CN110116613A - 充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电系统，为了对搭载于电动车辆的车载电池进行充电而设置于电动车辆的外部。上述充电系统具备：充电器，向车载电池供给电力；外部冷却装置，冷却车载电池；以及车外控制器，对充电器以及外部冷却装置的驱动进行控制。外部冷却装置具备：外部流路，设置于充电系统内，供外部制冷剂流动；冷却机构，至少具有压缩机，冷却外部制冷剂；以及热交换器，使被冷却后外部制冷剂与为了冷却车载电池而在电动车辆内流动的内部制冷剂或向电动车辆输送的外部空气进行热交换。

Description

充电系统

技术领域

本说明书公开一种为了对搭载于电动车辆的车载电池进行充电而设置于电动车辆的外部的充电系统。

背景技术

近年来，广泛公知有搭载旋转电机作为行驶动力源之一的电动车辆。上述电动车辆搭载有与旋转电机之间收授电力的车载电池。在车载电池的SOC降低了的情况下，车载电池使用外部电力来充电。

这里，提出了一种使车载电池的充电时间缩短的快速充电。在上述快速充电中，由于在车载电池流动大电流，所以能够以比较短的时间完成充电，但另一方面，车载电池的发热量会增加。若车载电池的温度因这样的发热而过度变高，则有时会导致车载电池的劣化。鉴于此，提出了一项在快速充电时利用搭载于电动车辆的冷却装置来冷却车载电池的技术。

例如，在日本特开2009-83670中公开了如下的技术：对车辆设置向电源部(车载电池)送风的送风风扇和具有压缩机并且产生冷却气流的空调单元，在电源部为第一温度以上小于第二温度的情况下，驱动送风风扇，在为第二温度以上的情况下，除了使送风风扇工作之外，还追加使压缩机工作。根据上述的日本特开2009-83670的技术，由于车载电池不仅被空冷，还被由压缩机生成的冷却气流强制冷却，所以能够某种程度地抑制车载电池的温度上升。

一般，为了上述那样的电池冷却而使用的压缩机是在车厢的制冷中使用的空调用压缩机。该空调用压缩机的能力被决定为某种程度，存在难以充分对快速充电时的车载电池进行冷却的情况。另外，在不搭载发动机的电动汽车的情况下，由于无法将发动机的排热利用于制热，所以存在搭载热泵式空调的情况。在使用该热泵式空调进行制热的情况下，存在无法在车载电池的冷却中使用空调用压缩机的情况。

发明内容

本发明公开一种在进行外部充电时能够更适当地冷却车载电池的充电系统。

本发明的方式是构成为对搭载于电动车辆的车载电池进行充电且被设置于上述电动车辆的外部的充电系统。上述充电系统包括充电器、外部冷却装置以及车外控制器。上述充电器构成为向上述车载电池供给电力。上述外部冷却装置构成为冷却上述车载电池。上述外部冷却装置包括供外部制冷剂流动的外部流路、构成为冷却上述外部制冷剂的冷却机构、以及热交换器。上述外部流路被设置于上述充电系统内。上述冷却机构至少包括压缩机。上述热交换器构成为使被冷却后的上述外部制冷剂与为了冷却上述车载电池而在上述电动车辆内流动的内部制冷剂或向上述电动车辆输送的外部空气进行热交换。上述车外控制器构成为对上述充电器以及上述外部冷却装置的驱动进行控制。

若形成为上述结构，则即便搭载于电动车辆的冷却装置的能力低，另外，即使正执行热泵制热，也能够利用外部冷却装置冷却车载电池。因此，进行外部充电时，能够更适当地冷却车载电池。

上述电动车辆可以具备内部冷却装置，该内部冷却装置构成为通过与外部空气的热交换来冷却上述车载电池，上述车外控制器构成为在需要冷却上述车载电池且上述车载电池的温度比上述外部空气的温度高的情况下，向上述电动车辆指示利用基于上述内部冷却装置进行的与上述外部空气的热交换来冷却上述车载电池。

通过利用外部空气来冷却车载电池，能够减少该车载电池的冷却所需的电力。

在上述充电系统中，上述车外控制器可以构成为基于上述内部冷却装置的冷却量与上述车载电池的发热量的比较结，果来决定是否需要基于上述外部冷却装置的外部冷却。

在仅通过内部冷却装置而冷却量不足的情况下，通过使用外部冷却装置，能够抑制伴随着外部冷却装置使用的电力的消耗、费用的产生。

在上述充电系统中，上述车外控制器可以构成为在正执行上述电动车辆的充电过程中需要冷却上述电动车辆的上述车载电池、且上述车载电池的温度比上述外部空气的温度高、且在上述电动车辆中不存在热要求的情况下，使来自上述车载电池的热利用于其他电动车辆的电池暖机。

通过成为上述结构，能够将其他电动车辆的电池高效地暖机，能够有效地防止该其他电动车辆中的充电开始的延迟、行驶开始时的电力输出限制等。

在上述充电系统中，上述车外控制器可以构成为在一定时间内被输入了2个以上的上述电动车辆的充电指示的情况下，基于各电动车辆的充电限制时间以及每单位时间的发热量来决定开始上述充电的顺序亦即待机位次。

通过成为上述结构，能够高效地进行多个电动车辆的充电。

上述充电系统可以还具备相对于设置在上述电动车辆的进口装卸自如的插头。上述外部冷却装置可以还具备旁通流路，该旁通流路被设置为供上述内部制冷剂流动并且与设置于上述电动车辆内的车载流路进行流体连结来将上述内部制冷剂导向上述热交换器，并且使通过了上述热交换器后的上述内部制冷剂返回至上述车载流路。上述热交换器可以使被冷却的上述外部制冷剂与上述内部制冷剂进行热交换，上述插头具有将上述充电器与上述车载电池电连接的电力端子和将上述旁通流路与上述车载流路进行流体连结的流体连接器。

通过成为上述结构，能够利用外部冷却装置高效地冷却内部制冷剂。

在上述充电系统中，上述充电器可以构成为以非接触的方式向上述车载电池输送电力。上述外部冷却装置可以还包括向上述电动车辆输送风的外部风扇。上述热交换器可以构成为使上述外部制冷剂与被上述外部风扇向上述电动车辆输送的外部空气进行热交换。

通过成为上述结构，即便在非接触充电的情况下，也能够适当地冷却车载电池。

根据上述充电系统，即便搭载于电动车辆的冷却装置的能力低，另外，即使正执行热泵制热，也能够利用外部冷却装置冷却车载电池。因此，在进行外部充电时，能够更适当地冷却车载电池。

附图说明

以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中，

图1是充电站的示意图。

图2是表示充电站的内部结构的框图。

图3是表示内部冷却装置的结构的图。

图4是表示外部冷却装置的结构的图。

图5是表示充电站中的充电的流程的流程图。

图6是表示充电时的冷却处理的流程的流程图。

图7是判断是否需要冷却所参照的温度映射。

图8是表示内部冷却装置的其他例子的图。

图9是表示外部冷却装置的其他例子的图。

图10是表示充电时的冷却处理的流程的其他例子的流程图。

图11是非接触充电方式的充电站的简图。

图12是表示步骤S34的内部处理的流程的图。

具体实施方式

以下，参照附图进行说明。图1是充电站10的示意图。该充电站10是对搭载于电动车辆100的车载电池106进行充电的设施，是具有多个充电桩12的充电系统的例子。成为充电对象的电动车辆100只要能够实现外部充电即可，可以是具有旋转电机与发动机作为动力源的混合动力车辆，也可以仅借助旋转电机的动力来进行行驶的电动汽车。

充电站10具有多个充电桩12和管理该多个充电桩12的中央控制部20。如图1所示，各充电桩12具有向用户提供信息的输出部16和接受来自用户的操作指示的输入部18。输出部16例如由显示器、扬声器、灯等单独构成或将它们组合而构成。输入部18例如由按钮、键盘、触摸面板、麦克等单独构成或将它们组合而构成。另外，在充电桩12还设置有充电插头14，该充电插头14被装卸自如地安装于电动车辆100的进口(inlet)102。在该充电插头14除了设置有用于向车载电池106输送电力的电力端子之外，还设置有用于与电动车辆100之间收授电信号的信号端子、和与电动车辆100内的流路进行流体连结的流体连接器，稍后将对此进行叙述。

设置于一个充电站10的充电桩12的个数只要为1个以上即可，没有特别限定。另外，能够利用一个充电桩12同时充电的车辆的个数也只要为1以上即可，没有特别限定。因此，在一个充电桩12可以设置有2个以上的充电插头14、输入部18以及输出部16。以下，对具有多个能够供一个电动车辆100连接的充电桩12的充电站10进行说明。

图2是表示充电站10的内部结构的框图。其中，在图2中，仅图示了充电桩12以及电动车辆100中的特别重要的要素，其他大部分的要素被省略图示。另外，在图2中，虚线表示电信号线，单点划线表示电力线，粗线表示流体流路。

如图2所示，各充电桩12具有充电部24、外部冷却装置26、通信接口(以下称为“通信I/F”)22、充电插头14、以及个别控制部28。充电部24是基于来自车辆控制部110的指示来将电力向电动车辆100供给的部位。该充电部24例如将工业电源的交流电力转换为直流电力来进行输电，具备AC/DC转换器等。能够根据需要来变更从充电部24供给的电力值，例如在要求短时间完成充电的情况下，供给大电力，在想要避免车载电池106的温度上升的情况下，进行小电力的充电。

通信I/F22将与电动车辆100进行收授的各种信号转换为适于通信的形式。充电桩12的个别控制部28经由上述通信I/F22从电动车辆100接受表示该电动车辆100的状态的信号。作为电动车辆100的状态，例如包括车载电池106的容量、SOC、温度、空调系统的运转状况等。另外，充电桩12的个别控制部28经由上述通信I/F22向电动车辆100输送后述的内部冷却的开始指示等。

外部冷却装置26是被设置于充电桩12的冷却装置，是从电动车辆100的外部对车载电池106进行冷却的装置。该外部冷却装置26的具体结构将稍后详述，但外部冷却装置26具有经由充电插头14(更准确地说是设置于充电插头14的流体连接器)与设置于电动车辆100的内部流路进行流体连结的流路。

个别控制部28对上述的通信I/F22、充电部24、外部冷却装置26等的驱动进行控制，例如具备进行各种运算的CPU、存储各种数据以及程序的存储器。该个别控制部28根据来自中央控制部20的指示来驱动充电部24等，执行对应的车载电池106的充电、冷却。另外，根据需要，将从电动车辆100输送的各种数据向中央控制部20发送。个别控制部28存在多个，该多个个别控制部28与一个中央控制部20作为控制充电部24以及外部冷却装置26的驱动的车外控制部发挥功能。此外，在本例中，对各充电桩12设置一个个别控制部28，但个别控制部28也可以被省略。该情况下，只要由一个中央控制部20进行多个充电部24、外部冷却装置26等的控制即可。

在电动车辆100设置有通信I/F104、车载电池106以及内部冷却装置108。车载电池106是与设置于电动车辆100的旋转电机之间收授电力的二次电池。此外，该车载电池106的容量根据车型而大不相同。特别是在具备发动机的混合动力汽车与不具有发动机的电动汽车中，车载电池106的容量存在数倍～数十倍的差异。通信I/F104与充电桩12的通信I/F22同样，将与充电桩12进行收授的各种信号转换为适于通信的形式。

内部冷却装置108是为了冷却车载电池106而设置于电动车辆100的冷却装置。该内部冷却装置108具备供对车载电池106的内部进行冷却的制冷剂流动的流路。该流路能够经由进口102与充电桩12的流路进行流体连接。另外，对车厢进行制冷制热的空调系统(图2中未图示)也作为内部冷却装置108的一部分发挥功能，能够根据需要而使用空调系统的制冷功能来冷却内部制冷剂、利用内部制冷剂的热进行车厢的制热。

车辆控制部110用于控制电动车辆100的驱动，具有进行各种运算的CPU和存储各种数据、程序的存储器。该车辆控制部110可以是单独的控制部，也可以组合多个控制部而构成。在车辆控制部110的存储器存储有车载电池106的容量、内部电阻值、内部冷却装置108的规格(冷却能力等)等。另外，车辆控制部110的存储器中除了存储上述内容之外，还存储由各种传感器检测出的车载电池106的温度、电压值、电流值、外部空气温度、通过运算求出的车载电池106的SOC、以及空调系统的运转状况。这样存储的各种信息根据需要经由通信I/F104向充电桩12输送。另外，车辆控制部110根据来自充电桩12的指示也控制内部冷却装置108的驱动。

接下来，参照图3、图4对内部冷却装置108以及外部冷却装置26的结构进行说明。图3是表示内部冷却装置108的结构的图，图4是表示外部冷却装置26的结构的图。首先，对内部冷却装置108的结构进行说明。内部冷却装置108具备供内部制冷剂流动的内部流路。内部流路包括从泵112起经由车载电池106、散热器芯体114再次返回至泵112的标准流路150。在该标准流路150内流动的内部制冷剂被泵112压送之后与车载电池106进行热交换。因与车载电池106的热交换而温度上升了的内部制冷剂通过在散热器芯体114中与外部空气进行热交换而被冷却之后，再次被用于车载电池106的冷却。即，内部冷却装置108具有通过与外部空气的热交换来冷却内部制冷剂、进而冷却车载电池106的空冷功能。

在该标准流路150的中途设置有向进口102侧分支的流出流路152以及流入流路154。流出流路152以及流入流路154是与设置于外部冷却装置26(充电桩12)的旁通流路32连通的流路。该流出流路152以及流入流路154的前端与设置于进口102的流体连接器144连接。另外，在流出流路152与标准流路150的分支点设置有三通阀V1，能够实现制冷剂的流路的切换。另外，在流入流路154的中途设置有止回阀V2，仅允许从流体连接器144朝向标准流路150的方向的流动。

另外，在标准流路150的中途连接有迂回流路155。迂回流路155是在从标准流路150分支之后经由空调系统120的蒸发器128的下风侧而返回至标准流路150的流路。该迂回流路155能够接受通过了蒸发器128后的冷风。在迂回流路155与标准流路150的分支点设置有三通阀V3，能够实现内部制冷剂的流路的切换。

空调系统120对车厢内进行制冷制热。作为空调系统120，存在制热使用发动机的排热的方式和通过热泵原理进行制热的热泵式。在未搭载发动机的电动汽车中，设置热泵式空调系统的情况较多。在图3中，图示了热泵式空调系统。该空调系统120具备：空调用压缩机122，压缩气体状的空调制冷剂；膨胀阀Ve1、Ve2，根据需要使空调制冷剂膨胀；蒸发器128，使气液混合的空调制冷剂蒸发来进行吸热；冷凝器130，使高温高压的气体状的空调制冷剂冷凝来进行散热；空调风扇124，从蒸发器128以及冷凝器130的上游侧向车厢内输送风；以及室外热交换器142等，使高温高压的空调制冷剂与外部空气进行热交换。

在对车厢进行制冷时，将三通阀V4切换成从室外热交换器142朝向膨胀阀Ve1的路径，将空调制冷剂向蒸发器128输送。在该制冷时，室外热交换器142作为将空调制冷剂的热向外部空气释放的散热器发挥功能。车辆控制部110根据需要而使用该空调系统的制冷功能(即驱动空调用压缩机122)来执行对内部制冷剂进行冷却进而冷却车载电池106的控制。具体而言，在制冷中，通过切换三通阀V3来使内部制冷剂流向迂回流路155，由此内部制冷剂接受被蒸发器128冷却后的风，被强制冷却。

在对车厢进行制热时，将三通阀V4的路径切换成从室外热交换器142朝向空调用压缩机122的路径。该情况下，空调制冷剂不经由蒸发器128地进入空调用压缩机122、冷凝器130。在该制热时，室外热交换器142作为将外部空气的热获取至空调制冷剂的吸热器发挥功能。在该热泵式制热的执行中，由于空调用压缩机122被利用于室内制热，所以无法在车载电池106的冷却中利用，无法进行强制冷却。此外，在图3中虽未图示，但在像混合动力汽车那样搭载发动机的车辆中，采用利用了发动机的排热的排热式制热的情况较多。该情况下，在空调系统设置有进行发动机的排热与车厢内空气的热交换的加热器芯体。而且，在该排热式制热的情况下，由于即使在制热执行中也能够将空调用压缩机122利用于车载电池106的冷却，所以能够实现强制冷却。此外，以下将基于该内部冷却装置108对车载电池106的冷却称为“内部冷却”。根据上述的说明可知，内部冷却存在利用了与外部空气的热交换的空冷和利用了驱动空调用压缩机122等的制冷功能的强制冷却。

接下来，参照图4对外部冷却装置26进行说明。外部冷却装置26是对经由充电插头14而连接的被搭载于电动车辆100的车载电池106进行冷却的装置。该外部冷却装置26具备：外部流路30，供外部制冷剂流动；旁通流路32，供内部制冷剂流入而流动；压缩机34，压缩外部制冷剂；冷凝器36，将外部制冷剂冷凝来进行散热；膨胀阀Ve3，使外部制冷剂膨胀；以及冷却器(chiller)38(热交换器)，使外部制冷剂与内部制冷剂进行热交换。外部流路30是设置于充电桩12的内部(电动车辆100的外部)的环状的流路。在该外部流路30的中途设置有压缩机34、冷凝器36、膨胀阀Ve以及冷却器38。该压缩机34、冷凝器36、膨胀阀Ve作为对外部制冷剂进行冷却的冷却机构发挥功能。而且，在冷却器38中，通过外部制冷剂与内部制冷剂进行热交换，使得内部制冷剂被冷却。另外，因与内部制冷剂的热交换而温度上升了的外部制冷剂通过驱动压缩机34等而被冷却。

旁通流路32是在冷却器38内通过的流路，其两端与设置于充电插头14的流体连接器40连结。若充电插头14被装填于进口102，则流出流路152、旁通流路32、流入流路154经由流体连接器40进行流体连结。此外，设置于充电插头14以及进口102的流体连接器40、144均具有因插头14与进口102的连接而开放且因该连接被解除而关闭的阀功能，可防止连接解除时制冷剂向外部漏出。

在充电插头14被安装于进口102的状态下，若将三通阀V1切换成从散热器芯体114朝向流体连接器144的路径，则内部制冷剂流向旁通流路32。而且，通过内部制冷剂向旁通流路32流动并且驱动压缩机34等进行外部制冷剂的强制冷却，从而内部制冷剂进而车载电池106被外部冷却装置26冷却。以下，将基于该外部冷却装置26对车载电池106的冷却称为“外部冷却”。

这里，在本例中，使外部冷却装置26的能力(功率、瓦特)大幅度大于内部冷却装置108的能力。这是为了即便在像快速充电时那样车载电池106的发热量大到利用内部冷却装置108无法应对的程度的情况下，也能够适当地冷却车载电池106，实现尽早完成充电。

即，一般内部冷却装置108的能力为4kW～5kW的情况较多。另一方面，根据快速充电的条件，存在车载电池106的发热量远大于5kW的情况。例如，考虑被搭载于能够实现续航距离350英里(约564km)的电动汽车的车载电池106。上述的车载电池106的容量虽然也基于电动汽车的电力消耗率(每1kW的行驶距离)，但为70kWh左右。这是搭载于一般的混合动力汽车的车载电池106的数倍～数十倍的值。当想要在30分钟以内对该车载电池106充电的情况下，虽然车载电池106的发热量Qb根据各种条件而稍微变化，但为8kW左右。若减少对车载电池106供给的充电电力Pc，则能够减少这种发热量Qb。然而，由于充电时间tc是将电池容量C除以充电电力Pc的值(tc＝C/Pc)，所以充电电力Pc的降低会导致充电时间tc的长期化。即，在想要对搭载于电动汽车等的大容量的车载电池106迅速进行充电的情况下，车载电池106的发热量Qb会大幅度超过内部冷却装置108(空调系统120)的冷却能力。作为结果，仅通过内部冷却装置108无法实现大容量的车载电池106的快速充电。另外，如上所述，在电动汽车中，制热采用热泵式制热。在该热泵式制热运转的期间中，空调系统的冷却功能无法使用，无法适当地冷却车载电池106。

鉴于此，在本例中，如上所述，在车外的充电系统(充电站10)设置外部冷却装置26，在需要的情况下，利用该外部冷却装置26冷却车载电池106。由此，既能够实现车载电池106的快速充电，又能够防止伴随着温度上升的载电池106的劣化。

接下来，对该充电站10中的充电的流程进行说明。图5是表示充电站10中的车载电池106的充电的流程的流程图。中央控制部20时常确认待机车辆的有无(S10)。待机车辆是指与充电桩12连接并向充电站10侧输出了充电开始的要求但尚未开始充电的车辆。对这样的待机车辆预先赋予待机位次。待机位次是指开始充电的顺序。稍后将对该待机位次的决定的规则进行叙述。中央控制部20与多个个别控制部28进行通信，对待机车辆的有无进行判断。

在存在待机车辆的情况下，中央控制部20接着在开始了待机位次第1位的待机车辆的充电时对电力是否充足进行确认(S12)。即，虽然中央控制部20能够同时对多个电动车辆100进行充电，但根据这些电动车辆100的车型、所要求的充电条件(限制时间等)，存在向这些电动车辆输出的电力的合计超过从充电站10能够输出的最大电力的情况。鉴于此，中央控制部20在开始待机位次第1位的待机车辆的充电之前，对当前充电中的电动车辆100以及待机位次第1位的待机车辆的充电所需的电力进行运算。

各车辆的充电所需的电力可以在中央控制部20中运算，也可以在个别控制部28中运算。总之，充电电力能够基于车载电池106的充电量、充电的限制时间、外部冷却的需要与否等来进行计算。其中，车载电池106的充电量能够根据车载电池106的电池容量与SOC求出，这样的信息被从车辆控制部110输送。另外，充电的限制时间能够由用户设定。另外，即便在用户未设定限制时间的情况下，可以在充电站10侧将能够允许的最大充电时间(例如3小时等)设定为限制时间。外部冷却的需要与否根据车载电池106的发热量(预料值)、外部空气温度等决定，稍后对此进行叙述。

若能够计算出充电中的车辆以及待机位次第1位的待机车辆的充电电力，则中央控制部20对它们的合计值是否为充电站10的最大输出电力以下进行判断。在判断的结果是充电电力的合计值超过最大输出电力的情况下(在S12中为否)，不开始待机位次第1位的待机车辆的充电，保持待机不变。

另一方面，在充电输出的合计值为充电站10的最大输出电力以下的情况下(在S12中为是)，中央控制部20对连接着待机位次第1位的待机车辆的充电桩12指示充电的开始。由此，开始待机位次第1位的待机车辆的充电(S14)。若开始一个电动车辆100的充电，则中央控制部20将其他待机车辆的待机位次各提前一位(S16)。而且，以后反复进行步骤S10～S16。

这里，对待机位次进行说明。如上所述，待机位次是表示充电的开始顺序的值。该待机位次在电动车辆100与充电桩12连接并从用户输入了充电指示的时机由中央控制部20赋予。中央控制部20基于充电指示的输入顺序、限制时间、充电效率来决定各车辆的待机位次。具体而言，充电指示的输入顺序(用户指示充电的时机)越早的车辆，中央控制部20使待机位次越高。因此，例如在输入了车辆A的充电指示之后输入车辆B的充电指示、然后输入了车辆C的充电指示的情况下，若使车辆A的待机位次为N位，则车辆B的待机位次为(N+1)位，车辆C的待机位次为(N+2)位。

不过，在针对2个以上车辆大致同时输入了充电指示的情况下，中央控制部20基于充电的限制时间来决定上述同时指示的车辆的优先顺序。其中，“大致同时输入”是指在一定时间内输入，该一定时间通常为数十秒钟～数分钟。在充电指示的输入大致同时的情况下，中央控制部20按照充电的限制时间从短到长的顺来决定待机位次。因此，例如从限制时间为30分钟的车辆A与限制时间为2小时的车辆B大致同时接受到充电指示的情况下，中央控制部20使车辆A的待机位次为N位，使车辆B的待机位次为(N+1)位。

并且，在同时指示的2个以上车辆的限制时间相同的情况下或未设定限制时间的情况下，中央控制部20按照车载电池106的每单位时间的发热量从小到达的顺序来决定待机位次。车载电池106的发热量能够根据从充电部24向车载电池106供给的充电电力与车载电池106的内部电阻来求出。另外，能够考虑车载电池106的电池容量与充电的限制时间来决定充电电力。个别控制部28经由通信I/F22、104从电动车辆100取得车载电池106的内部电阻以及电池容量，计算该车载电池106的发热量。计算出的发热量被输送至中央控制部20，中央控制部20基于该发热量来决定待机位次。

另外，在对车载电池106充电的情况下，个别控制部28对是否需要冷却该车载电池106进行判断，如果需要，则冷却车载电池106。参照图6对该车载电池106的冷却处理的流程进行说明。图6是表示充电时的冷却处理的流程的流程图。

个别控制部28从电动车辆100取得车载电池106的温度(电池温度Tb)，并基于该电池温度Tb对车载电池106是否需要冷却进行判断(S20)。图7是该判断时所参照的温度映射。若电池温度Tb从小于第二温度T2的状态上升为第二温度T2以上，则个别控制部28将冷却状态切换为生效(ON)。另外，若电池温度Tb从第一温度T1(T1＜T2)以上的状态下降为小于第一温度T1，则个别控制部28将冷却状态切换为失效(OFF)。而且，在冷却状态失效的情况下，个别控制部28判断为不需要对车载电池106的冷却，此时进行待机。另一方面，在冷却状态生效的情况下，判断为需要对车载电池106的冷却。

在判断为需要对车载电池106的冷却的情况下，个别控制部28将电池温度Tb与外部空气温度Te进行比较(S22)。外部空气温度Te可以使用由设置于充电桩12的温度传感器检测出的值，也可以使用由设置于电动车辆100的外部空气温传感器检测出的值。在比较的结果为电池温度Tb比外部空气温度Te高的情况下，个别控制部28向车辆控制部110指示散热器风扇116的驱动(S24)。接受到该指示的车辆控制部110驱动散热器风扇116。而且，由此能够通过外部空气对内部制冷剂进而对车载电池106进行冷却。

若散热器风扇116进行驱动，则个别控制部28将该散热器风扇116的冷却量(空冷的冷却量)与车载电池106的发热量进行比较(S26)。其中，该情况下的冷却量能够根据外部空气温度Te与电池温度Tb的差值以及散热器风扇116的转速来求出。另外，如上所述，发热量能够根据车载电池106的内部电阻与充电电力来求出。这里，车载电池106的容量越大，另外，充电的限制时间越短，则电池发热量越大。在比较的结果是发热量为冷却量以下的情况下，可判断为仅通过内部冷却装置108的空冷就能够充分冷却车载电池106。因此，在该情况下，个别控制部28维持当前的状态。

另一方面，在电池温度Tb为外部空气温度Te以下的情况下(在S22中为否)或者基于空冷实现的冷却量小于电池发热量的情况下(在S26中为否)，需要利用了制冷功能的强制冷却或基于外部冷却装置26的外部冷却。但是，如上所述，空调系统120的制冷功能在正执行热泵式制热的过程中无法使用。

鉴于此，在该情况下，个别控制部28对是否处于执行热泵式制热的过程中进行确认(S28)。即，个别控制部28经由通信I/F22、104向车辆控制部110询问空调的运转状态。在询问的结果是处于正执行热泵式制热的情况下，内部冷却装置108执行外部冷却(S34)。具体而言，个别控制部28对于车辆控制部110输出指示以便将三通阀V1向流出流路152侧切换。另外，个别控制部28使外部冷却装置26中的压缩机34等驱动，对外部制冷剂进行强制冷却。

另一方面，在没有正执行热泵式制热的情况下(在S28中为否)，个别控制部28向电动车辆100指示利用了制冷功能的强制空冷(S30)。接受到该指示的车辆控制部110驱动空调用压缩机122等并且使三通阀V3向迂回流路侧切换，使内部制冷剂接受制冷风。

若制冷被驱动，则接下来个别控制部28将该制冷的冷却量与电池发热量进行比较(S32)。该情况下的冷却量能够基于空调系统120的能力来求出。在比较的结果是冷却量小于发热量的情况下(在S32中为否)，个别控制部28执行外部冷却(S34)。由此，能够适当地冷却车载电池106。

另一方面，当在步骤S32中判断为制冷的冷却量为电池发热量以上的情况下，个别控制部28判断为仅通过内部冷却装置108的空冷就能够充分地冷却车载电池106，并维持当前的状态。

根据以上的说明可知，根据本例，设置冷却能力比内部冷却装置108高的外部冷却装置26，并根据需要，利用该外部冷却装置26对车载电池106进行冷却。其结果是，由于即便产生大量的热，也能够防止车载电池106的热劣化，所以能够实现大容量的电池的充电或短时间内的电池的充电。另外，在本例中，在电池温度Tb大于外部空气温度Te的情况下，向电动车辆100指示散热器风扇116的驱动、即指示利用了空冷功能的车载电池106的冷却。由此，能够减少车载电池106的冷却所使用的电力，实现节电。

此外，在执行外部冷却时，会消耗多余的电力。因此，在执行外部冷却的情况下，可以向用户请求与该多余的电力对应的费用。另外，该情况下，可以在执行外部冷却之前，向用户确认该外部冷却的执行可否。另外，在本例中，比外部冷却优先执行利用了车载的制冷功能的冷却，但在后者比前者效率高的情况下(例如在消耗电力较少的情况下)，也可以优先执行后者。

其中，在上述的例子中，内部制冷剂的热(即车载电池106的热)基本被废弃。然而，也可以根据需要，将这样的车载电池106的热在车内或其其他车辆、设备中有效利用。参照图8～图10对此进行说明。图8是表示内部冷却装置108的其他例子的图。另外，图9是表示外部冷却装置26的其他例子的图。并且，图10是表示充电时的冷却处理的流程的其他例子的流程图。图8所示的内部冷却装置108在具有与发动机冷却水进行热交换的暖机用热交换器162和在该暖机用热交换器162中流动的暖机流路160这一点和图3不同。暖机流路160是从标准流路150分支并返回的旁路，在该分支点设置有三通阀V5。而且，根据需要，通过使内部制冷剂向暖机流路160流动，能够将车载电池106的热利用于发动机暖机。另外，在将三通阀V4切换至空调用压缩机122侧的状态(即不使空调制冷剂向蒸发器128流动的状态)下，若使内部制冷剂向迂回流路155流动，则被内部制冷剂的热加热后的空气被空调风扇124输送至车厢。

另外，图9所示的外部冷却装置26在具有其他外部冷却装置26、外部设施50以及与外部54连通的连结流路52这一点和图4不同。在各连结流路52的根部设置有三通阀V6，通过控制该三通阀V6的开闭，能够切换连结流路52的连通目标。

在上述结构的充电站10中，当进行车载电池106的充电的情况下，如图10所示，个别控制部28对是否需要冷却该车载电池106进行判断(S40)。该判断基于图7所示的温度映射来进行。接着，个别控制部28将电池温度Tb与外部空气温度Te进行比较(S42)。在比较的结果是电池温度Tb比外部空气温度Te高的情况下，个别控制部28将车载电池106的热利用于车内或车外的加热、加温处理。具体而言，在Tb＞Te的情况下，个别控制部28首先对是否要求了室内制热进行判断(S44)。在确认的结果是判断为需要室内制热的情况下，个别控制部28向车辆控制部110指示基于车载电池106的热进行的室内制热(S46)。接受到该指示的车辆控制部110切换三通阀V1，将制冷剂向流出流路152的流动截断。另外，车辆控制部110切换三通阀V3，使内部制冷剂向迂回流路155流动，并且预先切换三通阀V4以使空调制冷剂不通过蒸发器128。由此，被在迂回流路155流动的内部制冷剂加热后的空气被空调风扇124输送至车厢内。另一方面，内部制冷剂被室内空气冷却。

另一方面，在不存在室内制热的要求的情况下，个别控制部28接着向车辆控制部110询问发动机的暖机的需要与否(S48)。其中，当然在是不搭载发动机的电动汽车的情况下，该步骤S48总是为否。在需要发动机的暖机的情况下，个别控制部28向车辆控制部110指示基于车载电池106的热进行的发动机暖机(S50)。接受到该指示的车辆控制部110切换三通阀V5，使内部制冷剂向暖机流路流动。由此，发动机冷却水与内部制冷剂进行热交换，发动机被暖机。

在室内制热与发动机暖机均不需要的情况下、即在充电过程中的电动车辆100中不存在热要求的情况下，个别控制部28对来自其他车的热要求的有无进行确认(S52)。即，在充电站10设置有多个充电桩12，能够供多个电动车辆100同时连接。这样与充电桩12连接的电动车辆100并非全部在被充电，存在因电力不足而等待充电的待机车辆、充电完成后也保持未被解除连接的状态而留置的留置车辆等。在这样的待机车辆、留置车辆中，由于不进行向车载电池106的通电(充电)，所以存在车载电池106变为低温的情况。在车载电池106过度成为低温的情况下，向该车载电池106的输入输出电力被限制，导致充电的开始延迟、行驶开始时产生电力的输出限制。鉴于此，在待机车辆或留置车辆之中存在需要车载电池106的暖机的车辆的情况下，将充电中的车载电池106的热输送至该车辆。具体而言，个别控制部28向中央控制部20询问需要电池暖机的车辆的有无。若询问的结果是存在需要电池暖机的车辆，则个别控制部28经由外部冷却装置26将车载电池106的热输送至其他待机车辆或留置车辆(S54)。具体而言，热送出侧与热接受侧中的任一侧的电动车辆100均使三通阀V1在进口102侧开放，使内部制冷剂向外部冷却装置26流动。另外，在外部冷却装置26中，在压缩机34以及冷凝器130的驱动停止了的状态下，将三通阀V6切换至连结流路52侧。由此，热送出侧的车辆的热经由外部制冷剂被输送至热接受侧的车辆，来执行电池暖机。此外，这里仅观察其他车的电池暖机的需要与否，但也可以不根据电池暖机而根据其他车的发动机暖机、室内制热的需要与否来输送热。

在不存在来自其他车的热要求的情况下，个别控制部28接着对来自外部设施50的热要求的有无进行确认(S56)。外部设施50是指足浴、屋内制热设备等。在从这些外部设施存在热要求的情况下，个别控制部28将车载电池106的热输送至外部设施50。具体而言，在电动车辆100中，将三通阀V1向进口102侧开放，使内部制冷剂向外部冷却装置26流动。另外，在外部冷却装置26中，在压缩机34以及冷凝器130的驱动停止了的状态下，将三通阀V6切换至连结流路52侧，使外部流路30与外部设施50连通。由此，电动车辆100的热经由外部制冷剂被输送至外部设施50。在外部设施50也不存在热要求的情况下，个别控制部28将车载电池106的热释放至外部54(S60)。即，将外部制冷剂的连通目标切换为外部54。

另一方面，在Tb≤Te的情况下(在S42中为否)，个别控制部28进入步骤S62。在步骤S62中，个别控制部28对车载电池106是否产生了电力输入限制进行确认(S62)。即，车载电池106不仅在过度低温的情况下、在过度高温的情况下也为了保护电池而限制输入输出电力的上限。若这样产生了电力输入限制，则能够供给的充电电力被抑制，充电时间长期化。鉴于此，在产生了电力输入限制的情况下，为了迅速冷却车载电池106而执行外部冷却(S66)。另一方面，在未产生电力输入限制的情况下，进入步骤S64，将外部冷却与内部冷却的效率进行比较。该效率例如基于内部冷却装置108的制冷的使用的可否、该制冷的冷却能力与电池发热量的比较结果、内部冷却以及外部冷却的消耗电力的比较结果等来判断。而且，在判断为内部冷却高效的情况下，个别控制部28向车辆控制部110指示内部冷却的执行(S68)。

根据以上的说明可知，根据本例，将车载电池106的热利用于室内制热、发动机暖机或发送至其他车以及外部设施50。其结果是，能够减少冷却所使用的电力。特别是在不存在本车中的热要求的情况下，通过将车载电池106的热利用于其他车的电池暖机，能够使该其他车的充电的开始提早，另外，能够有效地防止其他车开始行驶时的电力限制。

以上，仅举出使用充电插头14以有线方式进行充电的形态为例来进行了说明。但是，提出了在一部分不将车载电池106与充电桩12的充电部24有线连接而保持非接触的状态进行充电的非接触充电。图11是非接触充电方式的充电站10的简图。该情况下，在充电桩12的地面下设置有充电部24。充电部24具有：作为具有线圈的谐振电路的输电部、和向输电部供给高频的交流电力的电源部(均未图示)。另外，车载电池106具有：构成为具有线圈的谐振电路并从输电部以非接触方式进行受电的受电部、和将来自受电部的交流电力转换为直流电力并向单电池供给的整流器(均未图示)。充电电力通过充电桩12以及车载电池106各自的线圈借助电磁场谐振而被输送至车载电池106。

在该情况下，用于冷却车载电池106的冷却装置也分别被设置于电动车辆100以及充电桩12。内部冷却装置108除了不存在流出流路152以及流入流路154这一点之外，与图3或图9大致相同。另一方面，外部冷却装置26除了具备供外部制冷剂流动的外部流路30、压缩机34、冷凝器36、膨胀阀Ve3之外，还具备使内部制冷剂与外部空气进行热交换的热交换器60、和外部风扇62。外部风扇62被设置于地面下，通过进行驱动，能够向车载电池106或内部制冷剂输送风。另外，在该外部风扇62与电动车辆100之间设置有热交换器60，能够将与内部制冷剂热交换后的外部空气(冷气)输送至电动车辆100。该外部冷却装置26能够实现风扇冷却与强制冷却，上述风扇冷却是指在压缩机34的驱动停止了的状态下利用外部风扇62向车载电池106等输送外部空气的冷却，上述强制冷却是指使用压缩机34等对由外部风扇62输送的外部空气进行冷却的冷却。

使用该外部冷却装置26的情况下的冷却处理的流程与图6大致相同。但是，在使用了该外部冷却装置26的情况下，当选择了外部冷却(S34)时，还需要对是风扇冷却或强制冷却中的哪一个进行判断。图12是表示选择了外部冷却的情况下的流程、即步骤S34的内部处理的流程的图。

在选择了外部冷却的情况下，个别控制部28将电池温度Tb与外部空气温度Te进行比较(S80)。在比较的结果是电池温度Tb比外部空气温度Te高的情况下，由于仅通过风扇驱动无法冷却车载电池106，所以个别控制部28驱动外部风扇62、压缩机34等来执行强制冷却(S86)。

另一方面，在电池温度Tb为外部空气温度Te以下的情况下，个别控制部28驱动外部风扇62(S82)。并且，个别控制部28将电池发热量与风扇冷却的冷却量进行比较(S84)。风扇冷却的冷却量能够根据冷却风扇的转速、电池温度Tb与外部空气温度Te的差值等来求出。在比较的结果是电池发热量大于风扇冷却量的情况下，个别控制部28执行强制冷却(S86)。另一方面，在电池发热量为风扇冷却量以下的情况下，个别控制部28维持在压缩机34等的驱动停止了的状态下驱动外部风扇62的状态(S82的状态)。

根据以上的说明可知，即便在非接触充电的情况下，也能够通过由外部风扇62向车载电池106等输送风来冷却车载电池106。而且，由此能够实现大容量的车载电池106的充电、短时间内的充电。此外，即便在非接触充电的情况下，也可以设置将来自车载电池106的热输送至电动车辆100内或其他电动车辆100、外部设施等的机构。

另外，至此为止说明的结构全部是一个例子，只要至少在外部冷却装置26设置有供外部制冷剂流动的外部流路30、使用压缩机34来冷却外部制冷剂的冷却机构、以及使冷却后的外部制冷剂与内部制冷剂或输送至电动车辆100的外部空气进行热交换的热交换器即可，其他结构可以适当地变更。

Claims (7)

1.一种充电系统，构成为对搭载于电动车辆的车载电池进行充电且被设置于所述电动车辆的外部，其中，所述充电系统包括：

充电器，构成为向所述车载电池供给电力；

外部冷却装置，构成为对所述车载电池进行冷却，该外部冷却装置包括供外部制冷剂流动的外部流路、构成为冷却所述外部制冷剂的冷却机构、以及热交换器，所述外部流路设置于所述充电系统内，所述冷却机构至少包括压缩机，所述热交换器构成为使被冷却后的所述外部制冷剂与为了冷却所述车载电池而在所述电动车辆内流动的内部制冷剂或向所述电动车辆输送的外部空气进行热交换；以及

车外控制器，构成为对所述充电器以及所述外部冷却装置的驱动进行控制。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，

所述电动车辆具备内部冷却装置，该内部冷却装置构成为通过与外部空气的热交换来冷却所述车载电池，

所述车外控制器构成为在需要冷却所述车载电池且所述车载电池的温度比所述外部空气的温度高的情况下，指示所述电动车辆利用基于所述内部冷却装置的与所述外部空气的热交换来冷却所述车载电池。

3.根据权利要求2所述的充电系统，其中，

所述车外控制器构成为基于所述内部冷却装置的冷却量与所述车载电池的发热量的比较结果，来决定是否需要基于所述外部冷却装置的冷却亦即外部冷却。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的充电系统，其中，

所述车外控制器构成为在正执行所述电动车辆的充电过程中需要冷却所述电动车辆的所述车载电池、且所述车载电池的温度比所述外部空气的温度高、且在所述电动车辆中不存在热要求的情况下，使来自所述车载电池的热利用于其他电动车辆的电池暖机。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的充电系统，其中，

所述车外控制器构成为在一定时间内被输入了2个以上的所述电动车辆的充电指示的情况下，基于各电动车辆的充电限制时间以及每单位时间的发热量来决定开始所述充电的顺序亦即待机位次。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的充电系统，其中，

还包括相对于设置在所述电动车辆的进口装卸自如的插头，

所述外部冷却装置还具备旁通流路，该旁通流路被设置为供所述内部制冷剂流动并且与设置于所述电动车辆内的车载流路进行流体连结来将所述内部制冷剂导向所述热交换器，并且使通过了所述热交换器后的所述内部制冷剂返回至所述车载流路，

所述热交换器构成为使被冷却后的所述外部制冷剂与所述内部制冷剂进行热交换，

所述插头具有将所述充电器与所述车载电池电连接的电力端子和将所述旁通流路与所述车载流路进行流体连结的流体连接器。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的充电系统，其中，

所述充电器构成为以非接触的方式向所述车载电池输送电力，

所述外部冷却装置还包括向所述电动车辆输送风的外部风扇，

所述热交换器构成为使所述外部制冷剂与被所述外部风扇向所述电动车辆输送的外部空气进行热交换。