JP2002171685A

JP2002171685A - バッテリ充電装置

Info

Publication number: JP2002171685A
Application number: JP2000360910A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Ishikura; 誉士石倉; Yoshinori Mita; 義訓三田; Takeshi Sakurai; 健櫻井; Kazuhiko Yagi; 一彦八木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】急速充電を行う際にバッテリに生じる温度の
バラツキを抑えることで、寿命低下を防止することがで
きるバッテリ充電装置の提供。【解決手段】充電制御手段１３は、バッテリ１１の複
数箇所の温度を検出する温度検出手段２１，２２により
検出されたバッテリ１１の複数箇所の温度差が所定値よ
り大きくなったときに、温度差が所定値以内になるよう
に制御する温度制御部２４を備えることにより、急速充
電を行う際にバッテリに生じる温度のバラツキを抑え、
容量のバラツキを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車やハイ
ブリッド自動車等に用いられるバッテリ充電装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気自動車において用いられる
Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル水素）等のバッテリは、自宅の車
庫等にて、低い充電率（充電率（Ｃ）：１（Ｃ）は１時
間でバッテリを満充電可能な電流値、２（Ｃ）は３０分
でバッテリを満充電可能な電流値、０．５（Ｃ）は２時
間でバッテリを満充電可能な電流値。この場合０．２
（Ｃ）すなわち５時間でバッテリを満充電可能な電流
値）で一晩かけて充電するのが通常であるが、例えば、
外出先で充電が必要となった場合に、外出先で食事等の
ため車両を停車させている間に急速に充電することがで
きれば便利である。

【０００３】このような利点から、Ｎｉ−ＭＨ等のバッ
テリを急速充電しようとすると、発熱量が大きくなって
過度な温度上昇が生じたり、充電中にＯ2ガスやＨ2ガス
が過度に発生して内圧上昇が生じる可能性がある。この
ため、バッテリに冷媒を流すことでこれを冷却すること
が提案されている（特開平９−１９９１８６号公報）。

【０００４】また、バッテリには、図７に示すような構
成のものもある。このバッテリ７９は、複数具体的には
１０個のセル（図示略）を１単位とするモジュールを、
複数具体的には２４個配列させて構成されるもので、各
モジュールＭ１〜Ｍ２４の充電時の発熱を吸収するため
に冷却装置８０を備えている。この冷却装置８０は、冷
媒を循環させる冷媒流路８１と、該冷媒流路８１を流れ
る冷媒から放熱させるラジエタ８２と、ラジエタ８２で
冷却された冷媒を冷媒流路８１において吸引し吐出させ
るポンプ８３とを有している。ここで、冷媒流路８１は
ポンプ８３の下流側において複数の分岐流路Ｒ１〜Ｒ１
２に分岐されており、各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２を流れる
冷媒がそれぞれ組をなす２個のモジュールを冷却させた
後合流してラジエタ８２に戻るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各分岐流路
を流れてバッテリを冷却させる冷媒は、通常充電の場合
は問題ないものの、急速充電の場合、特に各分岐流路が
それぞれ複数のモジュールを冷却させる図７のもののよ
うに分岐流路が長くなると、吸熱により分岐流路の上流
側と下流側とで温度差が大きくなってしまうことがあ
り、その結果、モジュールの分岐流路の流れ方向におけ
る上流側と下流側とに大きな温度差を生じてしまうこと
がある。

【０００６】例えば、図７に示す一つの分岐流路Ｒ１２
を流れる冷媒で冷却される２個のモジュールＭ２３，Ｍ
２４について言えば、急速充電を行った場合に満充電状
態になる時点（すなわちバッテリ残容量ＳＯＣ＝１００
（％）の時点）では、吸熱により分岐流路Ｒ１２の上流
側と下流側とで冷媒の温度差が１２℃となり、その結
果、図８に示すように、充電開始時点（すなわちバッテ
リ残容量ＳＯＣ＝０の時点）では０であった分岐流路の
流れ方向におけるモジュールの上流端位置と下流端位置
との温度差ΔＴが、満充電状態になる時点では、１７℃
と無視できない大きな値となってしまう。このようにモ
ジュールにおいて上流側の温度と下流側の温度とにバラ
ツキが生じると、容量にもバラツキが生じることにな
り、過放電および過充電による寿命低下が起こってしま
う。

【０００７】したがって、本発明は、急速充電を行う際
にバッテリに生じる温度のバラツキを抑えることで、寿
命低下を防止することができるバッテリ充電装置の提供
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のバッテリ充電装置は、バッ
テリ（例えば実施形態における図１のバッテリ１１）
と、前記バッテリを充電する充電手段（例えば実施形態
における図１の充電器１２）と、前記充電手段による前
記バッテリへの充電動作を制御する充電制御手段（例え
ば実施形態における図１のＥＣＵ１３）と、前記バッテ
リの複数箇所の温度を検出する温度検出手段（例えば実
施形態における図１のバッテリ温度検出部２１，２２）
とを備え、前記充電制御手段は、前記温度検出手段によ
り検出された前記バッテリの複数箇所の温度差が第１の
所定値より大きくなったときに、前記温度差が第２の所
定値以内になるように制御する温度制御手段（例えば実
施形態における図１の温度制御部２４）を備えることを
特徴としている。

【０００９】これにより、温度検出手段により検出され
たバッテリの複数箇所の温度差が第１の所定値より大き
くなったときに、温度差が第２の所定値以内になるよう
に温度制御手段が制御するため、急速充電を行う際にバ
ッテリに生じる温度のバラツキを抑え、容量のバラツキ
を抑えることになる。

【００１０】本発明の請求項２記載のバッテリ充電装置
は、請求項１記載のものに関し、前記バッテリを冷媒に
より冷却する冷却手段（例えば実施形態における図１の
冷却装置１４）を備え、前記温度制御手段は、前記冷却
手段による冷媒の前記バッテリにおける進行方向を逆転
させることにより、前記温度差が所定値以内になるよう
に制御することを特徴としている。

【００１１】これにより、温度検出手段により検出され
たバッテリの複数箇所の温度差が第１の所定値より大き
くなったときに、温度制御手段が、冷却手段による冷媒
のバッテリにおける進行方向を逆転させることにより、
冷媒の温度のバラツキを抑え、その結果、急速充電を行
う際にバッテリに生じる温度のバラツキを抑え、容量の
バラツキを抑えることになる。

【００１２】本発明の請求項３記載のバッテリ充電装置
は、請求項１記載のものに関し、前記バッテリを冷媒に
より冷却する冷却手段（例えば実施形態における図３の
冷却装置１４）と、前記バッテリの発熱量を算出する発
熱量算出手段（例えば実施形態における図３の発熱量算
出部４５）と、前記冷却手段の冷却量を算出する冷却量
算出手段（例えば実施形態における図３の冷却量算出部
４６）とを備え、前記温度制御手段（例えば実施形態に
おける図３の温度制御部４７）は、前記発熱量と前記冷
却量とに応じて前記バッテリへの充電電流を制御するこ
とを特徴としている。

【００１３】これにより、温度検出手段により検出され
たバッテリの複数箇所の温度差が第１の所定値より大き
くなったときに、温度制御手段が、発熱量算出手段で算
出されるバッテリの発熱量と冷却量算出手段で算出され
る冷却手段の冷却量とに応じてバッテリへの充電電流を
制御して、バッテリの温度上昇を抑えることにより、冷
媒の温度のバラツキを抑え、その結果、急速充電を行う
際にバッテリに生じる温度のバラツキを抑え、容量のバ
ラツキを抑えることになる。

【００１４】本発明の請求項４記載のバッテリ充電装置
は、バッテリと、前記バッテリを充電する充電手段と、
前記充電手段による前記バッテリへの充電動作を制御す
る充電制御手段と、前記バッテリを冷媒により冷却する
冷却手段とを備え、所定時間経過毎に、前記冷却手段に
よる冷媒の前記バッテリにおける進行方向を逆転させる
温度制御手段を備えることを特徴としている。

【００１５】これにより、所定時間経過毎に、温度制御
手段が、冷却手段による冷媒のバッテリにおける進行方
向を逆転させることにより、冷媒の温度のバラツキを抑
え、その結果、急速充電を行う際にバッテリに生じる温
度のバラツキを抑え、容量のバラツキを抑えることにな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態のバッテリ
充電装置を図１〜図２を参照して以下に説明する。

【００１７】この実施形態のバッテリ充電装置は、電気
自動車に用いられるもので、図１に示すように、Ｎｉ−
ＭＨ等の充電可能なバッテリ１１と、商用電源等の外部
電源に接続されるとともに指定された充電率（充電率
（Ｃ）：１（Ｃ）は１時間でバッテリを満充電可能な電
流値、２（Ｃ）は３０分でバッテリを満充電可能な電流
値、０．５（Ｃ）は２時間でバッテリを満充電可能な電
流値）でバッテリ１１を充電する充電器（充電手段）１
２と、この充電器１２によるバッテリ１１への充電率を
指定等しその充電動作を制御するとともに車両全体の制
御を行うＥＣＵ（充電制御手段）１３と、バッテリ１１
を冷媒（冷却液）により冷却する冷却装置（冷却手段）
１４とを有している。

【００１８】ここで、上記バッテリ１１は、複数具体的
には１０個のセル（図示略）を１単位とするモジュール
が、複数具体的には２４個で構成されるもので、これら
モジュールＭ１〜Ｍ２４は２個１組とされて合計１２組
が配列されている。

【００１９】また、上記冷却装置１４は、バッテリ１１
内に冷媒を流すことにより該バッテリ１１から冷媒に吸
熱を行って温度を低下させる冷媒流路１６と、該冷媒流
路１６に冷媒を流すとともに冷媒の進行方向を正転・逆
転可能なポンプ１７と、バッテリ１１から吸熱を行った
後の冷媒から放熱を行わせて該冷媒の温度を下げるラジ
エタ１８とを有している。

【００２０】そして、冷媒流路１６は、ポンプ１７側が
モジュールＭ１〜Ｍ２４の組数と同じ１２個の分岐流路
Ｒ１〜Ｒ１２に分岐され、各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２がモ
ジュールＭ１〜Ｍ２４のうちの対応する２個１組を通過
した後に、合流するようになっている。これにより、ラ
ジエタ１８で冷却された冷媒が、ポンプ１７の駆動で各
分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２を流れ、それぞれモジュールＭ１
〜Ｍ２４のうちの対応する２個１組を冷却させた後合流
しラジエタ１８で冷却されるようになっている。

【００２１】ここで、具体的には、分岐流路Ｒ１は、モ
ジュールＭ１，Ｍ２の組を通過し、分岐流路Ｒ２は、モ
ジュールＭ３，Ｍ４の組を通過し、分岐流路Ｒ３は、モ
ジュールＭ５，Ｍ６の組を通過し、分岐流路Ｒ４は、モ
ジュールＭ７，Ｍ８の組を通過し、分岐流路Ｒ５は、モ
ジュールＭ９，Ｍ１０の組を通過し、分岐流路Ｒ６は、
モジュールＭ１１，Ｍ１２の組を通過し、分岐流路Ｒ７
は、モジュールＭ１３，Ｍ１４の組を通過し、分岐流路
Ｒ８は、モジュールＭ１５，Ｍ１６の組を通過し、分岐
流路Ｒ９は、モジュールＭ１７，Ｍ１８の組を通過し、
分岐流路Ｒ１０は、モジュールＭ１９，Ｍ２０の組を通
過し、分岐流路Ｒ１１は、モジュールＭ２１，Ｍ２２の
組を通過し、分岐流路Ｒ１２は、モジュールＭ２３，Ｍ
２４の組を通過するのである。

【００２２】なお、モジュールＭ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ
７，Ｍ９，Ｍ１１，Ｍ１３，Ｍ１５，Ｍ１７，Ｍ１９，
Ｍ２１，Ｍ２３はすべて冷媒流路１６の通常の流れの方
向における同側（これを上流側と称す）に配置され、モ
ジュールＭ２，Ｍ４，Ｍ６，Ｍ８，Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ
１４，Ｍ１６，Ｍ１８，Ｍ２０，Ｍ２２，Ｍ２４もすべ
て冷媒流路１６の通常の流れの方向における前記とは逆
の同側（これを下流側と称す）に配置される。また、各
分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２はそれぞれが通過させる冷媒の流
量が均等になるようにそれぞれの形状が設定されてい
る。

【００２３】そして、この実施形態のバッテリ充電装置
は、モジュールＭ１〜Ｍ２４のうちの少なくとも２箇所
の温度を検出するバッテリ温度検出部（温度検出手段）
２１，２２を備えている。ここでは、分岐流路Ｒ１２の
流れ方向におけるモジュールＭ２３のモジュールＭ２４
に対し反対側の端部にバッテリ温度検出部２１が、モジ
ュールＭ２４のモジュールＭ２３に対し反対側の端部に
バッテリ温度検出部２２が、それぞれ設けられている。

【００２４】ここで、これら両端部に加えてこれらの間
の中間位置にバッテリ温度検出部を設けてもよいが、バ
ッテリ温度検出部はモジュールＭ２３，Ｍ２４内におけ
る温度差の最大値を検出する目的で設けられるものであ
り、冷媒の温度差が最大となる上流側と下流側の両端部
においてモジュールＭ２３，Ｍ２４内における温度差も
最大値となるため、これら両端部に設けるのがよい。ま
た、分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２には均等に冷媒が流れるた
め、各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２の温度分布は略等しくな
り、モジュールＭ１〜Ｍ２４の各組毎の温度分布も略等
しくなるため、モジュールＭ１〜Ｍ２４のうちの少なく
とも２箇所に上記バッテリ温度検出部２１，２２を設け
ればよい。

【００２５】そして、上記ＥＣＵ１３は、バッテリ温度
検出部２１，２２により検出されたバッテリ１１の複数
箇所の温度差が第１の所定値（充電中において、バッテ
リ１１の温度差を容認できる上限値、例えば５℃）より
大きくなったときに、該温度差が第２の所定値（充電中
において、バッテリ１１に悪影響を与えないバッテリ１
１の温度差のしきい値、例えば５℃）以内になるように
制御する温度制御部（温度制御手段）２４を有してい
る。具体的に、ＥＣＵ１３の温度制御部２４は、冷却装
置１４による冷媒のバッテリ１１における進行方向を、
ポンプ１７の逆回転で逆転させることにより、前記温度
差が第２の所定値以内になるように制御する。

【００２６】すなわち、ＥＣＵ１３は、充電器１２によ
りバッテリ１１に急速充電を行わせる際に、高い充電率
で急速充電を行った後、バッテリ残容量ＳＯＣが１００
％に近くなると、通常充電と同様の低い充電率で充電を
行って満充電状態にすることになるが、急速充電時にお
いて、冷却装置１４をポンプ１７を正転方向に回転させ
て、例えばポンプ１７からバッテリ１１の各分岐流路Ｒ
１〜Ｒ１２を上流側から下流側に通りラジエタ１８を通
ってポンプ１７に戻るように冷媒を循環させる（バッテ
リ１１の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２において冷媒を上流側
から下流側に流す方向の循環を正方向循環と以下称す）
と、冷媒流路１６の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２には、ラジ
エタ１８で冷却された冷媒が、上流側から下流側に流
れ、例えばモジュールＭ２３，Ｍ２４には、モジュール
Ｍ２３側からモジュールＭ２４側に冷媒が流れる。

【００２７】なお、ＥＣＵ１３は、充電開始直後から、
各バッテリ温度検出部２１，２２で検出される各温度の
温度差ΔＴ（絶対値）を監視している。このとき、各モ
ジュールＭ１〜Ｍ２４は略一様に発熱するため、各モジ
ュールＭ１〜Ｍ２４から吸熱を行う冷媒は、流れの方向
に沿って徐々に温度が上昇することになり、その結果、
流れの方向に沿って冷却効率が下がることになる。

【００２８】そして、バッテリ温度検出部２１，２２で
検出される温度差ΔＴが第１の所定値例えば５℃より大
きくなったら、このときの冷媒の流れの方向から、冷媒
流路１６の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２に沿って配置された
モジュールＭ１〜Ｍ２４の各組は、下流側のものが、上
流側のものよりも温度が高く、バッテリ温度検出部２２
により検出されるモジュールＭ２４のモジュールＭ２３
に対し反対側の端部の温度が、バッテリ温度検出部２１
により検出されるモジュールＭ２３のモジュールＭ２４
に対し反対側の端部の温度に対し温度が５℃を超えて高
くなっていると判定できる。このため、ＥＣＵ１３は、
ポンプ１７を逆転方向に回転させて、ポンプ１７からラ
ジエタ１８を通りバッテリ１１の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１
２を下流側から上流側へ逆方向に通ってポンプ１７に戻
るように冷媒を循環させる（バッテリ１１の各分岐流路
Ｒ１〜Ｒ１２において冷媒を下流側から上流側に流す方
向の循環を逆方向循環と以下称す）。

【００２９】すなわち、冷媒流路１６の各分岐流路Ｒ１
〜Ｒ１２にラジエタ１８で冷却された冷媒を温度の高い
下流側から温度の低い上流側に流し、例えばモジュール
Ｍ２３，Ｍ２４には、モジュールＭ２４側からモジュー
ルＭ２３側に冷媒を流す。これにより、冷媒の吸熱で、
モジュールＭ１〜Ｍ２４の各組の温度が低下することに
なるが、上記正方向循環で温度が高くなっていた下流側
のものが温度が低い上流側のものに比してより多く吸熱
が行われることになり、その結果、バッテリ温度検出部
２２により検出されるモジュールＭ２４のモジュールＭ
２３に対し反対側の端部の温度が、バッテリ温度検出部
２１により検出されるモジュールＭ２３のモジュールＭ
２４に対し反対側の端部の温度に対し下がり、温度差が
５℃以内になる。

【００３０】この状態で、充電を持続していると、ポン
プ１７からラジエタ１８を通りバッテリ１１の各分岐流
路Ｒ１〜Ｒ１２を下流側から上流側へ逆方向に通ってポ
ンプ１７に戻るように冷媒を逆方向循環させており、冷
媒流路１６の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２には、ラジエタ１
８で冷却された冷媒が、下流側から上流側に流れ、例え
ばモジュールＭ２３，Ｍ２４には、モジュールＭ２４側
からモジュールＭ２３側に冷媒が流れている。このと
き、上記したように、各モジュールＭ１〜Ｍ２４から吸
熱を行う冷媒は、流れの方向に沿って徐々に温度が上昇
することになるため、冷媒流路１６の各分岐流路Ｒ１〜
Ｒ１２に沿って配置されたモジュールＭ１〜Ｍ２４の各
組は、正方向循環における上流側のものが、正方向循環
における下流側のものよりも冷媒による冷却効率が下が
って温度が高くなり、バッテリ温度検出部２１により検
出されるモジュールＭ２３のモジュールＭ２４に対し反
対側の端部の温度が、バッテリ温度検出部２２により検
出されるモジュールＭ２４のモジュールＭ２３に対し反
対側の端部の温度に対し高くなってくる。

【００３１】そして、バッテリ温度検出部２１，２２で
検出される温度差ΔＴが第１の所定値例えば５℃より大
きいか否かを判定しており、５℃より大きくなったら、
ＥＣＵ１３は、ポンプ１７を正転方向に回転させて、ラ
ジエタ１８からポンプ１７を通りバッテリ１１を上流側
から下流側に通ってラジエタ１８に戻るように冷媒を正
方向循環させる。

【００３２】すなわち、冷媒流路１６の各分岐流路Ｒ１
〜Ｒ１２にラジエタ１８で冷却された冷媒を温度の高い
上流側から温度の低い下流側に流し、例えばモジュール
Ｍ２３，Ｍ２４には、モジュールＭ２３側からモジュー
ルＭ２４側に冷媒を流す。これにより、冷媒の吸熱で、
モジュールＭ１〜Ｍ２４の各組の温度が低下することに
なるが、温度の高い上流側のものが温度の低い下流側の
ものに比してより多く吸熱が行われることになり、その
結果、バッテリ温度検出部２１により検出されるモジュ
ールＭ２３のモジュールＭ２４に対し反対側の端部の温
度が、バッテリ温度検出部２２により検出されるモジュ
ールＭ２４のモジュールＭ２３に対し反対側の端部の温
度に対し下がり、温度差が５℃以内になる。

【００３３】以上のようにして、ポンプ１７の正転・逆
転を順次切り換えることにより、ＥＣＵ１３は、バッテ
リ温度検出部２１，２２により検出されたバッテリ１１
の複数箇所の温度差ΔＴが第１の所定値より大きくなっ
たときに、該温度差ΔＴが第２の所定値以内になるよう
に制御することになる。

【００３４】以上に述べたように、第１実施形態のバッ
テリ充電装置によれば、バッテリ温度検出部２１，２２
により検出されたバッテリ１１の複数箇所の温度差ΔＴ
が第１の所定値より大きくなったときに、温度差ΔＴが
第２の所定値以内になるようにＥＣＵ１３の温度制御部
２４が制御するため、例えば図２に示すように、バッテ
リ残容量ＳＯＣが０〜１００％となるまで急速充電で充
電しても、バッテリ１１に生じる温度のバラツキすなわ
ち温度差ΔＴを例えば５℃に抑え、容量のバラツキを抑
えることになる。

【００３５】したがって、バッテリ１１の寿命低下を防
止することができる。

【００３６】しかも、バッテリ温度検出部２１，２２に
より検出されたバッテリ１１の複数箇所の温度差が第１
の所定値より大きくなったときに、温度制御部２４が、
冷却装置１４による冷媒のバッテリ１１における進行方
向を逆転させることにより、上記のように冷媒の温度の
バラツキを抑えて、急速充電を行う際にバッテリ１１に
生じる温度のバラツキを抑え、容量のバラツキを抑える
ことになる。

【００３７】したがって、複雑な制御等を必要とするこ
となくバッテリ１１の寿命低下を防止することができ
る。

【００３８】なお、以上の第１実施形態においては、ポ
ンプ１７を逆転させることにより、冷却装置１４の冷媒
のバッテリ１１における進行方向を逆転させるようにし
たが、図２に示すように、ポンプ１７の回転方向は一定
として、冷媒流路を切り換えることにより冷媒のバッテ
リ１１における正方向循環および逆方向循環を切り換え
るようにしてもよい。

【００３９】すなわち、冷媒流路１６におけるバッテリ
１１の上流側よりもポンプ１７側の連結点２６と、冷媒
流路１６におけるバッテリ１１の下流側よりもラジエタ
１８側の連結点２７とを連結流路２８で連結させるとと
もに、冷媒流路１６におけるバッテリ１１の上流側のポ
ンプ１７側かつ最もポンプ１７に対し反対側となる連結
点２９と、冷媒流路１６における連結点２７とラジエタ
１８との間の連結点３０とを連結流路３１で連結させ
る。そして、連結流路３１の連結点２９側に開閉弁３３
を、連結点２６に三方切換弁３４を連結点２７に三方切
換弁３５を設ける。

【００４０】そして、開閉弁３３を閉じ、両三方切換弁
３４，３５を連結流路２８を閉塞させるように切り換え
ると、ラジエタ１８からポンプ１７を通りバッテリ１１
を上流側から下流側に通ってラジエタ１８に戻るように
冷媒を正方向循環させることになる。

【００４１】他方、開閉弁３３を開き、両三方切換弁３
４，３５を連結流路２８を開状態とするとともに、三方
切換弁３４をバッテリ１１側の冷媒流路１６を閉塞さ
せ、かつ三方切換弁３５をバッテリ１１に対し反対側の
冷媒流路１６を閉塞させるように切り換えると、冷媒
を、ラジエタ１８からポンプ１７を通りさらに連結流路
２８を通って、バッテリ１１を正方向循環における下流
側から正方向循環における上流側に通過し、連結流路３
１を通ってラジエタ１８に戻るように逆方向循環させる
ことになる。

【００４２】このように構成しても、上記と同様の効果
を奏することができる。

【００４３】また、上記正方向循環および逆方向循環
を、温度差ΔＴが生じると予想される予め定められた所
定時間の経過毎に行うようにしてもよい。すなわち、Ｅ
ＣＵ１３の温度制御部２４が、所定時間経過毎に、冷却
装置１４による冷媒のバッテリ１１における進行方向を
逆転させるのである。

【００４４】本発明の第２実施形態のバッテリ充電装置
を図３〜図６を参照して以下に第１実施形態との相違部
分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分
には同一の符号を付しその説明は略す。

【００４５】この実施形態のバッテリ充電装置も、電気
自動車に用いられるもので、図３に示すように、第１実
施形態と同様のバッテリ１１と充電器１２とを有してい
る。また、第２実施形態の冷却装置１４は、ポンプ１７
の正逆回転を行わない点を除いて第１実施形態と同様で
ある。さらに、第２実施形態では、バッテリ１１の電圧
を検出するバッテリ電圧検出部４０と、バッテリ１１の
電流を検出するバッテリ電流検出部４１とを備えてい
る。

【００４６】また、第２実施形態では、第１実施形態と
同様、モジュールＭ１〜Ｍ２４のうちの少なくとも２箇
所の温度を検出するバッテリ温度検出部２１，２２を備
えている。ここでも、分岐流路Ｒ１２の流路方向におけ
るモジュールＭ２３のモジュールＭ２４に対し反対側の
端部にバッテリ温度検出部２１が、モジュールＭ２４の
モジュールＭ２３に対し反対側の端部にバッテリ温度検
出部２２が、それぞれ設けられている。

【００４７】そして、第２実施形態では、モジュールＭ
１〜Ｍ２４のうちの少なくとも２箇所に対応する、分岐
流路Ｒ１〜Ｒ１２のうちの一つについて、複数箇所の温
度を検出する冷媒温度検出部４２，４３を備えている。
ここでは、モジュールＭ２３のモジュールＭ２４に対し
反対側の端部に最も近接する分岐流路Ｒ１２の端部位置
に冷媒温度検出部４２が、モジュールＭ２４のモジュー
ルＭ２３に対し反対側の端部に最も近接する分岐流路Ｒ
１２の端部位置に冷媒温度検出部４３が、それぞれ設け
られている。

【００４８】また、第２実施形態では、充電器１２によ
るバッテリ１１への充電率を指定等しその充電動作を制
御するとともに車両全体の制御を行うＥＣＵ（充電制御
手段）４４が、バッテリ１１の発熱量を算出する発熱量
算出部（発熱量算出手段）４５と、冷却装置１４の冷却
量を算出する冷却量算出部（冷却量算出手段）４６と、
バッテリ温度検出部２１，２２により検出されたバッテ
リ１１の複数箇所の温度差が第１の所定値以上となった
ときに、温度差が第２の所定値以内になるように、前記
発熱量と前記冷却量とに応じてバッテリ１１への充電電
流を制御する温度制御部（温度制御手段）４７とを有し
ている。

【００４９】次に、第２実施形態のバッテリ充電装置の
制御内容について図４のフローチャートに基づいて説明
する。なお、図４のフローチャートに示した処理は、一
定の時間間隔（例えば１ｓｅｃ）をもって繰り返し行わ
れる。

【００５０】ＥＣＵ４４は、フラグ＝１であるか否かを
判定し（ステップＳ１）、フラグが１でなければ、充電
器１２により例えば１．３（Ｃ）の高い充電率でバッテ
リ１１に急速充電を行わせる（ステップＳ２）。このと
き、冷却装置１４により冷媒を予め定められた所定の流
量で流すことになる。例えばポンプ１７からバッテリ１
１を上流側から下流側に通りラジエタ１８を通ってポン
プ１７に戻るように冷媒を循環させると、冷媒流路１６
の各分岐流路Ｒ１〜Ｒ１２には、ラジエタ１８で冷却さ
れた冷媒が、上流側から下流側に流れ、例えばモジュー
ルＭ２３，Ｍ２４には、モジュールＭ２３側からモジュ
ールＭ２４側に冷媒が流れる。このとき、各モジュール
Ｍ１〜Ｍ２４は略一様に発熱するため、各モジュールＭ
１〜Ｍ２４から吸熱を行う冷媒は、流れの方向に沿って
徐々に温度が上昇することになり、流れの方向に沿って
冷却効率が下がることになる。すなわち、モジュールＭ
２３のモジュールＭ２４に対し反対側が低温側となり、
モジュールＭ２４のモジュールＭ２３に対し反対側が高
温側となる。

【００５１】そして、ＥＣＵ４４は、充電開始直後か
ら、各バッテリ温度検出部２１，２２で検出される各温
度の温度差ΔＴ（絶対値）が、第１の所定値（充電中に
おいて、バッテリ１１の温度差を容認できる上限値、例
えば５℃）を超えているか否かを判定し（ステップＳ
３）、５℃を超えていた場合は、温度制御部４７が、温
度差ΔＴが第２の所定値（充電中において、バッテリ１
１に悪影響を与えないバッテリ１１の温度差のしきい
値、例えば５℃）以内になるようにバッテリ１１への充
電電流Ｉｘを制御する（ステップＳ４）。

【００５２】すなわち、ＥＣＵ４４は、その発熱量算出
部４５においてバッテリ１１の発熱量Ｑｈｅａｔを算出
するとともに、その冷却量算出部４６において冷却装置
１４の低温側の冷却量Ｑｃｏｏｌ１および高温側の冷却
量Ｑｃｏｏｌ２を算出する。

【００５３】ここで、Ｑｈｅａｔは、Ｑ（ジュール熱）
とＱ（反応熱）とを加算したものであり、Ｑ（ジュール
熱）＝Ｉ×ΔＶ＝Ｉ²×Ｒであり、Ｑ（反応熱）＝Ｉ×
ｒであるため、発熱量算出部４５は、Ｑｈｅａｔ＝Ｉ×
（Ｉ×Ｒ＋ｒ）を算出する。ここで、ΔＶは電圧上昇、
Ｉはバッテリ電流検出部４１で検出されたバッテリ１１
の電流、Ｒは抵抗値、ｒは発熱係数であってバッテリ固
有の値である。

【００５４】また、冷却量算出部４６は、バッテリ１１
の低温側（上流側）の冷却性能である冷却量Ｑｃｏｏｌ
１を、低温側のバッテリ温度検出部２１の検出値Ｔｂａ
ｔｔ１と、低温側の冷媒温度検出部４２で検出された検
出値Ｔｗａｔｅｒ１と、熱通過係数β１とから、Ｑｃｏ
ｏｌ１＝β１×（Ｔｂａｔｔ１−Ｔｗａｔｅｒ１）で算
出する。

【００５５】さらに、冷却量算出部４６は、バッテリ１
１の高温側（下流側）の冷却性能である冷却量Ｑｃｏｏ
ｌ２を、高温側のバッテリ温度検出部２２の検出値Ｔｂ
ａｔｔ２と、高温側の冷媒温度検出部４３で検出された
検出値Ｔｗａｔｅｒ２と、熱通過係数β２とから、Ｑｃ
ｏｏｌ２＝β２×（Ｔｂａｔｔ２−Ｔｗａｔｅｒ２）で
算出する。

【００５６】ここで、熱通過係数β１，β２は、バッテ
リ１１と冷媒との温度差と、放熱量（バッテリ１１の発
する熱から冷却水に移る熱量であり、バッテリ特性から
予め定められるもの）により予め求まる係数であり、バ
ッテリ１１と冷媒との温度差が大きいほど大きくなる。
なお、ここでは、熱通過係数β１，β２を、図５に示す
ような冷媒量Ｃのテーブルから求める。つまり、熱通過
係数β１，β２は冷媒量Ｃによって変化する。

【００５７】そして、Ｑｈｅａｔ＝Ｑｃｏｏｌ１となる
ことから、Ｉ²×Ｒ＋ｒ×Ｉ＝β１×（Ｔｂａｔｔ１−
Ｔｗａｔｅｒ１）となり、Ｔｂａｔｔ１＝（（Ｉ²×Ｒ＋ｒ×Ｉ）＋β１×Ｔｗａ
ｔｅｒ１）÷β１となる。

【００５８】また、Ｑｈｅａｔ＝Ｑｃｏｏｌ２となるこ
とから、Ｉ²×Ｒ＋ｒ×Ｉ＝β２×（Ｔｂａｔｔ２−Ｔ
ｗａｔｅｒ２）となり、Ｔｂａｔｔ２＝（（Ｉ²×Ｒ＋ｒ×Ｉ）＋β２×Ｔｗａ
ｔｅｒ２）÷β２となる。

【００５９】その結果、｜Ｔｂａｔｔ１−Ｔｂａｔｔ２｜＝ΔＴ＝（Ｉ²×Ｒ＋ｒ×Ｉ）×（１／Ｃ１−１／Ｃ２）＋（Ｔｗａｔｅｒ１−Ｔｗａｔｅｒ２）

【００６０】そして、ΔＴが所定値例えば５℃となる充
電電流Ｉを上記式から求めて充電電流Ｉｘとし、バッテ
リ１１の電流値をこの値に制御する。すると、温度差Δ
Ｔが５℃に向かって小さくなる。

【００６１】ステップＳ３で各バッテリ温度検出部２
１，２２で検出される各温度の温度差ΔＴが第１の所定
値例えば５℃を超えていなかった場合およびステップＳ
４の後、ＥＣＵ４４は、バッテリ電圧検出部４０で検出
されたバッテリ１１の電圧Ｖが、予め定められた電圧の
基準値Ｖ０から、バッテリ温度検出部２１，２２で検出
されたバッテリ１１の温度Ｔｂａｔｔにバッテリ固有の
値である温度補正係数αを乗算した値を加算した値以上
であるか否か、すなわち、Ｖ≧Ｖ０＋α×Ｔｂａｔｔで
あるか否かを判定する（ステップＳ５）。

【００６２】このステップＳ５において、Ｖ≧Ｖ０＋α
×Ｔｂａｔｔでない場合、この制御サイクルを終了す
る。以上において、急速充電によりバッテリ残容量ＳＯ
Ｃを増大させる際に、ステップＳ４の充電電流Ｉｘの変
更制御が行われるたびに、結果として、図６に示すよう
に、充電電流Ｉｘに対応する充電率（Ｃ）が下がること
になり、急速充電の進行に伴って充電率（Ｃ）が多段で
下がるような制御が行われる。

【００６３】ステップＳ５において、Ｖ≧Ｖ０＋α×Ｔ
ｂａｔｔである場合、ＥＣＵ４４は、フラグ＝１とする
（ステップＳ６）。

【００６４】上記ステップＳ１において、フラグ＝１で
あった場合、ＥＣＵ４４は、バッテリ温度検出部２１，
２２で検出されたバッテリ１１の温度Ｔｂａｔｔに基づ
いて、バッテリ１１の温度上昇率ｄＴ／ｄｔを算出し
（ステップＳ７）、この温度上昇率ｄＴ／ｄｔが所定値
（例えば、７分間で１．５℃上昇等）になっているか否
かを判定する（ステップＳ８）。そして、温度上昇率ｄ
Ｔ／ｄｔが所定値以上でなければ、充電器１２によりス
テップＳ２より低い満充電可能な通常充電用の例えば
０．２（Ｃ）の充電率でバッテリ１１に充電を行う（ス
テップＳ９）。

【００６５】他方、ステップＳ８において、温度上昇率
ｄＴ／ｄｔが所定値以上であれば、充電器１２による充
電を終了させる（ステップＳ１０）。

【００６６】以上に述べたように、第２実施形態のバッ
テリ充電装置によれば、第１実施形態と同様、バッテリ
温度検出部２１，２２により検出されたバッテリ１１の
複数箇所の温度差が所定値以上となったときに、温度差
が所定値以内になるようにＥＣＵ４４の温度制御部４７
が制御するため、急速充電を行う際にバッテリ１１に生
じる温度のバラツキを抑え、容量のバラツキを抑えるこ
とになる。

【００６７】したがって、バッテリ１１の寿命低下を防
止することができる。

【００６８】しかも、バッテリ温度検出部２１，２２に
より検出されたバッテリ１１の複数箇所の温度差が所定
値以上となったときに、温度制御部４７が、発熱量算出
部４５で算出されるバッテリ１１の発熱量と冷却量算出
部４６で算出される冷却装置１４の冷却量とに応じてバ
ッテリ１１への充電電流Ｉｘを制御して、バッテリ１１
の温度差の拡大を抑えることになり、その結果、急速充
電を行う際にバッテリ１１に生じる温度のバラツキを抑
え、容量のバラツキを抑えることになる。

【００６９】したがって、制御内容の変更でバッテリ１
１の寿命低下を防止することができる。

【００７０】なお、以上の第１および第２実施形態にお
いて、冷媒を冷却液とするためポンプ１７を用いる場合
を例にとり説明したが、冷媒を冷却ガスとすることも可
能であり、この場合、ポンプ１７に換えてファンを用い
ることになる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載のバッテリ充電装置によれば、温度検出手段により
検出されたバッテリの複数箇所の温度差が第１の所定値
より大きくなったときに、温度差が第２の所定値以内に
なるように温度制御手段が制御するため、急速充電を行
う際にバッテリに生じる温度のバラツキを抑え、容量の
バラツキを抑えることになる。

【００７２】したがって、バッテリの寿命低下を防止す
ることができる。

【００７３】本発明の請求項２記載のバッテリ充電装置
によれば、温度検出手段により検出されたバッテリの複
数箇所の温度差が第１の所定値より大きくなったとき
に、温度制御手段が、冷却手段による冷媒のバッテリに
おける進行方向を逆転させることにより、冷媒の温度の
バラツキを抑え、その結果、急速充電を行う際にバッテ
リに生じる温度のバラツキを抑え、容量のバラツキを抑
えることになる。

【００７４】したがって、複雑な制御等を必要とするこ
となくバッテリの寿命低下を防止することができる。

【００７５】本発明の請求項３記載のバッテリ充電装置
によれば、温度検出手段により検出されたバッテリの複
数箇所の温度差が第１の所定値より大きくなったとき
に、温度制御手段が、発熱量算出手段で算出されるバッ
テリの発熱量と冷却量算出手段で算出される冷却手段の
冷却量とに応じてバッテリへの充電電流を制御して、バ
ッテリの温度上昇を抑えることにより、冷媒の温度のバ
ラツキを抑え、その結果、急速充電を行う際にバッテリ
に生じる温度のバラツキを抑え、容量のバラツキを抑え
ることになる。

【００７６】したがって、制御内容の変更でバッテリの
寿命低下を防止することができる。

【００７７】本発明の請求項４記載のバッテリ充電装置
によれば、所定時間経過毎に、温度制御手段が、冷却手
段による冷媒のバッテリにおける進行方向を逆転させる
ことにより、冷媒の温度のバラツキを抑え、その結果、
急速充電を行う際にバッテリに生じる温度のバラツキを
抑え、容量のバラツキを抑えることになる。

【００７８】したがって、複雑な制御等を必要とするこ
となくバッテリの寿命低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のバッテリ充電装置を
示す一部をブロックとした構成図である。

【図２】本発明の第１実施形態のバッテリ充電装置の
変形例を示す一部をブロックとした構成図である。

【図３】本発明の第２実施形態のバッテリ充電装置を
示す一部をブロックとした構成図である。

【図４】本発明の第２実施形態のバッテリ充電装置の
制御内容を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２実施形態のバッテリ充電装置の
熱通過係数βを求めるための冷媒量Ｃに対する熱通過係
数βのテーブルである。

【図６】本発明の第２実施形態のバッテリ充電装置の
充電時におけるバッテリ残容量ＳＯＣに対する充電率お
よびバッテリ温度の変化を示す特性線図である。

【図７】バッテリ充電装置を示す一部をブロックとし
た構成図である。

【図８】バッテリ充電装置の急速充電時におけるバッ
テリ残容量ＳＯＣに対するモジュールＭ２３，Ｍ２４内
の温度変化を示す特性線図である。

【符号の説明】

１１バッテリ１２充電器（充電手段）１３ＥＣＵ（充電制御手段）１４冷却装置（冷却手段）２１，２２バッテリ温度検出部（温度検出手段）２４，４７温度制御部（温度制御手段）４５発熱量算出部（発熱量算出手段）４６冷却量算出部（冷却量算出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/50 Ｈ０１Ｍ 10/50 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 ＨＬ (72)発明者櫻井健埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者八木一彦埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 5G003 BA02 CA02 CB01 FA06 5H030 AA01 AS08 BB01 FF22 FF43 5H031 AA02 AA03 CC09 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリと、前記バッテリを充電する充電手段と、前記充電手段による前記バッテリへの充電動作を制御す
る充電制御手段と、前記バッテリの複数箇所の温度を検出する温度検出手段
とを備え、前記充電制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記バッテリの複数
箇所の温度差が第１の所定値より大きくなったときに、
前記温度差が第２の所定値以内になるように制御する温
度制御手段を備えることを特徴とするバッテリ充電装
置。
【請求項２】前記バッテリを冷媒により冷却する冷却
手段を備え、前記温度制御手段は、前記冷却手段による冷媒の前記バッテリにおける進行方
向を逆転させることを特徴とする請求項１記載のバッテ
リ充電装置。
【請求項３】前記バッテリを冷媒により冷却する冷却
手段と、前記バッテリの発熱量を算出する発熱量算出手段と、前記冷却手段の冷却量を算出する冷却量算出手段とを備
え、前記温度制御手段は、前記発熱量と前記冷却量とに応じて前記バッテリへの充
電電流を制御することを特徴とする請求項１記載のバッ
テリ充電装置。
【請求項４】バッテリと、前記バッテリを充電する充電手段と、前記充電手段による前記バッテリへの充電動作を制御す
る充電制御手段と、前記バッテリを冷媒により冷却する冷却手段とを備え、所定時間経過毎に、前記冷却手段による冷媒の前記バッ
テリにおける進行方向を逆転させる温度制御手段を備え
ることを特徴とするバッテリ充電装置。