(57)【要約】【課題】内部発熱によってバッテリの暖機を行いながらも、エネルギ効率が優れたバッテリ暖機装置を提供する。【解決手段】制御装置であるＣＰＵ３０は、バッテリＢＴから電力を取り出し、該電力をキャパシタ１０に供給する暖機用放電制御を実行する暖機用放電制御実行部３１と、キャパシタ１０からバッテリＢＴに電力を供給し、該電力をバッテリＢＴに充電させる暖機用充電制御を行う暖機用充電制御を実行する暖機用充電制御実行部３２と、暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行することで、バッテリＢＴを内部発熱によって加熱する暖機制御を実行する暖機制御実行部３３と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能なバッテリ（ＢＴ）の暖機を行うバッテリ暖機装置（１００）であって、
電荷を蓄えるキャパシタ（１０）と、
前記バッテリからの電力の取り出し及び前記バッテリへの電力の供給を行うコンバータ（２０）と、
前記コンバータを制御する制御装置（３０）と、を備え、
前記制御装置は、
前記バッテリから電力を取り出し、該電力を前記キャパシタに供給する暖機用放電制御を実行する暖機用放電制御実行部（３１）と、
前記キャパシタから前記バッテリに電力を供給し、該電力をバッテリに充電させる暖機用充電制御を行う暖機用充電制御を実行する暖機用充電制御実行部（３２）と、
前記暖機用放電制御と前記暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行することで、前記バッテリを内部発熱によって加熱する暖機制御を実行する暖機制御実行部（３３）と、を有することを特徴とするバッテリ暖機装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記暖機用放電制御の実行中に前記キャパシタの電圧が予め定められた第１キャパシタ電圧（Ｖｃ１）を上回った場合は、前記暖機用充電制御に移行し、
前記暖機用充電制御の実行中に前記キャパシタの電圧が前記第１キャパシタ電圧よりも低く予め定められた第２バッテリ電圧（Ｖｃ２）を下回った場合は、前記暖機用放電制御に移行することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ暖機装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記暖機用放電制御の実行中に前記バッテリの電圧が予め定められた第１バッテリ電圧（Ｖｂ１）を下回った場合は前記暖機用充電制御に移行し、
前記暖機用充電制御の実行中に前記バッテリの電圧が前記第１バッテリ電圧よりも高く予め定められた第２バッテリ電圧（Ｖｂ２）を上回った場合は前記暖機用放電制御に移行することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ暖機装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記バッテリの温度が予め定められた所定温度（Ｔ０）を下回った場合に前記暖機制御を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッテリ暖機装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記バッテリの抵抗値が予め定められた所定抵抗値（Ｒ０）を上回った場合に前記暖機制御を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッテリ暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能なバッテリの暖機を行うバッテリ暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境意識の高まりなどを背景に、ガソリン等の化石燃料を用いて駆動力を発生させる自動車から、電力を用いて駆動力を発生させる電気自動車への移行が進んでいる。このような電気自動車は、バッテリ及び電動モータを搭載しており、バッテリから供給される電力によって電動モータを駆動させ、走行用のトルクを発生させる。バッテリは主に二次電池が用いられ、電気自動車の減速中や駐車時に、当該バッテリの充電が行われることが一般的である。
【０００３】
一般的に、バッテリの性能は温度に大きく依存する。例えば、寒冷地で使用される電気自動車等では、バッテリが低温になると、バッテリの内部における化学反応が鈍化して十分に充放電を行うことができなくなり、運転に支障を来すおそれがある。
【０００４】
これに対し、下記特許文献１には、バッテリの暖機を行うバッテリ暖機装置が記載されている。当該バッテリ暖機装置では、バッテリの温度が所定温度未満である場合に、バッテリの充電又は放電の少なくとも一方を行う。これにより、充電又は放電に伴う内部発熱によってバッテリを加熱（暖機）することができる。
【０００５】
さらに、下記特許文献１記載のバッテリ暖機装置では、電気抵抗によって発熱するヒータがバッテリの側方に配置されている。暖機のためにバッテリから取り出された電力は、このヒータに供給される。電力の供給を受けたヒータが発熱し、その熱によってバッテリが加熱されることで、内部発熱のみならずヒータの発熱も用いたバッテリの暖機を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−４０５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１記載の発明では、エネルギ効率の観点で改善の余地を残していた。すなわち、バッテリから取り出された電気エネルギがヒータにおいて熱エネルギに変換されて消費されるため、電気自動車の電動モータの駆動等、本来の用途に供給できる電気エネルギが損なわれてしまうという課題があった。また、ヒータが発する熱の一部は、バッテリの暖機に寄与することなく外部に放散してしまうため、暖機のためにさらに多くの電気エネルギを消費してしまうという課題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部発熱によってバッテリの暖機を行いながらも、エネルギ効率が優れたバッテリ暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るバッテリ暖機装置は、充放電可能なバッテリ（ＢＴ）の暖機を行うバッテリ暖機装置（１００）であって、電荷を蓄えるキャパシタ（１０）と、前記バッテリからの電力の取り出し及び前記バッテリへの電力の供給を行うコンバータ（２０）と、前記コンバータを制御する制御装置（３０）と、を備える。前記制御装置は、前記バッテリから電力を取り出し、該電力を前記キャパシタに供給する暖機用放電制御を実行する暖機用放電制御実行部（３１）と、前記キャパシタから前記バッテリに電力を供給し、該電力をバッテリに充電させる暖機用充電制御を行う暖機用充電制御を実行する暖機用充電制御実行部（３２）と、前記暖機用放電制御と前記暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行することで、前記バッテリを内部発熱によって加熱する暖機制御を実行する暖機制御実行部（３３）と、を有する。
【００１０】
本発明では、暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行することで、バッテリをその内部発熱によって加熱する。暖機用放電制御では、バッテリから取り出した電力をキャパシタに供給する。その後の暖機用充電制御では、キャパシタはバッテリに電力を供給し、バッテリはこの電力によって充電する。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、バッテリとキャパシタとの間で電力の授受を行うことによってバッテリの暖機を行うため、ヒータ等によって電気エネルギを消費することなく、エネルギ効率を高いものとすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内部発熱によってバッテリの暖機を行いながらも、エネルギ効率が優れたバッテリ暖機装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るバッテリ暖機装置を示す模式図である。
【図２】図１のＣＰＵを示すブロック図である。
【図３】図１のＣＰＵによる処理を示すフローチャートである。
【図４】図１のＣＰＵによる処理の変形例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】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係るバッテリ暖機装置１００について説明する。
【００１６】
バッテリＢＴは、その内部で化学反応を生じさせることによって、充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリＢＴとしてリチウムイオン電池が採用されている。
【００１７】
バッテリＢＴは、電気自動車（不図示）に搭載され、走行用のトルクを発生させるモータジェネレータ（不図示）に電力を供給する。また、電気自動車の減速中等に、モータジェネレータが発生させた電力の供給を受け、充電することができる。また、後述するように、バッテリＢＴは、交流電源ＡＧから電力の供給を受け、充電することができる。
【００１８】
尚、本実施形態ではバッテリＢＴとしてリチウムイオン電池を採用しているが、本発明に係るバッテリ暖機装置１００を適用可能なバッテリはこれに限定されるものではない。すなわち、バッテリＢＴとして、鉛蓄電池やニッケル水素電池等、他の種類の二次電池を採用することも可能である。
【００１９】
バッテリ暖機装置１００は、このようなバッテリＢＴの暖機を行うために、バッテリＢＴとともに電気自動車に搭載される。バッテリ暖機装置１００は、キャパシタ１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＣＰＵ３０と、バッテリセンサ４０と、キャパシタセンサ５０と、を備えている。
【００２０】
キャパシタ１０は、外部から電力の供給を受けるとともに、当該電力を静電容量によって蓄えることが可能な素子である。詳細には、キャパシタ１０は、誘電体（不図示）を挟んで対向配置される２つの電極（不図示）を有しており、当該電極に電荷を蓄えることが可能である。また、キャパシタ１０は、蓄えているその電荷を外部に放出することで、他の機器に電力を供給することができる。
【００２１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バッテリＢＴ及びキャパシタ１０を含む回路に組み込まれた電力変換器である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＣＰＵ３０から受信する制御信号によって制御される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、当該制御信号に基づいて、バッテリＢＴからの電力の取り出しを行うほか、バッテリＢＴへの電力の供給を行う。
【００２２】
ＣＰＵ３０は、各種の演算処理を行う演算装置である。ＣＰＵ３０は、少なくともＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び後述するスイッチＳＷと電気的に接続されており、制御信号を送信することでそれぞれの動作を制御する。ＣＰＵ３０が有する各機能については後述する。
【００２３】
尚、本願において「電気的に接続」とは、有線によって接続された状態に限定される意味ではなく、無線により互いに通信可能とされた状態をも含みうるものとする。
【００２４】
バッテリセンサ４０は、バッテリＢＴの電圧、電流及び温度を検出する機器であり、ＣＰＵ３０と電気的に接続されている。説明の簡便のため、図１ではバッテリセンサ４０を１つの要素として図示しているが、実際には電圧、電流及び温度を個別に検出する複数の要素から構成されている。バッテリセンサ４０は、検出した電圧、電流及び温度に対応する信号を生成し、当該信号をＣＰＵ３０に送信する。
【００２５】
キャパシタセンサ５０は、キャパシタ１０の電圧、電流及び温度を検出する機器であり、ＣＰＵ３０と電気的に接続されている。説明の簡便のため、図１ではキャパシタセンサ５０を１つの要素として図示しているが、実際には電圧、電流及び温度を個別に検出する複数の要素から構成されている。キャパシタセンサ５０は、検出した電圧、電流及び温度に対応する信号を生成し、当該信号をＣＰＵ３０に送信する。
【００２６】
以上のように構成されたバッテリ暖機装置１００では、ＣＰＵ３０がスイッチＳＷを制御することによって、バッテリＢＴを含む回路の切り替えを行う。スイッチＳＷは、第１接点ＳＷ１及び第２接点ＳＷ２の２つの接点を有する切替装置である。
【００２７】
ＣＰＵ３０が素子ＳＷＥを接点ＳＷ１と接触させる場合、バッテリＢＴ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びキャパシタ１０を含む回路が形成される。これにより、後述するように、バッテリＢＴとキャパシタ１０との間で矢印Ａ又は矢印Ｂで示される方向に電流を流し、電力の授受を行い得る回路が形成される。
【００２８】
矢印Ａで示される方向に電流が流れる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バッテリＢＴから直流電力を取り出すとともに、当該直流電力の降圧を行ってキャパシタ１０に供給する。一方、矢印Ｂで示される方向に電流が流れる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、キャパシタ１０が放出した直流電力の昇圧を行うとともに、当該直流電力によってバッテリＢＴを充電する。
【００２９】
また、ＣＰＵ３０が素子ＳＷＥを接点ＳＷ２と接触させた場合、バッテリＢＴ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、インバータＩＮＶ及び交流電源ＡＧを含む回路が形成される。例えば、駐車場に設けられている電気スタンドと電気自動車とが接続された場合に、このような回路が構成される。これにより、交流電源ＡＧからバッテリＢＴに電力を供給し、バッテリＢＴの充電を行うことが可能となる。この場合、交流電源ＡＧから供給される交流電力は、インバータＩＮＶによって直流電力に変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ２０によって昇圧された後にバッテリＢＴに供給される。
【００３０】
続いて、図２を参照しながら、ＣＰＵ３０について説明する。図２は、ＣＰＵ３０を機能的な制御ブロック図として示している。
【００３１】
尚、ＣＰＵ３０を構成するソフトウェアのモジュールは、必ずしも図２に示される制御ブロックに分割されている必要はなく、複数の制御ブロックの働きをするものとして構成されていても構わず、更に細分化されていても構わない。後述する処理を実行できるように構成されていれば、ＣＰＵ３０の内部の実際の構成は当業者が適宜変更できるものである。
【００３２】
ＣＰＵ３０は、暖機用放電制御実行部３１と、暖機用充電制御実行部３２と、暖機制御実行部３３と、バッテリ電圧取得部３４と、バッテリ抵抗値取得部３５と、バッテリ温度取得部３６と、キャパシタ電圧取得部３７と、を有している。
【００３３】
暖機用放電制御実行部３１は、「暖機用放電制御」と称する制御を実行する部分である。具体的には、暖機用放電制御実行部３１は、スイッチＳＷの素子ＳＷＥを第１接点ＳＷ１に接触させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に制御信号を送信してバッテリＢＴから電力の取り出しを行わせる。これにより、図１に矢印Ａで示される方向に電流が流れ、バッテリＢＴから取り出された電力はキャパシタ１０に供給される。キャパシタ１０では、供給された電力によって電極に電荷が蓄えられる。
【００３４】
暖機用充電制御実行部３２は、「暖機用充電制御」と称する制御を実行する部分である。具体的には、暖機用充電制御実行部３２は、スイッチＳＷの素子ＳＷＥを第１接点ＳＷ１に接触させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に制御信号を送信してバッテリＢＴへの電力の供給を行わせる。これにより、図１に矢印Ｂで示される方向に電流が流れ、キャパシタ１０に蓄えられていた電荷が放出されるとともに、バッテリＢＴの充電が行われる。
【００３５】
暖機制御実行部３３は、「暖機制御」と称する制御を実行する部分である。具体的には、暖機制御実行部３３は、前述した暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行する部分である。暖機制御実行部３３は、後述する所定条件が成立したことに基づいて、暖機用放電制御から暖機用充電制御への移行、及び、その逆の移行を行う。
【００３６】
バッテリ電圧取得部３４は、バッテリＢＴの電圧を取得する部分である。具体的には、バッテリ電圧取得部３４は、バッテリセンサ４０から受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、バッテリＢＴの電圧を取得する。
【００３７】
バッテリ抵抗値取得部３５は、バッテリＢＴの抵抗値を取得する部分である。具体的には、バッテリ抵抗値取得部３５は、バッテリセンサ４０から受信する信号に基づいて、所定期間におけるバッテリＢＴの電流の変化量に対する当該所定期間におけるバッテリＢＴの電圧の変化量の比を算出することで、バッテリＢＴの抵抗値を取得する。
【００３８】
バッテリ温度取得部３６は、バッテリＢＴの温度を取得する部分である。具体的には、バッテリ温度取得部３６は、バッテリセンサ４０から受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、バッテリＢＴの温度を取得する。
【００３９】
キャパシタ電圧取得部３７は、キャパシタ１０の電圧を取得する部分である。具体的には、キャパシタ電圧取得部３７は、キャパシタセンサ５０から受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、キャパシタ１０の電圧を取得する。
【００４０】
続いて、図３を参照しながら、本実施形態のＣＰＵ３０において実行される処理について説明する。尚、実際にはＣＰＵ３０の暖機用放電制御実行部３１等の各部分において実行される処理も、簡便のためＣＰＵ３０が実行するものとして説明する。
【００４１】
まず、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１１で、バッテリＢＴの温度がＴ０よりも低いか否かを判定する。このＴ０は、バッテリＢＴの温度がそれよりも低くなることによって、充放電の効率が大きく低下することが推定される閾値となる値である。バッテリＢＴの温度がＴ０以上であると判定した場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、バッテリＢＴは充放電を十分高い効率で実行し得る状態にあると推定されるため、ＣＰＵ３０は処理を終了する。一方、バッテリＢＴの温度がＴ０よりも低いと判定した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０は、暖機制御を実行すべく、ステップＳ１２の処理に進む。
【００４２】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１２で、前述した暖機用放電制御の実行を開始する。これにより、バッテリＢＴから電力が取り出されるとともに、図１に矢印Ａで示される方向に電流が流れ、当該電力がキャパシタ１０に供給される。キャパシタ１０では、供給された電力によって電極に電荷が蓄えられる。
【００４３】
バッテリＢＴが放電を行うことにより、バッテリＢＴの内部では化学反応が進行し、反応熱が発生する（内部発熱）。バッテリＢＴは、この反応熱によって加熱され、昇温することで、充放電の効率が徐々に改善する。
【００４４】
次に、ＣＰＵ３０は、暖機用放電制御の実行中に、ステップＳ１３で、キャパシタ１０の電圧がＶｃ１以上であるか否かを判定する。このＶｃ１は、キャパシタ１０に用いられる電極や誘電体の特性に基づいて予め定められた値であって、電極や誘電体の劣化を招くことなく十分な電荷が蓄えられたことを示す値に設定されている。キャパシタ１０の電圧がＶｃ１以上ではないと判定した場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、すなわち、キャパシタ１０にまだ十分な電荷が蓄えられていない場合、ＣＰＵ３０は、暖機用放電制御の実行を継続する。一方、キャパシタ１０の電圧がＶｃ１以上であると判定した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１４の処理に進む。
【００４５】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１４で、前述した暖機用充電制御の実行を開始する。すなわち、ＣＰＵ３０は、それまで実行していた暖機用放電制御から暖機用充電制御に移行する。これにより、キャパシタ１０に蓄えられていた電荷が放出されるとともに、図１に矢印Ｂで示される方向に電流が流れ、バッテリＢＴに電力が供給されて充電が行われる。
【００４６】
バッテリＢＴが充電を行うことにより、バッテリＢＴの内部では化学反応が進行し、反応熱が発生する（内部発熱）。この際の化学反応の進行は、前述したバッテリＢＴの放電時とは逆向きとなる。バッテリＢＴは、この反応熱によって昇温することで、さらに充放電の効率が改善する。
【００４７】
次に、ＣＰＵ３０は、暖機用充電制御の実行中に、ステップＳ１５で、バッテリＢＴの温度がＴ０以上であるか否かを判定する。バッテリＢＴの温度がＴ０以上ではないと判定した場合（Ｓ１５：Ｎｏ）、すなわち、バッテリＢＴがまだ十分に昇温していないと判定した場合、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１７の処理に進む。
【００４８】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１７で、キャパシタ１０の電圧がＶｃ２よりも低いか否かを判定する。このＶｃ２は、前述したＶｃ１よりも低い値である。また、Ｖｃ２は、キャパシタ１０に用いられる電極や誘電体の特性に基づいて予め定められた値であって、蓄えられていた電荷が十分に放出されたことを示す値に設定されている。キャパシタ１０の電圧がＶｃ２よりも低くないと判定した場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、すなわち、キャパシタ１０にまだ多量の電荷が蓄えられている場合、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１４に戻り、暖機用充電制御の実行を継続する。
【００４９】
一方、ステップＳ１７で、キャパシタ１０の電圧がＶｃ２よりも低いと判定した場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、すなわち、キャパシタ１０が十分に電荷を放出したと判定した場合、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１２に戻り、暖機用放電制御の実行を開始する。つまり、ＣＰＵ３０は、それまで実行していた暖機用充電制御から暖機用放電制御に移行する。
【００５０】
ＣＰＵ３０は、暖機制御において、以上のように暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行する。そして、ステップＳ１５で、バッテリＢＴの温度がＴ０以上であると判定した場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、すなわち、バッテリＢＴが十分に昇温したと判定した場合に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６の処理に進み、暖機用充電制御の実行を終了する。
【００５１】
以上説明したように、バッテリ暖機装置１００では、暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行することで、バッテリＢＴをその内部発熱によって加熱する。暖機用放電制御では、バッテリＢＴから取り出した電力をキャパシタ１０に供給する。その後の暖機用充電制御では、キャパシタ１０はバッテリＢＴに電力を供給し、バッテリＢＴはこの電力によって充電する。
【００５２】
すなわち、バッテリ暖機装置１００によれば、バッテリＢＴとキャパシタ１０との間で電力の授受を行うことによってバッテリＢＴの暖機を行うため、ヒータ等によって電気エネルギを消費することなく、エネルギ効率を高いものとすることが可能となる。
【００５３】
また、バッテリ暖機装置１００は、暖機用放電制御の実行中にキャパシタ１０の電圧が予め定められたＶｃ１を上回った場合は暖機用充電制御に移行し、暖機用充電制御の実行中にキャパシタ１０の電圧がＶｃ１よりも低く予め定められたＶｃ２を下回った場合は暖機用放電制御に移行する。
【００５４】
したがって、バッテリ暖機装置１００によれば、キャパシタ１０の特性に応じて暖機用放電制御又は暖機用充電制御への移行を行い、キャパシタ１０の劣化を招くことなく、バッテリＢＴを迅速に昇温させることが可能となる。
【００５５】
また、バッテリ暖機装置１００は、バッテリＢＴの温度が予め定められたＴ０を下回った場合に暖機制御を実行する。したがって、バッテリ暖機装置１００は、バッテリＢＴの充放電の効率が温度とともに低下したことに基づいて暖機制御を実行するため、充放電の効率を向上させ、エネルギ効率を高めることが可能となる。
【００５６】
続いて、図４を参照しながら、本実施形態のＣＰＵ３０において実行される処理の変形例ついて説明する。尚、実際にはＣＰＵ３０の暖機用放電制御実行部３１等の各部分において実行される処理も、簡便のためＣＰＵ３０が実行するものとして説明する。
【００５７】
本変形例は、暖機制御を実行する条件と、暖機用充電制御又は暖機用放電制御への移行を行う条件とが、前述した実施形態と異なっており、他の点は共通している。したがって、以下では、前述した実施形態と異なる点を主に説明し、共通する点については説明を適宜省略する。
【００５８】
まず、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２１で、バッテリＢＴの抵抗値がＲ０以上であるか否かを判定する。この抵抗値Ｒ０は、温度低下に伴ってバッテリＢＴの内部における化学反応が鈍化してバッテリＢＴの抵抗値が増加し、充放電の効率が大きく低下することが推定される閾値となる値である。バッテリＢＴの抵抗値がＲ０以上ではないと判定した場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、バッテリＢＴは充放電を十分高い効率で実行し得る状態にあると推定されるため、ＣＰＵ３０は処理を終了する。一方、バッテリＢＴの抵抗値がＲ０以上であると判定した場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０は、暖機制御を実行すべく、ステップＳ２２の処理に進む。
【００５９】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２２で、前述した暖機用放電制御の実行を開始する。これにより、バッテリＢＴから電力が取り出されるとともに、図１に矢印Ａで示される方向に電流が流れ、当該電力がキャパシタ１０に供給される。キャパシタ１０では、供給された電力によって電極に電荷が蓄えられる。
【００６０】
バッテリＢＴが放電を行うことにより、バッテリＢＴの内部では化学反応が進行し、反応熱が発生する（内部発熱）。バッテリＢＴは、この反応熱によって加熱され、内部の化学反応が促進されることで、充放電の効率が徐々に改善する。
【００６１】
次に、ＣＰＵ３０は、暖機用放電制御の実行中に、ステップＳ２３で、バッテリＢＴの電圧がＶｂ１よりも低いか否かを判定する。この電圧Ｖｂ１は、バッテリＢＴの容量に基づいて予め定められた値であって、バッテリＢＴが過放電とならない程度に放電したことを示す値に設定されている。バッテリＢＴの電圧がＶｂ１よりも低くないと判定した場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０は、暖機用放電制御の実行を継続する。一方、バッテリＢＴの電圧がＶｂ１よりも低いと判定した場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２４の処理に進む。
【００６２】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２４で、前述した暖機用充電制御の実行を開始する。すなわち、ＣＰＵ３０は、それまで実行していた暖機用放電制御から暖機用充電制御に移行する。これにより、キャパシタ１０に蓄えられていた電荷が放出されるとともに、図１に矢印Ｂで示される方向に電流が流れ、バッテリＢＴに電力が供給されて充電が行われる。
【００６３】
次に、ＣＰＵ３０は、暖機用充電制御の実行中に、ステップＳ２５で、バッテリＢＴの抵抗値がＲ０よりも小さいか否かを判定する。バッテリＢＴの抵抗値がＲ０よりも小さくないと判定した場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、すなわち、バッテリＢＴの内部における化学反応がまだ十分に促進されていないと判定した場合、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２７の処理に進む。
【００６４】
次に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２７で、バッテリＢＴの電圧がＶｂ２以上であるか否かを判定する。このＶｂ２は、前述したＶｃ１よりも高い値である。また、Ｖｂ２は、バッテリＢＴの容量に基づいて予め定められた値であって、バッテリＢＴが過充電とならない程度に十分に充電されたことを示す値に設定されている。バッテリＢＴの電圧がＶｂ２以上ではないと判定した場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２４に戻り、暖機用充電制御の実行を継続する。
【００６５】
一方、ステップＳ２７で、バッテリＢＴの電圧がＶｂ２以上であると判定した場合（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、すなわち、バッテリＢＴが十分に充電されたと判定した場合、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２２に戻り、暖機用放電制御の実行を開始する。つまり、ＣＰＵ３０は、それまで実行していた暖機用充電制御から暖機用放電制御に移行する。
【００６６】
ＣＰＵ３０は、暖機制御において、以上のように暖機用放電制御と暖機用充電制御とを交互に繰り返し実行する。そして、ステップＳ２５で、バッテリＢＴの抵抗値がＲ０よりも小さいと判定した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、すなわち、バッテリＢＴの抵抗値が十分に低下したと判定した場合に、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２６の処理に進み、暖機用充電制御の実行を終了する。
【００６７】
以上説明したように、バッテリ暖機装置１００では、暖機用放電制御の実行中にバッテリＢＴの電圧が予め定められたＶｂ１を下回った場合は暖機用充電制御に移行し、暖機用充電制御の実行中にバッテリＢＴの電圧がＶｂ１よりも高く予め定められたＶｂ２を上回った場合は暖機用放電制御に移行する。
【００６８】
したがって、バッテリ暖機装置１００によれば、バッテリＢＴの容量に応じて暖機用放電制御又は暖機用充電制御への移行を行い、バッテリＢＴの過放電や過充電を招くことなく、バッテリＢＴを迅速に昇温させることが可能となる。
【００６９】
また、バッテリ暖機装置１００は、バッテリＢＴの抵抗値が予め定められたＲ０を上回った場合に暖機制御を実行する。したがって、バッテリ暖機装置１００は、バッテリＢＴの温度が低下し、その結果、抵抗値が高まって充放電の効率が低下したことに基づいて暖機制御を実行するため、当該効率を向上させ、エネルギ効率を高めることが可能となる。
【００７０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００７１】
例えば、前述した実施形態では、バッテリ暖機装置１００が適用される対象として、電気自動車に搭載されるバッテリＢＴを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、電気自動車に搭載されるバッテリのみならず、定置型のバッテリなど、種々のバッテリに対して適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００：バッテリ暖機装置
１０：キャパシタ
２０：ＤＣ／ＤＣコンバータ（コンバータ）
３０：ＣＰＵ（制御装置）
４０：バッテリセンサ
５０：キャパシタセンサ
ＢＴ：バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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