JP2024086087A

JP2024086087A - Battery Temperature Regulator

Info

Publication number: JP2024086087A
Application number: JP2022200998A
Authority: JP
Inventors: 貴久兼子; 大尭佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2024-06-27

Abstract

【課題】バッテリの消費電力を低減することができるバッテリ温度調整装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載される走行用のバッテリ５の電力を用いて冷却水を冷却または加熱し、冷却水によってバッテリ５を冷却または適温加熱してバッテリ５の温度を調整するバッテリ温度調整装置１０。車両の現在地から目的地までの距離が所定距離より大きい場合には、バッテリの温度が第２温度範囲となるようにバッテリの温度を調整し、車両の現在地から目的地までの距離が所定距離以下の場合には、現在地から目的地に到着するまでにバッテリ５の温度が第２温度範囲よりも広い第１温度範囲以内であるために必要な最小能力にてバッテリ５の温度を調整する。
【選択図】図３

A battery temperature regulating device capable of reducing the power consumption of a battery is provided.
[Solution] A battery temperature regulation device 10 that uses the power of a battery 5 mounted on a vehicle for driving to cool or heat coolant, and uses the coolant to cool or heat the battery 5 to an appropriate temperature, thereby regulating the temperature of the battery 5. If the distance from the vehicle's current location to the destination is greater than a predetermined distance, the battery temperature is regulated so that the battery temperature is within a second temperature range, and if the distance from the vehicle's current location to the destination is equal to or shorter than the predetermined distance, the battery temperature is regulated with the minimum capacity necessary so that the temperature of the battery 5 is within a first temperature range wider than the second temperature range by the time the vehicle arrives at the destination from the current location.
[Selected figure] Figure 3

Description

本発明は、車両に搭載される走行用のバッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置に関する。 The present invention relates to a battery temperature adjustment device that adjusts the temperature of a battery installed in a vehicle for driving.

ハイブリッド車両（ＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ））または電気車両（ＢＥＶ（ＢａｔｔｅｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ））は、走行用のバッテリを搭載している。また、バッテリを搭載している車両は、バッテリの温度が適正温度となるようにバッテリを冷却または適温加熱してバッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置を有している（例えば、特許文献１）。 Hybrid vehicles (HEVs (Hybrid Electric Vehicles)) or electric vehicles (BEVs (Battery Electric Vehicles)) are equipped with batteries for driving. Vehicles equipped with batteries also have a battery temperature adjustment device that adjusts the temperature of the battery by cooling or heating the battery to an appropriate temperature so that the battery temperature is maintained at an appropriate temperature (for example, Patent Document 1).

特開２０１８－１２９９８７号公報JP 2018-129987 A

ところで、バッテリ温度調整装置は、バッテリの電力を用いて冷凍サイクル回路によって冷却水を冷却し、冷却水によってバッテリを冷却している。また、バッテリ温度調整装置は、バッテリの電力を用いてヒータによって冷却水を加熱し、冷却水によってバッテリを適温加熱している。そのため、バッテリ温度調整装置の消費電力を少しでも低減することができれば、車両の航続可能距離を向上させることができる。 The battery temperature regulation device uses the battery's power to cool the coolant through a refrigeration cycle circuit, and the coolant then cools the battery. The battery temperature regulation device also uses the battery's power to heat the coolant through a heater, and the coolant then heats the battery to an appropriate temperature. Therefore, if the power consumption of the battery temperature regulation device can be reduced even slightly, the vehicle's cruising distance can be improved.

そこで、本発明は、バッテリの消費電力を低減することができるバッテリ温度調整装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a battery temperature adjustment device that can reduce the power consumption of the battery.

本発明に係るバッテリ温度調整装置は、車両に搭載される走行用のバッテリの電力を用いて熱媒体を冷却または加熱し、熱媒体によってバッテリを冷却または適温加熱してバッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置であって、バッテリの温度がその範囲以外ではバッテリの出力が制限される第１温度範囲と、バッテリの温度が第１温度範囲よりも上限温度が小さくかつ下限温度が大きい第２温度範囲と、が設定され、車両の現在地から目的地までの距離が所定距離より大きい場合には、バッテリの温度が第２温度範囲となるようにバッテリの温度を調整し、車両の現在地から目的地までの距離が所定距離以下の場合には、現在地から目的地に到着するまでにバッテリの温度が第１温度範囲以内であるために必要な最小能力にてバッテリの温度を調整する制御部とを備えることを特徴とする。 The battery temperature adjustment device of the present invention is a battery temperature adjustment device that adjusts the temperature of the battery by cooling or heating a heat medium using the power of a battery for driving mounted on a vehicle and cooling or heating the battery to an appropriate temperature using the heat medium, and is characterized in that it has a control unit that sets a first temperature range outside which the battery output is limited when the battery temperature is outside that range, and a second temperature range within which the battery temperature has an upper limit temperature lower than that of the first temperature range and a lower limit temperature higher than that of the first temperature range, adjusts the battery temperature so that the battery temperature is within the second temperature range when the distance from the vehicle's current location to the destination is greater than a predetermined distance, and adjusts the battery temperature with the minimum capacity necessary to keep the battery temperature within the first temperature range by the time the vehicle arrives at the destination from the current location when the distance from the vehicle's current location to the destination is equal to or shorter than the predetermined distance.

上記構成とすることによって、バッテリの消費電力を低減することができる。 The above configuration allows for reduced battery power consumption.

本発明に係るバッテリ温度調整装置において、制御部は、少なくとも現在地から目的地までの距離、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報に基づいて最小能力を算出することが好ましい。 In the battery temperature adjustment device according to the present invention, it is preferable that the control unit calculates the minimum capacity based on at least the distance from the current location to the destination, gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination.

本発明のバッテリ温度調整装置によれば、バッテリの消費電力を低減することができる。 The battery temperature adjustment device of the present invention can reduce the power consumption of the battery.

実施形態の一例であるバッテリ温度調整装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a battery temperature regulating device according to an embodiment; 制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit. 高外気温時のバッテリ温度調整制御の一例を示す温調レベルとバッテリ温度と時系列グラフである。11 is a time-series graph of temperature adjustment level and battery temperature, illustrating an example of battery temperature regulation control at the time of high outside air temperature. 低外気温時のバッテリ温度調整制御の一例を示す温調レベルとバッテリ温度と時系列グラフである。11 is a time-series graph of temperature adjustment level and battery temperature, illustrating an example of battery temperature regulation control at the time of low outside air temperature. バッテリ温度調整制御の流れを示すフロー図である。FIG. 4 is a flow chart showing a flow of battery temperature regulation control.

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。 An example of an embodiment of the present invention will be described in detail below. In the following description, the specific shapes, materials, directions, values, etc. are examples to facilitate understanding of the present invention, and can be changed as appropriate according to the application, purpose, specifications, etc.

バッテリ温度調整装置１０は、車両に搭載される走行用のバッテリ５の温度を調整する装置である。バッテリ温度調整装置１０によれば、詳細は後述するが、バッテリ５の消費電力を低減することができる。 The battery temperature regulation device 10 is a device that regulates the temperature of the battery 5 used for driving a vehicle. The battery temperature regulation device 10 can reduce the power consumption of the battery 5, as will be described in detail later.

［車両］
車両は、バッテリ５の電力のみによってモータ（図示なし）を駆動して走行するＢＥＶである。ただし、本発明の車両は、ガソリンエンジンおよびモータを駆動して走行するＨＥＶであってもよい。 [vehicle]
The vehicle is a BEV that runs by driving a motor (not shown) only with power from the battery 5. However, the vehicle of the present invention may be an HEV that runs by driving a gasoline engine and a motor.

［バッテリ］
バッテリ５は、複数のバッテリセル（単電池）を含み、バッテリセルは、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、または全固体電池から構成される。バッテリ５には、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ６１が設けられている。 [Battery]
The battery 5 includes a plurality of battery cells (single cells), and the battery cells are, for example, lithium ion secondary batteries, nickel metal hydride secondary batteries, or all-solid-state batteries. The battery 5 is provided with a battery temperature sensor 61 that detects the battery temperature.

ここで、バッテリ５の温度が高すぎる、または低すぎる場合には、バッテリ５の性能が低下し、バッテリセルの損傷または劣化の加速につながる。そこで、バッテリ５では、第１温度範囲が設定され、バッテリ５の温度が第１温度範囲外では、バッテリ５の出力が制限される。また、バッテリ温度調整装置１０は、通常、バッテリ５の温度が第１温度範囲よりも上限温度が小さくかつ下限温度が大きい第２温度範囲以内になるように調整している。 Here, if the temperature of the battery 5 is too high or too low, the performance of the battery 5 will decrease, leading to damage to the battery cells or accelerated deterioration. Therefore, a first temperature range is set for the battery 5, and if the temperature of the battery 5 is outside the first temperature range, the output of the battery 5 is limited. Furthermore, the battery temperature adjustment device 10 normally adjusts the temperature of the battery 5 to be within a second temperature range in which the upper limit temperature is lower and the lower limit temperature is higher than the first temperature range.

［バッテリ温度調整装置］
図１から図４を用いて、バッテリ温度調整装置１０について説明する。 [Battery temperature regulator]
The battery temperature regulating device 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

図１に示すように、バッテリ温度調整装置１０は、バッテリ５の電力を用いて熱媒体としての冷却水を冷却または加熱し、冷却水によってバッテリ５を冷却または適温加熱する。バッテリ温度調整装置１０は、バッテリ５を冷却する低温側冷却水回路２０と、低温側冷却水回路２０から吸熱する冷凍サイクル回路３０と、冷凍サイクル回路３０によって加熱される高温側冷却水回路４０と、バッテリ温度調整装置１０の各機器を制御する制御部としてのＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）５０とを有している。 As shown in FIG. 1, the battery temperature regulating device 10 uses the power of the battery 5 to cool or heat the coolant as a heat medium, and cools or heats the battery 5 to an appropriate temperature using the coolant. The battery temperature regulating device 10 has a low-temperature side coolant circuit 20 that cools the battery 5, a refrigeration cycle circuit 30 that absorbs heat from the low-temperature side coolant circuit 20, a high-temperature side coolant circuit 40 that is heated by the refrigeration cycle circuit 30, and an ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control unit that controls each device of the battery temperature regulating device 10.

低温側冷却水回路２０は、第１低温側ウォーターポンプ２１および第２低温側ウォーターポンプ２２によって低温冷却水を循環させることによって、バッテリ熱交換器２３によってバッテリ５を冷却し、チラー２４によって冷凍サイクル回路３０に吸熱され、低温側ラジエータ２５によって空気中に放熱されることによって冷却される回路である。低温側ラジエータ２５は、後述する高温側ラジエータ４４と熱交換可能である。 The low-temperature side cooling water circuit 20 is a circuit in which low-temperature cooling water is circulated by a first low-temperature side water pump 21 and a second low-temperature side water pump 22, the battery 5 is cooled by a battery heat exchanger 23, heat is absorbed by the refrigeration cycle circuit 30 by a chiller 24, and heat is dissipated into the air by a low-temperature side radiator 25. The low-temperature side radiator 25 is capable of exchanging heat with a high-temperature side radiator 44 described later.

低温側冷却水回路２０では、バッテリ熱交換器２３と、チラー２４と、低温側ラジエータ２５とが並列に設けられている。バッテリ熱交換器２３に向かう経路と、第１低温側ウォーターポンプ２１からの経路と、チラー２４に向かう経路と、低温側ラジエータ２５に向かう経路と、短絡経路（何も設けられていない経路）とは五方弁２６によって切替接続されている。 In the low-temperature side cooling water circuit 20, a battery heat exchanger 23, a chiller 24, and a low-temperature side radiator 25 are arranged in parallel. The path toward the battery heat exchanger 23, the path from the first low-temperature side water pump 21, the path toward the chiller 24, the path toward the low-temperature side radiator 25, and the short-circuit path (a path with nothing) are switched and connected by a five-way valve 26.

冷凍サイクル回路３０は、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、高温側冷却水回路４０を循環する冷却水を加熱する水冷コンデンサ３２と、車室内へ送風する空気を冷却するエバポレータ３３と、エバポレータ３３への冷媒循環量を調整するエバポレータ側膨張弁３４と、低温側冷却水回路２０を循環する冷却水から吸熱するチラー２４と、チラー２４への冷媒循環量を調整するチラー側膨張弁３６とを有している。冷凍サイクル回路３０では、エバポレータ３３とチラー２４とが並列に接続されている。また、圧縮機３１は、電気モータの周波数を調整することによって、吐出容量（運転容量）を調整することができる。 The refrigeration cycle circuit 30 has a compressor 31 that compresses the refrigerant, a water-cooled condenser 32 that heats the cooling water circulating in the high-temperature side cooling water circuit 40, an evaporator 33 that cools the air to be blown into the vehicle cabin, an evaporator-side expansion valve 34 that adjusts the amount of refrigerant circulating to the evaporator 33, a chiller 24 that absorbs heat from the cooling water circulating in the low-temperature side cooling water circuit 20, and a chiller-side expansion valve 36 that adjusts the amount of refrigerant circulating to the chiller 24. In the refrigeration cycle circuit 30, the evaporator 33 and the chiller 24 are connected in parallel. In addition, the compressor 31 can adjust its discharge capacity (operating capacity) by adjusting the frequency of the electric motor.

高温側冷却水回路４０は、高温側ウォーターポンプ４１によって高温側冷却水を循環させることによって、水冷コンデンサ３２を冷却し、電気ヒータ４２によって加熱され、車室内へ送風する空気を加熱するヒータコア４３を加熱し、高温側ラジエータ４４によって空気中に放熱されることによって冷却される回路である。高温側ラジエータ４４は、上述した低温側ラジエータ２５と熱交換可能である。電気ヒータ４２は、出力を調整することができる。 The high-temperature side coolant circuit 40 is a circuit that cools the water-cooled condenser 32 by circulating high-temperature side coolant using a high-temperature side water pump 41, heats a heater core 43 that is heated by an electric heater 42 and heats the air to be blown into the vehicle cabin, and is cooled by dissipating heat into the air by a high-temperature side radiator 44. The high-temperature side radiator 44 is capable of exchanging heat with the low-temperature side radiator 25 described above. The output of the electric heater 42 can be adjusted.

高温側冷却水回路４０では、水冷コンデンサ３２および電気ヒータ４２と、ヒータコア４３と、高温側ラジエータ４４とが並列に設けられている。水冷コンデンサ３２および電気ヒータ４２に向かう経路と、ヒータコア４３に向かう経路と、高温側ラジエータ４４に向かう経路とは三方流量調整弁４５によって切替接続されている。 In the high-temperature side cooling water circuit 40, the water-cooled condenser 32, the electric heater 42, the heater core 43, and the high-temperature side radiator 44 are arranged in parallel. The paths leading to the water-cooled condenser 32 and the electric heater 42, the path leading to the heater core 43, and the path leading to the high-temperature side radiator 44 are switched and connected by a three-way flow control valve 45.

バッテリ温度調整装置１０では、上述したように、バッテリ５の電力を用いて冷却水を冷却または加熱し、高温側冷却水または低温側冷却水によってバッテリ５を冷却または適温加熱してバッテリ５の温度を調整する。 As described above, the battery temperature adjustment device 10 uses the power of the battery 5 to cool or heat the coolant, and adjusts the temperature of the battery 5 by cooling or heating the battery 5 to an appropriate temperature using the high-temperature side coolant or the low-temperature side coolant.

バッテリ温度調整装置１０では、バッテリ５を冷却する際には、冷凍サイクル回路３０の圧縮機３１を駆動し、チラー側膨張弁３６を調整し、チラー２４に冷媒を循環させ、低温側冷却水回路２０から吸熱する。低温側冷却水回路２０では、第２低温側ウォーターポンプ２２を駆動して、五方弁２６によってチラー２４とバッテリ熱交換器２３とを連通させてバッテリ熱交換器２３によってバッテリ５を冷却する。 When the battery temperature adjustment device 10 cools the battery 5, it drives the compressor 31 of the refrigeration cycle circuit 30, adjusts the chiller side expansion valve 36, circulates the refrigerant to the chiller 24, and absorbs heat from the low-temperature side coolant circuit 20. In the low-temperature side coolant circuit 20, it drives the second low-temperature side water pump 22, and connects the chiller 24 and the battery heat exchanger 23 via the five-way valve 26, so that the battery 5 is cooled by the battery heat exchanger 23.

バッテリ温度調整装置１０では、バッテリ５を適温加熱する際には、高温側冷却水回路４０の高温側ウォーターポンプ４１を駆動し、また電気ヒータ４２を作動させて高温側冷却水回路４０を加熱し、高温側ラジエータ４４によって低温側ラジエータ２５を加熱する。低温側冷却水回路２０では、第１低温側ウォーターポンプ２１および第２低温側ウォーターポンプ２２を駆動して、五方弁２６によって第２低温側ウォーターポンプ２２およびバッテリ熱交換器２３と、低温側ラジエータ２５とを連通させてバッテリ熱交換器２３によってバッテリ５を適温加熱する。 When the battery temperature regulator 10 heats the battery 5 to the appropriate temperature, it drives the high-temperature water pump 41 of the high-temperature coolant circuit 40, operates the electric heater 42 to heat the high-temperature coolant circuit 40, and heats the low-temperature radiator 25 with the high-temperature radiator 44. In the low-temperature coolant circuit 20, it drives the first low-temperature water pump 21 and the second low-temperature water pump 22, and connects the second low-temperature water pump 22 and the battery heat exchanger 23 with the low-temperature radiator 25 through the five-way valve 26, so that the battery 5 is heated to the appropriate temperature by the battery heat exchanger 23.

［制御部（ＥＣＵ）］
ＥＣＵ５０は、上述したようにバッテリ温度調整装置１０の各機器を制御する。ＥＣＵ５０は、内部に情報処理を行うＣＰＵを有するプロセッサ５１と、プロセッサ５１が実行するソフトウェア、プログラムまたはデータを格納するメモリ５２とを有するコンピュータである。 [Control unit (ECU)]
As described above, the ECU 50 controls each device of the battery temperature regulating device 10. The ECU 50 is a computer having a processor 51 having an internal CPU for performing information processing, and a memory 52 for storing software, programs, or data executed by the processor 51.

ＥＣＵ５０は、低温側冷却水回路２０の第１低温側ウォーターポンプ２１、第２低温側ウォーターポンプ２２および五方弁２６と、冷凍サイクル回路３０の圧縮機３１、エバポレータ側膨張弁３４およびチラー側膨張弁３６と、高温側冷却水回路４０の高温側ウォーターポンプ４１、電気ヒータ４２および三方流量調整弁４５と、ナビゲーション装置６０と、バッテリ温度センサ６１とに接続されている。 The ECU 50 is connected to the first low-temperature side water pump 21, the second low-temperature side water pump 22 and the five-way valve 26 of the low-temperature side cooling water circuit 20, the compressor 31, the evaporator side expansion valve 34 and the chiller side expansion valve 36 of the refrigeration cycle circuit 30, the high-temperature side water pump 41, the electric heater 42 and the three-way flow control valve 45 of the high-temperature side cooling water circuit 40, the navigation device 60 and the battery temperature sensor 61.

ナビゲーション装置６０は、車両の走行時において、車両の現在位置を表示する、または車両の目的地への経路案内を行う装置である。本実施形態のナビゲーション装置６０は、目的地が設定され、少なくとも現在地から目的地までの距離、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報を出力することができる。ＥＣＵ５０は、ナビゲーション装置６０から現在地から目的地までの距離、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報を取得する。 The navigation device 60 is a device that displays the current position of the vehicle while the vehicle is traveling, or provides route guidance to the vehicle's destination. In this embodiment, the navigation device 60 is set to a destination, and can output at least the distance from the current location to the destination, gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination. The ECU 50 obtains from the navigation device 60 the distance from the current location to the destination, gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination.

ＥＣＵ５０は、ユーザの車両の使用履歴を蓄積したビッグデータから目的地を取得してもよい。また、ＥＣＵ５０は、クラウドサービスによって現在地から目的地までの天気情報を取得してもよい。 The ECU 50 may obtain the destination from big data that accumulates the user's vehicle usage history. The ECU 50 may also obtain weather information from the current location to the destination via a cloud service.

図２に示すように、ＥＣＵ５０は、それぞれ詳細は後述する、通常能力温度調整部５３と、バッテリ温度判定部５４と、走行判定部５５と、残走行距離判定部５６と、最小能力算出部５７と、最小能力補正部５８と、最小能力温度調整部５９とを有している。通常能力温度調整部５３、バッテリ温度判定部５４、走行判定部５５、残走行距離判定部５６、最小能力算出部５７、最小能力補正部５８および最小能力温度調整部５９は、プロセッサ５１がメモリ５２に格納されたプログラムを実行することにより実現される。 As shown in FIG. 2, the ECU 50 has a normal capacity temperature adjustment unit 53, a battery temperature determination unit 54, a driving determination unit 55, a remaining driving distance determination unit 56, a minimum capacity calculation unit 57, a minimum capacity correction unit 58, and a minimum capacity temperature adjustment unit 59, each of which will be described in detail below. The normal capacity temperature adjustment unit 53, the battery temperature determination unit 54, the driving determination unit 55, the remaining driving distance determination unit 56, the minimum capacity calculation unit 57, the minimum capacity correction unit 58, and the minimum capacity temperature adjustment unit 59 are realized by the processor 51 executing a program stored in the memory 52.

通常能力温度調整部５３は、車両の現在地から目的地までの距離が所定距離（例えば１０ｋｍ）より大きい場合には、バッテリ５の温度が上述した第２温度範囲となるようにバッテリ５の温度を調整する。このように、バッテリ５の出力が制限される第１温度範囲よりも狭い範囲である第２範囲以内でバッテリ５の温度を制御することによって、余裕を持ってバッテリ５の出力が制限されないように温度調整することができる。 When the distance from the vehicle's current location to the destination is greater than a predetermined distance (e.g., 10 km), the normal capacity temperature adjustment unit 53 adjusts the temperature of the battery 5 so that the temperature of the battery 5 is within the above-mentioned second temperature range. In this way, by controlling the temperature of the battery 5 within the second range, which is narrower than the first temperature range in which the output of the battery 5 is limited, the temperature can be adjusted with a margin of error so that the output of the battery 5 is not limited.

バッテリ温度判定部５４は、バッテリ温度センサ６１によって検出されたバッテリ５の温度が上述した第２温度範囲以内であるかどうかを判定する。 The battery temperature determination unit 54 determines whether the temperature of the battery 5 detected by the battery temperature sensor 61 is within the second temperature range described above.

走行判定部５５は、車両が走行中であるかどうかを判定する。より具体的には、走行判定部５５は、例えばシフトレバー（図示なし）がＰレンジ以外であるかどうかによって車両が走行中であるかどうかを判定してもよい。 The driving determination unit 55 determines whether the vehicle is driving. More specifically, the driving determination unit 55 may determine whether the vehicle is driving based on, for example, whether the shift lever (not shown) is in a position other than the P range.

残走行距離判定部５６は、ナビゲーション装置６０より現在地から目的地までの残距離を取得して、現在地から目的地までの残距離が所定距離以下であるかどうかを判定する。 The remaining distance determination unit 56 obtains the remaining distance from the current location to the destination from the navigation device 60 and determines whether the remaining distance from the current location to the destination is less than or equal to a predetermined distance.

最小能力算出部５７は、現在地から目的地に到着するまでにバッテリ５の温度が第１温度範囲以内であるために、バッテリ温度調整装置１０において必要な最小の温度調整能力（以下、最小能力）を算出する。ここで、最小能力とは、バッテリ５を冷却するための冷却能力と、バッテリ５を適温加熱するための加熱能力とが含まれる。また、現在地から目的地に到着するまでにバッテリ５を冷却または適温加熱しない場合（バッテリ温度調整装置１０が停止している場合）に、バッテリ５の温度が第１温度範囲以内となる場合は、最小能力が０であってもよい。 The minimum capacity calculation unit 57 calculates the minimum temperature regulation capacity (hereinafter, minimum capacity) required by the battery temperature regulation device 10 so that the temperature of the battery 5 is within the first temperature range from the current location to the destination. Here, the minimum capacity includes the cooling capacity for cooling the battery 5 and the heating capacity for heating the battery 5 to an appropriate temperature. Furthermore, if the battery 5 is not cooled or heated to an appropriate temperature from the current location to the destination (if the battery temperature regulation device 10 is stopped), the minimum capacity may be 0 if the temperature of the battery 5 is within the first temperature range.

最小能力補正部５８は、ナビゲーション装置６０より、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報（気温、湿度等）、現在地から目的地までの渋滞情報を取得して、最小能力算出部５７によって算出された最小能力を補正する。 The minimum capacity correction unit 58 obtains gradient information from the current location to the destination, weather information (temperature, humidity, etc.) from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination from the navigation device 60, and corrects the minimum capacity calculated by the minimum capacity calculation unit 57.

より具体的には、最小能力補正部５８は、現在地から目的地まで上り勾配が多い場合には最小能力が大きくなるように補正し、現在地から目的地まで下り勾配が多い場合には最小能力が小さくなるように補正してもよい。また、最小能力補正部５８は、現在地から目的地まで渋滞している場合には、最小能力が大きくなるように補正してもよい。 More specifically, the minimum capacity correction unit 58 may correct the minimum capacity to be larger if there is a large uphill gradient from the current location to the destination, and may correct the minimum capacity to be smaller if there is a large downhill gradient from the current location to the destination. The minimum capacity correction unit 58 may also correct the minimum capacity to be larger if there is congestion from the current location to the destination.

また、最小能力補正部５８は、バッテリ５を冷却している時には、現在地から目的地まで外気温が高い場合には最小能力が大きくなるように補正し、現在地から目的地まで外気温が低い場合には最小能力が小さくなるように補正してもよい。最小能力補正部５８は、バッテリ５を適温加熱している時には、現在地から目的地まで外気温が高い場合には最小能力が小さくなるように補正し、現在地から目的地まで外気温が低い場合には最小能力が大きくなるように補正してもよい。 The minimum capacity correction unit 58 may also correct the minimum capacity to be larger when the battery 5 is being cooled if the outside air temperature is high from the current location to the destination, and may correct the minimum capacity to be smaller when the outside air temperature is low from the current location to the destination. The minimum capacity correction unit 58 may also correct the minimum capacity to be smaller when the battery 5 is being heated to an appropriate temperature if the outside air temperature is high from the current location to the destination, and may correct the minimum capacity to be larger when the outside air temperature is low from the current location to the destination.

最小能力温度調整部５９は、現在地から目的地に到着するまで最小能力にてバッテリ５の温度を調整するようにバッテリ温度調整装置１０を制御する。より具体的には、最小能力温度調整部５９は、バッテリ５を冷却している時には、現在地から目的地に到着するまで最小能力となるように、冷凍サイクル回路３０の圧縮機３１の周波数を調整して冷却能力を調整する、または圧縮機３１を停止する。このとき、図３に示すように、バッテリ温度は、目的地では第１温度範囲の上限温度に近づくように制御される。 The minimum capacity temperature adjustment unit 59 controls the battery temperature adjustment device 10 to adjust the temperature of the battery 5 at minimum capacity from the current location until the battery reaches the destination. More specifically, when the battery 5 is being cooled, the minimum capacity temperature adjustment unit 59 adjusts the frequency of the compressor 31 of the refrigeration cycle circuit 30 to adjust the cooling capacity or stops the compressor 31 so that the battery is at minimum capacity from the current location until the battery reaches the destination. At this time, as shown in FIG. 3, the battery temperature is controlled to approach the upper limit temperature of the first temperature range at the destination.

また、最小能力温度調整部５９は、バッテリ５を適温加熱している時には、現在地から目的地に到着するまで最小能力となるように、高温側冷却水回路４０の電気ヒータ４２の出力を調整して加熱能力を調整する、または電気ヒータ４２を停止する。このとき、図４に示すように、バッテリ温度は、目的地では第１温度範囲の下限温度に近づくように制御される。 When the battery 5 is being heated to an appropriate temperature, the minimum capacity temperature adjustment unit 59 adjusts the output of the electric heater 42 in the high temperature side coolant circuit 40 to adjust the heating capacity or stops the electric heater 42 so that the minimum capacity is maintained from the current location to the destination. At this time, as shown in FIG. 4, the battery temperature is controlled to approach the lower limit temperature of the first temperature range at the destination.

［効果］
バッテリ温度調整装置１０によれば、バッテリ５の消費電力を低減することができる。より具体的には、現在地から目的地までの残距離が所定距離以下であれば、現在地から目的地に到着するまでにバッテリ５の温度が第１温度範囲以内となるために必要なバッテリ温度調整装置１０の最小能力にてバッテリ５の温度を調整することによって、必要最小限の消費電力によってバッテリ５の温度を第１温度範囲以内に収めることができる。 [effect]
The battery temperature regulating device 10 can reduce the power consumption of the battery 5. More specifically, if the remaining distance from the current location to the destination is equal to or less than a predetermined distance, the battery temperature regulating device 10 regulates the temperature of the battery 5 with the minimum capacity required for the temperature of the battery 5 to be within the first temperature range before arriving at the destination from the current location, thereby making it possible to keep the temperature of the battery 5 within the first temperature range with the minimum necessary power consumption.

また、バッテリ温度調整装置１０によれば、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報に基づいて最小能力を算出することによって、精度良く最小能力を算出し、バッテリ５の消費電力を低減することができる。 In addition, the battery temperature adjustment device 10 calculates the minimum capacity based on gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination, thereby accurately calculating the minimum capacity and reducing the power consumption of the battery 5.

［バッテリ温度調整制御］
図５を用いて、バッテリ温度調整装置１０によるバッテリ温度調整制御の流れについて説明する。 [Battery temperature regulation control]
The flow of the battery temperature regulation control by the battery temperature regulating device 10 will be described with reference to FIG.

ステップＳ１１において、通常能力温度調整部５３によって、バッテリ５の温度が第２温度範囲となるようにバッテリ５の温度を調整する。ステップＳ１２において、バッテリ温度判定部５４によって、バッテリ５の温度が第２温度範囲以内であるかどうかを判定する。バッテリ５の温度が第２温度範囲以内の場合には、ステップＳ１３に移行する。バッテリ５の温度が第２温度範囲以内でない場合には、ステップＳ１１に移行する。 In step S11, the normal capacity temperature adjustment unit 53 adjusts the temperature of the battery 5 so that the temperature of the battery 5 is within the second temperature range. In step S12, the battery temperature determination unit 54 determines whether the temperature of the battery 5 is within the second temperature range. If the temperature of the battery 5 is within the second temperature range, the process proceeds to step S13. If the temperature of the battery 5 is not within the second temperature range, the process proceeds to step S11.

ステップＳ１３において、走行判定部５５によって、シフトレバーがＰレンジ以外であるかどうかを判定する。シフトレバーがＰレンジ以外の場合には、ステップＳ１４へ移行する。シフトレバーがＰレンジの場合には、ステップＳ１１へ移行する。 In step S13, the driving determination unit 55 determines whether the shift lever is in a position other than P range. If the shift lever is in a position other than P range, the process proceeds to step S14. If the shift lever is in P range, the process proceeds to step S11.

ステップＳ１４において、残走行距離判定部５６によって、現在地から目的地までの残距離が所定距離以下であるかどうかを判定する。残距離が所定距離以下の場合には、ステップＳ１５へ移行する。残距離が所定距離より大きい場合には、ステップＳ１１へ移行する。 In step S14, the remaining distance determination unit 56 determines whether the remaining distance from the current location to the destination is equal to or less than a predetermined distance. If the remaining distance is equal to or less than the predetermined distance, the process proceeds to step S15. If the remaining distance is greater than the predetermined distance, the process proceeds to step S11.

ステップＳ１５において、最小能力算出部５７によって、現在地から目的地に到着するまでにバッテリ５の温度が第１温度範囲以内となるために、バッテリ温度調整装置１０において必要な最小能力を算出する。 In step S15, the minimum capacity calculation unit 57 calculates the minimum capacity required by the battery temperature regulating device 10 so that the temperature of the battery 5 is within the first temperature range from the current location until the vehicle arrives at the destination.

ステップＳ１６において、最小能力補正部５８によって、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報に基づいて最小能力を補正する。ステップＳ１７において、現在地から目的地に到着するまで最小能力にてバッテリ５の温度を調整する。 In step S16, the minimum capacity correction unit 58 corrects the minimum capacity based on gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination. In step S17, the temperature of the battery 5 is adjusted at the minimum capacity from the current location to the destination.

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲以内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and its variations, and various modifications and improvements are possible within the scope of the matters described in the claims of this application.

５バッテリ、１０バッテリ温度調整装置、２０低温側冷却水回路、２１第１低温側ウォーターポンプ、２２第２低温側ウォーターポンプ、２３バッテリ熱交換器、２４チラー、２５低温側ラジエータ、２６五方弁、３０冷凍サイクル回路、３１圧縮機、３２水冷コンデンサ、３３エバポレータ、３４エバポレータ側膨張弁、３６チラー側膨張弁、４０高温側冷却水回路、４１高温側ウォーターポンプ、４２電気ヒータ、４３ヒータコア、４４高温側ラジエータ、４５三方流量調整弁、５０ＥＣＵ（制御部）、５１プロセッサ、５２メモリ、５３通常能力温度調整部、５４バッテリ温度判定部、５５走行判定部、５６残走行距離判定部、５７最小能力算出部、５８最小能力補正部、５９最小能力温度調整部、６０ナビゲーション装置、６１バッテリ温度センサ
5 Battery, 10 Battery temperature adjustment device, 20 Low temperature side cooling water circuit, 21 First low temperature side water pump, 22 Second low temperature side water pump, 23 Battery heat exchanger, 24 Chiller, 25 Low temperature side radiator, 26 Five-way valve, 30 Refrigeration cycle circuit, 31 Compressor, 32 Water-cooled condenser, 33 Evaporator, 34 Evaporator side expansion valve, 36 Chiller side expansion valve, 40 High temperature side cooling water circuit, 41 High temperature side water pump, 42 Electric heater, 43 Heater core, 44 High temperature side radiator, 45 Three-way flow control valve, 50 ECU (control unit), 51 Processor, 52 Memory, 53 Normal capacity temperature adjustment unit, 54 Battery temperature determination unit, 55 Travel determination unit, 56 Remaining travel distance determination unit, 57 Minimum capacity calculation unit, 58 Minimum capacity correction unit, 59 Minimum capacity temperature adjustment unit, 60 Navigation device, 61 Battery Temperature Sensor

Claims

車両に搭載される走行用のバッテリの電力を用いて熱媒体を冷却または加熱し、前記熱媒体によって前記バッテリを冷却または適温加熱して前記バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置であって、
前記バッテリの温度がその範囲以外では前記バッテリの出力が制限される第１温度範囲と、前記バッテリの温度が前記第１温度範囲よりも上限温度が小さくかつ下限温度が大きい第２温度範囲と、が設定され、
前記車両の現在地から目的地までの距離が所定距離より大きい場合には、前記バッテリの温度が前記第２温度範囲となるように前記バッテリの温度を調整し、
前記車両の現在地から目的地までの距離が前記所定距離以下の場合には、現在地から目的地に到着するまでに前記バッテリの温度が前記第１温度範囲以内であるために必要な最小能力にて前記バッテリの温度を調整する制御部を備える、
バッテリ温度調整装置。 A battery temperature adjustment device that uses electric power from a battery for driving mounted on a vehicle to cool or heat a heat medium, and adjusts a temperature of the battery by cooling or heating the battery to an appropriate temperature using the heat medium,
a first temperature range within which the output of the battery is restricted when the temperature of the battery is outside that range, and a second temperature range within which the temperature of the battery is lower than the first temperature range in an upper limit temperature and higher than a lower limit temperature,
When a distance from a current location of the vehicle to a destination is greater than a predetermined distance, the temperature of the battery is adjusted so that the temperature of the battery is within the second temperature range;
a control unit that adjusts the temperature of the battery with a minimum capacity required for the temperature of the battery to be within the first temperature range from the current location to the destination when the distance from the current location of the vehicle to the destination is equal to or shorter than the predetermined distance,
Battery temperature regulator.

請求項１に記載のバッテリ温度調整装置であって、
前記制御部は、少なくとも現在地から目的地までの距離、現在地から目的地までの勾配情報、現在地から目的地までの天気情報、現在地から目的地までの渋滞情報に基づいて前記最小能力を算出する、
バッテリ温度調整装置。
2. The battery temperature regulating device according to claim 1,
The control unit calculates the minimum capacity based on at least a distance from the current location to the destination, gradient information from the current location to the destination, weather information from the current location to the destination, and traffic congestion information from the current location to the destination.
Battery temperature regulator.