JP5288170B2 - バッテリの昇温制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載したバッテリ（二次電池）をその充放電により昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置に関する発明である。

一般に、バッテリ（二次電池）は、低温状態にある場合、常温時と比べて内部の活性化レベルが低下して内部抵抗が大きくなる（図３参照）。そのため、バッテリ放電時の電流が同一の場合でも、内部抵抗により両端電圧の低下幅が大きくなる。バッテリは、その両端電圧により性能が制約されるため、バッテリ温度が低温になるほど、連続放電可能時間が短くなり、バッテリから取り出せる電力量が減少する。反対に、充電時は、バッテリ温度が低温になるほど、両端電圧の上昇幅が大きくなり、連続充電可能時間も短くなる。

そこで、近年、バッテリの低温時にバッテリを強制的に昇温して早期に充放電性能を確保するために、バッテリの充放電を強制的に実行してバッテリ内部でジュール熱の発生を促進することで、バッテリを内部から昇温させる技術が幾つか提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００１−３１４０３９号公報）では、バッテリ温度を温度センサで検出して、そのバッテリ温度に応じてバッテリの残存容量制御中心値（ＳＯＣ目標値）を設定するシステムにおいて、バッテリ温度が低温のときに、残存容量制御中心値を残存容量制御範囲の上側にシフトさせて、その残存容量制御中心値と実際の残存容量（ＳＯＣ）との偏差に基づいてバッテリの充放電を制御して、バッテリ内部でジュール熱の発生を促進してバッテリを昇温させるようにしている。

また、特許文献２（特開２００７−２８７０２号公報）、特許文献３（特開２００７−１２５６８号公報）では、温度センサで検出したバッテリ温度が低温のときに、バッテリの充電と放電を交互に周期的に繰り返すことで、バッテリ内部でジュール熱の発生を促進してバッテリを昇温させるようにしている。
特開２００１−３１４０３９号公報 特開２００７−２８７０２号公報 特開２００７−１２５６８号公報

バッテリは、その充放電電流が大きいほど、ジュール発熱が大きくなり、より早期の昇温が可能となるが、上記特許文献１の技術では、バッテリの温度と残存容量に応じて充放電電力を制御するため、バッテリの内部状態（例えば内部抵抗や内部分極状態など）が変化した場合に、バッテリの充放電電力が適正範囲から外れる可能性がある。その結果、昇温制御時に、バッテリの充放電電力が過剰に制限されてバッテリの昇温が遅くなってしまったり、反対に、過大な充放電電力が流れてバッテリが異常発熱して、バッテリの劣化や破損に至る可能性もある。

また、上記特許文献２，３のように、バッテリ温度が低温のときに、バッテリの充電と放電を交互に周期的に繰り返すシステムでは、最適な昇温を実現するための充放電切り換え周期と電流振幅（電力振幅）は、残存容量やバッテリ温度のみならず、内部抵抗、製造ばらつき、劣化など、時々刻々と変化するバッテリの内部状態に応じて変化する。しかし、従来は、このようなバッテリの内部状態が変化した場合に、最大限の昇温性能を発揮するための充放電切り換え周期と振幅を実現できないという問題がある。その結果、昇温制御時に、バッテリの充放電電力が過剰に制限されてバッテリの昇温が遅くなってしまったり、反対に、過大な充放電電力が流れてバッテリが異常発熱して、バッテリの劣化や破損に至る可能性もある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、バッテリの内部状態が変化した場合でも、昇温制御時にバッテリの異常発熱を防止しながらバッテリを早期に昇温させることができるバッテリの昇温制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両に搭載したバッテリをその充電及び／又は放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、前記バッテリの電流が前記最大充電可能電流又は前記最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御して前記バッテリを昇温させる昇温制御手段とを備え、同一のバッテリに対する最大充電可能電流と最大放電可能電流とを比較して絶対値が大きい方の電流を選択して当該電流を実現するように充放電電力を制御するようにしたものである。

この構成では、昇温制御時に、バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定しながら、バッテリの電流が最大充電可能電流又は最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御できるため、バッテリの内部状態が変化すれば、そのバッテリの内部状態の変化に応じて最大充電可能電流と最大放電可能電流を変化させながら充放電電力を制御することができ、バッテリの内部状態が変化した場合でも、バッテリの充放電電力を昇温制御の適正範囲に制御することができて、バッテリの異常発熱を防止しながらバッテリを早期に昇温させることができる。

この場合、請求項１のように、同一のバッテリに対する最大充電可能電流と最大放電可能電流とを比較して絶対値が大きい方の電流を選択して当該電流を実現するように充放電電力を制御するようにすれば、昇温制御時にバッテリ内部で最大限のジュール熱を発生させてバッテリを効率良く昇温させることができる。

また、請求項２のように、バッテリの電流使用範囲及び電圧使用範囲を設定する使用範囲設定手段を備え、バッテリの電流と電圧がそれぞれ前記使用範囲設定手段で設定した電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように充放電電力を制限する手段と、前記使用範囲設定手段で設定した前記電圧使用範囲の上限電圧と下限電圧と前記電圧検出手段で検出した現在の検出電圧とに基づいて、両者の差分である電圧上昇許容量と電圧下降許容量を算出する手段と、前記電圧上昇許容量と前記電圧下降許容量と温度検出手段で検出した検出温度とに基づいて、放電可能電流と充電可能電流を算出する手段と、前記使用範囲設定手段で設定した電流使用範囲の上限電流と放電可能電流とを比較して小さい方を前記最大放電可能電流として選択し、前記電流使用範囲の下限電流と充電可能電流とを比較して、絶対値が小さい方を前記最大充電可能電流として選択する手段とを備えた構成としても良い。このようにすれば、昇温制御時にバッテリの内部状態を考慮しながらバッテリの電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、電圧変化時でもバッテリの充放電による昇温を効率良く促進しながら、過大な充放電電流によるバッテリの異常発熱を防止できる。

また、バッテリの温度が低下するほど、バッテリの内部抵抗が増大するという関係に着目して、請求項３のように、温度検出手段で検出したバッテリの温度に基づいてバッテリの内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗も考慮して最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定するようにしても良い。このようにすれば、バッテリの内部抵抗変化が発生した場合でも、最大充電可能電流と最大放電可能電流を精度良く設定することができる。

また、請求項４のように、運転者の走行意図を走行意図検出手段により検出し、その運転者の走行意図に基づいて昇温制御を禁止するようにしても良い。このようにすれば、昇温制御中でも、随時、運転者の要求（例えば加速要求、減速要求など）を満たすことができる。

また、請求項５のように、バッテリの残存容量を判定する残存容量判定手段を備え、この残存容量判定手段により判定したバッテリの残存容量が所定範囲から外れている場合には昇温制御手段による昇温制御のうちの少なくとも残存容量が所定範囲から離れる方向への電力制御を禁止するようにしても良い。このようにすれば、昇温制御中にバッテリが過充電・充電不足に陥ることを未然に防止でき、昇温制御によりバッテリの寿命を低下させることを防止できる。

以上説明した請求項１〜５に係る発明は、昇温制御の実行中に充電又は放電のいずれか一方のみを継続して行うようにしても良いが、充電又は放電のみを長時間継続して行うと、バッテリの分極効果が大きくなり、顕著な電圧変化が発生する。

この対策として、昇温制御の実行中に充電と放電を交互に周期的に繰り返すようにしても良い。しかし、最適な昇温を実現するための充放電切り換え周期と電流振幅（電力振幅）は、残存容量やバッテリ温度のみならず、内部抵抗、製造ばらつき、劣化など、時々刻々と変化するバッテリの内部状態に応じて変化する。しかし、従来は、このようなバッテリの内部状態が変化した場合に、最大限の昇温性能を発揮するための充放電切り換え周期と振幅を実現できないという問題がある。

この問題を解決するために、請求項６のように、検出したバッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定し、最大充電可能電流と最大放電可能電流に基づいて、昇温制御の充放電の切り換え周期及び／又は振幅を設定して昇温制御を実行し、温度検出手段で検出したバッテリの温度に基づいてバッテリの内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗も考慮して最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定するようにしても良い。このようにすれば、昇温制御時にバッテリの内部状態の変化に応じて最大充電可能電流と最大放電可能電流を変化させながら、昇温制御の充放電切り換え周期又は振幅を設定することができるので、バッテリの内部状態が変化した場合でも、昇温制御の充放電の切り換え周期や振幅を昇温制御の適正範囲に制御することができて、バッテリの異常発熱を防止しながらバッテリを早期に昇温させることができる。
しかも、請求項６のように、温度検出手段で検出したバッテリの温度に基づいてバッテリの内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗も考慮して最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定するようにすれば、最大充電可能電流と最大放電可能電流をより精度良く設定できる。

更に、請求項７のように、バッテリの電圧使用範囲を設定する使用範囲設定手段を備え、バッテリの電圧が前記使用範囲設定手段で設定した電圧使用範囲に収まるように昇温制御の充放電の切り換え周期及び／又は振幅を設定するようにしても良い。このようにすれば、昇温制御時にバッテリの内部状態を考慮しながらバッテリの電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、昇温制御時にバッテリの充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリの異常発熱を防止できる。

また、請求項８のように、最大放電可能電流の絶対値と最大充電可能電流の絶対値とを合算して充放電の振幅を求めると共に、充放電の振幅と温度検出手段で検出した検出温度とに基づいて充放電切り換え周期を算出し、算出した充放電の振幅、充放電切り換え周期及び電圧検出手段で検出した検出電圧とに基づいて指令電力を算出し、算出した指令電力に基づいて前記バッテリの充放電電力を制御するようにしても良い。このようにすれば、昇温制御時にバッテリの内部状態の変化に応じて最大充電可能電流と最大放電可能電流を変化させながら、昇温制御の充放電切り換え周期と振幅を設定することができるので、バッテリの内部状態が変化した場合でも、昇温制御の充放電切り換え周期や振幅を昇温制御の適正範囲に制御することができて、バッテリの異常発熱を防止しながらバッテリを早期に昇温させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を電気自動車に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて電気自動車全体のシステム構成を説明する。
本実施例１の電気自動車には、車両駆動源となるモータ１１と、該モータ１１の電源となる高電圧バッテリ１２と、車両の各種電装品（電気負荷）の電源となる低電圧バッテリ１７とが搭載されている。モータ１１は、発電機兼用の電動機である同期発電電動機により構成され、高電圧バッテリ１２は、例えば２００〜３００Ｖの高電圧を出力するＬｉイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池により構成されている。

高電圧バッテリ１２とモータ１１との間には、昇圧コンバータ１３とインバータ１４が設けられ、モータ１１の駆動時には、高電圧バッテリ１２から出力される直流電圧が昇圧コンバータ１３で昇圧されてインバータ１４で交流電圧に変換されてモータ１１に供給される。これにより、モータ１１が回転して車両の駆動輪１５が駆動される。また、モータ１１の発電時には、駆動輪１５の回転力によりモータ１１が回転されて交流電力が発電され、その交流電力がインバータ１４で直流電力に変換されて昇圧コンバータ１３で降圧されて高電圧バッテリ１２に充電される。

低電圧バッテリ１７は、高電圧バッテリ１２の出力電圧よりも低い直流電圧（例えば、１２Ｖ）を出力する鉛蓄電池等の二次電池により構成されている。低電圧バッテリ１７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を介して高電圧バッテリ１２の電源ラインに接続されている。低電圧バッテリ１７の充電時には、高電圧バッテリ１２の出力電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で降圧して低電圧バッテリ１７に充電する。

一方、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン操作直後に、低電圧バッテリ１７の出力電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で昇圧して高電圧バッテリ１２の電源ラインに供給することで、昇圧コンバータ１３の平滑コンデンサ（図示せず）にプリチャージする。また、後述する昇温制御の実行中に、高電圧バッテリ１２と低電圧バッテリ１７との間で双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の昇圧／降圧動作により高電圧バッテリ１２の充電及び／又は放電を実行して、高電圧バッテリ１２を昇温させるようにしても良い。

昇圧コンバータ１３、インバータ１４及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の動作は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）２０によって制御される。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２１を主体とするマイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵ２１の他に、各種のプログラムやイニシャル値等のデータを記憶するＲＯＭ２２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２３等により構成されている。

このＥＣＵ２０には、高電圧バッテリ１２の充放電を管理するのに必要な信号、例えば、電流センサ２４（電流検出手段）で検出した高電圧バッテリ１２の充放電電流と、電圧センサ２５（電圧検出手段）で検出した高電圧バッテリ１２の電圧と、温度センサ２６（温度検出手段）で検出した高電圧バッテリ１２の温度等の信号が入力される。その他、ＥＣＵ２０には、シフトレバー２７の操作位置を検出するシフトポジションセンサ２８からのシフトポジション信号、アクセルペダル２９の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３０からのアクセル開度信号、ブレーキペダル３１の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ３２からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ３３からの車速信号、モータ１１の回転角を検出する回転角センサ３４からの回転角信号等が入力される。

以上のように構成された本実施例１では、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ３０からのアクセル開度信号と車速センサ３３からの車速信号等に基づいて要求トルクを算出し、この要求トルクを実現するようにモータ１１の運転を制御する。

更に、ＥＣＵ２０は、後述する図２の昇温制御ルーチンを実行することで、温度センサ２６で検出した高電圧バッテリ１２の温度が所定温度よりも低いときに、高電圧バッテリ１２をその充放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行する。この昇温制御の実行中に、高電圧バッテリ１２の内部で発生するジュール熱は、電流の２乗に比例することが分かっている。従って、電流が流れる方向（充電か放電か）とは関係なく、より大きな電流を高電圧バッテリ１２に流した方が高電圧バッテリ１２の昇温を促進できる。

そこで、本実施例１では、高電圧バッテリ１２の電流、電圧、温度を所定周期でサンプリングして現在の電流、電圧、温度を検出し、これら３つの検出値を用いて、サンプリング時刻のバッテリ条件下において実現可能な最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminを算出する。そして、最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminを比較し、より大きな電流を流すことが出来るように、高電圧バッテリ１２の充電、放電を決定すれば、高電圧バッテリ１２の内部状態に応じた昇温制御を実現可能である。

所定周期でサンプリングした現在の電流と電圧は、高電圧バッテリ１２の分極状態、ばらつき、経年劣化などの影響まで含んだバッテリ特性から決まるものであるため、現在の電流と電圧に基づいて決定する最大充放電可能電流は、サンプリングしたその時刻のバッテリ状態に応じて高電圧バッテリ１２の性能を決定することになる。それにより、高電圧バッテリ１２の状態変化発生時でも、高電圧バッテリ１２の限界性能を精度良く見積もることが可能となり、高電圧バッテリ１２の劣化や破損などを防止しつつ、速やかな高電圧バッテリ１２の昇温を実施できる。

また、次のサンプリングタイミングでは、再度、実際の電流と電圧を検出することになり、サンプリング周期間でバッテリ状態が変化したとしても、その影響度を修正することができる。つまり、原理的には、サンプリング周期が短ければ短いほど、バッテリ状態が急激に変化しても、高電圧バッテリ１２の充放電性能を十分に発揮させることができる。

以上説明した本実施例１の高電圧バッテリ１２の昇温制御は、ＥＣＵ２０によって図２の昇温制御ルーチンに従って次のように実行される。図２の昇温制御ルーチンは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行される。

本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、電流センサ２４で検出した高電圧バッテリ１２の電流（以下「検出電流」という）Ｉpresと、電圧センサ２５で検出した高電圧バッテリ１２の電圧（以下「検出電圧」という）Ｖpresと、温度センサ２６で検出した高電圧バッテリ１２の温度（以下「検出温度」という）Ｔpresを読み込む。

この後、ステップ１０２に進み、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いか否かで、昇温制御の実行領域であるか否かを判定し、検出温度Ｔpresが所定温度以上であれば、昇温制御を行う必要がないと判断して、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０２で、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いと判定されれば、ステップ１０３以降の昇温制御の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０３で、検出電流Ｉpres、検出電圧Ｖpres及び検出温度Ｔpresに基づいて、マップ又は数式等により最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminを設定する。この処理で使用するマップ又は数式は、予め、高電圧バッテリ１２の電流、電圧、温度と最大充放電可能電流（Ｉbmin，Ｉbmax）との関係を実験データ、設計データ、シミュレーション等により求めてマップ化又は数式化しておけば良い。本実施例１では、充電電流をマイナス値で表し、放電電流をプラス値で表す。このステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいう最大充放電可能電流設定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０４に進み、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値と最大充電可能電流Ｉbminの絶対値とを比較して、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値の方が大きければ、ステップ１０５に進み、最大放電可能電流Ｉbmaxと検出温度Ｔpresに基づいて、最大放電を実現する指令電力Ｐb をマップＭａｐ１により算出する。このマップＭａｐ１は、予め、最大放電可能電流Ｉbmax、検出温度Ｔpresと指令電力Ｐb との関係を実験データ、設計データ、シミュレーション結果等により求めてマップ化しておけば良い。

一方、上記ステップ１０４で、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値が最大充電可能電流Ｉbminの絶対値よりも小さいと判定されれば、ステップ１０６に進み、最大充電可能電流Ｉbminと検出温度Ｔpresに基づいて、最大充電を実現する指令電力Ｐb をマップＭａｐ２により算出する。このマップＭａｐ２も、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいてマップ化しておけば良い。

この後、ステップ１０７に進み、上記ステップ１０５又は１０６で設定された指令電力Ｐb に応じてアクチュエータ（例えば昇圧コンバータ１３、インバータ１４、モータ１１、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８等）を制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御することで、高電圧バッテリ１２の電流が最大充電可能電流Ｉbmin又は最大放電可能電流Ｉbmaxを越えないように充放電電力を制御して高電圧バッテリ１２をその内部発熱で昇温させる。これらのステップ１０４〜１０７の処理が特許請求の範囲でいう昇温制御手段として役割を果たす。

以上説明した本実施例１によれば、昇温制御時に、高電圧バッテリ１２の電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定しながら、高電圧バッテリ１２の電流が最大充電可能電流Ｉbmin又は最大放電可能電流Ｉbmaxを越えないように充放電電力を制御できるため、高電圧バッテリ１２の内部状態が変化すれば、その高電圧バッテリ１２の内部状態の変化に応じて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを変化させながら充放電電力を制御することができ、高電圧バッテリ１２の内部状態が変化した場合でも、高電圧バッテリ１２の充放電電力を昇温制御の適正範囲に制御することができて、高電圧バッテリ１２の異常発熱を防止しながら高電圧バッテリ１２を早期に昇温させることができる。

上記実施例１では、昇温制御時の最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを高電圧バッテリ１２の電流、電圧、温度に基づいてマップ又は数式等により設定するようにしたが、図３に示すように、低温条件下では、高電圧バッテリ１２の内部抵抗が上昇するため、昇温制御時の最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxは、高電圧バッテリ１２の電圧使用制約によって決定することが望ましい。

そこで、図４及び図５に示す本発明の実施例２では、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを精度良く設定するために、図５に示す高電圧バッテリ１２の電圧使用範囲（許容範囲）の上下限値と、サンプリングした現在の電圧との差分から、該電圧使用範囲の上下限値までの電圧上昇・下降許容量を算出し、その電圧上昇・下降許容量と、内部抵抗に影響を与えるバッテリ温度と、高電圧バッテリ１２の電流使用範囲の上下限値とを用いて、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定するようにしている。

本実施例２では、図４の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、各センサ２４，２５，２６で検出した検出電流Ｉpres、検出電圧Ｖpres、検出温度Ｔpresを読み込む。この後、ステップ２０２に進み、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いか否かを判定し、検出温度Ｔpresが所定温度以上であれば、昇温制御を行う必要がないと判断して、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ２０２で、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いと判定されれば、ステップ２０３以降の昇温制御の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ２０３で、バッテリ状態で決まる電流使用範囲（図５参照）の上限電流Ｉbmax.bs と下限電流Ｉbmin.bs を設定すると共に、バッテリ特性で決まる電圧使用範囲（図５参照）の上限電圧Ｖbmaxと下限電圧Ｖbminを設定する。電流使用範囲と電圧使用範囲は、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいて設定しておけば良い。このステップ２０３の処理が特許請求の範囲でいう使用範囲設定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ２０４に進み、電圧使用範囲の上下限電圧（Ｖbmax，Ｖbmin）と現在の検出電圧Ｖpresとに基づいて、両者の差分である電圧上昇許容量ΔＶbmaxと電圧下降許容量ΔＶbminを算出する。
電圧上昇許容量：ΔＶbmax＝Ｖbmax−Ｖpres
電圧下降許容量：ΔＶbmin＝Ｖbmin−Ｖpres

この後、ステップ２０５に進み、電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）と検出温度Ｔpresとに基づいて、放電可能電流Ｉbmax.vbminと充電可能電流Ｉbmin.vbmaxをマップ（Ｍａｐ３，Ｍａｐ４）により算出する。

［電圧下降許容量ΔＶbminから決まる放電可能電流Ｉbmax.vbmin］
Ｉbmax.vbmin＝Ｍａｐ３（ΔＶbmin，Ｔpres）
［電圧上昇許容量ΔＶbmaxから決まる充電可能電流Ｉbmin.vbmax］
Ｉbmin.vbmax＝Ｍａｐ４（ΔＶbmax，Ｔpres）
これらのマップ（Ｍａｐ３，Ｍａｐ４）も、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいて作成しておけば良い。

この後、ステップ２０６に進み、電流使用範囲の上限電流Ｉbmax.bs と放電可能電流Ｉbmax.vbminとを比較して小さい方を最大放電可能電流Ｉbmaxとして選択し、電流使用範囲の下限電流Ｉbmin.bs と充電可能電流Ｉbmin.vbmaxとを比較して、絶対値が小さい方を最大充電可能電流Ｉbminとして選択する。

最大放電可能電流：Ｉbmax＝Ｍｉｎ（Ｉbmax.bs ，Ｉbmax.vbmin）
最大充電可能電流：Ｉbmin＝Ｍａｘ（Ｉbmin.bs ，Ｉbmin.vbmax）
ここで、放電電流はプラス値、充電電流はマイナス値である。これにより、最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminは、電流使用範囲を越えないように設定される。

この後、ステップ２０７に進み、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値と最大充電可能電流Ｉbminの絶対値とを比較して、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値の方が大きければ、ステップ２０８に進み、最大放電可能電流Ｉbmaxと検出温度Ｔpresに基づいて、最大放電を実現する指令電力Ｐb をマップＭａｐ１により算出する。一方、上記ステップ２０７で、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値が最大充電可能電流Ｉbminの絶対値よりも小さいと判定されれば、ステップ２０９に進み、最大充電可能電流Ｉbminと検出温度Ｔpresに基づいて、最大充電を実現する指令電力Ｐb をマップＭａｐ２により算出する。

この後、ステップ２１０に進み、上記ステップ２０８又は２０９で設定された指令電力Ｐb に応じてアクチュエータ（例えば昇圧コンバータ１３、インバータ１４、モータ１１、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８等）を制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御することで、高電圧バッテリ１２の電流が最大充電可能電流Ｉbmin又は最大放電可能電流Ｉbmaxを越えないように充放電電力を制御して高電圧バッテリ１２を昇温させる。

以上説明した本実施例２によれば、高電圧バッテリ１２の電圧使用範囲の上下限値と、サンプリングした現在の電圧との差分から、該電圧使用範囲の上下限値までの電圧上昇・下降許容量を算出し、その電圧上昇・下降許容量と、内部抵抗に影響を与える高電圧バッテリ１２の温度と、高電圧バッテリ１２の電流使用範囲の上下限値とを用いて、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定するようにしたので、昇温制御時に高電圧バッテリ１２の内部状態を考慮しながら高電圧バッテリ１２の電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、電圧変化時でも高電圧バッテリ１２の充放電による昇温を効率良く促進しながら、過大な充放電電流による高電圧バッテリ１２の異常発熱を防止できる。

上記実施例２では、高電圧バッテリ１２の内部抵抗の影響を考慮するために、高電圧バッテリ１２の検出温度Ｔpresを用いて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定するようにしたが、図６及び図７に示す本発明の実施例３では、低温条件下では、高電圧バッテリ１２の温度が低下するほど、内部抵抗が大きくなるという関係があることに着目して、高電圧バッテリ１２の検出温度Ｔpresに基づいて内部抵抗Ｒb を推定し、推定した内部抵抗Ｒb を用いて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定するようにしている。

本実施例３では、図６の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンは、図４の昇温制御ルーチンのステップ２０５の処理をステップ２０５ａ、２０５ｂの処理に変更したものであり、その他の各ステップの処理は同じである。

本ルーチンでは、ステップ２０４で、電圧使用範囲の上下限電圧（Ｖbmax，Ｖbmin）と現在の検出電圧Ｖpresとの差分から、電圧上昇許容量ΔＶbmaxと電圧下降許容量ΔＶbminを算出した後、ステップ２０５ａに進み、高電圧バッテリ１２の検出温度Ｔpresをパラメータとして内部抵抗Ｒb を算出する図７のマップＭａｐ５を参照して、現在の検出温度Ｔpresに応じた内部抵抗Ｒb を算出する。
Ｒb ＝Ｍａｐ５（Ｔpres）

このマップＭａｐ５は、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいて、検出温度Ｔpresが低下するほど、内部抵抗Ｒb が大きくなるように設定されている。

この後、ステップ２０５ｂに進み、電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）と内部抵抗Ｒb とに基づいて、放電可能電流Ｉbmax.vbminと充電可能電流Ｉbmin.vbmaxをマップ（Ｍａｐ６，Ｍａｐ７）により算出する。

［電圧下降許容量ΔＶbminから決まる放電可能電流Ｉbmax.vbmin］
Ｉbmax.vbmin＝Ｍａｐ６（ΔＶbmin，Ｒb ）
［電圧上昇許容量ΔＶbmaxから決まる充電可能電流Ｉbmin.vbmax］
Ｉbmin.vbmax＝Ｍａｐ７（ΔＶbmax，Ｒb ）
これらのマップ（Ｍａｐ６，Ｍａｐ７）も、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいて作成されている。

この後、ステップ２０６〜２１０の処理を実行して、前記実施例２と同様の方法で、最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminを設定して、最大充放電を実現する指令電力Ｐb を算出し、アクチュエータを制御して高電圧バッテリ１２を昇温させる。

以上説明した本実施例３によれば、高電圧バッテリ１２の検出温度Ｔpresに基づいて内部抵抗Ｒb を推定し、推定した内部抵抗Ｒb を用いて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定するようにしたので、高電圧バッテリ１２の内部抵抗変化が発生した場合でも、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを精度良く設定することができ、高電圧バッテリ１２の速やかな昇温を実現できる。

ところで、昇温制御の実行中に、運転者がアクセルペダル２９を踏み込んで急加速したり、ブレーキペダル３１を踏み込んで急減速する場合があるが、このような場合にも、昇温制御を継続すると、加速・減速性能が低下して運転者の加速・減速要求を満たすことができない可能性がある。

そこで、図８に示す本発明の実施例４では、アクセル開度センサ３０とブレーキペダルポジションセンサ３２の出力信号から、運転者の加速・減速要求の度合（運転者の走行意図）を判定して、運転者が所定以上の急加速又は急減速を要求する場合には、昇温制御を禁止して、運転者の加速・減速要求を満たすように高電圧バッテリ１２の充放電電力を制御するようにしている。

本実施例４では、図８の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンのステップ３０１、３０２、３０５〜３０９の処理は、前記実施例１で説明した図２の昇温制御ルーチンのステップ１０１〜１０７の処理と同じである。つまり、図８の昇温制御ルーチンは、図２の昇温制御ルーチンのステップ１０２とステップ１０３との間に２つのステップ３０３、３０４の処理を追加したものである。

図８の昇温制御ルーチンが起動されると、ステップ３０１で、各センサ２４，２５，２６で検出した検出電流Ｉpres、検出電圧Ｖpres、検出温度Ｔpresを読み込み、次のステップ３０２で、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いと判定されれば、ステップ３０３に進み、アクセル開度センサ３０とブレーキペダルポジションセンサ３２の出力信号から、運転者が要求する要求加速度Ａ.accr 及び要求減速度Ａ.brkをマップ等により算出する。このステップ３０３の処理が特許請求の範囲でいう走行意図検出手段としての役割を果たす。

この後、ステップ３０４に進み、要求加速度Ａ.accr が所定加速度未満で、且つ、要求減速度Ａ.brkが所定減速度未満であるか否かを判定する。その結果、要求加速度Ａ.accr が所定加速度以上、又は、要求減速度Ａ.brkが所定減速度以上と判定された場合（つまり運転者が所定以上の急加速又は急減速を要求する場合）には、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これにより、昇温制御が禁止され、運転者の加速・減速要求を満たすように高電圧バッテリ１２の充放電電力が制御される。

これに対して、上記ステップ３０４で、要求加速度Ａ.accr が所定加速度未満で、且つ、要求減速度Ａ.brkが所定減速度未満であると判定された場合は、昇温制御が許可されていると判断して、ステップ３０５以降の処理を実行し、前記実施例１で説明した図２の昇温制御ルーチンのステップ１０３〜１０７と同様の処理により、昇温制御時の最大充放電を実現する指令充放電電力Ｐb を設定し、この指令電力Ｐb に応じてアクチュエータを制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御する。

以上説明した本実施例４では、運転者の加速・減速要求の度合を判定して、運転者が所定以上の急加速又は急減速を要求する場合に、昇温制御を禁止するようにしたので、昇温制御の実行中でも、随時、運転者の加速・減速要求を満たすことができる。

ところで、実際の充放電電流が最大充放電可能電流（Ｉbmin，Ｉbmax）までに余裕があっても、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣによっては、昇温制御を続けると、高電圧バッテリ１２が過充電・充電不足に陥る場合がある。

そこで、図９に示す本発明の実施例５では、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣを算出し、算出した残存容量ＳＯＣが所定の通常使用範囲（ＳＯＣmin 〜ＳＯＣmax ）から外れている場合には、昇温制御時に残存容量ＳＯＣが通常使用範囲から離れる方向への電力制御を禁止するようにしている。

本実施例５では、図９の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンのステップ４０１〜４０６の処理は、前記実施例１で説明した図２の昇温制御ルーチンのステップ１０１〜１０６の処理と同じである。

本ルーチンが起動されると、ステップ４０１〜４０６の処理により、昇温制御時の最大充放電を実現する指令充放電電力Ｐb を設定した後、ステップ４０７に進み、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣを算出する。この際、残存容量ＳＯＣの算出方法は、どの様な方法を用いても良く、例えば、高電圧バッテリ１２の充放電電流を積算してその積算値を用いて残存容量ＳＯＣを算出するようにしても良い。このステップ４０７の処理が特許請求の範囲でいう残存容量判定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ４０８に進み、現在の残存容量ＳＯＣを通常使用範囲の下限値ＳＯＣmin と比較し、現在の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の下限値ＳＯＣmin を下回っていれば、ステップ４０９に進み、放電を禁止し、充電のみを許容する。この場合は、昇温制御時の最大放電を実現する指令電力Ｐb が充電電力（マイナス値の電力）であれば、その指令電力Ｐb がそのまま最終的な指令電力となり、昇温制御時の最大放電を実現する指令電力Ｐb が放電電力（プラス値の電力）であれば、最終的な指令電力Ｐb は０となる。
Ｐb ＝Ｍｉｎ（０，Ｐb ）

尚、上記ステップ４０８で、現在の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の下限値ＳＯＣmin 以上であると判定されれば、上記ステップ４０９の処理は省略される。

この後、ステップ４１０に進み、現在の残存容量ＳＯＣを通常使用範囲の上限値ＳＯＣmax と比較し、現在の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の上限値ＳＯＣmax を上回っていれば、ステップ４１１に進み、充電を禁止し、放電のみを許容する。この場合は、昇温制御時の最大放電を実現する指令電力Ｐb が放電電力（プラス値の電力）であれば、その指令電力Ｐb がそのまま最終的な指令電力となり、昇温制御時の最大放電を実現する指令電力Ｐb が充電電力（マイナス値の電力）であれば、最終的な指令電力Ｐb は０となる。
Ｐb ＝Ｍａｘ（０，Ｐb ）

尚、上記ステップ４１０で、現在の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の上限値ＳＯＣmax 以下であると判定されれば、上記ステップ４１１の処理は省略される。
この後、ステップ４１２に進み、指令電力Ｐb に応じてアクチュエータを制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御する。

このように制御すれば、昇温制御時に、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲（ＳＯＣmin 〜ＳＯＣmax ）から外れている場合に、昇温制御のうちの残存容量ＳＯＣが通常使用範囲から離れる方向への電力制御を禁止するようにしているので、昇温制御中に高電圧バッテリ１２が過充電・充電不足に陥ることを未然に防止でき、昇温制御により高電圧バッテリ１２の寿命を低下させることを防止できる。

また、本実施例５では、昇温制御時に、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲（ＳＯＣmin 〜ＳＯＣmax ）から外れている場合に、昇温制御のうちの残存容量ＳＯＣが通常使用範囲から離れる方向への電力制御のみを禁止し、残存容量ＳＯＣが通常使用範囲に近付く方向への電力制御を許可するようにしたので、昇温制御中に残存容量ＳＯＣを回復させながら昇温制御を実行することが可能となり、残存容量ＳＯＣの確保と昇温制御とを両立させることができる利点がある。

しかし、本発明は、高電圧バッテリ１２の残存容量ＳＯＣが通常使用範囲（ＳＯＣmin 〜ＳＯＣmax ）から外れている場合に、昇温制御全体を禁止するようにしても良いことは言うまでもない。

或は、昇温制御時に、残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の上限値ＳＯＣmax を上回っている場合に、放電のみにより昇温制御を実行し、残存容量ＳＯＣが通常使用範囲の下限値ＳＯＣmin を下回っている場合に、充電のみにより昇温制御を実行するようにしても良い。

上記各実施例１〜５では、昇温制御の実行中に充電又は放電のいずれか一方のみを継続して行うようにしても良いが、充電又は放電のみを長時間継続して行うと、高電圧バッテリ１２の分極効果が大きくなり、顕著な電圧変化が発生する。

この対策として、昇温制御の実行中に充電と放電を交互に周期的に繰り返すようにしても良い。しかし、最適な昇温を実現するための充放電切り換え周期と電流振幅（電力振幅）は、残存容量ＳＯＣやバッテリ温度のみならず、内部抵抗、製造ばらつき、劣化など、時々刻々と変化する高電圧バッテリ１２の内部状態に応じて変化する。しかし、従来は、このようなバッテリの内部状態が変化した場合に、最大限の昇温性能を発揮するための充放電切り換え周期と振幅を実現できないという問題がある。

このような問題を解決するために、図１０に示す本発明の実施例６では、前記実施例１〜５と同様の方法で設定した最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxに基づいて、昇温制御の充放電の切り換え周期と振幅を設定して昇温制御を実行するようにしている。

本実施例６では、図１０の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ５０１で、各センサ２４，２５，２６で検出した検出電流Ｉpres、検出電圧Ｖpres、検出温度Ｔpresを読み込む。この後、ステップ５０２に進み、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いか否かを判定し、検出温度Ｔpresが所定温度以上であれば、昇温制御を行う必要がないと判断して、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ５０２で、検出温度Ｔpresが所定温度よりも低いと判定されれば、ステップ５０３以降の昇温制御の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ５０３で、検出電流Ｉpres、検出電圧Ｖpres及び検出温度Ｔpresに基づいて、マップ又は数式等により最大放電可能電流Ｉbmaxと最大充電可能電流Ｉbminを設定する。本実施例６でも、充電電流をマイナス値で表し、放電電流をプラス値で表す。

この後、ステップ５０４に進み、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値と最大充電可能電流Ｉbminの絶対値とを合算して充放電の振幅Ｉbampを求める。
Ｉbamp＝｜Ｉbmax｜＋｜Ｉbmin｜

この後、ステップ５０５に進み、充放電の振幅Ｉbampと検出温度Ｔpresをパラメータとして充放電切り換え周期τchg を算出するマップＭａｐ１０を参照して、現在の充放電の振幅Ｉbampと検出温度Ｔpresに応じた充放電切り換え周期τchg を算出する。このマップＭａｐ１０は、予め、実験データ、設計データ、シミュレーション結果等に基づいて作成されている。

この後、ステップ５０６に進み、充放電の振幅Ｉbamp、充放電切り換え周期τchg 、検出電圧Ｖpresを用いて、次式により指令電力Ｐb を算出する。
Ｐb ＝Ｖpres×Ｉbamp×ｓｉｎ（２π・ｔ／τchg ）
上式において、ｔは、昇温制御開始からの経過時間である。

この後、ステップ５０７に進み、指令電力Ｐb に応じてアクチュエータ（例えば昇圧コンバータ１３、インバータ１４、モータ１１、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８等）を制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御することで、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxとの間で、高電圧バッテリ１２の充電と放電とを周期τchg で繰り返して高電圧バッテリ１２を昇温させる。

以上説明した本実施例６によれば、昇温制御時に高電圧バッテリ１２の内部状態の変化に応じて最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを変化させながら、昇温制御の充放電切り換え周期τchg と振幅Ｉbampを設定することができるので、高電圧バッテリ１２の内部状態が変化した場合でも、昇温制御の充放電切り換え周期τchg や振幅Ｉbampを昇温制御の適正範囲に制御することができて、高電圧バッテリ１２の異常発熱を防止しながら高電圧バッテリ１２を早期に昇温させることができる。

尚、本実施例６では、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxに応じて、充放電切り換え周期τchg と振幅Ｉbampの両方を設定するようにしたが、充放電切り換え周期τchg と振幅Ｉbampのいずれか一方のみを設定するようにしても良い。

本発明の実施例７では、図１１の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンが起動されると、ステップ６０１〜６０６で、前記実施例２で説明した図４の昇温制御ルーチンのステップ２０１〜２０６と同様の方法で、高電圧バッテリ１２の電圧使用範囲の上下限値（Ｖbmax，Ｖbmin）と、サンプリングした現在の電圧Ｖpresとの差分から、該電圧使用範囲の上下限値（Ｖbmax，Ｖbmin）までの電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）を算出し、その電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）と、内部抵抗に影響を与えるバッテリ温度Ｔpresと、高電圧バッテリ１２の電流使用範囲の上下限値（Ｉbmax，Ｉbmin）とを用いて、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定する。

この後、ステップ６０７〜６１０で、前記実施例６で説明した図１０の昇温制御ルーチンのステップ５０４〜５０７と同様の方法で、最大放電可能電流Ｉbmaxの絶対値と最大充電可能電流Ｉbminの絶対値とを合算して充放電の振幅Ｉbampを求めると共に、充放電の振幅Ｉbampと検出温度Ｔpresから充放電切り換え周期τchg を算出し、充放電の振幅Ｉbampと充放電切り換え周期τchg から指令電力Ｐb を算出した後、指令電力Ｐb に応じてアクチュエータを制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御する。

以上説明した本実施例７では、前記実施例２，６と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例８では、図１２の昇温制御ルーチンをイグニッションスイッチ（図示せず）のオン期間中に所定周期で繰り返し実行する。本ルーチンが起動されると、ステップ７０１〜７０７で、前記実施例３で説明した図６の昇温制御ルーチンのステップ２０１〜２０６と同様の方法で、高電圧バッテリ１２の電圧使用範囲の上下限値（Ｖbmax，Ｖbmin）と、サンプリングした現在の電圧Ｖpresとの差分から、該電圧使用範囲の上下限値（Ｖbmax，Ｖbmin）までの電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）を算出し、その電圧上昇・下降許容量（ΔＶbmax，ΔＶbmin）と、バッテリ温度Ｔpresに基づいて推定した内部抵抗Ｒb と、高電圧バッテリ１２の電流使用範囲の上下限値（Ｉbmax，Ｉbmin）とを用いて、最大充電可能電流Ｉbminと最大放電可能電流Ｉbmaxを設定する。

この後、ステップ７０８〜７１１で、前記実施例６で説明した図１０の昇温制御ルーチンのステップ５０４〜５０７と同様の方法で、充放電の振幅Ｉbampと充放電切り換え周期τchg を算出し、算出した充放電の振幅Ｉbampと充放電切り換え周期τchg から指令電力Ｐb を算出して、指令電力Ｐb に応じてアクチュエータを制御して高電圧バッテリ１２の充放電電力を指令電力Ｐb に一致させるように制御する。

以上説明した本実施例７では、前記実施例３，６と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は、高電圧バッテリ１２の昇温制御に限定されず、低電圧バッテリ１７の昇温制御に適用して実施しても良い。

その他、本発明は、図１に示すような電気自動車に限定されず、モータとエンジンの両方を駆動源とするハイブリッド電気自動車にも適用して実施でき、更には、エンジンのみを駆動源とする車両に搭載されたバッテリの昇温制御にも本発明を適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

本発明の実施例１の電気自動車のシステム構成を概略的に示す構成図である。 実施例１の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 高電圧バッテリの温度と内部抵抗との関係を説明する図である。 実施例２の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 高電圧バッテリの電流・電圧の使用範囲を説明する図である。 実施例３の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 高電圧バッテリの検出温度Ｔpresをパラメータとして内部抵抗Ｒb を算出するマップＭａｐ５の一例を示す図である。 実施例４の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例５の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例６の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例７の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例８の昇温制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…モータ、１２…高電圧バッテリ、１３…昇圧コンバータ、１４…インバータ、１７…低電圧バッテリ、１８…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０…ＥＣＵ（最大充放電可能電流設定手段，昇温制御手段，使用範囲設定手段，残存容量判定手段，走行意図検出手段）、２４…電流センサ（電流検出手段）、２５…電圧センサ（電圧検出手段）、２６…温度センサ（温度検出手段）、２８…シフトポジションセンサ、３０…アクセル開度センサ、３２…ブレーキペダルポジションセンサ

Claims (8)

1. 車両に搭載したバッテリをその充電及び／又は放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記バッテリの電流が前記最大充電可能電流又は前記最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御して前記バッテリを昇温させる昇温制御手段とを備え、
   前記昇温制御手段は、同一の前記バッテリに対する前記最大充電可能電流と前記最大放電可能電流とを比較して絶対値が大きい方の電流を選択して当該電流を実現するように充放電電力を制御することを特徴とするバッテリの昇温制御装置。
2. 車両に搭載したバッテリをその充電及び／又は放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記バッテリの電流が前記最大充電可能電流又は前記最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御して前記バッテリを昇温させる昇温制御手段と、
   前記バッテリの電流使用範囲及び電圧使用範囲を設定する使用範囲設定手段とを備え、 前記昇温制御手段は、前記バッテリの電流と電圧がそれぞれ前記使用範囲設定手段で設定した電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように充放電電力を制限し、
   前記最大充放電可能電流設定手段は、前記使用範囲設定手段で設定した前記電圧使用範囲の上限電圧と下限電圧と前記電圧検出手段で検出した現在の検出電圧とに基づいて、両者の差分である電圧上昇許容量と電圧下降許容量を算出する手段と、前記電圧上昇許容量と前記電圧下降許容量と前記温度検出手段で検出した検出温度とに基づいて、放電可能電流と充電可能電流を算出する手段と、前記使用範囲設定手段で設定した前記電流使用範囲の上限電流と放電可能電流とを比較して小さい方を前記最大放電可能電流として選択し、前記電流使用範囲の下限電流と充電可能電流とを比較して、絶対値が小さい方を前記最大充電可能電流として選択する手段とを備えていることを特徴とするバッテリの昇温制御装置。
3. 車両に搭載したバッテリをその充電及び／又は放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記バッテリの電流が前記最大充電可能電流又は前記最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御して前記バッテリを昇温させる昇温制御手段とを備え、
   前記最大充放電可能電流設定手段は、前記温度検出手段で検出した前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗も考慮して前記最大充電可能電流と前記最大放電可能電流を設定することを特徴とするバッテリの昇温制御装置。
4. 車両に搭載したバッテリをその充電及び／又は放電による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記バッテリの電流が前記最大充電可能電流又は前記最大放電可能電流を越えないように充放電電力を制御して前記バッテリを昇温させる昇温制御手段とを備え、
   運転者の走行意図を検出する走行意図検出手段を備え、
   前記走行意図検出手段で検出した運転者の走行意図に基づいて前記昇温制御手段による昇温制御を禁止する手段を備えていることを特徴とするバッテリの昇温制御装置。
5. 前記バッテリの残存容量を判定する残存容量判定手段と、
   前記残存容量判定手段により判定した前記バッテリの残存容量が所定範囲から外れている場合には前記昇温制御手段による昇温制御のうちの少なくとも残存容量が前記所定範囲から離れる方向への電力制御を禁止する手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバッテリの昇温制御装置。
6. 車両に搭載したバッテリをその充電と放電の繰り返し動作による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記最大充電可能電流と前記最大放電可能電流に基づいて、前記昇温制御の充放電の切り換え周期及び／又は振幅を設定して前記昇温制御を実行する昇温制御手段とを備え、
   前記最大充放電可能電流設定手段は、前記温度検出手段で検出した前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの内部抵抗を推定し、推定した内部抵抗も考慮して前記最大充電可能電流と前記最大放電可能電流を設定することを特徴とするバッテリの昇温制御装置。
7. 前記バッテリの電圧使用範囲を設定する使用範囲設定手段を備え、
   前記昇温制御手段は、前記バッテリの電圧が前記使用範囲設定手段で設定した電圧使用範囲に収まるように前記昇温制御の充放電の切り換え周期及び／又は振幅を設定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリの昇温制御装置。
8. 車両に搭載したバッテリをその充電と放電の繰り返し動作による内部発熱で昇温させる昇温制御を実行するバッテリの昇温制御装置において、
   前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記各検出手段で検出した前記バッテリの電流、電圧、温度に基づいて最大充電可能電流と最大放電可能電流を設定する最大充放電可能電流設定手段と、
   前記最大充電可能電流と前記最大放電可能電流に基づいて、前記昇温制御の充放電の切り換え周期及び／又は振幅を設定して前記昇温制御を実行する昇温制御手段とを備え、
   前記昇温制御手段は、前記最大放電可能電流の絶対値と前記最大充電可能電流の絶対値とを合算して充放電の振幅を求める手段と、前記充放電の振幅と前記温度検出手段で検出した検出温度とに基づいて充放電切り換え周期を算出する手段と、前記充放電の振幅、前記充放電切り換え周期及び前記電圧検出手段で検出した検出電圧とに基づいて指令電力を算出する手段と、前記指令電力に基づいて前記バッテリの充放電電力を制御する手段とを備えていることを特徴とするバッテリの昇温制御装置。

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