JP4811503B2 - 二次電池の昇温制御装置およびそれを備える車両、ならびに二次電池の昇温制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、二次電池の昇温制御装置およびそれを備える車両、ならびに二次電池の昇温制御方法に関し、特に、二次電池の内部抵抗による発熱を利用して二次電池を昇温するための昇温制御技術に関する。

一般に、リチウムイオン電池やニッケル水素電池に代表される二次電池は、温度が低下すると充放電特性が低下する。そこで、電池の温度が低い場合には、速やかに電池を昇温する必要がある。

特開平１１−２６０３２号公報（特許文献１）は、電気自動車用電池のヒートアップ装置を開示する。この装置においては、温度センサにより電池の温度が検出され、検出温度が所定値以下のとき、電池に要求される要求電流よりも大きな出力電流を流すように放電制御コントローラが制御される。

このヒートアップ装置によれば、寒冷地においても電池内部まで敏速に電池を昇温することができるとされる（特許文献１参照）。

特開平１１−２６０３２号公報

しかしながら、上記公報では、電池を昇温する際の効率や昇温後の二次電池の状態についての検討はなされておらず、必ずしも最適な昇温制御が実行されているとは言えない可能性がある。

それゆえに、この発明の目的は、二次電池の内部抵抗による発熱を利用して効率的に二次電池を昇温可能な二次電池の昇温制御装置およびそれを備える車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、二次電池の内部抵抗による発熱を利用して効率的に二次電池を昇温可能な二次電池の昇温制御方法を提供することである。

この発明によれば、二次電池の昇温制御装置は、リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置を制御することによって二次電池を昇温するための二次電池の昇温制御装置であって、第１および第２の演算部と、判定部とを備える。第１の演算部は、二次電池の温度および残存容量（ＳＯＣ）に応じて予め定められた二次電池の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）について、二次電池の昇温を実施する前の出力可能電力を示す第１の値（ＷｏｕｔＡ）を算出する。第２の演算部は、二次電池の昇温を実施した場合の温度および残存容量の変化量に基づいて、二次電池の昇温を実施した場合の出力可能電力を示す第２の値（ＷｏｕｔＢ）を算出する。判定部は、第２の値が第１の値以上のとき、リップル生成装置を制御することによって二次電池の昇温を実施するものと判定し、第２の値が第１の値よりも小さいとき、二次電池の昇温を不実施とするものと判定する。

好ましくは、二次電池の昇温制御装置は、周波数選定部をさらに備える。周波数選定部は、第２の値が最大となる周波数をリップル電流の周波数として選定する。

さらに好ましくは、周波数選定部は、二次電池の昇温を所定時間実施した場合に第２の値が最大となる周波数をリップル電流の周波数として選定する。

また、さらに好ましくは、周波数選定部は、第２の値のピーク値が最大となる周波数をリップル電流の周波数として選定し、二次電池の昇温を開始してから第２の値がピーク値となるまでの時間を二次電池の昇温の実施時間とする。

好ましくは、二次電池から出力される電力を用いて電動機により内燃機関を始動可能である。そして、昇温制御装置は、周波数選定部をさらに備える。周波数選定部は、内燃機関の始動に必要な電力以上の第２の値を確保可能な周波数をリップル電流の周波数として選定する。

好ましくは、二次電池の昇温を実施した場合の温度および残存容量の変化量は、リップル電流の周波数および二次電池の昇温の実施時間に基づいて決定される。

また、この発明によれば、車両は、二次電池と、リップル生成装置と、上述したいずれかの二次電池の昇温制御装置とを備える。二次電池は、車両走行用の電力を蓄える。リップル生成装置は、二次電池に接続され、リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成される。二次電池の昇温制御装置は、リップル生成装置を制御することによって二次電池を昇温する。

また、この発明によれば、二次電池の昇温制御方法は、リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置を制御することによって二次電池を昇温するための二次電池の昇温制御方法であって、二次電池の温度および残存容量（ＳＯＣ）に応じて予め定められた二次電池の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）について、二次電池の昇温を実施する前の出力可能電力を示す第１の値（ＷｏｕｔＡ）を算出するステップと、二次電池の昇温を実施した場合の温度および残存容量の変化量に基づいて、二次電池の昇温を実施した場合の出力可能電力を示す第２の値（ＷｏｕｔＢ）を算出するステップと、第２の値が第１の値以上のとき、リップル生成装置を制御することによって二次電池の昇温を実施するものと判定し、第２の値が第１の値よりも小さいとき、二次電池の昇温を不実施とするものと判定するステップとを備える。

好ましくは、二次電池の昇温制御方法は、第２の値が最大となる周波数をリップル電流の周波数として選定するステップをさらに備える。

好ましくは、二次電池から出力される電力を用いて電動機により内燃機関を始動可能であり、昇温制御方法は、内燃機関の始動に必要な電力よりも大きい第２の値を確保可能な周波数をリップル電流の周波数として選定するステップをさらに備える。

この発明においては、リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置を制御することによって二次電池の昇温が実施される。そして、二次電池の昇温を実施した場合の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を示す第２の値（ＷｏｕｔＢ）が、二次電池の昇温を実施する前の出力可能電力を示す第１の値（ＷｏｕｔＡ）以上のとき、リップル生成装置を制御することによって二次電池の昇温を実施するものと判定され、第２の値が第１の値よりも小さいとき、二次電池の昇温を不実施とするものと判定されるので、二次電池が昇温しても出力可能電力が低下するときは、二次電池の昇温は不実施とされる。

したがって、この発明によれば、二次電池の内部抵抗による発熱を利用して効率的に二次電池を昇温することができる。

この発明における二次電池の昇温方法を説明するための図である。 二次電池の電圧の内訳を示した図である。 二次電池のインピーダンス特性（絶対値）を示すボード線図である。 二次電池のインピーダンス特性（位相）を示すボード線図である。 内部抵抗に発生する電圧を拘束条件として、極低温時に二次電池に流すことができるリップル電流のピーク値を示した図である。 内部抵抗に発生する電圧を拘束条件として、極低温時に二次電池に発生させることができる平均発熱量を示した図である。 この発明の実施の形態１による二次電池の昇温制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体ブロック図である。 昇圧コンバータにより二次電池に発生させたリップル電流を示した図である。 二次電池の出力可能電力を示した図である。 二次電池の出力可能電力の時間的変化を複数例示した図である。 図７に示すＥＣＵの、昇圧コンバータの制御に関する部分の機能ブロック図である。 図７に示すＥＣＵにより実行されるリップル昇温の実施可否判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２におけるＥＣＵの、昇圧コンバータの制御に関する部分の機能ブロック図である。 実施の形態２におけるＥＣＵにより実行されるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。 二次電池の出力可能電力の時間的変化を複数例示した図である。 実施の形態２の変形例におけるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。 エンジンの始動に必要な電力とエンジンの温度との関係を示した図である。 実施の形態３におけるＥＣＵの、昇圧コンバータの制御に関する部分の機能ブロック図である。 実施の形態３におけるＥＣＵにより実行されるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明における二次電池の昇温方法を説明するための図である。図１を参照して、このシステムは、二次電池１０と、リップル生成装置２０と、制御装置３０とを備える。リップル生成装置２０は、二次電池１０に接続される。

二次電池１０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などに代表される再充電可能な電池である。二次電池１０は、内部抵抗１２を含む。内部抵抗１２は、後述のように、温度依存性を有するとともに、電池に流れる電流の周波数によっても大きく変化する。

リップル生成装置２０は、制御装置３０によって制御され、所定周波数のリップル電流Ｉを二次電池１０に発生させる。すなわち、この発明では、二次電池にリップル電流を発生させることによって二次電池を内部から昇温する（以下、この昇温を「リップル昇温」とも称する。）。たとえば、リップル生成装置２０を構成する電力用半導体スイッチング素子をオン／オフさせることにより二次電池１０にリップル電流Ｉを発生させることが可能である。

制御装置３０は、リップル電流Ｉを二次電池１０に発生させることによって二次電池１０を内部から昇温するようにリップル生成装置２０を制御する。ここで、制御装置３０は、二次電池１０のインピーダンスの周波数特性に基づいて、二次電池１０のインピーダンスの絶対値が相対的に低下する周波数領域のリップル電流Ｉを二次電池１０に発生させるようにリップル生成装置２０を制御する。

図２は、二次電池１０の電圧の内訳を示した図である。なお、この図２では、簡単のため、内部抵抗は実部のみとし、Ｌ，Ｃ等による虚部は無いものとする。図２を参照して、二次電池１０の端子間に発生する電圧Ｖは、開回路電圧ＯＣＶに、通電時に内部抵抗１２に発生する電圧ΔＶを考慮したものとなる。具体的には、充電電流が流れるときは、Ｖ＝ＯＣＶ＋ΔＶとなり、放電電流が流れるときは、Ｖ＝ＯＣＶ−ΔＶとなる（ΔＶ＞０）。

いま、二次電池１０に電流Ｉが流れたときの発熱量Ｑは、内部抵抗１２の抵抗値をＲとすると、以下の式で表わすことができる。

Ｑ＝Ｉ²×Ｒ …（１）
＝Ｉ×ΔＶ …（２）
＝ΔＶ²／Ｒ …（３）
この（１）〜（３）式は等価である。（１）式によると、リップル生成装置２０を用いて発生させるリップル電流Ｉを大きくすれば、二次電池１０を効果的に昇温できるようにみえる。しかしながら、実際には、二次電池の電圧Ｖについて、安全性や耐久性の観点から上下限電圧を守ることが要求される。そして、特に極低温下では、内部抵抗１２の抵抗値Ｒが大きくなることにより電圧ΔＶが大きくなるので、二次電池１０の電圧Ｖを上下限内に抑えつつ発熱のための十分なリップル電流Ｉを流すことができないという事態が発生し得る。

すなわち、内部抵抗１２の抵抗値Ｒが大きくなる低温下（特に極低温下）では、電圧ΔＶが制約となって二次電池１０がリップル電流Ｉを流すことができず、二次電池１０を効果的に昇温できないという事態が発生し得る。そこで、（３）式および二次電池１０のインピーダンスの周波数特性に着目し、二次電池１０のインピーダンス（内部抵抗１２の抵抗値Ｒ）の絶対値が他の周波数領域に比べて相対的に小さい周波数領域のリップル電流をリップル生成装置２０により発生させる。これにより、二次電池１０の発熱量Ｑが大きくなり、二次電池１０を効果的に昇温することができる。

図３，図４は、二次電池１０のインピーダンス特性を示すボード線図である。なお、二次電池の電気的特性を解析する手法として、電気化学的インピーダンス分光法「ＥＩＳ（Electrochemical Impedance Spectroscopy）とも称される。」が知られており、このボード線図は、ＥＩＳを用いて二次電池１０のインピーダンス特性を表示したものである。なお、図３は、インピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜の周波数特性を示し、図４は、インピーダンスＺの位相θの周波数特性を示す。

図３，図４において、横軸は、二次電池１０に発生させる交流電流（リップル電流）の周波数を対数表示で示す。縦軸は、図３においてはインピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜を対数表示で示し、図４においてはインピーダンスＺの位相θを表わす。

図３に示されるように、二次電池１０の昇温が要求される低温下では、インピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜は非低温時に比べて大きくなるけれども、そのような増大が顕著なのは、リップル電流の周波数が低周波の場合である。特に、周波数が１ｋＨｚ近傍では、インピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜は、他の周波数領域に比べて小さく、また、極低温下でも非低温時（常温時）の高々３倍程度にしかならない（図３のＡ部）。さらに、図４に示されるように、その周波数領域では、インピーダンスＺの位相θも零近傍であるので、力率が１となり効率もよい。

そこで、この発明においては、この二次電池１０のインピーダンスの周波数特性に基づいて、二次電池１０のインピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜が相対的に低下する周波数領域（たとえば、図３に基づいて略１ｋＨｚ）のリップル電流をリップル生成装置２０により発生させることとしたものである。これにより、二次電池１０の内部抵抗１２に発生する電圧ΔＶの制約を守りつつ二次電池１０にリップル電流を効果的に流すことができ、その結果、二次電池１０が効果的に昇温される。

図５は、二次電池１０の内部抵抗１２に発生する電圧ΔＶを拘束条件として、極低温時に二次電池１０に流すことができるリップル電流のピーク値を示した図である。図５を参照して、横軸は、リップル電流の周波数を示し、縦軸は、電圧ΔＶの拘束条件下で二次電池１０が流せるリップル電流（正弦波を仮定）のピーク値を示す。なお、ここでは、一例として、電圧ΔＶ＝０．５Ｖ、二次電池１０の温度Ｔ＝−３０℃（極低温）の場合が示される。

図５に示されるように、二次電池１０のインピーダンスの絶対値が相対的に小さくなる周波数領域（１ｋＨｚ近傍）において、二次電池１０に流せる電流は増大する。低周波時や直流時においては、電圧ΔＶ＝０．５Ｖという拘束条件を与えると、二次電池１０にはほとんど電流を流すことができず、二次電池を昇温することができない。

また、図６は、二次電池１０の内部抵抗１２に発生する電圧ΔＶを拘束条件として、極低温時に二次電池１０に発生させることができる平均発熱量を示した図である。図６を参照して、横軸は、リップル電流の周波数を示し、縦軸は、リップル１周期における二次電池１０の平均発熱量を示す。なお、ここでも、一例として、電圧ΔＶ＝０．５Ｖ、二次電池１０の温度Ｔ＝−３０℃（極低温）の場合が示される。

図６に示されるように、二次電池１０のインピーダンスの絶対値が相対的に小さくなる周波数領域（１ｋＨｚ近傍）において、二次電池１０の発熱量は増大する。低周波時や直流時においては、電圧ΔＶ＝０．５Ｖという拘束条件を与えると、二次電池１０にはほとんど電流を流すことができず、二次電池を昇温することができない。

このように、二次電池１０のインピーダンスの周波数特性に基づいて、二次電池１０のインピーダンスの絶対値が相対的に低下する周波数領域（たとえば１ｋＨｚ近傍）のリップル電流をリップル生成装置２０により発生させる。これにより、二次電池１０の発熱量Ｑを大きくすることができ、二次電池１０を効果的に昇温することができる。

次に、この発明の実施の形態１による二次電池の昇温制御装置が適用されるシステム構成例について説明する。

図７は、この発明の実施の形態１による二次電池の昇温制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体ブロック図である。図７を参照して、ハイブリッド車両１００は、二次電池１０と、昇圧コンバータ２２と、コンデンサＣＨと、インバータ５２，５４と、モータジェネレータ５６，５８と、エンジン６０と、動力分割装置６２と、駆動輪６４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、温度センサ８２，９０と、電流センサ８４と、電圧センサ８６，８８とをさらに備える。

昇圧コンバータ２２は、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と二次電池１０の負極に接続される負極線ＮＬとの間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１のコレクタが正極線ＰＬ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタが負極線ＮＬに接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬの一方端は、二次電池１０の正極に接続される正極線ＰＬ１に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードＮＤに接続される。

なお、上記のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等を用いることができる。

昇圧コンバータ２２は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＣに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」とも称する。）を二次電池１０の出力電圧以上に昇圧することができる。なお、システム電圧が目標電圧よりも低い場合、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーを大きくすることによって正極線ＰＬ１から正極線ＰＬ２へ電流を流すことができ、システム電圧を上昇させることができる。一方、システム電圧が目標電圧よりも高い場合、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーを大きくすることによって正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流すことができ、システム電圧を低下させることができる。

また、昇圧コンバータ２２は、コンデンサＣＨ（後述）とともに、図１に示したリップル生成装置２０を形成する。すなわち、所定のリップル昇温実施条件が成立すると、昇圧コンバータ２２は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＣに基づいてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフさせることにより、二次電池１０にリップル電流を発生させる。より詳しくは、昇圧コンバータ２２は、制御信号ＰＷＭＣに応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が相補的にオン／オフすることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に応じたリップル電流を二次電池１０に発生させる。

図８は、昇圧コンバータ２２により二次電池１０に発生させたリップル電流を示した図である。図８を参照して、たとえば時刻ｔ１において、昇圧コンバータ２２のキャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄ（＝０．５）よりも大きくなると、上アームのスイッチング素子Ｑ１がオフされ、下アームのスイッチング素子Ｑ２がオンされる。そうすると、二次電池１０に流れる電流ＩＢ（充電方向を正とする。）は、負方向への増加に転じ、リアクトルＬに蓄えられていたエネルギーが放出されたタイミングで電流ＩＢの符号が正から負へ切替わる。

時刻ｔ２においてキャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄよりも小さくなると、上アームのスイッチング素子Ｑ１がオンされ、下アームのスイッチング素子Ｑ２がオフされる。そうすると、電流ＩＢは、正方向への増加に転じ、リアクトルＬに蓄えられていたエネルギーが放出されたタイミングで電流ＩＢの符号が負から正へ切替わる。

そして、時刻ｔ３において再びキャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄよりも大きくなると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオフ，オンされ、電流ＩＢは、再び負方向への増加に転じる。このように、昇圧コンバータ２２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に応じたリップル電流を二次電池１０に発生させることができる。

再び図７を参照して、コンデンサＣＨは、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧を平滑化する。また、コンデンサＣＨは、二次電池１０のリップル昇温の実施時、二次電池１０から放電される電力を一時的に蓄える電力バッファとして用いられる。

インバータ５２は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに接続され、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＩ１に基づいてモータジェネレータ５６を駆動する。また、インバータ５４は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに接続され、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＩ２に基づいてモータジェネレータ５８を駆動する。

モータジェネレータ５６，５８は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流電動機である。動力分割装置６２は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。そして、モータジェネレータ５６，５８およびエンジン６０は、動力分割装置６２に連結される。エンジン６０が発生する動力は、動力分割装置６２によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪６４へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ５６へ伝達される経路である。

モータジェネレータ５６は、動力分割装置６２によって分割されたエンジン６０の動力を用いて発電する。たとえば、二次電池１０の残存容量（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称し、完全放電状態および満充電状態をそれぞれ０％および１００％として０〜１００％の数値で表わされる。）が低下すると、エンジン６０が始動してモータジェネレータ５６により発電が行なわれ、二次電池１０が充電される。

モータジェネレータ５８は、正極線ＰＬ２から供給される電力を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ５８が発生した駆動力は、駆動輪６４に伝達される。なお、車両の制動時には、モータジェネレータ５８は、車両の運動エネルギーを駆動輪６４から受けて発電する。すなわち、モータジェネレータ５８は、車両の運動エネルギーを電力に変換して制動力を得る回生ブレーキとして動作する。

温度センサ８２は、二次電池１０の温度ＴＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電流センサ８４は、二次電池１０に対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。なお、以下では、電流ＩＢの符号につき、二次電池１０が充電される方向を正とする。電圧センサ８６は、二次電池１０の出力電圧に相当する、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ間の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８８は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。温度センサ９０は、エンジン６０の温度ＴＥを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。

ＥＣＵ７０は、電圧センサ８６，８８から受ける電圧ＶＢ，ＶＨの各検出値に基づいて、昇圧コンバータ２２を駆動するための制御信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２へ出力する。

また、ＥＣＵ７０は、リップル昇温の実施が要求されると、後述の方法により、リップル昇温の実施可否を判定する。なお、たとえば、温度センサ８２から受ける温度ＴＢの検出値が所定値を下回ると、リップル昇温の実施が要求される。そして、ＥＣＵ７０は、リップル昇温を実施可能と判定すると、昇圧コンバータ２２を制御して二次電池１０にリップル電流を発生させ、二次電池１０のリップル昇温を実施する。

また、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ５６，５８をそれぞれ駆動するための制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２をそれぞれインバータ５２，５４へ出力する。

次に、図７に示したＥＣＵ７０により実行されるリップル昇温の実施可否判定の考え方について説明する。

図９は、二次電池１０の出力可能電力Ｗｏｕｔを示した図である。なお、この出力可能電力Ｗｏｕｔは、二次電池１０が瞬時に出力（放電）可能な電力（ｋＷ）を示す。図９を参照して、横軸は、二次電池１０の温度（℃）を示し、縦軸は、二次電池１０のＳＯＣ（％）を示す。図中、同一線上では、出力可能電力Ｗｏｕｔが等しいことを示し、二次電池１０の温度が高くＳＯＣが高いほど出力可能電力Ｗｏｕｔは大きくなる。

図中の点は、リップル昇温が実施される前の二次電池１０の状態（初期状態）の一例を示し、点線で示される複数のベクトルは、リップル昇温による二次電池１０の状態変化の可能性を示す。リップル昇温による二次電池１０の状態変化、すなわち温度およびＳＯＣの変化量は、リップル昇温時に発生させるリップル電流の周波数（以下「リップル周波数」とも称する。）およびリップル昇温の実施時間に基づいて決定される。

この実施の形態１では、図９に示す出力可能電力Ｗｏｕｔをマップとして予め準備し、この出力可能電力マップを用いてリップル昇温の実施可否が判定される。具体的には、図９に示した出力可能電力マップを用いて、リップル昇温を実施する際のリップル周波数および実施時間に基づいて昇温後の出力可能電力を予測し、この予測値を昇温実施前の出力可能電力と比較する。そして、昇温後の出力可能電力の予測値が昇温前の出力可能電力以上であれば、リップル昇温を実施するものと判定し、昇温後の出力可能電力の予測値が昇温前の出力可能電力よりも小さければ、リップル昇温を不実施とするものと判定する。

図１０は、二次電池１０の出力可能電力Ｗｏｕｔの時間的変化を複数例示した図である。図１０を参照して、横軸は、リップル昇温の実施時間を示し、縦軸は、出力可能電力Ｗｏｕｔの変化量ΔＷｏｕｔを示す。ちなみに、図示される３つの例は、図９において点線で示される３つのベクトルに対応するものである。

そして、リップル昇温による出力可能電力Ｗｏｕｔの変化量ΔＷｏｕｔが正のとき、すなわちリップル昇温により出力可能電力Ｗｏｕｔが増加するとき、リップル昇温を実施するものとする。一方、リップル昇温による出力可能電力Ｗｏｕｔの変化量ΔＷｏｕｔが負のとき、すなわちリップル昇温により出力可能電力Ｗｏｕｔが低下するとき、リップル昇温は不実施とされる。

図１１は、図７に示したＥＣＵ７０の、昇圧コンバータ２２の制御に関する部分の機能ブロック図である。図１１を参照して、ＥＣＵ７０は、電圧指令生成部１１０と、電圧制御部１１２と、デューティー指令生成部１１４と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号生成部１１６と、第１演算部１１８と、第２演算部１２０と、判定部１２２と、キャリア生成部１２４とを含む。

電圧指令生成部１１０は、昇圧コンバータ２２により調整される電圧ＶＨの目標値を示す電圧指令値ＶＲを生成する。たとえば、電圧指令生成部１１０は、モータジェネレータ５６，５８のトルク指令値およびモータ回転数から算出されるモータジェネレータ５６，５８のパワーに基づいて電圧指令値ＶＲを生成する。

電圧制御部１１２は、電圧指令生成部１１０から電圧指令値ＶＲを受け、電圧センサ８８，８６からそれぞれ電圧ＶＨ，ＶＢの検出値を受ける。そして、電圧制御部１１２は、電圧ＶＨを電圧指令値ＶＲに一致させるための制御演算（たとえば比例積分制御）を実行する。

デューティー指令生成部１１４は、電圧制御部１１２からの制御出力に基づいて、昇圧コンバータ２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングデューティーを示すデューティー指令値ｄを生成する。ここで、デューティー指令生成部１１４は、二次電池１０のリップル昇温を実施する旨の判定結果を判定部１２２から受けると、電圧制御部１１２からの制御出力に拘わらず、デューティー指令値ｄをリップル昇温用の所定値（たとえば０．５（昇圧比２））とする。

ＰＷＭ信号生成部１１６は、デューティー指令生成部１１４から受けるデューティー指令値ｄを、キャリア生成部１２４から受けるキャリア信号ＣＲと大小比較し、その比較結果に応じて論理状態が変化する制御信号ＰＷＭＣを生成する。そして、ＰＷＭ信号生成部１１６は、その生成された制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。

第１演算部１１８は、温度センサ８２によって検出される二次電池１０の温度ＴＢ、および二次電池１０のＳＯＣを受ける。なお、二次電池１０のＳＯＣは、種々の公知の手法を用いて、電流ＩＢおよび電圧ＶＢの各検出値等に基づいて算出される。また、第１演算部１１８は、図示されないＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部に予め準備される、図９に示した二次電池１０の出力可能電力マップＭＡＰを記憶部から読出す。

そして、第１演算部１１８は、出力可能電力マップＭＡＰを用いて、二次電池１０の温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいて、現在の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＡを算出する。すなわち、この出力可能電力ＷｏｕｔＡは、リップル昇温が実施される前の二次電池１０の出力可能電力である。

第２演算部１２０は、二次電池１０の温度ＴＢおよびＳＯＣを受け、出力可能電力マップＭＡＰを記憶部から読出す。また、第２演算部１２０は、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の温度変化量ΔＴ（温度上昇量）およびＳＯＣ変化量ΔＳ（ＳＯＣ消費量）を受ける。なお、この温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳは、リップル周波数およびリップル昇温の実施時間に基づいて決定されるものであり、リップル周波数およびリップル昇温の実施時間に基づいて第２演算部１２０において演算してもよい。

そして、第２演算部１２０は、出力可能電力マップＭＡＰを用いて、上記の温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳに基づいて、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢを算出（予測）する。

判定部１２２は、第１演算部１１８から出力可能電力ＷｏｕｔＡを受け、第２演算部１２０から出力可能電力ＷｏｕｔＢを受ける。そして、判定部１２２は、出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡ以上のとき、リップル昇温を実際に実施するものと判定する。一方、判定部１２２は、出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡよりも小さいときは、リップル昇温を不実施とするものと判定する。そして、判定部１２２は、リップル昇温を実施するか否かの判定結果をデューティー指令生成部１１４およびキャリア生成部１２４へ通知する。

キャリア生成部１２４は、ＰＷＭ信号生成部１１６においてＰＷＭ信号を生成するためのキャリア信号ＣＲ（三角波）を生成し、その生成したキャリア信号ＣＲをＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。ここで、キャリア生成部１２４は、二次電池１０のリップル昇温を実施する旨の判定結果を判定部１２２から受けると、リップル周波数（たとえば図３に基づいて１ｋＨｚ）を有するキャリア信号ＣＲを生成してＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。

図１２は、図７に示したＥＣＵ７０により実行されるリップル昇温の実施可否判定の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、二次電池１０の温度ＴＢが所定値を下回るなどしてリップル昇温の実施が要求されると、メインルーチンから呼び出されて実行される。

図１２を参照して、ＥＣＵ７０は、二次電池１０の温度ＴＢおよびＳＯＣを取得する（ステップＳ１０）。なお、温度ＴＢは、温度センサ８２により検出され、ＳＯＣは、電流センサ８４によって検出される電流ＩＢおよび電圧センサ８６によって検出される電圧ＶＢに基づいて算出される。

次いで、ＥＣＵ７０は、予め準備された二次電池１０の出力可能電力マップＭＡＰを用いて、ステップＳ１０において取得された温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいて現在の出力可能電力ＷｏｕｔＡを算出する（ステップＳ２０）。続いて、ＥＣＵ７０は、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の温度変化量およびＳＯＣ変化量を算出する（ステップＳ３０）。なお、上述のように、この温度変化量およびＳＯＣ変化量は、リップル周波数および昇温実施時間に基づいて決定されるものであり、ＥＣＵ７０は、予め定められたリップル周波数および昇温実施時間に基づいて上記の各変化量を算出する。

そして、ＥＣＵ７０は、出力可能電力マップＭＡＰを再び用いて、ステップＳ３０において算出された温度変化量およびＳＯＣ変化量に基づいて、リップル昇温が実施された場合の出力可能電力ＷｏｕｔＢを算出する（ステップＳ４０）。

次いで、ＥＣＵ７０は、ステップＳ４０において算出された出力可能電力ＷｏｕｔＢが、ステップＳ２０において算出された出力可能電力ＷｏｕｔＡ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。そして、出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡ以上であると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、昇圧コンバータ２２を制御して実際にリップル昇温を実施する（ステップＳ６０）。一方、ステップＳ５０において出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡよりも小さいと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、リップル昇温を不実施とする（ステップＳ７０）。

以上のように、この実施の形態１においては、二次電池１０の出力可能電力マップを用いて、リップル昇温が実施された場合の出力可能電力ＷｏｕｔＢが予測され、実施前の出力可能電力ＷｏｕｔＡと比較される。そして、出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡ以上のとき、リップル昇温を実施するものと判定され、出力可能電力ＷｏｕｔＢが出力可能電力ＷｏｕｔＡよりも小さいとき、リップル昇温を不実施とするものと判定されるので、二次電池１０が昇温しても出力可能電力が低下するときは、二次電池１０の昇温は不実施とされる。したがって、この実施の形態１によれば、二次電池１０の内部抵抗１２による発熱を利用して効率的に二次電池１０を昇温することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢが最大となるリップル周波数が選択される。

この実施の形態２による二次電池の昇温制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成は、図７に示したハイブリッド車両１００と同じである。

図１３は、実施の形態２におけるＥＣＵ７０Ａの、昇圧コンバータ２２の制御に関する部分の機能ブロック図である。図１３を参照して、ＥＣＵ７０Ａは、図１１に示したＥＣＵ７０の構成において、周波数範囲設定部１２６と、周波数選択部１２８とをさらに含み、第２演算部１２０およびキャリア生成部１２４に代えてそれぞれ第２演算部１２０Ａおよびキャリア生成部１２４Ａを含む。

周波数範囲設定部１２６は、リップル昇温を実施可能なリップル周波数の範囲を設定する。たとえば、二次電池１０の寿命や、上下限電圧、最大電流等からリップル周波数の範囲が決められる。そして、周波数範囲設定部１２６は、その周波数範囲を所定数（または所定間隔）に離散化し、各周波数ｆｉを第２演算部１２０Ａへ出力する。

第２演算部１２０Ａは、周波数範囲設定部１２６から受ける各周波数ｆｉについて、図１１に示した第２演算部１２０と同様に、出力可能電力マップＭＡＰを用いて、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳに基づいて、リップル昇温が所定時間実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉを算出（予測）する。

周波数選択部１２８は、第２演算部１２０Ａから受ける出力可能電力ＷｏｕｔＢｉのうち最大のものに対応する周波数をリップル周波数ｆとして選定する。そして、周波数選択部１２８は、その選定されたリップル周波数ｆをキャリア生成部１２４Ａへ出力するとともに、その選定された周波数に対応する出力可能電力を出力可能電力ＷｏｕｔＢとして判定部１２２へ出力する。

キャリア生成部１２４Ａは、ＰＷＭ信号生成部１１６においてＰＷＭ信号を生成するためのキャリア信号ＣＲを生成し、その生成したキャリア信号ＣＲをＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。ここで、キャリア生成部１２４Ａは、二次電池１０のリップル昇温を実施する旨の判定結果を判定部１２２から受けると、周波数選択部１２８から受けるリップル周波数ｆを有するキャリア信号ＣＲを生成し、その生成したキャリア信号ＣＲをＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。

なお、ＥＣＵ７０Ａのその他の構成は、図１１において説明した実施の形態１におけるＥＣＵ７０と同じである。

図１４は、実施の形態２におけるＥＣＵ７０Ａにより実行されるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理も、リップル昇温の実施が要求されると、メインルーチンから呼び出されて実行される。

図１４を参照して、ＥＣＵ７０Ａは、現在、ＥＣＯモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、ＥＣＯモードとは、車両の操縦応答性よりもエネルギー効率の向上を重視した運転モードであり、スイッチなどを用いて運転者が選択可能である。ステップＳ１１０において、ＥＣＯモードは非選択であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、リップル昇温の実施時間がＴ１に設定され（ステップＳ１２０）、ＥＣＯモードが選択中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、リップル昇温の実施時間がＴ２（＞Ｔ１）に設定される（ステップＳ１３０）。

リップル昇温の実施時間が設定されると、ＥＣＵ７０Ａは、リップル昇温を実施可能なリップル周波数の範囲を設定する（ステップＳ１４０）。次いで、ＥＣＵ７０Ａは、その設定された周波数範囲を所定数（または所定間隔）に離散化する（ステップＳ１５０）。

続いて、ＥＣＵ７０Ａは、二次電池１０の温度ＴＢおよびＳＯＣを取得する（ステップＳ１６０）。そして、ＥＣＵ７０Ａは、予め準備された出力可能電力マップＭＡＰを用いて、ステップＳ１６０において取得された温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいて、現在の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＡを算出する（ステップＳ１７０）。

次いで、ＥＣＵ７０Ａは、リップル周波数毎に予めマップ化された、リップル昇温実施時の二次電池１０の温度変化量およびＳＯＣ変化量に基づいて、ステップＳ１２０またはＳ１３０において設定された実施時間リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳを周波数毎に算出する（ステップＳ１８０）。

次いで、ＥＣＵ７０Ａは、出力可能電力マップＭＡＰを用いて、ステップＳ１８０において周波数毎に算出された温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳに基づいて、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉを周波数毎に算出（予測）する（ステップＳ１９０）。そして、ＥＣＵ７０Ａは、周波数毎に算出された出力可能電力ＷｏｕｔＢｉのうち最大のものに対応する周波数をリップル周波数ｆとして選定する（ステップＳ２００）。

以上のように、この実施の形態２においては、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢが最大となるリップル周波数が選定される。したがって、この実施の形態２によれば、二次電池１０の内部抵抗１２による発熱を利用して効率的かつ効果的に二次電池１０を昇温することができる。

［変形例］
上記の実施の形態２では、リップル昇温の実施時間が規定され、その実施時間リップル昇温が実施された場合に出力可能電力ＷｏｕｔＢｉが最大となる周波数がリップル周波数として選定された。この変形例では、出力可能電力ＷｏｕｔＢｉのピーク値が最大となる周波数をリップル周波数として選定し、そのピーク値までの到達時間をリップル昇温の実施時間として設定する。

図１５は、二次電池１０の出力可能電力Ｗｏｕｔの時間的変化を複数例示した図である。図１５を参照して、曲線ｋ１〜ｋ３は、リップル周波数が互いに異なる場合の出力可能電力の時間的変化を示す。

曲線ｋ３は、リップル昇温の実施時間が長くなると、ＳＯＣが低下するために出力可能電力が絞られて出力可能電力の変化量ΔＷｏｕｔは負となるが、時刻ｔ１において曲線ｋ１〜ｋ３の中で最大値をとる。そこで、この変形例では、曲線ｋ３に対応する周波数がリップル周波数として選定され、時刻ｔ１までの時間がリップル昇温の実施時間として設定される。

図１６は、実施の形態２の変形例におけるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理も、リップル昇温の実施が要求されると、メインルーチンから呼び出されて実行される。

図１６を参照して、このフローチャートは、図１４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１２０，Ｓ１３０に代えてそれぞれステップＳ１２５，Ｓ１３５を含み、ステップＳ１８０〜Ｓ２００に代えてステップＳ２１０〜Ｓ２５０を含む。

すなわち、ステップＳ１１０において、ＥＣＯモードは非選択であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、リップル昇温の実施最大時間がＴ１に設定され（ステップＳ１２５）、ＥＣＯモードが選択中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、リップル昇温の実施最大時間がＴ２（＞Ｔ１）に設定される（ステップＳ１３５）。

また、ステップＳ１７０において、現在の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＡが算出されると、ＥＣＵ７０Ａは、リップル周波数毎に予めマップ化された、リップル昇温実施時の二次電池１０の温度変化量およびＳＯＣ変化量に基づいて、ステップＳ１２５またはＳ１３５において設定された実施最大時間リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳの時間的推移を周波数毎に算出する（ステップＳ２１０）。

次いで、ＥＣＵ７０Ａは、出力可能電力マップＭＡＰを用いて、ステップＳ２１０において周波数毎に算出された温度変化量ΔＴおよびＳＯＣ変化量ΔＳに基づいて、ステップＳ１２５またはＳ１３５において設定された実施最大時間リップル昇温が実施された場合の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉの時間的推移を周波数毎に算出（予測）する（ステップＳ２２０）。

次いで、ＥＣＵ７０Ａは、周波数毎に、出力可能電力ＷｏｕｔＢｉの最大値およびその最大値までの到達時間を抽出する（ステップＳ２３０）。そして、ＥＣＵ７０Ａは、出力可能電力ＷｏｕｔＢｉの最大値が最も大きいものに対応する周波数をリップル周波数ｆとして選定する（ステップＳ２４０）。さらに、ＥＣＵ７０Ａは、その選定された周波数に対応する出力可能電力ＷｏｕｔＢｉの最大値に到達するまでの時間をリップル昇温の実施時間として設定する（ステップＳ２５０）。

以上のように、この実施の形態２の変形例においては、出力可能電力ＷｏｕｔＢｉのピーク値が最大となる周波数がリップル周波数として選定され、そのピーク値までの到達時間がリップル昇温の実施時間として設定される。したがって、この変形例によれば、さらに効率的かつ効果的に二次電池１０を昇温することができる。

［実施の形態３］
実施の形態２およびその変形例では、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力Ｗｏｕｔが最大となるようにリップル周波数が選定されたが、この実施の形態３では、モータジェネレータ５６（図７）を用いてエンジン６０（図７）を始動するのに必要な電力を確保可能なリップル周波数が選定される。

図１７は、エンジンの始動に必要な電力とエンジンの温度との関係を示した図である。図１７を参照して、モータジェネレータ５６を用いてエンジン６０を始動するのに必要な電力（ｋＷ）は、エンジン温度が低下するほど大きくなる。そこで、この実施の形態３では、この図１７に示されるマップを用いて、モータジェネレータ５６を用いてエンジン６０を始動するのに必要な電力がエンジン温度に基づいて算出され、その算出されたエンジン始動必要電力を確保可能なリップル周波数が選定される。

この実施の形態３による二次電池の昇温制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成は、図７に示したハイブリッド車両１００と同じである。

図１８は、実施の形態３におけるＥＣＵ７０Ｂの、昇圧コンバータ２２の制御に関する部分の機能ブロック図である。図１８を参照して、ＥＣＵ７０Ｂは、電圧指令生成部１１０と、電圧制御部１１２と、デューティー指令生成部１１４と、ＰＷＭ信号生成部１１６と、エンジン始動電力算出部１３０と、周波数選択部１２８Ａと、キャリア生成部１２４Ａと、第２演算部１２０Ａと、周波数範囲設定部１２６とを含む。

エンジン始動電力算出部１３０は、予め準備された図１７に示すマップを用いて、温度センサ９０（図７）によって検出されるエンジン６０の温度ＴＥに基づいて、モータジェネレータ５６を用いてエンジン６０を始動するのに必要な電力Ｗｒｅｑ（ｋＷ）を算出する。

周波数選択部１２８Ａは、エンジン始動電力算出部１３０から電力Ｗｒｅｑを受け、第２演算部１２０Ａから出力可能電力ＷｏｕｔＢｉを受ける。そして、周波数選択部１２８Ａは、電力Ｗｒｅｑ以上の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉが存在するとき、その出力可能電力ＷｏｕｔＢｉに対応する周波数をリップル周波数として選定する。なお、電力Ｗｒｅｑ以上の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉが複数存在する場合には、たとえば、リップル昇温の実施時間が短いものやＳＯＣの低下量が少ないもの等に対応する周波数をリップル周波数として選定するようにしてもよい。

そして、周波数選択部１２８Ａは、選定されたリップル周波数ｆをキャリア生成部１２４Ａへ出力するとともに、リップル昇温を実施する旨の通知をデューティー指令生成部１１４へ出力する。

なお、ＥＣＵ７０Ｂのその他の構成については、既に説明したので説明を繰返さない。
図１９は、実施の形態３におけるＥＣＵ７０Ｂにより実行されるリップル周波数の選定の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理も、リップル昇温の実施が要求されると、メインルーチンから呼び出されて実行される。

図１９を参照して、ＥＣＵ７０Ｂは、エンジン６０（図７）の温度ＴＥを温度センサ９０（図７）から取得する（ステップＳ３１０）。次いで、ＥＣＵ７０Ｂは、予め準備された図１７に示すマップを用いて、モータジェネレータ５６（図７）を用いてエンジン６０を始動するのに必要な電力Ｗｒｅｑを温度ＴＥに基づいて算出する（ステップＳ３２０）。なお、ステップＳ３３０〜Ｓ３８０は、それぞれ図１４に示したステップＳ１４０〜Ｓ１９０と同じであるので、説明を繰返さない。

ステップＳ３８０において、リップル昇温が実施された場合の二次電池１０の出力可能電力ＷｏｕｔＢｉが周波数毎に算出（予測）されると、ＥＣＵ７０Ｂは、Ｗｒｅｑ≦ＷｏｕｔＢｉとなる周波数が存在するか否かを判定する（ステップＳ３９０）。そして、Ｗｒｅｑ≦ＷｏｕｔＢｉとなる周波数が存在すると判定されると（ステップＳ３９０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ｂは、Ｗｒｅｑ≦ＷｏｕｔＢｉとなる周波数の中からリップル周波数を適宜選定する（ステップＳ４００）。一方、Ｗｒｅｑ≦ＷｏｕｔＢｉとなる周波数が存在しないと判定されると（ステップＳ３９０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０Ｂは、リップル昇温を不実施とする（ステップＳ４１０）。

以上のように、この実施の形態３においては、モータジェネレータ５６を用いてエンジン６０を始動するのに必要な電力Ｗｒｅｑを確保可能なリップル周波数ｆが選定される。すなわち、必要最低限の電力を確保可能なリップル周波数ｆが選定される。したがって、この実施の形態３によれば、不必要な二次電池１０の昇温を防止することができ、効率的に二次電池１０を昇温することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、二次電池の昇温制御装置が適用されるハイブリッド車両として、動力分割装置６２によりエンジン６０の動力を分割して駆動輪６４とモータジェネレータ５６とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータ５６を駆動するためにのみエンジン６０を用い、モータジェネレータ５８でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン６０が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。

また、上記の実施の形態１，２については、エンジン６０を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として二次電池１０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、実施の形態３についても、二次電池１０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。

なお、上記において、昇圧コンバータ２２およびコンデンサＣＨは、この発明における「リップル生成装置」を形成し、第１演算部１１８は、この発明における「第１の演算部」に対応する。また、第２演算部１２０，１２０Ａは、この発明における「第２の演算部」に対応し、エンジン６０は、この発明における「内燃機関」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 二次電池、１２ 内部抵抗、２０ リップル生成装置、２２ 昇圧コンバータ、３０ 制御装置、５２，５４ インバータ、５６，５８ モータジェネレータ、６０ エンジン、６２ 動力分割装置、６４ 駆動輪、７０，７０Ａ，７０Ｂ ＥＣＵ、８２，９０ 温度センサ、８４ 電流センサ、８６，８８ 電圧センサ、１００ ハイブリッド車両、１１０ 電圧指令生成部、１１２ 電圧制御部、１１４ デューティー指令生成部、１１６ ＰＷＭ信号生成部、１１８ 第１演算部、１２０，１２０Ａ 第２演算部、１２２ 判定部、１２４，１２４Ａ キャリア生成部、１２６ 周波数範囲設定部、１２８，１２８Ａ 周波数選択部、１３０ エンジン始動電力算出部、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ 負極線、Ｌ リアクトル、Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、ＮＤ 接続ノード、ＣＨ コンデンサ。

Claims (10)

1. リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置を制御することによって前記二次電池を昇温するための二次電池の昇温制御装置であって、
   前記二次電池の温度および残存容量に応じて予め定められた前記二次電池の出力可能電力について、前記二次電池の昇温を実施する前の前記出力可能電力を示す第１の値を算出する第１の演算部と、
   前記二次電池の昇温を実施した場合の前記温度および前記残存容量の変化量に基づいて、前記二次電池の昇温を実施した場合の前記出力可能電力を示す第２の値を算出する第２の演算部と、
   前記第２の値が前記第１の値以上のとき、前記リップル生成装置を制御することによって前記二次電池の昇温を実施するものと判定し、前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、前記二次電池の昇温を不実施とするものと判定する判定部とを備える、二次電池の昇温制御装置。
2. 前記第２の値が最大となる周波数を前記リップル電流の周波数として選定する周波数選定部をさらに備える、請求項１に記載の二次電池の昇温制御装置。
3. 前記周波数選定部は、前記二次電池の昇温を所定時間実施した場合に前記第２の値が最大となる周波数を前記リップル電流の周波数として選定する、請求項２に記載の二次電池の昇温制御装置。
4. 前記周波数選定部は、前記第２の値のピーク値が最大となる周波数を前記リップル電流の周波数として選定し、前記二次電池の昇温を開始してから前記第２の値が前記ピーク値となるまでの時間を前記二次電池の昇温の実施時間とする、請求項２に記載の二次電池の昇温制御装置。
5. 前記二次電池から出力される電力を用いて電動機により内燃機関を始動可能であり、
   前記昇温制御装置は、前記内燃機関の始動に必要な電力以上の前記第２の値を確保可能な周波数を前記リップル電流の周波数として選定する周波数選定部をさらに備える、請求項１に記載の二次電池の昇温制御装置。
6. 前記二次電池の昇温を実施した場合の前記温度および前記残存容量の変化量は、前記リップル電流の周波数および前記二次電池の昇温の実施時間に基づいて決定される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の二次電池の昇温制御装置。
7. 車両走行用の電力を蓄える二次電池と、
   前記二次電池に接続され、リップル電流を前記二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置と、
   前記リップル生成装置を制御することによって前記二次電池を昇温するための、請求項１に記載の二次電池の昇温制御装置とを備える車両。
8. リップル電流を二次電池に積極的に発生させるように構成されたリップル生成装置を制御することによって前記二次電池を昇温するための二次電池の昇温制御方法であって、
   前記二次電池の温度および残存容量に応じて予め定められた前記二次電池の出力可能電力について、前記二次電池の昇温を実施する前の前記出力可能電力を示す第１の値を算出するステップと、
   前記二次電池の昇温を実施した場合の前記温度および前記残存容量の変化量に基づいて、前記二次電池の昇温を実施した場合の前記出力可能電力を示す第２の値を算出するステップと、
   前記第２の値が前記第１の値以上のとき、前記リップル生成装置を制御することによって前記二次電池の昇温を実施するものと判定し、前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、前記二次電池の昇温を不実施とするものと判定するステップとを備える、二次電池の昇温制御方法。
9. 前記第２の値が最大となる周波数を前記リップル電流の周波数として選定するステップをさらに備える、請求項８に記載の二次電池の昇温制御方法。
10. 前記二次電池から出力される電力を用いて電動機により内燃機関を始動可能であり、
    前記昇温制御方法は、前記内燃機関の始動に必要な電力よりも大きい前記第２の値を確保可能な周波数を前記リップル電流の周波数として選定するステップをさらに備える、請求項８に記載の二次電池の昇温制御方法。

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