(57)【要約】【課題】  サブバッテリを充電するときに発生する熱を有効利用できる車両の電源装置を提供する。【解決手段】  車両の駆動系（インバータ7、走行用モータ9）への給電を主目的とするメインバッテリ1と、駆動系と異なる電源系統への給電を行うサブバッテリ2と、メインバッテリ1の温度を検出する温度センサ3と、サブバッテリ2の充電容量を検出する充電状態センサ4と、メインバッテリ1の温度が所定閾値以下であって、かつ、サブバッテリ2が充電可能である場合、メインバッテリ1の電力を用いてサブバッテリ2を充電するコントロールユニット5と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動系への給電を主目的とするメインバッテリと、
前記駆動系と異なる電源系統への給電を行うサブバッテリと、
前記メインバッテリの温度を検出する温度検出手段と、
前記サブバッテリの充電容量を検出する充電容量検出手段と、
前記メインバッテリの温度が所定温度以下であって、かつ、前記サブバッテリが充電可能である場合、前記メインバッテリの放電電力により前記サブバッテリを充電するサブバッテリ充電制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の電源装置において、
前記サブバッテリ充電制御手段は、前記サブバッテリの充電容量があらかじめ設定された放電下限値以下となったとき、前記サブバッテリの充電容量が満充電状態の充電容量よりも低い所定の充電容量となるまで前記サブバッテリを充電することを特徴とする車両の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の駆動系へ給電を行うメインバッテリと、駆動系と異なる電源系統への給電を行うサブバッテリを備えた車両において、サブバッテリの充電容量が低下した場合には、メインバッテリからサブバッテリへ充電を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７６５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、サブバッテリの充電タイミングはメインバッテリの温度と無関係に行われているため、メインバッテリの温度が高い場合、サブバッテリを充電する際に発生する熱が無駄に捨てられるという問題があった。
本発明の目的は、サブバッテリを充電するときに発生する熱を有効利用できる車両の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、車両の駆動系への給電を主目的とするメインバッテリの温度が所定温度以下であって、かつ、駆動系と異なる電源系統への給電を行うサブバッテリが充電可能である場合、メインバッテリの放電電力によりサブバッテリを充電する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、サブバッテリを充電するときに発生する熱をメインバッテリの暖機に有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の電源装置を適用した電気自動車の電気系統を示すブロック図である。
【図２】実施例１のコントロールユニット5で実行されるサブバッテリ充電処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例２のコントロールユニット5で実行されるサブバッテリ充電処理の流れ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】
【０００８】
以下、本発明の車両の電源装置を実施するための形態を、実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の電源装置を適用した電気自動車の電気系統を示すブロック図である。
実施例１の電源装置は、メインバッテリ1と、サブバッテリ2と、温度センサ（温度検出手段）3と、充電状態センサ（充電容量検出手段）4と、コントロールユニット（サブバッテリ充電制御手段）5とを備える。
【０００９】
メインバッテリ1は、複数の電池セル（例えば、リチウムイオン電池）が電気的に直列接続されて、高電圧（例えば、400V）で充放電を行う二次電池である。メインバッテリ1から放電される電力は、リレー6を介してインバータ7またはDC/DCコンバータ8へ供給される。リレー6は、コントロールユニット5からの信号に応じて、メインバッテリ1とインバータ7との電気的な接続の維持または遮断、メインバッテリ1とDC/DCコンバータ8との電気的な接続の維持または遮断を行う。
【００１０】
インバータ7は、車両の走行を制御する図外のコントローラにより制御され、直流電力を交流電力に変換して走行用モータ9へ供給する。DC/DCコンバータ8は、メインバッテリ1から供給された電力を例えば12Vに降圧してサブバッテリ2へ供給する。サブバッテリ2は、駆動系（インバータ7、走行用モータ9）と異なる電源系統の12V負荷（例えば、ランプ、メータ等）10に電力を供給する。
【００１１】
コントロールユニット5は、メインバッテリ1の端子電圧、充放電電流に基づいて充電容量を逐次算出し、充電容量があらかじめ設定された放電下限値以下となったとき、ドライバに警報を発してメインバッテリ1の充電を促す。そして、停車時、充電器11に図外の外部電源が接続されたとき、メインバッテリ1を充電する。また、走行時には走行用モータ9の回生動作で発電された電力によりメインバッテリ1を充電する。さらにコントロールユニット5は、充電状態センサ4により得られたサブバッテリ2の充電容量（充電状態）を逐次監視し、充電容量があらかじめ設定された放電下限値以下となったとき、メインバッテリ1の放電電力をDC/DCコンバータ8を介してサブバッテリ2へ供給し、サブバッテリ2を満充電状態付近まで充電する。
【００１２】
ここで、メインバッテリ1が本来のバッテリ出力性能を発揮するためには適正な温度範囲で使用する必要があり、温度が適正な温度範囲から外れると、本来のバッテリ出力性能が得られず、走行性能の悪化を招く。そこで、実施例１のコントロールユニット5は、温度センサ3により得られたメインバッテリ1の温度が適正な温度範囲を下回る場合であって、充電状態センサ4により得られたサブバッテリ2の充電容量に余裕があるとき（充電可能であるとき）、メインバッテリ1の放電電力をDC/DCコンバータ8を介してサブバッテリ2へ供給し、サブバッテリ2を充電する。つまり、サブバッテリ2を充電する際にメインバッテリ1の内部に発生する熱エネルギーを利用してメインバッテリ1を暖機する。
【００１３】
［サブバッテリ充電処理］
図２は、実施例１のコントロールユニット5で実行されるサブバッテリ充電処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。この処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
ステップS1では、温度センサ3からメインバッテリ1の温度、充電状態センサ4からサブバッテリ2の充電容量を取得する。
ステップS2では、ステップS1で取得したメインバッテリ1の温度が所定閾値（所定温度）以下であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS3へ進み、NOの場合には本制御を終了する。ここで、所定閾値は、メインバッテリ1の適正温度範囲の下限値とする。
【００１４】
ステップS3では、サブバッテリ2の充電容量に余裕があるか否かを、ステップS1で取得したサブバッテリ2の充電容量が満充電状態の充電容量よりも低いか否かにより判定し、YESの場合にはステップS4へ進み、NOの場合にはステップS5へ進む。
ステップS4では、リレー6に対してメインバッテリ1とDC/DCコンバータ8とを電気的に接続する信号を出力してサブバッテリ2を充電する。
ステップS5では、リレー6に対してメインバッテリ1とDC/DCコンバータ8とを電気的に遮断し、メインバッテリ1とインバータ7とを電気的に接続する信号を出力してサブバッテリ2の充電を終了する。
【００１５】
次に、作用を説明する。
従来の電源装置では、サブバッテリの充電容量が低下したとき、メインバッテリからサブバッテリへ充電を行っているが、サブバッテリの充電タイミングはメインバッテリの温度と無関係に行われているため、メインバッテリの温度が高いときにサブバッテリを充電すると、メインバッテリで発生する熱が無駄に捨てられてしまう。さらに、メインバッテリの温度が適正な温度範囲を超えないように冷却が必要になることもあり、この場合、メインバッテリを冷却する空調装置を駆動するためにより電力が消費されてしまう。
これに対し、実施例１の電源装置では、メインバッテリ1の温度が適正温度範囲の下限値以下である場合に、サブバッテリ2を充電するため、メインバッテリ1で発生した熱をメインバッテリ1の暖機に有効利用できる。すなわち、サブバッテリ2の充電は、通常行う制御であり、メインバッテリ1の温度が上昇しているときに行えば、メインバッテリ1の温度をさらに上げるだけで、メインバッテリ1の冷却負荷を大きくするものであり、邪魔な発熱となる。一方、メインバッテリ1の暖機が必要なときに行うことで、発生する熱を有効に使うことができる。
【００１６】
実施例１の電源装置では、以下の効果を奏する。
(1) 車両の駆動系（インバータ7、走行用モータ9）への給電を主目的とするメインバッテリ1と、駆動系と異なる電源系統への給電を行うサブバッテリ2と、メインバッテリ1の温度を検出する温度センサ3と、サブバッテリ2の充電容量を検出する充電状態センサ4と、メインバッテリ1の温度が所定閾値以下であって、かつ、サブバッテリ2が充電可能である場合、メインバッテリ1の放電電力によりサブバッテリ2を充電するコントロールユニット5と、を備えた。これにより、メインバッテリ1の放電電力によりサブバッテリ2を充電するため、電力を有効利用できる。
【００１７】
〔実施例２〕
実施例２では、サブバッテリ2の充電容量に余裕を持たせておき、メインバッテリ1の暖機を常時可能な状態とする例である。なお、実施例１と共通する部位については、同一呼称、同一の符号で表す。
実施例２において、コントロールユニット（サブバッテリ充電制御手段）5は、充電状態センサ4により得られたサブバッテリ2の充電容量（充電状態）を逐次監視し、充電容量が放電下限値を下回ったとき、メインバッテリ1の放電電力をDC/DCコンバータ8を介してサブバッテリ2へ供給し、サブバッテリ2を充電する。このとき、満充電状態とせず、例えば、満充電状態の50%程度まで充電する。
【００１８】
［サブバッテリ充電処理］
実施例２のコントロールユニット5で実行されるサブバッテリ充電処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。この処理は所定の演算周期で繰り返し実行される。
ステップS11では、充電状態センサ4からサブバッテリ2の充電容量を取得する。
ステップS12では、ステップS1で取得したサブバッテリ2の充電容量が放電下限値以下であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS13へ移行し、NOの場合にはステップS15へ移行する。
【００１９】
ステップS13では、ステップS1で取得したサブバッテリ2の充電容量が所定値（満充電状態の50%の充電容量）以上であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS15へ移行し、NOの場合にはステップS14へ移行する。
ステップS14では、リレー6に対してメインバッテリ1とDC/DCコンバータ8とを電気的に接続する信号を出力してサブバッテリ2を充電する。
ステップS15では、リレー6に対してメインバッテリ1とDC/DCコンバータ8とを電気的に遮断し、メインバッテリ1とインバータ7とを電気的に接続する信号を出力してサブバッテリ2の充電を終了する。
【００２０】
次に、作用を説明する。
実施例１では、メインバッテリ1の温度が低い場合であっても、サブバッテリ2が充電可能でないときにはメインバッテリ1の放電によるメインバッテリ1の暖機を行うことができなかった。そこで、実施例２では、サブバッテリ2を充電する際、満充電状態まで充電せず、充電容量に余裕を持たせておくことで、メインバッテリ1の温度が低いときには常にメインバッテリ1の暖機を行うことができる。
【００２１】
実施例２の電源装置では、実施例１の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(2) コントロールユニット5は、サブバッテリ2の充電容量があらかじめ設定された放電下限値以下となったとき、サブバッテリ2の充電容量が満充電状態の充電容量よりも低い所定の充電容量となるまでサブバッテリ2を充電する。これにより、メインバッテリ1の温度が低いときには常にサブバッテリ充電処理を実行でき、メインバッテリ1の暖機を行うことができる。
【００２２】
（他の実施例）
以上、本発明の車両の電源装置を実施例１に基づいて説明したが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
例えば、実施例１では、電気自動車に適用した例を示したが、メインバッテリとサブバッテリとを備えた電気系統を有する車両であれば、ハイブリッド車にも適用でき、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
実施例１のサブバッテリ充電処理では、サブバッテリ2の充電容量に余裕が無くなるまで、つまりサブバッテリ2が満充電状態となるまでサブバッテリ2の充電を継続する例を示したが、メインバッテリ1の温度が所定閾値（所定温度）を超えたとき、またはメインバッテリ1の温度が所定閾値から所定温度高くなったときにサブバッテリ2の充電を終了する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２４】
1  メインバッテリ
2  サブバッテリ
3  温度センサ（温度検出手段）
4  充電状態センサ（充電容量検出手段）
5  コントロールユニット（サブバッテリ充電制御手段）
6  リレー
7  インバータ
8  DC/DCコンバータ
9  走行用モータ
10  12V負荷
11  充電器
【図１】
2011223839.tif 000003
【図２】
2011223839.tif 000004
【図３】
2011223839.tif 000005