JP2022040626A - 充電制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電後のバッテリーに悪影響が及ぶことを抑制する。【解決手段】充電制御装置１０は、車両に搭載されたバッテリー２の充電中に、充電終了後の車両の外部環境の状態を予測する環境予測部１４２と、環境予測部１４２が予測した外部環境の状態に基づいて、充電終了時のバッテリー２の目標温度を設定する目標温度設定部１４３と、充電終了時にバッテリー２の温度が目標温度設定部１４３によって設定された目標温度となるように、バッテリー２の充電中の温度を調整する温度調整部１４５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、充電制御装置に関する。
車両には、バッテリーの充電を制御する充電制御装置が搭載されている。下記の特許文献１には、バッテリーの温度を調整しながら充電する技術が開示されている。具体的には、バッテリーが放電しやすい温度になるように、バッテリーの充電を制御する。
特開２００５－１１７７２７号公報
ところで、充電後にバッテリーが放置されると、バッテリーの温度が外部環境の影響を受けて変化し、バッテリーに悪影響が及ぶおそれがある。例えば、バッテリーの温度が高温になるとバッテリーが劣化し、バッテリーの温度が低温の状態で使用されると異常が発生するおそれがある。上述した特許文献１の技術では、充電後にバッテリーの温度を調整できない。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、充電後のバッテリーに悪影響が及ぶことを抑制することを目的とする。
本発明の一の態様においては、車両に搭載されたバッテリーの充電中に、充電終了後の前記車両の外部環境の状態を予測する環境予測部と、前記環境予測部が予測した前記外部環境の状態に基づいて、充電終了時の前記バッテリーの目標温度を設定する目標温度設定部と、充電終了時に前記バッテリーの温度が前記目標温度設定部によって設定された目標温度となるように、前記バッテリーの充電中の温度を調整する温度調整部と、を備える、充電制御装置を提供する。
また、前記環境予測部は、前記外部環境の状態として、充電終了後の外気温度の変化を予測し、前記目標温度設定部は、前記外気温度の変化に基づいて、前記目標温度を設定することとしてもよい。
また、前記目標温度設定部は、充電終了後に前記バッテリーの温度が上昇すると前記環境予測部が予測した場合には、前記目標温度を所定値よりも低く設定し、充電終了後に前記バッテリーの温度が低下すると前記環境予測部が予測した場合には、前記目標温度を所定値よりも高く設定することとしてもよい。
また、前記充電制御装置は、過去の外部環境の状態を示す環境情報を記憶する記憶部を更に備え、前記環境予測部は、前記記憶部に記憶された前記環境情報に基づいて、充電終了後の外部環境の状態を予測することとしてもよい。
本発明によれば、充電後のバッテリーに悪影響が及ぶことを抑制できるという効果を奏する。
充電制御装置が搭載された車両１の構成の一例を説明するための模式図である。 充電制御装置１０の構成の一例を説明するためのブロック図である。 バッテリー２の目標温度の設定例を説明するための模式図である。 バッテリー２の充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。
＜充電制御装置の構成＞
充電制御装置は、例えば車両に搭載されており、車両に設けられたバッテリーの充電を制御する。
図１は、充電制御装置が搭載された車両１の構成の一例を説明するための模式図である。車両１は、例えば電気自動車（ＥＶ）である。車両１は、図１に示すように、バッテリー２と、発電機４と、充電制御装置１０とを有する。なお、図１では、説明の便宜上、車両１の他の構成の図示を省略している。
バッテリー２は、ＥＶ用バッテリーである。バッテリー２の温度は、充電終了後に、一定ではなく変化しうる。例えば、バッテリー２の温度は、車両１の外部温度が上昇すると上昇し、外部温度が低下すると低下する。
発電機４は、例えばバッテリー２と電気的に接続されたモータであり、電力をバッテリー２に供給する。発電機４からバッテリー２へ供給電流が流れることで、バッテリー２が充電される。
充電制御装置１０は、バッテリー２の充電を制御する。充電制御装置１０は、例えば発電機４からバッテリー２へ流れる供給電流を制御することで、バッテリー２の充電を制御する。本実施形態の充電制御装置１０は、詳細は後述するが、充電終了時のバッテリー２の温度が、充電中に予測した外部環境の状態に基づいて設定した目標温度となるように、バッテリー２の充電中の温度を調整する。これにより、充電終了時のバッテリー２の温度が、外部環境の状態を反映したものとなるため、充電終了後に外部環境に起因してバッテリー２に悪影響が及ぶことを抑制できる。
なお、上記では、バッテリー２が、発電機４から電力の供給を受けて充電されることとしたが、これに限定されない。例えば、バッテリー２は、車両１の外部の充電機から電力を受けて充電されてもよい。かかる場合でも、充電制御装置１０は、充電器からの電流を制御することで、バッテリー２の充電を制御する。
（充電制御装置１０の詳細構成）
充電制御装置１０の詳細構成について、図２を参照しながら説明する。
図２は、充電制御装置１０の構成の一例を説明するためのブロック図である。充電制御装置１０は、図２に示すように、記憶部１２と、通信部１３と、制御部１４とを有する。
記憶部１２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部１２は、制御部１４が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶部１２は、過去の外部環境の状態を示す環境情報を記憶する。
通信部１３は、車両１の外部に設けられた装置と通信を行う。通信部１３は、外部サーバー８との間で情報の送受信を行う。例えば、通信部１３は、リアルタイムの気象情報を、外部サーバー８から受信する。気象情報は、一例として、気温、日照時間、天候等に関する情報である。外部サーバー８から受信した気象情報は、記憶部１２に記憶されてもよい。
制御部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１４は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、バッテリー２の充電処理を行う。本実施形態では、制御部１４は、環境予測部１４２、目標温度設定部１４３、温度検出部１４４及び温度調整部１４５として機能する。
環境予測部１４２は、車両１の外部環境の状態を予測する。環境予測部１４２は、バッテリー２の充電中に、充電終了後の外部環境の状態を予測する。例えば、環境予測部は、充電終了から所定時間（一例として、８時間～２４時間）の外部環境の状態を予測する。環境予測部１４２は、外部環境の状態として、バッテリー２の充電終了後の外気温度の変化を予測する。例えば、環境予測部１４２は、バッテリー２の充電終了後に外気温度が上昇するか、又は外気温度が低下するかを予測する。環境予測部１４２は、充電終了から所定時間内の外気温度の変化度合いを予測してもよい。
環境予測部１４２は、外部サーバー８からリアルタイムに気象情報を取得して、外部環境の状態を予測してもよい。すなわち、環境予測部１４２は、通信部１３が外部サーバー８からリアルタイムに受信した気象情報から、外部環境の状態を予測してもよい。リアルタイムの気象情報を取得することで、充電終了後の外部環境の状態を精度良く予測できる。
なお、環境予測部１４２は、記憶部１２に記憶された過去の外部環境の状態を示す環境情報に基づいて、充電終了後の外部環境の状態を予測してもよい。これにより、外部サーバー８から気象情報を取得できない場合に、過去の同じ時間帯の環境情報を参照することで、充電終了後の外部環境の状態を推測できる。
目標温度設定部１４３は、充電終了時のバッテリー２の目標温度を設定する。目標温度設定部１４３は、充電終了後にバッテリー２が放置された際の外部環境の状態を考慮して、バッテリー２の目標温度を設定する。ここでは、目標温度設定部１４３は、環境予測部１４２が予測した外部環境の状態に基づいて、充電終了時のバッテリー２の目標温度を設定する。
図３は、バッテリー２の目標温度の設定例を説明するための模式図である。ここでは、バッテリー２の温度帯が、適正温度帯、高温度帯、低温度帯に区分される。適正温度帯は、一例として０℃～４０℃の範囲の温度帯である。高温度帯は、４０℃よりも高い温度帯であり、低温度帯は、０℃よりも低い温度帯である。適正温度帯では、バッテリー２が劣化しにくく正常に機能を発揮する。高温度帯では、バッテリー２が高温に起因して劣化しやすい。低温度帯では、バッテリー２が充電した際に析出現象が発生しやすい。このため、目標温度設定部１４３は、バッテリー２の適正温度帯（０℃～４０℃）の中の温度を、目標温度として設定する。
目標温度設定部１４３は、バッテリー２の充電終了後の外気温度の変化に基づいて、目標温度を設定する。これにより、充電終了後のバッテリー２が外気温によって影響を受けることを想定した目標温度を設定できる。すなわち、目標温度設定部１４３は、上述した適正温度帯の中で、外気温による影響を抑制できる温度を、目標温度に設定できる。
目標温度設定部１４３は、充電終了後にバッテリー２の温度が上昇すると環境予測部１４２が予測した場合には、目標温度を所定値よりも低く設定する。例えば、目標温度設定部１４３は、上述した適正温度帯の中で０℃近くの温度を、目標温度として設定する。一方で、目標温度設定部１４３は、充電終了後にバッテリー２の温度が低下すると環境予測部１４２が予測した場合には、目標温度を所定値よりも高く設定する。例えば、目標温度設定部１４３は、適正温度帯の中で４０℃近くの温度を、目標温度として設定する。これにより、充電終了後に外気温度が上昇又は低下しても、バッテリー２の温度を適正温度帯に維持しやすくなる。なお、上記の所定値は、例えば適正温度帯の中央値（２０℃）である。
目標温度設定部１４３は、外気温度の変化の大きさに応じて、目標温度を設定してもよい。例えば、目標温度設定部１４３は、外気温度が大きく上昇すると予測される場合には、適正温度帯の中の０℃を目標温度に設定し、外気温度が小さく上昇すると予測される場合には、適正温度帯の中の１５℃を目標温度に設定する。
温度検出部１４４は、バッテリー２の温度を検出する。温度検出部１４４は、バッテリー２の充電中に、バッテリー２の温度を検出する。温度検出部１４４は、バッテリー２の温度を検出可能な温度センサを含む。
温度調整部１４５は、バッテリー２の充電中の温度を調整する。具体的には、温度調整部１４５は、バッテリー２の充電中に加熱又は冷却をすることで、バッテリー２の温度を調整する。バッテリー２の加熱方法としては、例えば充電自体による加熱とヒータによる加熱がある。バッテリー２の冷却方法としては、例えばファンやコンプレッサによる冷却がある。
温度調整部１４５は、充電終了時にバッテリー２の温度が目標温度設定部１４３によって設定された目標温度となるように、バッテリー２の充電中の温度を調整する。すなわち、温度調整部１４５は、充電終了時に温度検出部１４４が検出するバッテリー２の温度が目標温度となるように、バッテリー２を加熱又は冷却する。これにより、充電終了後にバッテリー２が放置されても、バッテリー２の温度が適正温度帯から外れることを抑制できる。この結果、充電終了後にバッテリー２の温度が適正温度帯から外れることに起因してバッテリー２に悪影響（劣化や析出）が生じることを抑制できる。
＜バッテリーの充電処理の流れ＞
バッテリー２の充電処理の流れについて、図４を参照しながら説明する。
図４は、バッテリー２の充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、充電制御装置１０は、バッテリー２の充電を開始するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
ステップＳ１０２でバッテリー２の充電を開始すると判定した場合には（Ｙｅｓ）、環境予測部１４２は、充電終了後の車両１の外部環境の状態を予測する（ステップＳ１０４）。例えば、環境予測部１４２は、充電終了から所定時間の外気温度の変化を予測する。
次に、目標温度設定部１４３は、予測した外部環境の状態に基づいて、充電終了時のバッテリー２の目標温度を設定する（ステップＳ１０６）。例えば、目標温度設定部１４３は、充電終了後の外気温度の変化に基づいて、目標温度を設定する。
次に、温度調整部１４５は、バッテリー２の温度が目標温度となるように、バッテリー２の充電中の温度を調整する（ステップＳ１０８）。例えば、温度調整部１４５は、バッテリー２の温度が目標温度となるように、バッテリー２を加熱又は冷却する。
そして、充電制御部１４５は、充電が終了するまで（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８の処理を行う。このため、充電終了時には、バッテリー２の温度が目標温度となる。
＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の充電制御装置１０は、バッテリー２の充電中に、充電終了後の外部環境の状態を予測し、予測した外部環境の状態に基づいて充電終了時の目標温度を設定する。そして、充電制御装置１０は、充電終了時にバッテリー２の温度が目標温度となるように、バッテリー２の充電中の温度を調整する。
これにより、バッテリー２の充電終了時の温度が、予測した外部環境の状態を反映したものとなる。例えば、充電終了後に外気温度が上昇すると予測した場合には、バッテリー２の充電終了時の温度が低くなり、充電終了後に外気温度が低下すると予測した場合には、バッテリー２の充電終了時の温度が高くなる。このため、充電終了後にバッテリー２が放置されて外気温度によってバッテリー２の温度が変化しても、適正温度帯内の温度を維持しやすくなり、バッテリー２に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１ 車両
２ バッテリー
１０ 充電制御装置
１２ 記憶部
１４２ 環境予測部
１４３ 目標温度設定部
１４５ 温度調整部

Claims (4)

  1. 車両に搭載されたバッテリーの充電中に、充電終了後の前記車両の外部環境の状態を予測する環境予測部と、
    前記環境予測部が予測した前記外部環境の状態に基づいて、充電終了時の前記バッテリーの目標温度を設定する目標温度設定部と、
    充電終了時に前記バッテリーの温度が前記目標温度設定部によって設定された目標温度となるように、前記バッテリーの充電中の温度を調整する温度調整部と、
    を備える、充電制御装置。
  2. 前記環境予測部は、前記外部環境の状態として、充電終了後の外気温度の変化を予測し、
    前記目標温度設定部は、前記外気温度の変化に基づいて、前記目標温度を設定する、
    請求項１に記載の充電制御装置。
  3. 前記目標温度設定部は、
    充電終了後に前記バッテリーの温度が上昇すると前記環境予測部が予測した場合には、前記目標温度を所定値よりも低く設定し、
    充電終了後に前記バッテリーの温度が低下すると前記環境予測部が予測した場合には、前記目標温度を所定値よりも高く設定する、
    請求項２に記載の充電制御装置。
  4. 過去の外部環境の状態を示す環境情報を記憶する記憶部を更に備え、
    前記環境予測部は、前記記憶部に記憶された前記環境情報に基づいて、充電終了後の外部環境の状態を予測する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の充電制御装置。

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