(57)【要約】【課題】充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減する。【解決手段】車両１は、車両外部に設けられた充電器２から供給される電力により充電することが可能に構成されたバッテリ１４と、バッテリ１４を冷却するように構成された空調・冷却システム１５とを備える。ＥＣＵ１０は、充電開始時から所定の充電完了条件が成立するまでの充電期間を通じて一定である定電流Ｉｃｏｎｓｔの充電条件下でバッテリ１４が充電されるように、バッテリ１４の充電動作を制御する。ＥＣＵ１０は、充電に伴うバッテリ１４の発熱量と空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却量とに基づき、充電完了条件の成立時における電池温度ＴＢが上限温度ＵＬとなるように充電条件を設定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外部に設けられた外部電源から供給される電力により充電することが可能に構成された蓄電装置と、
前記蓄電装置を冷却するように構成された冷却装置と、
充電開始時から所定の充電完了条件が成立するまでの充電期間を通じて定電流または定電力の充電条件下で前記蓄電装置が充電されるように、前記蓄電装置の充電動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、充電に伴う前記蓄電装置の発熱量と前記冷却装置による前記蓄電装置の冷却量とに基づき、前記充電完了条件の成立時における前記蓄電装置の温度が上限温度となるように前記充電条件を設定する、車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記外部電源から出力可能な最大電力に対応する最大電流よりも小さく、かつ、前記蓄電装置の発熱量と冷却量とが釣り合って前記蓄電装置の温度上昇を抑制可能な抑制電流よりも大きくなるように前記充電条件を設定する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記外部電源から出力可能な最大電力よりも小さく、かつ、前記蓄電装置の発熱量と冷却量とが釣り合って前記蓄電装置の温度上昇を抑制可能な抑制電力よりも大きくなるように前記充電条件を設定する、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記冷却装置は、前記蓄電装置の冷却に加えて、前記車両の車室内の空調運転を行うことも可能に構成され、
前記制御装置は、前記冷却装置の空調非運転時には、前記冷却装置の空調運転時と比べて、前記蓄電装置の冷却量を大きく算出することによって前記定電流または前記定電力を大きく設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記車両は、前記車両のユーザが選択可能な複数の充電モードを有し、
前記制御装置は、前記ユーザにより選択された充電モードに応じて前記上限温度を変更する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
車両の制御方法であって、
前記車両は、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置を充電することが可能に構成されるとともに、冷却装置により前記蓄電装置を冷却することが可能に構成され、
前記車両の制御方法は、
充電開始時から所定の充電完了条件が成立するまでの充電期間を通じて定電流または定電力の充電条件下で前記蓄電装置が充電されるように、前記蓄電装置の充電動作を制御するステップと、
充電に伴う前記蓄電装置の発熱量と前記冷却装置による前記蓄電装置の冷却量とに基づき、前記充電完了条件の成立時における前記蓄電装置の温度が上限温度となるように前記充電条件を設定するステップとを含む、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置を充電する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラグインハイブリッド車および電気自動車等が市販されている。これらの車両は、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置を充電する「外部充電」が可能に構成されている。
【０００３】
今後、車載の蓄電装置の容量が増大することが予想されている。これにより、車両のＥＶ走行距離（蓄電装置に蓄えられた電力により車両が走行可能な距離）を延ばすことができる。その一方で、蓄電装置の容量増大に伴い充電時間が過度に長くなると、ユーザの利便性が低下し得る。よって、充電時間を短縮すべく、従来の充電電力（たとえば数十ｋＷ）よりも大電力（たとえば数百ｋＷ）での外部充電が検討されている。従来の充電は「普通充電」とも称され、大電力での充電は「急速充電」とも称される。
【０００４】
たとえば特開２０１７−１８４３５３号公報（特許文献１）は、充電可能時間において急速充電と普通充電とを実施し、所定充電容量の充電を充電可能時間の終了時刻に完了することで電池の劣化の進行を遅らせる充電装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１８４３５３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４７７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、蓄電装置には、外部充電時における使用温度範囲の上限である上限温度が定められる。急速充電では、普通充電と比べて、蓄電装置にて生じる電力損失（ジュール熱）が大きく、温度上昇が起こりやすい。そのため、急速充電に適合する車両には、蓄電装置を冷却するように構成された冷却装置の設置が想定されている。
【０００７】
しかしながら、急速充電器と車両との組合せによっては、急速充電器から出力可能な最大電力（または最大電力に対応する最大電流）で急速充電を行うと、充電に伴う蓄電装置の発熱量が冷却装置による蓄電装置の冷却量を大きく上回る可能性がある。そのため、蓄電装置の温度上昇速度が過度に速くなり、蓄電装置のＳＯＣ（State  Of  Charge）が目標値に達するなどの充電完了条件が成立するのに先立ち、蓄電装置の温度が上限温度に至り得る。そうすると、蓄電装置を保護するための温度制限がかかり、蓄電装置への充電電流が最大電流よりも抑制される。その結果、蓄電装置のさらなる温度上昇は防止されるものの、充電時間が長くなってしまう。
【０００８】
このように、充電時間の短縮を目的に蓄電装置への充電電流を最大電流に設定した場合、蓄電装置での電力損失が大きくなるとともに、充電電流の抑制により充電時間がむしろ長くなってしまう可能性がある。
【０００９】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本開示のある局面に従う車両は、車両外部に設けられた外部電源から供給される電力により充電することが可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置を冷却するように構成された冷却装置と、制御装置とを備える。制御装置は、充電開始時から所定の充電完了条件が成立するまでの充電期間を通じて定電流または定電力の充電条件下で蓄電装置が充電されるように、蓄電装置の充電動作を制御する。制御装置は、充電に伴う蓄電装置の発熱量と冷却装置による蓄電装置の冷却量とに基づき、充電完了条件の成立時における蓄電装置の温度が上限温度となるように充電条件を設定する。
【００１１】
（２）制御装置は、外部電源から出力可能な最大電力に対応する最大電流よりも小さく、かつ、蓄電装置の発熱量と冷却量とが釣り合って蓄電装置の温度上昇を抑制可能な抑制電流よりも大きくなるように充電条件を設定する。
【００１２】
（３）制御装置は、前記外部電源から出力可能な最大電力よりも小さく、かつ、蓄電装置の発熱量と冷却量とが釣り合って蓄電装置の温度上昇を抑制可能な抑制電力よりも大きくなるように充電条件を設定する。
【００１３】
詳細は後述するが、上記（１）〜（３）の構成のように定電流での充電を行うことで、充電途中に蓄電装置への充電電流（電流を電力に読み替えてもよい。以下も同じ）を最大電流から抑制する場合（前述の温度制限が行われる場合）と比べて、蓄電装置の発熱量（充電時間中の合計発熱量）を低減可能である。また、上限温度までの蓄電装置の温度上昇を許容することで、温度制限が行われる場合や蓄電装置の温度を上限温度よりも低い温度範囲に維持する場合と比べて、充電時間を短縮可能である。したがって、上記（１）〜（３）の構成によれば、充電時間をできるだけ短くしつつ、充電に伴う電力損失を低減することができる。
【００１４】
（４）冷却装置は、蓄電装置の冷却に加えて、車両の車室内の空調運転を行うことも可能に構成される。制御装置は、冷却装置の空調非運転時には、冷却装置の空調運転時と比べて、蓄電装置の冷却量を大きく算出することによって定電流または定電力を大きく設定する。
【００１５】
冷却装置の空調運転時には、冷却装置の冷却能力（たとえば冷媒の流量）を車室内の空調用と蓄電装置の冷却用との間で分け合わなければならないのに対して、冷却装置の空調非運転時には、冷却装置の冷却能力を専ら蓄電装置の冷却に用いることができる。よって、冷却装置の空調非運転時には、冷却装置の空調運転時と比べて、冷却装置による蓄電装置の冷却能力が高い。上記（４）の構成によれば、冷却装置の空調非運転時には、冷房装置の冷却能力の増大を考慮した上で定電流を大きく算出することにより、充電時間をさらに短縮することができる。
【００１６】
（５）車両は、車両のユーザが選択可能な複数の充電モードを有する。制御装置は、ユーザにより選択された充電モードに応じて上限温度を変更する。
【００１７】
蓄電装置の温度が高いほど蓄電装置の劣化が進行しやすいので、上限温度を相対的に低く設定すると、充電時間が長くなるものの、蓄電装置の劣化が進行しにくくなる。逆に、上限温度を相対的に高く設定すると、蓄電装置の劣化が進行しやすくなるものの、充電時間が短くなる。上記（４）の構成によれば、蓄電装置の劣化の進行度合いや充電時間の長さをユーザが選択することが可能になる。
【００１８】
（６）本開示の他の局面に従う車両の制御方法において、当該車両は、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置を充電することが可能に構成されるとともに、冷却装置により蓄電装置を冷却することが可能に構成される。車両の制御方法は、第１および第２のステップを含む。第１のステップは、充電開始時から所定の充電完了条件が成立するまでの充電期間を通じて定電流または定電力の充電条件下で蓄電装置が充電されるように、蓄電装置の充電動作を制御するステップである。第２のステップは、充電に伴う蓄電装置の発熱量と冷却装置による蓄電装置の冷却量とに基づき、充電完了条件の成立時における蓄電装置の温度が上限温度となるように充電条件を設定するステップである。
【００１９】
上記（６）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、充電時間をできるだけ短くしつつ、充電に伴う電力損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本開示によれば、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図２】車両および充電器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】冷却システムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】比較例における外部充電制御の一例を示すタイムチャートである。
【図５】実施の形態１における外部充電制御の一例を示すタイムチャートである。
【図６】実施の形態１における外部充電制御を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１における定電流算出処理を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１の変形例における定電流算出処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２における外部充電制御を示すフローチャートである。
【図１０】長寿命モードでの外部充電制御を示すフローチャートである。
【図１１】時間短縮モードでの外部充電制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
＜充電システムの全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成を概略的に示す図である。図１を参照して、充電システム１００は、車両１と、充電器２と、充電ケーブル３と、サーバ４とを備える。図１には、充電器２による外部充電が車両１に対して実施される状況が示されている。外部充電時には、車両１と充電器２とが充電ケーブル３により電気的に接続される。
【００２４】
車両１は、たとえば電気自動車である。ただし、車両１は、外部充電が可能に構成された車両であれば、たとえばプラグインハイブリッド車であってもよい。充電器２（本開示に係る「外部電源」に相当）は、たとえば公共の充電スタンド（充電ステーションとも呼ばれる）に設けられた急速充電器である。本実施の形態では、充電器２からの供給電力量（充電量）に応じた料金が発生する方式を主に想定する。なお、充電器２は、本開示に係る「外部電源」に相当する。
【００２５】
サーバ４は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力ポートとを含む。サーバ４は、充電器２による外部充電の課金額を決定する。充電器２とサーバ４とは、無線での双方向通信が可能に構成されている。なお、サーバ４は、充電システム１００に必須の構成ではない。
【００２６】
図２は、車両１および充電器２の構成を概略的に示すブロック図である。図２を参照して、充電器２は、直流（ＤＣ：Direct  Current）充電器であって、系統電源５からの供給電力（交流電力）を、車両１に搭載されたバッテリ１４の充電電力（直流電力）に変換する。充電器２は、電力線ＡＣＬと、ＡＣ／ＤＣ変換器２１と、電圧センサ２２と、給電線ＰＬ０，ＮＬ０と、通信機２３と、制御回路２０とを含む。
【００２７】
電力線ＡＣＬは、系統電源５に電気的に接続されている。電力線ＡＣＬは、系統電源５からの交流電力をＡＣ／ＤＣ変換器２１へ伝送する。
【００２８】
ＡＣ／ＤＣ変換器２１は、電力線ＡＣＬ上の交流電力を、車両１に搭載されたバッテリ１４を充電するための直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器２１による電力変換は、力率改善のためのＡＣ／ＤＣ変換と、電圧レベル調整のためのＤＣ／ＤＣ変換との組み合わせによって実行されてもよい。ＡＣ／ＤＣ変換器２１から出力された直流電力は、正極側の給電線ＰＬ０および負極側の給電線ＮＬ０によって供給される。
【００２９】
電圧センサ２２は、給電線ＰＬ０と給電線ＮＬ０との間に電気的に接続されている。電圧センサ２２は、給電線ＰＬ０と給電線ＮＬ０との間の電圧を検出し、その検出結果を制御回路２０に出力する。
【００３０】
通信機２３は、サーバ４（図１参照）との無線通信が可能に構成されている。通信機２３は、充電器２とサーバ４との間で外部充電の課金額を決定するための各種情報（充電量または充電時間など）を通信する。
【００３１】
制御回路２０は、ＣＰＵと、メモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。制御回路２０は、電圧センサ２２により検出された電圧、車両１からの信号、ならびに、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器２１による電力変換動作を制御する。また、制御回路２０は、充電器２とサーバ４との間の通信が実現されるように通信機２３を制御する。
【００３２】
車両１は、インレット１１と、充電線ＰＬ１，ＮＬ１と、電圧センサ１２１と、電流センサ１２２と、充電リレー１３１，１３２と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）１３３，１３４と、バッテリ１４と、空調・冷却システム１５と、電力線ＰＬ２，ＮＬ２と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）１６１と、モータジェネレータ１６２と、動力伝達ギヤ１６３と、駆動輪１６４と、外気温度センサ１７と、操作部１８と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１０とを備える。
【００３３】
インレット（充電ポート）１１は、嵌合等の機械的な連結を伴って充電ケーブル３のコネクタ３１を挿入することが可能に構成されている。コネクタ３１の挿入に伴い、給電線ＰＬ０とインレット１１の正極側の接点との間の電気的な接続が確保されるとともに、給電線ＮＬ０とインレット１１の負極側の接点との間の電気的な接続が確保される。また、インレット１１とコネクタ３１とが充電ケーブル３により接続されることで、車両１のＥＣＵ１０と充電器２の制御回路２０とがＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の通信規格に従う通信またはアナログ制御線を介したアナログ信号による通信により、各種信号、指令および情報（データ）を相互に送受信することが可能になる。
【００３４】
電圧センサ１２１は、充電リレー１３１，１３２よりもインレット１１側において、充電線ＰＬ１と充電線ＮＬ１との間に電気的に接続されている。電圧センサ１２１は、充電線ＰＬ１と充電線ＮＬ１との間の直流電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１に設けられている。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１を流れる電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ１２１および電流センサ１２２による検出結果に基づき、充電器２からの供給電力（バッテリ１４の充電量）を算出することもできる。
【００３５】
充電リレー１３１は充電線ＰＬ１に接続され、充電リレー１３２は充電線ＮＬ１に接続されている。充電リレー１３１，１３２の閉成／開放は、ＥＣＵ１０からの指令に応じて制御される。充電リレー１３１，１３２が閉成され、かつＳＭＲ１３３，１３４が閉成されると、インレット１１とバッテリ１４との間での電力伝送が可能な状態となる。
【００３６】
バッテリ１４は、車両１の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ１４は、モータジェネレータ１６２により発電された電力を蓄える。バッテリ１４は、複数のセル１４０を含んで構成された組電池である。各セル１４０は、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池等の二次電池である。本実施の形態では組電池の内部構成を問わないので、以下ではセル１４０については特に言及せず、単にバッテリ１４と記載する。なお、バッテリ１４は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。バッテリ１４に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを用いてもよい。
【００３７】
バッテリ１４の正極は、ＳＭＲ１３３を経由してノードＮＤ１に電気的に接続されている。ノードＮＤ１は、充電線ＰＬ１および電力線ＰＬ２に電気的に接続されている。同様に、バッテリ１４の負極は、ＳＭＲ１３４を経由してノードＮＤ２に電気的に接続されている。ノードＮＤ２は、充電線ＮＬ１および電力線ＮＬ２に電気的に接続されている。ＳＭＲ１３３，１３４の閉成／開放は、ＥＣＵ１０からの指令に応じて制御される。
【００３８】
バッテリ１４には、電圧センサ１４１と、電流センサ１４２と、電池温度センサ１４３とが設けられている。電圧センサ１４１は、バッテリ１４の電圧ＶＢを検出する。電流センサ１４２は、バッテリ１４に入出力される電流ＩＢを検出する。電池温度センサ１４３は、バッテリ１４の温度ＴＢ（以下、「電池温度ＴＢ」とも記載する）を検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ１４１および／または電流センサ１４２による検出結果に基づいて、バッテリ１４のＳＯＣを算出することができる。また、ＥＣＵ１０は、電池温度センサ１４３による検出結果に基づいて、バッテリ１４が過熱状態（後述する上限温度ＵＬを超える状態）に至ったか否かを判定することができる。
【００３９】
空調・冷却システム１５は、ＥＣＵ１０からの指令に従って車室内の空調を行う。空調・冷却システム１５では、ユーザ操作により設定された温度（設定温度）Ｔｓｅｔに車室内温度Ｔｃａｂが近付くように車室内の空調が行われる。また、空調・冷却システム１５は、ＥＣＵ１０からの指令に従ってバッテリ１４を冷却することも可能に構成されている。空調・冷却システム１５の詳細な構成については図３にて説明する。
【００４０】
ＰＣＵ１６１は、電力線ＰＬ２，ＮＬ２とモータジェネレータ１６２との間に電気的に接続されている。ＰＣＵ１６１は、コンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含んで構成され、ＥＣＵ１０からの指令に従ってモータジェネレータ１６２を駆動する。
【００４１】
モータジェネレータ１６２は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１６２の出力トルクは、動力伝達ギヤ１６３を通じて駆動輪１６４に伝達され、車両１を走行させる。また、モータジェネレータ１６２は、車両１の制動動作時には、駆動輪１６４の回転力によって発電することができる。モータジェネレータ１６２による発電電力は、ＰＣＵ１６１によってバッテリ１４の充電電力に変換される。
【００４２】
外気温度センサ１７は、車両１の外気温度ＴＡを検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。
【００４３】
操作部１８は、スイッチおよびタッチパネル付ディスプレイなどを含んで構成され、車室内の空調および外部充電のための各種ユーザ操作を受け付ける。ユーザは、操作部１８を操作することにより、空調・冷却システム１５の設定温度Ｔｓｅｔを入力することができる。また、ユーザは、操作部１８を操作することにより、外部充電を完了するバッテリ１４のＳＯＣ（後述するＳＯＣの目標値ＴＡＧ）、外部充電の終了時刻、外部充電の課金額などを入力することができる。なお、外部充電に関するユーザ操作は、操作部１８に代えて、ユーザの携帯端末（スマートホンなど）により行われてもよいし、充電器２に設けられた操作ボタン等により行われてもよい。
【００４４】
ＥＣＵ１０は、制御回路２０と同様に、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）などのメモリ１０２と、入出力ポート（図示せず）とを含んで構成されている。ＥＣＵ１０は、各センサ等からの信号に応じて、車両１が所望の状態となるように機器類を制御する。ＥＣＵ１０により実行される主要な制御として、充電器２から供給される電力により車載のバッテリ１４を充電する外部充電制御が挙げられる。外部充電制御は、車両１のＥＣＵ１０と充電器２の制御回路２０との間で充電ケーブル３を介して相互に信号、指令および情報を送受信することにより進められる。外部充電制御については後に詳細に説明する。
【００４５】
＜空調・冷却システムの構成＞
図３は、空調・冷却システム１５の構成の一例を模式的に示す図である。図３を参照して、本実施の形態における空調・冷却システム１５は、ヒートポンプシステムであって、圧縮機６１と、熱交換器６２と、気液分離器６３と、流量調整弁６４と、熱交換器６５と、膨張弁６６と、熱交換器６７と、これらの機器間を連通する冷媒通路７１〜７７とを含む。
【００４６】
圧縮機６１は、冷媒通路７７と冷媒通路７１との間に設けられている。圧縮機６１は、熱交換器６７から流入する冷媒ガスを断熱的に圧縮し、高温高圧の気相冷媒を冷媒通路７１に吐出する。
【００４７】
熱交換器６２は、冷媒通路７１と冷媒通路７２との間に設けられている。熱交換器６２は、圧縮機６１により圧縮された過熱状態の気相冷媒を等圧的に外部に放熱させる。熱交換器６２から流出する冷媒は、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気の状態にあり、冷媒通路７２を通って気液分離器６３へ供給される。
【００４８】
気液分離器６３は、冷媒通路７２と冷媒通路７３との間に設けられている。気液分離器６３は、熱交換器６２から流入する気液二相状態の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。この気相冷媒は、冷媒通路７３を流通して流量調整弁６４に至る。
【００４９】
流量調整弁６４は、冷媒通路７３と冷媒通路７４との間に設けられている。流量調整弁６４は、その開度を変化させることで、冷媒通路７３を流れる冷媒の圧力損失を増減させる。これにより、冷媒通路７３を流れる冷媒の流量と、バッテリ１４の冷却系８（後述）を流れる冷媒の流量とが調節される。
【００５０】
熱交換器６５は、冷媒通路７４と冷媒通路７５との間に設けられている。熱交換器６５は、冷媒通路７４を流れる冷媒（後述するように、バッテリ１４との熱交換により一部気化して湿り蒸気となった冷媒）を外気との熱交換により冷却する。これにより、冷媒は、再度凝縮し、冷媒通路７５を経由して膨張弁６６に供給される。
【００５１】
膨張弁６６は、冷媒通路７５と冷媒通路７６との間に設けられている。膨張弁６６は、冷媒通路７５を流通する高圧の液冷媒を膨張させて、低温・低圧の霧状冷媒に変化させる。これにより、冷媒は減圧され、気液混合状態の湿り蒸気となって熱交換器６７に供給される。
【００５２】
熱交換器６７は、冷媒通路７６と冷媒通路７７との間に設けられ、車室内の空調を行うためのダクト９の内部に配置されている。ダクト９は、空調用空気が流入する入口９１と、空調用空気が流出する出口９２とを有する。ダクト９の内部にはファン９３が配置されている。ファン９３が駆動することにより、空調用空気が入口９１から出口９２に向かってダクト９の内部を流通する。熱交換器６７は、湿り蒸気となった冷媒が気化することによって、空調用空気の熱を吸収する。それに伴い温度が低下した空調用空気が車室内に再び戻されることによって、車室内の冷房が行われる。冷媒は、空調用空気からの吸熱により加熱される。気化した冷媒は、冷媒通路７７を経由して圧縮機６１へと戻される。
【００５３】
空調・冷却システム１５は、バッテリ１４の冷却系８をさらに含んで構成されている。バッテリ１４の冷却系８は、冷媒通路８１と、熱交換器８２と、冷媒通路８３と、切換弁８４と、冷媒通路８５と、切換弁８６と、冷媒通路８７とを含む。
【００５４】
冷媒通路８１は、気液分離器６３から液相冷媒を導出する端部に連結されている。液相冷媒は、冷媒通路８１を経由して熱交換器８２に供給される。
【００５５】
熱交換器８２は、冷媒通路８１と冷媒通路８３との間に設けられている。熱交換器８２は、熱伝導性が高い金属等の材料により形成され、冷媒通路８１から冷媒通路８３へと流れる冷媒とバッテリ１４との間の熱交換を行う。バッテリ１４との間で熱交換が行われた冷媒は、冷媒通路８３を経由して切換弁８４，８６に至る。
【００５６】
切換弁８４は、冷媒通路８３と冷媒通路８５との間に設けられている。切換弁８４は、冷媒通路８３と冷媒通路８５との連通状態を切り換え可能に構成されている。切換弁８６は、冷媒通路８３と冷媒通路８７との間に設けられている。切換弁８６は、冷媒通路８３と冷媒通路８７との連通状態を切り換え可能に構成されている。
【００５７】
切換弁８４，８６および流量調整弁６４は、冷媒の流通経路を切り換えるために用いられる。空調・冷却システム１５の冷房運転中には、切換弁８４を全開とし、切換弁８６を全閉とするとともに、バッテリ１４に十分な冷媒が流れるように流量調整弁６４の開度を調整する。流量調整弁６４の開度を大きくすると、冷媒通路８１を流通する冷媒の流量が冷媒通路７４を流通する冷媒の流量と比べて相対的に小さくなり、バッテリ１４の冷却能力が低下する。一方、流量調整弁６４の開度を小さくすると、冷媒通路８１を流通する冷媒の流量が冷媒通路７４を流通する冷媒の流量と比べて相対的に大きくなり、バッテリ１４の冷却能力が向上する。このように、空調・冷却システム１５では、車両１の状況に応じて、熱交換器８２へと流通させる冷媒の流量を調整してバッテリ１４の冷却能力を調整することができる。
【００５８】
なお、図３に示すようにバッテリ１４の冷却に車室内の空調と共通の冷媒を利用する構成は空調・冷却システム１５の一例に過ぎない。バッテリ１４の冷却専用の冷却システムを設けてもよい。また、空調・冷却システム１５が液冷式であることも必須ではなく、空冷式であってもよい。
【００５９】
＜比較例における外部充電制御＞
車両１の外部充電中には、バッテリ１４への充電電流ＩＢの大きさに応じたジュール熱が電力損失として生じる。急速充電では、普通充電と比べて、バッテリ１４にて生じる電力損失が大きく、温度上昇が起こりやすい。そのため、急速充電においては特に、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することが望ましい。以下では、本実施の形態における外部充電制御の理解を容易にするため、まず、比較例における外部充電制御について説明する。
【００６０】
図４は、比較例における外部充電制御の一例を示す図である。図４ならびに後述する図５、図１０および図１１において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、バッテリ１４への充電電流ＩＢ、電池温度ＴＢおよびバッテリ１４のＳＯＣを示す。
【００６１】
図４を参照して、バッテリ１４には、バッテリ１４の使用温度範囲の上限である上限温度ＵＬが定められている。また、バッテリ１４のＳＯＣの初期値はＩＮＩであり、ユーザ操作によりバッテリ１４のＳＯＣの目標値がＴＡＧに設定されるものとする。バッテリ１４のＳＯＣが目標値ＴＡＧに達すると、充電完了条件が成立する。
【００６２】
比較例では、時刻ｔ１０において、充電器２から出力可能な最大電力Ｗｍａｘに対応する最大電流Ｉｍａｘで外部充電が開始される。そうすると、外部充電に伴うバッテリ１４の発熱量が空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却量を大きく上回り、電池温度ＴＢが速やかに上昇する。そして、バッテリ１４のＳＯＣが初期値ＩＮＩから目標値ＴＡＧに達するのに先立ち、時刻ｔ１１において電池温度ＴＢが上限温度ＵＬに至る。そうすると、バッテリ１４を保護するための温度制限がかかり、充電電流ＩＢが最大電流Ｉｍａｘよりも抑制される。この電流を「抑制電流Ｉｓｕｐ」と記載する。抑制電流Ｉｓｕｐでは、バッテリ１４の発熱量とバッテリ１４の冷却量とが釣り合い、電池温度ＴＢのさらなる上昇が防止される。その後、バッテリ１４のＳＯＣが徐々に上昇して時刻ｔ１２において目標値ＴＡＧに達し、充電が完了する（充電完了条件が成立する）。なお、最大電流Ｉｍａｘでの充電期間をＴｍａｘと記載し、抑制電流Ｉｓｕｐでの充電期間をＴｓｕｐと記載する。
【００６３】
このように、比較例では、充電時間の短縮を目的に、充電開始時にバッテリ１４への充電電流ＩＢが最大電流Ｉｍａｘに設定される。最大電流Ｉｍａｘでの充電では発熱量が非常に大きい。そのため、電池温度ＴＢが早期に上限温度ＵＬに至り、バッテリ１４のＳＯＣが目標値ＴＡＧに達するまで最大電流Ｉｍａｘでの充電を行うことができない可能性がある。バッテリ１４を保護するためには、既に上限温度ＵＬに至った電池温度ＴＢのさらなる上昇を厳しく制限することを要し、充電電流ＩＢを最大電流Ｉｍａｘから抑制電流Ｉｓｕｐへと大幅に抑制せざるを得ない。その結果、充電時間がむしろ長くなってしまう可能性がある。
【００６４】
＜本実施の形態における外部充電制御＞
図５は、実施の形態１における外部充電制御の一例を示す図である。図５を参照して、本実施の形態においては、充電開始時（時刻ｔ２０）から充電完了条件成立時（時刻ｔ２１）までの充電期間を通じて充電電流ＩＢが一定の電流値に制御される。この電流を「定電流Ｉｃｏｎｓｔ」と記載する。定電流Ｉｃｏｎｓｔの絶対値は、最大電流Ｉｍａｘの絶対値よりも小さく、かつ、抑制電流Ｉｓｕｐの絶対値よりも大きい。
【００６５】
定電流Ｉｃｏｎｓｔは、バッテリ１４の保護のため、バッテリ１４のＳＯＣが目標値ＴＡＧに達する充電完了条件の成立時（時刻ｔ２１）まで常に電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを下回るように設定される。かつ、定電流Ｉｃｏｎｓｔは、充電時間の短縮のため、充電完了条件成立時における電池温度ＴＢが上限温度ＵＬとなるように設定される。
【００６６】
「電池温度ＴＢが上限温度ＵＬとなる」には、電池温度ＴＢが上限温度ＵＬに十分に近付く場合を含み得る。より詳細に説明すると、上限温度ＵＬの近くまで電池温度ＴＢを上昇させるほど、外部充電に要する時間を短縮することができる。一方で、電池温度ＴＢを上限温度ＵＬに一致させた場合、電池温度ＴＢの時間変化の推定誤差などの内的要因または外気温度ＴＡの想定外の上昇などの外的要因に起因して、充電完了条件の成立前に電池温度ＴＢが上限温度ＵＬに至り、比較例にて説明したような温度制限がかかる可能性がある（後述する図６のＳ６の処理も参照）。したがって、充電完了条件の成立時における電池温度ＴＢｃｍｐを、上限温度ＵＬに対して規定のマージンＴＢｍｇｎ（たとえば数℃〜十数℃）を持たせた値に設定することができる（下記式（１）参照）。電池温度ＴＢがマージンＴＢｍｇｎの範囲内に入れば、「電池温度ＴＢが上限温度ＵＬになった」と言うことができる。ただし、マージンＴＢｍｇｎの設定は必須ではない。
ＴＢｃｍｐ＝ＵＬ−ＴＢｍｇｎ                                      ・・・（１）
【００６７】
続いて、バッテリ１４を定電流Ｉｃｏｎｓｔで充電することで外部充電に伴うバッテリ１４での電力損失を低減可能な理由について説明する。一般に、２つの正数ａ，ｂの相加平均と相乗平均との間には下記式（２）に示す絶対不等式が成立する。この絶対不等式において等号が成立し、左辺の相加平均（ａ＋ｂ）／２が最小になるのは、２つの正数ａ，ｂが互いに等しい場合である（ａ＝ｂ）。
（ａ＋ｂ）／２≧√（ａｂ）                                        ・・・（２）
【００６８】
ここでは簡単のため、バッテリ１４の内部抵抗（電気抵抗）ＲＥが外部充電の期間中、不変であると近似する。この近似の下では、比較例における外部充電の全期間（Ｔｍａｘ＋Ｔｓｕｐ）に亘る合計発熱量（電力損失の合計量）は、（Ｉｍａｘ２ＲＥＴｍａｘ＋Ｉｓｕｐ２ＲＥＴｓｕｐ）と算出される。本実施の形態では、上記式（２）において、期間Ｔｍａｘにおける発熱量（Ｉｍａｘ２ＲＥＴｍａｘ）を正数ａに代入し、期間Ｔｓｕｐにおける発熱量（Ｉｓｕｐ２ＲＥＴｓｕｐ）を正数ｂに代入する。そうすると、上記式（２）の絶対不等式から下記式（３）が導かれる。
Ｉｍａｘ２ＲＥＴｍａｘ＋Ｉｓｕｐ２ＲＥＴｓｕｐ
≧２ＩｍａｘＩｓｕｐＲＥ√（ＴｍａｘＴｓｕｐ）                      ・・・（３）
【００６９】
式（３）の左辺、すなわち全ての充電期間（Ｔｍａｘ＋Ｔｓｕｐ）に亘る合計発熱量が最小となるのは、期間Ｔｍａｘにおける発熱量（Ｉｍａｘ２ＲＥＴｍａｘ）と期間Ｔｓｕｐにおける発熱量（Ｉｓｕｐ２ＲＥＴｓｕｐ）との間に等号が成立する場合である（Ｉｍａｘ２Ｔｍａｘ＝Ｉｓｕｐ２Ｔｓｕｐ）。
【００７０】
本実施の形態のように全充電期間（Ｔｍａｘ＋Ｔｓｕｐ）に亘って定電流Ｉｃｏｎｓｔでの外部充電を行うことは、比較例（図４参照）においてＩｍａｘ＝Ｉｓｕｐとし、かつ、Ｔｍａｘ＝Ｔｓｕｐとすることと同等である。したがって、本実施の形態では、式（３）における等号が成立する。よって、本実施の形態によれば、全充電期間（Ｔｍａｘ＋Ｔｓｕｐ）に亘る合計発熱量を最小にすることができる。さらに、充電電流ＩＢを最大電流Ｉｍａｘから抑制電流Ｉｓｕｐへと大幅に抑制しなくてよいため、充電時間の長期化も防止可能である。
【００７１】
＜外部充電制御フロー＞
図６は、実施の形態１における外部充電制御を示すフローチャートである。図６および後述する図９に示すフローチャートは、たとえば、充電ケーブル３のコネクタ３１がインレット１１に挿入された状態で、ユーザが操作部１８を操作することによって車両１の外部充電を要求する操作を行った場合に実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１０内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。
【００７２】
図６を参照して、Ｓ１において、ＥＣＵ１０は、ユーザによって設定される充電完了条件を取得する。具体的には、バッテリ１４のＳＯＣの目標値ＴＡＧ、ユーザが外部充電に支払う用意があるとして指定する課金額、または、ユーザが外部充電の終了を希望する時刻（充電終了時刻）などが充電完了条件として取得される。ユーザにより目標ＴＡＧが設定された場合、バッテリ１４のＳＯＣが目標値ＴＡＧに達したときに充電完了条件が成立する。ユーザにより課金額が設定された場合、バッテリ１４への充電量に応じて増加する料金が課金額に達したときに充電完了条件が成立する。ユーザにより充電終了時刻が設定された場合、時刻が充電終了時刻に達したときに充電完了条件が成立する。
【００７３】
Ｓ２において、ＥＣＵ１０は、バッテリ１４への充電電流ＩＢとしての定電流Ｉｃｏｎｓｔを決定するための定電流算出処理を実行する。
【００７４】
図７は、実施の形態１における定電流算出処理を示すフローチャートである。図７を参照して、Ｓ２１において、ＥＣＵ１０は、外部充電中の電池温度ＴＢの時間変化を推定するための各種データを取得する。
【００７５】
より詳細には、ＥＣＵ１０は、現時点（外部充電の開始前）でのバッテリ１４のＳＯＣの初期値ＩＮＩを算出する。ＳＯＣの算出には、バッテリ１４のＳＯＣ−ＯＣＶ（Open  Circuit  Voltage）特性を参照する手法など、各種公知の手法を用いることができる。
【００７６】
また、ＥＣＵ１０は、電池温度センサ１４３から現時点における電池温度ＴＢ（初期電池温度ＴＢｉｎｉ）を取得するとともに、外気温度センサ１７から現時点における外気温度ＴＡ（初期外気温度ＴＡｉｎｉ）を取得する。
【００７７】
さらに、ＥＣＵ１０は、バッテリ１４の使用履歴（たとえば、電池温度ＴＢが基準温度以上となった頻度）に基づいて、バッテリ１４の劣化係数Ｄを算出する。劣化係数Ｄは、電池温度ＴＢが高温となった頻度が多いほど大きな値に設定される。そのため、劣化係数Ｄによれば、劣化係数Ｄが大きくなるに従ってバッテリ１４の劣化が進行し、バッテリ１４の内部抵抗が増加していることが表される。なお、バッテリ１４の使用履歴としては、バッテリ１４の高温頻度に代えてまたは加えて、たとえば、過去の所定期間内におけるバッテリ１４の総充放電量を用いてもよいし、基準値以上の充放電電流（いわゆるハイレート電流）が流れた頻度を用いてもよい。
【００７８】
また、ＥＣＵ１０は、充電ケーブル３を介した充電器２との通信により、充電器２の最大電力Ｗｍａｘを取得する。最大電力Ｗｍａｘは、定電流Ｉｃｏｎｓｔを最大電流Ｉｍａｘよりも小さく設定するのに用いられる。
【００７９】
Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、定電流Ｉｃｏｎｓｔの初期値としての仮の定電流Ｉｃｏｎｓｔを設定する。ＥＣＵ１０は、たとえば、その電流値で外部充電を開始した場合に電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超える可能性が高い十分に大きな値を仮の定電流Ｉｃｏｎｓｔとして設定することができる。仮の定電流Ｉｃｏｎｓｔとしては、たとえば、最大電流Ｉｍａｘ（あるいはそれに近い値）を用いてもよいし、予め定められた固定値を用いてもよいし、現時点での電池温度（初期電池温度ＴＢｉｎｉ）および外気温度ＴＡ等に応じて定められる可変値を用いてもよい。
【００８０】
Ｓ２３において、ＥＣＵ１０は、外部充電に伴うバッテリ１４の単位時間当たりの発熱量である「発熱速度ｄＱｈ／ｄｔ」（単位：Ｗ）を算出する。発熱速度ｄＱｈ／ｄｔは、下記式（４）に示すように、バッテリ１４を流れる電流ＩＢ（＝Ｉｃｏｎｓｔ）と、バッテリ１４の電気抵抗（内部抵抗）ＲＥとから算出することができる。定電流ＩｃｏｎｓｔとしてはＳ２２にて設定された仮の値が用いられる。
ｄＱｈ／ｄｔ＝Ｉｃｏｎｓｔ２×ＲＥ                                ・・・（４）
【００８１】
電気抵抗ＲＥは、たとえば、現時点（外部充電の開始前）におけるバッテリ１４のＳＯＣの初期値ＩＮＩと、充電完了条件の成立時におけるバッテリ１４のＳＯＣである目標値ＴＡＧと、現時点における電池温度ＴＢ（初期電池温度ＴＢｉｎｉ）と、劣化係数Ｄとに依存する。したがって、上記各パラメータを引数とする下記式（５）に示すような関数ｆを用いることによって電気抵抗ＲＥを算出することができる。
ＲＥ＝ｆ（ＩＮＩ，ＴＡＧ，ＴＢｉｎｉ，Ｄ）                        ・・・（５）
【００８２】
関数ｆは、バッテリ１４と同型のバッテリに対して様々な条件下で事前に実施されたシミュレーションまたは実験の結果に基づいて定められる。より具体的には、バッテリでは一般的に、ＳＯＣが低いほど電気抵抗が高くなるとともに、温度が低いほど電気抵抗が高くなる。また、劣化係数Ｄが大きいほどバッテリ１４の電気抵抗は高くなる。このようなバッテリ１４の電気抵抗特性が関数ｆには反映されている。なお、関数ｆは、充電完了条件の成立時における電池温度ＴＢｃｍｐを引数としてさらに含んでもよい。また、関数ｆに代えてマップを用いてもよい。
【００８３】
Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の単位時間当たりの冷却量である「冷却速度ｄＱｃ／ｄｔ」（単位：Ｗ）を算出する。冷却速度Ｑｃ／ｄｔは、電池温度ＴＢと、空調・冷却システム１５内を流通する冷媒の温度（冷媒温度）ＴＲとの間の温度差（ＴＢ−ＴＲ）をバッテリ１４の熱抵抗ＲＴで除算することにより求められる（下記式（６）参照）。
ｄＱｃ／ｄｔ＝（ＴＢ−ＴＲ）／ＲＴ                                ・・・（６）
【００８４】
冷媒温度ＴＲは、冷媒温度センサ（図示せず）を用いて検出される。熱抵抗ＲＴは、バッテリ１４の表面積Ａ（既知の固定値）、空調・冷却システム１５の冷媒の熱伝達率ｋなどを引数とする関数ｇにより算出することができる（下記式（７）参照）。
ＲＴ＝ｇ（Ａ，ｋ）                                                ・・・（７）
【００８５】
Ｓ２５において、ＥＣＵ１０は、Ｓ２３にて算出された発熱速度Ｑｈと、Ｓ２４にて算出された冷却速度Ｑｃとから、現時点から充電完了条件の成立時までの電池温度ＴＢの時間変化を推定する。具体的には、電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）（単位：Ｋ／ｓ）は、発熱速度ｄＱｈ／ｄｔと冷却速度ｄＱｃ／ｄｔとの差分（ｄＱｈ／ｄｔ−ｄＱｃ／ｄｔ）（単位：Ｗ＝Ｊ／ｓ）をバッテリ１４の熱容量Ｃｂａｔ（単位：Ｊ／Ｋ）で除算することにより算出可能である（下記式（８）参照）。したがって、初期電池温度ＴＢｉｎｉと電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）とから電池温度ＴＢの推移を算出することができる。なお、バッテリ１４の熱容量Ｃｂａｔは、バッテリ１４の仕様から既知であり、ＥＣＵ１０のメモリ１０２に格納されている。
ｄＴＢ／ｄｔ＝（ｄＱｈ／ｄｔ−ｄＱｃ／ｄｔ）／Ｃｂａｔ            ・・・（８）
【００８６】
Ｓ２６において、ＥＣＵ１０は、現時点から充電完了条件の成立時までの充電期間中に、Ｓ２５における電池温度ＴＢの推定値が常に上限温度ＵＬ以下になるかどうかを判定する。電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超える時刻が存在する場合（Ｓ２６においてＮＯ）、ＥＣＵ１０は、処理をＳ２２に戻し、仮の定電流Ｉｃｏｎｓｔを再度設定する。この際には、ＥＣＵ１０は、前回と比べて発熱速度Ｑｈを低減すべく、たとえば、前回のＳ２２の処理にて設定された値（Ｉｃｏｎｓｔ（ｎ−１）と記載する）よりも所定量ΔＩ（＞０）だけ小さな値に今回の定電流Ｉｃｏｎｓｔ（ｎ）を設定する（下記式（９）参照）。ｎは、Ｓ２２〜Ｓ２６の反復演算処理の実行回数を示す自然数である。
Ｉｃｏｎｓｔ（ｎ）＝Ｉｃｏｎｓｔ（ｎ−１）−ΔＩ                  ・・・（９）
【００８７】
このようにＳ２２〜Ｓ２６の処理を繰り返し実行することにより、充電期間中、電池温度ＴＢが常に上限温度ＵＬ以下になりつつも、できるだけ大きな値の定電流Ｉｃｏｎｓｔを求めることができる。ＥＣＵ１０は、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理が収束することで求められた定電流Ｉｃｏｎｓｔを採用する（Ｓ２７）。
【００８８】
なお、以下に説明するように、Ｓ２４〜Ｓ２６の処理をより簡易化することも可能である。この簡易化された手法では、現時点（充電開始時）から充電完了条件成立時までの電池温度ＴＢの時間変化に代えて、充電完了条件成立時における電池温度ＴＢのみが推定される。充電期間中の電池温度ＴＢは基本的に単調に上昇すると考えられるためである。
【００８９】
より詳細に説明すると、まず、Ｓ２４の処理では、冷却速度ｄＱｃ／ｄｔが初期外気温度ＴＡｉｎｉと、空調・冷却システム１５の設定温度Ｔｓｅｔおよび車室内温度Ｔｃａｂとを引数とする関数ｈ（マップであってもよい）を用いて算出される（下記式（１０）参照）。関数ｈは、バッテリ１４と同型のバッテリに対して事前に実施されたシミュレーション結果または実験結果に基づいて定められる。なお、上記３つの引数のうち、いずれか１つまたは２つのみを用いてもよい。
ｄＱｃ／ｄｔ＝ｈ（ＴＡｉｎｉ，Ｔｓｅｔ，Ｔｃａｂ）              ・・・（１０）
【００９０】
前述の式（５）では、冷却速度ｄＱｃ／ｄｔが電池温度ＴＢに依存する可変値である。そのため、式（５）を上記式（８）に代入して電池温度ＴＢの時間変化（ｄＴＢ／ｄｔ）を算出する場合には、電池温度ＴＢを時系列順に再帰的に算出することを要する。一方、式（８）から算出される冷却速度ｄＱｃ／ｄｔは、一定値である。したがって、式（５）に代えて上記式（１０）を式（８）に代入することで算出される電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）も一定になる。
【００９１】
当該簡易化された手法では、充電開始時から充電完了条件成立時までの充電時間Ｔがさらに算出される。具体的には、ユーザによりＳＯＣの目標値ＴＡＧが設定されている場合には、目標値ＴＡＧとＳＯＣの初期値ＩＮＩとの差分（ＴＡＧ−ＩＮＩ）に相当する電力量（単位：ｋＷｈ）を定電流Ｉｃｏｎｓｔ（Ｓ２２において設定された値）にて充電するのに要する時間が充電時間Ｔとして算出される。あるいは、ユーザにより充電完了時刻が指定されている場合（タイマー充電の場合）には、充電開始時から充電完了時までの時間が充電時間Ｔとして算出される。
【００９２】
初期電池温度ＴＢｉｎｉと、一定値に近似された電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）と、充電時間Ｔとを用いることによって、充電開始時から充電時間Ｔだけ経過後の電池温度ＴＢを推定することができる（Ｓ２５）。Ｓ２６の処理では、このようにして推定された電池温度ＴＢが上限温度ＵＬ以下であるか否かを判定すればよい。
【００９３】
図６に戻り、Ｓ３において、ＥＣＵ１０は、Ｓ２の定電流算出処理により算出された定電流Ｉｃｏｎｓｔによる外部充電を開始する。
【００９４】
Ｓ４において、ＥＣＵ１０は、Ｓ１にて取得された充電完了条件が成立したか否かを判定する。充電完了条件が成立していない場合（Ｓ４においてＮＯ）、ＥＣＵ１０は、電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超えているか否かを判定する（Ｓ５）。
【００９５】
電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超えると（Ｓ５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、処理をＳ６に進め、バッテリ１４への充電電流ＩＢを抑制する（温度制限）。すなわち、ＥＣＵ１０は、定電流算出処理により算出された定電流Ｉｃｏｎｓｔよりも小さな抑制電流Ｉｓｕｐに充電電流ＩＢを変更する。その後、処理がＳ４に戻され、充電完了条件が成立するまで抑制電流Ｉｓｕｐでの外部充電が継続される。ただし、本実施の形態では、外気温度ＴＡが想定よりも上昇するなどの限定的な場面でしか電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超えて温度制限がかかることはない。
【００９６】
Ｓ５において電池温度ＴＢが上限温度ＵＬ以下である場合（Ｓ５においてＮＯ）、ＥＣＵ１０は、処理をＳ３に戻し、定電流算出処理にて算出された定電流Ｉｃｏｎｓｔでの外部充電を継続する。これにより、電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超えない限り、充電完了条件が成立するまで定電流Ｉｃｏｎｓｔでの外部充電が実行されることになる。充電完了条件が成立すると（Ｓ４においてＹＥＳ）、外部充電が停止され（Ｓ７）、一連の処理が終了する。
【００９７】
図示しないが、充電完了条件の成立後（Ｓ４においてＹＥＳ）、充電電流ＩＢの急変を避けるため、充電電流ＩＢを直線的、曲線的または段階的に減少させて充電停止（Ｓ７）に至っても良い。また、充電停止までの間に微小電流での充電（いわゆる押し込み充電）を行ってもよい。つまり、充電完了条件の成立後、直ちに充電電流ＩＢ＝０にしなくてもよく、定電流Ｉｃｏｎｓｔよりも小さい電流での充電を継続してもよい。
【００９８】
以上のように、実施の形態１においては、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理により、充電完了条件が成立するまでの期間中、常時、電池温度ＴＢを上限温度ＵＬ以下に維持できる電流値の中でできるだけ大きな電流値が定電流Ｉｃｏｎｓｔとして設定される。そして、上限温度ＵＬの近く（ＵＬ−ＴＢｍｇｎ）までの電池温度ＴＢの上昇を許容することで、充電時間を短縮することができる。また、充電電流ＩＢが定電流Ｉｃｏｎｓｔとなる外部充電を行うことにより、充電途中で充電電流ＩＢを抑制電流Ｉｓｕｐへと切り替える場合と比べて、充電期間中の合計発熱量を低減することができる。よって、実施の形態１によれば、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することができる。
【００９９】
本実施の形態では、バッテリ１４への充電電流ＩＢを定電流Ｉｃｏｎｓｔで一定に制御する構成を例に説明した。しかし、ＥＣＵ１０は、バッテリ１４への充電電力Ｗ（＝ＩＢ×ＶＢ）に基づく外部充電動作の制御を行い、充電電力Ｗを一定の値Ｗｃｏｎｓｔに制御してもよい。この場合には、発熱速度ｄＱｈ／ｄｔの算出に上記式（４）に代えて下記式（１１）を用いることができる。
ｄＱｈ／ｄｔ＝Ｗｃｏｎｓｔ２／ＶＢ２×ＲＥ                      ・・・（１１）
【０１００】
図示しないが、定電力Ｗｃｏｎｓｔは、充電器２から出力可能な最大電力Ｗｍａｘよりも小さく、かつ、外部充電に伴うバッテリ１４の発熱速度ｄＱｈ／ｄｔと空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却速度ｄＱｃ／ｄｔとが釣り合って電池温度ＴＢの上昇を抑制可能な抑制電力Ｗｓｕｐよりも大きい（Ｗｓｕｐ＜Ｗｃｏｎｓｔ＜Ｗｍａｘ）。
【０１０１】
［実施の形態１の変形例］
実施の形態１の変形例では、車室内の空調が行われているか否かに応じて定電流算出処理におけるバッテリ１４の冷却速度Ｑｃを切り替える処理を説明する。実施の形態１の変形例における外部充電制御の全体フローは、実施の形態１における全体フロー（図６参照）と共通である。
【０１０２】
図８は、実施の形態１の変形例における定電流算出処理を示すフローチャートである。図８を参照して、Ｓ８１〜Ｓ８３の処理は、実施の形態１におけるＳ２１〜Ｓ２３の処理とそれぞれ同様である。
【０１０３】
Ｓ８４において、ＥＣＵ１０は、車室内の空調（冷房運転）が行われているか否かを判定する。冷媒運転が行われている場合（Ｓ８４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却速度として、Ｑｃ１を算出する（Ｓ８５１）。一方、冷房運転が行われていない場合（Ｓ８４においてＮＯ）、ＥＣＵ１０は、空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却速度として、Ｑｃ１とは異なるＱｃ２を算出する（Ｓ８５２）。
【０１０４】
詳細には、実施の形態１（上記式（５）および式（６））にて説明したように、冷却速度Ｑｃの算出には熱抵抗ＲＴが用いられ、熱抵抗ＲＴの算出には空調・冷却システム１５内を流通する冷媒の熱伝達率ｋが用いられる。熱伝達率ｋは、冷媒の流動状態（流量または流速）に応じて変化し得る。
【０１０５】
図３に示した空調・冷却システム１５の構成では、空調・冷却システム１５を循環する冷媒が、冷媒通路７４を流通し車室内の空調に用いられる冷媒と、冷媒通路８１を流通しバッテリ１４の冷却に用いられる冷媒とに分配される。空調・冷却システム１５では、切換弁８４，８６および流量調整弁６４の動作により、空調用の冷媒の流量とバッテリ冷却用の冷媒の流量との比率を制御することができる。
【０１０６】
空調・冷却システム１５の冷房運転時には、空調・冷却システム１５の冷房非運転時と比べて、バッテリ冷却用の冷媒の流量の比率が小さくなり、冷媒の熱伝達率が低下する。このときの熱伝達率をｋ１で表し、バッテリ１４の熱抵抗をＲＴ１で表すと、冷房運転時のバッテリ１４の冷却速度Ｑｃ１は、下記式（１２）のように表される。
ｄＱｃ１／ｄｔ＝（ＴＢ−ＴＲ）／ＲＴ１＝（ＴＢ−ＴＲ）／ｇ（Ａ，ｋ１）
・・・（１２）
【０１０７】
一方、空調・冷却システム１５の冷房非運転時には、バッテリ冷却に注力するためにバッテリ冷却用の冷媒の流量を相対的に大きくすることが可能であるため、冷媒の熱伝達率が大きくなる。このときの熱伝達率をｋ２で表し、バッテリ１４の熱抵抗をＲＴ２で表すと、冷房非運転時のバッテリ１４の冷却速度Ｑｃ２は、下記式（１３）から算出される。
ｄＱｃ２／ｄｔ＝（ＴＢ−ＴＲ）／ＲＴ２＝（ＴＢ−ＴＲ）／ｇ（Ａ，ｋ２）
・・・（１３）
【０１０８】
ｋ２＞ｋ１であることからＲＴ２＜ＲＴ１となり、冷房非運転時の冷却速度ｄＱｃ２／ｄｔは、冷房運転時の冷却速度ｄＱｃ１／ｄｔよりも速くなる（ｄＱｃ２／ｄｔ＞ｄＱｃ１／ｄｔ）。その結果として、冷房非運転時には、冷房運転時と比べて、充電時間が短縮される。以降のＳ８６〜Ｓ８８の処理は、実施の形態１におけるＳ２５〜Ｓ２７の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【０１０９】
実施の形態１の変形例においても実施の形態１と同様に、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することができる。さらに、実施の形態１の変形例によれば、冷房非運転時には冷房運転時と比べて空調・冷却システム１５によるバッテリ１４の冷却能力が増大することを考慮した上で定電流Ｉｃｏｎｓｔを算出することにより、実施の形態１と比べてさらに充電時間を短縮することができる。
【０１１０】
［実施の形態２］
実施の形態２においては、ユーザが選択可能な複数（詳細には３つ）の充電モードを車両１が有する構成について説明する。３つの充電モードとは、通常モードと、バッテリ１４の劣化を防止してバッテリ１４の寿命を長くするための長寿命モードと、バッテリ１４の充電時間を一層短縮するための時間短縮モードとである。なお、実施の形態２における車両の構成は、実施の形態１における車両１の構成（図１〜図３参照）と同様である。
【０１１１】
図９は、実施の形態２における外部充電制御を示すフローチャートである。図９を参照して、このフローチャートは、実施の形態１において図６に示したフローチャートと同様に、たとえば、充電ケーブル３のコネクタ３１がインレット１１に挿入された状態で、ユーザが操作部１８を操作することによって車両１の外部充電を要求する操作を行った場合に実行される。
【０１１２】
図９を参照して、Ｓ９１において、ＥＣＵ１０は、３つの充電モードの中からいずれか１つの充電モードを選択するユーザ操作を取得する。
【０１１３】
ユーザにより通常モードが選択された場合（Ｓ９２において「通常モード」）、ＥＣＵ１０は、上限温度ＵＬを３つの充電モードの中で中間の温度に設定する（Ｓ９４）。なお、ユーザが充電モードの選択操作を行わず時間が経過した場合にも通常モードが選択されたとしてもよい。
【０１１４】
ユーザにより長寿命モードが選択された場合（Ｓ９２において「長寿命モード」）、ＥＣＵ１０は、上限温度ＵＬを３つの充電モードの中で最も低い温度に設定する（Ｓ９３）。
【０１１５】
ユーザにより時間短縮モードが選択された場合（Ｓ９２において「時間短縮モード」）、ＥＣＵ１０は、上限温度ＵＬを３つの充電モードの中で最も高い温度に設定する（Ｓ９５）。
【０１１６】
上限温度ＵＬの設定後、処理は、実施の形態１におけるフローチャートのＳ１の処理（図６参照）に進められる。その後の処理は、実施の形態１と同様である（図６および図７参照）。
【０１１７】
図１０は、長寿命モードでの外部充電制御を示すタイムチャートである。図１０および後述する図１１では、対比のため、通常モードにおける定電流Ｉｃｏｎｓｔ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの時間変化が１点鎖線により示されている。
【０１１８】
図１０を参照して、通常モードとの比較において、長寿命モードでは上限温度ＵＬが低く設定される。この場合、電池温度ＴＢが上限温度ＵＬを超えないようにするには、電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）を落とすことを要する。そのためには発熱速度Ｑｈを遅くすることが必要となるため、定電流Ｉｃｏｎｓｔ（の絶対値）が小さく設定される。
【０１１９】
電池温度ＴＢが高いほどバッテリ１４の劣化が進行しやすいので、長寿命モードでは、上限温度ＵＬを低く設定して電池温度ＴＢが高温に至るのを防ぐことで、バッテリ１４の劣化が進行しにくくすることができる。その結果、充電時間が相対的に長くなり得るものの、外部充電に伴うバッテリ１４の寿命の縮まりを抑えることができる。
【０１２０】
図１１は、時間短縮モードでの外部充電制御を示すタイムチャートである。図１１を参照して、通常モードとの比較において、時間短縮モードでは上限温度ＵＬが高く設定される。この場合、電池温度ＴＢが初期電池温度ＴＢｉｎｉから上限温度ＵＬに至るまでの余裕（温度上昇幅）が大きくなるため、電池温度ＴＢの上昇速度（ｄＴＢ／ｄｔ）を速めることができる。そのため、発熱速度Ｑｈを速くすることが可能となり、定電流Ｉｃｏｎｓｔ（の絶対値）が大きく設定される。
【０１２１】
時間短縮モードでは、通常モードと比べて、充電時間をさらに短縮することが可能になる。充電器の中には、充電器からの供給電力量（充電量）に応じた料金が発生する方式（従量課金制）のものに加えて、充電器の使用時間（充電時間）に応じた料金が発生する方式（時間課金制）のものが存在する。充電器２が時間課金制である場合には、ユーザが時間短縮モードを選択することで、充電時間を短縮し、それにより充電料金も低減することができる。
【０１２２】
以上のように、実施の形態２によれば、３つの充電モードのうちのどのモードが選択された場合であっても実施の形態１と同様に、充電時間をできるだけ短くしつつ、外部充電に伴う電力損失を低減することができる。３つの充電モードの中で長寿命モードが選択された場合には、外部充電によるバッテリ１４の寿命の縮まりを抑制することができる。時間短縮モードが選択された場合には、バッテリ１４の充電時間を一層短縮することができる。
【０１２３】
なお、実施の形態２においても実施の形態１にて説明したのと同様に、定電流Ｉｃｏｎｓｔでの制御に代えて、定電力Ｗｃｏｎｓｔでの制御を行うことができる。また、各充電モードにおいて、実施の形態１の変形例と同様に、車室内の空調が行われているか否かに応じて定電流算出処理における冷却速度をＱｃ１とＱｃ２との間で切り替えることができる。
【０１２４】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２５】
１００  充電システム、１  車両、２  充電器、３  充電ケーブル、３１  コネクタ、４  サーバ、５  系統電源、１１  インレット、１２１  電圧センサ、１２２  電流センサ、１３１，１３２  充電リレー、１３３，１３４  ＳＭＲ、１４  バッテリ、１４０  セル、１４１  電圧センサ、１４２  電流センサ、１４３  電池温度センサ、１５  空調・冷却システム、１６１  ＰＣＵ、１６２  モータジェネレータ、１６３  動力伝達ギヤ、１６４  駆動輪、１７  外気温度センサ、１８  操作部、２０  制御回路、２１  ＡＣ／ＤＣ変換器、２２  電圧センサ、２３  通信機、１０  ＥＣＵ、１０１  ＣＰＵ、１０２  メモリ、ＡＣＬ，ＮＬ２，ＰＬ２  電力線、ＮＤ１，ＮＤ２  ノード、ＮＬ０，ＰＬ０  給電線、ＮＬ１，ＰＬ１  充電線、６１  圧縮機、６２，６５，６７  熱交換器、６３  気液分離器、６４  流量調整弁、６６  膨張弁、７１〜７７，８１，８３，８５，８７  冷媒通路、８２  熱交換器、８４，８６  切換弁、９１  入口、９２  出口、９３  ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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