JP5990530B2 - 車載電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車載電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度制御方法であって、電気化学的エネルギ貯蔵装置がこれを冷却する目的で冷却装置を利用できるようになっており、温度測定手段を用いて電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度の実際値を決定すること、および電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が上限値に達すると冷却装置を起動して、電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が下限値に達すると冷却装置を停止させるようになっているＡＢ制御用の制御装置（Zwei-Punkt-Regeleinrichtung）により、電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度を目標値に調整することから成る方法に関する。

旅客および貨物の輸送用車両の駆動装置の電化がますます進展する中にあって、電気化学的エネルギ貯蔵装置はその重要性を増している。特にリチウムイオンセル技術に基づく高電圧域の二次エネルギ貯蔵装置は、焦眉の研究開発対象となっている。バッテリケースの内部に収容されて互いに接続される複数のリチウムイオンセルにより、監視および制御用のエレクトロニクスならびに冷却装置とともに、電気化学的エネルギ貯蔵装置のシステム全体が形成される。これらのバッテリセルでは、最適動作域が狭い温度帯域に位置する上に、特に極めて高温である場合は劣化が加速度的に進行することから、電気化学的エネルギ貯蔵システムがセルを冷却するための冷却装置を自由に利用できるようにすることによって、セルが最大許容限界温度を上回らないようにしている。

従来は、空冷方式とならび、冷却回路内の冷媒が電気化学的エネルギ貯蔵装置の内部で膨張することにより蒸発されて、圧縮冷凍機の内部で凝縮される液冷方式も利用されるようになっている。例えば特許文献１からそのような冷却装置を読み取ることができる。そこでは膨張による熱伝達が、電気化学的エネルギ貯蔵装置の冷却工程の制御量としての役割を果たしていない。制御されるのは冷媒流だけとなっている。この場合は、特許文献２に説明されるように、「冷媒流を流通させる」運転状態と「冷媒流を停止させる」運転状態を設定するようになっている、ＡＢ制御用コントローラ（Zwei-Punkt-Regler）が導入される。このＡＢ制御用コントローラにより、温度が予め設定された上限値に達すると、バッテリを冷却する目的で冷却回路が起動され、温度が予め設定された下限値に達すると冷却回路が停止されることによって、バッテリの温度が一定の最大温度を超過しないようにしている。

温度の上下限がこのように固定値として予め設定されていると、冷却工程の間に電気化学的エネルギ貯蔵装置が到達する最大温度が、電気化学的エネルギ貯蔵装置の最大許容限界温度を超過することこそないものの、しかし大半の運転状況において実際に到達する最大温度と最大限許容されている限界温度との差が不必要に大きくて不利であることが判明している。したがって最大限界温度を上回らないようにするためにも、電気化学的エネルギ貯蔵装置は、時間平均で必要以上に低い温度で動作されるようになっている。電気化学的エネルギ貯蔵装置は、温度が前もって設定された最適動作域の範囲内にあるときには、高温であるほどエネルギ効率に優れる傾向を示すようになっている。すなわち従来の方法では、エネルギ貯蔵装置の充放電効率が最適利用されていないことになる。ほかにも冷却システムの各種コンポーネントの摩耗量が多い点を特筆することができる。

欧州特許出願公開第２０６８３９０号明細書 特開２００１−１０５８４３号公報

したがって本発明の課題は、車載電気化学的エネルギ貯蔵装置用の改良された温度制御方法を提示することにある。

この課題は、請求項１に記載の温度制御方法により解決される。本発明の有利な構成形態および展開構成例は、従属請求項から明らかにされる。

そこに説明されるのは、車載電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度制御方法であって、電気化学的エネルギ貯蔵装置がこれを冷却する目的で冷却装置を利用できるようになっている、温度測定手段を用いて電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度の実際値を決定すること、および電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が上限値に達すると冷却装置を起動し、電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が下限値に達すると冷却装置を停止させるＡＢ制御用制御装置により、電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度を目標値に調整することから成る方法である。本発明にしたがった方法では、電気化学的エネルギ貯蔵装置の動作の間または冷却装置が起動されている間にＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値が時間の関数として確定されて、さらにこのＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値が、エネルギ貯蔵装置のデータおよび／または車両データの関数としても確定されるようになっている。

本発明は、ＡＢ制御用コントローラにより冷却装置の切り換えが行われる温度である温度限界値が固定値として予め設定されるのではなく、特定の運転条件または周囲条件に従属して可変式に設定されるという長所を有している。それにより最大許容限界温度を上回ることなく、切換え限界が固定値として設定されている冷却システムと比較して、冷却能力をより効率的に利用できるようになる。これは、例えば特定の運転状況または周囲状況においては、電気化学的エネルギ貯蔵装置の冷却システムを起動する温度上限値を高温側に向かってずらすことが可能となり、その結果電気化学的エネルギ貯蔵装置の冷却工程の間の温度特性の最大許容限界温度に対する差が最小限に縮小されるという形となって現れる。またそれとは別の動作状況においては、冷却システムのスイッチをオフにした後、所定の理由から電気化学的エネルギ貯蔵装置への入熱量の減少を予想できる場合は、電気化学的エネルギ貯蔵装置の冷却システムの停止がより高い温度下限値に達したときに行われるようにすると有利であるかもしれない。

例えば少なくとも一つの車両制御装置または車両記憶媒体に記憶される、選択により車載測定手段により決定されるか、または制御装置上で実行される計算またはシミュレーションにより決定されるようになっている、エネルギ貯蔵装置のデータおよび車両運転データが、本温度制御方法のために援用されるとよい。これらのデータは、車両の通信装置により受信されるようにしてもよい。これらのエネルギ貯蔵装置のデータおよび車両運転データは、本温度制御方法の入力量として利用されるものである。

電気化学的エネルギ貯蔵装置の入力量および制御量として用いられる実温度とならび、電気化学的エネルギ貯蔵装置のさらに別のパラメータも入力量として利用すると非常に有利である。記録されるこれらのデータにより、これからの先の電気化学的エネルギ貯蔵装置への入熱量を事前に推論し、ひいてはこれから先の冷却能力に対する要求を事前に推論することが可能となる。そのような予測により、冷却能力の利用度を最適化できるようになり、それによりオンオフ工程の頻度を低減することができる。これは、冷却システムのコンポーネントの高寿命化に寄与する。ほかにも冷却能力の利用度が必要に応じて最適化されることにより、電気化学的エネルギ貯蔵装置の時間平均でより高い動作温度がもたらされることになる。電気化学的エネルギ貯蔵装置の実温度は、制御の本来の課題に則して最大許容限界温度を超えて上昇することはないために、それによりバッテリセルの劣化が加速化されることもない。その代わりにエネルギ貯蔵装置の充放電効率が改善されるために、長い観察時間にわたりエネルギ貯蔵装置のトータルのエネルギ収支が改善されることになる。

本発明の好ましい実施形態の一例においては、エネルギ貯蔵装置のデータに、記録される電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度の実際値の経時変化が含まれており、それにより、記録されている温度の実際値から温度勾配の経時変化を決定できるようにしている。ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値は、この温度勾配の経時変化の関数として確定されるようになっている。

この措置により、温度特性の変化率が本制御方法の計算に含まれることになる。この温度上限値は、例えば冷却システムが起動されるときの温度上昇率が小さい場合は、高温側に向かってずらされるとよい。温度上昇率が高い場合は、システムの熱慣性により電気化学的エネルギ貯蔵装置の最大許容限界温度をいかなる時点においても上回らないようにするためにも、冷却システムをより低い温度のときに既に起動することが求められる。この方法は、一種の微分コントローラの原理にならい、制御量の行き過ぎ量が減少されるようにしたものである。

本発明の別の非常に好ましい実施形態においては、エネルギ貯蔵装置のデータに、記録される電気化学的エネルギ貯蔵装置の充放電電流の経時変化、および記録される電気化学的エネルギ貯蔵装置の時間に電圧の経時変化が含まれている。この記録されている電流および記録されている電圧から、電気化学的エネルギ貯蔵装置の相対的な充電状態の経時変化が決定されて、ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値が、この相対的な充電状態の経時変化の関数として確定されるようになっている。

電気化学的エネルギ貯蔵装置の動作を、温度に関して好ましい範囲内だけで行うのではなく、充填状態についても好ましい範囲内で行うようにした場合は、エネルギ貯蔵装置の動作挙動にとっても摩耗挙動にとっても非常に有利である。したがって、冷却システムの起動が行われる温度である温度上限値も、また冷却システムの停止が行われる温度である温度下限値も、エネルギ貯蔵装置の充電状態が著しく低下している場合には、高温側に向かってずらされるようにすると極めて好都合である。エネルギ貯蔵装置が、電気駆動システムを有する車両に搭載されるものである場合は、充電状態が非常に低下しているときには、これを利用して例えば車両を駆動するために高電流を放電しようとしたところで、条件付きでしかそれを実現できなくなってしまう。その結果、概していえば、冷却能力に対する要求は充電状態が高いときよりも小さくなる。ほかにも温度の限界値が引き上げられることによって、充電効率が改善されることになる。それに支えられて、エネルギ貯蔵装置の相対的な充電状態は、充電状態の好ましい範囲内へとスムーズに高められることになる。

さらにその上に、記録されている電流および記録されている電圧から、電気化学的エネルギ貯蔵装置の内部抵抗の経時変化を決定して、ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値をこの内部抵抗の経時変化の関数として確定すると有利であるかもしれない。

電気化学的な転化の間に、通電により発生した熱の損失として出現するジュール熱は、エネルギ貯蔵装置の内部抵抗に直接比例した発生挙動を示す。このため内部抵抗の値を知ることは、温度制御システムを効率的でしかも動作が最適となるように設計する上でも、大きなメリットとなる。内部抵抗がより大きな値に向かって相対的に変化する場合は、その結果として、電力損失の増大によりエネルギ貯蔵装置への入熱量が増大することになる。この場合は、電力損失を適切な時間にわたり積分することによって、より高い値が求めせけて、温度の上限値および／または下限値は、低温側に向かってずらされるようになっている。

さらにそれに追加して、車両運転データには、記録される車両の周囲温度の経時変化が含まれるようにするとよく、ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値は、この周囲温度の関数として決定されるとよい。

放熱回路の温度限界値が、周囲温度が高い場合はより小さな温度値に向かってずらされ、周囲温度が低い場合は高温側に向かってずらされるようにすると、非常に有利である。周囲温度が低い場合は、エネルギ貯蔵装置の幾何学的収納場所における熱伝導および／または対流によるエネルギ貯蔵装置の冷却効果を適切に利用することによって、冷却装置の冷却能力の利用を最小限化することができる。

本発明のさらにもう一つの実施形態においては、車両運転データに、車両のナビゲーション装置により決定されるこれから先の走行ルートの区間プロフィールが含まれている。車両運転データには、さらにそれに追加して、これから先の走行ルート沿線の交通状況に関する情報も、また車両の通信装置により受信される車両の現在地およびこれから先の走行ルート沿線の天気予報の情報も含まれている。ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値は、この区間プロフィール、および／または交通状況、および／または天気予報の特徴的な属性の関数として確定されるようになっている。

電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度特性は、内部抵抗とならび、特に発生する充放電電流の高さによっても決まる。ジュール熱による電力損失は、バッテリ電流の２乗に比例して増大する。これから先の走行ルートに平均以上に多いカーブや登坂路がある場合は、その結果として、例えば電気駆動システムを搭載した車両の場合は、放電電流の値が高い放電期の回数が平均以上となってしまう。その結果としてエネルギ貯蔵装置への入熱量は高くなるが、これには、冷却システムの起動および停止が行われる温度である温度限界値を、より小さな温度値に向かってずらすことにより対処している。これから先のルート上の交通状況から、例えば渋滞状況において、または交通密度が高い場合に生じるような、頻繁なストップ＆ゴー運転操作により、このルートを走行する際にはエネルギ貯蔵装置への入熱量が増大すると推論できる場合も同様に、温度限界値がより小さな値に向かってずらされるようになっている。ほかにも、これから先の走行ルート沿線または車両の現在地の天気予報の特徴的な属性についても配慮すると有利である。例えば走行ルート沿線で降雨が予報される場合は、経験上平均測度の低下を予想することができるが、これに随伴して、例えば電気駆動システムを搭載した車両では、エネルギ貯蔵装置への入熱量が減少されることになる。したがって冷却システムの切り換えが行われる温度である温度限界値は、より高い値に向かってずらされるようにするとよい。

ほかにも車両運転データには、車両の特定の運転者の特性を表したものである、利用者挙動に関する情報が含まれているとよいが、この場合は運転者の同定が車載ＩＤ装置により行われることになる。特定の運転者の利用者挙動は、長い観察時間にわたり記録されている電気化学的エネルギ貯蔵装置の充放電電流から、または記録されている車両の加減速値から求められる。ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／またはＡＢ制御用制御装置の温度下限値は、特定の運転者の利用者挙動の特徴的な属性の関数として確定されるようになっている。

この実施形態では、冷却システムの切り換えが行われる温度である温度限界値を確定する際に、エネルギ貯蔵装置にある一定の負荷プロフィールを結果的にもたらすような車両固有の特徴への配慮が行われる点で、非常に有利である。特定の運転者の同定は、適切な車両インタフェースを利用して、例えば特定の電子キーを利用して、または車載マンマシン通信ユニットに入力することにより、行われるようにするとよい。メモリに利用者挙動の特性が記憶されている運転者の同定が行われ、例えばこの運転者の運転特性が極めてダイナミックなものであるとされている、すなわちこの運転者が、結果としてエネルギ貯蔵装置への高い入熱量をもたらすような、極端な加速操作または制動操作を極めて頻繁に行う運転者である場合は、冷却装置用の温度限界値が低温側に向かってずらされるようになっている。

本発明は、以下に説明する考察方式に基づくものである。リチウムイオン技術のバッテリセルは、セルの効率とセルの劣化速度とにより予め定められる限られた温度帯域内だけに、その最適動作域を有している。リチウムイオンバッテリセルは、電気化学的エネルギ貯蔵装置の内部で、理想的には摂氏＋５度から摂氏＋４０度の間の温度帯域内で動作される。そのようなバッテリセルの効率は、大抵の場合は温度が上昇するほど向上するが、しかし最大許容限界温度を上回ると、劣化が加速化する傾向を示す。その効率の観点からは、最大許容限界温度を下回る高い温度で、それぞれのセルが一様に動作されると有利である。このため、そのようなバッテリセルを有する電気化学的エネルギ貯蔵装置の動作に際しては、特にこれが電気駆動システムを搭載した車両において使用される場合には、調温が不可欠となっている。この調温を一方では極力精確に、他方では極力効率的に実施するためにも、バッテリセルの実際の熱的状態の検出と、それに絡めた制御戦略が重要な意義を持つ。バッテリ調温を実現するために、従来技術においては、効率に優れることから液冷方式が多用されている。液冷システムは、大抵の場合は連続可変式の調温システムとして実施される。したがって、バッテリセルから冷媒に放出される廃熱を直接制御することは不可能となっている。可能であるのは、冷却回路の動作状態を切り換えること（オン／オフ）だけである。連続可変式ではない調温ユニットが備えられたバッテリセルの冷却および加熱時の温度制御は、公然周知のようにＡＢ制御用コントローラを使用して行われる。この場合は制御量として多くはバッテリセル温度の測定値が使用される。ＡＢ制御は、冷却工程に関しては、放熱器が、設定されているある一つのバッテリセル温度目標値を上回るとオンにされ、設定されているもう一つのバッテリセル温度目標値を下回るとオフにされることを意味している。このような従来方式で実現される冷却システムは、次の短所と抱き合わせになっている。すなわち、ＡＢ制御のオンオフ閾値が固定されているこれまでのシステムでは、大抵の場合は、ありとあらゆる走行条件および周囲条件を対象として、熱的安全マージンが守られるようにすることによって、臨界条件においても最大限界温度を上回らないようにするために、バッテリセルの最大限許容されている限界温度と、冷却システムのスイッチオン温度との温度差として、過大な値が選択されている。その結果、バッテリセルは、一段と低い温度域で、またそれ故に非効率的な温度域で、動作されることになる。それと抱き合わせで冷却工数も増大し、冷却回路はより頻繁にオンオフされることになるが、それにより、冷却回路の各コンポーネントの摩耗量が増大する上に、貯蔵装置の効率はさらに低下してしまう。従来技術のこうした短所を取り除くために、次の対策が提案される。すなわち、液冷システムが備えられた電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度制御を、バッテリセル温度を決定してＡＢ制御により行う際に、冷却システムの切り換えパラメータを、車両および貯蔵装置の様々な信号に応じてずらしてやることが提案される。このように切り換え温度が変更されることにより、次の長所が達成される。すなわちセルの冷却がより精確に行われ、均質な経時変化を示す、より高温域に位置するセルの温度特性がもたらされる。したがって、最大許容限界温度を上回り劣化が加速化されるリスクが高まることなく、エネルギ貯蔵装置の動作はより効率的なものとなる。冷却システムの動作時間を短縮できるようになり、それにより車両のエネルギ効率がさらに向上する。極端な負荷は事前に予測されるために、温度が上昇し過ぎてエネルギ貯蔵装置の出力が制限される事態が回避される。冷却システムのオンオフ工程の回数が減少する結果、冷却回路のコンポーネントの摩耗量も低減される。極端な負荷についても、また停止期についても、（気象条件に起因する）周囲の影響に応じて事前に調整が図られることにより、バッテリセルが劣化する臨界温度でのバッテリセルの動作や保管が阻止または短縮されることになる。

以下では、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。以下の説明から、本発明のそれ以外の細部、好ましい実施形態、および展開構成例が明らかにされる。

複数のリチウムイオンセルを有している電気化学的貯蔵装置の冷却システムのＡＢ制御用コントローラにおいて、制御観察量として、ここではＴ_ｉｓｔ（ｔ）として表示される温度センサにより測定されたバッテリセルの実温度の経時変化を使用する。この測定は、エネルギ貯蔵装置全体を代表して任意の一つのセルのセル端子の付近の位置で行われる測定である。冷媒蒸発器と冷媒凝縮器とを備えた冷却回路の形態をとる冷却システムが、ここではＴ_ｏＧとして表示される温度上限値に達すると起動され、ここではＴ_ｕＧとして表示される温度下限値に達すると停止されることによって、この測定部において温度目標値が達成されるようにしている。ほかにも、ハイインピーダンス抵抗を使用して、ここではＵ（ｔ）として表示されるエネルギ貯蔵装置の電圧の経時変化を測定するほか、ローインピーダンス抵抗を使用して、ここではＩ（ｔ）として表示されるエネルギ貯蔵装置の電流を測定することによって、ここではＲ（ｔ）として表示される内部抵抗またはインピーダンスを決定する。これは、最も単純な近似法として、オームの法則に基づいて行われるとよい。それ以外にもエネルギ貯蔵装置の開路電圧を測定して、電流を時間で積分することによって、ここではＳ_０Ｃ（ｔ）として表示される相対的な充電状態を決定する。ここではＰ_Ｖ（ｔ）として表示されるジュール熱による電力損失は、式Ｐ_Ｖ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）・Ｉ（ｔ）^２に基づき推定することができる。計算に採り入れられるエネルギ貯蔵装置のこれらのデータＵ（ｔ）、Ｉ（ｔ）、Ｓ_０Ｃ（ｔ）、Ｒ（ｔ）およびＲＶ（ｔ）は、例えば制御装置に記憶されるようになっている。

記録されているエネルギ貯蔵装置のこれらのデータに従属して、冷却システムを切り換えるために用いられる温度限界値を変更することができる。例えば温度上限値を、その前に算出されていた値に対して変更することができるが、その際には、ここでは

として表示される、エネルギ貯蔵装置の温度特性に依存した変化量が確定されるようになっている。実温度を時間との関係で表した一次導関数により与えられる実温度勾配

を用いると、この変化量については、

が成立する。これは、温度上昇率が増大するときには、温度上限値Ｔ_ｏＧがより小さな温度値に向かってずらされることを意味している。これに応じて、冷却工程の間に温度下降率が増大するときには、温度下限値が

にしたがってより高い温度値に向かってずらされるようにするとよい。相対的な充電状態が、ここではＳ_０Ｃ_Ｇとして表示される、予め定められた充電状態限界値を下回る場合、すなわちエネルギ貯蔵装置の放電状態が著しく進んでいる場合は、温度上限値が

にしたがって増大されるとよい。同様に温度下限値も

にしたがって増大されるとよい。充電状態が著しく低下している場合は通例、エネルギ貯蔵装置が必要とする冷却能力も低下している。ほかにも、温度限界値の増大を通じてエネルギ貯蔵装置の充電受入れ性能の向上を図ることによって、充電状態限界値を上回る平均充電状態域へのエネルギ貯蔵装置の充電も支援されることになる。電力損失の推定値Ｐ_Ｖ（ｔ）も、冷却装置を切り換えるために用いられる温度限界値を変更するために利用することができる。例えば温度上限値は、

にしたがって変更されるとよいが、式中

は、現在の時点ｔからのある一定の時間間隔を表したものである。換言すれば、冷却システムが起動される温度である温度上限値は、ある一定の時間

の終了時には、この時間の間に生じた全ジュール熱が増大するほど、さらに低温側に向かってずらされるようになっている。

温度限界値Ｔ_ｏＧおよびＴ_ｕＧは両方とも、記憶されている車両運転データに従属して変更されるようにしてもよい。例えば温度センサを使用して、ここではＴ_Ｕ（ｔ）として表示される車両の周囲温度の経時変化が測定されるとよい。この周囲温度に予め定められた基準温度Ｔ_ｒｅｆからの偏差がある場合は、温度上限値が

にしたがって変更される、および／または、温度下限値が

にしたがって変更される。すなわち周囲温度が基準温度を超過する場合は、温度限界値がより小さな温度値に向かって適合化されることになる。周囲温度が基準温度を下回る場合は、高温側に向かって適合化が行われる。両方の温度限界値の内、いずれか一方だけが変更される場合は、温度上限値Ｔ_ｏＧと温度下限値Ｔ_ｕＧとの間の温度差から求められる温度ヒステリシスが変更されるようにするとよい。例えば周囲温度が高い場合は、走行に続く停止期の間に温度下限値

を低温側に向かってずらしてやることにより、エネルギ貯蔵装置の予冷却が行われるようにするとよい。

この目的のために、車両運転データには、周囲温度のほかにも、時点ｔにおけるこれから先の走行ルートのプロフィールが含まれるとよい。走行ルートは、例えばＧＰＳナビゲーションシステムにより計算されるとよい。これから先の走行ルートの特徴的な属性は、本温度制御方法の入力量として利用されるとよい。走行ルートの特徴的な属性の一例として、度重なるカーブや登坂路を挙げられる。通信装置を利用して、例えばＧＳＭ無線通信方式を利用して、ルートデータに関するさらに別の情報も受信されるようにするとよい。これには例えば交通情報が含まれる。現在の交通状況に関するデータは、ルートデータの有意に補足することができる。例えば交通密度が高い場合や渋滞が発生している場合は、そのルートに沿って頻繁な発進および制動操作が行われることを予想することができる。ワインディングロードや登り下りの多い道、またはストップ＆ゴー交通の中での走行になることが分かっている場合は、予想される損失熱

を少なくとも大まかに予想することができる。式中

はこれから先の時間間隔、

は現在の時点ｔから将来の時点

までに予測される電力損失を表す。高い損失熱が予想される場合は、例えば温度上限値が

にしたがって適合化されるとよい。これは、電力損失の予測値が高い場合は、冷却システムの起動が一段と低いスイッチオン温度で行われることを意味している。
ほかにも車両の通信装置を利用して気象情報を受信して、温度限界値をずらすためのパラメータとして利用することができる。これから先の走行ルートの沿線で展開される気象状況は、エネルギ貯蔵装置の内部に生じる、電力損失予測に基づく発熱

に影響を与える場合がある。例えば標高が高く、より低温の気層内を走行する場合は、予想される周囲温度によって、例えば取付け空間に収納されているエネルギ貯蔵装置の間接的な冷却効果が向上すると想定することができる。温度限界値をずらす際には、例えば気象に関する重み付け係数ｇ_Ｗを用いた式

により、そのような効果についても顧慮されるようにするとよい。上述の冷却効果の向上が予想されるケースにおいては、重み付け係数ｇ_Ｗが０から１までの値を取ることによって、温度限界値を低温側に向かってずらす際の下げ幅が、

にしたがって適切に抑制されることになる。

特定の運転者の走行挙動の典型的な特徴が分かっている場合にも、これと同様の措置を実現することができる。特定の運転者については、例えばその運転者専用に交付される車両の電子キーを利用することにより、または運転席で直接手で入力したり音声で入力したりすることにより、車両によってその同定が行われるようにするとよい。特定の運転者の走行プロフィールの推理を許容する様々なデータが、この運転者の走行中に記録されて評価されるようにするとよい。そのようなデータは、例えば加速度値、ペダルポジション、またはエネルギ貯蔵装置の電流であればよいかもしれない。特定の運転者による走行の回数が増えるほど、その走行挙動の特徴的な属性を見極められるはずである。これらの属性は、ともすれば例えば最大トラクションで頻繁に行われる車両の運転操作などのように、エネルギ貯蔵装置の温度の発生状況にとり不利であることが明らかである。特定の運転者が、これから先のルートの走行を開始する前に車両により同定される場合は、この運転者の走行プロフィールについても、さらにもう一つの重み付け係数、具体的には運転者に関する重み付け係数ｇ_Ｆの形式で、エネルギ貯蔵装置の温度制御に際して配慮できるようになる。この運転者が、エネルギ貯蔵装置への高い入熱量を予想することができる運転者である場合は、例えば温度上限値を低温側に向かってずらす際の下げ幅が、

にしたがって増大されるとよい。この場合は重み付け係数ｇ_Ｗが１よりも大きい値に設定される。

温度限界値Ｔ_ｏＧおよびＴ_ｕＧの変更はいずれも、例えば周期的な時間間隔で、またはエネルギ貯蔵装置のデータもしくは車両運転データに有意な経時変化が生じたときに、行われるようにするとよい。

Claims (6)

1. 車載電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度制御方法であって、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置が、これを冷却する目的で冷却装置を利用できるようになっており、温度測定手段を用いて前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度の実際値を決定すること、および前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が上限値に達すると前記冷却装置を起動し、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度が下限値に達すると前記冷却装置を停止させるＡＢ制御用の制御装置により、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の目標値を調整することから成る温度制御方法において、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の動作の間または前記冷却装置が起動されている間に時間の関数として確定すること、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、エネルギ貯蔵装置のデータおよび車両の運転データの関数として確定すること、
   ‐ 前記エネルギ貯蔵装置のデータに、記録される前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の充・放電電流の経時変化および記録される前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の電圧の経時変化が含まれること、
   ‐ 前記記録されている電流および前記記録されている電圧から、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の相対的な充電状態の経時変化を決定すること、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記相対的な充電状態の経時変化の関数として確定すること、
   ‐ 前記記録されている電流および前記記録されている電圧から、前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の内部抵抗の経時変化を決定すること、および、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記内部抵抗の経時変化の関数として確定すること、
   を特徴とする、温度制御方法。
2. ‐ 前記エネルギ貯蔵装置のデータおよび前記車両の運転データを、少なくとも一つの車両制御装置または車両記憶媒体に記憶すること、
   ‐ 前記エネルギ貯蔵装置のデータおよび前記車両の運転データを、車載測定手段を用いて決定するか、または制御装置上で実行される計算により決定するか、または制御装置上で実行されるシミュレーションを通じて決定するか、または車両の通信装置により受信すること、および、
   ‐ 前記エネルギ貯蔵装置のデータおよび前記車両の運転データを、温度制御方法の入力量として利用すること、
   を特徴とする、請求項１に記載の温度制御方法。
3. ‐ 前記エネルギ貯蔵装置のデータに、記録される前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の温度の実際値の経時変化が含まれること、
   ‐ 前記記録されている温度の実際値から、温度勾配の経時変化を決定すること、および、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記温度勾配の経時変化の関数として確定すること、
   を特徴とする、請求項１または２に記載の温度制御方法。
4. ‐ 前記車両の運転データに、記録される車両の周囲温度の経時変化が含まれること、および、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記周囲温度の関数として確定すること、
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度制御方法。
5. ‐ 前記車両の運転データに、車両のナビゲーション装置により決定されるこれから先の走行ルートの区間プロフィールが含まれること、
   ‐ 前記車両の運転データに、車両の通信装置により受信される、これから先の走行ルート沿線の交通状況に関する情報が含まれること、
   ‐ 前記車両の運転データに、車両の通信装置により受信される、車両の現在地およびこれから先の走行ルート沿線の天気予報の情報が含まれること、および、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、前記区間プロフィールおよび／または前記交通状況および／または前記天気予報の特徴的な属性の関数として確定すること、
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の温度制御方法。
6. ‐ 前記車両の運転データに、車両の特定の運転者を特性化した利用者挙動に関する情報が含まれること、またその際には前記運転者の同定を車載識別装置により行うこと、
   ‐ 特定の運転者の前記利用者挙動を、長い観察時間にわたり記録された前記電気化学的エネルギ貯蔵装置の充・放電電流から算出すること、または、前記利用者挙動を、長い観察時間にわたり記録された車両の加速値および減速値から算出すること、および、
   ‐ 前記ＡＢ制御用制御装置の温度上限値および／または前記ＡＢ制御用制御装置の温度下限値を、特定の運転者の前記利用者挙動の特徴的な属性の関数として確定すること、
   を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度制御方法。