(57)【要約】【課題】外部電源から供給される電力を有効に活用することで、バッテリの劣化を抑制しながら充電時間を短縮し、バッテリの充電効率を向上することができるバッテリ充電装置を提供する。【解決手段】バッテリ充電装置は、車両１に搭載され、所定の上限電圧まで充電可能なバッテリ１１と、車両１の外部電源３２によりバッテリ１１に充電する充電手段３３と、バッテリ１１を冷却する冷却手段２０と、バッテリ１１の電圧を検出する電圧検出手段４０と、バッテリ１１の充電中に電圧検出手段４０により検出される電圧が上限電圧に達したとき、所定の設定電圧に低下するまで充電手段３３によるバッテリ１１の充電を停止又は充電電力を低減する制御手段４０とを備え、制御手段４０は、バッテリ１１の充電中に充電を停止又は充電電力を低減している間、外部電源３２からの電力により冷却手段２０を作動させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、所定の上限電圧まで充電可能なバッテリと、
前記車両の外部電源により前記バッテリに充電する充電手段と、
前記バッテリを冷却する冷却手段と、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの充電中に前記電圧検出手段により検出される前記電圧が前記上限電圧に達したとき、所定の設定電圧に低下するまで前記充電手段による前記バッテリの充電を停止、又は、前記バッテリの充電電力を低減する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記バッテリの充電中に充電を停止又は充電電力を低減している間、前記外部電源からの電力により前記冷却手段を作動させる、バッテリ充電装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、循環する冷却水で前記バッテリを冷却するバッテリ冷却回路を含む、請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記バッテリ冷却回路は、圧縮機を含む冷凍サイクルを形成する冷媒回路を含み、
前記冷媒回路は、循環する冷媒で前記冷却水を冷却する、請求項２に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記バッテリの充電を停止した後、前記電圧検出手段により検出される前記電圧が所定の設定電圧以下となったとき、前記充電手段による前記バッテリの充電を再開し、当該充電の再開後は、前記外部電源からの電力の少なくとも一部により前記冷却手段を作動させる請求項１から３の何れか一項に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ充電装置に関し、特に電動車両に搭載するバッテリ充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド（ＨＥＶ）トラックや、モータのみを駆動源とする電気（ＥＶ）トラックなどの電動車両には、モータを作動させるための大容量のバッテリが搭載されている。例えば特許文献１には、電動車両のバッテリを外部電源から給電される充電器により充電する車両充電装置が開示されている。
【０００３】
このバッテリ充電装置では、状況に応じた多様な充電方法を提供することにより、急速充電によってバッテリに大量に電流が流れることに起因したバッテリの寿命低下（劣化）を抑制している。具体的には、バッテリ寿命優先モードの選択時には、外部電源から充電器を介してバッテリに流れる電流を所定値に抑えることで、バッテリの劣化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２３７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のバッテリ充電装置のように、外部電源から充電器を介して供給される電力を単に絞るだけでは、充電時間が長くなり、充電効率が低下する。また、充電器の定格電力に満たない充電を行うこととなり、充電器の充電性能を生かし切れていない。従って、外部電源から供給される電力を有効に活用することで、バッテリの劣化を抑制しながら、バッテリの充電効率を向上することについては依然として課題が残されている。
【０００６】
本発明はこのような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、外部電源から供給される電力を有効に活用することで、バッテリの劣化を抑制しながら充電時間を短縮し、バッテリの充電効率を向上することができるバッテリ充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００８】
（１）本適用例に係るバッテリ充電装置は、車両に搭載され、所定の上限電圧まで充電可能なバッテリと、前記車両の外部電源により前記バッテリに充電する充電手段と、前記バッテリを冷却する冷却手段と、前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、前記バッテリの充電中に前記電圧検出手段により検出される前記電圧が前記上限電圧に達したとき、所定の設定電圧に低下するまで前記充電手段による前記バッテリの充電を停止する、又は、前記バッテリの充電電力を低減する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バッテリの充電中に充電を停止又は充電電力を低減している間、前記外部電源からの電力により前記冷却手段を作動させる。
【０００９】
本適用例に係るバッテリ充電装置によれば、バッテリの充電中に電圧検出手段により検出される電圧が上限電圧に達したとき、所定の設定電圧に低下するまで充電手段によるバッテリの充電を停止する、又は、バッテリの充電電力を低減する制御手段を備えることで、バッテリの充電停止又は充電電力低減、その後の通常の充電電力による充電再開、さらにその後の充電停止又は充電電力低減といった繰り返しのオンオフ制御を実施することができる。これにより、バッテリを連続的に充電した場合と比べて、結果として、より短時間でバッテリの充電を完了することができる。
【００１０】
また、本適用例に係るバッテリ充電装置においては、バッテリの充電を停止、又は充電電力を低減している間において外部電源から供給される電力によりバッテリの冷却手段を作動させる。これにより、バッテリ充電の停止中に外部給電から供給可能な電力を無駄とせずに有効に活用し、かつ、バッテリ充電に起因するバッテリ温度の上昇を防ぐことで、バッテリの劣化を抑制しつつ、バッテリの充電効率を向上することができる。
【００１１】
（２）前記本適用例に係るバッテリ充電装置において、冷却手段は、循環する冷却水でバッテリを冷却するバッテリ冷却回路を含む。水冷式のバッテリ冷却回路でバッテリを冷却する場合、バッテリの冷却効果、消費電力は空冷式の冷却方式に比して大きい。これにより、外部電源から充電手段を介して供給される電力をより一層有効に冷却手段に活用することができるとともに、バッテリの効果的な冷却によって充電効率を向上することができる。
【００１２】
（３）前記本適用例に係るバッテリ充電装置において、バッテリ冷却回路は、圧縮機を含む冷凍サイクルを形成する冷媒回路を含み、冷媒回路は、循環する冷媒で冷却水を冷却する。冷媒回路を含むバッテリ冷却回路でバッテリを冷却する場合、バッテリの冷却効果、消費電力は空冷式の冷却方式に比して大きい。これにより、外部電源から充電手段を介して供給される電力をより一層有効に冷却手段に活用することができるとともに、バッテリの効果的な冷却によって充電効率を向上することができる。
【００１３】
（４）前記本適用例に係るバッテリ充電装置において、制御手段は、バッテリの充電を停止した後、電圧検出手段により検出される電圧が所定の設定電圧以下となったとき、充電手段によるバッテリの充電を再開し、当該充電の再開後は、外部電源からの電力の少なくとも一部により冷却手段を作動させる。これにより、満充電に近づいて高温になるバッテリを効果的に充電することができ、充電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１４】
前記適用例を用いる本発明のバッテリ充電装置によれば、外部電源から供給される電力を有効に活用することで、バッテリの劣化を抑制しながら、バッテリの充電効率を向上することができるバッテリ充電装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ充電装置の概略構成図である。
【図２】図１のバッテリの充電中におけるバッテリ電圧Ｖｂ、充電器からバッテリに供給される充電電力Ｅｂ、バッテリを冷却するための冷却電力Ｅｃ、及びバッテリ温度Ｔｂの推移を時系列的に示した図である。
【図３】図１のＥＣＵが実行するバッテリ充電制御の制御ルーチン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】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態におけるハイブリッド車両のバッテリ充電装置の概略構成図であり、以下同図に基づき説明する。ハイブリッド車両１はいわゆるパラレル型ハイブリッドのトラックとして構成されており、以下の説明では、単に車両とも称する。
【００１７】
車両１には走行用の動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び発電機としても作動可能なモータ３（電動機）が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して変速機５の入力側が連結されている。変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。
【００１８】
モータ３は、具体的には永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備えた同期発電電動機であり、インバータ１０を介してバッテリ１１と接続されている。
【００１９】
このように構成された車両１は、クラッチ４を接続してエンジン２のみの駆動力による走行、クラッチ４を切断してモータ３のみの駆動力による走行、及びクラッチ４を接続してエンジン２及びモータ３の駆動力による走行が可能である。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する。そしてモータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。
【００２０】
車両１には、バッテリ１１を冷却するバッテリ冷却回路（冷却手段）２０が設けられている。バッテリ冷却回路２０は、冷却水が循環する循環路２０ａを有し、循環路２０ａには、冷却水の流れ方向の順に、バッテリ１１、ラジエータ２１、ポンプ２２が介挿されている。また、バッテリ冷却回路２０は、循環路２０ａにおいてラジエータ２１を迂回するバイパス路２０ｂを有し、バイパス路２０ｂには熱交換器２３が介挿されている。
【００２１】
ラジエータ２１は電動のファン２４を備え、ファン２４により送風される外気との熱交換により冷却水を冷却する熱交換器である。ポンプ２２は電動であり、循環路２０ａ及びバイパス路２０ｂにおいて冷却水を循環させる。
【００２２】
このように構成されたバッテリ冷却回路２０では、バッテリ１１の冷却時に、ポンプ２２が駆動することでバッテリ１１の熱を吸収した冷却水がラジエータ２１に送られる。ラジエータ２１では、冷却水と外気との間で熱交換が行われることで、冷却水が冷却される。そして、十分冷却された冷却水が再びバッテリ１１に送られる。
【００２３】
また、バッテリ冷却回路２０は、冷媒が循環する循環路３０ａを有する冷媒回路３０を備えている。循環路３０ａには、冷媒の流れ方向から順に、熱交換器２３、圧縮機３１、図示しない凝縮器、膨張弁などが介挿されている。冷媒回路３０は、熱交換器２３を蒸発器として機能させる冷凍サイクルを形成し、熱交換器２３において冷媒によりバッテリ冷却回路２０を循環する冷却水を冷却する。圧縮機３１は電動の例えばスクロール式であり、冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒の圧力、ひいては冷媒の温度を調整する。
【００２４】
このように構成された冷媒回路３０では、バッテリ１１の冷却時に、圧縮機３１が駆動することで低温の冷媒が熱交換器２３に送られる。熱交換器２３では、冷媒と冷却水との間で熱交換が行われることで、冷却水が冷却される。そして、十分冷却された冷却水が再びバッテリ１１に送られる。
【００２５】
バッテリ冷却回路２０によるバッテリ１１の放熱量は、ポンプ２２、ファン２４、圧縮機３１の回転数に応じて変化する。例えば、ポンプ２２の回転数を増大すれば、冷却水の循環量が増大し、バッテリ１１の放熱量が増大する。また、ファン２４の回転数を増大すれば、ラジエータ２１での冷却水の放熱が促進され、冷却水を低温に維持できることから、バッテリ１１の放熱量は増大する。また、圧縮機３１の回転数を増大すれば、冷媒回路３０の冷凍サイクルに係る冷却能力が上昇し、熱交換器２３における冷却水の放熱が促進され、冷却水を低温に維持できることから、バッテリ１１の放熱量は増大する。
【００２６】
また、バッテリ１１には、車両１の外部に設けられた外部電源３２と接続可能であり、この外部電源３２からバッテリ１１に給電が可能な充電器（充電手段）３３が接続されている。外部電源３２は例えば家庭用の１００Ｖ、２００Ｖの普通充電や、急速充電、非接触充電などがある。本実施形態では１つの充電器３３を示しているが、充電器３３を外部電源３２に対応して複数設けても良い。
【００２７】
車両１には、バッテリ冷却回路２０を含め、バッテリ１１の管理を行うＥＣＵ（電圧検出手段、制御手段）４０が搭載されている。ＥＣＵ４０には、充電器３３、バッテリ１１の温度Ｔｂを検出するバッテリ温度センサ４１、車両１外部の外気温度Ｔａを検出する外気温度センサ４２が接続されている。また、ＥＣＵ４０は、バッテリ１１のバッテリ電圧Ｖｂ、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出し、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣ（State Of Charge：充電量）を算出する。
【００２８】
また、バッテリ１１には、過電圧の印加からバッテリ１１を保護するための上限電圧Ｖｂｍａｘが予め設定されている。また、バッテリ１１は、発熱により高温になると、性能の低下や寿命低下が生じるため、使用上において適正な温度範囲が定められている。
【００２９】
また、ＥＣＵ４０はバッテリ冷却回路２０のポンプ２２及びファン２４と、冷媒回路３０の圧縮機３１との駆動制御も行う。これらポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１の駆動は、通常、バッテリ１１の充電中や車両１の走行時を含め、バッテリ１１に蓄えられた電力により行われるが、充電中は、バッテリを介さずに外部電源３２からの電力によって直接駆動することもできる。
【００３０】
ここで、ＥＣＵ４０は、比較的長い充電時間（例えば２４時間）を確保できる場合、バッテリ１１の劣化を抑制するために、低い電流値にてバッテリ１１の充電を行うように充電器３３に指令する。この場合には、バッテリ１１の劣化を伴うことなくバッテリ１１を満充電することが可能である。
【００３１】
一方、ＥＣＵ４０は、充電時間を短時間しか確保できない場合、高い電流値にて急速充電するように充電器３３に指令する。この場合には、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに近づくと、バッテリ１１を保護するべく、ＥＣＵ４０はバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘを越えないように外部電源３２から供給される電力を充電器３３にて絞らざるを得ない。これでは、充電器３３の定格電力に満たない充電性能しか発揮されないこととなる。
【００３２】
一方、バッテリ１１は、上述したように、使用上の適正な温度範囲を越えて高温になると劣化を生じる。また、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに近づいた状態では、充電エネルギが熱になって放出され続けているため、バッテリ１１の温度上昇も顕著となる。
【００３３】
このように、従来、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに近づいた状態においては、バッテリ１１の温度が比較的高温となることから、外部電源３２からバッテリ１１に供給される電力を連続的に絞りながら、且つ、バッテリ１１に充電器３３から供給される電力のうち、バッテリ１１に絞りながら供給される充電電力を除く余剰の電力でバッテリ１１の冷却も行わなければならなかった。
【００３４】
しかしながら、このような従来の連続的な充電方法では、バッテリ１１の抵抗が増大し、充電時間に対する充電量、つまり充電効率が低下することから、充電器３３の充電性能を最大限活かすことができず、また、バッテリ１１が満充電となるまで長時間を要していた。
【００３５】
しかも、従来の連続的な充電はバッテリ１１に自然放電が生じ易い。このため、当該自然放電を補うべく、充電器３３は、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘを超えない範囲で、外部電源３２からの電流を絞りながら微少電流を押し込むような形でバッテリ１１に供給し、バッテリ１１を満充電に導く、いわゆるトリクル充電が行われる。
【００３６】
このようなトリクル充電時には、微少電流に基づくバッテリ１１への供給電力は、同時に行われるバッテリ１１の冷却にほぼ全て使用されることとなる。このため、バッテリ１１の充電中にもかかわらず、バッテリ１１に充電されない電力が外部電源３２から充電器３３を介してバッテリ１１に供給されることとなり、バッテリ１１の充電効率が著しく低下していた。
【００３７】
そこで、本実施形態のＥＣＵ４０は、外部電源３２から充電器３３を介して供給される電力を有効に活用することで、バッテリ１１の劣化を抑制しながら、バッテリ１１の充電効率を向上するためのバッテリ充電制御を行っている。
【００３８】
具体的には、図１に示すように、充電器３３は、バッテリ１１のみならず、冷却手段としてのポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１にも直接に電力を供給可能に接続されている。このとき、充電器３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を介してこれらのコンポーネントに電力を供給しても良い。そして、当該バッテリ充電制御では、外部電源３２から供給される電力を充電器３３がバッテリ１１と上記冷却手段とに適宜供給することで、バッテリ１１の充電と、充電中におけるバッテリ１１の冷却との最適な電力配分を実現している。
【００３９】
図２は、本実施形態のバッテリ充電制御を説明するために、バッテリ１１の充電中におけるバッテリ電圧Ｖｂ、充電器３３からバッテリ１１に供給される充電電力Ｅｂ、バッテリ１１を冷却するための冷却電力Ｅｃ、及びバッテリ温度Ｔｂの推移を時系列的に示した図である。
【００４０】
図２に示すように、当該バッテリ充電制御では、バッテリ１１の充電中にバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘになったとき、充電器３３によるバッテリ１１の充電を停止し、外部電源３２からバッテリ１１に供給される充電電力Ｅｂをゼロとしている。そして、バッテリ１１の充電を停止している間、外部電源３２からの供給電力を直接に用いて意図的にポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１の少なくとも何れかを駆動することでバッテリ１１を冷却し、外部電源３２から供給される電力を充電電力Ｅｂの代わりに冷却電力Ｅｃとして消費している。
【００４１】
また、図示はされないが、本実施形態のバッテリ充電制御においては、通常充電時にバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘになったとき、充電器３３によるバッテリ１１の充電を停止するのではなく、バッテリ電圧Ｖｂが設定電圧Ｖｂｓ１以下となる電圧降下が発生するような電流値まで充電電力を低減しても良い。この場合、充電電力を低減している間は、外部電源３２から供給される電力のうち、バッテリの充電電力Ｅｂを差し引いた余剰電力を冷却電力Ｅｃとして消費することができる。
【００４２】
このように充電電力を絞らずにバッテリ１１を充電する通常充電を実施し、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘとなった後にバッテリ充電を停止、又は充電電力を低減した後は、図２に示すように、バッテリ１１において一定量の電圧降下が発生する。このような電圧降下は、特に比較的大きな電流値で充電する場合に発生し、バッテリ１１の電解液や活物質中のイオン分布において電荷的な不均衡による電位特性の偏った状態が元に戻ることに起因する。このような偏った電位特性の状態にあるバッテリ１１の電圧値は、前述の内部抵抗が含まれた電圧値であり、内部抵抗を差し引いた電圧値が真の電圧値となる。
【００４３】
加えて、内部抵抗が含まれた電圧値が上限電圧となり、電位特性が偏った状態のバッテリ１１において、バッテリ１１の内部抵抗を差し引いた電圧値が上限電圧値となるまで連続的な充電を実施する場合、内部抵抗が高いことから、非常に長い充電時間を要する。
【００４４】
以上のバッテリ特性を考慮し、当該バッテリ充電制御では、バッテリ１１の充電中にバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘになったとき、充電器３３によるバッテリ１１の充電を停止、又は充電電力を低減することによりバッテリ電圧降下を意図的に発生させ、バッテリ電圧Ｖｂが設定電圧Ｖｂｓ１以下となったとき、充電器３３によるバッテリ１１の通常充電が再開される。
【００４５】
通常充電再開のトリガーとなる設定電圧Ｖｂｓ１は、上限電圧Ｖｂｍａｘよりも小さな電圧値であり、バッテリ１１の電圧降下が実質的に収束する電圧値である。設定電圧Ｖｂｓ１は、バッテリ１１が満充電に近づくにつれ、バッテリ１１の充電量（ＳＯＣ）に応じて、例えば図２に示すように設定電圧Ｖｂｓ２、設定電圧Ｖｂｓ３と徐々に大きくなるように設定される。
【００４６】
充電電力Ｅｂは、バッテリ１１の充電停止又は充電電力低減、その後の通常の充電電力による充電再開、さらにその後の充電停止又は充電電力低減といった繰り返しのオンオフ制御により、段階的な矩形波で時系列的に推移している。
【００４７】
充電電力Ｅｂは、バッテリ１１が満充電に近づくにつれて、供給時間及び電力値が共に徐々に減少している。これは、上述したように、バッテリ１１が満充電に近づくと、バッテリ１１のＳＯＣが高くなるにつれて上限電圧とバッテリ１１が持つ内部抵抗を差し引いた電圧値の差分が小さくなることに起因している。図２に一点鎖線で示したように、充電電力Ｅｂの増減を表す矩形波は、時間平均で描いたとき、なだらかな近似曲線で表され、バッテリ１１は全体的に見て円滑且つ短時間で満充電に至ることが分かる。
【００４８】
一方、バッテリ１１の冷却電力Ｅｃの増減も段階的な矩形波で時系列的に推移している。冷却電力Ｅは、バッテリ１１が満充電に近づくにつれて、供給時間は徐々に減少するものの、電力値は増大している。これは、上述したように、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに近づくと、バッテリ１１の温度上昇も顕著となるため、バッテリ１１の冷却要求に適切に対処しているためである。図２に破線で示したように、冷却電力Ｅｃの増減を表す矩形波は、時間平均で描いたとき、なだらかな近似曲線で表され、バッテリ１１は満充電に至るまでに、全体的に見て円滑且つ短時間で効果的に冷却されることが分かる。
【００４９】
実際に、バッテリ温度Ｔｂは、バッテリ１１の適正温度範囲の上限温度Ｔｂｍａｘを越えない範囲で、冷却電力Ｅの増大に伴い局所的に減少しながら、増減を繰り返して推移している。図２に二点鎖線で示したように、バッテリ温度Ｔｂの上限値は、なだらかな近似曲線で表され、バッテリ１１が満充電に近づくにつれて徐々に低下している。このようなバッテリ温度Ｔｂの低下は、バッテリ充電完了後、例えば車両１の走行開始前において好ましい準備状態であり、バッテリ充電完了直後に車両１を走行する場合における航続距離の延長にも寄与するものである。
【００５０】
図３は、ＥＣＵ４０が実行するバッテリ充電制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。以下、図３のフローチャートに沿って本実施形態のバッテリ充電制御について詳しく説明する。
【００５１】
先ずステップＳ１では、バッテリ充電制御の開始時におけるバッテリ電圧Ｖｂ、外気温度Ｔａ、及び充電量ＳＯＣを取得し、ステップＳ２に移行する。
【００５２】
次にステップＳ２では、バッテリ電圧Ｖｂ、外気温度Ｔａ、及び充電量ＳＯＣなどに基づいて、バッテリ１１を満充電に導くための最適な充電電力Ｅｂを算出し、ステップＳ３に移行する。
【００５３】
次にステップＳ３では、バッテリ１１の充電停止又は充電電力の低減が必要か否かを判定する。具体的には、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達したか否か、又はバッテリ電圧Ｖｂが一度上限電圧Ｖｂｍａｘに達した後に上述した設定電圧Ｖｂｓ１〜Ｖｂｓ３に低下したか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達している、又はバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達した後に上述した設定電圧Ｖｂｓ１〜Ｖｂｓ３に低下していない場合、ステップＳ４に移行する。
【００５４】
次にステップＳ４では、バッテリ電圧Ｖｂ、外気温度Ｔａ、及び充電量ＳＯＣなどに基づいて、バッテリ温度Ｔｂが適正温度範囲の上限温度Ｔｂｍａｘを越えないための最適な冷却電力Ｅｃを算出し、ステップＳ５に移行する。
【００５５】
次にステップＳ５では、バッテリ１１の充電停止（充電電力Ｅｂ＝０）又は、充電電力の低減を行う。併せて、算出した冷却電力Ｅｃに基づいて、冷却手段としてのポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１の少なくとも何れかに充電器３３を介して外部電源３２の電力を供給し、冷却手段を駆動してバッテリ１１の冷却を実施し、当該ルーチンをリターンする。
【００５６】
一方、ステップＳ３において当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達していないとき、或いは、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達した後に上述した設定電圧Ｖｂｓ１〜Ｖｂｓ３に低下したときは、ステップＳ６に移行する。
【００５７】
ステップＳ６では、算出した充電電力Ｅｂに基づくバッテリ１１の通常充電を行う。また、或いは、バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達した後に上述した設定電圧Ｖｂｓ１〜Ｖｂｓ３に低下したとき、バッテリ１１の通常充電を再開する。併せて、算出した冷却電力Ｅｃに基づいて冷却手段に電力供給し、バッテリ１１の必要最低限の冷却、つまり最小限の消費電力となるミニマム冷却を実施し、当該ルーチンをリターンする。
【００５８】
こうして、ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返し実行することで、外部電源３２から供給される電力がバッテリ１１の充電と、充電中におけるバッテリ１１の冷却とに最適配分される。
【００５９】
以上のように本発明は、バッテリ１１の連続的な長時間充電は、バッテリ１１の抵抗が増大し、結果として、充電効率が著しく低下するとの弊害に着目し、本実施形態でのバッテリ充電制御を実行するものである。
【００６０】
具体的には、先ず、充電中にバッテリ電圧Ｖｂ、充電量ＳＯＣ、及びバッテリ温度Ｔｂなどを監視する（ステップＳ１）。次に、最適な充電電力Ｅｂを算出した後（ステップＳ２）、バッテリ１１に対する充電の停止又は充電電力の低減が必要か否かを判定している（ステップＳ３）。さらに、充電の停止又は充電電力の低減が必要と判定された場合には、バッテリ１１に要求される冷却電力Ｅｃを算出する（ステップＳ４）。
【００６１】
その後、必要に応じてバッテリ１１の充電停止又は充電電力の低減を実施するとともに、算出した冷却電力Ｅｃに基づいて圧縮機３１などの冷却手段を局所的に大パワーで駆動し、バッテリ１１を外部電源３２の電力で積極的に冷却或いは予備冷却し、バッテリ温度Ｔｂを低減する（ステップＳ５）。
【００６２】
その後、ある程度時間が経過してバッテリ電圧Ｖｂが低下した後にバッテリ１１の通常充電を再開することで（ステップＳ６）、バッテリ１１のより効率的な充電が可能となる。最終的に、上記ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すことで、外部電源３２から供給される電力を有効に活用することで、バッテリの劣化を抑制しながら充電時間を短縮し、バッテリの充電効率を向上させることができる。
【００６３】
なお、図２はバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｍａｘに達した際に、その後の充電電力Ｅｂを圧縮機３１などにより消費させることで行うバッテリ充電制御の一例であり、バッテリ１１の充電と冷却との切換にバッテリ電圧Ｖｂ以外の他の要素（例えば経過時間）を用いても良い。
【００６４】
また、バッテリ充電制御は、上述したように、バッテリ１１の充電停止、再開のオンオフの切換に限らず、充電電力の低減により行っても良い。ここで、充電電力の低減は、所定値の低電圧値に切換えることにより実施しても良いし、徐々に低電圧値へ低減することにより実施しても良い。
【００６５】
また、バッテリ１１の充電再開時には、バッテリ１１が満充電に近づいている場合、外部電源３２からの電力のすべてを充電するのではなく、当該電力の少なくとも一部により圧縮機３１などの冷却手段を作動させても良い。
【００６６】
このように、本実施形態のバッテリ充電制御は、バッテリ１１の充電時の冷却と充電とをバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ電圧Ｖｂ、充電量ＳＯＣなどを基準として圧縮機３１などの冷却機器を用いて制御し、外部電源３２から供給される電力を充電器３３の定格電力を使い切る形で最適配分することで、バッテリ１１の充電と冷却とのより一層の効率的な両立を実現し、バッテリ１１の過充電や発熱に起因した劣化を抑制しながら、バッテリ１１の充電効率の向上を実現している。
【００６７】
以上で本発明に係るバッテリ充電装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００６８】
例えば、上記実施形態のバッテリ冷却回路２０に設けられる装置は上述したものに限られるものではなく、各装置の配置などもこれに限られるものではなく、他の装置を設けたり、配置を替えたりしても良い。
【００６９】
また、上記実施形態のバッテリ充電制御では、バッテリ１１の充電中にポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１を最適な回転数や駆動タイミングで駆動する。しかし、これに限らず、バッテリ１１に要求される冷却仕事量を確保可能であれば、ポンプ２２、ファン２４、及び圧縮機３１の少なくとも１つ、或いは２つの組み合わせで駆動させても良い。
【００７０】
また、上記実施形態のバッテリ充電制御では、水冷式のバッテリ冷却回路２０でバッテリ１１を冷却するが、これに限らず、空冷式の冷却手段でバッテリ１１を冷却する場合にも本発明を適用可能である。しかし、一般に、水冷式の冷却手段は、空冷式よりも冷却効果が大きく、消費電力も大きいため、当該バッテリ充電制御の適用に好適である。
【００７１】
また、上記実施形態では、本発明をハイブリッド型トラックに適用した場合について説明したが、ハイブリッド型のバスや乗用車に適用しても良いし、走行用動力源としてモータのみを備えた電気自動車に適用しても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１    車両
１１    バッテリ
２０    バッテリ冷却回路（冷却手段）
３０    冷媒回路
３１    圧縮機
３２    外部電源
３３    充電器
４０    ＥＣＵ（電圧検出手段、制御手段）
【図１】
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【図２】
2018107861.tif 000004
【図３】
2018107861.tif 000005