JP2004336832A

JP2004336832A - Temperature controller of battery

Info

Publication number: JP2004336832A
Application number: JP2003125062A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fuchigami; 敬渕上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the falling of the temperature of a battery when an engine stops. <P>SOLUTION: Batteries 5 and 10 are arranged behind a rear seat, and the air conditioning wind from an air conditioner for a vehicle is guided around the batteries 5 and 10. When the outside temperature is at a prescribed value (0°C) or below when an engine stops, a compressor 21 and a cooling fan 30 are stopped, and an air mix door 33 is rotated to a full hot position. An intake mode is switched to an inside air circulation mode, and a air conditioning mode is switched to a deflector-foot mode, for a water pump 28 to be intermittently operated. When the temperature of an engine cooling water is higher than an outside temperature by at least 10°C while the temperature in a cabin is higher than the temperature of cooling water, a blower fan 31 is operated. Thus, the interior of the cabin is heated and the batteries 5 and 10 are heated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されたバッテリの温度を制御するバッテリの温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばハイブリッド車両において、低温時のバッテリの性能低下を抑制するために回生エネルギを用いてバッテリを充電し、バッテリの温度を上昇させるようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これによれば、低温時に、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）を充電効率の悪い状態となるように充放電制御することで生じるバッテリの充電反応熱によってバッテリを昇温させている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１４０３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の装置では、走行時の回生エネルギによる充電反応熱によってバッテリを昇温させるので、車両停止状態ではバッテリを昇温させることができず、従ってエンジン停止時には、外気によってバッテリ温度が低下する可能性がある。その結果、例えば買い物などを行うために車両を放置すると、その間にバッテリの温度が急激に低下することで放電可能なＳＯＣが低下し、エンジンを再起動することができないおそれがある。
【０００５】
本発明は、エンジン停止時のバッテリの温度低下を抑制することができるバッテリの温度制御装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
エンジン停止などの走行動作停止時に、（１）ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定のＳＯＣより大きく、かつ、温度検出手段により検出された外気温が第１の所定温度以下のとき（第１の条件成立時）、バッテリからの電力を用いてバッテリを加熱し、（２）ＳＯＣが所定のＳＯＣ以上であり、かつ、外気温が第１の所定温度より高い第２の所定温度以上のとき（第２の条件成立時）、バッテリからの電力を用いてバッテリを冷却し、（３）ＳＯＣが所定のＳＯＣ以下のとき、または外気温が第１の所定温度より高くかつ第２の所定温度より低いとき（条件非成立時）、バッテリの加熱または冷却を停止するように、温度制御手段が加熱冷却手段を制御する。
また、（１）ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定のＳＯＣより大きく、かつ、外気温検出手段により検出された外気温が所定温度以下のとき（条件成立時）、バッテリからの電力を用いてバッテリを加熱し、（２）ＳＯＣが所定のＳＯＣ未満、または外気温が所定温度以上のとき（条件非成立時）、バッテリの加熱を停止するように、温度制御手段が加熱手段を制御する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、走行動作停止時に、ＳＯＣが所定のＳＯＣより大きく、外気温が所定温度以下のとき、バッテリからの電力を用いてバッテリを加熱するようにしたので、エンジン停止後のバッテリの温度低下を抑制することができ、エンジン始動性を損なうことがない所望のバッテリ性能を維持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して本発明によるバッテリの温度制御装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による温度制御装置を有するハイブリッド車両の一実施の形態の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両は、走行駆動源としてエンジン１と、ベルトを介してエンジン出力軸に連結されるモータジェネレータ２とを備える。そして、エンジン１とモータジェネレータ２の両方またはいずれか一方の駆動力をトランスミッション９を介して駆動輪に伝達し、車両を走行させる。
【０００９】
インバータ４は、バッテリ５の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ２へ供給し、モータジェネレータ２から走行駆動力を発生させるとともに、モータジェネレータ２の駆動力によりエンジン１のクランキングを行う。また、インバータ４は、モータジェネレータ２の交流発電電力を直流電力に変換してバッテリ５を充電する。バッテリ５は強電用のバッテリであり、バッテリ５の電力の一部はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介して弱電用のバッテリ１０に供給される。バッテリ５の電力はモータジェネレータ２の駆動に用いられ、バッテリ１０の電力は空調装置の作動に用いられる。
【００１０】
コントローラ３には、バッテリ５の充放電電流を検出する電流センサ６と、バッテリ５の端子電圧を検出する電圧センサ７と、モータジェネレータ２の回転数を検出するレゾルバなどの回転数センサ８と、空調装置の作動および停止指令を出力するエアコンスイッチ１２と、外気温を検出する外気温センサ１３と、運転席側のドアの開閉を検知するドアスイッチ１４と、車室内の温度を検出する車室内温度センサ１５と、エンジン冷却水温を検出する水温センサ１６などが接続されている。電流センサ６および電圧センサ７の検出結果に基づいて現在のバッテリ５，１０の充電状態（以下、ＳＯＣ）を算出する。
【００１１】
コントローラ３は、車両走行に必要な駆動トルクとバッテリ５を所望のＳＯＣ（目標ＳＯＣ）にするのに必要なモータジェネレータ２の発電トルクを演算する。そして、この駆動トルクおよび発電トルクの加算値に応じてエンジン１を制御するとともに、ＳＯＣが目標ＳＯＣとなるようにインバータ４に制御信号を出力する。また、コントローラ３はトランスミッション９に制御信号を出力し、変速比を制御する。またコントローラ３は、バッテリ１０が所望の電圧となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１に制御信号を出力し、制御する。さらに、コントローラ３は、ハイブリッド車両に搭載された空調装置を後述するように制御する。
【００１２】
図２は、本実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。コンプレッサ２１，コンデンサ２２，膨張弁２３，およびエバポレータ２４は周知の冷凍サイクルを形成する。すなわち、コンプレッサ２１で圧縮された冷媒は、コンデンサ２２で外気と熱交換して放熱された後、膨張弁２３で膨張される。そして、エバポレータ２４で空調ダクト２５内の空気と熱交換して吸熱され、コンプレッサ２２に戻る。
【００１３】
エンジン１のウォータージャケットを通過して加熱されたエンジン冷却水は、ウォーターポンプ２８により圧送されてラジエータ２９に導かれる。そして、ラジエータ２９で外気と熱交換して放熱された後、エンジン１に戻る。また、エンジン１で加熱されたエンジン冷却水は、配管２７を介して空調ダクト２５内のヒータコア２６に導かれ、空調ダクト２５内の空気と熱交換して吸熱される。コンデンサ２２とラジエータ２９の前面には冷却ファン３０が配置され、冷却ファン３０の駆動によってコンデンサ２２とラジエータ２９にそれぞれ冷却風が送風される。
【００１４】
空調ダクト２５の入口にはブロアファン３１が設けられている。ブロアファン３１が駆動すると、内外気切換ドア３２を介してダクト２５内に内気または外気が吸い込まれ、エバポレータ２４を通過して冷却される。この冷却空気は、エアミックスドア３３の開度に応じた割合でヒータコア２６を通過またはバイパスする。ヒータコア２６を通過して加熱された空気とヒータコア２６をバイパスした空気は、エアミックスチャンバ３４で混合された後、ＤＥＦ吹出口，ＶＥＮＴ吹出口，ＦＯＯＴ吹出口などから車室内に向かって吹き出される。ＤＥＦ吹出口，ＶＥＮＴ吹出口，ＦＯＯＴ吹出口には、それぞれデフドア３５，ベントドア３６，フットドア３７が設けられ、各ドア３５〜３７は空調モードに応じて開閉する。
【００１５】
ここで、バッテリ５，１０の配置について説明する。バッテリ５，１０は、空調風からの影響を受けやすい場所に配置する。例えば図３に示すように、車室内の後席シート４０の後方に配置し、空調ダクト２５からの空気がＦＯＯＴ吹出口に連なる後席用吹出口４１を介し、シート後方のバッテリ５，１０の周囲を流れるようにする。これによりバッテリ５，１０の周囲の雰囲気温度が車室内温度とほぼ等しくなり、車室内の空調温度に応じてバッテリ５，１０の温度が変化する。また、図３では、バッテリ５，１０の周囲に冷却ファン４２を設けている。これによりバッテリ５，１０の温度が高くなりすぎた場合に、冷却ファン４２の駆動によりバッテリ５，１０を冷却することができる。なお、バッテリ５，１０は、後席シート４０の後方以外に配置してもよい。例えばトランクルームにバッテリ５，１０を配置し、車室内の空調風をトランクルーム内のバッテリ５，１０の周囲に導くようにしてもよい。この場合、空調風の流れに面してバッテリ５，１０を配置することが、バッテリ５，１０の昇温にとって好ましい。
【００１６】
本実施の形態の温度制御装置は、エンジン停止後に、コントローラ３からの制御信号によって空調装置を制御し、低温時のバッテリ５，１０の温度低下を抑える。図４は、本実施の形態に係わる温度制御装置の構成を示すブロック図である。前述したコントローラ３は、リレー制御部３Ａと充放電制御部３Ｂと空調制御部３Ｃとを有する。
【００１７】
リレー制御部３Ａには、イグニッションキーの操作に応じたＩＧ信号が入力される。すなわち、イグニッションキーがオンされるとＩＧオン信号が入力され、走行動作の開始を検出する。これによりメインリレー３Ｄをオンし、バッテリ温度制御システムを作動する。イグニッションキーがオフされるとＩＧオフ信号が入力され、走行動作の停止を検出する。これによりメインリレー３Ｄをオフし、システムの作動を停止する。空調制御部３Ｃからリレー制御部３Ａにリレーオン要求が出力されると、イグニッションキーがオフであっても、メインリレー３Ｄのオンを維持する。メインリレー３Ｄは高電用のバッテリ５とインバータ４の間に配置される。
【００１８】
リレー制御部３Ａから充放電制御部３ＢにＩＧオン信号が入力されると、充放電制御部３Ｂは電流センサ６と電圧センサ７の検出結果に基づいてＳＯＣを算出する。そして、ＳＯＣが目標ＳＯＣとなるために必要なモータジェネレータ２の発電量を演算し、インバータ４に制御信号を出力して、ＳＯＣを目標ＳＯＣに制御する。充電制御部３Ｂには、空調制御部３Ｃから外気温センサ１３の検出値が入力され、外気温に応じて目標ＳＯＣを設定する。すなわち外気温が予め設定された所定値（例えば０℃）以上のときは、目標ＳＯＣを例えば５０〜６０％程度に設定し、外気温が０℃より低いときは、ＩＧオフ後のバッテリ温度制御に備えるため、目標ＳＯＣを過充電とならない程度の大きな値（例えば８０％）に設定する。
【００１９】
空調制御部３Ｃには、リレー制御部３ＡからのＩＧ信号と、充放電制御部３ＢからのＳＯＣと、外気温センサ１３および水温センサ１６からの検出信号と、エアコンスイッチ１２と、ドアスイッチ１４からの信号が入力される。空調制御部３Ｃでは、これらの入力信号に基づいて所定の処理を実行し、コンプレッサ２１，内外気切換ドア３２，吹出口ドア３５〜３７，ブロアファン３１，ウォーターポンプ２８，および冷却ファン３０の各駆動用アクチュエータ（モータなど）にそれぞれ制御信号を出力し、空調装置の作動を制御する。
【００２０】
図５は、コントローラ３で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、イグニッションキーのオンによりメインリレー３Ｄがオンするとスタートする。なお、初期状態で目標ＳＯＣは、例えば５０〜６０％に設定される。
【００２１】
まず、ステップＳ１でＩＧオン信号が入力されているか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２１に進み、外気温センサ１３による検出値が０℃より低いか否かを判定する。ステップＳ２１が肯定されるとステップＳ２２に進み、目標ＳＯＣを過充電とならない程度の大きな値（８０％）に引き上げる。ステップＳ２１が否定されるとステップＳ２２をパスし、初期の目標ＳＯＣ（５０〜６０％）を維持する。これにより低温時にＳＯＣは８０％に制御され、それ以外ではＳＯＣは５０〜６０％に制御される。なお、ＩＧオン時には、乗員の操作による空調指令に応じて空調装置が作動し、空調指令に応じて吸込モード、空調モード、エアミックスドア開度、風量などが制御される。
【００２２】
ステップＳ１が否定されるとステップＳ２に進み、エアコンスイッチ１２がオンか否か、すなわち空調装置の作動指令の有無を判定する。エアコンスイッチ１２がオンと判定されるとステップＳ３に進み、外気温センサ１３による外気温の検出値が予め設定された所定値０℃以下か否かを判定する。これはバッテリ５，１０を昇温させる必要があるか否かを判定するものであり、ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、充放電制御部３Ｂで算出されたＳＯＣが予め設定された所定値５０％より大きいか否かを判定する。これはエンジン停止時のバッテリ１０の使用を制限するための処理であり、ＳＯＣが所定値５０％より大きい場合にのみ、バッテリ１０の使用を許可し、ステップＳ５に進む。すなわち、エンジン停止時に、エアコンスイッチがオン、かつ、外気温が０℃以下、かつ、ＳＯＣが５０％より大きいという条件を満たすとステップＳ５に進む。
【００２３】
ステップＳ５では、車室内を効率的に暖房するようにコンプレッサ２１、吸気モード、エアミックスドア開度をそれぞれ制御する。すなわち、コンプレッサ２１に制御信号を出力し、コンプレッサ２１を停止する。これによりバッテリ１０の電力消費を抑えるとともに、エバポレータ２４で空気が冷却されることを防止する。また、内外気切換ドア駆動用アクチュエータに制御信号を出力し、内外気切換ドア３２を内気循環側に切り換える。これにより空調ダクト２５内に内気を導入し、冷たい外気を導入する場合に比べ車室内温度を効率的に上昇することができる。さらに、エアミックスドア駆動用アクチュエータに制御信号を出力し、エアミックスドア２５をフルホット位置に回動する。これによりダクト２５内の空気が全てヒータコア２６を通過し、空気の温度上昇が促進される。
【００２４】
ステップＳ５ではドア３５〜３７の開閉を制御し、空調モードも併せて制御する。すなわち、空調空気の約２０％がＤＥＦ吹出口から吹き出され、約８０％がＦＯＯＴ吹出口から吹き出されるように、空調モードをデフフットモードに制御する。これにより車室内後方へ空気を吹き出すとともに、フロントガラスに空気を吹き出し、フロントガラスの曇りを防止する。その結果、車内の視界が確保され、エンジンを再始動した際に、暖気をまたずともすぐに車両を発進することができる。
【００２５】
次いで、ステップＳ６で空調制御部３Ｃからリレーオン要求を出力し、メインリレー３Ｄをオンする。また、冷却ファン３０に制御信号を出力し、冷却ファン３０の駆動を停止する。これによりバッテリ１０の電力消費を抑えるとともに、ラジエータ２９でエンジン冷却水が冷却されることを防止する。さらにステップＳ６では、ウォーターポンプ２８に制御信号を出力し、ブロアファン３１の作動に応じてウォーターポンプ２８の駆動を制御する。すなわち、図７に示すようにブロアファン３１の作動中はウォーターポンプ２８を間欠運転させ、時間Ａでブロアファン３１の作動が停止すると、ウォーターポンプ２８を連続運転させる。これによりバッテリ１０の消費電力を抑えるとともに、冷却水温の温度低下を抑える。
【００２６】
次のステップＳ７では、水温センサ１６によるエンジン冷却水温の検出値と外気温センサ１３による外気温の検出値との差が所定値１０℃以上か否か、換言すれば「冷却水温−１０℃≧外気温」が成立するか否かを判定する。ステップＳ７が否定されるとステップＳ１０に進み、ブロアファン３１に制御信号を出力して、ブロアファン３１の作動を停止する。すなわち、この場合には冷却水温と外気温の差が小さいため、空調装置を作動しても車室内の昇温効果が小さい。そのため、ブロアファン３１の作動を停止し、消費電力を抑える。一方、ステップＳ７が肯定されるとステップ８に進み、車室内温度センサ１５による車室内温度の検出値がエンジン冷却水温の検出値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ８が肯定されるとステップＳ１０に進み、ブロアファン３１の作動を停止する。すなわち、この場合にはダクト２５内の空気がヒータコア２６を通過する際に冷却されてしまうため、ブロアファン３１を停止し、車室内の温度低下を抑える。
【００２７】
ステップＳ８が否定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ドアスイッチ１４からの信号により乗員が降車したか否かを判定する。すなわち、ドアスイッチ１４がオフ後、オンするとドアの開閉により乗員降車と判定し、図６に示す特性にしたがってブロアファン３１の作動を制御する。図６は、エンジン冷却水温とファン電圧Ｖｆａｎとの関係を示す図である。図では、冷却水温が６０℃以上でブロアファンをＨｉ（高回転）で駆動し、冷却水温が５０℃〜６０℃にかけてエンジン冷却水温の低下に伴いファン電圧Ｖｆａｎを徐々に低下させ、冷却水温が５０℃以下でブロアファンをＬｏ（低回転）で駆動する。このように冷却水温が高いときに送風量を増加することで車内を効率よく昇温することができる。一方、ステップＳ９で乗員降車と判定されるまでは、乗員に強風が送風されて乗員が不快感を感じることがないようにブロアファン３１をＬｏで駆動する。
【００２８】
以上のステップＳ５〜ステップＳ１０の処理は、ステップＳ２〜ステップＳ４が全て肯定されると繰り返され、ステップＳ２〜ステップＳ４のいずれか１つでも否定されるとステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、空調制御部３Ｃからのメインオン要求の出力を停止する。これによりメインリレー３Ｄがオフされ、制御システムの作動を終了する。システム終了時には、空調装置の作動がリセットされ、次回の制御システムの作動時に、乗員の設定に応じて空調装置が作動する。
【００２９】
本実施の形態の温度制御装置による動作を、より具体的に説明する。
図８（ａ）〜（ｄ）は、エンジン冷却水温と車室内温度、ＳＯＣ、ファン電圧Ｖｆａｎ、およびウォーターポンプ動作の履歴を示すタイムチャートである。なお、エンジン作動時に、エンジン冷却水温が８０℃、車室内温度が２５℃、外気温が−２０℃、エアコンスイッチ１２がオンであるとする。このとき、目標ＳＯＣは８０％に設定され、ＳＯＣは８０％に制御される（ステップＳ２２）。
【００３０】
時間ａで車両を停止した後、イグニッションキーをオフしエンジンを停止すると、前述した処理（ステップＳ５，ステップＳ６，ステップＳ９）によりコンプレッサ２１がオフし、内外気切換ドア３２が内気循環側に切り換えられ、エアミックスドア３３がフルホット位置に回動するとともに、ＤＥＦ吹出口とＦＯＯＴ吹出口がそれぞれ開放し、ＶＥＮＴ吹出口が閉塞する。また、冷却ファン３０が停止し、ウォーターポンプ２８が間欠運転するとともに、ブロアファン３１がＬｏで駆動する。これによりダクト２５内に空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気はヒータコア２６で加熱され、ＤＥＦ吹出口およびＦＯＯＴ吹出口からそれぞれ吹き出される。その結果、車室内の温度、すなわちバッテリ５，１０の周囲の雰囲気温度が上昇し、バッテリ５，１０の温度低下が防止される。このときコンプレッサ２１および冷却ファン３０を停止し、ウォーターポンプ２８を間欠運転し、ブロアファン３１をＬｏで運転するので、ＳＯＣの低下率は小さい。また、吸込モードが内気循環モードに切り換えられるため、ヒータコア２６でエンジン冷却水は比較的暖かい空気と熱交換され、エンジン冷却水温の低下率も小さい。
【００３１】
時間ｂでドアスイッチ１４がオフし、再びオンすると、すなわち乗員の降車と判定すると、図６の特性にしたがいブロアファン３１はＨｉで駆動する（ステップＳ９）。このとき時間経過に伴いエンジン冷却水温が徐々に低下し、ヒータコア２６での温度上昇率は低下するが、空気吸込量が増加するため、結果的には例えば図８（ａ）のように車室内の温度が上昇する。なお、冷却ファン３０をＨｉで駆動するため、ＳＯＣの低下率はａ〜ｂ間よりも大きい。
【００３２】
時間ｃでエンジン冷却水温が６０℃まで低下すると、図６の特性によりブロアファン３１の回転数が徐々に低下し、時間ｄでエンジン冷却水温が５０℃になると、ブロアファン３１がＬｏ回転数となる（ステップＳ９）。これにより車室内の温度上昇率が小さくなり、車室内の温度が徐々に低下し、その分、ＳＯＣの減少量が小さくなる。この場合、ブロアファン３１の回転数がエンジン冷却水温に応じて徐々に変化するので、ファン回転が不安定とならず、制御上好ましい。
【００３３】
エンジン１は外気により冷やされるため、エンジン冷却水温の低下率は車室内の温度の低下率よりも大きい。そして、時間ｅでエンジン冷却水温が車室内温度よりも低くなると、ブロアファン３１の回転が停止する（ステップＳ８→ステップＳ１０）。これにより車室内温度よりも低温の空気が車室内に送風されることを防止し、車室内の温度低下を抑制する。
【００３４】
時間ｆでエンジン冷却水温と車室内温度が逆転し、エンジン冷却水温が車室内温度以上になると、再びブロアファン３１が回転する（ステップＳ８→ステップＳ９）。これにより車室内が暖房され、車室内の温度低下を抑制する。時間ｇで冷却水温が−１０℃に達し、エンジン冷却水温と外気温の差が１０℃より小さくなると、ブロアファン３１の回転が停止する（ステップＳ７→ステップＳ１０）。このとき、ウォーターポンプ２８を連続運転に切り換えるので、バッテリ１０の電力が一定以上消費され続け、バッテリ１０の自己発熱によりバッテリ１０の温度低下を抑制することができる。
【００３５】
時間ｈでＳＯＣが所定値５０％以下になると、メインリレー３Ｄをオフし、温度制御システムを終了する（ステップＳ４→ステップＳ１１）。これによりバッテリ５には十分な電力が蓄電され、次回のエンジン始動を容易に行うことができる。
【００３６】
以上の実施の形態の温度制御装置によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）空調風の流れに面してバッテリ５，１０を配置するとともに、車両走行時にバッテリ５，１０のＳＯＣを増加させ、この増加分のＳＯＣを用いてエンジンおよび車両停止後、すなわち走行動作停止後にブロアファン３１を駆動するようにした。これにより、図８（ａ）の実線に示すように車室内温度の低下が抑制され、バッテリ５，１０の温度低下を緩和することができる。その結果、所定時間、所望のバッテリ性能を維持することができ、短時間の買い物などを行って戻ってきた場合に、速やかにエンジン１を始動できる。これに対し、走行動作停止時にブロアファン３１を同時に停止する場合には、図８（ａ）の１点鎖線に示すように車室内温度が早期に低下し、バッテリ５，１０の温度低下が著しい。その結果、エンジン１の始動性が悪化し、買い物などを行って戻ってきた場合に、エンジン１を再始動することができないおそれがある。
【００３７】
（２）エンジンおよび車両停止後にバッテリ１０の電力を消費するので、バッテリ１０の自己発熱によりバッテリ１０の温度低下を抑制することができる。
（３）ブロアファン３１の駆動により車室内温度の低下を抑えるので、短時間で乗員が戻ってきた場合に車内は暖かく、乗員にとって快適である。
（４）低温時以外にＳＯＣを５０〜６０％に制御し、低温時にＳＯＣを８０％に制御するので、車両停止後、長時間にわたって空調装置を作動することができ、バッテリ５，１０の温度低下を抑制することができる。
【００３８】
（５）走行動作停止時に、吸込モードを内気循環モードに切り換えるようにしたので、ヒータコア２６でエンジン冷却水は比較的暖かい空気と熱交換されることとなり、エンジン冷却水温の低下率を小さくすることができる。その結果、暖房時間を長くすることができる。
（６）走行動作停止時に、エアミックスドア３３をフルホット位置に回動するようにしたので、エンジン１の予熱により車室内を温度上昇することができる。
（７）走行動作停止時に、空調モードをデフフットモードに切り換え、空調装置からの空気をシート後方のバッテリ５，１０だけでなく、フロントガラスに向けても送風するようにしたので、フロントガラスの曇りが除去され、乗員が車両に戻ってきた場合に、即座に車両を発進することができる。
（８）走行動作停止時に、コンプレッサ２１と冷却ファン３０を停止するので、バッテリ１０の消費電力が節約されるとともに、冷却系統の作動の停止により、ダクト２５内の空気が冷却されることを阻止することができる。
【００３９】
（９）車室内温度がエンジン冷却水温より低いときブロアファン３１の駆動を停止するようにしたので、車室内を暖房することができる場合にのみブロアファン３１が作動し、効率的である。
（１０）ブロアファン３１の作動時にウォーターポンプ２８を間欠運転し、ブロアファン３１の停止時にウォーターポンプ２８を連続運転するようにしたので、バッテリ５，１０の消費電力を抑えつつ、バッテリ５，１０の自己発熱を一定以上に維持することができる。
（１１）エンジン冷却水温が高いときはブロアファン３１をＨｉで駆動し、エンジン冷却水温が低いときはＬｏで駆動するようにしたので、エンジン冷却水温が下がる前に効率よく車室内温度を昇温することができる。この場合、ドアスイッチ１４により乗員の降車を判定し、乗員の降車が判定されたとき、ブロアファン３１をＨｉで駆動するので、乗員に強風を送風することがなく、空調快適性を損なうことを防止できる。運転席側のドアを閉じた状態でブロアファン３１をＨｉで駆動するので、空調風の車外への流出も抑えることができる。
（１２）バッテリ５，１０をシード後方に空調風の流れに面して配置するので、空調装置の熱によりバッテリ５，１０を効率的に加熱することができる。また、バッテリの周囲に専用の加熱装置（ヒータなど）を別途設ける必要がないので、コストの増加を抑えることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、バッテリ性能を維持するために外気温が所定値（第１の所定温度；０℃）以下のとき、バッテリ５，１０を加熱するようにしたが、高温時のバッテリ性能を維持するために外気温が第１の所定温度より高い第２の所定温度以上のときバッテリ５，１０を冷却するようにしてもよい。この場合、ヒータコア２６で空気を加熱する代わりに、エバポレータ２４で空気を冷却するように空調装置を制御すればよい。このとき、エアミックスドア３３をフルクールの位置に回動し、外気温が第１の所定温度より高くかつ第２の所定温度より低いとき、ブロアファン３１を停止し、車室内への空調風の送風を停止すればよい。
【００４１】
上記実施の形態では、電流センサ６と電圧センサ７の検出値によりＳＯＣを算出するようにしたが、ＳＯＣ検出手段として、バッテリ５の充放電電流の積算によりＳＯＣを検出する、またはバッテリ５の端子電圧のみによりＳＯＣを推定するようにしてもよい。空調装置からの空調風によりバッテリ５，１０を加熱および冷却するようにしたが、空調装置以外の加熱手段および冷却手段を用いてもよい。例えばバッテリ５，１０の周囲に電気ヒータを配置し、外気温が第１の所定温度以下のとき、ヒータの熱によってバッテリ５，１０を加熱するようにしてもよい。また、外気温が第２の所定温度以上のとき、図３の冷却ファン４２を駆動してバッテリ５，１０を冷却するようにしてもよい。温度制御手段としてのコントローラ３での処理は、図５に示したものに限らない。ＩＧオフ信号の入力により走行動作の停止を検出するようにしたが、信号待ちなどの車両停車時（走行動作継続）と区別できるのであれば、走行動作停止検出手段を他の構成としてもよい。
【００４２】
上記では、ハイブリッド車両に搭載したバッテリ５，１０の温度制御について説明したが、電気自動車等に搭載したバッテリの温度制御にも同様に本発明を適用することができる。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の温度制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置を有するハイブリッド車両の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置によるバッテリの配置を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置に設けられたコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置によるエンジン冷却水温に応じたブロアファンの作動特性を示す図。
【図７】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置によるウォーターポンプの作動特性を示す図。
【図８】本発明の実施の形態に係わる温度制御装置による動作の一例を示す図。
【符号の説明】
１エンジン２モータジェネレータ
３コントローラ５バッテリ（強電用）
６電流センサ７電圧センサ
１０バッテリ（弱電用）１２エアコンスイッチ
１３外気温センサ１４ドアスイッチ
１５車室内温度センサ１６水温センサ
２１コンプレッサ２４エバポレータ
２６ヒータコア２８ウォーターポンプ
２９ラジエータ３０冷却ファン
３１ブロアファン３２内外気切換ドア
３３エアミックスドア３５デフドア
３７フットドア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery temperature control device that controls the temperature of a battery mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a hybrid vehicle, a device that charges a battery using regenerative energy and suppresses a decrease in battery performance at low temperatures to increase the temperature of the battery is known (for example, see Patent Document 1). ). According to this, at a low temperature, the temperature of the battery is raised by charge reaction heat of the battery generated by performing charge / discharge control so that the state of charge (SOC) of the battery is in a state of poor charging efficiency.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-314039 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional apparatus, the temperature of the battery is raised by the charge reaction heat due to the regenerative energy during traveling. Therefore, the temperature of the battery cannot be raised when the vehicle is stopped. Therefore, when the engine is stopped, the temperature of the battery decreases due to outside air. there is a possibility. As a result, for example, if the vehicle is left unattended for shopping or the like, the temperature of the battery rapidly decreases during that time, so that the SOC that can be discharged decreases, and the engine may not be restarted.
[0005]
The present invention provides a battery temperature control device capable of suppressing a decrease in battery temperature when the engine is stopped.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
When the running operation such as the engine stop is stopped, (1) when the SOC detected by the SOC detecting means is larger than the predetermined SOC and the outside air temperature detected by the temperature detecting means is equal to or lower than the first predetermined temperature (first) Is satisfied), the battery is heated using the electric power from the battery, and (2) when the SOC is equal to or higher than the predetermined SOC and the outside air temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature. (When the second condition is satisfied), the battery is cooled using the electric power from the battery, and (3) when the SOC is equal to or lower than the predetermined SOC, or when the outside air temperature is higher than the first predetermined temperature and the second predetermined temperature. When the temperature is lower (when the condition is not satisfied), the temperature control means controls the heating / cooling means so as to stop heating or cooling of the battery.
(1) When the SOC detected by the SOC detecting means is larger than the predetermined SOC and the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is equal to or lower than the predetermined temperature (when the condition is satisfied), the electric power from the battery is used. (2) When the SOC is lower than the predetermined SOC or when the outside air temperature is higher than the predetermined temperature (when the condition is not satisfied), the temperature control unit controls the heating unit so as to stop heating the battery. .
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the running operation is stopped, when the SOC is larger than the predetermined SOC and the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the battery is heated using the electric power from the battery. A decrease in temperature can be suppressed, and desired battery performance can be maintained without impairing engine startability.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a battery temperature control device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a hybrid vehicle having a temperature control device according to the present invention. The hybrid vehicle includes an engine 1 as a traveling drive source, and a motor generator 2 connected to an engine output shaft via a belt. Then, the driving force of both or one of the engine 1 and the motor generator 2 is transmitted to the driving wheels via the transmission 9 to cause the vehicle to travel.
[0009]
The inverter 4 converts the DC power of the battery 5 to AC power and supplies the AC power to the motor generator 2, generates a driving power from the motor generator 2, and performs cranking of the engine 1 by the driving power of the motor generator 2. Inverter 4 converts AC power generated by motor generator 2 into DC power to charge battery 5. The battery 5 is a high-power battery, and part of the power of the battery 5 is supplied to the low-power battery 10 via the DC / DC converter 11. The electric power of the battery 5 is used for driving the motor generator 2, and the electric power of the battery 10 is used for operating the air conditioner.
[0010]
The controller 3 includes a current sensor 6 for detecting a charge / discharge current of the battery 5, a voltage sensor 7 for detecting a terminal voltage of the battery 5, a rotation speed sensor 8 such as a resolver for detecting a rotation speed of the motor generator 2, An air conditioner switch 12 that outputs an operation and stop command of the air conditioner, an outside air temperature sensor 13 that detects an outside air temperature, a door switch 14 that detects opening and closing of a door on a driver's seat side, and a cabin that detects a temperature in the cabin. A temperature sensor 15, a water temperature sensor 16 for detecting an engine cooling water temperature, and the like are connected. Based on the detection results of the current sensor 6 and the voltage sensor 7, the current state of charge (hereinafter, SOC) of the batteries 5 and 10 is calculated.
[0011]
The controller 3 calculates a driving torque required for running the vehicle and a power generation torque of the motor generator 2 required to bring the battery 5 to a desired SOC (target SOC). Then, engine 1 is controlled in accordance with the sum of the driving torque and the generated torque, and a control signal is output to inverter 4 so that the SOC becomes the target SOC. Further, the controller 3 outputs a control signal to the transmission 9 to control the gear ratio. The controller 3 outputs a control signal to the DC / DC converter 11 so that the battery 10 has a desired voltage, and controls the DC / DC converter 11. Further, the controller 3 controls an air conditioner mounted on the hybrid vehicle as described later.
[0012]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle air conditioner according to the present embodiment. The compressor 21, the condenser 22, the expansion valve 23, and the evaporator 24 form a known refrigeration cycle. That is, the refrigerant compressed by the compressor 21 exchanges heat with the outside air in the condenser 22 to be radiated, and then expanded by the expansion valve 23. Then, the heat is exchanged with the air in the air conditioning duct 25 by the evaporator 24 to absorb the heat and return to the compressor 22.
[0013]
The engine cooling water heated after passing through the water jacket of the engine 1 is pumped by a water pump 28 and guided to a radiator 29. Then, after the radiator 29 exchanges heat with the outside air and dissipates heat, it returns to the engine 1. The engine cooling water heated by the engine 1 is guided to the heater core 26 in the air conditioning duct 25 via the pipe 27 and exchanges heat with the air in the air conditioning duct 25 to absorb heat. A cooling fan 30 is disposed in front of the condenser 22 and the radiator 29, and cooling air is sent to the condenser 22 and the radiator 29 by driving the cooling fan 30.
[0014]
A blower fan 31 is provided at the entrance of the air conditioning duct 25. When the blower fan 31 is driven, the inside air or the outside air is sucked into the duct 25 through the inside / outside air switching door 32 and is cooled by passing through the evaporator 24. This cooling air passes through or bypasses the heater core 26 at a rate corresponding to the degree of opening of the air mix door 33. The air that has been heated by passing through the heater core 26 and the air that has bypassed the heater core 26 are mixed in the air mix chamber 34 and then blown out from the DEF outlet, the VENT outlet, the FOOT outlet, etc., into the vehicle interior. . The DEF outlet, the VENT outlet, and the FOOT outlet are provided with a differential door 35, a vent door 36, and a foot door 37, respectively, and each of the doors 35 to 37 opens and closes according to the air conditioning mode.
[0015]
Here, the arrangement of the batteries 5 and 10 will be described. The batteries 5 and 10 are arranged in a place that is easily affected by the conditioned air. For example, as shown in FIG. 3, the air from the air conditioning duct 25 is disposed behind the rear seat 40 of the vehicle compartment, and the air from the air conditioning duct 25 is connected to the FOOT outlet through the rear seat outlet 41, and the battery 5, 10 behind the seat is discharged. Let it flow around. Thus, the ambient temperature around the batteries 5 and 10 becomes substantially equal to the vehicle interior temperature, and the temperature of the batteries 5 and 10 changes according to the air conditioning temperature in the vehicle interior. In FIG. 3, a cooling fan 42 is provided around the batteries 5 and 10. Thus, when the temperature of the batteries 5 and 10 becomes too high, the batteries 5 and 10 can be cooled by driving the cooling fan 42. In addition, the batteries 5 and 10 may be arranged other than behind the rear seat 40. For example, the batteries 5 and 10 may be arranged in a trunk room, and the conditioned air in the passenger compartment may be guided around the batteries 5 and 10 in the trunk room. In this case, it is preferable to arrange the batteries 5 and 10 so as to face the flow of the conditioned air in order to raise the temperature of the batteries 5 and 10.
[0016]
The temperature control device of the present embodiment controls the air conditioner according to a control signal from the controller 3 after the engine is stopped, and suppresses a temperature drop of the batteries 5 and 10 at a low temperature. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the temperature control device according to the present embodiment. The controller 3 has a relay control unit 3A, a charge / discharge control unit 3B, and an air conditioning control unit 3C.
[0017]
The IG signal corresponding to the operation of the ignition key is input to the relay control unit 3A. That is, when the ignition key is turned on, an IG ON signal is input, and the start of the traveling operation is detected. Thereby, the main relay 3D is turned on, and the battery temperature control system is operated. When the ignition key is turned off, an IG off signal is input, and the stop of the running operation is detected. Thereby, the main relay 3D is turned off, and the operation of the system is stopped. When a relay-on request is output from the air-conditioning control unit 3C to the relay control unit 3A, the main relay 3D is kept on even if the ignition key is off. The main relay 3D is arranged between the battery 5 for high electricity and the inverter 4.
[0018]
When the IG ON signal is input from the relay control unit 3A to the charge / discharge control unit 3B, the charge / discharge control unit 3B calculates the SOC based on the detection results of the current sensor 6 and the voltage sensor 7. Then, the power generation amount of motor generator 2 required for the SOC to reach the target SOC is calculated, and a control signal is output to inverter 4 to control the SOC to the target SOC. The charge control unit 3B receives the detection value of the outside air temperature sensor 13 from the air conditioning control unit 3C and sets a target SOC according to the outside air temperature. That is, when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined value (for example, 0 ° C.), the target SOC is set to, for example, about 50% to 60%. When the outside air temperature is lower than 0 ° C., the battery temperature control after IG is turned off. Therefore, the target SOC is set to a large value (for example, 80%) that does not cause overcharging.
[0019]
The air conditioning control unit 3C includes an IG signal from the relay control unit 3A, an SOC from the charge and discharge control unit 3B, detection signals from the outside air temperature sensor 13 and the water temperature sensor 16, an air conditioner switch 12, and a door switch 14. Is input. The air-conditioning control unit 3C executes a predetermined process based on these input signals, and controls each of the compressor 21, the inside / outside air switching door 32, the outlet ports 35 to 37, the blower fan 31, the water pump 28, and the cooling fan 30. A control signal is output to each of the driving actuators (such as a motor) to control the operation of the air conditioner.
[0020]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process performed by the controller 3. This flowchart starts when the main relay 3D is turned on by turning on the ignition key. In the initial state, the target SOC is set to, for example, 50 to 60%.
[0021]
First, in step S1, it is determined whether or not an IG ON signal has been input. When step S1 is affirmed, the process proceeds to step S21, and it is determined whether or not the value detected by the outside air temperature sensor 13 is lower than 0 ° C. When step S21 is affirmed, the process proceeds to step S22, in which the target SOC is increased to a large value (80%) that does not cause overcharging. If step S21 is negative, step S22 is passed and the initial target SOC (50-60%) is maintained. As a result, the SOC is controlled to 80% at low temperatures, and the SOC is controlled to 50 to 60% at other times. When the IG is turned on, the air conditioner operates in response to an air conditioning command from an occupant's operation, and the suction mode, the air conditioning mode, the air mix door opening, the air volume, and the like are controlled in accordance with the air conditioning command.
[0022]
If step S1 is denied, the process proceeds to step S2, in which it is determined whether or not the air conditioner switch 12 is turned on, that is, whether or not an air conditioner operation command has been issued. When it is determined that the air conditioner switch 12 is turned on, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the detected value of the outside air temperature by the outside air temperature sensor 13 is equal to or less than a predetermined value 0 ° C. This is for determining whether or not the temperature of the batteries 5 and 10 needs to be raised. If the result in step S3 is affirmative, the process proceeds to step S4, in which the SOC calculated by the charge / discharge control unit 3B is set in advance. It is determined whether or not the predetermined value is greater than 50%. This is a process for restricting the use of the battery 10 when the engine is stopped. Only when the SOC is larger than the predetermined value 50%, the use of the battery 10 is permitted, and the process proceeds to step S5. That is, when the engine is stopped, if the condition that the air conditioner switch is on, the outside air temperature is 0 ° C. or less, and the SOC is more than 50% is satisfied, the process proceeds to step S5.
[0023]
In step S5, the compressor 21, the intake mode, and the air mix door opening are controlled so as to efficiently heat the vehicle interior. That is, a control signal is output to the compressor 21 and the compressor 21 is stopped. This suppresses the power consumption of the battery 10 and prevents the air from being cooled by the evaporator 24. Further, a control signal is output to the inside / outside air switching door driving actuator to switch the inside / outside air switching door 32 to the inside air circulation side. As a result, the inside air can be introduced into the air conditioning duct 25, and the temperature in the vehicle compartment can be increased more efficiently than when cold outside air is introduced. Further, a control signal is output to the actuator for driving the air mix door, and the air mix door 25 is rotated to the full hot position. Thereby, all the air in the duct 25 passes through the heater core 26, and the temperature rise of the air is promoted.
[0024]
In step S5, the opening and closing of the doors 35 to 37 are controlled, and the air conditioning mode is also controlled. That is, the air conditioning mode is controlled to the differential foot mode so that about 20% of the conditioned air is blown out from the DEF outlet and about 80% is blown out from the FOOT outlet. As a result, the air is blown to the rear of the vehicle interior and the air is blown to the windshield to prevent the windshield from fogging. As a result, the view in the vehicle is secured, and when the engine is restarted, the vehicle can be started immediately without warming up.
[0025]
Next, in step S6, a relay-on request is output from the air-conditioning control unit 3C, and the main relay 3D is turned on. Further, a control signal is output to the cooling fan 30, and the driving of the cooling fan 30 is stopped. This suppresses the power consumption of the battery 10 and prevents the radiator 29 from cooling the engine cooling water. In step S6, a control signal is output to the water pump 28, and the driving of the water pump 28 is controlled in accordance with the operation of the blower fan 31. That is, as shown in FIG. 7, the water pump 28 is operated intermittently while the blower fan 31 is operating, and when the operation of the blower fan 31 is stopped at time A, the water pump 28 is continuously operated. Thereby, the power consumption of the battery 10 is suppressed, and the temperature drop of the cooling water temperature is suppressed.
[0026]
In the next step S7, it is determined whether or not the difference between the detected value of the engine cooling water temperature by the water temperature sensor 16 and the detected value of the outside air temperature by the outside air temperature sensor 13 is equal to or more than a predetermined value 10 ° C, in other words, “cooling water temperature−10 ° C ≧ It is determined whether or not “outside air temperature” is satisfied. If step S7 is negative, the process proceeds to step S10, where a control signal is output to the blower fan 31, and the operation of the blower fan 31 is stopped. That is, in this case, since the difference between the cooling water temperature and the outside air temperature is small, even if the air conditioner is operated, the effect of increasing the temperature inside the vehicle compartment is small. Therefore, the operation of the blower fan 31 is stopped, and power consumption is suppressed. On the other hand, if step S7 is affirmative, the routine proceeds to step 8, where it is determined whether or not the detected value of the vehicle interior temperature by the vehicle interior temperature sensor 15 is larger than the detected value of the engine coolant temperature. When step S8 is affirmed, the process proceeds to step S10, and the operation of the blower fan 31 is stopped. That is, in this case, since the air in the duct 25 is cooled when passing through the heater core 26, the blower fan 31 is stopped, and the temperature drop in the vehicle compartment is suppressed.
[0027]
If step S8 is denied, the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined based on a signal from the door switch 14 whether or not the occupant has exited. That is, when the door switch 14 is turned off and then turned on, it is determined that the occupant gets off by opening and closing the door, and the operation of the blower fan 31 is controlled according to the characteristics shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the engine cooling water temperature and the fan voltage Vfan. In the figure, when the cooling water temperature is 60 ° C. or higher, the blower fan is driven at Hi (high rotation), and when the cooling water temperature falls from 50 ° C. to 60 ° C., the fan voltage Vfan is gradually reduced as the engine cooling water temperature decreases. The blower fan is driven at Lo (low rotation) at 50 ° C. or lower. As described above, when the cooling water temperature is high, the inside of the vehicle can be efficiently heated by increasing the blowing amount. On the other hand, until it is determined that the occupant gets off in step S9, the blower fan 31 is driven at Lo so that a strong wind is blown to the occupant and the occupant does not feel uncomfortable.
[0028]
The above processing of steps S5 to S10 is repeated when all of steps S2 to S4 are affirmed, and proceeds to step S11 when any one of steps S2 to S4 is denied. In step S11, the output of the main-on request from the air-conditioning control unit 3C is stopped. As a result, the main relay 3D is turned off, and the operation of the control system ends. At the end of the system, the operation of the air conditioner is reset, and at the next operation of the control system, the air conditioner operates according to the settings of the occupant.
[0029]
The operation of the temperature control device according to the present embodiment will be described more specifically.
FIGS. 8A to 8D are time charts showing engine cooling water temperature and vehicle interior temperature, SOC, fan voltage Vfan, and history of water pump operation. When the engine is operating, it is assumed that the engine cooling water temperature is 80 ° C., the vehicle interior temperature is 25 ° C., the outside air temperature is −20 ° C., and the air conditioner switch 12 is on. At this time, the target SOC is set to 80%, and the SOC is controlled to 80% (step S22).
[0030]
When the ignition key is turned off and the engine is stopped after stopping the vehicle at time a, the compressor 21 is turned off by the above-described processing (steps S5, S6, and S9), and the inside / outside air switching door 32 is switched to the inside air circulation side. As a result, the air mix door 33 rotates to the full hot position, the DEF outlet and the FOOT outlet are respectively opened, and the VENT outlet is closed. Further, the cooling fan 30 is stopped, the water pump 28 operates intermittently, and the blower fan 31 is driven at Lo. As a result, air is sucked into the duct 25, and the sucked air is heated by the heater core 26 and blown out from the DEF outlet and the FOOT outlet. As a result, the temperature in the vehicle compartment, that is, the ambient temperature around the batteries 5 and 10 increases, and the temperature of the batteries 5 and 10 is prevented from lowering. At this time, since the compressor 21 and the cooling fan 30 are stopped, the water pump 28 is operated intermittently, and the blower fan 31 is operated at Lo, the SOC reduction rate is small. Further, since the suction mode is switched to the inside air circulation mode, the engine cooling water exchanges heat with relatively warm air in the heater core 26, and the rate of decrease in the engine cooling water temperature is small.
[0031]
When the door switch 14 is turned off at time b and turned on again, that is, when it is determined that the occupant gets off, the blower fan 31 is driven Hi according to the characteristics of FIG. 6 (step S9). At this time, as the time elapses, the temperature of the engine cooling water gradually decreases, and the rate of temperature rise in the heater core 26 decreases, but the amount of air suction increases. As a result, for example, as shown in FIG. Temperature rises. In addition, since the cooling fan 30 is driven by Hi, the SOC reduction rate is larger than that between a and b.
[0032]
When the engine cooling water temperature decreases to 60 ° C. at time c, the rotation speed of the blower fan 31 gradually decreases due to the characteristics in FIG. 6, and when the engine cooling water temperature reaches 50 ° C. at time d, the blower fan 31 (Step S9). As a result, the temperature rise rate in the vehicle interior decreases, the temperature in the vehicle interior gradually decreases, and the amount of decrease in the SOC decreases accordingly. In this case, since the rotation speed of the blower fan 31 gradually changes in accordance with the temperature of the engine cooling water, the rotation of the fan does not become unstable, which is preferable for control.
[0033]
Since the engine 1 is cooled by the outside air, the rate of decrease in the temperature of the engine cooling water is greater than the rate of decrease in the temperature in the passenger compartment. Then, when the engine cooling water temperature becomes lower than the vehicle interior temperature at time e, the rotation of the blower fan 31 stops (step S8 → step S10). This prevents air having a temperature lower than the vehicle interior temperature from being blown into the vehicle interior, thereby suppressing a decrease in the temperature inside the vehicle interior.
[0034]
At time f, the engine cooling water temperature and the vehicle interior temperature are reversed, and when the engine cooling water temperature becomes equal to or higher than the vehicle interior temperature, the blower fan 31 rotates again (step S8 → step S9). Thereby, the vehicle interior is heated, and the temperature decrease in the vehicle interior is suppressed. When the cooling water temperature reaches −10 ° C. at time g and the difference between the engine cooling water temperature and the outside air temperature becomes smaller than 10 ° C., the rotation of the blower fan 31 stops (step S7 → step S10). At this time, since the water pump 28 is switched to the continuous operation, the power of the battery 10 continues to be consumed for a certain amount or more, and a decrease in the temperature of the battery 10 due to self-heating of the battery 10 can be suppressed.
[0035]
When the SOC falls below the predetermined value 50% at time h, the main relay 3D is turned off and the temperature control system is terminated (step S4 → step S11). As a result, sufficient electric power is stored in the battery 5, and the next engine start can be easily performed.
[0036]
According to the temperature control device of the above embodiment, the following operation and effect can be obtained.
(1) The batteries 5 and 10 are arranged facing the flow of the conditioned air, and the SOCs of the batteries 5 and 10 are increased during running of the vehicle. After the engine and the vehicle are stopped using the increased SOC, that is, the running operation is performed. After the stop, the blower fan 31 is driven. As a result, as shown by the solid line in FIG. 8A, a decrease in the vehicle interior temperature is suppressed, and a decrease in the temperature of the batteries 5 and 10 can be reduced. As a result, the desired battery performance can be maintained for a predetermined time, and the engine 1 can be started promptly when returning after shopping for a short time. On the other hand, when the blower fans 31 are simultaneously stopped when the running operation is stopped, the temperature in the vehicle interior decreases early, as shown by the dashed line in FIG. . As a result, the startability of the engine 1 is deteriorated, and when returning after shopping or the like, the engine 1 may not be able to be restarted.
[0037]
(2) Since the power of the battery 10 is consumed after the engine and the vehicle are stopped, the temperature drop of the battery 10 due to self-heating of the battery 10 can be suppressed.
(3) The driving of the blower fan 31 suppresses a decrease in the vehicle interior temperature, so that when the occupant returns in a short time, the interior of the vehicle is warm and comfortable for the occupant.
(4) Since the SOC is controlled to 50% to 60% except when the temperature is low and the SOC is controlled to 80% when the temperature is low, the air conditioner can be operated for a long time after the vehicle stops, and the temperature of the batteries 5 and 10 can be reduced. The decrease can be suppressed.
[0038]
(5) Since the suction mode is switched to the inside air circulation mode when the running operation is stopped, the engine cooling water exchanges heat with relatively warm air in the heater core 26, and the rate of decrease in the engine cooling water temperature is reduced. Can be. As a result, the heating time can be extended.
(6) Since the air mix door 33 is rotated to the full hot position when the running operation is stopped, the temperature inside the vehicle compartment can be increased by the preheating of the engine 1.
(7) When the running operation is stopped, the air conditioning mode is switched to the differential foot mode, and the air from the air conditioner is blown not only to the batteries 5 and 10 behind the seat but also to the windshield. When the fog is removed and the occupant returns to the vehicle, the vehicle can be started immediately.
(8) Since the compressor 21 and the cooling fan 30 are stopped when the running operation is stopped, the power consumption of the battery 10 is saved, and the air in the duct 25 is prevented from being cooled by stopping the operation of the cooling system. can do.
[0039]
(9) Since the drive of the blower fan 31 is stopped when the vehicle interior temperature is lower than the engine cooling water temperature, the blower fan 31 operates only when the vehicle interior can be heated, which is efficient.
(10) Since the water pump 28 is intermittently operated when the blower fan 31 is operated and the water pump 28 is continuously operated when the blower fan 31 is stopped, the power consumption of the batteries 5 and 10 is reduced. Self-heating can be maintained at a certain level or more.
(11) When the engine coolant temperature is high, the blower fan 31 is driven at Hi, and when the engine coolant temperature is low, it is driven at Lo. Therefore, the vehicle interior temperature can be efficiently raised before the engine coolant temperature drops. can do. In this case, it is determined that the occupant gets off by the door switch 14, and when the occupant gets off, the blower fan 31 is driven to Hi, so that strong blast is not blown to the occupant, and air conditioning comfort is impaired. Can be prevented. Since the blower fan 31 is driven with Hi in a state where the door on the driver's seat side is closed, the outflow of the conditioned air to the outside of the vehicle can be suppressed.
(12) Since the batteries 5 and 10 are arranged behind the seed and facing the flow of the conditioned air, the batteries 5 and 10 can be efficiently heated by the heat of the air conditioner. Further, since it is not necessary to separately provide a dedicated heating device (such as a heater) around the battery, it is possible to suppress an increase in cost.
[0040]
In the above embodiment, the batteries 5 and 10 are heated when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined value (first predetermined temperature; 0 ° C.) in order to maintain the battery performance. In order to maintain performance, the batteries 5 and 10 may be cooled when the outside air temperature is equal to or higher than a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature. In this case, the air conditioner may be controlled so that the air is cooled by the evaporator 24 instead of heating the air by the heater core 26. At this time, the air mix door 33 is rotated to the full cool position, and when the outside air temperature is higher than the first predetermined temperature and lower than the second predetermined temperature, the blower fan 31 is stopped, and What is necessary is just to stop the ventilation of.
[0041]
In the above embodiment, the SOC is calculated based on the detection values of the current sensor 6 and the voltage sensor 7. However, as the SOC detection means, the SOC is detected by integrating the charge / discharge current of the battery 5, or the terminal of the battery 5 The SOC may be estimated only from the voltage. Although the batteries 5 and 10 are heated and cooled by the conditioned air from the air conditioner, heating means and cooling means other than the air conditioner may be used. For example, an electric heater may be arranged around the batteries 5 and 10, and when the outside air temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature, the batteries 5 and 10 may be heated by the heat of the heater. Further, when the outside air temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature, the cooling fan 42 of FIG. 3 may be driven to cool the batteries 5 and 10. The processing in the controller 3 as the temperature control means is not limited to the processing shown in FIG. Although the stop of the running operation is detected by inputting the IG-off signal, the running operation stop detecting means may have another configuration as long as it can be distinguished from when the vehicle is stopped (continuation of the running operation) such as at a signal.
[0042]
Although the temperature control of the batteries 5 and 10 mounted on the hybrid vehicle has been described above, the present invention can be similarly applied to the temperature control of the battery mounted on an electric vehicle or the like. That is, the present invention is not limited to the temperature control device of the embodiment as long as the features and functions of the present invention can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle having a temperature control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of batteries by the temperature control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a temperature control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process performed by a controller provided in the temperature control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing operating characteristics of a blower fan according to an engine cooling water temperature by the temperature control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing operating characteristics of a water pump by the temperature control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an operation performed by the temperature control device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 engine 2 motor generator
3 Controller 5 Battery (for high power)
6 Current sensor 7 Voltage sensor
10 Battery (for weak electricity) 12 Air conditioner switch
13 Outside temperature sensor 14 Door switch
15 Interior temperature sensor 16 Water temperature sensor
21 Compressor 24 Evaporator
26 Heater core 28 Water pump
29 Radiator 30 Cooling fan
31 Blower fan 32 Inside / outside air switching door
33 Air mix door 35 Differential door
37 Foot Door

Claims

A battery temperature control device that controls the temperature of a battery that discharges power to a motor that starts an engine,
Temperature detection means for detecting an outside air temperature;
SOC detection means for detecting the SOC of the battery;
Heating and cooling means for heating or cooling the battery with power from the battery,
Traveling operation stop detecting means for detecting a stop of the traveling operation,
When the traveling operation is stopped, (1) when the SOC detected by the SOC detection means is larger than a predetermined SOC and the outside air temperature detected by the temperature detection means is equal to or lower than a first predetermined temperature (first condition) (2) when the battery is heated, and (2) when the SOC is equal to or higher than the predetermined SOC and the outside air temperature is equal to or higher than a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature (second condition is satisfied) And (3) when the SOC is equal to or lower than the predetermined SOC, or when the outside air temperature is higher than the first predetermined temperature and lower than the second predetermined temperature (when the condition is not satisfied). Temperature control means for controlling the heating and cooling means so as to stop heating or cooling of the battery.

The battery temperature control device according to claim 1,
When the stop of the traveling operation is not detected, when the outside air temperature detected by the temperature detecting means is lower than the first predetermined temperature, or when the outside air temperature is higher than the second predetermined temperature, the outside air temperature becomes the first air temperature. A battery temperature control device, further comprising an SOC control unit that controls the SOC to a value greater than or equal to a predetermined temperature and equal to or lower than a second predetermined temperature.

The battery temperature control device according to claim 1 or 2,
The heating / cooling unit is a vehicle air conditioner, and the battery is arranged to face a flow of conditioned air from the vehicle air conditioner,
When the first condition is satisfied, the temperature control means heats the battery by heating air while heating the vehicle interior, and cools the battery by cooling air while cooling the vehicle interior when the second condition is satisfied. A temperature control device for a battery.

A battery temperature control device that controls the temperature of a battery that discharges power to a motor that starts an engine,
An outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature;
SOC detection means for detecting the SOC of the battery;
Heating means for heating the battery with electric power from the battery,
Traveling operation stop detecting means for detecting a stop of the traveling operation,
When the traveling operation is stopped, (1) when the SOC detected by the SOC detection means is larger than a predetermined SOC and the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is lower than a predetermined temperature (when the condition is satisfied), (2) temperature control for controlling the heating means to stop heating the battery when the SOC is lower than the predetermined SOC or the outside air temperature is higher than the predetermined temperature (when the condition is not satisfied); And a means for controlling the temperature of the battery.

The battery temperature control device according to claim 4,
An SOC that controls the SOC to a larger value when the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is lower than the predetermined temperature than when the outside air temperature is equal to or higher than the predetermined temperature when the stop of the traveling operation is not detected. A battery temperature control device, further comprising a control unit.

The battery temperature control device according to claim 4 or 5,
The heating means is a vehicle air conditioner, the battery is disposed facing the flow of conditioned air from the air conditioner,
The temperature control device for a battery, wherein the temperature control means heats the battery with heated air while heating the vehicle interior when the condition is satisfied.

The battery temperature control device according to claim 3 or 6,
The temperature control device for a battery, wherein the temperature control means switches the air intake mode of the air conditioner to an inside air circulation mode when the condition is satisfied.

The battery temperature control device according to any one of claims 3, 6, and 7,
The temperature control device of a battery, wherein the temperature control means switches the air conditioning mode of the air conditioner to a mode of blowing air from a defrost outlet when the condition is satisfied.

The battery temperature control device according to any one of claims 3, 6 to 8,
The air conditioner includes an internal air temperature detecting means for detecting a temperature in the vehicle interior, a cooling water temperature detecting means for detecting an engine cooling water temperature, a compressor for compressing a refrigerant for air conditioning, and a radiator for radiating engine cooling water. It has a cooling fan that blows air, and a blower fan that blows conditioned air into the cabin,
The temperature control means stops the compressor and the cooling fan when the running operation is stopped, and when the internal air temperature detected by the internal air temperature detection means is higher than the engine cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection means, A battery temperature control device, comprising: activating a blower fan and stopping the blower fan when an internal temperature is equal to or lower than an engine cooling water temperature.

The battery temperature control device according to claim 9,
Having a get-off detecting means for detecting the getting-off of the occupant after the running operation is stopped,
The temperature control unit is configured to, when the getting-off detection is detected by the getting-off detection unit, rotate the blower fan at a higher speed as the engine cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection unit is higher. Control device.