JP6176223B2 - バッテリシステム - Google Patents

Description

本発明は、外部電源からの電力によって充電されるバッテリと、外部電源からの電力を受けてバッテリを温めるヒータとを備えたバッテリシステムに関する。

特許文献１には、外部電源と接続された充電器からの電力（充電電力）をバッテリに供給することにより、バッテリを充電している。また、充電器からの電力をヒータに供給することにより、ヒータを発熱させてバッテリを温めている。

特開２０１２−１９１７８２号公報

充電器からの電力をヒータおよびバッテリに供給しているとき、ヒータへの電力供給が遮断されたときには、ヒータに供給される電力がバッテリに供給されてしまう。ここで、バッテリの充電電力を低下させようとしても、ヒータへの電力供給が遮断されてから、バッテリの充電電力を低下させるまでの間に、バッテリの充電電力が一時的に上昇してしまう。バッテリのＳＯＣによっては、一時的に上昇した充電電力によって、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなってしまうおそれがある。

本発明のバッテリシステムは、充放電を行うバッテリと、バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリを温めるヒータと、外部電源からの電力をバッテリ及びヒータに供給する充電器と、充電器からの電力をバッテリに供給する経路に設けられたリレーと、充電器およびリレーの動作を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値よりも低いとき、充電器からバッテリに電力を供給して定電流充電を行い、バッテリのＳＯＣが閾値以上であるとき、充電器からバッテリに電力を供給して定電流定電圧充電を行う。コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値よりも低く、バッテリの温度が所定温度よりも低いとき、充電器からバッテリおよびヒータに電力を供給する。コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、バッテリの温度が所定温度よりも低いとき、充電器からヒータに所定電力を供給するとともに、リレーをオフにして充電器からバッテリに電力を供給しない。

本発明によれば、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、バッテリの温度が所定温度よりも低いとき、充電器からの電力をバッテリに供給せず、ヒータに供給しているだけである。このため、ヒータへの電力供給を停止したとき、ヒータに供給される電力がバッテリに供給されるだけであり、バッテリおよびヒータに電力を供給しているときに比べて、バッテリの充電電力の上昇を抑制できる。バッテリのＳＯＣが閾値以上であるときには、バッテリの電圧値が上限電圧値に近づいているが、バッテリの充電電力の上昇を抑制することにより、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなることを抑制できる。

本発明のバッテリシステムは、充放電を行うバッテリと、バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリを温めるヒータと、外部電源からの電力をバッテリ及びヒータに供給する充電器と、充電器の動作を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、バッテリの温度が所定温度以上であるとき、充電器からヒータに電力を供給せずに、充電器からバッテリに所定電力を供給する。コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、バッテリの温度が所定温度よりも低いとき、充電器からバッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を、所定電力以下とする。

本発明によれば、充電器からバッテリおよびヒータに電力を供給するとき、バッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を所定電力以下としているため、ヒータへの電力供給が停止したときには、所定電力がバッテリに供給されるだけである。所定電力は、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、ヒータに電力を供給しないときに、バッテリに供給される電力である。そこで、ヒータへの電力供給が停止して、バッテリに所定電力が供給されても、バッテリの充電電力が過度に上昇することを抑制でき、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなることを抑制できる。

コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値以上であるとき、充電器からバッテリに電力を供給して定電流定電圧充電を行うことができる。また、コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値よりも低いとき、充電器からバッテリに電力を供給して定電流充電を行うことができる。定電流定電圧充電を行うときには、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなりやすい。そこで、バッテリの温度が所定温度よりも低く、定電流定電圧充電を行うとき、充電器からバッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を、所定電力以下とすることにより、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなることを抑制できる。

コントローラは、バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、バッテリの温度が所定温度よりも低いとき、所定電力よりも低い範囲において、充電器からバッテリに供給される電力を段階的に低下させながら、定電流充電を行った後、定電流定電圧充電を行うことができる。このように定電流充電および定電流定電圧充電を行うとき、コントローラは、充電器からバッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を所定電力以下の一定値にする。

バッテリのＳＯＣが閾値以上であるときには、バッテリの充電によってバッテリのＳＯＣが上昇して、バッテリの電圧値が上限電圧値に近づくことがある。そこで、充電器からバッテリに供給される電力を段階的に低下させながら、定電流充電を行った後、定電流定電圧充電を行うことにより、バッテリのＳＯＣを徐々に上昇させることができる。

このとき、充電器からバッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を所定電力以下にすることにより、ヒータへの電力供給が停止しても、バッテリには所定電力以下の電力が供給されるだけであり、バッテリの電圧値が上限電圧値よりも高くなることを抑制できる。また、バッテリおよびヒータに供給される電力の合計値を一定にすることにより、バッテリに供給される電力を段階的に低下させる分だけ、ヒータに供給される電力を増加させることができ、ヒータを用いてバッテリを温めやすくなる。

バッテリシステムの構成を示す図である。 ヒータの発熱の異常状態を判別する処理を示すフローチャートである。 充電器の出力電力を低下させる処理を示すフローチャートである。 実施例１における外部充電の処理を示すフローチャートである。 実施例１において、ヒータが非通電状態にあるとき、メインバッテリのＳＯＣの変化と、充電電力の変化とを示す図である。 実施例１において、ヒータが通電状態にあるとき、メインバッテリのＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ供給電力を示す図である。 ヒータに供給されている電力がメインバッテリに供給されたときにおいて、メインバッテリの電圧値の変化を示す図である。 実施例２における外部充電の処理を示すフローチャートである。 実施例２において、ヒータが通電状態にあるとき、メインバッテリのＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ供給電力の変化とを示す図である。 実施例３における外部充電の処理を示すフローチャートである。 実施例３における外部充電の処理を示すフローチャートである。 実施例３において、ヒータが通電状態にあるとき、メインバッテリのＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ供給電力の変化とを示す図である。 実施例３の変形例における外部充電の処理を示すフローチャートである。 実施例３の変形例において、ヒータが通電状態にあるとき、メインバッテリのＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ供給電力の変化とを示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１は、本実施例のバッテリシステムの構成を示す図である。図１に示すバッテリシステムは、車両に搭載されている。

メインバッテリ１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。メインバッテリ１０には、並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。

図１に示すバッテリシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって制御される。ここで、ＥＣＵ５０は、電池ＥＣＵ５１と、パワーマネージメントＥＣＵ（ＰＭ−ＥＣＵ）５２と、充電ＥＣＵ５３とによって構成されている。ＥＣＵ５０は、本発明のコントローラに相当する。

電圧センサ２１は、メインバッテリ１０の電圧値ＶＢを検出し、検出結果を電池ＥＣＵ５１に出力する。電流センサ２２は、メインバッテリ１０の電流値ＩＢを検出し、検出結果を電池ＥＣＵ５１に出力する。ここで、メインバッテリ１０を放電しているときの電流値ＩＢを正の値とし、メインバッテリ１０を充電しているときの電流値ＩＢを負の値とする。

温度センサ２３は、メインバッテリ１０の温度（バッテリ温度という）ＴＢを検出し、検出結果を電池ＥＣＵ５１に出力する。温度センサ２４は、後述するヒータ３５の温度（ヒータ温度という）ＴＨを検出し、検出結果を電池ＥＣＵ５１に出力する。

メインバッテリ１０の正極端子には、正極ラインＰＬが接続され、メインバッテリ１０の負極端子には、負極ラインＮＬが接続されている。メインバッテリ１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）３１と接続されている。モータ・ジェネレータ３１は、メインバッテリ１０からの電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。すなわち、モータ・ジェネレータ３１によって生成された運動エネルギを駆動輪に伝達することにより、車両を走行させることができる。また、モータ・ジェネレータ３１は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換し、この電力をメインバッテリ１０に出力することができる。

ここで、メインバッテリ１０およびモータ・ジェネレータ３１の間の電流経路には、インバータを配置することができる。インバータは、メインバッテリ１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３１に出力することができる。また、インバータは、モータ・ジェネレータ３１から出力された交流電力を直流電力に変換し、直流電力をメインバッテリ１０に出力することができる。

また、メインバッテリ１０およびインバータの間の電流経路には、昇圧回路を配置することができる。昇圧回路は、メインバッテリ１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータに出力することができる。また、昇圧回路は、インバータの出力電圧を降圧し、降圧後の電力をメインバッテリ１０に出力することができる。

正極ラインＰＬにはシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられ、負極ラインＮＬにはシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、パワーマネージメントＥＣＵ（ＰＭ−ＥＣＵ）５２からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、本発明のリレーに相当する。

ＰＭ−ＥＣＵ５２は、電池ＥＣＵ５１と通信を行う。ＰＭ−ＥＣＵ５２および電池ＥＣＵ５１は、補機バッテリ３４からの電力を受けて動作する。

メインバッテリ１０およびモータ・ジェネレータ３１を接続するときには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンになる。また、メインバッテリ１０およびモータ・ジェネレータ３１の接続を遮断するときには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオフになる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびモータ・ジェネレータ３１の間の正極ラインＰＬと、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびモータ・ジェネレータ３１の間の負極ラインＮＬとには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２には、補機３３、補機バッテリ３４およびヒータ３５が接続されている。バッテリシステムが起動状態にあるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、メインバッテリ１０の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機３３や補機バッテリ３４に供給する。これにより、補機３３を動作させたり、補機バッテリ３４を充電したりすることができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の動作は、ＰＭ−ＥＣＵ５２によって制御される。

ヒータ３５は、メインバッテリ１０を温めるために用いられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２およびヒータ３５の間の電流経路には、ヒータリレー３６が設けられており、ヒータリレー３６は、電池ＥＣＵ５１からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。ヒータリレー３６がオンであるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２からヒータ３５に所定の電力が供給され、ヒータ３５を発熱させることができる。ヒータ３５から発生した熱がメインバッテリ１０に伝達されることにより、メインバッテリ１０が温められる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびモータ・ジェネレータ３１の間の正極ラインＰＬには、充電ラインＣＨＬ−Ｂが接続されており、充電ラインＣＨＬ−Ｂには、充電リレーＣＨＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびモータ・ジェネレータ３１の間の負極ラインＮＬには、充電ラインＣＨＬ−Ｇが接続されており、充電ラインＣＨＬ−Ｇには、充電リレーＣＨＲ−Ｇが設けられている。充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇは、充電ＥＣＵ５３からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。充電ＥＣＵ５３は、電池ＥＣＵ５１およびＰＭ−ＥＣＵ５２と通信を行う。また、充電ＥＣＵ５３は、補機バッテリ３４からの電力を受けて動作する。

充電ラインＣＨＬ−Ｂ，ＣＨＬ−Ｇには、充電器４１が接続されている。充電器４１には、充電ラインＣＨＬ−Ｂ，ＣＨＬ−Ｇを介してコネクタ（いわゆるインレット）４２が接続されている。コネクタ４２には、コネクタ（いわゆる充電プラグ）４３を接続することができる。コネクタ４３には外部電源（例えば、商用電源）４４が接続されており、コネクタ４３および外部電源４４は、車両の外部に設置されている。

コネクタ４３がコネクタ４２に接続され、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであるとき、充電器４１は、外部電源４４からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を出力する。充電器４１の動作は、充電ＥＣＵ５３によって制御される。充電器４１から出力された直流電力は、メインバッテリ１０に供給され、メインバッテリ１０を充電することができる。外部電源４４からの電力を用いたメインバッテリ１０の充電を外部充電という。外部充電を行うときには、メインバッテリ１０のＳＯＣ（State of Charge）が、予め設定された目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上となるまで、メインバッテリ１０が充電される。ここで、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇとしては、例えば、満充電状態に相当するＳＯＣとすることができる。

充電器４１からの電力は、メインバッテリ１０だけでなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２にも供給される。ここで、ヒータリレー３６をオンにすれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、充電器４１の出力電圧を降圧し、降圧後の電力（一定の電力）をヒータ３５に供給することができる。これにより、外部充電を行うとき、充電器４１からの電力の一部を用いてヒータ３５を駆動することにより、メインバッテリ１０を温めることができる。

次に、メインバッテリ１０の温度やヒータ３５の温度に関する異常を判別する処理について、図２および図３に示すフローチャートを用いて説明する。

図２に示す処理は、電池ＥＣＵ５１によって実行される。ヒータリレー３６がオンであり、外部充電中にＤＣ／ＤＣコンバータ３２からヒータ３５に電力が供給されているとき、図２に示す処理が所定の周期で繰り返される。

ステップＳ１０１において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出するとともに、温度センサ２４を用いてヒータ温度ＴＨを検出する。ステップＳ１０２において、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ１０１の処理で検出したバッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上であるか否かを判別する。異常温度ＴＢ＿ａｂｎは、バッテリ温度ＴＢが異常状態であることを判別するための温度であり、予め定められている。

バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、バッテリ温度ＴＢが異常状態であると判別し、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、バッテリ温度ＴＢが異常状態ではないと判別し、ステップＳ１０３の処理を行う。

ステップＳ１０３において、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ１０１の処理で検出したヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上であるか否かを判別する。異常温度ＴＨ＿ａｂｎは、ヒータ温度ＴＨが異常状態であることを判別するための温度であり、予め定められている。ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ温度ＴＨが異常状態であると判別し、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ温度ＴＨが異常状態ではないと判別し、図２に示す処理を終了する。

ステップＳ１０４において、電池ＥＣＵ５１は、バッテリ温度ＴＢ又はヒータ温度ＴＨの異常状態がヒータ３５の発熱に起因すると判別し、ヒータリレー３６をオンからオフに切り替える。ここで、ヒータ３５が異常に発熱していれば、ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上となる。また、メインバッテリ１０はヒータ３５からの熱を受けるため、ヒータ３５が異常に発熱していれば、バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上となる。このように、バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上であったり、ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上であったりするときには、ヒータ３５が異常に発熱していることを判別できる。

そこで、ヒータリレー３６をオフにすれば、ヒータ３５の通電を停止させて、バッテリ温度ＴＢやヒータ温度ＴＨの上昇を抑制することができる。ステップＳ１０５において、電池ＥＣＵ５１は、充電ＥＣＵ５３に異常情報を送信する。異常情報とは、バッテリ温度ＴＢ又はヒータ温度ＴＨが異常状態であり、ヒータリレー３６をオフにしたことを示す情報である。

図２に示す処理では、バッテリ温度ＴＢおよびヒータ温度ＴＨを監視しているが、バッテリ温度ＴＢおよびヒータ温度ＴＨの一方を監視するだけでもよい。ヒータ温度ＴＨだけを監視すれば、ヒータ３５が異常に発熱しているか否かを直接的に判別することができる。この場合には、ヒータ温度ＴＨを検出し、ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上であるとき、図２に示すステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を行うことができる。

一方、ヒータ３５に電力を供給しているとき、バッテリ温度ＴＢだけを監視すれば、ヒータ３５が異常に発熱しているか否かを間接的に判別することができる。ヒータ３５が異常に発熱すれば、ヒータ温度ＴＨだけでなく、バッテリ温度ＴＢも上昇する。そこで、バッテリ温度ＴＢだけを監視しても、ヒータ３５が異常に発熱しているか否かを判別できる。この場合には、バッテリ温度ＴＢを検出し、バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上であるとき、図２に示すステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を行うことができる。

次に、図３に示す処理について説明する。図３に示す処理は、充電ＥＣＵ５３によって実行される。

ステップＳ２０１において、充電ＥＣＵ５３は、電池ＥＣＵ５１からの異常情報を受信したか否かを判別する。異常情報を受信していないとき、充電ＥＣＵ５３は、図３に示す処理を終了する。一方、異常情報を受信したとき、充電ＥＣＵ５３は、ステップＳ２０２において、充電器４１の出力電力を低下させる。

図２に示す処理によれば、ヒータリレー３６のオフによって、ヒータ３５への電力供給が停止したとき、充電器４１の出力電力を低下させなければ、ヒータ３５に供給される電力がメインバッテリ１０に供給されてしまう。そこで、ヒータ３５に供給される電力の分だけ、充電器４１の出力電力を低下させることにより、過剰な電力がメインバッテリ１０に供給されることを防止できる。

次に、外部充電を行うときの処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、コネクタ４３がコネクタ４２に接続され、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであるとき、図４に示す処理が開始される。また、図４に示す処理を開始するとき、ヒータリレー３６はオフである。

ステップＳ３０１において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出し、このＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。ＳＯＣの算出方法は、公知の方法を適宜採用することができる。具体的には、電圧値ＶＢや電流値ＩＢに基づいて、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出することができる。閾値ＳＯＣ＿ｔｈは、後述するＣＣ充電（定電流充電）を終了するときのＳＯＣであり、予め定めておくことができる。ＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０２の処理を行う。一方、ＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０６の処理を行う。

ステップＳ３０２において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出し、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。所定温度ＴＢ＿ｔｈは、メインバッテリ１０の入出力性能を確保するためのバッテリ温度ＴＢであり、予め設定しておくことができる。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０３において、ヒータリレー３６をオンにする。これにより、充電器４１からの電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介してヒータ３５に供給することができる。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ａに設定される。電力Ａは、ヒータ３５を過度に発熱させることなく、メインバッテリ１０を温めることを考慮して予め設定される。

ステップＳ３０２において、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０４において、ヒータリレー３６をオフにする。ステップＳ３０５において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低いことを示す情報を、充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の動作を制御して、ＣＣ充電を行う。

ＣＣ充電を行うとき、メインバッテリ１０に供給される電力は、充電電力αに設定される。充電電力αは予め設定されている。ここで、ヒータリレー３６がオンであるとき、充電器４１から出力された電力は、メインバッテリ１０だけでなく、ヒータ３５にも供給される。充電ＥＣＵ５３は、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を電池ＥＣＵ５１から取得することにより、充電器４１から出力される電力を、電力α，Ａの合計値とする。

これにより、メインバッテリ１０に電力αを供給しつつ、ヒータ３５に電力Ａを供給することができる。ヒータ３５に電力Ａを供給することにより、メインバッテリ１０を温めて、バッテリ温度ＴＢを上昇させることができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２から補機３３や補機バッテリ３４に供給される電力を考慮して、充電器４１から出力される電力を、電力α，Ａの合計値よりも高い電力とすることができる。

一方、ヒータリレー３６がオフであるとき、充電器４１から出力された電力は、メインバッテリ１０に供給され、ヒータ３５には供給されない。充電ＥＣＵ５３は、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を電池ＥＣＵ５１から取得することにより、充電器４１から出力される電力を電力αとする。これにより、充電器４１からメインバッテリ１０に電力αを供給することができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２から補機３３や補機バッテリ３４に供給される電力を考慮して、充電器４１から出力される電力を、電力αよりも高い電力とすることができる。

ステップＳ３０６において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出し、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ３５への電力供給が必要であると判別し、ステップＳ３１０の処理を行う。一方、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ３５への電力供給が不要であると判別し、ステップＳ３０７の処理を行う。

ステップＳ３０７において、電池ＥＣＵ５１は、ヒータリレー３６をオフにする。これにより、充電器４１からヒータ３５への電力供給を停止させることができる。ステップＳ３０８において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上であり、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の動作を制御することにより、ＣＣＣＶ充電（定電流定電圧充電）を行う。ＣＣＣＶ充電時にメインバッテリ１０に供給される電力は、電力βに設定される。充電電力βは、ＣＣ充電時にメインバッテリ１０に供給される電力αよりも低く、予め設定される。

ステップＳ３０９において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出し、このＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であるか否かを判別する。メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０６の処理に戻る。一方、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３１３の処理を行う。

ステップＳ３０９からステップＳ３１３の処理に進むとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３１３において、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であることを示す情報を、充電ＥＣＵ５３およびＰＭ−ＥＣＵ５２に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオフにする。また、ＰＭ−ＥＣＵ５２は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにする。これにより、外部充電が終了する。

ステップＳ３１０において、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ３５への電力供給が必要であることを示す情報をＰＭ−ＥＣＵ５２に送信する。これにより、ＰＭ−ＥＣＵ５２は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにする。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにすることにより、充電器４１からの電力は、メインバッテリ１０に供給されず、メインバッテリ１０の充電が行われない。

ステップＳ３１１において、電池ＥＣＵ５１は、ヒータリレー３６をオンにする。これにより、充電器４１からの電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介してヒータ３５に供給され、ヒータ３５を用いてメインバッテリ１０を温めることができる。ここで、充電ＥＣＵ５３は、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上であり、かつ、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を電池ＥＣＵ５１から取得することにより、充電器４１の動作を制御する。すなわち、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１から出力される電力を電力Ａに設定することにより、ヒータ３５に電力Ａを供給する。

ステップＳ３１２において、電池ＥＣＵ５１は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇを継続してオフにしている時間ｔ＿ｏｆｆを、ＰＭ−ＥＣＵ５２から取得し、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。ここで、ＰＭ−ＥＣＵ５２は、タイマを用いて時間ｔ＿ｏｆｆを計測することができる。時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈよりも短いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３０６の処理に戻る。一方、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３１３の処理を行う。

ステップＳ３１２からステップＳ３１３の処理に進むとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３１３において、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上であることを示す情報を、充電ＥＣＵ５３およびＰＭ−ＥＣＵ５２に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオフにする。また、電池ＥＣＵ５１は、ヒータリレー３６をオフにする。ここで、ステップＳ３１０の処理によって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇはオフになっているため、ステップＳ３１３の処理でも、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオフのままとなる。

これにより、充電器４１からの電力は、メインバッテリ１０やＤＣ／ＤＣコンバータ３２に供給されなくなり、ヒータ３５への電力供給も停止する。充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにすることにより、外部充電を終了させることができる。

図５は、充電器４１からヒータ３５に電力を供給せずに、外部充電を行うときにおいて、メインバッテリ１０のＳＯＣの変化と、メインバッテリ１０に供給される電力（充電電力）とを示す。図５において、横軸は時間であり、縦軸は、メインバッテリ１０のＳＯＣおよび充電電力である。

時間ｔ１において、外部充電が開始される。時間ｔ１におけるメインバッテリ１０のＳＯＣは、閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低いため、時間ｔ１以降では、充電電力αにおけるＣＣ充電が行われる。ＣＣ充電が進むにつれて、メインバッテリ１０のＳＯＣが上昇し、時間ｔ２において、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達する。

時間ｔ２では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上となるため、ＣＣ充電からＣＣＣＶ充電に切り替わる。ＣＣＣＶ充電を行うときの充電電力は、電力βに設定される。時間ｔ２以降では、メインバッテリ１０のＳＯＣが徐々に上昇して、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに近づく。ここで、電力βは、電力αよりも低いため、単位時間あたりにおけるメインバッテリ１０のＳＯＣの上昇量に関して、ＣＣＣＶ充電時の上昇量は、ＣＣ充電時の上昇量よりも小さい。時間ｔ３では、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに到達しており、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオフとなることにより、ＣＣＣＶ充電（すなわち、外部充電）が終了する。

図６は、充電器４１からヒータ３５に電力を供給するときにおいて、外部充電に伴うメインバッテリ１０のＳＯＣの変化と、外部充電中の充電電力と、ヒータ３５に供給される電力とを示す。図６において、横軸は時間であり、縦軸は、メインバッテリ１０のＳＯＣと、充電電力と、ヒータ３５への供給電力である。

図５と同様に、時間ｔ１から時間ｔ２までは、電力αにおけるＣＣ充電が行われる。また、充電器４１から出力された電力は、ヒータ３５にも供給され、ヒータ３５に供給される電力は電力Ａとなる。図６に示す例では、時間ｔ２以降も、充電器４１からヒータ３５に電力Ａが供給される。一方、時間ｔ２以降において、メインバッテリ１０の充電電力は０［Ｗ］であり、メインバッテリ１０の充電が行われていない。このため、メインバッテリ１０のＳＯＣは、閾値ＳＯＣ＿ｔｈのままである。

時間ｔ２から時間ｔ３までの間の時間は、所定時間ｔ＿ｔｈであり、時間ｔ３では、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇがオフとなることにより、充電器４１からヒータ３５に供給される電力が遮断される。

本実施例によれば、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達した後、充電器４１からヒータ３５に電力を供給するとき、メインバッテリ１０の充電を行わないようにしている。すなわち、図６に示す時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、ヒータ３５に電力Ａを供給するとともに、充電電力を０［Ｗ］としている。

これにより、バッテリ温度ＴＢおよびヒータ温度ＴＨが異常状態となり、図２に示す処理によって、ヒータリレー３６をオフにしたとき、メインバッテリ１０の電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制することができる。この点について、図７を用いて具体的に説明する。

時間ｔ２よりも後の時間ｔ２１では、バッテリ温度ＴＢが異常温度ＴＢ＿ａｂｎ以上となったり、ヒータ温度ＴＨが異常温度ＴＨ＿ａｂｎ以上となったりすることにより、ヒータリレー３６をオフにしている。図２に示すステップＳ１０５の処理では、電池ＥＣＵ５１から充電ＥＣＵ５３に異常情報が送信され、図３に示す処理に基づいて、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の出力電力を低下させる。

このように、ヒータリレー３６をオフにしてから、充電器４１が出力電力を低下させ始めるまでには、タイムラグがある。このタイムラグには、電池ＥＣＵ５１から充電ＥＣＵ５３に異常情報を送信する時間や、充電器４１の動作を制御して充電器４１の出力電力を低下させるまでの時間が含まれる。このタイムラグは、時間ｔ２１から時間ｔ２２までの時間となる。

時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間では、ヒータリレー３６をオフにしているが、充電器４１の出力電力を低下させることができない。これにより、時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間では、ヒータ３５に供給される電力が充電電力としてメインバッテリ１０に供給され、メインバッテリ１０の充電電力が一時的に上昇してしまう。メインバッテリ１０の充電電力が上昇すれば、電流値（充電電流）ＩＢの上昇に伴う電圧変動量の分だけ、電圧値ＶＢが上昇してしまう。

時間ｔ２以降では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上となっており、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに近づいているとともに、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍに近づいている。この状態において、メインバッテリ１０の充電電力が上昇すると、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることがある。

本実施例によれば、ヒータ３５に電力Ａを供給しているとき、メインバッテリ１０の充電を行わないようにしている。このため、時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間では、ヒータ３５に供給される電力Ａがメインバッテリ１０に供給されるだけであり、メインバッテリ１０およびヒータ３５に電力を供給するときに比べて、メインバッテリ１０の充電電力の上昇を抑制することができる。これにより、電力Ａがメインバッテリ１０に供給されて電圧値ＶＢが上昇しても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

通常、ヒータ３５に供給される電力Ａは、充電電力β以下となりやすい。このため、ヒータ３５に供給される電力Ａがメインバッテリ１０に供給されても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

ここで、時間ｔ２以降において、ヒータ３５に電力Ａを供給しつつ、メインバッテリ１０に充電電力βを供給していると、図７に示す時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間において、メインバッテリ１０の充電電力が電力Ａ，βの合計値となり、電力Ａよりも高くなる。これにより、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも一時的に高くなってしまうことがある。単電池１１として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることにより、リチウムが析出してしまうことがある。リチウムが析出すると、単電池１１の満充電容量が低下してしまう。

本実施例によれば、上述したように、ヒータ３５に電力Ａを供給しているときには、メインバッテリ１０の充電を行わないようにすることで、図７に示す時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間において、メインバッテリ１０の充電電力が過度に上昇することを抑制でき、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。ここで、単電池１１として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることに伴うリチウムの析出を抑制することができる。

時間ｔ２２では、ヒータ３５に供給される電力Ａの分だけ、充電器４１の出力電力を低下させることにより、メインバッテリ１０の充電電力を０［Ｗ］にすることができる。これにより、メインバッテリ１０に電流が流れなくなり、時間ｔ２２以降では、電圧値ＶＢがＯＣＶ（Open Circuit Voltage）まで低下する。

本実施例において、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低く、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いときには、充電器４１からの電力をメインバッテリ１０およびヒータ３５に供給している。メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低いときには、ヒータリレー３６のオフによって、ヒータ３５に供給される電力がメインバッテリ１０に供給されても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなりにくい。このため、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低く、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いときには、充電器４１からの電力をメインバッテリ１０およびヒータ３５に供給している。

なお、図４に示すステップＳ３１２の処理では、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上となったときに、ステップＳ３１３の処理を行うようにしているが、これに限るものではない。ステップＳ３１２の処理の代わりに、以下に説明する処理を行うことができる。

例えば、外部充電を終了する時刻（充電終了時刻）が設定されているとき、時計を用いて現在時刻を取得し、この現在時刻が充電終了時刻であるか否かを判別する。現在時刻が充電終了時刻であるとき、ステップＳ３１３の処理を行うことができる。一方、現在時刻が充電終了時刻よりも前であるとき、ステップＳ３０６の処理に戻ることができる。なお、ヒータ３５に電力を供給せずに、ＣＣＣＶ充電を行うときには、充電終了時刻までに、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上となるように、ＣＣＣＶ充電が行われる。

本発明の実施例２について説明する。本実施例では、実施例１と異なる点について、主に説明する。

実施例１では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達した後、ヒータ３５に電力を供給するときには、メインバッテリ１０に電力を供給していない。一方、本実施例では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達した後、ヒータ３５に電力を供給しつつ、メインバッテリ１０に電力を供給してＣＣＣＶ充電を行っている。

本実施例における外部充電の処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８は、図４に対応する図であり、図４で説明した各処理と同じ処理については、同一の符号を用いている。以下、図８に示す処理において、図４に示す処理と異なる点について、主に説明する。

ステップＳ３０６において、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ３１４において、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータリレー３６がオンであるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２からヒータ３５に供給される電力は、電力Ｂに設定される。

ステップＳ３１５において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈ以上であり、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の動作を制御することにより、ＣＣＣＶ充電を行う。ＣＣＣＶ充電時にメインバッテリ１０に供給される電力は、電力γに設定される。ここで、電力γおよび電力Ｂの合計値は、電力βに設定される。なお、電力γ，Ｂの合計値は、０［Ｗ］よりも高く、電力βよりも低い値であってもよい。ステップＳ３１５の処理の後は、ステップＳ３０９の処理が行われる。

図９には、図８に示す処理を行ったときにおいて、メインバッテリ１０のＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ３５に供給される電力の変化とを示している。図９は、図６に対応した図である。

図９に示すように、外部充電を開始する時間ｔ１から時間ｔ２までは、電力αにおいて、ＣＣ充電が行われる。また、時間ｔ１から時間ｔ２までは、ヒータ３５に電力Ａが供給されている。時間ｔ２では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達しており、ＣＣ充電が終了する。

図９に示す例では、時間ｔ２以降でも、ヒータ３５に電力を供給しているが、ヒータ３５に供給される電力は、時間ｔ２において、電力Ａから電力Ｂに低下する。また、時間ｔ２以降では、充電電力γにおいて、ＣＣＣＶ充電が行われる。ここで、電力γおよび電力Ｂの合計値は、電力βとなる。

電力γ，Ｂの合計値が電力βとなればよいため、図９に示す例のように、ヒータ３５に供給される電力を電力Ａから電力Ｂに低下させなくてもよいことがある。すなわち、時間ｔ２以降においても、ヒータ３５に電力Ａを供給し続けることもできる。

時間ｔ２以降において、ヒータ３５に電力を供給しないときには、図５を用いて説明したように、ＣＣＣＶ充電を行うために、メインバッテリ１０に電力βが供給される。

本実施例では、時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、メインバッテリ１０に電力γを供給してＣＣＣＶ充電を行っているため、メインバッテリ１０のＳＯＣを目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに到達させることができる。また、時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、ヒータ３５に電力Ｂを供給することにより、ヒータ３５を用いてメインバッテリ１０を温めることができる。

時間ｔ２および時間ｔ３までの間において、バッテリ温度ＴＢ又はヒータ温度ＴＨが異常状態となり、図２に示す処理によってヒータリレー３６をオフにしたとき、電力Ｂの分だけ、メインバッテリ１０に供給される電力が上昇する。このとき、メインバッテリ１０に供給される電力は、電力γおよび電力Ｂの合計値となるが、この合計値は、ヒータ３５に電力を供給せずに、ＣＣＣＶ充電を行うときにメインバッテリ１０に供給される電力βとなる。電力βでのＣＣＣＶ充電では、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くならないように、メインバッテリ１０の充電が行われるため、ヒータリレー３６のオフによって、メインバッテリ１０の充電電力が上昇しても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

本発明の実施例３について説明する。本実施例では、実施例２と異なる点について、主に説明する。

実施例２では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達するまで、一定の電力αにおいて、ＣＣ充電を行っている。本実施例では、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達する前に、ＣＣ充電時の充電電力を低下させている。そして、メインバッテリ１０のＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿ｔｈに到達した後では、実施例２と同様に、ヒータ３５に電力を供給するか供給しないかにかかわらず、メインバッテリ１０に電力を供給してＣＣＣＶ充電を行っている。

本実施例における外部充電の処理について、図１０および図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１０および図１１は、図８に対応する図である。

ステップＳ４０１において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出するとともに、このＳＯＣが第１閾値（本発明の閾値に相当する）ＳＯＣ＿ｔｈ１よりも低いか否かを判別する。第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１は、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇよりも低い値であり、予め設定しておくことができる。メインバッテリ１０のＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１よりも低いとき、ステップＳ４０２の処理に進む。一方、メインバッテリ１０のＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上であるとき、ステップＳ４０６の処理に進む。

ステップＳ４０２において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出するとともに、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４０３において、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ａ１に設定される。一方、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４０４において、ヒータリレー３６をオフにする。

ステップＳ４０５において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１よりも低いことを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１からメインバッテリ１０に電力α１を供給して、ＣＣ充電を行う。充電電力α１は、実施例２で説明した充電電力αと同じである。ステップＳ４０５の処理の後は、ステップＳ４０１の処理に戻る。

ＣＣ充電を行うときであって、ヒータリレー３６がオンであるとき、充電器４１から出力された電力は、メインバッテリ１０だけでなく、ヒータ３５にも供給される。充電ＥＣＵ５３は、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を電池ＥＣＵ５１から取得することにより、充電器４１から出力される電力を、電力Ａ１，α１の合計値とする。これにより、メインバッテリ１０に電力α１を供給しつつ、ヒータ３５に電力Ａ１を供給することができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２から補機３３や補機バッテリ３４に供給される電力も考慮して、充電器４１から出力される電力を、電力Ａ１，α１の合計値よりも高い電力とすることができる。

一方、ヒータリレー３６がオフであるとき、充電器４１から出力された電力は、メインバッテリ１０に供給され、ヒータ３５には供給されない。充電ＥＣＵ５３は、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を電池ＥＣＵ５１から取得することにより、充電器４１から出力される電力を電力α１とする。これにより、充電器４１からメインバッテリ１０に電力α１を供給することができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２から補機３３や補機バッテリ３４に供給される電力も考慮して、充電器４１から出力される電力を、電力α１よりも高い電力とすることができる。

ステップＳ４０６において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出するとともに、このＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２よりも低いか否かを判別する。第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２は、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇよりも低く、かつ、第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１よりも高い値であり、予め設定しておくことができる。メインバッテリ１０のＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２よりも低いとき、ステップＳ４０７の処理に進む。一方、メインバッテリ１０のＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以上であるとき、ステップＳ４１２の処理に進む。

ステップＳ４０７において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出するとともに、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４０８において、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ａ２に設定される。一方、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４０９において、ヒータリレー３６をオフにする。

ステップＳ４１０において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２よりも低く、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１からメインバッテリ１０に電力α２を供給して、ＣＣ充電を行う。充電電力α２は、ステップＳ４０５の処理で設定される充電電力α１よりも低い。ステップＳ４１０の処理の後は、ステップＳ４０６の処理に戻る。充電電力α２でＣＣ充電を行うとともに、ヒータ３５に電力Ａ２を供給するとき、充電器４１から出力される電力は、電力α２，Ａ２の合計値となる。ここで、電力α２，Ａ２の合計値は、電力βに設定される。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４１１において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２よりも低く、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１からメインバッテリ１０に電力βを供給して、ＣＣ充電を行う。充電電力βは、ステップＳ４０５の処理で設定される充電電力α１よりも低い。ステップＳ４１１の処理の後は、ステップＳ４０６の処理に戻る。充電電力βでＣＣ充電を行うとき、ヒータ３５に電力が供給されないため、充電器４１から出力される電力は、電力βとなる。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４１２において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出するとともに、このＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３よりも低いか否かを判別する。第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３は、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇよりも低く、かつ、第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２よりも高い値であり、予め設定しておくことができる。第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３は、実施例１，２で説明した閾値ＳＯＣ＿ｔｈと同じ値である。

メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３よりも低いとき、ステップＳ４１３の処理に進む。一方、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３以上であるとき、ステップＳ４１８の処理に進む。

ステップＳ４１３において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出するとともに、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４１４において、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ａ３に設定される。一方、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４１５において、ヒータリレー３６をオフにする。

ステップＳ４１６において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３よりも低く、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１からメインバッテリ１０に電力α３を供給して、ＣＣ充電を行う。ステップＳ４１６の処理の後は、ステップＳ４１２の処理に戻る。充電電力α３は、ステップＳ４１０の処理で設定される充電電力α２よりも低い。充電電力α３でＣＣ充電を行うとともに、ヒータ３５に電力Ａ３を供給するとき、充電器４１から出力される電力は、電力α３，Ａ３の合計値となる。ここで、電力α３，Ａ３の合計値は、電力βに設定される。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４１７において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３よりも低く、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１からメインバッテリ１０に電力βを供給して、ＣＣ充電を行う。ステップＳ４１７の処理の後は、ステップＳ４１２の処理に戻る。充電電力βでＣＣ充電を行うとき、ヒータ３５に電力が供給されないため、充電器４１から出力される電力は、電力βとなる。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４１８において、電池ＥＣＵ５１は、温度センサ２３を用いてバッテリ温度ＴＢを検出するとともに、このバッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４１９において、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ｂに設定される。一方、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４２０において、ヒータリレー３６をオフにする。

ステップＳ４２１において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３以上であり、ヒータリレー３６がオンであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に出力する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の動作を制御することにより、メインバッテリ１０に充電電力γを供給してＣＣＣＶ充電を行う。充電電力γでＣＣＣＶ充電を行うとともに、ヒータ３５に電力Ｂを供給するとき、充電器４１から出力される電力は、電力γ，Ｂの合計値となる。ここで、電力γ，Ｂの合計値は、電力βに設定される。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４２２において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３以上であり、ヒータリレー３６がオフであることを示す情報を充電ＥＣＵ５３に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電器４１の動作を制御することにより、メインバッテリ１０に充電電力βを供給してＣＣＣＶ充電を行う。充電電力βでＣＣＣＶ充電を行うとき、ヒータ３５に電力が供給されないため、充電器４１から出力される電力は、電力βとなる。なお、補機バッテリ３４や補機３３に電力を供給するときには、この電力分も充電器４１から出力することができる。

ステップＳ４２３において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出するとともに、このＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であるか否かを判別する。ＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇよりも低いときには、ステップＳ４１８の処理に戻り、ＣＣＣＶ充電が継続される。一方、ＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４２４において、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇ以上であることを示す情報を、充電ＥＣＵ５３およびＰＭ−ＥＣＵ５２に送信する。これにより、充電ＥＣＵ５３は、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオフにする。また、ＰＭ−ＥＣＵ５２は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにする。ここで、ヒータリレー３６がオンであるとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータリレー３６をオフにする。これにより、外部充電が終了することができる。

図１２には、図１０および図１１に示す処理を行ったときにおいて、メインバッテリ１０のＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ３５に供給される電力の変化とを示している。図１２は、図９に対応した図である。

外部充電が開始される時間ｔ１以降では、電力α１において、ＣＣ充電が行われる。電力α１でのＣＣ充電を行うことにより、メインバッテリ１０のＳＯＣが上昇する。また、図１２に示す例では、時間ｔ１以降において、ヒータ３５にも電力Ａ１が供給されている。

時間ｔ１１では、メインバッテリ１０のＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１に到達しており、時間ｔ１１以降では、電力α２において、ＣＣ充電が行われる。これにより、時間ｔ１１以降でも、メインバッテリ１０のＳＯＣが上昇する。ただし、充電電力α２は、充電電力α１よりも低いため、単位時間当たりのメインバッテリ１０のＳＯＣの上昇量に関して、電力α２でのＣＣ充電における上昇量は、電力α１でのＣＣ充電における上昇量よりも小さい。

一方、時間ｔ１１以降では、ヒータ３５にも電力Ａ２が供給されている。ここで、電力α２，Ａ２の合計値は、電力βとなる。すなわち、ヒータ３５に電力を供給せずに、メインバッテリ１０に電力βを供給しているときと、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に電力Ａ２，α２をそれぞれ供給しているときとでは、充電器４１から出力される電力は電力βとなる。

時間ｔ１２では、メインバッテリ１０のＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２に到達しており、時間ｔ１２以降では、電力α３において、ＣＣ充電が行われる。これにより、時間ｔ１２以降でも、メインバッテリ１０のＳＯＣが上昇する。ただし、充電電力α３は、充電電力α２よりも低いため、単位時間当たりにおけるメインバッテリ１０のＳＯＣの上昇量に関して、電力α３でのＣＣ充電における上昇量は、電力α２でのＣＣ充電における上昇量よりも小さい。

一方、時間ｔ１２以降では、ヒータ３５にも電力Ａ３が供給されている。ここで、電力α３，Ａ３の合計値は、電力βとなる。すなわち、ヒータ３５に電力を供給せずに、メインバッテリ１０に電力βを供給しているときと、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に電力Ａ３，α３をそれぞれ供給しているときとでは、充電器４１から出力される電力は電力βとなる。

時間ｔ２では、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３に到達しており、時間ｔ２以降では、電力γにおいて、ＣＣＣＶ充電が行われる。これにより、時間ｔ２以降でも、メインバッテリ１０のＳＯＣが上昇する。充電電力γは、充電電力α３よりも低いため、単位時間当たりにおけるメインバッテリ１０のＳＯＣの上昇量に関して、電力γでのＣＣＣＶ充電における上昇量は、電力α３でのＣＣ充電における上昇量よりも小さい。

一方、時間ｔ２以降では、ヒータ３５にも電力Ｂが供給されている。ここで、電力γ，Ｂの合計値は、電力βとなる。すなわち、ヒータ３５に電力を供給せずに、メインバッテリ１０に電力βを供給しているときと、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に電力Ｂ，γをそれぞれ供給しているときとでは、充電器４１から出力される電力は電力βとなる。時間ｔ３では、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに到達しており、時間ｔ３において、外部充電が終了する。

本実施例において、ヒータ３５に電力を供給せずに、メインバッテリ１０に充電電力を供給するとき、時間ｔ１１において、ＣＣ充電時の充電電力を電力α１から電力βに低下させている。時間ｔ１１以降では、メインバッテリ１０のＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上であり、目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに近づいているため、ＣＣ充電時の充電電力を低下させることにより、メインバッテリ１０のＳＯＣを目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに徐々に近づけるようにしている。

一方、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に電力を供給するときには、図１２に示すように、時間ｔ１１以降において、メインバッテリ１０の充電電力を段階的に低下させている。これにより、ヒータ３５に電力を供給することを考慮しながら、メインバッテリ１０のＳＯＣを目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに徐々に近づけるようにしている。

時間ｔ１１以降において、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に電力を供給するときには、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に供給される電力の合計値が電力βとなるように、ヒータ３５に供給される電力が設定される。すなわち、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間では、電力Ａ２，β２の合計値が電力βに設定され、時間ｔ１２から時間ｔ２までの間では、電力Ａ３，β３の合計値が電力βに設定され、時間ｔ２から時間ｔ３までの間では、電力Ｂ，βの合計値が電力βに設定される。このように、時間ｔ１１から時間ｔ３までは、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に供給される電力の合計値が電力βとなり、一定となる。なお、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に供給される電力の合計値を電力βよりも低くすることもできる。

これにより、ヒータリレー３６のオフによって、ヒータ３５に供給される電力がメインバッテリ１０に供給されたとしても、メインバッテリ１０には電力βが供給されるだけである。時間ｔ１１以降では、メインバッテリ１０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ＿ｔａｇに近づいているが、メインバッテリ１０に電力βが供給されるだけであるため、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

また、時間ｔ１１以降では、メインバッテリ１０に供給される電力を段階的に低下させているため、ヒータ３５およびメインバッテリ１０に供給される電力の合計値を一定値（電力β）にすれば、メインバッテリ１０の充電電力を低下させた分だけ、ヒータ３５に供給される電力を増加させることができる。これにより、ヒータ３５を用いて、メインバッテリ１０を温めやすくなる。

本実施例では、時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、電力γでのＣＣＣＶ充電を行っているが、実施例１と同様に、メインバッテリ１０に充電電力を供給しなくてもよい。具体的には、図１３に示す処理を行うことができる。図１３は、図１１に対応する図である。図１３において、図１１で説明した各処理と同じ処理については、同一の符号を用いている。

図１３に示すステップＳ４１８において、バッテリ温度ＴＢが所定温度ＴＢ＿ｔｈよりも低いとき、電池ＥＣＵ５１は、ヒータ３５に電力を供給する必要があると判別する。ステップＳ４２５において、電池ＥＣＵ５１は、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３以上であり、ヒータ３５に電力を供給する必要があることを示す情報をＰＭ−ＥＣＵ５２に送信する。そして、ＰＭ−ＥＣＵ５２は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフにする。これにより、メインバッテリ１０の充電を停止させることができる。

ステップＳ４２６において、電池ＥＣＵ５１は、ヒータリレー３６をオンにする。ここで、ヒータ３５に供給される電力は、電力Ａ１に設定される。ステップＳ４２７において、電池ＥＣＵ５１は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇを継続してオフにしている時間ｔ＿ｏｆｆをＰＭ−ＥＣＵ５２から取得し、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈよりも短いとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４１８の処理に戻る。一方、時間ｔ＿ｏｆｆが所定時間ｔ＿ｔｈ以上であるとき、電池ＥＣＵ５１は、ステップＳ４２４の処理を行う。

図１４には、図１０および図１３に示す処理を行ったときにおいて、メインバッテリ１０のＳＯＣの変化と、充電電力の変化と、ヒータ３５に供給される電力の変化とを示している。図１４は、図１２に対応した図である。

図１２と同様に、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間では、電力α２においてＣＣ充電が行われるとともに、ヒータ３５に電力Ａ２が供給される。電力α２，Ａ２の合計値は、電力βとなる。また、時間ｔ１２から時間ｔ２までの間では、電力α３においてＣＣ充電が行われるとともに、ヒータ３５に電力Ａ３が供給される。電力α３，Ａ３の合計値は、電力βとなる。

時間ｔ１１から時間ｔ２までの間において、バッテリ温度ＴＢ又はヒータ温度ＴＨが異常状態となり、図２に示す処理によって、ヒータリレー３６をオフにしたとき、メインバッテリ１０に供給される電力は電力βとなる。上述したように、メインバッテリ１０に電力βが供給されても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

時間ｔ２から時間ｔ３までの間では、メインバッテリ１０に電力が供給されていないとともに、ヒータ３５に電力Ａ１が供給されている。時間ｔ２から時間ｔ３までの間において、バッテリ温度ＴＢ又はヒータ温度ＴＨが異常状態となり、図２に示す処理によって、ヒータリレー３６をオフにしたとき、メインバッテリ１０に供給される電力は、ヒータ３５に供給される電力Ａ１だけとなる。これにより、実施例１と同様に、ヒータ３５に供給されている電力Ａ１がメインバッテリ１０に供給されても、電圧値ＶＢが上限電圧値ＶＢ＿ｌｉｍよりも高くなることを抑制できる。

なお、本実施例では、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３に到達するまで、互いに異なる３つの充電電力α１〜α３においてＣＣ充電を行っているが、これに限るものではない。すなわち、メインバッテリ１０のＳＯＣが第３閾値ＳＯＣ＿ｔｈ３に到達するまで、互いに異なる２つ又は４つ以上の充電電力においてＣＣ充電を行うことができる。ここでは、充電電力を段階的に低下させながら、ＣＣ充電が行われる。

１０：メインバッテリ、１１：単電池、２１：電圧センサ、２２：電流センサ、
２３，２４：温度センサ、３１：モータ・ジェネレータ、３２：ＤＣ／ＤＣコンバータ、
３３：補機、３４：補機バッテリ、３５：ヒータ、３６：ヒータリレー、４１：充電器、
４２，４３：コネクタ、４４：外部電源、５１：電池ＥＣＵ、５２：ＰＭ−ＥＣＵ、
５３：充電ＥＣＵ

Claims (2)

1. 充放電を行うバッテリと、
   前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
   前記バッテリを温めるヒータと、
   外部電源からの電力を前記バッテリ及び前記ヒータに供給する充電器と、
   前記充電器の動作を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記バッテリのＳＯＣが閾値よりも低いとき、前記充電器から前記バッテリに電力を供給して定電流充電を行い、前記バッテリのＳＯＣが前記閾値以上であるとき、前記充電器から前記バッテリに電力を供給して定電流定電圧充電を行い、
   前記バッテリのＳＯＣが前記閾値以上であり、前記バッテリの温度が所定温度以上であるとき、前記充電器から前記ヒータに電力を供給せずに、前記充電器から前記バッテリに所定電力を供給し、
   前記バッテリのＳＯＣが前記閾値以上であり、前記バッテリの温度が前記所定温度よりも低いとき、前記充電器から前記バッテリおよび前記ヒータに供給される電力の合計値を、前記所定電力以下とすることを特徴とするバッテリシステム。
2. 充放電を行うバッテリと、
   前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
   前記バッテリを温めるヒータと、
   外部電源からの電力を前記バッテリ及び前記ヒータに供給する充電器と、
   前記充電器の動作を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記バッテリのＳＯＣが閾値以上であり、前記バッテリの温度が所定温度以上であるとき、前記充電器から前記ヒータに電力を供給せずに、前記充電器から前記バッテリに所定電力を供給し、
   前記バッテリのＳＯＣが前記閾値以上であり、前記バッテリの温度が前記所定温度よりも低いとき、前記所定電力よりも低い範囲において、前記充電器から前記バッテリに供給される電力を段階的に低下させながら、定電流充電を行った後、定電流定電圧充電を行うとともに、前記充電器から前記バッテリおよび前記ヒータに供給される電力の合計値を前記所定電力以下の一定値にすることを特徴とするバッテリシステム。

Images