JP2024037241A - 冷却制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力を無駄に消費する可能性を低減する技術の提供。【解決手段】車両に搭載されたバッテリに対して充電を行う充電施設の候補を取得する候補取得部と、前記充電施設の候補における充電種別を取得する充電種別取得部と、前記充電種別に応じて、前記充電施設まで前記車両が走行する過程における前記バッテリの冷却開始タイミングを決定するタイミング決定部と、前記冷却開始タイミングに基づいて前記バッテリの冷却を開始させる冷却制御部と、を備える冷却制御システムが構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、冷却制御システムに関する。

従来、充電効率の低下を防止するために、充電前にバッテリを冷却する技術が知られている。例えば、特許文献１には、充電を行う予兆があり、かつ、バッテリの冷却を行う必要がある場合に、バッテリの冷却を行う冷却制御システムが開示されている。

特開２０２０－３９２２６号公報

バッテリの充電効率（速度）は、バッテリの温度に依存し、バッテリの温度が制限温度に達してしまうとバッテリ保護のため充電効率（速度）を低下させているため、充電完了までの所要時間が長くなる。従って、効率的な充電を行うためには、バッテリの温度を制限温度以下に維持することが重要である。但し、バッテリを充電する際に、必ずバッテリの温度が上昇するわけではない。具体的には、バッテリを充電するための充電施設には、急速充電と普通充電といった充電種別が存在する。そして、急速充電であれば充電中にバッテリの温度が制限温度に上昇するが普通充電であれば充電中にバッテリの温度は制限温度に上昇しない。バッテリを冷却するためには、一般に、冷却のための電力を消費するため、普通充電での充電に備えてバッテリの冷却を実施してしまうと、消費電力が無駄になる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電力を無駄に消費する可能性を低減することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の冷却制御システムは、車両に搭載されたバッテリに対して充電を行う充電施設の候補を取得する候補取得部と、前記充電施設の候補における充電種別を取得する充電種別取得部と、前記充電種別に応じて、前記充電施設まで前記車両が走行する過程における前記バッテリの冷却開始タイミングを決定するタイミング決定部と、前記冷却開始タイミングに基づいて前記バッテリの冷却を開始させる冷却制御部と、を備える。

すなわち、冷却制御システムにおいては、充電施設における充電種別に応じて冷却開始タイミングを決定している。このため、充電種別に応じたタイミングでバッテリの冷却を開始することが可能であり、不適切なタイミングで充電が開始される可能性を低減することができる。従って、電力を無駄に消費する可能性を低減することができる。

冷却制御システムのブロック図である。 図２Ａは充電施設情報、図２Ｂは使用情報、図２Ｃはバッテリ情報の例を示す図である。 冷却制御処理のフローチャートである。 図４ＡはバッテリのＳＯＣの変化例を模式的に示す図であり、図４Ｂはバッテリの温度の変化例を模式的に示す図である。 図５ＡはバッテリのＳＯＣの変化例を模式的に示す図であり、図５Ｂはバッテリの温度の変化例を模式的に示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）冷却制御システムの構成：
（２）冷却制御処理：
（３）他の実施形態：

（１）冷却制御システムの構成：
図１は、車両に搭載された冷却制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態において、冷却制御システム１００は、車両に搭載される。本実施形態に係る冷却制御システム１００は、当該車両に搭載されたナビゲーションシステム１０と協働する。本実施形態に係る車両は、充電可能な蓄電池であるバッテリ４００を搭載しており、バッテリ４００が蓄積している電力を用いて駆動するＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）である。

ナビゲーションシステム１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０、ユーザＩ／Ｆ部４０，ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３を備えている。制御部２０は、ＲＯＭ等に記憶されたナビゲーションプログラム２１を実行することができる。

記録媒体３０には、地図情報３０ａおよび使用情報３０ｂが記録される。地図情報３０ａは、経路案内等を行うために参照される道路等の情報を示している。本実施形態において、地図情報３０ａは、ノードデータとリンクデータと形状補間点データと施設データとを含む。ノードデータは、交差点の位置を示すデータである。リンクデータは、道路区間を示し、道路区間の端点に相当するノードに対応付けられている。すなわち、リンクデータはノード同士を接続するリンクを示している。本実施形態において、リンクデータには、リンクデータが示す道路区間の道路属性を示す情報が含まれている。道路の属性には、道路種別、例えば、高速道路、一般道路、細街路等を示す情報が含まれる。また、リンクデータには、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置を示す形状補間点データが対応付けられている。

施設データは、道路の周辺等に存在する施設の名称や位置や属性を示す。本実施形態における施設には、各種の施設が含まれる。例えば、サービスエリア等の休憩所や店舗、公共施設等の名称、位置、属性等が施設データとして定義されている。さらに、本実施形態にかかる施設データには、充電施設に関する情報が含まれている。充電施設は、車両が備えるバッテリ４００に対して充電を行うための施設である。施設データには、当該充電施設に関する充電施設情報３０ａ１が含まれている。

図２Ａは、充電施設情報３０ａ１の例を示している。充電施設情報３０ａ１は、充電施設の識別情報、位置、充電種別、充電能力（ｋＷ）を含んでいる。識別情報は、充電施設を区別するための情報であり、識別情報毎に、位置、充電種別、充電能力が定義されている。位置は、充電施設の座標であり、地図情報３０ａにおいて施設の位置を示すための座標系（例えば、緯度、経度による座標系）を用いて定義される。

充電種別は、充電施設の種別である。本実施形態において、充電種別は、バッテリ４００に対して充電する能力に応じて２種類の種別に分類されている。具体的には、急速充電と普通充電との２種類に分類されており、急速、普通のいずれの種別であるのかを示す情報が充電施設の識別情報に対応付けられる。なお、本実施形態においては、２０ｋＷ以上の充電能力がある充電施設を急速充電に分類し、８ｋＷ以下の充電能力がある充電施設を普通充電に分類している。

充電能力は、充電施設で出力可能な電力を示している。図２Ａにおいては、Ｐ１，ＰＮ等のような符号で充電能力を示しているが、符号が示す実際の値は、例えば、１５０ｋＷや８０ｋＷのような値である。充電能力は、充電施設で充電可能なエネルギーの量を示してていれば良く、他の種々の態様、例えば、充電時に流すことが可能な電流の大きさ等で定義されて良い。

なお、本実施形態において、車両の利用者は、予め決められた位置で普通充電による充電を行うことが想定されている。予め決められた位置は、普通充電の充電施設が存在する位置であれば良く、利用者によって予め指定される。本実施形態においては、当該予め決められた位置が利用者の自宅であることが想定されている。従って、利用者は、予め自身の自宅の位置を指定する。制御部２０は、当該指定された自宅の位置を地図情報３０ａに登録する。このように、本実施形態において、普通充電による充電が可能な充電施設は、自宅等の予め決められた位置に存在するため、充電施設情報３０ａ１には明示されていない。むろん、一般の利用者が利用可能な普通充電のための充電施設が存在する場合、充電施設情報３０ａ１に登録されていても良い。以上のような地図情報３０ａの態様は一例であり、他にも種々の態様であって良い。例えば、充電施設は、休憩所内に存在する施設として定義され、充電施設の位置は休憩所の位置と同一であると見なされるような構成であっても良い。

使用情報３０ｂは、充電施設の使用予定を示す情報である。図２Ｂは、使用情報３０ｂに規定される情報を示す図である。使用情報３０ｂにおいては、充電施設の識別情報に対して、各充電施設の使用予定を示す情報が対応付けられている。本実施形態においては、充電施設の使用開始時刻と使用終了時刻とが定義されることによって使用予定が定義される。例えば、図２Ｂに示す例において、識別情報０００１で示される充電施設は、９：４５～１０：３０と、１１：３０～１２：００と、において予約されている。また、識別情報０００２で示される充電施設は、１０：００～１１：００において予約されている。これらの時間帯においては、予約した利用者以外の利用者が充電施設を使用できない。

使用情報３０ｂは、種々の手法で取得されて良く、本実施形態においては、図示しない渋滞施設の管理システムが充電施設の予約情報や使用中であることを示す情報を管理しており、ナビゲーションシステム１０は、図示しない通信部を介して当該情報を受信し、使用情報３０ｂとして記録する。

ユーザＩ／Ｆ部４０は、利用者の指示を入力し、また、利用者に各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、表示部および入力部としての図示しないタッチパネル式のディスプレイを備えている。また、ユーザＩ／Ｆ部４０は、出力部としてのスイッチ、スピーカー等を備えている。

ＧＮＳＳ受信部４１は、Global Navigation Satellite Systemの信号を受信する装置である。ＧＮＳＳ受信部４１は、航法衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して、プローブ車両の位置を算出するための信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得してプローブ車両の位置を取得する。車速センサ４２は、プローブ車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。

ジャイロセンサ４３は、プローブ車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、プローブ車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得してプローブ車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、プローブ車両の走行軌道を特定するために利用される。本実施形態においては、制御部２０は、プローブ車両の出発地と走行軌道とに基づいてプローブ車両の位置を特定し、出発地と走行軌道とに基づいて特定されたプローブ車両の現在地をＧＮＳＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正する。また、制御部２０は、プローブ車両の位置の軌跡と、地図情報３０ａと、に基づいてマップマッチング処理を行い、道路上のプローブ車両の位置を特定する。

ナビゲーションプログラム２１は、車両の利用者に対して経路案内を実行するためのプログラムである。ナビゲーションプログラム２１が実行されると、制御部２０は、経路案内を実行する。具体的には、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号および地図情報３０ａに基づいて車両の現在地を取得する。また、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４０のディスプレイを制御し、地図情報３０ａに基づいて、車両の現在地の周辺の地図を表示させる。

さらに、制御部２０は、利用者による目的地の入力を受け付け、地図情報３０ａを参照し、車両の現在地から目的地までの経路を探索する。経路は公知の手法、例えば、道路区間毎のコストを参照したダイクストラ法によって探索可能であり、道路区間毎のコストは地図情報３０ａに含まれる。制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４０のディスプレイを制御し、当該経路を示す情報を地図に重畳表示させる。そして、制御部２０は、車両の現在地の変化に応じて、案内地点（非直進方向に進行する交差点の手前等）において、車両の進行方向等を示す音声をスピーカーから出力させる。

制御部２０は、以上のような経路案内機能に加え、バッテリ４００の冷却制御に用いられる各種の情報を冷却制御システム１００に提供することができる。ナビゲーションシステム１０と冷却制御システム１００との間は、図示しない通信インタフェースによって接続されており、両者は当該通信インタフェースによって通信を行う。このような通信により、制御部２０は、例えば、充電施設情報３０ａ１や使用情報３０ｂ等を冷却制御システム１００に送信することができる。また、制御部２０は、地図情報３０ａに基づく演算によって取得された情報を冷却制御システム１００に送信することができる。例えば、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両の現在地から自宅の位置までの経路を探索し、経路を構成する道路区間の距離を累積することによって車両の現在地から自宅までの距離を取得し、冷却制御システム１００に送信することができる。また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両の現在地から充電施設の候補の位置までの経路を探索し、経路を構成する各道路区間の旅行時間を累積することによって車両の現在地から充電施設の候補の位置までの旅行時間を取得し、冷却制御システム１００に送信することができる。

本実施形態にかかる車両は、上述のように、バッテリ４００によって駆動し、バッテリ４００のＳＯＣ（State Of Charge）が減った場合、充電施設における充電によってＳＯＣを回復させることができる。充電施設には複数の充電種別があり、急速充電を実施する場合、充電中にバッテリ４００の温度が上昇してしまう。そして、バッテリ４００の温度が過度に上昇すると、バッテリ４００の温度が制限温度に達し、充電効率（速度）が低下してしまう。このため、バッテリ４００に対して急速充電による充電を行う際には、予め決められた制限温度（例えば、５０℃）を超えないように温度制御が行われる。

本実施形態にかかる車両は、このような温度制御のために、冷却部４１０を備えている。また、本実施形態にかかるバッテリ４００には、図示しないセンサが取り付けられており、温度およびＳＯＣを示す情報を出力することができる。冷却部４１０は、バッテリ４００の温度を調整可能な装置であれば良く、種々の構成を採用可能である。例えば、バッテリ４００の周囲においてバッテリ４００と熱交換可能に形成された冷媒流路が構成され、当該冷媒流路を流れる冷媒が熱交換器で冷却される構成等が想定される。冷媒流路や熱交換器は、他の冷却システムと共用であって良く、例えば、空調用冷房システムや車両を駆動するためのモーターの冷却システム等と少なくとも一部が共用されて良い。

冷却制御システム１００は、冷却部４１０によってバッテリ４００の温度制御を行うためのシステムである。冷却制御システム１００は、ＥＣＵ２００、記録媒体３００を備えている。記録媒体３００には、各種のデータを保存可能である。本実施形態において、記録媒体３００には、バッテリ情報３００ｃが記録される。バッテリ情報３００ｃは、バッテリ４００の仕様および状態を示す情報である。図２Ｃは、バッテリ情報３００ｃの例を示す図である。

本実施形態においてバッテリ情報３００ｃは、図２Ｃに示すように、バッテリ４００の現在温度、制限温度、充電能力毎の充電速度（％／ｈ）、充電能力毎の温度上昇速度（Ｋ／ｈ）、冷却速度（Ｋ／ｈ）、単位距離当たりのＳＯＣ変化量（％／ｋｍ）を含む。現在温度は、バッテリ４００の現在の温度である。ＥＣＵ２００は、バッテリ４００が備える図示しないセンサの出力に基づいて、定期的に現在温度を取得し、バッテリ情報３００ｃとして記録する。制限温度は、バッテリ４００の温度の上限値であり、当該制限温度以上で充電が行われると、バッテリ４００に対する充電効率が低下する。

充電能力毎の充電速度は、１時間あたりでＳＯＣを何％上昇させることができるかを示す情報である。充電速度は、充電施設の充電能力によって異なるため、本実施形態においては、充電能力毎に充電速度が定義されている。なお、充電速度は、種々の手法で取得されて良い。例えば、充電施設によってバッテリ４００を充電し、充電によるＳＯＣの変化幅と充電に要した時間を測定する作業を充電能力毎に実行することで取得される構成を採用可能である。また、バッテリ４００の仕様、例えば、充電効率を用いて充電施設の充電能力毎に取得されても良い。

充電能力毎の温度上昇速度は、１時間あたりの充電によってバッテリ４００の温度が上昇する上昇幅を示す情報である。当該温度上昇速度も充電施設の充電能力によって異なり得るため、本実施形態においては、充電能力毎に温度上昇速度が定義されている。なお、温度上昇速度は、種々の手法で取得されて良い。例えば、充電施設によってバッテリ４００を充電し、充電によるバッテリ４００の温度上昇幅と充電に要した時間を測定する作業を充電能力毎に実行することで取得される構成を採用可能である。また、バッテリ４００の仕様、例えば、バッテリ４００の内部抵抗、セル数、並列数等を用いて充電時の単位時間あたりの発熱量を充電施設の充電能力毎に特定し、当該発熱量とバッテリ４００の比熱および重量から単位時間あたりの温度上昇幅を特定可能である。このような手法で、温度上昇速度が取得されても良い。

冷却速度は、冷却部４１０による冷却によって単位時間あたりに温度が下降する下降幅を示す情報である。単位距離当たりのＳＯＣ変化量は、車両が単位距離走行することによって減少するＳＯＣの量を示している。むろん、図２Ｃに示すバッテリ情報３００ｃは一例であり、バッテリ４００の仕様等を示す情報がバッテリ情報３００ｃに記録され、これらの情報に基づいて、充電速度や温度上昇速度、冷却速度が取得されても良い。さらに、各情報の単位は他の単位であっても良く、例えば、ＳＯＣがエネルギー量で表現されるなどの構成であっても良い。

ＥＣＵ２００は、記録媒体３００に記憶された冷却制御プログラム２１０を実行する。冷却制御プログラム２１０が実行されると、ＥＣＵ２００は、候補取得部２１０ａ，充電種別取得部２１０ｂ，タイミング決定部２１０ｃ，冷却制御部２１０ｄとして機能する。候補取得部２１０ａは、車両に搭載されたバッテリに対して充電を行う充電施設の候補を取得する機能である。本実施形態においては、車両が高速道路を走行している状態が想定されている。この状態において、車両は、高速道路の休憩施設等に設置されている急速充電の充電施設と、自宅に設置されている普通充電の充電施設と、のいずれかによって充電を行う。

そこで、本実施形態において、ＥＣＵ２００は、候補取得部２１０ａの機能により、バッテリ４００のＳＯＣが走行不可能なＳＯＣになる前に到達可能な充電施設を候補として取得する。本実施形態において、急速充電の充電施設は、高速道路沿いの休憩施設等に設置してあり、最寄りの急速充電の充電施設であれば、走行不可能になる前に到達可能であると想定されている。このため、急速充電の充電施設の候補は、車両の進行方向前方において最寄りの充電施設である。むろん、充電施設までの距離と航続可能距離とに基づいて、走行不可能になる前に到達可能であるか否か特定されても良い。一方、本実施形態において普通充電は自宅によって実施されることが想定されているため、現在のＳＯＣによって自宅まで到達可能であれば自宅に設置された充電施設が普通充電の充電施設の候補となる。急速充電の充電施設、普通充電の充電施設、の双方が航続可能距離以内に存在する場合、普通充電での充電が優先され、普通充電の充電施設が候補となる。充電施設の候補の取得については、後に詳述する。

充電種別取得部２１０ｂは、充電施設の候補における充電種別を取得する機能である。すなわち、ＥＣＵ２００は、候補として取得された充電施設の充電種別を特定する。充電施設の候補が自宅の充電施設である場合、ＥＣＵ２００は、当該充電施設の充電種別が普通充電であると見なす。充電施設の候補が高速道路沿いの休憩施設等に設置されている場合、ＥＣＵ２００は、当該充電施設の充電種別が急速充電であると見なす。

タイミング決定部２１０ｃは、充電種別に応じて、充電施設まで車両が走行する過程におけるバッテリの冷却開始タイミングを決定する機能である。ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、充電施設の候補に、車両のユーザの自宅が含まれる場合、バッテリの冷却を行わないことを決定する。すなわち、充電施設の候補が普通充電の充電施設である場合、ＥＣＵ２００は、車両が自宅に到達するまで冷却開始タイミングにならないと見なす。充電施設の候補に、車両のユーザの自宅が含まれず、高速道路沿いの休憩施設等に設置された充電施設が候補である場合、ＥＣＵ２００は、当該充電施設で充電を開始する際に目標温度まで冷却されるように冷却開始タイミングを決定する。冷却開始タイミングの決定の詳細は後述する。

冷却制御部２１０ｄは、冷却開始タイミングに基づいてバッテリの冷却を開始させる機能である。具体的には、ＥＣＵ２００は、図示しない計時回路に基づいて現在時刻を特定し、現在時刻が冷却開始タイミングに一致したか否かを監視する。現在時刻が冷却開始タイミングに一致した場合、ＥＣＵ２００は、冷却部４１０に制御信号を出力し、バッテリ４００の冷却を開始させる。本実施形態において、冷却部４１０の冷却速度は一定、すなわち、単位時間あたりの温度低下幅は一定であり、ＥＣＵ２００は、冷却開始タイミング以後、一定の出力で冷却部４１０を動作させ続ける。この結果、車両が充電施設に到着し、充電施設で充電を開始する際には、目標温度までバッテリ４００の温度が低下した状態となっている。

このため、利用者が、充電施設において急速充電を開始し、バッテリ４００の温度が上昇したとしても、制限温度まで達しない。従って、バッテリ４００に対する充電効率が低下することはなく、効率的に充電を行うことができる。さらに、本実施形態においては、充電を行うことなく自宅まで到達可能な場合は、バッテリ４００の冷却が行われない。この場合において、自宅に到達した後に利用者が充電を開始する可能性があるが、自宅に設置された充電施設は普通充電の充電施設であるため、温度上昇は生じない（温度上昇が生じたとしても無視でき、制限温度まで上昇しない）。このため、自宅で充電を行う際にバッテリ４００を冷却する必要はなく、本実施形態においては、自宅で充電を行う際にバッテリ４００を冷却しないため、電力を無駄に消費する可能性を低減することができる。

（２）冷却制御処理：
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、冷却制御システム１００が実行する冷却制御処理を説明する。冷却制御処理は、車両走行中に繰り返し実行される。冷却制御処理が開始されると、ＥＣＵ２００は、候補取得部２１０ａの機能により、現在のＳＯＣから航続可能距離を取得する（ステップＳ１００）。具体的には、ＥＣＵ２００は、バッテリ４００に制御信号を出力し、現在のＳＯＣを取得する。また、ＥＣＵ２００は、現在のＳＯＣとバッテリ４００の下限のＳＯＣとの差分により、走行不能になるまでに使用可能なエネルギーを取得する。さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照して単位距離当たりのＳＯＣ変化量を取得し、ＳＯＣの差分を、単位距離当たりのＳＯＣ変化量で除することにより、航続可能距離を取得する。なお、航続可能距離の取得手法は種々の手法が採用されてよく、例えば、走行予定経路に沿って走行する際の車両の速度の推定値や経路を構成する道路の勾配、カーブ等に応じてＥＣＵ２００が走行時の負荷の変化を推定し、各地点の負荷に応じた消費エネルギーに基づいて、航続可能距離を取得しても良い。

次に、ＥＣＵ２００は、候補取得部２１０ａの機能により、自宅までの距離が航続可能距離以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ２００は、ナビゲーションシステム１０に対して、自宅までの距離の送信要求を出力する。ナビゲーションシステム１０は、当該送信要求に応じて、車両の現在地を特定し、地図情報３０ａに基づいて車両の現在地から自宅の位置までの経路を探索する。さらに、ナビゲーションシステム１０は、経路を構成する道路区間の距離を累積することによって車両の現在地から自宅までの距離を取得し、冷却制御システム１００に送信する。ＥＣＵ２００は、当該自宅までの距離と航続可能距離とを比較する。

ステップＳ１０５において、自宅までの距離が航続可能距離以下であると判定された場合、ＥＣＵ２００は、充電種別取得部２１０ｂの機能により、自宅に設置された普通充電の充電施設が、充電施設の候補に含まれるとみなす。この場合、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１１０～Ｓ１７０をスキップする。すなわち、ＥＣＵ２００は、バッテリ４００の冷却が不要であるとみなし、車両が自宅に到達するまで冷却開始タイミングにならないとみなす。

一方、ステップＳ１０５において、自宅までの距離が航続可能距離以下であると判定されない場合、自宅に設置された充電施設は候補にならず、ＥＣＵ２００は、充電種別取得部２１０ｂの機能により、高速道路沿いの休憩施設等に存在する急速充電の充電施設が候補になるとみなす。この場合、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、最寄りの充電施設まで走行した後のＳＯＣを推定する（ステップＳ１１０）。具体的には、ＥＣＵ２００は、ナビゲーションシステム１０に対して、最寄りの充電施設までの距離の送信要求を出力する。ナビゲーションシステム１０は、当該送信要求に応じて、車両の現在地を特定し、充電施設情報３０ａ１を含む地図情報３０ａに基づいて、車両の現在地から進行方向前方において到達可能な充電施設を特定し、その中の最寄りの充電施設を特定する。さらに、ナビゲーションシステム１０は、車両の現在地から当該最寄りの充電施設までの経路を探索する。さらに、ナビゲーションシステム１０は、経路を構成する道路区間の距離を累積することによって車両の現在地から最寄りの充電施設までの距離を取得し、冷却制御システム１００に送信する。また、この際、ナビゲーションシステム１０は、最寄りの充電施設までの経路を走行するために必要な旅行時間を取得し、冷却制御システム１００に送信する。さらに、ナビゲーションシステム１０は、最寄りの充電施設の充電施設情報３０ａ１も送信する。すなわち、ナビゲーションシステム１０は、最寄りの充電施設の充電能力等を示す情報を、冷却制御システム１００に送信する。

最寄りの充電施設までの距離等の情報を取得すると、ＥＣＵ２００は、当該距離に基づいて、ＳＯＣを推定する。すなわち、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照して、単位距離当たりのＳＯＣ変化量を取得し、最寄りの充電施設までの距離と単位距離当たりのＳＯＣ変化量との積により、充電施設までの走行によるＳＯＣの変化量を取得する。そして、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１００で取得した現在のＳＯＣから充電施設までの走行によるＳＯＣの変化量を減じることで、最寄りの充電施設まで走行した後のＳＯＣを推定する。

図４Ａは、本実施形態に係る車両に搭載されたバッテリ４００のＳＯＣの変化例を模式的に示す図である。図４Ａにおいて、横軸は時間、縦軸はＳＯＣを示している。時刻Ｔ₀は現在時刻であり、現在のＳＯＣはＳ₀である。この例において、充電施設までの走行によるＳＯＣの変化量はΔＳであり、現在のＳＯＣであるＳ₀から変化量ΔＳを減じて得られるＳ₁が走行後のＳＯＣとして推定されいる状態が想定されている。なお、図４Ａにおいては、本実施形態におけるバッテリ４００のＳＯＣの変化を実線によって示している。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、上限のＳＯＣと推定されたＳＯＣとの差分を取得する（ステップＳ１１５）。具体的には、ＥＣＵ２００は、予め決められたバッテリ４００のＳＯＣの上限値と、ステップＳ１１０で取得された走行後のＳＯＣの推定値との差分を取得する。当該差分は、充電施設における充電によるＳＯＣの変化量を示している。図４Ａにおいては、当該差分をΔＳｆとして示している。なお、バッテリ４００のＳＯＣの上限値は、バッテリ情報３００ｃに記録されていても良い。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、差分の充電に要する期間を取得する（ステップＳ１２０）。具体的には、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１１０において送信された充電施設情報３０ａ１に基づいて、最寄りの充電施設の充電能力を特定する。また、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照し、当該充電能力に対応付けられた充電速度を取得する。そして、ＥＣＵ２００は、差分ΔＳｆを充電速度で除することにより、差分の充電に要する期間を取得する。図４Ａに示す例であれば、差分ΔＳｆの充電に要する期間は期間ΔＴである。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、差分を充電する際に予想される上昇温度を取得する（ステップＳ１２５）。具体的には、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照し、最寄りの充電施設の充電能力に対応付けられた温度上昇速度を取得する。そして、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１２０で取得された期間と、当該温度上昇速度との積により、差分を充電する際に予想される上昇温度を取得する。

図４Ｂは、図４Ａと同じ例において、バッテリ４００の温度の変化例を模式的に示す図である。図４Ｂにおいて、横軸は時間、縦軸はバッテリ４００の温度を示している。時刻Ｔ₀は現在時刻であり、現在のバッテリ４００の温度はＫ₀である。この例において、図４Ａに示された差分ΔＳｆの充電を行うために要する期間ΔＴにおける上昇温度はΔＫである。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、制限温度－上昇温度を目標温度に設定する（ステップＳ１３０）。すなわち、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照してバッテリ４００の制限温度を取得し、制限温度からステップＳ１２５で取得した上昇温度を減じることで目標温度を取得する。図４Ｂにおいては、目標温度をＫｔとして示している。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、充電施設の使用情報を取得する（ステップＳ１３５）。本実施形態においては、充電施設が空いている時刻に充電を開始できるように冷却開始タイミングを決定する。このために、ＥＣＵ２００は、ナビゲーションシステム１０に対して、ステップＳ１１０で取得した最寄りの充電施設の使用情報３０ｂを送信するように送信要求を行う。送信要求が行われると、ナビゲーションシステム１０は、当該充電施設の使用情報３０ｂを取得し、冷却制御システム１００に送信する。ＥＣＵ２００は、当該充電施設の使用情報３０ｂを取得する。

図４Ｂにおいては、最寄りの充電施設が予約されている期間Ｔｒ１を破線の矢印で示している。この例において、最寄りの充電施設は、現在時刻Ｔ₀から時刻Ｔ_e1まで予約されているが、時刻Ｔ_e1以後は予約されていない状況が想定されている。図５Ａ，図５Ｂは、図４Ａ，図４Ｂと同様の状況であるが、最寄りの充電施設の予約時刻が異なっている例を示している。具体的には、図５Ｂに示す例において、最寄りの充電施設は、期間Ｔｒ２にわたって、すなわち、時刻Ｔ_s1から時刻Ｔ_e2まで予約されている。以後、これらの例を適宜参照しながら説明を行う。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、充電開始時刻を推定する（ステップＳ１４０）。本実施形態において、充電開始時刻は、最寄りの充電施設への到着推定時刻である。但し、到着推定時刻において最寄りの充電施設が予約されている場合、その予約の終了時刻が充電開始時刻となる。むろん、さらに、次の予約がある場合、次の予約と競合しないように充電開始時刻が設定されても良い。

以上のような充電開始時刻を推定するため、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１１０で取得された、最寄りの充電施設までの旅行時間を取得し、現在時刻に加えることで到着推定時刻を取得する。図４Ａ，図４Ｂ，図５Ａ，図５Ｂにおいては、到着推定時刻を時刻Ｔ₁として示している。図４Ｂに示す例において、最寄りの充電施設の予約の終了時刻は、時刻Ｔ_e1であり、これ以後、他の予約はない。従って、この例であれば、ＥＣＵ２００は、到着推定時刻Ｔ₁を充電開始時刻として推定する。図５Ｂに示す例において、到着推定時刻Ｔ₁は、予約の開始時刻Ｔ_s2と終了時刻Ｔ_e2との間の時刻である。従って、この例であれば、ＥＣＵ２００は、予約の終了時刻Ｔ_e2を充電開始時刻として推定する。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、バッテリ情報３００ｃを参照し、バッテリ４００の冷却速度を取得する（ステップＳ１４５）。次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、充電開始時刻に目標温度まで低下させるために必要な冷却期間を取得する（ステップＳ１５０）。具体的には、ＥＣＵ２００は、バッテリ情報３００ｃを参照してバッテリ４００の現在温度Ｋ₀を取得する。ＥＣＵ２００は、現在温度と目標温度Ｋｔとの差分を、ステップＳ１４５で取得した冷却速度で除することにより、現在温度Ｋ₀が目標温度Ｋｔになるまでの期間ΔＴｔを冷却期間として取得する。

次に、ＥＣＵ２００は、タイミング決定部２１０ｃの機能により、冷却開始タイミングを取得する（ステップＳ１５５）。具体的には、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１４０で取得した充電開始時刻から冷却期間ΔＴｔを減じることにより、冷却開始タイミングＴｓを取得する。図４Ｂに示す例であれば、到着推定時刻Ｔ₁が充電開始時刻であるため、ＥＣＵ２００は、到着推定時刻Ｔ₁より冷却期間ΔＴｔだけ前の時刻Ｔ_c1が冷却開始タイミングとなる。一方、図５Ｂに示す例であれば、予約の終了時刻Ｔ_e2が充電開始時刻であるため、ＥＣＵ２００は、予約の終了時刻Ｔ_e2より冷却期間ΔＴｔだけ前の時刻Ｔ_c2が冷却開始タイミングとなる。

以上のように、本実実施形態においては、充電施設が予約されており、空いていないと推定される時刻を避け、空いている時刻にバッテリ４００が目標温度になるように、冷却開始タイミングが決定される。車両が充電施設に到着する到着推定時刻Ｔ₁にバッテリ４００が目標温度に達したとしても、当該到着推定時刻Ｔ₁において充電施設が使用されていると、充電施設が空いている時刻に充電を開始することができない。そこで、本実施形態においては、充電施設が空いている時刻に充電を開始できるように、到着推定時刻Ｔ₁において充電施設が空いている場合よりも、冷却開始タイミングを遅らせている。このような処理によれば、充電施設が空いている時刻に目標温度となっているバッテリ４００に充電を開始することができる。

また、充電施設が空いている時刻にバッテリが目標温度になるため、充電施設が空いていないにもかかわらずバッテリ４００の温度が目標温度に達することはない。充電施設が空いていない状態でバッテリ４００の温度が目標温度になっていたとしても、外気温が高温である等の理由から、目標温度を維持するためには冷却部４１０による冷却を継続する必要が生じる場合がある。そして、充電施設が空くまで冷却部４１０による冷却が継続されると、その間に電力を消費することになる。しかし、本実施形態においては、充電施設が空いている時刻にバッテリが目標温度になるように制御されるため、無駄な電力消費が発生する可能性を低減することができる。

冷却開始タイミングが取得されると、ＥＣＵ２００は、冷却制御部２１０ｄの機能により、冷却タイミングに達したと判定されるまで待機する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０において、冷却タイミングに達したと判定された場合、ＥＣＵ２００は、冷却制御部２１０ｄの機能により、冷却部４１０を制御し、冷却を開始させる（ステップＳ１６５）。冷却が開始されると、ＥＣＵ２００は、冷却制御部２１０ｄの機能により、バッテリ情報３００ｃを参照し、バッテリ４００の現在温度が目標温度に達したか否かを判定する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１７０において、バッテリ４００の現在温度が目標温度に達したと判定されない場合、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１６５以降の処理を繰り返す。すなわち、冷却部４１０により一定の冷却速度での冷却を継続する。一方、バッテリ４００の現在温度が目標温度に達したと判定された場合、ＥＣＵ２００は、冷却制御部２１０ｄの機能により、冷却部４１０による冷却を停止させ、冷却制御処理を終了する。

以上のような処理により、図４Ｂに示す例であれば、バッテリ４００の温度は、車両が充電施設に到着する到着推定時刻Ｔ₁において目標温度Ｋｔとなる。また、この際のバッテリ４００のＳＯＣは、Ｓ₁である。そして、充電施設での充電によってＳＯＣがＳ₁から上限に達する期間ΔＴにおいて、目標温度Ｋｔは制限温度に達する。しかし、ＳＯＣが上限に達する段階で制限温度になるため、充電中は制限温度以下である。このため、バッテリ４００への充電効率が低下することはない。

一方、本実施形態のような温度制御が行われない場合、充電中にバッテリ４００の温度が制限温度に達してしまうため、充電効率が低下する。図４Ａにおいては、このような場合のＳＯＣの推移を一点鎖線で示し、図４Ｂにおいては、このような場合のバッテリ温度の推移を一点鎖線で示している。到着推定時刻Ｔ₁において充電施設に到着するまでの走行過程で冷却部４１０による冷却が行われない場合、図４Ａにおいて一点鎖線で示されるように、冷却が行われた場合よりもＳＯＣの低下が抑制される。

そして、到着推定時刻Ｔ₁において充電施設で充電が開始されると、図４Ａにおいて一点鎖線で示されるようにＳＯＣが上昇する。すなわち、実線で示される場合と同様の充電速度で充電される。また、到着推定時刻Ｔ₁において充電施設で充電が開始されると、図４Ｂにおいて一点鎖線で示されるようにバッテリ温度が上昇する。すなわち、実線で示される場合と同様の温度上昇速度でバッテリ４００の温度が変化する。但し、冷却部４１０による冷却が行われておらず、例えば、充電施設においてもバッテリ４００の温度がＫ₀であった場合、実線で示される場合よりも早期に、時刻Ｔｍにおいて制限温度に達する。

バッテリ４００の温度が制限温度に達してしまうと、それ以後、バッテリ４００に対する充電効率が低下し、充電速度が低下する。この結果、図４Ａに示されるように、時刻Ｔｍ以後の一点鎖線の傾きは、時刻Ｔｍ以前の一点鎖線の傾きより小さくなる。そして、図４Ａに示されるように、ＳＯＣが上限に達して充電が完了するまでの期間が、長くなってしまう。本実施形態においては、予め目標温度Ｋｔまで温度が低下するようにバッテリ４００の温度を制御するため、充電効率が低下することはなく、バッテリ４００への充電を効率的に実施することができる。

さらに、航続可能距離内に自宅が存在する場合、冷却部４１０による冷却は行われないが、航続不可能になる前に自宅に到着するため、充電は必須ではないと考えられる。そして、冷却部４１０による冷却が行われない場合、冷却部４１０によって電力が消費されることはないため、無駄に電力を消費することがない。このため、バッテリ４００に蓄積されたエネルギーを効率的に利用することが可能である。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は、本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、冷却制御システム１００とナビゲーションシステム１０とは、一体の装置であっても良いし、これらのシステムの機能がより多数の装置に分散されていても良い。冷却制御システム１００を構成する候補取得部２１０ａ、充電種別取得部２１０ｂ、タイミング決定部２１０ｃ、冷却制御部２１０ｄの少なくとも一部が複数の装置に分かれて存在してもよい。むろん、上述の実施形態の一部の構成が省略されてもよいし、処理の順序が変動されたり、省略される処理が存在したりしてもよい。

さらに、充電施設への到着推定時刻を取得するための構成としては、種々の構成が採用されてよく、例えば、充電施設までの道路区間上の渋滞に応じた旅行時間が取得され、当該旅行時間に基づいて到着推定時刻が取得されても良い。また、走行に応じたＳＯＣの減少量が評価される際に、道路区間上の渋滞に対応した減少量となるようにＳＯＣの減少量が評価されても良い。

上述の実施形態は、バッテリ４００を冷却する温度制御であったが、バッテリ４００を暖める温度制御が行われてもよい。例えば、バッテリ４００の温度が過度に低下することによりバッテリ４００のＳＯＣが早期に減衰することを防止し、充電施設まで効率的にバッテリ４００を使用できるようにするため、バッテリ４００を暖める構成が採用されてもよい。

さらに、バッテリ４００を充電している場合の温度上昇速度は、冷却部４１０の冷却速度を考慮した値であっても良い。すなわち、充電施設における充電中に冷却部４１０によって冷却されるのであれば、充電による温度上昇速度から冷却部４１０による冷却速度を減じるなどの補正が行われてもよい。

さらに、普通充電の充電施設は自宅以外に設置されていてよい。また、急速充電の充電施設は一般道路の走行過程で利用可能であってもよいし、その候補は最寄りの充電施設出なくても良い。普通充電の充電施設と急速充電の充電施設との双方によって充電が可能である場合、例えば、航続可能距離内に普通充電の充電施設が存在し、急速充電の充電施設が存在しない場合には、当該普通充電の充電施設を利用者に案内しつつ、冷却が開始されない構成が想定される。また、航続可能距離内に普通充電の充電施設が存在せず、急速充電の充電施設が存在する場合には、当該急速充電の充電施設を利用者に案内しつつ、当該充電施設で充電が行われる想定で冷却開始タイミングが決定される構成が想定される。

候補取得部は、車両に搭載されたバッテリに対して充電を行う充電施設の候補を取得することができればよい。すなわち、バッテリに充電を行い得る充電施設は、一つとは限らないため、候補取得部は、複数の充電施設から、充電を行う施設の候補を取得する。充電施設の候補は、自宅に設置された充電施設や高速道路の休憩施設に設置された最寄りの充電施設に限定されず、種々の条件によって取得されて良い。例えば、車両の航続可能距離以内に存在する充電施設が複数個であれば、これらの少なくとも１個が候補になって良い。また、車両の航続可能距離以内に存在する充電施設から、利用者が候補の充電施設を選択してもよい。普通充電を実施可能な充電施設は、自宅に設置された充電施設に限定されず、任意の施設、例えば、職場や知人の家、宿泊施設等に設置された充電施設であっても良い。

車両は、バッテリが搭載されており、充電施設において当該バッテリに充電可能であれば良い。従って、車両は、バッテリ式の電気自動車（ＢＥＶ）に限定されず、プラグインハイブリッド車であっても良い。充電施設は、バッテリに対して充電を行うことができればよい。従って、同一敷地内に充電施設が複数個存在していても良いし、充電施設は高速道路における休憩施設以外の施設、例えば、充電ステーションや給油施設等に設置されていても良い。

充電種別取得部は、充電施設の候補における充電種別を取得することができればよい。充電種別は、予め定義された種別であればよいが、充電種別の一つには充電中にバッテリの温度が上昇する種別が含まれ、充電種別の他の一つには充電中にバッテリの温度が上昇しない（あるいは上昇しても充電効率に影響は生じない）種別が含まれる。充電種別は、上述の実施形態のように、充電施設で充電可能な電力によって急速充電と普通充電とに分類されていても良いし、他の分類であっても良い。また、急速充電によって充電可能な電力は２０ｋＷ以上であることが想定され、普通充電によって充電可能な電力は８ｋＷ以下であることが想定されているが、他の値で種別が区別されても良い。いずれにしても、充電種別が予め定義されていることにより、各充電施設が充電種別のいずれに該当するのか、特定できるように構成されていれば良い。

タイミング決定部は、充電種別に応じて、充電施設まで車両が走行する過程におけるバッテリの冷却開始タイミングを決定することができればよい。すなわち、充電種別が異なると充電の際のバッテリの温度上昇の程度が異なり、バッテリの冷却の必要性も異なる。そこで、タイミング決定部は、充電種別に応じて、冷却開始タイミングが異なるように、冷却開始タイミングを決定することができればよい。冷却開始タイミングは、冷却を開始するタイミングであり、冷却を行わないと決定する場合であっても、冷却開始タイミングが決定されていると言える。従って、冷却開始タイミングの決定は、冷却制御の有無の決定と考えることもできる。

冷却開始タイミングは、冷却開始後の冷却制御の内容に応じて決められても良い。例えば、バッテリの冷却速度が一定ではなく、複数の冷却速度を選択可能である場合、冷却速度の差異による冷却速度の差異および走行過程において実施される冷却における冷却速度に基づいて目標温度までの冷却所要時間を推定し、当該冷却所要時間から冷却開始タイミングを決定しても良い。

冷却制御部は、冷却開始タイミングに基づいてバッテリの冷却を開始させることができればよい。すなわち、冷却制御部は、バッテリを冷却する冷却部に対する指示を行って、バッテリを目標温度まで冷却させるための制御を実施することができればよい。冷却速度が可変であれば、冷却の制御には冷却強度の変更等の制御が含まれていて良い。

さらに、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、複数の装置で共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのプログラムの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし半導体メモリであってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…ナビゲーションプログラム、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ａ１…充電施設情報、３０ｂ…使用情報、４０…ユーザＩ／Ｆ部、４１…ＧＮＳＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、１００…冷却制御システム、２００…ＥＣＵ、２１０…冷却制御プログラム、２１０ａ…候補取得部、２１０ｂ…充電種別取得部、２１０ｃ…タイミング決定部、２１０ｄ…冷却制御部、３００…記録媒体、３００ｃ…バッテリ情報、４００…バッテリ、４１０…冷却部

Claims (4)

1. 車両に搭載されたバッテリに対して充電を行う充電施設の候補を取得する候補取得部と、
   前記充電施設の候補における充電種別を取得する充電種別取得部と、
   前記充電種別に応じて、前記充電施設まで前記車両が走行する過程における前記バッテリの冷却開始タイミングを決定するタイミング決定部と、
   前記冷却開始タイミングに基づいて前記バッテリの冷却を開始させる冷却制御部と、
   を備える冷却制御システム。
2. 前記タイミング決定部は、
   前記充電施設の候補に、前記車両のユーザの自宅が含まれる場合、前記バッテリの冷却を行わないことを決定する、
   請求項１に記載の冷却制御システム。
3. 前記充電種別が急速充電である場合、前記冷却開始タイミングは、
   前記充電施設の使用予定に基づいて、前記充電施設が空いている時刻に充電を開始できるように決定されたタイミングである、
   請求項１または請求項２に記載の冷却制御システム。
4. 前記冷却開始タイミングは、
   前記冷却開始タイミング以後、既定の冷却速度で前記バッテリを冷却した場合に、前記充電施設が空いている時刻に前記バッテリが目標温度となるタイミングである、
   請求項３に記載の冷却制御システム。

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