(57)【要約】【課題】電池の充電開始時に電池を適正な温度にするとともに、車両の運転開始までに充電を完了する車両用電源装置を提供する。【解決手段】車両用電源装置１の制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、充電開始時刻を決定するとともに当該充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすようにヒーター１０及び送風機３０の少なくともいずれか一方の作動を制御し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電時には電力を蓄え、車両走行時には蓄電された電力を走行用モータに供給する電池と、
前記電池に対して空気を供給して前記電池を冷却する冷却手段及び前記電池を加温する加温手段の少なくともいずれか一方からなる電池温度調整手段と、
少なくとも前記電池の温度及び電池の蓄電量を含む電池状態を検出し、前記電池に電力を蓄電する充電運転を制御するとともに、前記温度調整手段の作動を制御して前記電池の温度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、設定された車両の運転開始予定時刻と前記電池状態とに応じて、充電開始時刻を決定するとともに当該充電開始時刻に前記電池の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように前記加温手段及び前記冷却手段の少なくともいずれか一方の作動を制御し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了することを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電池の温度が前記設定温度条件よりも低温である場合は前記加温手段の作動を制御して、前記電池の温度が前記設定温度条件を満たしてから前記充電運転を開始することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電池の温度が前記設定温度条件よりも高温である場合は前記冷却手段の作動を制御して充電運転を開始し、前記運転開始時刻に充電運転を完了することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記制御装置は、充電運転を制御するときに走行予定距離に関する情報に基づいて充電量を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記電池を冷却する場合は、車室内空気温度が前記設定温度条件よりも高温であるときは、車両に設けられ車室内を空調する空調装置を、前記車室内空気温度を低下させるように制御するとともに、当該温度低下した車室内空気を前記電池に対して供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記電池を加温する場合は、車室内空気温度が前記設定温度条件よりも低温であるときは、車両に設けられ車室内を空調する空調装置を、前記車室内空気温度を上昇させるように制御するとともに、当該温度上昇した車室内空気を前記電池に対して供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の温度を調節可能な機能を有する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池の温度を調節する車両用電源装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１の従来の車両用電源装置は、車両を走行させない状態において、走行用バッテリを加温するときに、検出した走行用バッテリの周囲温度に０〜１５℃を加算した値の設定温度に至るまで、走行用バッテリの電力でヒーターを通電することにより走行用バッテリを加温する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３９９８０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、上記従来技術では、走行用バッテリをヒーターで設定温度以上に暖める加温運転が終了した後、例えば低温下での長時間の駐車等により、走行用バッテリが冷えてしまい、走行用バッテリが実際に充電、電力供給等の機能を発揮しようとするときに、加温した効果が消失しているという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池の充電開始時に電池を適正な温度にするとともに、車両の運転開始までに充電を完了する車両用電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の車両用電源装置に係る発明は、充電時には電力を蓄え、車両走行時には蓄電された電力を走行用モータに供給する電池と、電池に対して空気を供給して電池を冷却する冷却手段及び電池を加温する加温手段の少なくともいずれか一方からなる電池温度調整手段と、少なくとも電池の温度及び電池の蓄電量を含む電池状態を検出し、電池に電力を蓄電する充電運転を制御するとともに、電池温度調整手段の作動を制御して電池の温度を制御する制御装置と、を備え、
制御装置は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、充電開始時刻を決定するとともに当該充電開始時刻に電池の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように加温手段及び冷却手段の少なくともいずれか一方の作動を制御し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、充電運転を行う際の充電開始時刻を車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて決定することにより、充電に要する時間と当該運転開始予定時刻とを考慮した充電開始時刻を求めることができる。さらにこのように求めた充電開始時刻には、電池温度を当該設定温度条件を満たすように制御するため、電池の充電開始時に電池を適正な温度にして、効率的な充電運転を実施することができる。さらに当該充電運転を車両の運転開始までに完了する車両用電源装置が得られる。さらに、適正な温度条件下の充電によって、電池劣化の抑制が図れるとともに、充電運転に必要な電力量の低減が図れる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、制御装置は、電池の温度が設定温度条件よりも低温である場合は加温手段の作動を制御して、電池の温度が設定温度条件を満たしてから充電運転を開始することを特徴とする。この発明によれば、電池温度が低い場合に電池を加温することにより、当該設定温度条件を満たすように電池温度を低下させるため、電池の充電開始時には適正な電池温度を達成し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、制御装置は、電池の温度が設定温度条件よりも高温である場合は冷却手段の作動を制御して充電運転を開始することを特徴とする。この発明によれば、電池温度が高い場合に電池を冷却することにより、当該設定温度条件を満たすように電池温度を低下させるため、電池の充電開始時には適正な電池温度を達成し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、制御装置は、充電運転を制御するときに走行予定距離に関する情報に基づいて充電量を算出することを特徴とする。この発明によれば、走行予定距離に関する情報に基づいて充電量を算出することにより、充電運転において電池に蓄える必要のある電力量を実際の走行に要する電力量に対して高い精度で求めることができる。したがって、充電運転において電池への無駄な電力供給を低減し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、制御装置は、電池を冷却する場合は、車室内空気温度が設定温度条件よりも高温であるときは、車両に設けられ車室内を空調する空調装置を、車室内空気温度を低下させるように制御するとともに、当該温度低下した車室内空気を電池に対して供給することを特徴とする。
【００１２】
当該設定温度条件を満たすように電池を冷却する場合に車室内空気温度が設定温度条件よりも高温であるときは、電池に対して空気を供給しても電池温度を低下させることができないことが想定される。そこで、この発明によれば、車室内を空調する空調装置によって車室内空気温度を低下させる空調制御を実施し、電池に対して当該車室内空気を供給することにより、電池温度を迅速かつ効率的に低下させることができる。また、充電運転完了までに要する時間の短縮化も図れる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項において、制御装置は、電池を加温する場合は、車室内空気温度が設定温度条件よりも低温であるときは、車両に設けられ車室内を空調する空調装置を、車室内空気温度を上昇させるように制御するとともに、当該温度上昇した車室内空気を電池に対して供給することを特徴とする。
【００１４】
当該設定温度条件を満たすように電池を加温する場合に車室内空気温度が設定温度条件よりも低温であるときは、加温手段を制御して電池に対して空気を供給しても電池温度を上昇させるのに時間を要することが想定される。そこで、この発明によれば、当該加温手段の作動を制御することに加え、車室内を空調する空調装置によって車室内空気温度を上昇させる空調制御を実施し、電池に対して当該車室内空気を供給することにより、電池温度を迅速かつ効率的に上昇させることができる。また、充電運転完了までに要する時間の短縮化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用する各実施形態の車両用電源装置を模式的に示した構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用電源装置における充電運転を示したフローチャートである。
【図３】車両用電源装置における充電運転の第２実施形態を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態に係る車両用電源装置１について図１を用いて説明する。本実施形態の車両用電源装置１は、内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、電池に充電された電力によって駆動されるモータを走行駆動源として推進する電気自動車等に用いられ、充電プラグとコンセントの接続により、商用電源等から走行用電力を充電可能なプラグイン機構を備える。
【００１８】
図１は、第１実施形態に係る車両用電源装置１を模式的に示した構成図である。図１に示すように、車両用電源装置１は、主に、複数個の電池セルの集合体である電池モジュール２（特許請求の範囲の「電池」に相当する）と、電池モジュール２を冷却する送風を供給する送風機３０と、送風機３０が供給する冷却風の通路に設けられて冷却風を加熱するヒーター１０と、複数個の電池セルに電気的に接続され、電池モジュール２からの電力供給を制御するために用いられる制御部品と、を備えている。
【００１９】
電池モジュール２は、電気的に直列接続された複数個の電池セルをその側面を対向させて積層配置し、これらを一体化して構成されたものであり、筐体４０内に収納されている。電池モジュール２は、車両の走行駆動源である走行用モータ５に対して電力を供給し、ハイブリッド自動車の場合には、例えば自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等、比較的温度の低い場所に配置されている。電池モジュール２を構成する電池セルは、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池等で構成される。電池モジュール２は、所定の条件が満たされると、充電器６やインバータ４によって充電や放電が行われ、制御装置３によって温度調節及び充放電が制御される。
【００２０】
走行用モータ５は、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動用モータである。また、走行用モータ５は、ハイブリッド自動車の場合にはエンジンにて駆動される発電機の機能を有し、エンジンに対して電動機として動作する。
【００２１】
インバータ４は、電池モジュール２から出力（放電）され、昇圧コンバータ（図示せず）により昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、車両の駆動輪を駆動するための走行用モータ５に駆動電圧を与える。インバータ４は、直流電圧が供給されると制御装置３からのＰＷＭ信号に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して走行用モータ５を駆動する。これにより、走行用モータ５は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００２２】
インバータ４は、ハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時に、走行用モータ５が発電した交流電圧を制御装置３からのＰＷＭ信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサを介して昇圧コンバータへ供給する。回生制動時は、ドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動時、フットブレーキを操作しないものの走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速させるときを含む。
【００２３】
車載される充電器６は、充電プラグ７を商用電源等のコンセントに接続することにより、供給される家庭用交流電流を直流電流に変換し、高電圧の電池モジュール２に充電する装置である。
【００２４】
筐体４０と一体に組み付けられたダクト４３の内部には通路が形成され、当該通路は筐体４０の吸込口４１から筐体４０の内部に連通する。送風機３０によって強制的に送風される空気は、筐体４０の内部に流入して筐体４０の排出口４２から外部に排出される。ダクト４３は、車両に設けられる空調装置２０によって空調される車室内と連通している。また、当該通路には、送風機３０の他に、送風機３０の下流側にヒーター１０を設けるようにしてもよい。また、電池モジュール２は、電池モジュール２に対して強制的に送風を供給する送風機３０及びヒーター１０と合わせて一体化した電池パックとして自動車に搭載してもよい。
【００２５】
ヒーター１０は、通電により発熱する発熱体を有する電気式ヒーターであり、電池モジュール２に対して供給される空気を加熱することにより電池モジュール２を周囲から加温する加温手段である。ヒーター１０は、通風抵抗をより小さく抑え、送風機３０により送風される空気に対して極力抵抗とならないように構成される。電気式の発熱体としてのヒーター１０は、例えばニクロム線（高電気抵抗線）が用いられる。したがって、ヒーター１０は、ニクロム線に通電が行われることにより、電気抵抗による発熱を伴って流通する空気を加熱する。
【００２６】
ヒーター１０に供給される電力は、制御装置３からの制御信号を受信するヒーター制御回路（図示せず）によって制御される構成である。ヒーター１０に接続される電極端子間の電圧差がヒーター制御回路で制御されて電力としてヒーター１０に供給される。ヒーター制御回路は、例えばパワートランジスタで構成される。
【００２７】
送風機３０は、電池モジュール２に対して空気を供給することにより電池モジュール２からの放熱を促進して電池モジュール２を冷却する冷却手段であり、制御装置３によって制御されて車室内の空気をダクト４３内の通路に引き込んで筐体４０内の電池モジュール２に送風する。送風機３０は、軸流ファン３１と、軸流ファン３１を回転駆動するモータ３２と、を備えて構成されている。送風機３０は、軸流ファンに限定されるものではなく、たとえば、斜流式ファン、遠心式ファン（シロッコファン、ラジアルファン、ターボファン等）を備えるものでもよい。送風機３０によって強制的に筐体４０内に送られる空気は、電池モジュール２を構成する各電池セルの外面部を沿うように流れ、外部から各電池セルと接触する。
【００２８】
また、送風機３０によって強制的に流れる空気は、電池モジュール２の上部表面に向かって流れ、各電池セルの上部表面に達するようにしてもよい。電池モジュール２の上部に、電池セルの電極部同士を接続するバスバーと一体の薄板状のフィンが設けてあってもよい。この場合、送風空気は、当該フィンに衝突して、フィンを介して各電池セルの熱と熱交換する。この空気との熱交換によって、各電池セルは暖機または冷却される。
【００２９】
制御装置３には、例えば補機バッテリの電力が供給されることにより電源が入るようになっている。制御装置３は、送風機３０のファンの回転数を検出し、ファン３１が吸い込む空気の温度によって検出する。車室内の空気を吸い込む場合は、当該吸気温度は、車室内空気を検出する内気温度センサ２２から送られる信号が制御装置３に入力されることにより求められる。また制御装置３には、車外の外気温度を検出する外気温度センサ２１から送られる信号が入力されて外気温度が求められ、車室内の入射する日射量を検出する日射センサ２３から送られる信号が入力されて日射量が求められる。
【００３０】
さらに、制御装置３には、車両の運転が開始される運転開始予定時刻が時刻設定部８から送られる信号として入力される。当該運転開始予定時刻が時刻設定部８から送られる場合は、ユーザーが直接時刻を入力すること、ナビゲーション装置において設定された情報に基づくこと等がある。すなわち時刻設定部８は、ユーザーが直接操作する時刻操作部もしくはナビゲーション装置、またはこれらのいずれかと通信して制御装置３に対して運転開始予定時刻に関する情報を送信する装置であってもよい。
【００３１】
制御装置３は、電池モジュール２の各電池セルの状態（例えば電圧、蓄電量、電池温度等）を監視する電池監視手段でもある。制御装置３は、温度センサ９が検出する各電池セルの温度情報、電流センサ（図示せず）が検出する電流情報、電池モジュール２の電圧情報、内部抵抗情報、周囲温度情報等が入力される検出部を備え、また、補機類である補機バッテリ（図示せず）の温度情報、電流情報、電圧情報、内部抵抗情報、周囲温度情報等が入力される検出部を備えている。
【００３２】
制御装置３は、各種センサ２１,２２,９,２３で検出された外気温度、吸気温度（内気温度）、電池温度、日射量等と、予め記憶された制御プログラムとに基づいて演算を行い、電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように、ファン３１の回転数を制御する。あるいは制御装置３は、ファン３１の回転数制御に加えてヒーター１０の作動を制御して電池の冷却または加温を適切に調整する。制御装置３は、例えば電圧のパルス波のデューティー比を変化させて変調するＰＷＭ制御を行う。例えば、制御装置３は、ＰＷＭ制御によりファン３１の回転数を目標とする冷却能力または加温能力に応じて可変制御し、またはヒーター１０への通電量を加温能力に応じて可変制御し、温度センサ９等で検出される電池モジュール２の温度を制御する。
【００３３】
当該設定温度条件は、電池モジュール２が著しく効率を落とすことなく、電池モジュール２が本来有する所望の充電能力、放電能力を発揮できる電池温度の範囲に設定されている。また、制御装置３は、通信線を介して車両の各種制御装置（ナビゲーションＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ハイブリッドＥＣＵ、車両ＥＣＵ等）と通信可能に構成されている。制御装置３は、ハイブリッド自動車の作動を制御するハイブリッドＥＣＵの一部であってもよい。
【００３４】
制御装置３は、充電プラグ７が商用電源等のコンセントに接続された状態で、電池モジュール２に電力を蓄電する充電運転を行う場合には、少なくとも電池モジュール２の温度及び電池モジュール２の蓄電量（単にＳＯＣともいう）を含む電池状態を検出し（当該検出は、信号として検出することまたは検出した信号を用いて算出することを含む）、充電運転を制御するとともに、加温手段及び冷却手段の少なくともいずれか一方からなる電池温度調整手段（送風機３０、ヒーター１０等）の作動を制御して電池モジュール２の温度を制御する。
【００３５】
制御装置３は、電池モジュール２の温度が高く所定の充電能力、放電能力が得られないと判断した場合は、電池モジュール２の冷却が行われるように送風機３０の作動を制御し、送風量の増大を図る。また、制御装置３は、電池モジュール２の温度が低く所定の充電能力、放電能力が得られないと判断した場合は、加温手段を起動して電池モジュール２の加温が行われるように送風機３０及びヒーター１０の作動を制御する。つまり、制御装置３は、電池モジュール２への暖機要求があったときには、ヒーター１０に通電して発熱を促し、送風機３０による送風を制御することで、ヒーター１０によって暖めた空気を利用して電池モジュール２を外部から暖める。
【００３６】
次に、車両用電源装置１における充電運転の一例について図２にしたがって説明する。図２は車両用電源装置１の充電運転の手順を示したフローチャートである。図２に示すフローチャートの各処理は、制御装置３によって実行される。この充電運転は、例えばユーザーが帰宅後、翌日、車で出かける場合の走行に必要な電力量を電池モジュール２に蓄電するために行われるものであり、翌日の車両運転開始時刻までに完了する必要がある。
【００３７】
まず、図２のフローチャートは充電プラグ７が商用電源等のコンセントに接続されて充電の準備が整うと開始し、電源が投入された状態にある制御装置３は、時刻設定部８からの信号により車両の運転開始予定時刻を設定し、さらに目的地の設定や過去実績に伴う車両の走行予定距離を設定する（ステップ１０）。さらに制御装置３は、各種センサから送られる信号により、現時点の電池状態（電池の温度、給電可能な電圧レベル等）、車室内温度、外気温度、日射量、現在時刻等を読み込む（ステップ２０）。
【００３８】
次に、ステップ３０では、ステップ１０，２０で設定及び読み込まれた各種情報等を用いた所定の制御プログラムによる演算によって、現時点の蓄電量（単に、「現ＳＯＣ」ともいう）、及び車両の運転開始時刻に電池モジュール２に蓄えておくべき必要蓄電量（単に、「必要ＳＯＣ」ともいう）を算出するとともに、この電池状態と車両運転開始予定時刻を用いて、車両運転開始予定時刻までに充電を完了するために充電開始時刻を算出する。当該必要ＳＯＣは、予定する距離を車両が走行するために必要とする必要蓄電量とも言い換えられる。例えば、充電運転において蓄える電力量は、当該必要ＳＯＣから現ＳＯＣを差し引いた電力量である。
【００３９】
次に、制御装置３は、ステップ４０で電池温度制御の判定を行う。ステップ４０では、充電運転を開始する時点で電池モジュール２が効率的な充電を行える温度であるか否かを判定し、さらに効率的な充電が行えない温度である場合には電池モジュール２を加温すべきか、冷却すべきかを判定する。この判定は、電池モジュール２の温度が前述の設定温度条件を満たしているか否かで判定する。さらに、当該設定温度条件を満たしていれば、「電池冷却及び加温不要」と判定し、電池モジュール２の温度が当該設定温度条件よりも低温であれば、「電池加温必要」と判定し、電池モジュール２の温度が当該設定温度条件よりも高温であれば、「電池冷却必要」と判定する。
【００４０】
ステップ４０で「電池冷却及び加温不要」と判定すると、次にステップ３０で算出した充電開始時刻が到来したか否かを判定する（ステップ４１）。ステップ４１は充電開始時刻が到来するまで繰り返され、充電開始時刻が到来すると、充電運転を開始する（ステップ４２）。また、この充電運転において、電池モジュール２への電力充電速度は、遅くとも車両の運転予定時刻の直前に現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達するように設定された速度である。
【００４１】
この充電運転中には、ステップ４３で、現在の電池温度が予め定めた設定温度ｔ２以上であるか否かが判定される。この判定がＹＥＳであれば、充電運転中の内部抵抗の上昇等により、電池モジュール２の温度が高くなっているため、ステップ４４で電池冷却のための必要冷却量を算出する。必要冷却量は、例えば、予め制御装置３のＲＯＭ等に記憶されたマップ、現時点の電池温度、及び目標とする電池温度等を用いた演算処理により、必要冷却量を求める。この必要冷却量を得るには、必要冷却量を冷却手段が有する冷却能力（単位時間当たり冷却量）で割って算出された時間分の電池冷却時間を確保すればよい。例えばマップは、電池温度と単位熱量変化当りの電池の温度変化との関係を示した特性図である。
【００４２】
そして、制御装置３は、ステップ４４で算出した必要冷却量に応じた送風量を満たすように送風機３０の出力を制御して電池冷却を実施する（ステップ４５）。そして、後述するステップ４６の判定に進む。このような処理は、特に急速充電を実施する場合に、電池温度が上昇し易く、これを防止して効率的に充電運転を実施する上で有効である。
【００４３】
ステップ４３の判定がＮＯであれば、電池モジュール２の温度は高くなく適正であるため、次にステップ４６で、現ＳＯＣが必要ＳＯＣ以上であるか否かを判定し、現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達していない場合にはステップ４２に戻り、充電運転を継続する。現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達した場合には、次回の走行に必要な電力が電池モジュール２に蓄電できたため、充電運転を停止し、電池冷却を行っている場合にはこれも停止し（ステップ４７）、本制御フローを終了する。ステップ４６で現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達することは、車両の運転予定時刻までに充電運転が完了することに相当する。つまり、充電運転は、遅くとも車両の運転予定時刻の直前に、現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達するように電池モジュール２への充電電力量を調整しながら行われる。
【００４４】
以上の処理手順により、制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、決定された充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように冷却手段の作動を制御しながら、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了することができるのである。
【００４５】
また、ステップ４０で「電池加温必要」と判定すると、充電運転の前に電池を加温して適正な温度にするために、ステップ５０では、ステップ１０，２０で設定及び読み込まれた各種情報等を用いた所定の制御プログラムによる演算によって、電池温度が当該設定温度条件を満たすようするために必要な加温量を算出するとともに、加温開始時刻を算出する。次にステップ５０で算出した加温開始時刻が到来したか否かを判定する（ステップ５１）。必要加温量は、例えば、予め制御装置３のＲＯＭ等に記憶されたマップ、現時点の電池温度、及び目標とする電池温度等を用いた演算処理により、必要加温量を求める。この必要加温量を得るには、必要加温量を加温手段が有する加温能力（単位時間当たり加温量）で割って算出された時間分の電池加温時間を確保すればよい。例えばマップは、電池温度と単位熱量変化当りの電池の温度変化との関係を示した特性図である。
【００４６】
ステップ５１は加温開始時刻が到来するまで繰り返され、加温開始時刻が到来すると、電池モジュール２の加温運転を開始する（ステップ５４）。この加温運転中には、ステップ５５で、現在の電池温度が予め定めた設定温度ｔ１以上であるか否かが判定される。このｔ１は先のステップ４３でのｔ２よりも低温に設定されている。ステップ５５での判定がＹＥＳになるまで、加温運転は継続し、電池温度がｔ１以上に上昇すると電池温度は適正な温度になったため、ステップ５６で加温運転を停止し、充電運転を開始する（ステップ５７）。また、この充電運転において、電池モジュール２への電力充電速度は、遅くとも車両の運転予定時刻の直前に現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達するように設定された速度である。
【００４７】
次にステップ５８で、現ＳＯＣが必要ＳＯＣ以上であるか否かを判定し、現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達していない場合にはステップ５７に戻り、充電運転を継続する。現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達した場合には、次回の走行に必要な電力が電池モジュール２に蓄電できたため、充電運転を停止し（ステップ５９）、本制御フローを終了する。以上の処理手順により、制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、決定された充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように加温手段の作動を制御し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了することができるのである。
【００４８】
また、ステップ４０で「電池冷却必要」と判定すると、充電運転の前に電池を冷却して適正な温度にするために、ステップ６２では、ステップ１０，２０で設定及び読み込まれた各種情報等を用いた所定の制御プログラムによる演算によって、電池温度が当該設定温度条件を満たすようするために必要な冷却量を算出する。必要冷却量は、前述のステップ４４と同様に算出する。次に、電池モジュール２の冷却運転を開始する（ステップ６３）。次にステップ３０で算出した充電開始時刻が到来したか否かを判定する（ステップ６４）。ステップ６４は充電開始時刻になるまで繰り返され、充電開始時刻になると、充電運転を開始する（ステップ６５）。また、この充電運転において、電池モジュール２への電力充電速度は、遅くとも車両の運転予定時刻の直前に現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達するように設定された速度である。
【００４９】
次にステップ５８で、現ＳＯＣが必要ＳＯＣ以上であるか否かを判定し、現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達していない場合にはステップ６５に戻り、充電運転を継続する。現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達した場合には、次回の走行に必要な電力が電池モジュール２に蓄電できたため、充電運転を停止し、電池冷却も停止し（ステップ６７）、本制御フローを終了する。以上の処理手順により、制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、決定された充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように加温手段の作動を制御し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了することができるのである。
【００５０】
本実施形態の車両用電源装置１がもたらす作用効果について述べる。車両用電源装置１の制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、充電開始時刻を決定するとともに（ステップ３０）、当該充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすようにヒーター１０及び送風機３０の少なくともいずれか一方の作動を制御し（Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ４４，Ｓ４５）、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了する。
【００５１】
この制御によれば、充電運転を行う際の充電開始時刻を車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて決定することにより、充電に要する時間と当該運転開始予定時刻とを考慮した的確な充電開始時刻は得られる。さらにこのように求めた充電開始時刻になったときに、電池温度を当該設定温度条件を満たすように最適な温度の状態に制御するため、効率的な充電運転を実施可能である。さらに、適正な温度条件下における充電によって、電池に負担をかけず電池劣化の抑制が図れ、充電されにくい状態での電池への電力量供給が行われないため、無駄な電力量を低減でき、充電運転に必要な電力量の低減が図れる。
【００５２】
電池温度、現ＳＯＣ、必要ＳＯＣ、車両運転開始予定時刻等を用いて、充電開始時刻を求めるため（ステップ３０）、電池の状態、特性に適合した正確な充電開始時刻を決定することができる。こうして決定した充電開始時刻までに電池を最適な温度の状態に制御して充電運転を開始するため、エネルギー効率に優れ、電池にも負担をかけない充電運転を繰り返し行うことができる。
【００５３】
また、制御装置３は、電池モジュール２の温度が設定温度条件よりも低温である場合はヒーター１０及び送風機３０の作動を制御して（ステップ５４）、電池の温度が設定温度条件を満たしてから充電運転を開始する（ステップ５７）。この制御によれば、電池温度が低い場合に電池モジュール２を加温することにより、当該設定温度条件を満たすように電池温度を低下させるため、電池の充電開始時には最適な温度の状態を達成し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【００５４】
また、制御装置３は、電池モジュール２の温度が設定温度条件よりも高温である場合は送風機３０の作動を制御して（ステップ６３）充電運転を開始する（ステップ６５）。この制御によれば、電池温度が高い場合に電池モジュール２を冷却することにより、当該設定温度条件を満たすように電池温度を低下させるため、電池の充電開始時には最適な温度の状態を達成し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【００５５】
また、制御装置３は、充電運転を制御するときに走行予定距離に関する情報に基づいて充電量を算出する（ステップ３０）ことにより、充電運転において電池モジュール２に蓄える必要のある必要ＳＯＣを実際の走行に要する電力量に対して高い精度で求めることができる。したがって、充電運転において電池モジュール２への無駄な電力供給を低減し、エネルギー効率に優れた充電運転を実施することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態で説明した充電運転の他の形態について図３を用いて説明する。図３は第２実施形態に係る充電運転を示したフローチャートである。図３において前述の第１実施形態で説明した図２中と同一符号を付したステップは、同様の処理であり、同様の作用効果を奏するものである。以下に、第２実施形態の充電運転について、第１実施形態の充電運転と異なる処理についてのみ説明する。
【００５７】
第２実施形態の充電運転は、第１実施形態の充電運転に加えて、車両の空調装置２０による空調機能を活用した冷却運転及び加温運転を実施可能であり、さらには乗車前の車室内空調（乗車前空調）も実施することができるのである。
【００５８】
図３に示すように、充電プラグ７が商用電源等のコンセントに接続されて充電の準備が整うと、制御装置３は、ナビゲーション装置に設定された目的地情報に基づく信号により車両の運転開始予定時刻（または運転開始までの予定時間）を設定し、さらに当該目的地情報に伴う車両の走行予定距離（または移動予定先の各種情報）を設定する（ステップ１０Ａ）。つまり、制御装置３は、ナビゲーション装置と通信することにより、ナビゲーション装置に入力された目的地情報や、記憶された固有の行動パターン（例えば、毎週平日は移動先及び運転開始時刻が固定的であり、決まったある範囲の距離を走行する等）に基づいた情報から、車両の運転開始予定時刻及び車両の走行予定距離を設定するのである。
【００５９】
さらに制御装置３は、各種センサ及びナビゲーション装置から送られる信号により、現時点の電池状態（電池の温度、給電可能な電圧レベル等）、車室内温度、外気温度、日射量、現在時刻、現在地等を読み込む（ステップ２０Ａ）。
【００６０】
次に、前述のステップ３０の処理を経て、ステップ４０の電池温度制御の判定を行う。ステップ４０で「電池冷却及び加温不要」と判定すると、前述のステップ４１〜ステップ４７までの各処理を順に実行し、本制御フローを終了する。
【００６１】
ステップ４０で「電池加温必要」と判定すると、前述のステップ５０、ステップ５１の各処理を順に実行し、加温開始時刻が到来すると、次にステップ５２で、空調装置２０を使用した暖房空調運転を実施する必要があるか否かを判定する。この暖房空調は、例えば、ヒートポンプサイクルにおいて暖房サイクル運転を実施し、空調ケース内に設置したコンデンサからの高圧冷媒の放熱によって車室内への送風空気を加熱する空調運転とすることができる。
【００６２】
ステップ５２で、当該暖房空調運転が不要であると判定すると、ステップ５４に進み、電池モジュール２の加温運転を開始する。ステップ５２で、当該暖房空調運転が必要であると判定すると、次に空調装置２０による暖房空調運転と電池加温の補助運転を実施する（ステップ５３）。この電池加温の補助運転は、暖房空調運転により暖められた車室内の空気を電池モジュール２に供給するために、送風機３０を動作させる運転である。すなわち、ステップ５３の処理は、第１実施形態と同様の電池加温運転（ステップ５４）の前に空調装置２０による暖房空調を活用する加温運転を実施するものである。そして、暖房空調運転の実施後、さらにステップ５４に進み、ヒーター１０による電池モジュール２の加温運転を開始し、電池温度が適正な温度になると（ステップ５５）、ステップ５４の電池加温運転を停止する（ヒーター１０の動作停止）とともに、送風機３０を停止する（ステップ５６Ａ）。
【００６３】
さらに、充電運転を開始し（ステップ５７）、ステップ５８で、現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達した判定すると、次回の走行に必要な電力が電池モジュール２に蓄電できたため、充電運転及び暖房空調運転を停止し（ステップ５９Ａ）、本制御フローを終了する。以上の処理手順により、制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、決定された充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように、まず暖房空調運転による暖房空気を活用した暖機を行って電池温度を上昇させてから、ヒーター１０による電池加温運転を実施し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了するのである。
【００６４】
また、ステップ４０で「電池冷却必要」と判定すると、次にステップ６０で、空調装置２０を使用した冷房空調運転を実施する必要があるか否かを判定する。この冷房空調運転は、例えば、ヒートポンプサイクルにおいて冷房サイクル運転を実施し、空調ケース内に設置したエバポレータでの冷媒の蒸発により吸熱して車室内への送風空気を冷却する空調運転とすることができる。
【００６５】
ステップ６０で、当該冷房空調運転が不要であると判定すると、ステップ６２に進み、以降の前述した各ステップを実行していく。ステップ６０で、当該冷房空調運転が必要であると判定すると、次に空調装置２０による冷房空調運転を実施し車室内の空気温度を下げる（ステップ６１）。そして、電池温度が当該設定温度条件を満たすようするために必要な冷却量を算出し（ステップ６２）、電池モジュール２の冷却運転を開始する（ステップ６３）。このとき、送風機３０は、ステップ２１の冷房運転により温度低下した車室内の空気を電池モジュール２に供給するため、さらなる電池の冷却効果が得られるのである。
【００６６】
そして、前述のステップ６４〜ステップ６６の各処理を実行し、ステップ６６で現ＳＯＣが必要ＳＯＣに達した場合には、次回の走行に必要な電力が電池モジュール２に蓄電できたため、充電運転、電池冷却、及び冷房運転を停止し（ステップ６７Ａ）、本制御フローを終了する。以上の処理手順により、制御装置３は、設定された車両の運転開始予定時刻と電池状態とに応じて、決定された充電開始時刻に電池モジュール２の温度が予め定めた設定温度条件を満たすように、まず冷房運転による冷房空気を生成してからこの冷房空気を電池モジュール２に供給することにより電池冷却運転を実施し、車両の運転開始予定時刻までに充電を完了するのである。
【００６７】
本実施形態の車両用電源装置１がもたらす作用効果について述べる。車両用電源装置１の制御装置３は、電池を冷却する場合は、車室内空気温度が設定温度条件よりも高温であるときは、車室内空気温度を低下させるように空調装置２０を制御する（ステップ６１）する。そして、空調装置２０で温度低下した車室内空気を電池モジュール２に対して供給する（ステップ６３）。
【００６８】
充電運転を行う前に電池モジュール２を冷却する場合に、車室内空気温度が設定温度条件よりも高温であるときは、電池モジュール２に対して送風機３０によって空気を供給しても電池温度を低下させることができないことがある。そこで、上記の制御によれば、車室内を空調する空調装置２０によって車室内空気温度を低下させる空調制御を実施し、電池モジュール２に対して車室内空気を供給する。これにより、電池温度を迅速かつ効率的に低下させることができる。このような電池温度の低下により、充電運転完了までに要する時間を短縮することができる。また、車室内を乗車前空調する効果も期待できる。
【００６９】
また、制御装置３は、電池を加温する場合は、車室内空気温度が設定温度条件よりも低温であるときは、車室内空気温度を上昇させるように空調装置２０を制御する（ステップ５３）。そして、空調装置２０で温度上昇した車室内空気を電池モジュール２に対して供給する。
【００７０】
充電運転を行う前に電池モジュール２を加温する場合に、車室内空気温度が設定温度条件よりも低温であるときは、送風機３０及びヒーター１０の運転によって電池モジュール２に対して温風を供給しても電池温度を上昇させるのに時間を要することがある。そこで、上記の制御によれば、送風機３０及びヒーター１０の作動を制御することに加え、空調装置２０によって車室内空気温度を上昇させる空調制御を実施し、電池モジュール２に対して車室内空気を供給する。これにより、電池温度を迅速かつ効率的に上昇させることができる。このような電池温度の上昇により、充電運転完了までに要する時間を短縮することができる。また、車室内を乗車前空調する効果も期待できる。
【００７１】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００７２】
上記実施形態において、電池モジュール２の温度を検出する手段としては、各電池セルの温度を検出するだけでなく、電池セルの温度に対して相関関係のある各種情報（電圧値、電流値、内部抵抗値を含む、電池の周囲温度（例えば外気温度）を含む電池セルの環境情報）を活用してもよい。これによれば、電池セル２の温度の検出において、多面的な検出方法を実施することができる。また、上記各種情報のうち複数の情報を用いる場合にはより確実な電池モジュール２の温度検出を実施することができる。
【００７３】
また、上記実施形態において、電池モジュール２を構成する複数個の電池セルは、筐体４０内で電池セルの積層方向に所定の隙間をあけて並べて配置するようにしてもよい。この場合には、送風機３０による送風は、送風方向に対して垂直な方向に並ぶ電池セルの側面間に形成された複数の所定の隙間に沿うように流れ込み、これを通って筐体４０に設けられた排出口４２に向かって流れながら各電池セルの外面に接触して、外部に排出されるようになる。
【００７４】
また、上記実施形態において、複数個の電池セルは、隙間を設けずに接触させて並べるようにしてもよい。この場合には、筐体４０の内部を流れる空気は、電池セルの電極部と熱的に接続されるフィンに衝突し、このフィンを介して各電池セルの熱と熱交換する。この空気との熱交換によって、各電池セルは暖機または冷却される。
【符号の説明】
【００７５】
１…車両用電源装置
２…電池モジュール（電池）
３…制御装置
５…走行用モータ
１０…ヒーター（加温手段、電池温度調整手段）
２０…空調装置
３０…送風機（冷却手段、電池温度調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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