專利名稱：車輛用電池調(diào)溫裝置以及車輛用電池調(diào)溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用電池調(diào)溫裝置以及車輛用電池調(diào)溫方法。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)I中公開了以下 技術(shù)在車輛停止后將車輛與外部充電設(shè)備連接時(shí)，通過空調(diào)的冷卻風(fēng)或者暖風(fēng)來調(diào)節(jié)電池溫度，使得充電開始時(shí)的電池溫度達(dá)到適合于充電開始時(shí)的目標(biāo)溫度。專利文獻(xiàn)I :日本特開平7-73906號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
_4] 發(fā)明要解決的問題然而，在上述以往技術(shù)中，在車輛停止后立即進(jìn)行充電等從電池溫度高到某種程度的狀態(tài)下進(jìn)行充電時(shí)，在電池溫度達(dá)到目標(biāo)溫度之前無法進(jìn)行充電，因此從車輛停止起到充電完成為止所需的時(shí)間變長。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短從車輛停止起到充電完成為止所需的時(shí)間的車輛用電池調(diào)溫裝置以及車輛用電池調(diào)溫方法。
_7] 用于解決問題的方案在本發(fā)明中，在車輛行駛時(shí)判斷為需要對電池進(jìn)行充電的情況下，對電池進(jìn)行調(diào)溫使得充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度。
_9] 發(fā)明的效果由此，在本發(fā)明中，在車輛行駛時(shí)判斷為需要對電池進(jìn)行充電的情況下，從車輛行駛過程中就考慮充電開始時(shí)的目標(biāo)溫度而進(jìn)行電池的調(diào)溫，進(jìn)行調(diào)溫控制使得電池溫度成為目標(biāo)溫度以下，因此能夠縮短從車輛停止起到充電完成為止所需的時(shí)間。


圖I是本發(fā)明所涉及的實(shí)施例I的車輛用電池調(diào)溫裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示由實(shí)施例I的車輛用電池調(diào)溫裝置的調(diào)溫部執(zhí)行的行駛時(shí)調(diào)溫控制處理的流程的流程圖。圖3是表示在實(shí)施例I的車輛用電池調(diào)溫裝置中以圖2的流程圖執(zhí)行的情況下的行駛時(shí)調(diào)溫控制作用的時(shí)序圖。附圖標(biāo)記說明I 電池；Ia 殼體；2 空調(diào)器(調(diào)溫單兀)；2a :鼓風(fēng)機(jī)；2b :循環(huán)路徑；2c :門；3 電池控制器；3a :SOC估計(jì)部(充電狀態(tài)檢測單元)；3b :充電判斷部(充電判斷單元)；3c 調(diào)溫部(行駛時(shí)調(diào)溫控制單元)；4:電池溫度傳感器(溫度檢測單元)；5:電池電壓傳感器；6 :電池充放電電流傳感器；7 :導(dǎo)航系統(tǒng)；8 :普通充電連接器；9 :快速充電連接器；10 警報(bào)燈；11 :充電站；12 :連接器。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)基于附圖的實(shí)施例來說明具體實(shí)施方式
。[實(shí)施例I][系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]圖I是實(shí)施例I的車輛用電池調(diào)溫裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，實(shí)施例I的車輛用電池調(diào)溫裝置應(yīng)用于電動(dòng)汽車。電池I是能夠反復(fù)充電的二次電池，將電力提供給對驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)(未圖示)。電池I例如能夠使用鎳離子電池。將電池I配置在駕駛 室(車廂)的下方，固定在車體上?？照{(diào)器(調(diào)溫單元)2對駕駛室內(nèi)進(jìn)行調(diào)溫，使得駕駛室內(nèi)的溫度成為由駕駛員設(shè)定的目標(biāo)值。另外，空調(diào)器2根據(jù)來自電池控制器3的控制指令來對電池I送風(fēng)，從而對電池I進(jìn)行調(diào)溫。在從空調(diào)器2輸出的空氣通過鼓風(fēng)機(jī)2a提供給電池I的殼體Ia內(nèi)之后，向車外或者駕駛室排出，或者向空調(diào)器2回流。根據(jù)電池、駕駛室等的溫度，對設(shè)置在空調(diào)器2與電池I之間的循環(huán)路徑2b上的兩個(gè)門2c、2d進(jìn)行打開和關(guān)閉控制，由此適當(dāng)?shù)厍袚Q通過電池I的空氣的流向。對電池控制器3輸入來自電池溫度傳感器(溫度檢測單元)4、電池電壓傳感器5、電池充放電電流傳感器6、導(dǎo)航系統(tǒng)7、普通充電連接器8以及快速充電連接器9的各信號。將電池溫度傳感器4、電池電壓傳感器5以及電池充放電電流傳感器6設(shè)置于電池I的殼體Ia內(nèi)。電池溫度傳感器4檢測電池I的溫度(以下，稱為電池溫度)。電池電壓傳感器5檢測電池電壓。電池充放電電流傳感器6檢測電池I的充放電電流。導(dǎo)航系統(tǒng)7對駕駛員提供車輛周圍的地圖信息和本車位置，進(jìn)行向駕駛員設(shè)定的目的地的路線引導(dǎo)。普通充電連接器8在普通充電模式下對電池I進(jìn)行充電時(shí)與外部充電設(shè)備(例如，住宅)的普通充電連接器(家用電源插座)進(jìn)行連接。在連接器連接時(shí)，向電池控制器3輸出連接信號。快速充電連接器9在快速充電模式下對電池I進(jìn)行充電時(shí)與作為外部充電設(shè)備的充電站11的連接器12進(jìn)行連接。在連接器連接時(shí)，向電池控制器3輸出連接信號。在此，快速充電模式是充電速率高于普通充電模式的充電速率的充電模式，在快速充電模式下進(jìn)行充電的情況下，與在普通充電模式下進(jìn)行充電的情況相比，能夠在更短時(shí)間內(nèi)使電池S0C(State Of Charge:充電狀態(tài))處于滿充電狀態(tài)。此外，充電速率是每單位時(shí)間的充電量。電池控制器3具有SOC估計(jì)部(充電狀態(tài)檢測單元)3a、充電判斷部(充電判斷單元)3b以及調(diào)溫部(行駛時(shí)調(diào)溫控制單元)3c。SOC估計(jì)部3a根據(jù)電池電壓和電池充放電電流來估計(jì)當(dāng)前的電池SOC。充電判斷部3b始終監(jiān)視由SOC估計(jì)部3a估計(jì)的電池S0C，在電池SOC成為規(guī)定的要充電閾值以下時(shí)，判斷為需要充電，對警報(bào)燈10輸出點(diǎn)亮指令，由此對駕駛員通知電池SOC的降低。調(diào)溫部3c始終監(jiān)視電池溫度，對空調(diào)器2輸出對電池I進(jìn)行調(diào)溫的控制指令，使得電池溫度不偏離規(guī)定的使用溫度范圍或者充電溫度范圍。另外，為了實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明的目標(biāo)的、縮短從車輛停止起到充電完成為止所需的時(shí)間(以下，還稱為充電時(shí)間)，調(diào)溫部3c在車輛行駛時(shí)執(zhí)行以下所示的行駛時(shí)調(diào)溫控制處理。[行駛時(shí)調(diào)溫控制處理]圖2是表示由實(shí)施例I的調(diào)溫部3c執(zhí)行的行駛時(shí)調(diào)溫控制處理的流程的流程圖，下面，說明各步驟。在由充電判斷部3b判斷為需要對電池I進(jìn)行充電期間，以規(guī)定的運(yùn)算周期反復(fù)執(zhí)行該處理。在步驟SI中，判斷駕駛員是否請求了快速充電模式。在“是”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S2，在“否”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S3。在此，在駕駛員選擇充電站11作為導(dǎo)航系統(tǒng)7的目的地的情況下，判斷為請求了快速充電模式。在步驟S2中，輸入電池狀態(tài)，即從電池溫度傳感器4輸入電池溫度，從電池電壓傳感器5輸入電池電壓，從電池充放電電流傳感器6輸入電池充放電電流，轉(zhuǎn)移到步驟S4。 在步驟S3中，停止行駛中調(diào)溫控制，轉(zhuǎn)移到返回。在步驟S3中，在停止行駛中調(diào)溫控制的情況下，如上述那樣對空調(diào)器2輸出對電池I進(jìn)行調(diào)溫的控制指令，使得電池溫度不會(huì)偏離規(guī)定的使用溫度范圍或者充電溫度范圍。另一方面，在步驟S4中，計(jì)算在快速充電模式下由于電池I的快速充電而被預(yù)測的發(fā)熱量，轉(zhuǎn)移到步驟S5。在此，能夠?qū)⒖焖俪潆娔Ｊ较碌某潆娝俾食艘猿潆姇r(shí)間而得到的值乘以規(guī)定的系數(shù)，來求出電池發(fā)熱量。另外，還可以預(yù)先通過試驗(yàn)將充電時(shí)間與發(fā)熱量的關(guān)系制作成對應(yīng)表。此外，充電時(shí)間是在按照快速充電模式的充電速率進(jìn)行充電時(shí)目前的電池SOC成為滿充電時(shí)的SOC所需的時(shí)間。在此所指的滿充電是滿充電或者不妨礙實(shí)際使用的容量。在步驟S5中，設(shè)定電池I的目標(biāo)溫度，轉(zhuǎn)移到步驟S6。在此，將目標(biāo)溫度設(shè)為從不影響電池壽命的溫度范圍的上限值(以下，稱為允許上限值)中減去與算出的電池發(fā)熱量相應(yīng)的電池I的溫度上升量而得到的值。允許上限值在鋰離子二次電池的情況下例如設(shè)為60°C。此外，也可以將允許上限值設(shè)為比60°C稍低例如2V 3°C的值。在步驟S6中，設(shè)定行駛時(shí)調(diào)溫控制的控制時(shí)間(行駛時(shí)調(diào)溫控制開始起到結(jié)束為止的時(shí)間)，轉(zhuǎn)移到步驟S7。在此，將控制時(shí)間設(shè)為到達(dá)由導(dǎo)航系統(tǒng)7算出的充電站11的到達(dá)預(yù)測時(shí)間。在步驟S7中，設(shè)定空調(diào)器2的調(diào)溫性能，轉(zhuǎn)移到步驟S8。在此，將調(diào)溫性能設(shè)為經(jīng)過控制時(shí)間使當(dāng)前電池溫度成為目標(biāo)溫度所需的空調(diào)器2的性能(風(fēng)量、風(fēng)溫)。在步驟S8中，將與設(shè)定的調(diào)溫性能相應(yīng)的控制指令輸出到空調(diào)器2，轉(zhuǎn)移到步驟S9。在步驟S9中，判斷電池溫度是否到達(dá)目標(biāo)溫度。在“是”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S3，在“否”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S10。在步驟SlO中，判斷是否經(jīng)過了控制時(shí)間。在“是”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S3，在“否”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟SI I。在步驟Sll中，判斷快速充電連接器9是否與充電站11的連接器12進(jìn)行連接。在“是”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S3，在“否”的情況下，轉(zhuǎn)移到返回。接著，說明實(shí)施例I的作用。
[行駛時(shí)調(diào)溫控制作用]圖3是表示實(shí)施例I的行駛時(shí)調(diào)溫控制作用的時(shí)序圖。在時(shí)刻tl，在車 輛行駛中電池SOC成為要充電閾值以下，因此點(diǎn)亮警報(bào)燈10，警告駕駛員電池SOC的降低。由此，駕駛員將目的地變更為附近的充電站11。此時(shí)，在圖2的流程圖中，形成步驟SI —步驟S2 —步驟S4 —步驟S5 —步驟S6 —步驟S7 —步驟S8的流向，開始行駛時(shí)調(diào)溫控制。在該控制中，設(shè)定考慮了由于快速充電引起的溫度上升的目標(biāo)溫度，即，即使在到達(dá)充電站11之后立即進(jìn)行快速充電的情況下電池溫度也不會(huì)超過允許上限值的目標(biāo)溫度，設(shè)定空調(diào)器2的風(fēng)量和風(fēng)溫，使得電池溫度在經(jīng)過控制時(shí)間之后成為目標(biāo)溫度。在時(shí)刻tl與t2之間的區(qū)間內(nèi)電池溫度逐漸下降，在時(shí)刻t2，電池溫度與目標(biāo)溫度一致。因此，從步驟S9進(jìn)入到步驟S3，停止行駛時(shí)調(diào)溫控制。另外，車輛與時(shí)刻t2大致同期地到達(dá)充電站11，由駕駛員將快速充電連接器9與充電站11的連接器12進(jìn)行連接，由此開始電池I的快速充電。在時(shí)刻t2與t4之間的區(qū)間內(nèi)，電池溫度與快速充電模式下的充電速率相應(yīng)地上升。在時(shí)刻t4，電池SOC處于滿充電狀態(tài)，因此完成電池I的充電。此時(shí)，電池溫度被控制在允許上限值以下，因此不會(huì)招致隨著溫度上升而電池壽命降低。在此，作為實(shí)施例I的比較例，考慮不實(shí)施行駛時(shí)調(diào)溫控制而在車輛停止之后對電池進(jìn)行調(diào)溫使得充電開始時(shí)的電池溫度成為上述目標(biāo)溫度的情況。在該情況下，在時(shí)刻t2到達(dá)充電站，在快速充電連接器與設(shè)備進(jìn)行連接時(shí)，空調(diào)器開始對電池進(jìn)行冷卻。然而，車輛剛停止時(shí)，由于行駛時(shí)的放電發(fā)熱而電池溫度高，因此在停止之后立即在快速充電模式下進(jìn)行充電的情況下，由于充電產(chǎn)生的發(fā)熱而電池溫度超出允許上限值。因此，在該比較例中，必須等到電池溫度下降至目標(biāo)溫度為止的時(shí)刻t3才能開始充電。與此相對，在實(shí)施例I中，在車輛行駛過程中開始冷卻電池1，因此能夠從比時(shí)刻t3早的時(shí)刻t2起開始充電。也就是說，在實(shí)施例I中，在車輛行駛時(shí)，在判斷為需要對電池I充電并且由駕駛員請求了快速充電模式的情況下，預(yù)先在行駛中對電池I進(jìn)行調(diào)溫使得充電開始時(shí)的溫度成為目標(biāo)溫度，因此與上述比較例相比，能夠縮短從停車起到充電完成為止的時(shí)間。另外，估計(jì)從判斷為需要充電的時(shí)刻至充電開始為止所需的時(shí)間，將該時(shí)間作為控制時(shí)間來使電池溫度逐漸接近目標(biāo)溫度，因此能夠?qū)⒖照{(diào)器2的調(diào)溫性能抑制得低。例如，在上述比較例中，通過提高車輛停止時(shí)的空調(diào)器的調(diào)溫性能，能夠縮短充電時(shí)間，但是在該情況下，將空調(diào)器的大部分調(diào)溫能力使用于電池側(cè)的冷卻，因此在駕駛室側(cè)不能得到所需的調(diào)溫性能，無法維持駕駛室舒適。與此相對，在實(shí)施例I中，電池I的調(diào)溫不要求高性能，因此能夠?qū)⒖照{(diào)器的大部分調(diào)溫能力使用于駕駛室側(cè)的調(diào)溫，能夠維持駕駛室舒適。此時(shí)，將到達(dá)充電站11為止的時(shí)間設(shè)為行駛時(shí)調(diào)溫控制的控制時(shí)間(控制期間)，因此能夠更可靠地使充電開始時(shí)的電池溫度與目標(biāo)溫度一致。這是因?yàn)閷﹄姵豂的充電是在到達(dá)充電站11之后實(shí)施的。在實(shí)施例I中，設(shè)定目標(biāo)溫度使得充電完成后的電池溫度為規(guī)定的允許上限值以下，因此能夠抑制電池溫度超過允許上限值而電池壽命降低。
另外，將目標(biāo)溫度設(shè)為允許上限值減去伴隨充電時(shí)的發(fā)熱的溫度上升量而得到的值，因此能夠更可靠地抑制電池溫度超過允許上限值。在實(shí)施例I中，在請求了快速充電模式的情況下執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制，在沒有請求快速充電模式的情況下不執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制。普通充電模式的充電速率低于快速充電模式的充電速率，因此即使在不執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制的情況下，電池溫度也很少會(huì)超過上限值。因此，能夠避免對電池I進(jìn)行不必要的調(diào)溫，從而能夠抑制電池SOC的降低。在實(shí)施例I中，起到以下列舉的效果。(I)具備電池1，能夠在車載狀態(tài)下通過外部充電設(shè)備(充電站11、住宅等)對該電池I進(jìn)行充電；電池溫度傳感器4，其檢測電池溫度；S0C估計(jì)部3a，其計(jì)算電池SOC ；空調(diào)器2，其調(diào)節(jié)電池溫度；充電判斷部3b，其根據(jù)電池SOC來判斷是否需要對電池I進(jìn)行充電；以及調(diào)溫部3c，其在車輛行駛時(shí)判斷為需要充電的情況下，執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制，對 空調(diào)器2輸出調(diào)溫控制指令使得充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度。由此，能夠縮短充電時(shí)間。(2)調(diào)溫部3c估計(jì)從判斷為需要充電的時(shí)刻起至充電開始所需的時(shí)間，將該時(shí)間作為控制時(shí)間來使電池溫度逐漸接近目標(biāo)溫度，因此將空調(diào)器2的調(diào)溫性能抑制得低而能夠確保駕駛室側(cè)所需的調(diào)溫性能，從而能夠維持駕駛室舒適。(3)調(diào)溫部3c將到達(dá)充電站11為止所需的時(shí)間設(shè)為控制時(shí)間，因此能夠更可靠地使充電開始時(shí)的電池溫度與目標(biāo)溫度一致。(4)調(diào)溫部3c設(shè)定目標(biāo)溫度，使得充電完成后的電池溫度為規(guī)定的允許上限值以下，因此能夠抑制由于電池溫度超過允許上限值而電池壽命降低。(5)調(diào)溫部3c將允許上限值減去由充電時(shí)的發(fā)熱引起的溫度上升量而得到的值設(shè)為目標(biāo)溫度，因此能夠更可靠地抑制電池溫度超過允許上限值。(6)能夠在普通充電模式以及充電速率比該普通充電模式的充電速率高的快速充電模式這兩種充電模式下對電池I進(jìn)行充電，在請求了快速充電模式的情況下，調(diào)溫部3c執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制，在請求了普通充電模式的情況下，調(diào)溫部3c不執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制。由此，避免對電池I進(jìn)行不必要的調(diào)溫，能夠抑制電池SOC的降低。(7)在車輛行駛時(shí)判斷為電池需要充電的情況下，預(yù)先執(zhí)行對電池I進(jìn)行調(diào)溫的行駛時(shí)調(diào)溫控制以使充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度，因此能夠縮短充電時(shí)間。[其它實(shí)施例]以上，根據(jù)實(shí)施例說明了具體實(shí)施方式
，但是本發(fā)明并不限定于實(shí)施例，不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等也包括在本發(fā)明中。例如，在實(shí)施例中，示出根據(jù)駕駛員是否選擇充電站11作為導(dǎo)航系統(tǒng)7的目的地來判斷是否請求了快速充電模式的例子，但是也可以設(shè)置通過駕駛員的操作能夠請求快速充電模式的開關(guān)。還可以不管是否請求了快速充電模式均實(shí)施行駛時(shí)調(diào)溫控制。
權(quán)利要求
1.一種車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于，具備 電池，能夠在車載狀態(tài)下通過外部充電設(shè)備對該電池進(jìn)行充電； 溫度檢測單元，其檢測上述電池的溫度； 充電狀態(tài)檢測單元，其檢測上述電池的充電狀態(tài)； 調(diào)溫單元，其調(diào)節(jié)上述電池的溫度； 充電判斷單元，其根據(jù)上述充電狀態(tài)來判斷是否需要對上述電池進(jìn)行充電；以及行駛時(shí)調(diào)溫控制單元，其在車輛行駛時(shí)判斷為需要充電的情況下，執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制，對上述調(diào)溫單元輸出調(diào)溫控制指令使得充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于， 上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元估計(jì)從判斷為需要充電的時(shí)刻起到充電開始所需的時(shí)間，將該時(shí)間作為控制時(shí)間而使上述電池溫度逐漸接近上述目標(biāo)溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于， 上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元將到達(dá)上述外部充電設(shè)備為止所需的時(shí)間設(shè)為上述控制時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中的任一項(xiàng)所述的車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于， 上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元設(shè)定上述目標(biāo)溫度，使得充電完成后的上述電池溫度為規(guī)定的允許上限值以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于， 上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元將上述允許上限值減去由充電時(shí)的發(fā)熱引起的溫度上升量而得到的值設(shè)為上述目標(biāo)溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5中的任一項(xiàng)所述的車輛用電池調(diào)溫裝置，其特征在于， 能夠在普通充電模式和充電速率高于該普通充電模式的充電速率的快速充電模式這兩種充電模式下對上述電池進(jìn)行充電， 在請求了上述快速充電模式的情況下，上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元執(zhí)行上述行駛時(shí)調(diào)溫控制，在請求了上述普通充電模式的情況下，上述行駛時(shí)調(diào)溫控制單元不執(zhí)行上述行駛時(shí)調(diào)溫控制。
7.—種車輛用電池調(diào)溫方法，其特征在于，在車輛行駛時(shí)判斷為需要對電池充電的情況下，預(yù)先執(zhí)行對上述電池進(jìn)行調(diào)溫的行駛時(shí)調(diào)溫控制，使得充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度。
全文摘要
本發(fā)明具備電池(1)，能夠在車載狀態(tài)下通過充電站(11)對該電池(1)進(jìn)行充電；電池溫度傳感器(4)，其檢測電池溫度；SOC估計(jì)部(3a)，其計(jì)算電池SOC；空調(diào)器(2)，其調(diào)節(jié)電池溫度；充電判斷部(3b)，其根據(jù)電池SOC來判斷是否需要對電池(1)充電；以及調(diào)溫部(30)，其在車輛行駛時(shí)判斷為需要充電的情況下，執(zhí)行行駛時(shí)調(diào)溫控制，對空調(diào)器(2)輸出調(diào)溫控制指令使得充電開始時(shí)的電池溫度為目標(biāo)溫度。
文檔編號B60H1/00GK102725182SQ201180007599
公開日2012年10月10日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者大塚隆, 戶野塚寬 申請人:康奈可關(guān)精株式會(huì)社