池１２４の開放電圧ＯＣＶを算出する。
ＯＣＶ＝Ｖｂ＋Ｉｂ×Ｒｎ …（２）

ＳＯＣ導出部１５５は、開放電圧算出部１５４が算出した開放電圧ＯＣＶから、ＲＯＭに予め記憶されたデータテーブルを用いて、蓄電池１２４のＳＯＣを導出する。

温度取得部１５６は、温度センサ１２４ｔが検出した蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔを取得する。

使用可能電力取得部１５７は、充電器１２２から上述した使用可能電力Ｐａの情報を取得する。

制御部１２１Ａは、充電電力決定部１５８と、第一の増加量取得部１５９と、第二の増加量算出部１６０と、電力配分決定部１６１と、を有する。

充電電力決定部１５８は、ＳＯＣ導出部１５５により導出された蓄電池１２４のＳＯＣと、温度取得部１５６により取得された蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔと、使用可能電力取得部１５７により取得された使用可能電力Ｐａの情報と、に基づいて、充電電力Ａ［ｋｗ］を決定する。

ＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせに対して、蓄電池１２４が受け入れ可能な電力は予め決められている。ＥＣＵ１２１のＲＯＭには、ＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせと、蓄電池１２４が受け入れ可能な電力とを対応付けたデータテーブルが記憶されている。

充電電力決定部１５８は、このデータテーブルから、ＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせに対応する電力を読み出し、読み出した電力が使用可能電力Ｐａ未満であれば、読み出した電力を充電電力Ａとして決定する。充電電力決定部１５８は、読み出した電力が使用可能電力Ｐａ以上であれば、使用可能電力Ｐａを充電電力Ａとして決定する。

第一の増加量取得部１５９は、上記の３つの代表的な消費電力Ｂｘ（１ｋｗ、３ｋｗ、６ｋｗ）の各々の供給を受けたヒータ１２５によって熱媒体を所定時間（以下、時間ｔという）加温した場合における蓄電池１２４の有効容量の第一の増加量Ｃ_Ｂｘを取得する。

ＥＣＵ１２１のＲＯＭには、蓄電池１２４の温度及びＳＯＣの組み合わせと、消費電力Ｂｘの供給を受けたヒータ１２５によって熱媒体を時間ｔ加温した場合における蓄電池１２４の有効容量の増加量と、を対応付けたデータテーブルが予め記憶されている。

図３は、ＥＣＵ１２１のＲＯＭに記憶されているデータテーブルを模式的に示す図である。図３に示すように、ＲＯＭには、データテーブルＭ１と、データテーブルＭ２と、データテーブルＭ３とが記憶されている。

データテーブルＭ１は、１ｋｗの電力供給を受けたヒータ１２５によって熱媒体を時間ｔ加温した場合における蓄電池１２４の有効容量の増加量Ｃ_Ｂｘ１［ｋｗｈ］を、加温開始時点でのＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせ毎に記憶しているテーブルである。

データテーブルＭ２は、３ｋｗの電力供給を受けたヒータ１２５によって熱媒体を時間ｔ加温した場合における蓄電池１２４の有効容量の増加量Ｃ_Ｂｘ３［ｋｗｈ］を、加温開始時点でのＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせ毎に記憶しているテーブルである。

データテーブルＭ３は、６ｋｗの電力供給を受けたヒータ１２５によって熱媒体を時間ｔ加温した場合における蓄電池１２４の有効容量の増加量Ｃ_Ｂｘ６［ｋｗｈ］を、加温開始時点でのＳＯＣと温度Ｔｂａｔの組み合わせ毎に記憶しているテーブルである。

第一の増加量取得部１５９は、データテーブルＭ１、データテーブルＭ２、及びデータテーブルＭ３のそれぞれから、ＳＯＣ導出部１５５で導出されたＳＯＣと、温度取得部１５６で取得された温度Ｔｂａｔの組み合わせに対応する増加量Ｃ_Ｂｘ１、増加量Ｃ_Ｂｘ３、増加量Ｃ_Ｂｘ６を読み出し、これらを第一の増加量Ｃ_Ｂｘとして取得する。

第二の増加量算出部１６０は、充電電力決定部１５８により決定された充電電力Ａのうちの消費電力Ｂｘを除く電力にて蓄電池１２４の充電を時間ｔ行った場合における、当該充電による蓄電池１２４の有効容量の第二の増加量Ｄ_Ｂｘ［ｋｗｈ］を、以下の式（３）により算出する。
Ｄ_Ｂｘ＝（Ａ−Ｂｘ）×ｔ …（３）

第二の増加量算出部１６０は、式（３）の“Ｂｘ”に、ヒータ１２５に設定可能な消費電力である１ｋｗ、３ｋｗ、６ｋｗのそれぞれを代入して、３通りの第二の増加量Ｄ_Ｂｘ（Ｄ_１ｋｗ、Ｄ_３ｋｗ、Ｄ_６ｋｗ）の算出を行う。

電力配分決定部１６１は、温度Ｔｂａｔが予め決められた閾値ＴＨ１を超えている場合には、充電器１２２からヒータ１２５への電力供給は停止させ、蓄電池１２４にのみ電力供給を行うよう、充電器１２２からヒータ１２５と蓄電池１２４へ供給させる電力配分を決定する。

一方、電力配分決定部１６１は、温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１以下である場合には、第一の増加量Ｃ_Ｂｘ（増加量Ｃ_Ｂｘ１、増加量Ｃ_Ｂｘ３、増加量Ｃ_Ｂｘ６）と、第二の増加量Ｄ_Ｂｘ（Ｄ_１ｋｗ、Ｄ_３ｋｗ、Ｄ_６ｋｗ）と、使用可能電力Ｐａと、充電電力Ａと、熱媒体温度Ｔｗとに基づいて決定した電力配分にて、充電器１２２からヒータ１２５と蓄電池１２４の各々に電力供給を行わせる。

図４は、図１に示すＥＣＵ１２１の動作を説明するためのフローチャートである。

充電器１２２が外部電源２００に接続されると、ＥＣＵ１２１の温度取得部１５６によって蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔが取得され、ＥＣＵ１２１のＳＯＣ導出部１５５によって蓄電池１２４のＳＯＣが導出され、ＥＣＵ１２１の使用可能電力取得部１５７によって使用可能電力Ｐａの情報が取得される。そして、これら温度Ｔｂａｔ、ＳＯＣ、及び使用可能電力Ｐａの情報に基づいて、ＥＣＵ１２１の充電電力決定部１５８によって充電電力Ａが決定される（ステップＳ０）。

次に、電力配分決定部１６１は、温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１を超えていた場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、ヒータ１２５への電力供給は行わず、ステップＳ０にて決定した充電電力Ａを蓄電池１２４に供給させるよう、充電器１２２を制御する（ステップＳ２）。

温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１以下であった場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、蓄電池１２４の有効容量の増加量を最大にすることのできるヒータ１２５の出力を決定する（ステップＳ３）。

具体的には、電力配分決定部１６１は、ステップＳ３にて決定された充電電力Ａと、図３のデータテーブルＭ１〜Ｍ３と、蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔ及びＳＯＣと、代表的な消費電力Ｂｘとに基づいて、第一の増加量Ｃ_Ｂｘ（Ｃ_Ｂｘ１、Ｃ_Ｂｘ３、Ｃ_Ｂｘ６）を取得し、第二の増加量Ｄ_Ｂｘ（Ｄ_１ｋｗ、Ｄ_３ｋｗ、Ｄ_６ｋｗ）を算出する。そして、以下の式（４）から式（６）の演算を行って、ヒータ１２５に１ｋｗ、３ｋｗ、６ｋｗのそれぞれを供給して熱媒体を加温しながら充電を時間ｔ行った場合における蓄電池１２４の有効容量の増加量Ｅ_Ｂｘ［ｋｗｈ］を算出する。

Ｅ_Ｂｘ＝Ｄ_１ｋｗ＋Ｃ_Ｂｘ１ …（４）
Ｅ_Ｂｘ＝Ｄ_３ｋｗ＋Ｃ_Ｂｘ３ …（５）
Ｅ_Ｂｘ＝Ｄ_６ｋｗ＋Ｃ_Ｂｘ６ …（６）

次に、電力配分決定部１６１は、消費電力Ｂｘ（１ｋｗ、３ｋｗ、６ｋｗ）の各々に対応して算出した増加量Ｅ_Ｂｘのうちの最大値を判定し、この判定した最大値の増加量Ｅ_Ｂｘの算出に用いた消費電力Ｂｘを、現時点から時間ｔ経過した時点における蓄電池１２４の有効容量の増加量を最大にすることのできる消費電力ＢｘＭとして特定する。

電力配分決定部１６１は、例えば、式（４）で求まる増加量Ｅ_Ｂｘが最大であれば、消費電力ＢｘＭを１ｋｗとして特定し、式（５）で求まる増加量Ｅ_Ｂｘが最大であれば、消費電力ＢｘＭを３ｋｗとして特定し、式（６）で求まる増加量Ｅ_Ｂｘが最大であれば、消費電力ＢｘＭを６ｋｗとして特定する。

次に、電力配分決定部１６１は、ステップＳ２にて取得された使用可能電力Ｐａから、ステップＳ０にて決定された充電電力Ａを減算して余剰電力（Ｐａ−Ａ）を算出する。そして、電力配分決定部１６１は、この余剰電力（Ｐａ−Ａ）が、ステップＳ３にて特定した消費電力ＢｘＭよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。

余剰電力（Ｐａ−Ａ）が消費電力ＢｘＭ以下であった場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、ステップＳ０にて決定された充電電力Ａを充電器１２２が出力する際に、充電器１２２自体の発熱によって流路Ｒ３内の熱媒体に入熱される熱量を示す媒体入熱電力Ｆ１を求める。

ＥＣＵ１２１のＲＯＭには、図５に例示されるような、充電器１２２のヒータ１２５及び蓄電池１２４への出力電力と媒体入熱電力とを対応付けたデータが予め記憶されている。電力配分決定部１６１は、このデータから、充電電力Ａに対応する媒体入熱電力Ｆ１を取得する（ステップＳ５）。

そして、電力配分決定部１６１は、ステップＳ５にて取得した媒体入熱電力Ｆ１を消費電力ＢｘＭから減算して得た第三の電力Ｐ３を算出する（ステップＳ６）。そして、電力配分決定部１６１は、第三の電力Ｐ３が、熱媒体の温度に応じたヒータ１２５の消費電力の上限値である制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

制限電力Ｖ_ＬＩＭは、熱媒体の温度によって決まる値であり、熱媒体の温度が予め決められた管理温度を超えないようにするために必要なヒータ１２５の消費電力の上限値である。制限電力Ｖ_ＬＩＭは、熱媒体の温度毎にその値が予めＲＯＭに記憶されている。電力配分決定部１６１は、熱媒体の温度を取得し、この温度に対応する制限電力Ｖ_ＬＩＭを読み出してステップＳ７の判定に用いる。

第三の電力Ｐ３が制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であった場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、第三の電力Ｐ３をヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａから第三の電力Ｐ３を減算して得た第四の電力Ｐ４を蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ８）。

第三の電力Ｐ３が制限電力Ｖ_ＬＩＭを超えていた場合（ステップＳ７：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、制限電力Ｖ_ＬＩＭをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａから制限電力Ｖ_ＬＩＭを減算して得た電力を蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ９）。

余剰電力（Ｐａ−Ａ）が消費電力ＢｘＭを超えていた場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、消費電力Ｂｘのうち、余剰電力（Ｐａ−Ａ）以下で且つ最大となる値（消費電力Ｂｘｍという）を決定する（ステップＳ１０）。そして、電力配分決定部１６１は、消費電力Ｂｘｍと充電電力Ａを合わせた電力を充電器１２２が出力する際に、充電器１２２自体の発熱によって流路Ｒ３内の熱媒体に入熱される熱量を示す媒体入熱電力Ｆ２を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、電力配分決定部１６１は、図５のデータから、消費電力Ｂｘｍと充電電力Ａを合わせた電力に対応する媒体入力電力を求める。

次に、電力配分決定部１６１は、ステップＳ１１にて取得した媒体入熱電力Ｆ２を消費電力Ｂｘｍから減算して得た第二の電力Ｐ２を算出する（ステップＳ１２）。そして、電力配分決定部１６１は、第二の電力Ｐ２が制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

第二の電力Ｐ２が制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であった場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、第二の電力Ｐ２をヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａを蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ１５）。

第二の電力Ｐ２が制限電力Ｖ_ＬＩＭを超えていた場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、制限電力Ｖ_ＬＩＭをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａを蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ１４）。充電器１２２が外部電源２００に接続された状態にて、以上の処理が繰り返し行われる。

以上のように、図１に示す充電システム１００によれば、蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１以下となっている場合には、充電器１２２から蓄電池１２４とヒータ１２５とに電力が供給される。これにより、充電器１２２の発熱量が大きくなるため、充電器１２２の温度上昇によって熱媒体が温められる。また、ヒータ１２５によっても熱媒体が温められる。このように、充電器１２２とヒータ１２５との両方によって熱媒体が温められることで、蓄電池１２４の温度を早期に高めることができ、蓄電池１２４の充電効率を高めることができる。また、ヒータ１２５単体にて熱媒体を温めて蓄電池１２４を加温する場合と比較すると、ヒータ１２５に供給する電力量を減らしても熱媒体を充分に加温することができる。また、ヒータ１２５に供給する電力量を大きくすることで、温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１に到達するまでの時間を短縮することができる。結果的に、蓄電池１２４の加温に要する電力消費を減らして、充電時の電気代を抑制することができる。

また、充電システム１００によれば、充電電力Ａと、蓄電池１２４の温度Ｔｂａｔ及びＳＯＣと、使用可能電力Ｐａと、に基づいて、蓄電池１２４とヒータ１２５の各々に供給する電力が決定される。具体的には、充電電力Ａと使用可能電力Ｐａとによって決まる余剰電力と、充電電力Ａ、温度Ｔｂａｔ、ＳＯＣ、及び図４のデータテーブルに基づいて決まる消費電力ＢｘＭとの大小関係に応じて、蓄電池１２４とヒータ１２５とに供給される電力量が制御される。このため、余剰電力が大きい場合には、ヒータ１２５と蓄電池１２４の双方に対する電力の供給量を増やすことができる。したがって、蓄電池１２４の充電効率を高めて充電時間を短縮することができ、電気代を抑制することができる。また、ヒータ１２５に供給される電力は、消費電力Ｂｘｍから媒体入熱電力Ｆ２を減算して得られた値であるため、媒体入熱電力Ｆ２の分、電力消費を減らすことができ、電気代を抑制することができる。

また、余剰電力が小さい場合には、蓄電池１２４の有効容量の増加量が最大となるように、ヒータ１２５と蓄電池１２４に電力が供給される。このため、外部電源２００からの電力の供給がいつ停止された場合でも、蓄電池１２４の有効容量を最大にすることができる。したがって、充電を終了させた時点での電動車両の航続可能距離を最大化することができる。また、この場合においてヒータ１２５に供給される第三の電力Ｐ３は、蓄電池１２４の有効容量を最大にすることのできる消費電力ＢｘＭから媒体入熱電力Ｆ１を減算して得られた値である。したがって、媒体入熱電力Ｆ１の分、電力消費を減らすことができ、充電にかかる電気代を下げることができる。

また、充電システム１００によれば、ヒータ１２５の出力が可変であるため、ヒータ１２５の最大出力を大きな値にすることができる。したがって、電動車両における低温環境時に求められる性能を十分に満たしつつ、上記の効果を得ることができる。

図６は、図１に示すＥＣＵ１２１の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャートは、ステップＳ４の判定がＮＯとなった後の処理と、ステップＳ１０以降の処理とが図４から変更されている。図６において図４と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。

ステップＳ４の判定がＮＯの場合には、電力配分決定部１６１は、消費電力ＢｘＭが制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

消費電力ＢｘＭが制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であった場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、消費電力ＢｘＭをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａから消費電力ＢｘＭを減算して得た電力を蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ２２）。

消費電力ＢｘＭが制限電力Ｖ_ＬＩＭを超えていた場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、制限電力Ｖ_ＬＩＭをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａから制限電力Ｖ_ＬＩＭを減算して得た電力を蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ２３）。

ステップＳ１０の後、電力配分決定部１６１は、消費電力Ｂｘｍが制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

消費電力Ｂｘｍが制限電力Ｖ_ＬＩＭ未満であった場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、電力配分決定部１６１は、消費電力Ｂｘｍをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａを蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ２６）。

消費電力Ｂｘｍが制限電力Ｖ_ＬＩＭを超えていた場合（ステップＳ２４：ＮＯ）には、電力配分決定部１６１は、制限電力Ｖ_ＬＩＭをヒータ１２５に供給させ、充電電力Ａを蓄電池１２４に供給させる制御を行う（ステップＳ２５）。

この変形例によれば、温度Ｔｂａｔが閾値ＴＨ１以下の状態においてヒータ１２５に供給される電力を、充電電力Ａと、使用可能電力Ｐａと、温度Ｔｂａｔ、ＳＯＣ、及び図３のデータテーブルと、に基づいて最適化できる。また、ヒータ１２５に電力を供給している充電器１２２の発熱によって熱媒体の温度が上昇して管理温度に近づいているような場合には、ヒータ１２５に供給される電力が制限電力Ｖ_ＬＩＭに制限される。このような場合には、ヒータ１２５に供給される電力が最適値として求められた消費電力ＢｘＭや消費電力Ｂｘｍよりも減少するため、電力消費を減らして電気代を抑制することができる。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）
プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池（蓄電池１２４）と、
外部電源（外部電源２００）から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部（充電器１２２）と、
前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路（流路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と、
前記熱媒体を加温する加温部（ヒータ１２５）と、
前記蓄電池の温度を検出する温度検出部（温度センサ１２４ｔ）と、
前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部（制御部１２１Ａ）と、を備える蓄電池の充電システム（充電システム１００）。

（１）によれば、蓄電池の温度が閾値を下回っている場合には、電力変換部から蓄電池と加温部とに電力が供給される。これにより、電力変換部の発熱量が大きくなるため、電力変換部の温度上昇によって熱媒体が温められる。また、加温部によっても熱媒体が温められる。このように、電力変換部と加温部との両方によって熱媒体が温められることで、蓄電池の温度を早期に高めることができ、蓄電池の充電効率を高めることができる。また、加温部単体にて熱媒体を温めて蓄電池を加温する場合と比較すると、加温部に供給する電力量を減らしたり、加温部による加温終了までの時間を短縮したりすることができ、蓄電池の加温に要する電力消費を減らして、充電時の電気代を抑制することができる。

（２）
（１）記載の蓄電池の充電システムであって、
前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力（使用可能電力Ｐａ）と、前記蓄電池の温度（温度Ｔｂａｔ）と、前記蓄電池の残容量（ＳＯＣ）と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力（充電電力Ａ）を決定し、前記第一の電力と、前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量と、前記使用可能電力とに基づいて、前記蓄電池と前記加温部の各々に供給する電力を決定する蓄電池の充電システム。

（２）によれば、蓄電池の温度が低い状態における加温部と蓄電池への電力配分を最適化することができる。

（３）
（２）記載の蓄電池の充電システムであって、
前記加温部は、複数の加温用電力（消費電力Ｂｘ）のいずれか１つの供給を受けて前記熱媒体を加温するものであり、
前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量の組み合わせと、前記複数の加温用電力の各々の供給を受けた前記加温部によって前記熱媒体を加温した場合における前記蓄電池の有効容量の増加量（増加量Ｃ_ＢＸ）と、を対応付けて記憶する記憶部（ＲＯＭ）を備え、
前記制御部は、前記第一の電力と、前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量に対応する前記複数の加温用電力毎の前記増加量と、前記複数の加温用電力と、に基づいて、前記複数の加温用電力の中から前記蓄電池の有効容量の増加量が最大となるもの（消費電力ＢｘＭ）を特定し、
前記制御部は、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力（Ｐａ−Ａ）が前記特定した前記加温用電力（消費電力ＢｘＭ）よりも大きい場合には、前記複数の加温用電力のうちの前記余剰電力以下となるものの最大値から、当該最大値と前記第一の電力の和に基づく前記電力変換部の発熱によって前記熱媒体に供給される熱量を示す媒体入熱電力（媒体入熱電力Ｆ２）を減算して得られた第二の電力（第二の電力Ｐ２）を前記加温部に供給させ、且つ前記第一の電力を前記蓄電池に供給させ、
更に、前記制御部は、前記余剰電力が前記特定した前記加温用電力以下の場合には、前記特定した前記加温用電力から、前記第一の電力に基づく前記電力変換部の発熱によって前記熱媒体に供給される熱量を示す媒体入熱電力（媒体入熱電力Ｆ１）を減算して得られた第三の電力（第三の電力Ｐ３）を前記加温部に供給させ、且つ前記第一の電力から前記特定した前記加温用電力を減算して得られた第四の電力（第四の電力Ｐ４）を前記蓄電池に供給させる蓄電池の充電システム。

（３）によれば、余剰電力が大きい場合には、加温部と蓄電池の双方に対する電力の供給量を増やすことができる。このため、蓄電池の充電効率を高めて充電時間を短縮することができ、電気代を抑制することができる。また、加温部に供給される電力は、余剰電力から媒体入熱電力を減算して得られた値であるため、媒体入熱電力の分、電力消費を減らすことができ、電気代を抑制することができる。
また、余剰電力が小さい場合には、蓄電池の有効容量の増加量が最大となるように、加温部と蓄電池に電力が供給される。このため、外部電源からの電力の供給がいつ停止された場合でも、蓄電池の有効容量を最大にすることができる。したがって、充電を終了させた時点での電動車両の航続可能距離を最大化することができる。また、この場合において加温部に供給される第三の電力は、蓄電池の有効容量を最大にすることのできる加温用電力から媒体入熱電力を減算して得られた値である。したがって、媒体入熱電力の分、電力消費を減らすことができ、充電にかかる電気代を下げることができる。

（４）
（３）記載の蓄電池の充電システムであって、
前記制御部は、前記複数の加温用電力の各々を前記加温部に供給して前記熱媒体を所定時間加温した場合における当該加温による前記蓄電池の有効容量の第一の増加量（第一の増加量Ｃ_Ｂｘ）を前記記憶部から取得し、前記第一の電力のうちの前記各々の加温用電力を除く電力にて前記蓄電池の充電を前記所定時間行った場合における当該充電による前記蓄電池の有効容量の第二の増加量（第二の増加量Ｄ_Ｂｘ）を算出し、前記第一の増加量と前記第二の増加量の合計値（増加量Ｅ_Ｂｘ）を算出し、前記合計値のうちの最大値の算出に用いた前記加温用電力を、前記蓄電池の有効容量の増加量が最大となるものとして特定する蓄電池の充電システム。

（５）
プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池と、外部電源から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部と、前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路と、前記熱媒体を加温する加温部と、を有する充電システムの制御装置（ＥＣＵ１２１）であって、
前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部（制御部１２１Ａ）を備え、
前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力と、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の残容量と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力を決定し、前記第一の電力と、前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量と、前記使用可能電力と、に基づいて、前記蓄電池と前記加温部の各々に供給する電力を決定する充電システムの制御装置。

１２１ＥＣＵ
１２１Ａ制御部
１２２充電器
１２４蓄電池
１２５ヒータ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３流路

Claims

プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池と、
外部電源から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部と、
前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路と、
前記熱媒体を加温する加温部と、
前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、
前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力と、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の残容量と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力を決定し、前記蓄電池の温度が前記閾値を下回っている場合に、前記蓄電池の有効容量の増加量を最大にすることができる前記加温部の加温用電力を特定し、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力と前記加温用電力との大小関係に応じて、前記加温部に供給する電力の供給量と前記蓄電池に供給する電力の供給量とを制御する蓄電池の充電システム。
請求項１記載の蓄電池の充電システムであって、
前記加温部は、複数の加温用電力のいずれか１つの供給を受けて前記熱媒体を加温するものであり、
前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量の組み合わせと、前記複数の加温用電力の各々の供給を受けた前記加温部によって前記熱媒体を加温した場合における前記蓄電池の有効容量の増加量と、を対応付けて記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記第一の電力と、前記蓄電池の温度及び前記蓄電池の残容量に対応する前記複数の加温用電力毎の前記増加量と、前記複数の加温用電力と、に基づいて、前記複数の加温用電力の中から前記蓄電池の有効容量の増加量が最大となるものを特定し、
前記制御部は、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力が前記特定した前記加温用電力よりも大きい場合には、前記複数の加温用電力のうちの前記余剰電力以下となるものの最大値から、当該最大値と前記第一の電力の和に基づく前記電力変換部の発熱によって前記熱媒体に供給される熱量を示す媒体入熱電力を減算して得られた第二の電力を前記加温部に供給させ、且つ前記第一の電力を前記蓄電池に供給させ、
更に、前記制御部は、前記余剰電力が前記特定した前記加温用電力以下の場合には、前記特定した前記加温用電力から、前記第一の電力に基づく前記電力変換部の発熱によって前記熱媒体に供給される熱量を示す媒体入熱電力を減算して得られた第三の電力を前記加温部に供給させ、且つ前記第一の電力から前記特定した前記加温用電力を減算して得られた第四の電力を前記蓄電池に供給させる蓄電池の充電システム。
請求項２記載の蓄電池の充電システムであって、
前記制御部は、前記複数の加温用電力の各々を前記加温部に供給して前記熱媒体を所定時間加温した場合における当該加温による前記蓄電池の有効容量の第一の増加量を前記記憶部から取得し、前記第一の電力のうちの前記各々の加温用電力を除く電力にて前記蓄電池の充電を前記所定時間行った場合における当該充電による前記蓄電池の有効容量の第二の増加量を算出し、前記第一の増加量と前記第二の増加量の合計値を算出し、前記合計値のうちの最大値の算出に用いた前記加温用電力を、前記蓄電池の有効容量の増加量が最大となるものとして特定する蓄電池の充電システム。
プラグイン方式の電動車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電池と、外部電源から供給された電力を変換し、当該変換後の電力を少なくとも前記蓄電池に供給する電力変換部と、前記蓄電池と前記電力変換部に併設された、前記蓄電池と前記電力変換部の温度を調整するための熱媒体が流れる流路と、前記熱媒体を加温する加温部と、を有する充電システムの制御装置であって、
前記蓄電池の温度が予め決められた閾値を下回っている場合に、前記変換後の電力を前記蓄電池と前記加温部とに供給させる制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記変換後の前記電力のうちの前記蓄電池及び前記加温部に供給することのできる使用可能電力と、前記蓄電池の温度と、前記蓄電池の残容量と、に基づいて、前記蓄電池に充電可能な第一の電力を決定し、前記蓄電池の温度が前記閾値を下回っている場合に、前記蓄電池の有効容量の増加量を最大にすることができる前記加温部の加温用電力を特定し、前記使用可能電力のうちの前記第一の電力を除く余剰電力と前記加温用電力との大小関係に応じて、前記加温部に供給する電力の供給量と前記蓄電池に供給する電力の供給量とを制御する充電システムの制御装置。