JP6021776B2

JP6021776B2 - 電気自動車のバッテリ冷却装置

Info

Publication number: JP6021776B2
Application number: JP2013203908A
Authority: JP
Inventors: 田邊　圭樹; 圭樹田邊; 享鈴木; 吾郎飯島
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015070722A

Description

本発明は、走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車に係り、詳しくはモータの電源であるバッテリを冷却する冷却装置に関する。

従来からの走行用動力源としてエンジンを搭載したエンジン車両の効率を改善するために、エンジンに加えて走行用動力源としてモータを搭載したハイブリッド電気自動車、或いはエンジンに代えて走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車など（以下、電気自動車と総称する場合もある）が実用化されている。
このような電気自動車では、モータを力行制御してバッテリからの放電電力により作動させ、モータが発生した駆動力を利用して走行している。また車両の減速時や降坂路の走行時には、モータを回生制御して駆動輪側からの逆駆動により発電機として作動させ、発電された電力をバッテリに充電して後の走行に利用している。

バッテリは充放電に伴って内部発熱することから、過熱によるバッテリの劣化や破損を防止するために冷却手段が備えられている。例えば、特許文献１に記載されたバッテリ冷却装置では、冷却手段として冷却ファンがバッテリに備えられている。そして、走行予定経路を走行した場合のバッテリの温度を予測し、バッテリ予測温度が所定温度以上になる場合に冷却ファンの作動を開始している。
冷却ファンの駆動開始のタイミングは所定のマップから設定される。このマップには、バッテリ温度と、バッテリの充放電量が増加する地点までの距離と、冷却開始地点との関係が定められている。バッテリ予測温度が所定温度以上になる場合には、このマップに基づきバッテリ温度と充放電量が増加する地点までの距離とから冷却開始地点を算出し、車両が冷却開始地点を到達した時点で冷却ファンの作動を開始している。

特開２００６−１３９９６３号公報

ところで、冷却ファンの作動のための電力消費は、ハイブリッド電気自動車の場合には燃費、電気自動車の場合には電費（以下、これらを燃費と総称する）の悪化の要因になる。そこで、過熱によるバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却ファンの冷却能力（例えば回転速度や作動時間）を可能な限り抑制することが望まれている。そのためには、限られた冷却ファンの冷却能力をバッテリの温度低下のために効率的に利用する必要があるが、特許文献１のバッテリ冷却装置では、このような要望を満たすことができなかった。

即ち、特許文献１のバッテリ冷却装置では、バッテリ温度と充放電量が増加する地点までの距離とから冷却開始地点（冷却ファンの作動開始タイミング）を算出しているため、このときのバッテリは温度上昇中の場合も温度低下中の場合もあり得る。バッテリ温度が急激に上昇しているときに冷却ファンの作動を開始した場合、その冷却能力は、急激な温度上昇を抑制するために消費されてしまう。よって、温度上昇の抑制後にさらに温度低下させるには、かなり高い冷却能力が冷却ファンに要求される。結果として多くの電力を消費してしまい、燃費が悪化するという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、冷却手段を適切なタイミングで作動させることにより、過熱に起因するバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却手段の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる電気自動車のバッテリ冷却装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の電気自動車のバッテリ冷却装置は、走行用動力源として少なくともモータを搭載すると共に、モータの電源であるバッテリの充放電に伴う温度上昇を抑制すべく、冷却制御手段により冷却手段を駆動制御してバッテリを冷却する電気自動車のバッテリ冷却装置において、バッテリが充放電に伴って温度上昇する温度上昇期間と充放電の中止に伴って温度上昇が停滞する温度停滞期間とを判別するバッテリ温度変化判別手段を備え、バッテリ温度変化判別手段により判別された温度停滞期間において冷却手段を作動させるように、冷却制御手段が構成されたことを特徴とする。

バッテリ温度が上昇する温度上昇期間中に冷却手段は作動せず、温度上昇が停滞する温度停滞期間において冷却手段が作動してバッテリの過熱が防止される。このように温度停滞期間で冷却手段が作動することから、同一の温度低下量を達成する場合に、より低い冷却手段の冷却能力で達成可能となる。

その他の態様として、車両が走行する予定の走行予定経路の路面勾配に関する情報に基づき、走行予定経路を走行するときのモータの運転パターンを予測し、運転パターンに基づき上記バッテリの充電率の変化パターンを予測する充電率変化パターン予測手段と、充電率変化パターン予測手段により予測された充電率の変化パターンに基づき、冷却能力を抑制した第１の作動状態で冷却手段を作動させた場合のバッテリの温度の変化パターンを予測する温度変化パターン予測手段と、温度変化パターン予測手段により予測されたバッテリの温度の変化パターンに基づき、バッテリの温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを予測する過熱予測手段とを備え、温度変化パターン予測手段により予測されたバッテリの温度の変化パターンに基づき走行予定経路中に点在する温度停滞期間を判別するように、バッテリ温度変化判別手段を構成し、過熱予測手段によりバッテリの温度が上限温度を超えると予測されたとき、各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って、冷却手段を第１の作動状態に比較して冷却能力を高めた第２の作動状態で作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。

車両が走行予定経路を走行するときのバッテリ温度の変化パターンが予測され、その変化パターンに基づきバッテリ温度が上限温度を超えるか否かが予測される。そして、バッテリ温度が上限温度を超える場合には、バッテリ温度の変化パターンから判別した各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように、冷却スケジュールが確定される。そして、冷却能力を高めた第２の作動状態で冷却スケジュールに沿って冷却手段が作動することにより、バッテリの過熱が防止される。

別の態様として、上限温度に対するバッテリ温度の超過量を算出し、温度超過量に相当する分だけバッテリの温度が低下するまで、各温度停滞期間において冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って冷却手段を作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。
上限温度に対するバッテリ温度の超過量に相当する分だけバッテリの温度が低下するまで、冷却スケジュールに沿って冷却手段が作動する。結果として必要最小限のバッテリ温度の低下が行われるため、冷却手段の電力消費を抑制した上で、バッテリ温度が上限温度の直前に確実に抑制される。

別の態様として、冷却スケジュールに沿った冷却手段の作動が終了すると、その時点からの新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールを確定し、冷却スケジュールに沿って冷却手段を作動させるように、冷却制御手段を構成することが望ましい。
冷却スケジュールが終了する度に、新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールが確定される。結果として、冷却スケジュールは最新の走行予定経路に対応する内容に常に更新されるため、より適切な冷却手段の作動、ひいては一層の電力消費の抑制が実現される。

本発明によれば、冷却手段を適切なタイミングで作動させることにより、過熱に起因するバッテリの劣化や破損を防止した上で、冷却手段の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる。

実施形態のバッテリ冷却装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。車両ＥＣＵが実行する冷却スケジュール確定ルーチンを示すフローチャートである。冷却スケジュールの実行状況を示すタイムチャートである。

以下、本発明をハイブリッド型トラックのバッテリ冷却装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバッテリ冷却装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック１は所謂パラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。

自動変速機５は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進１２速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され（力行制御）、モータ３が発生した駆動力は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する（回生制御）。モータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。

一方、バッテリ１１には、モータ２６を駆動源とした冷却ファン２７（冷却手段）が備えられている。モータ２６はインバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力により冷却ファン２７を回転駆動し、冷却ファン２７からの送風によりバッテリ１１が冷却されるようになっている。
なお、このように本実施形態では空冷式の冷却手段を採用したが、冷却手段の構成はこれに限ることはなく、例えば水冷式の冷却手段を採用してもよい。具体的には、バッテリ１１の周囲に冷却水路を形成して内部を循環する冷却水によりバッテリ１１を冷却し、この冷却により昇温した冷却水を順次ラジエータに導いて温度低下させてもよい。

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量θaccを検出するアクセルセンサ１５、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ１９、モータ３の回転速度Ｎmを検出するモータ回転速度センサ２０、及びバッテリ１１の温度Ｔbを検出する温度センサ２８（温度検出手段）などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ１３には、上記した冷却ファン２７のモータ２６、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣなどに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いるＥ/Ｇモード、モータ３の駆動力のみを用いるＥＶモード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を共に用いるＨＥＶモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。

車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばＨＥＶモードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、Ｅ/Ｇモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、ＥＶモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、ＥＶモードでは上記クラッチ４を切断し、Ｅ/Ｇモード及びＨＥＶモードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量θaccや車速Ｖなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばＥ/ＧモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、ＥＶモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ１０を駆動制御する。例えばＥＶモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、Ｅ/Ｇモードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出し、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣを逐次算出して車両ＥＣＵ１３に出力する。

一方、車両ＥＣＵ１３は、充放電に伴う内部発熱に起因するバッテリ１１の過熱を防止するために、冷却ファン２７のモータ２６を駆動制御する（冷却制御手段）。当該制御は、自車の走行予定経路に基づきバッテリ１１の温度変化パターンを予測し、その温度変化パターンに基づき冷却ファン２７を適宜作動させるものである。この予測処理に関しては特許文献１のバッテリ冷却装置と近似するが、［発明が解決しようとする課題］で述べたように特許文献１の技術では、バッテリ温度Ｔbttの上昇中においても冷却ファン２７の作動を開始することから、限られた冷却ファン２７の冷却能力を効率的に利用できずに燃費が悪化するという問題があった。

そこで、本実施形態では、予測したバッテリ１１の温度変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する期間（以下、温度停滞期間Ｔaと称し、バッテリ１１が充放電されずに略一定のＳＯＣが維持される期間でもある）に限って冷却ファン２７を作動させる対策を講じており、以下、当該対策のために車両ＥＣＵ１３が実行する処理について説明する。
自車の走行予定経路に基づきバッテリ１１の温度変化パターンを予測するには、走行予定経路の路面勾配の情報が必要である。走行予定経路に存在する登坂路や降坂路に応じて走行用のモータ３の力行制御や回生制御が実行され、それに応じてバッテリ１１が充放電されてバッテリ温度Ｔbttが上昇するためである。そこで、路面勾配を含めた走行予定経路の各種情報を取得するために、車両ＥＣＵ１３には、図１に示すようにナビゲーション装置３１及び通信装置３２が接続されている。

ナビゲーション装置３１は自己の記憶領域に予め地図情報を記憶しており、車両１の走行中にはアンテナを介してＧＰＳ情報を逐次受信して地図上の自車位置を特定する。また、通信装置３２は路側に設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。通信対象としては、例えば自車が保有しない地図情報、道路情報（道路のカーブや路面勾配など）や交通情報（渋滞情報、事故情報、工事情報など）、或いは地域情報（観光スポットの案内など）などがあり、通信装置３２は、これらの情報を路側通信システムや他車から取得したり、逆に他車に供給したりする。

車両ＥＣＵ１３は、これらの各種情報をナビゲーション装置３１及び通信装置３２を介して取得する。また、ナビゲーション装置３２には運転者により走行予定経路が入力され、車両ＥＣＵ１３は、この走行予定経路の路面勾配（より具体的には、登坂路や降坂路に起因する起伏変化）に基づき、走行予定経路を走行しているときのバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する。

そして、この温度変化パターンに基づき、走行予定経路中に点在するバッテリ温度Ｔbttが上昇する温度上昇期間Ｔb、及びバッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaをそれぞれ特定する（バッテリ温度変化判別手段）。これと並行して、バッテリ１１の温度変化パターンに基づき走行予定経路の走行中にバッテリ１１の温度が上限温度Ｔlmtを超えるか否かを判定する。上限温度Ｔlmtは、バッテリ１１にとって許容可能な上限の温度として予め設定された閾値である。バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測した場合には、温度停滞期間Ｔa毎に冷却ファン２７を作動させて、上限温度Ｔlmtに対する超過量ΔＴexceedだけ事前にバッテリ温度Ｔbttを低下可能な冷却ファン２７の作動スケジュール（以下、冷却スケジュールという）を作成し、この冷却スケジュールに従って冷却ファン２７を作動させる。

図２は車両ＥＣＵ１３が実行する冷却スケジュール確定ルーチンを示すフローチャート、図３は冷却スケジュールの実行状況を示すタイムチャートであり、これらの図に基づきさらに詳細に説明する。
まず車両ＥＣＵ１３は図２のステップＳ２で、ナビゲーション装置３１及び通信装置３２から自車の位置情報、走行予定経路、及び走行予定経路の路面勾配に関する情報を取得する。続くステップＳ４では、バッテリＥＣＵ２４から入力された現在のバッテリ１１のＳＯＣを起点として、走行予定経路を走行したときのＳＣＯの変化パターンを予測する（充電率変化パターン予測手段）。登坂路や降坂路の起伏変化に応じてモータ３の力行制御や回生制御が実行されるため、まず路面勾配の情報から走行予定経路を走行しているときのモータ３の運転パターンを予測できる。そして、モータ３の運転パターンに応じてバッテリ１１が充放電されるため、図３に示すように、モータ３の運転パターンからバッテリ１１のＳＣＯの変化パターンを予測できる。

その後、ステップＳ６で、予測したＳＣＯの変化パターンに基づき、冷却ファン２７を最小回転（最小冷却能力）で作動させ続けたとき（第１の作動状態）のバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する（温度変化パターン予測手段）。バッテリ１１のＳＯＣが急激に増減するほどバッテリ１１への充放電電流が大であり、周知のように、充放電電流の二乗と相関するようにバッテリ１１が発熱する。
よって、まずＳＯＣの変化パターンに基づき、図３に示すように単位時間当たりのＳＯＣの変化量ΔＳＯＣの二乗（ΔＳＯＣ² ）の変化パターンを予測する。ΔＳＯＣ² は、充放電によってバッテリ１１に生じる発熱量と相関することになる。詳しくは、バッテリ１１の充電に伴うＳＯＣの増加期間（ΔＳＯＣが正）及び放電に伴うＳＯＣの低下期間（ΔＳＯＣが負）では、ΔＳＯＣ² が正の値となってバッテリ温度Ｔbttが上昇する（温度上昇期間Ｔb）。また、バッテリ１１が充放電されずにＳＯＣが略一定に保持される期間（ΔSOC＝０）では、ΔＳＯＣ² が０となってバッテリ温度Ｔbttは上昇しない（温度停滞期間Ｔa）。

このようにして予測されたΔＳＯＣ² の変化パターンに基づき、上記ステップＳ６では、現在のバッテリ温度Ｔbttを起点として、走行予定経路を走行中におけるバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測する。図３に示すようにΔＳＯＣ² が０の期間には、冷却ファン２７の冷却によりバッテリ温度Ｔbttが緩やかに低下し、ΔＳＯＣ² が正の値の期間には、最小回転の冷却ファン２７では冷却不足になるためバッテリ温度Ｔbttが上昇する。このように上昇と低下を繰り返しながら、バッテリ温度Ｔbttは全体として次第に上昇する。

続くステップＳ８では、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えるか否かを予測し（過熱予測手段）、Ｎo（否定）のときにはそのままルーチンを終了する。また、ステップＳ８の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ１０に移行する。
バッテリ温度Ｔbttの変化パターンに従って上昇中のバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えるか、或いは上限温度Ｔlmtよりも低温側で平衡するかは、現在のバッテリ温度Ｔbttや外気温度などの外的な要因によって相違する。例えば現在のバッテリ温度Ｔbttが十分に低く、且つ厳寒により温度上昇し難い環境であれば、バッテリ温度Ｔbttは上限温度Ｔlmtに超えることなく低温側で平衡する。よって、この場合には、以下に述べる温度停滞期間Ｔa毎の冷却ファン２７によるバッテリ１１の冷却が不要と見なせるため、図２のフローチャートではルーチンを終了している。

また、現在のバッテリ温度Ｔbttがかなり高く、且つ酷暑により温度上昇し易い環境であれば、短期間のうちにバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える。よって、この場合には、冷却ファン２７によるバッテリ１１の冷却が必要と見なせる。このようなときに車両ＥＣＵ１３はステップＳ１０に移行し、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、上限温度Ｔlmtに対するバッテリ温度Ｔbttの超過量ΔＴexceedを算出する。
上昇と低下とを繰り返しながらバッテリ温度Ｔbttは全体として次第に上昇し、何れかの時点で上昇中に上限温度Ｔlmtを超え、その後に下降に転じる。この最初にバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えたときの温度超過量ΔＴexceedがステップＳ１０で算出される。

続くステップＳ１２では、予測したバッテリ温度Ｔbttの変化パターンに基づき、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaをそれぞれ特定する。図３に示すように、温度停滞期間Ｔaは、ΔＳＯＣ² が０に保持される期間、換言すればバッテリ１１のＳＯＣが略一定に保たれる期間として走行予定経路中に多数点在することになり、各温度停滞期間Ｔaの間に温度上昇期間Ｔbがそれぞれ介在する。
その後、ステップＳ１４で冷却試行回数ｎとして１をセットする。以下に述べるように、各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を作動させたときのバッテリ１１の冷却状態（バッテリ温度Ｔbttの低下量ΔＴdrop）をシミュレートする。冷却試行回数ｎとは、このときのバッテリ１１に対する冷却の試行回数を意味し、換言すれば、現時点から順に各温度停滞期間Ｔaに付した番号でもある。

続くステップＳ１６では、現時点からｎ回目の温度停滞期間Ｔaが終了するまでに、各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を最小冷却能力よりも高い冷却能力（例えば最大冷却能力の５０％）で作動させた場合に得られるバッテリ１１の温度低下量ΔＴdropを算出する。
温度低下量ΔＴdropは、冷却ファン２７が作動する温度停滞期間Ｔa中に増加し、その温度停滞期間Ｔaが終了して冷却ファン２７が停止すると減少し始める。冷却ファン２７の冷却能力が最小冷却能力から高められているため、温度停滞期間Ｔaにおけるバッテリ温度Ｔbttの増加（即ち、温度低下）はより急激なものとなり、結果として温度低下量ΔＴdropは増加と減少を繰り返しながら全体として次第に増加する。

このようにしてステップＳ１６で現在の冷却試行回数ｎに対応する温度低下量ΔＴdropを算出し、続くステップＳ１８では温度低下量ΔＴdropが温度超過量ΔＴexceedを超えているか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ２０に移行して冷却試行回数ｎを＋１インクリメントした後に、再びステップＳ１６，１８の処理を繰り返す。冷却試行回数ｎが増加する度に新たな温度停滞期間Ｔaが加えられて、その温度停滞期間Ｔa中において冷却が試行されるため、予測される温度低下量ΔＴdropは次第に増加する。

そして、ステップＳ１８の判定がＹesになるとステップＳ２２に移行し、温度低下量ΔＴdropが温度超過量ΔＴexceedを超える要因になった最後の温度停滞期間Ｔaが終了するまでを、現時点からの冷却スケジュールとして確定する。図３の例では、ｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了するまでが冷却スケジュールとして確定される。
従って、このときの冷却スケジュールは、ｎ＝１〜３の各温度停滞期間Ｔaにおいて冷却ファン２７を順次作動させる内容となり、その実施により、バッテリ温度Ｔbttは温度低下量ΔＴdropだけ低下することになる。

以上のようにして冷却スケジュールを確定した後に、車両ＥＣＵ１３は、図３に示すように実際に冷却スケジュールに沿って冷却ファン２７を作動させる。即ち、最小冷却能力で冷却した場合にバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える時期はかなり後であるが、現時点で冷却スケジュールに沿った冷却ファン２７の作動（例えば最大冷却能力の５０％）によりバッテリ１１が冷却され、バッテリ温度Ｔbttが温度低下量ΔＴdropだけ事前に低下する。結果として、その後にたとえ冷却ファン２７を最小冷却能力で作動させたとしても、バッテリ温度Ｔbttは上限温度Ｔlmtを超えることなくその直前に抑制される。

そして、冷却スケジュールに沿って冷却ファン２７が作動されてｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了すると、再び上記と同様の手順により図２のルーチンに従って予測処理が開始される。従って、図３の例では、ｎ＝３の温度停滞期間Ｔaが終了した時点からの新たな走行予定経路に基づきバッテリ温度Ｔbttの変化パターンが予測され、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超える場合には、上限温度Ｔlmtの直前に抑制可能な冷却スケジュールが確定される。この冷却スケジュールに沿って各温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７が所定の冷却能力で順次作動することにより、事前にバッテリ１１が冷却される。
なお、冷却スケジュールが終了した時点で再び予測処理を繰り返す代わりに、例えば冷却スケジュールの終了から所定時間が経過した後、或いは所定距離走行した後に、再び予測処理を繰り返すようにしてもよい。

このように冷却スケジュールが終了する毎に新たにバッテリ温度Ｔbttの変化パターンが予測され、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測される場合には、上限温度Ｔlmtの直前に抑制可能な冷却スケジュールが確定されて事前にバッテリ１１が冷却される。結果として、冷却スケジュールの実行毎に必要最小限のバッテリ温度Ｔbttの低下（温度低下量ΔＴdrop）が行われるため、モータ２６の電力消費を抑制した上で、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtの直前に確実に抑制される。

そして、冷却スケジュールでは、特許文献１の技術のようにバッテリ温度Ｔbttの上昇中（本実施形態の温度上昇期間Ｔbに相当）に冷却ファン２７を作動させることなく、バッテリ温度Ｔbttの上昇が停滞する温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させている。このため、同一の温度低下量ΔＴdropを達成する場合には、特許文献１の技術に比較して、より低い冷却ファン２７の冷却能力、例えばより低い回転速度、或いはより少ない冷却試行回数（作動時間）で温度低下量ΔＴdropを達成できることになる。

以上のように、バッテリ温度Ｔbttを抑制するための温度低下量ΔＴdropを必要最小限に設定し、且つその温度低下量ΔＴdropを達成するための冷却ファン２７の作動を温度停滞期間Ｔaに限定している。よって、これらの要因が相俟って、過熱に起因するバッテリ１１の劣化や破損を防止した上で、冷却ファン２７の冷却能力を必要最小限にとどめて電力消費を抑制でき、もって良好な燃費を実現することができる。
また、冷却スケジュールが終了する度に、新たな走行予定経路に基づき予測処理を開始している。結果として、冷却スケジュールは最新の走行予定経路に対応する内容に常に更新されるため、より適切な冷却ファン２７の作動、ひいては一層の電力消費の抑制を実現することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態ではハイブリッド型トラックに適用したが、ハイブリッド型のバスや乗用車に適用してもよいし、走行用動力源としてモータのみを備えた電気自動車に適用してもよい。
また上記実施形態では、予定走行経路に基づきバッテリ温度Ｔbttの変化パターンを予測し、バッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtを超えると予測した場合に、温度超過量ΔＴexceedに相当する分（温度低下量ΔＴdrop）だけバッテリ温度Ｔbttを低下させるように冷却スケジュールを確定して、事前にバッテリ１１を冷却した。しかし、このような予測処理を用いることは必ずしも必要ない。

例えば一般的なバッテリ１１の温度制御と同様に、実際のバッテリ温度Ｔbttが上限温度Ｔlmtに達した時点で冷却ファン２７の作動を開始し、バッテリ温度Ｔbttが所定量だけ低下すると冷却ファン２７の作動を停止させるようにしてもよい。この場合であっても、現在のバッテリ１１のＳＯＣから発熱量と相関するΔＳＯＣ² を算出し、ΔＳＯＣ² が０に保たれる期間を温度停滞期間Ｔaとして特定し、この温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させればよい。
また、予測処理を用いる場合であっても、その手順は上記実施形態に限ることはない。例えば温度超過量ΔＴexceedに基づき冷却スケジュールを確定することなく、予め設定した冷却試行回数ｎだけ各温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７を作動させる内容で冷却スケジュールを確定してもよい。

また上記実施形態では、温度停滞期間Ｔaに限って冷却ファン２７を作動させた。しかし、冷却ファン２７の作動は温度停滞期間Ｔaのみに厳密に限るものではなく、主に温度停滞期間Ｔaで冷却ファン２７を作動させるのであればよい。よって、例えば温度停滞期間Ｔaの両側の温度上昇期間Ｔb側にはみ出すように冷却ファン２７の作動期間を設定してもよいし、温度停滞期間Ｔa中の一部で冷却ファン２７を作動させるようにしてもよい。

３モータ
１１バッテリ
１３車両ＥＣＵ（冷却制御手段、バッテリ温度変化判別手段、
充電率変化パターン予測手段、温度変化パターン予測手段、過熱予測手段）
２７冷却ファン（冷却手段）

Claims

走行用動力源として少なくともモータを搭載すると共に、該モータの電源であるバッテリの充放電に伴う温度上昇を抑制すべく、冷却制御手段により冷却手段を駆動制御して上記バッテリを冷却する電気自動車のバッテリ冷却装置において、
上記バッテリが充放電に伴って温度上昇する温度上昇期間と該充放電の中止に伴って温度上昇が停滞する温度停滞期間とを判別するバッテリ温度変化判別手段を備え、
上記冷却制御手段は、上記バッテリ温度変化判別手段により判別された上記温度停滞期間において上記冷却手段を作動させることを特徴とする電気自動車のバッテリ冷却装置。
車両が走行する予定の走行予定経路の路面勾配に関する情報に基づき、該走行予定経路を走行するときの上記モータの運転パターンを予測し、該運転パターンに基づき上記バッテリの充電率の変化パターンを予測する充電率変化パターン予測手段と、
上記充電率変化パターン予測手段により予測された充電率の変化パターンに基づき、冷却能力を抑制した第１の作動状態で上記冷却手段を作動させた場合の上記バッテリの温度の変化パターンを予測する温度変化パターン予測手段と、
上記温度変化パターン予測手段により予測された上記バッテリの温度の変化パターンに基づき、上記バッテリの温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを予測する過熱予測手段とを備え、
上記バッテリ温度変化判別手段は、上記温度変化パターン予測手段により予測された上記バッテリの温度の変化パターンに基づき上記走行予定経路中に点在する上記温度停滞期間を判別し、
上記冷却制御手段は、上記過熱予測手段により上記バッテリの温度が上限温度を超えると予測されたとき、上記各温度停滞期間において上記冷却手段を順次作動させるように冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って、上記冷却手段を上記第１の作動状態に比較して冷却能力を高めた第２の作動状態で作動させることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
上記冷却制御手段は、上記上限温度に対するバッテリ温度の超過量を算出し、該温度超過量に相当する分だけ上記バッテリの温度が低下するまで、上記各温度停滞期間において上記冷却手段を順次作動させるように上記冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って上記冷却手段を作動させることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
上記冷却制御手段は、上記冷却スケジュールに沿った上記冷却手段の作動が終了すると、その時点からの新たな走行予定経路に基づき冷却スケジュールを確定し、該冷却スケジュールに沿って上記冷却手段を作動させることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。