JP2012191784A

JP2012191784A - 車両の充電制御装置

Info

Publication number: JP2012191784A
Application number: JP2011054093A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamamoto; 直樹山本; Kazuhiko Okino; 一彦沖野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: KR20130116338A; WO2012124489A1; EP2685597A4; US9162580B2; CN103329395A; JP5699702B2; EP2685597B1; EP2685597A1; US20140002025A1; CN103329395B; KR101437804B1

Abstract

【課題】ヒータの要求能力を高めることなくバッテリの充電を所定時刻において完了可能な車両の充電制御装置を提供すること。
【解決手段】ユーザが所定の充電時間帯と目標充電量を任意に指定可能なタイマ充電予約手段によりタイマ充電時間帯を設定し、予め指定されたタイマ充電開始時刻からタイマ充電を行うとき、タイマ充電開始時刻より所定時間前に、タイマ充電開始時刻を早めるか否かを判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリの電力を用いて走行可能な車両の充電制御装置に関する。

バッテリの電力を用いて走行可能な車両において、バッテリの充電制御を行う技術が特許文献１に開示されている。この公報には、バッテリ温度が低下し充電時間が長くなるために所定時間以内にバッテリの充電が完了できないと判別されたときは、所定時間以内に充電を完了するように、予め指定された充電開始時刻よりも前に、ヒータによりバッテリを加熱するようにしている。

特開平０８−１１５７４７号公報

しかしながら、充電開始前にバッテリの加熱を完了させるためには、短時間でバッテリを所定温度まで加熱する必要があり、走行用の電力源として使用されるような容積の大きなバッテリを加熱する場合、ヒータの要求能力が高くなるため、コストアップを招くという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ヒータの要求能力を高めることなくバッテリの充電を所定時刻において完了可能な車両の充電制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両の充電制御装置にあっては、ユーザが所定の充電時間帯と目標充電量を任意に指定可能なタイマ充電予約手段によりタイマ充電時間帯を設定し、予め指定されたタイマ充電開始時刻からタイマ充電を行うとき、タイマ充電開始時刻より所定時間前に、タイマ充電開始時刻を早めるか否かを判定する。

充電開始時刻を早めるか否かをタイマ充電開始時刻より所定時間前に判定することで、タイマ充電とバッテリ加熱とが同時に行われることにより充電電力が低下する場合にあっては、その分の充電時間を延長することができ、充電停止時刻における充電量不足を回避することができる。また、タイマ充電中にバッテリ加熱を行えるため、ヒータの要求能力を高くする必要がなく、コストアップを回避することができる。

実施例１の車両の充電制御装置を表す全体システム図である。実施例１のバッテリヒータ作動中におけるバッテリ温度とバッテリヒータの消費電力挙動を示すタイムチャートである。実施例１の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例１のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。実施例２の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例２のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。実施例３の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例３のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。実施例４の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例５の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例５のタイマ充電制御処理を表すタイムチャートである。

図１は実施例１の車両の充電制御装置を表す全体システム図である。実施例１の車両はバッテリのみをエネルギとして走行する電気自動車である。電動車両１００は、充放電可能なバッテリ１１を有し、バッテリ１１に蓄えられた直流電力をインバータ３２にて交流電力に変換し、駆動モータ３１に供給することで車両を駆動する。また、バッテリ１１は、充電ケーブル４０で外部電源５０と電動車両１００とを接続することにより、外部電源電力を受電して充電される。外部電源５０の種類は、一般的に普通充電の場合は商用電源であり、急速充電の場合は急速充電器であるが、図１では普通充電の形態を示す。商用電源５２は一般的に電源コンセント５１により給電される。

充電ケーブル４０は、電源コンセント５１に接続可能な電源プラグ４３と、充電中のシステム漏電を検知して配線を遮断する機能や、電流容量信号を車両に送る機能等を持つコントロールボックス４２と、電動車両１００の充電ポート２３に接続可能な充電コネクタ４１から構成されている。充電ケーブル４０により外部電源５０と電動車両１００とが接続されると、充電制御装置２１が起動し、設定されている充電モードに基づき、充電を開始するかどうかを決定する。充電モードは、すぐに充電を開始する即充電モードと、予め設定されている充電開始時刻及び／又は充電停止時刻に基づき充電開始／停止を行うタイマ充電モードと、等を有する。

充電開始にあたっては、バッテリリレー１３と充電リレー２４とをそれぞれ繋げ、充電器２２がコントロールボックス４２の出力する電流容量信号に基づいて充電ケーブル４０の電流容量を認識した上で、その電流容量の範囲内で外部電源５０からの入力電流を制御する。充電器２２に入力された交流電力（電圧×電流）は、充電器２２において直流電力に変換し、電圧を昇圧した上で出力される。充電器２２が出力する電力については、充電制御装置２１によってリアルタイムに制御され、バッテリ制御装置１２が要求するバッテリ１１への充電電力と、充電器２２が出力可能な出力可能電力と、強電補機系３３とDCDCコンバータ３４と弱電補機系３５とが消費する補機消費電力により決定される。尚、DCDCコンバータ３４は、電圧を降圧して弱電補機系３５へ直流電力を供給する。

充電中は、バッテリ制御装置１２（バッテリ制御手段に相当）がバッテリ１１のSOC、電圧、温度などの状態を監視し、これらに基づいて充電要求電力を決定し、充電制御装置２１へ送る。バッテリ１１への電力供給は、特に充電停止時刻や充電量の指定がない限り、満充電まで継続される。満充電時においては、バッテリ制御装置１２が、バッテリ１１のSOCや電圧により満充電判定を行い、充電制御装置２１へ充電停止を要求し、充電制御装置２１が充電停止する。充電停止にあたっては、充電器２２が入出力する充電電力をゼロにした上で、バッテリリレー１３と充電リレー２４とを夫々遮断する。

また、タイマ充電の場合は、予め設定されている充電開始時刻及び／又は充電停止時刻情報に基づいて充電制御装置２１（充電制御手段に相当）が充電開始時刻及び／又は充電停止時刻を決定し、決定された充電開始時刻が現在時刻よりも後である場合は、充電ケーブル４０が接続されても充電開始時刻までシステムを停止しておく。尚、タイマ充電の充電開始時刻や充電停止時刻情報については、ユーザがインターフェース装置２５（タイマ充電予約手段に相当）によって直接入力して充電制御装置２１が記憶するか、又は、予め設定してある複数の充電モードの中からユーザが任意のモードを選択することにより、車両が充電開始時刻／停止時刻を決定する方法がある。また、外気温を検出する外気温度センサ２６を有する。

また、バッテリ１１は、温度が低くなると、充電可能容量の低下や、許容充電電流の低下により充電時間が長くなる特性がある。また、バッテリ１１が凍結温度まで下がった場合は、充放電できなくなるという特性がある。このため、バッテリ１１を所定温度以上に加熱及び保温するために、バッテリヒータ１５を搭載している。バッテリ１１には、バッテリ温度をモニタするバッテリ温度センサ１４を有し、バッテリ温度が所定温度以下になった場合には、目標温度以上となるようにバッテリヒータ１５を作動させ、バッテリ１１を加熱する。バッテリヒータ１５はバッテリ１１または充電器２２から電力供給を受けて作動する。

尚、車両コスト低減のためには、バッテリ１１を目標温度以上に保温できるだけの、必要最小限のヒータ出力を有する小出力型のヒータとする必要がある。この場合、バッテリ１１を昇温する際のヒータ作動時間が長くなるため、充電とバッテリ加熱が同時に作動する機会が多くなる。特に、タイマ充電のように主にコストの安い夜間電力時間帯で使われる充電モードにおいては、バッテリ温度が低下している場合が多く、充電とバッテリ加熱が同時に作動することが予測される。ここで、充電とバッテリ加熱とが同時に作動した場合、充電器２２の出力は外部電源電力により上限が決まるため、バッテリヒータ１５の電力分だけ充電電力が不足してしまうことになる。このため、実施例１では、充電制御装置２１において、充電中にバッテリ加熱が行われることが予測された場合には、現在設定されている充電開始時刻を早め、充電停止時刻における充電量不足を防止するものである。

図２は実施例１のバッテリヒータ作動中におけるバッテリ温度とバッテリヒータの消費電力挙動を示すタイムチャートである。走行終了時点では、走行中の放電によるバッテリ１１の発熱によって外気温度よりもバッテリ１１の温度が高くなる。その後、車両を放置している間は、バッテリ１１の温度は、外気温度に向かって次第に低下していく。外気温度が極低温の場合は、前述したようにバッテリ１１の性能低下温度やバッテリ内の電解質凍結温度に相当するバッテリ性能保証限界温度に達するのを防止するため、バッテリヒータ１５によりバッテリ加熱を行う。

バッテリヒータ１５は、通常、ヒータ作動開始温度と、このヒータ作動開始温度よりも高いヒータ作動停止温度が予め設定されている。バッテリ温度センサ１４により検知されたバッテリ１１の温度が作動開始温度に達すると、バッテリヒータ１５を作動開始し、作動停止温度まで昇温した時点でバッテリヒータ１５の作動を停止する。これにより、バッテリ１１を所定温度以上に保持する。バッテリヒータ１５が小出力型の場合、バッテリヒータ作動開始温度から作動停止温度に上昇するまで、通常は数時間かかり、また、バッテリ温度が作動停止温度から作動開始温度に冷えるまで通常は数時間を要する。また、バッテリヒータ１５の作動は、バッテリ温度に基づいて行われるものであり、バッテリ１１の充電状態等とは独立して行われる。よって、充電システム側では、充電システムのスリープ状態であっても、定期的に、又は不定期的にバッテリヒータ１５の作動状態をチェックする必要がある。

図３は実施例１の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ１では、タイマ充電時間帯の予約の有無を判断し、予約がないときは本制御フローを終了し、予約があるときはステップＳ２へ進む。
ステップＳ２では、バッテリヒータ作動時の充電電力量不足分を計算する。具体的には、バッテリヒータ１５の消費電力×充電時間で得られる消費電力量を計算する。
ステップＳ３では、計算された消費電力量を充電するための時間である必要充電時間延長量を決定する。
ステップＳ４では、予め設定されていた充電開始時刻を必要充電時間延長量分だけ早めた時刻を、バッテリヒータ１５の作動状態チェック時刻として設定する。
ステップＳ５では、バッテリヒータ１５の作動状態チェック時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ６に進み、それ以外のときは本ステップを繰り返す。尚、このとき、充電システムはスリープ状態であり、チェック時刻に到達すると、充電システムを起動して各種チェックを行う。
ステップＳ６では、充電システムを起動してバッテリヒータ１５の作動状態をチェックし、バッテリヒータ１５が作動中であればステップＳ８に進んで充電を開始し、停止中であればステップＳ７に進む。言い換えると、充電システムを起動する前のスリープ状態では、タイマのカウントによってチェック時刻に到達したか否かを判定しており、種々の状態チェックを行うメインの充電システムは起動していない。よって、充電システムのスリープ状態では、消費電力が極めて小さな状態とされる。
ステップＳ７では、予め設定されていた充電開始時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ８に進んで充電を開始し、到達していないときは本ステップを繰り返す。

図４は実施例１のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートの最初の状態は、ユーザが外部電源５０と電動車両１００とを充電ケーブル４０により接続し、ユーザがインターフェース装置２５により充電開始時刻と充電停止時刻とを設定した場合を示す。また、外部電源５０により供給可能な電力には制限があり、この制限内で電力供給を行うものである。このとき、外気温はバッテリ性能保障限界温度よりも低く、言い換えると、バッテリ１１の温度は放置によりヒータ作動停止温度を下回る。

時刻ｔ１において、バッテリ温度がヒータ作動停止温度を下回ると、バッテリヒータ１５が作動し、バッテリ１１を暖め始める。このときは、まだ充電開始時刻よりも前の段階である。尚、充電制御装置２１では、ユーザにより充電開始時刻と充電停止時刻が設定された段階で、仮に、その間ずっとバッテリヒータ１５が作動した場合に必要な必要充電時間延長量を計算し、予め設定されていた充電開始時刻よりも手前側に前倒ししたバッテリヒータ１５の作動状態チェック時刻を設定する。

時刻ｔ２において、作動状態チェック時刻に到達したときにバッテリヒータ１５が作動している場合には、即座に充電を開始する。よって、作動状態チェック時刻は、言い換えると前倒しした充電開始時刻である。これにより、バッテリヒータ１５の作動により不足する充電電力量を補完することができる。

時刻ｔ３において、時刻ｔ２から既に充電が開始されているため、充電開始時刻以降も継続的にバッテリヒータ１５が作動したとしても、満充電となるタイミングが充電停止時刻以降となることがない。言い換えると、バッテリヒータ１５が作動したとしても、充電停止時刻において満充電状態を達成することができる。

以上、実施例１は、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）電気を充放電するバッテリ１１と、バッテリ１１を加熱するバッテリヒータ１５と、バッテリ１１の温度を検知するバッテリ温度センサ１４（バッテリ温度検出手段）と、バッテリ１１の温度状態を監視してバッテリヒータ１５を制御してバッテリ加熱を行うバッテリ制御装置１２（バッテリ制御手段）と、バッテリ１１及びバッテリヒータ１５に電力を供給する充電器２２と、ユーザが所定の充電時間帯と目標充電量を任意に指定可能なインターフェース装置２５（タイマ充電予約手段）と、インターフェース装置２５により予め指定されたタイマ充電開始時刻に基づいてタイマ充電を行う充電制御装置２１（充電制御手段）と、を備え、充電制御装置２１は、タイマ充電開始時刻より所定時間前に、タイマ充電開始時刻を早めるか否かを判定する。

すなわち、タイマ充電とバッテリ加熱とが同時に行われることにより充電電力が低下した場合、更に充電するには、充電停止時刻以降まで充電を継続する以外に手立てがない。これに対し、充電開始時刻よりも所定時間前に充電量不足が生じるか否かをチェックすることで、タイマ充電時間帯以外の充電が必要な場合には、充電開始時刻を早めることで充電時間を延長することができ、充電停止時刻において充電量不足を回避することができる。また、タイマ充電中にバッテリ加熱を行えるため、バッテリヒータ１５の要求能力を高くする必要がなく、コストアップを回避することができる。また、充電中にバッテリヒータ１５を作動させつつ充電を行うため、充電効率の低下を回避することができる。

（２）充電制御装置２１でチェックする所定時間は、タイマ充電時間帯において継続して前記バッテリヒータによる加熱が行われた場合の消費電力を演算し、その消費電力量を充電するのに必要な時間である必要充電時間延長量（所定時間）である。
よって、仮に、充電時間帯全域においてバッテリヒータ１５が作動し、消費電力量が多くなった場合であっても、それを補完する充電時間を確保することができ、充電停止時刻における充電量不足を更に高い精度で回避することができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図５は実施例２の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例１ではバッテリヒータ１５の作動の有無に基づいてタイマ充電開始時刻を早めるか否かを判断したが、実施例２ではバッテリ温度に基づいてタイマ充電開始時刻を早めるか否かを判断する点が異なる。

ステップＳ１では、タイマ充電時間帯の予約の有無を判断し、予約がないときは本制御フローを終了し、予約があるときはステップＳ２へ進む。
ステップＳ２では、バッテリヒータ作動時の充電電力量不足分を計算する。具体的には、バッテリヒータ１５の消費電力×充電時間で得られる消費電力量を計算する。
ステップＳ３では、計算された消費電力量を充電するための時間である必要充電時間延長量を決定する。
ステップＳ４１では、予め設定されていた充電開始時刻を必要充電時間延長量分だけ早めた時刻を、バッテリ温度のチェック時刻として設定する。
ステップＳ５１では、バッテリ温度のチェック時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ６１に進み、それ以外のときは本ステップを繰り返す。尚、このとき、充電システムはスリープ状態であり、チェック時刻に到達すると、充電システムを起動して各種チェックを行う。
ステップＳ６１では、バッテリ温度をチェックし、バッテリ温度が閾値であるヒータ作動停止温度以下であればステップＳ８に進んで充電を開始し、停止中であればステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、予め設定されていた充電開始時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ８に進んで充電を開始し、到達していないときは本ステップを繰り返す。

図６は実施例２のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートの最初の状態は、ユーザが外部電源５０と電動車両１００とを充電ケーブル４０により接続し、ユーザがインターフェース装置２５充電開始時刻と充電停止時刻とを設定した場合を示す。また、外部電源５０により供給可能な電力には制限があり、この制限内で電力供給を行うものである。このとき、外気温はバッテリ性能保障限界温度よりも低く、言い換えると、バッテリ１１の温度は放置によりヒータ作動停止温度を下回る。

まず、充電制御装置２１では、ユーザにより充電開始時刻と充電停止時刻が設定された段階で、仮に、その間ずっとバッテリヒータ１５が作動した場合に必要な必要充電時間延長量を計算し、予め設定されていた充電開始時刻よりも手前側に前倒ししたバッテリ温度のチェック時刻を設定する。

時刻ｔ１において、バッテリ温度のチェック時刻に到達したときにバッテリ温度がヒータ作動停止温度以下の場合には、充電中にバッテリヒータ１５が作動する可能性が高いと判断し、即座に充電を開始する。よって、バッテリ温度のチェック時刻は、言い換えると前倒しした充電開始時刻である。これにより、バッテリヒータ１５の作動により不足する充電電力量を補完することができる。

時刻ｔ２において、時刻ｔ１から既に充電が開始されているため、充電開始時刻以降も継続的にバッテリヒータ１５が作動したとしても、満充電となるタイミングが充電停止時刻以降となることがない。言い換えると、バッテリヒータ１５が作動したとしても、充電停止時刻において満充電状態を達成することができる。その後、時刻ｔ３において、バッテリ温度がヒータ作動停止温度に到達すると、バッテリヒータ１５の作動が停止する。

以上説明したように、実施例２にあっては、タイマ充電開始時刻より必要充電時間延長量だけ前の段階において、既にバッテリ加熱が行われていた場合には、当然バッテリ温度はヒータ作動停止温度以下の状態であり、その後もバッテリヒータ１５が作動する蓋然性が高い。一方、バッテリ加熱が行われていなくても、バッテリ温度がヒータ作動停止温度以下のときは、その後、ヒータ作動開始温度まで低下する可能性が高く、その場合にはバッテリヒータ１５が作動する。そこで、タイマ充電とバッテリ加熱が同時に行われると判断しておけば、仮にバッテリヒータ１５が作動していない状況があったとしても充電量が不足することがない。よって、充電停止時刻において充電量が不足することを回避することができる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図７は実施例３の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例１，２では、タイマ充電開始時刻から早める時間である必要充電時間延長量を充電中に継続的にバッテリヒータ１５が作動した場合に基づいて設定した。すなわち、必要充電時間延長量だけ前倒しした時刻と作動状態やバッテリ温度のチェック時刻とは一致していた。これに対し、実施例３では、バッテリヒータ１５の作動を精度よく推定し、この推定される作動状態に基づいて必要充電時間延長量を演算する点が異なる。

ステップＳ１では、タイマ充電時間帯の予約の有無を判断し、予約がないときは本制御フローを終了し、予約があるときはステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２では、バッテリ温度と、外気温度と、バッテリヒータ作動状態とをチェックするチェック時刻を設定する。このチェック時刻は、バッテリヒータ１５の消費電力×充電時間で得られる消費電力量を計算し、計算された消費電力量を充電するための時間だけ、タイマ充電開始時刻よりも早めたタイミングである。
ステップＳ３２では、チェック時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ４２に進み、それ以外のときは本ステップを繰り返す。尚、このとき、充電システムはスリープ状態であり、チェック時刻に到達すると、充電システムを起動して各種チェックを行う。
ステップＳ４２では、バッテリ温度推移を予測する。具体的には、チェック時刻におけるバッテリ温度を初期値とし、外気温度相当まで低下するときの温度低下特性演算式等を設定しておく。そして、何時間後にバッテリ温度がヒータ作動開始温度まで低下するかを予測演算する。逆に、バッテリヒータ１５が作動した後は、更に何時間後にバッテリ温度がヒータ作動停止温度まで上昇するかを予測演算する。これにより、タイマ充電とバッテリ加熱が同時に行われるタイミングを含めて予測することができる。

ステップＳ５２では、タイマ充電時間帯にバッテリヒータ１５が作動すると予測したか否か、すなわち、タイマ充電時間帯に推定されたバッテリ温度がヒータ作動開始温度以下となるか否かを判断し、以下となると予測した場合にはステップＳ６２に進む。一方、以下とならないと予測した場合にはステップＳ１０２に進んで予め設定されていたタイマ充電開始時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ９２に進んで充電を開始し、到達していないと判断したときは到達するまでステップＳ１０２を繰り返す。

ステップＳ６２では、タイマ充電時間帯のバッテリヒータ作動による充電電力量不足分を計算する。具体的には、予測されたバッテリ温度に基づいてバッテリヒータ１５が作動すると予測される作動予測時間を演算する。そして、バッテリヒータ１５の消費電力×作動予測時間で得られる消費電力量を充電電力量不足分として決定する。
ステップＳ７２では、必要充電時間延長量を決定し、予め設定されたタイマ充電開始時刻から必要充電時間延長量だけ前倒ししたタイマ充電前倒し時刻を設定する。具体的には、充電電力量不足分を補うことができる時間を決定する。
ステップＳ８２では、タイマ充電前倒し時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ９２に進んで充電を開始し、到達していないと判断したときは本ステップを繰り返す。

図８は実施例３のタイマ充電時制御処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートの最初の状態は、ユーザが外部電源５０と電動車両１００とを充電ケーブル４０により接続し、ユーザがインターフェース装置２５充電開始時刻と充電停止時刻とを設定した場合を示す。また、外部電源５０により供給可能な電力には制限があり、この制限内で電力供給を行うものである。このとき、外気温はバッテリ性能保障限界温度よりも低く、言い換えると、バッテリ１１の温度は放置によりヒータ作動停止温度を下回る。

まず、充電制御装置２１では、ユーザにより充電開始時刻と充電停止時刻が設定された段階で、仮に、その間ずっとバッテリヒータ１５が作動した場合に必要な充電時間延長量を計算し、予め設定されていた充電開始時刻よりも手前側に前倒ししたバッテリ温度，外気温度，バッテリヒータ作動状態のチェック時刻を設定する。

時刻ｔ１において、バッテリ温度のチェック時刻に到達したときにバッテリ温度推移を予測する。このとき、タイマ充電時間帯である時刻ｔ３から時刻ｔ４においてバッテリヒータ１５が作動すると予測できるため、この時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に消費される電力に相当する必要充電時間延長量を演算する。そして、予め設定されていた充電開始時刻から必要充電時間延長量だけ前倒ししたタイマ充電前倒し時刻を設定する。これにより、バッテリヒータ１５の作動により不足する充電電力量を補完することができる。

時刻ｔ２において、タイマ充電前倒し時刻に到達すると、タイマ充電を開始する。そして、時刻ｔ３においてバッテリヒータ１５が作動するものの、満充電となるタイミングが充電停止時刻である時刻ｔ４以降となることがない。言い換えると、バッテリヒータ１５が作動したとしても、充電停止時刻ｔ４において満充電状態を達成することができる。その後、時刻ｔ５において、バッテリ温度がヒータ作動停止温度に到達すると、バッテリヒータ１５の作動が停止する。

以上説明したように、実施例３にあっては、外気温度を検知する外気温度センサ２６（外気温度検出手段）を有し、充電制御装置２１は、タイマ充電開始時刻より所定時間前であるチェック時刻において、その時点のバッテリヒータ作動状態とバッテリ温度と外気温度とから、タイマ充電時間帯におけるバッテリ温度推移を予測し、予測されたバッテリ温度が予め設定されたバッテリヒータ作動温度範囲にあると予測した場合、タイマ充電とバッテリ加熱とが同時に行われると判断することとした。

すなわち、既にバッテリ加熱が行われているときは、バッテリヒータ１５の出力と現在のバッテリ温度と外気温度とから、その後のバッテリ温度推移を予測し、タイマ充電開始後もバッテリヒータ１５の作動が継続するかどうかを判断できる。また、バッテリ加熱が行われていないときは、現在のバッテリ温度と外気温度とからバッテリ温度変化を予測できるため、タイマ充電開始後にバッテリヒータ１５が作動するかどうかを判断できる。

充電制御装置２１は、予測されたバッテリ温度に基づいてタイマ充電時間帯におけるバッテリヒータ作動時間及び消費電力を予測演算し、必要充電時間延長量を決定する。すなわち、バッテリヒータ１５がタイマ充電時間帯の一部だけ作動した場合、その分の消費電力量だけ充電開始時刻を前倒しするため、充電開始時刻を前倒ししすぎることがなく、ユーザが指定した充電停止時刻通りに充電を完了することができる。

〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例１，２と同じであるため異なる点についてのみ説明する。図９は実施例４の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。実施例１，２では、タイマ充電開始時刻から必要充電時間延長量だけ早めた時刻において、バッテリヒータ１５の作動状態もしくはバッテリ温度の一方のみをチェックしていた。これに対し、実施例４では、バッテリヒータ１５の作動状態及びバッテリ温度の両方をチェックする点が異なる。

ステップＳ１では、タイマ充電時間帯の予約の有無を判断し、予約がないときは本制御フローを終了し、予約があるときはステップＳ２へ進む。
ステップＳ２では、バッテリヒータ作動時の充電電力量不足分を計算する。具体的には、バッテリヒータ１５の消費電力×充電時間で得られる消費電力量を計算する。
ステップＳ３では、計算された消費電力量を充電するための時間である必要充電時間延長量を決定する。
ステップＳ４では、予め設定されていた充電開始時刻を必要充電時間延長量分だけ早めた時刻を、バッテリヒータ１５の作動状態及びバッテリ温度のチェック時刻として設定する。
ステップＳ５４では、バッテリヒータ１５の作動状態チェック時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ６に進み、それ以外のときは本ステップを繰り返す。尚、このとき、充電システムはスリープ状態であり、チェック時刻に到達すると、充電システムを起動して各種チェックを行う。
ステップＳ６では、バッテリヒータ１５の作動状態をチェックし、バッテリヒータ１５が作動中であればステップＳ６０２に進み、停止中の時はステップＳ６０１に進む。

ステップＳ６０１では、バッテリ温度が第１閾値以下か否かを判断し、第１閾値以下のときは、これからバッテリヒータ１５が作動する蓋然性が高いと判断し、ステップＳ８に進んで充電を開始する。一方、第１閾値よりも大きいときは、まだバッテリヒータ１５が作動する蓋然性は低いと判断してステップＳ７に進む。ここで、第１閾値は、ヒータ作動開始温度よりも高く、ヒータ作動停止温度よりも低い所定値である。
ステップＳ６０２では、バッテリ温度が第２閾値以下か否かを判断し、第２閾値より高いときはバッテリヒータ１５の作動が停止する蓋然性が高いと判断してステップＳ７に進む。一方、第２閾値以下のときは、まだバッテリヒータ１５の作動が継続する蓋然性が高いと判断し、ステップＳ８に進んで充電を開始する。ここで、第２閾値は、ヒータ作動開始温度よりも高く、ヒータ作動停止温度よりも低い所定値であり、第１閾値よりも高い値に設定されている。
ステップＳ７では、予め設定されていた充電開始時刻に到達したか否かを判断し、到達したと判断したときはステップＳ８に進んで充電を開始し、到達していないときは本ステップを繰り返す。

以上説明したように、実施例４にあっては、バッテリヒータ１５の停止中であっても、バッテリ温度が第１閾値以下のときは充電を開始することで、より確実に充電量不足を回避することができる。また、バッテリヒータ１５の作動中であっても、バッテリ温度が第２閾値より高いときは充電を開始しないため、不要な充電を回避することができる。

〔実施例５〕
次に、実施例５について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図１０は実施例５の充電制御装置において実施されるタイマ充電時制御処理を表すフローチャートである。ステップＳ１００以外は実施例１と同じであるため、異なるステップのみについて説明する。
ステップＳ１００では、現在のバッテリ充電量が目標充電量以上か否かを判断し、目標充電量以上のときは、本制御フローを終了し、目標充電量未満のときはステップＳ２に進む。

図１１は実施例５のタイマ充電制御処理を表すタイムチャートである。すなわち、タイマ充電が毎日決まった時間帯に行われるように設定されている場合、指定時刻になると繰り返し充電動作を実施する。このとき、車両を使わない日が続いた場合など、既に目標充電量に達していても、繰り返し充電動作を行うため、不要な電力消費を招くおそれがある。

そこで、ステップＳ１００において、バッテリ充電量が既に目標充電量に到達しているときは、予め設定されている充電開始時刻より前のシステム起動と充電開始時刻の前倒し要否判定をキャンセルすることで、充電システムの起動回数を低減でき、不要な電力消費を抑制することができる。尚、実施例５では、ステップＳ１とステップＳ２との間で目標充電量のチェックを行う構成としたが、ステップＳ４とステップＳ５との間で目標充電量のチェックを行うようにしてもよい。

以上説明したように、実施例５にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（３）充電制御装置２１は、バッテリの充電量が目標充電量に到達しているときは、タイマ充電開始時刻を早めるか否かの判定を取り消すこととした。よって、無駄な充電システムの起動を回避することができ、これによりシステム起動回数が低減することで車両放置中の消費電力を抑制することができる。

以上、各実施例に基づいて本発明を説明したが、上記構成に限られず本発明の範囲を逸脱しない範囲で他の構成を取り得る。実施例１では、電動車両について説明したが、プラグインハイブリッド型の車両であってもよい。また、実施例では演算された必要充電時間延長量だけ充電開始時刻を早める構成としたが、更に確実に充電を完了するために安全率を考慮してマージンを加算した時間だけ前倒ししてもよい。

実施例３では、チェック時刻において検出されたバッテリ温度に基づいてバッテリ温度推移を予測したが、チェック時刻より前のタイミングで複数回バッテリ温度のサンプリングを取り、このサンプリングの温度推移からバッテリ温度推移を予測する構成としてもよい。

１１バッテリ
１２バッテリ制御装置
１４バッテリ温度センサ
１５バッテリヒータ
２１充電制御装置
２２充電器
２５インターフェース装置
２６外気温度センサ
４０充電ケーブル
５０外部電源
１００電動車両

Claims

電気を充放電するバッテリと、
前記バッテリを加熱するバッテリヒータと、
前記バッテリの温度を検知するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリの温度状態を監視して前記バッテリヒータを制御してバッテリ加熱を行うバッテリ制御手段と、
前記バッテリ及び前記バッテリヒータに電力を供給する充電器と、
ユーザが所定のタイマ充電時間帯と目標充電量を任意に指定可能なタイマ充電予約手段と、
前記タイマ充電予約手段により予め指定されたタイマ充電開始時刻に基づいてタイマ充電を行う充電制御手段と、
を備え、
前記充電制御手段は、前記タイマ充電開始時刻より所定時間前に、前記タイマ充電開始時刻を早めるか否かを判定することを特徴とする車両の充電制御装置。
請求項１に記載の車両の充電制御装置において、
前記所定時間は、前記タイマ充電時間帯において継続して前記バッテリヒータによる加熱が行われた場合の消費電力を演算し、その消費電力量を充電するのに必要な時間である必要充電時間延長量であることを特徴とする車両の充電制御装置。
請求項１又は２に記載の車両の充電制御装置において、
前記充電制御手段は、前記バッテリの充電量が目標充電量に到達しているときは、前記タイマ充電開始時刻を早めるか否かの判定を取り消すことを特徴とする車両の充電制御装置。