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公開番号2021027797
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2020101757
出願日20200611
発明の名称バッテリ管理装置、バッテリ管理方法及びバッテリ管理プログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類B60L 58/26 20190101AFI20210125BHJP(車両一般)
要約【課題】バッテリの温度調整の過不足を低減可能なバッテリ管理装置等の提供。
【解決手段】エネルギマネージャは、バッテリ管理装置としての機能し、車両に搭載される走行用のメインバッテリの状態を管理する。エネルギマネージャは、例えば目的地O点等の車両の到着地でのメインバッテリの状態に影響する車両利用情報を取得する。そして、エネルギマネージャ100は、取得した車両利用情報に基づき、メインバッテリの目標バッテリ温度Tbを設定初期値から変更する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理装置であって、
前記車両の到着地での前記バッテリの状態に影響する車両利用情報を取得する情報取得部(71,72)と、
前記車両利用情報に基づき、前記バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定初期値から変更する目標設定部(74)と、
を備えるバッテリ管理装置。
続きを表示(約 3,600 文字)【請求項2】
前記情報取得部は、前記車両に予定された使用スケジュールの開始以前に前記バッテリの状態に影響する事前影響情報、前記使用スケジュールの開始時に前記バッテリの状態に影響する開始時影響情報、及び前記使用スケジュールの開始後に前記バッテリの状態に影響する事後影響情報、の少なくとも一つを、前記車両利用情報として取得する請求項1に記載のバッテリ管理装置。
【請求項3】
前記情報取得部は、前記事前影響情報、前記開始時影響情報及び前記事後影響情報を全て取得可能であり、
前記目標設定部は、前記事前影響情報、前記開始時影響情報及び前記事後影響情報のうちで前記情報取得部にて取得された情報に基づき、前記目標電池温度を随時更新する請求項2に記載のバッテリ管理装置。
【請求項4】
前記情報取得部は、前記車両の周囲の環境情報を前記車両利用情報として取得し、
前記目標設定部は、前記環境情報に基づいて前記目標電池温度を変更する請求項1〜3のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項5】
前記情報取得部は、前記車両を運転するドライバの運転傾向情報を前記車両利用情報として取得し、
前記目標設定部は、前記運転傾向情報に基づいて前記目標電池温度を変更する請求項1〜4のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項6】
前記温調制御の実施及び不実施を決定する実施判定部(74a)、をさらに備える請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項7】
前記実施判定部は、前記バッテリの残量低下に基づき、前記温調制御の中止を決定する請求項6に記載のバッテリ管理装置。
【請求項8】
前記実施判定部は、前記温調制御に関連するユーザの入力情報に基づき、前記温調制御の実施及び不実施を決定する請求項6又は7に記載のバッテリ管理装置。
【請求項9】
前記情報取得部は、前記車両に設けられた居室空間の空調に関する空調要求情報をさらに取得し、
前記空調要求情報に基づき、前記居室空間の空調に用いる空調能力と前記バッテリの温調に用いる温調能力とを調停する能力調停部(75)、をさらに備える請求項1〜8のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項10】
前記目標設定部は、
前記車両の走行開始後における前記バッテリの温度上昇を予測し、
前記車両が走行を開始する以前に前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜9のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項11】
前記目標設定部は、
前記車両の放置開始後における前記バッテリの温度推移を予測し、
前記放置開始後に前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜10のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項12】
前記目標設定部は、
前記バッテリへの普通充電が実施される以前の走行中に、普通充電の開始後における前記バッテリの温度推移を予測し、
普通充電の開始前に前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜11のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項13】
前記目標設定部は、
前記バッテリへの普通充電が実施される期間での前記バッテリの温度推移を予測し、
普通充電の実施中に前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜12のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項14】
前記目標設定部は、
放置中の前記車両における前記バッテリの温度低下を把握し、
前記車両が走行を開始する前に前記バッテリを昇温させる前記目標電池温度を設定する請求項1〜13のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項15】
前記車両を使用するユーザの行動傾向を学習する行動学習部(74b)、をさらに備え、
前記目標設定部は、前記行動学習部にて学習された前記行動傾向に基づく前記車両の使用予測を反映して、前記バッテリの温度調整を開始する請求項10〜14のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項16】
前記目標設定部は、
前記車両の走行負荷の上昇に起因する前記バッテリの今後の温度上昇を予測し、
前記走行負荷の上昇に先行して前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜15のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項17】
前記目標設定部は、
前記到着地に設置された充電施設(CS)を用いた前記バッテリの充電に伴う温度上昇を予測し、
前記充電施設での充電を開始する以前に前記バッテリを冷却する前記目標電池温度を設定する請求項1〜16のいずれか一項に記載のバッテリ管理装置。
【請求項18】
前記情報取得部は、前記充電施設の使用可否情報を前記車両利用情報として取得し、
前記目標設定部は、前記使用可否情報に基づき前記目標電池温度を設定する請求項17に記載のバッテリ管理装置。
【請求項19】
前記情報取得部は、前記充電施設の充電能力情報を前記車両利用情報として取得し、
前記目標設定部は、前記充電能力情報に基づき前記目標電池温度を設定する請求項17又は18に記載のバッテリ管理装置。
【請求項20】
コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理方法であって、
少なくとも一つのプロセッサ(11)にて実行される処理に、
前記車両の到着地での前記バッテリの状態に影響する車両利用情報を取得し(S102,S104,S122,S124,S142,S143,S145,S162,S182,S184)、
前記車両利用情報に基づき、前記バッテリの目標電池温度を設定初期値から変更する(S106,S126,S146,S166,S186)、
というステップを含むバッテリ管理方法。
【請求項21】
コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理プログラムであって、
少なくとも一つのプロセッサ(11)に、
前記車両の到着地での前記バッテリの状態に影響する車両利用情報を取得し(S102,S104,S122,S124,S142,S143,S145,S162,S182,S184)、
前記車両利用情報に基づき、前記バッテリの目標電池温度を設定初期値から変更する(S106,S126,S146,S166,S186)、
ことを含む処理を実行させるバッテリ管理プログラム。
【請求項22】
車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理装置であって、
前記バッテリへの充電要請及び前記バッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得する要請取得部(271)と、
前記充電要請又は前記給電要請に基づき、前記バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度を設定する目標設定部(74)と、
を備えるバッテリ管理装置。
【請求項23】
コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理方法であって、
少なくとも一つのプロセッサ(11)にて実行される処理に、
前記バッテリへの充電要請及び前記バッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得し(S21)、
前記充電要請又は前記給電要請に基づき、前記バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定する(S28)、
というステップを含むバッテリ管理方法。
【請求項24】
コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理プログラムであって、
少なくとも一つのプロセッサ(11)に、
前記バッテリへの充電要請及び前記バッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得し(S21)、
前記充電要請又は前記給電要請に基づき、前記バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定する(S28)、
ことを含む処理を実行させるバッテリ管理プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この明細書による開示は、バッテリの状態を管理するバッテリ管理の技術に関する。
続きを表示(約 6,900 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、走行用のバッテリを搭載する車両において、充電開始時のバッテリ温度が目標温度となるように、バッテリの温度を調節可能なエアコンユニット等を制御する車両用のバッテリ温調装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−152840号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
充電開始時のバッテリ温度は、種々の要因によって変化し得る。そのため、特許文献1のバッテリ温調装置では、充電開始時のバッテリの目標温度が適切に調整されず、温度調整が過剰となる又は不足する可能性があった。
【0005】
本開示は、バッテリの温度調整の過不足を低減可能なバッテリ管理装置、バッテリ管理方法及びバッテリ管理プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理装置であって、車両の到着地でのバッテリの状態に影響する車両利用情報を取得する情報取得部(71,72)と、車両利用情報に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定初期値から変更する目標設定部(74)と、を備えるバッテリ管理装置とされる。
【0007】
また開示された一つの態様は、コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理方法であって、少なくとも一つのプロセッサ(11)にて実行される処理に、車両の到着地でのバッテリの状態に影響する車両利用情報を取得し(S102,S104,S122,S124,S142,S143,S145,S162,S182,S184)、車両利用情報に基づき、バッテリの目標電池温度を設定初期値から変更する(S106,S126,S146,S166,S186)、というステップを含むバッテリ管理方法とされる。
【0008】
また開示された一つの態様は、コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理プログラムであって、少なくとも一つのプロセッサ(11)に、車両の到着地でのバッテリの状態に影響する車両利用情報を取得し(S102,S104,S122,S124,S142,S143,S145,S162,S182,S184)、車両利用情報に基づき、バッテリの目標電池温度を設定初期値から変更する(S106,S126,S146,S166,S186)、ことを含む処理を実行させるバッテリ管理プログラムとされる。
【0009】
これらの態様では、到着地でのバッテリの状態に影響する車両利用情報に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度が設定初期値から変更される。以上によれば、目標電池温度は、新しい車両利用情報に基づいて、適切な値に随時更新され得る。したがって、バッテリの温度調整の過不足が低減可能となる。
【0010】
さらに、開示された一つの態様は、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理装置であって、バッテリへの充電要請及びバッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得する要請取得部(271)と、充電要請又は給電要請に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定する目標設定部(74)と、を備えるバッテリ管理装置とされる。
【0011】
また開示された一つの態様は、コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理方法であって、少なくとも一つのプロセッサ(11)にて実行される処理に、バッテリへの充電要請及びバッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得し(S21)、充電要請又は給電要請に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定する(S28)、というステップを含むバッテリ管理方法とされる。
【0012】
また開示された一つの態様は、コンピュータ(100a)によって実施され、車両(A)に搭載される走行用のバッテリ(22)の状態を管理するバッテリ管理プログラムであって、少なくとも一つのプロセッサ(11)に、バッテリへの充電要請及びバッテリからの給電要請の少なくとも一方を取得し(S21)、充電要請又は給電要請に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度(Tb)を設定する(S28)、ことを含む処理を実行させるバッテリ管理プログラムとされる。
【0013】
これらの態様では、バッテリへの充電要請又はバッテリからの給電要請に基づき、バッテリに対して実施される温調制御の目標電池温度が設定される。故に、バッテリが外部と接続された後、系統電力からバッテリへの充電、又はバッテリから系統電力への給電が、制限を受けることなく実施され得る。以上によれば、系統電力の安定化のために、車両のバッテリを利用するシーンにおいても、バッテリの温度調整の過不足が低減可能となる。
【0014】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本開示の第一実施形態にて、メインバッテリの状態管理に関連するシステムの全体像を示す図である。
エネルギマネージャの概略的なブロック構成を、関連する構成と共に示すブロック図である。
先読み制御に基づく冷却が行われる複数のシーンを示す図である。
先読み制御に基づく冷却又は暖機が行われる複数のシーンを示す図である。
各シーンで用いられる車両利用情報を一覧で示す図である。
各シーンでの先読み制御処理にてサブ処理として実行される入力御処理の詳細を示すフローチャートである。
先読み冷却が行われるシーン1の詳細を示す図である。
シーン1で実行される先読み制御処理の詳細を示すフローチャートである。
バッテリ温度と入出力上限との相関を模式的に示す図である。
先読み冷却が行われるシーン2の詳細を示す図である。
シーン2で実行される先読み制御処理の詳細を示すフローチャートである。
先読み冷却が行われるシーン3の詳細を示す図である。
シーン3で実行される先読み制御処理の詳細を示すフローチャートである。
先読み冷却が行われるシーン4の詳細を示す図である。
シーン4で実行される先読み制御処理の詳細を示すフローチャートである。
先読み暖機が行われるシーン5の詳細を示す図である。
シーン5で実行される先読み制御処理の詳細を示すフローチャートである。
バッテリ温度と入出力上限との相関を模式的に示す図である。
ユーザの入力操作に基づき温調制御を実行及び停止するマニュアル操作処理の詳細を示すフローチャートである。
本開示の第二実施形態にて、メインバッテリの状態管理に関連するシステムの全体像を示す図である。
エネルギマネージャの概略的なブロック構成を、関連する構成と共に示すブロック図である。
第二実施形態のメイン処理の詳細を示すフローチャートである。
第二実施形態のサブ処理の詳細を示すフローチャートである。
第二実施形態のサブ処理の詳細を示すフローチャートである。
第二実施形態のサブ処理の詳細を示すフローチャートである。
第二実施形態のサブ処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【0017】
(第一実施形態)
図1及び図2に示す本開示の第一実施形態によるエネルギマネージャ100は、車両Aに搭載されている。車両Aは、走行用のメインバッテリ22を搭載しており、メインバッテリ22の電力で走行するBEV(Battery Electric Vehicle)である。エネルギマネージャ100は、メインバッテリ22の状態を管理するバッテリ管理装置の機能を備えている。車両Aには、DCM93、ナビゲーション装置60、ユーザ入力部160、複数の消費ドメインDEc、給電ドメインDEs及び充電システム50等が、上述のエネルギマネージャ100と共に搭載されている。
【0018】
DCM(Data Communication Module)93は、車両Aに搭載される通信モジュールである。DCM93は、LTE(Long Term Evolution)及び5G等の通信規格に沿った無線通信により、車両Aの周囲の基地局BSとの間で電波を送受信する。DCM93の搭載により、車両Aは、ネットワークNWに接続可能なコネクテッドカーとなる。DCM93は、ネットワークNWを通じて、クラウドサーバ190及びステーションマネージャ180等との間で情報を送受信できる。クラウドサーバ190は、クラウド上に設置された情報配信サーバであり、例えば気象情報及び渋滞情報等を配信する。
【0019】
ステーションマネージャ180は、充電管理センタCTcに設置された演算システムである。ステーションマネージャ180は、特定の地域に設置された多数の充電ステーションCSと、ネットワークNWを通じて、通信可能に接続されている。ステーションマネージャ180は、各充電ステーションCSについてのステーション情報を把握している。ステーション情報には、充電ステーションCSの設置場所、使用中か否かを示す使用可否情報、及び充電器の充電能力情報等が含まれている。充電能力情報は、例えば、急速充電可能か否か、対応する充電の規格、及び急速充電の最大出力(kW)等である。
【0020】
充電ステーションCSは、車両Aに搭載される走行用のメインバッテリ22を充電するインフラ施設である。各充電ステーションCSは、電力網を通じて供給される交流電力、又は太陽光発電システム等から供給される直流電力を用いて、メインバッテリ22を充電する。充電ステーションCSは、例えばショッピングモール、コンビニエンスストア及び公共施設等の各駐車場に設置されている。
【0021】
ナビゲーション装置60は、ユーザによって設定された目的地までの経路案内を行う車載装置である。ナビゲーション装置60は、画面表示及び音声再生等により、交差点、分岐ポイント及び合流ポイント等にて、直進、右左折及び車線変更等の誘導を行う。ナビゲーション装置60は、ナビ情報として、目的地までの距離、各走行区間での車速、高低差等の情報を、エネルギマネージャ100に提供可能である。
【0022】
ユーザ入力部160は、ドライバ等の車両Aのユーザによる入力操作を受け付ける操作デバイスである。ユーザ入力部160には、例えばナビゲーション装置60を操作するユーザ操作、温調制御(後述する)の起動及び停止の切り替えを行うユーザ操作、車両Aに関連する種々の設定値を変更するユーザ操作等が入力される。ユーザ入力部160は、ユーザ操作に基づく入力情報を、エネルギマネージャ100に提供可能である。
【0023】
例えば、ステアリングホイールのスポーク部に設けられたステアスイッチ、センターコンソール等に設置されたスイッチ及びダイヤル、並びにドライバの発話を検出する音声入力装置等が、ユーザ入力部160として車両Aに搭載される。また、ナビゲーション装置60のタッチパネル等がユーザ入力部160として機能してもよい。さらに、スマートフォン及びタブレット端末等のユーザ端末が、有線又は無線(例えばブルートゥース,登録商標)等によってエネルギマネージャ100に接続されることで、ユーザ入力部160として機能してもよい。
【0024】
消費ドメインDEcは、メインバッテリ22等の電力の使用により、種々の車両機能を実現する車載機器群である。少なくとも一つのドメインマネージャを含み、当該ドメインマネージャによって電力の消費を管理されるひと纏まりの車載機器群が、一つの消費ドメインDEcとされる。複数の消費ドメインDEcには、走行制御ドメイン及び空調制御ドメインが含まれている。
【0025】
走行制御ドメインは、車両Aの走行を制御する消費ドメインDEcである。走行制御ドメインには、モータジェネレータ31、インバータ32、ステア制御システム33、ブレーキ制御システム34、及び運動マネージャ30が含まれている。
【0026】
モータジェネレータ31は、車両Aを走行させるための駆動力を発生させる駆動源である。インバータ32は、モータジェネレータ31による力行及び回生を制御する。インバータ32は、モータジェネレータ31による力行時において、メインバッテリ22より供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータジェネレータ31に供給する。インバータ32は、交流電力の周波数、電流及び電圧を調節可能であり、モータジェネレータ31の発生駆動力を制御する。一方、モータジェネレータ31による回生時において、インバータ32は、交流電力を直流電力に変換し、メインバッテリ22に供給する。ステア制御システム33は、車両Aの操舵を制御する。ブレーキ制御システム34は、車両Aに生じさせる制動力を制御する。
【0027】
運動マネージャ30は、インバータ32、ステア制御システム33、ブレーキ制御システム34を統合的に制御し、ドライバの運転操作に従った車両Aの走行を実現させる。運動マネージャ30は、走行制御ドメインのドメインマネージャとして機能し、モータジェネレータ31、インバータ32、ステア制御システム33及びブレーキ制御システム34のそれぞれによる電力の消費を総合的に管理する。
【0028】
空調制御ドメインは、車両Aの居室空間の空気調和と、メインバッテリ22の温度調整とを実施する消費ドメインDEcである。空調制御ドメインには、HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning)41、温調システム42、及び熱マネージャ40が含まれている。尚、HVAC41は、一台の車両Aに対して、複数設置されていてもよい。
【0029】
HVAC41は、メインバッテリ22からの供給電力を利用して、居室空間の暖房、冷房及び換気等を行う電動式の空調装置である。HVAC41は、冷凍サイクル装置、送風ファン、電気ヒータ及びエアミックスダンパ等を備えている。HVAC41は、冷凍サイクル装置のコンプレッサ、電気ヒータ及びエアミックスダンパ等を制御し、暖気及び冷気を生成可能である。HVAC41は、送風ファンの作動により、生成した暖気又は冷気を、空調風として、居室空間に供給する。
【0030】
温調システム42は、メインバッテリ22の冷却又は昇温を行うシステムである。温調システム42は、メインバッテリ22と共に、モータジェネレータ31及びインバータ32等の冷却又は昇温を行ってもよい。温調システム42は、HVAC41によって昇温又は冷却させたクーラントの循環により、電動走行系の温度を所定の温度範囲内に維持させる。
(【0031】以降は省略されています)

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