特許 5995050 バッテリの充放電制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5995050

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】バッテリの充放電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20160908BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20160908BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

   H01M10/48 301

   H02J7/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-45263(P2012-45263)

(22)【出願日】2012年3月1日

(65)【公開番号】特開2013-182768(P2013-182768A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2014年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100071870

【弁理士】

【氏名又は名称】落合 健

(74)【代理人】

【識別番号】100097618

【弁理士】

【氏名又は名称】仁木 一明

(74)【代理人】

【識別番号】100152227

【弁理士】

【氏名又は名称】▲ぬで▼島 愼二

(72)【発明者】

【氏名】小熊 宏和

【審査官】 坂本 聡生

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０７８５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１２３８８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４− ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ（１１）を充放電する電流を最大電流値以下に制限する電流制御部（１６）と、
前記バッテリ（１１）の濃度分極を算出する濃度分極算出部（２４）と、
前記濃度分極の単位時間当りの平均値である平均濃度分極を算出する平均濃度分極算出部（２６）と、
前記バッテリ（１１）が連続して充放電している連続充放電時間を算出する連続充放電時間算出部（２５）と、
前記平均濃度分極および前記連続充放電時間に基づいて濃度分極低減の要否を判定する濃度分極低減要否判定部（２７）と、
前記濃度分極低減の要否の判定に基づいて前記最大電流値を設定する最大電流値設定部（２８）と、
を備えることを特徴とするバッテリの充放電制御装置。

【請求項2】

前記最大電流値が第１の電流値であるときの前記平均濃度分極が所定値以上であり、かつ前記連続充放電時間が所定時間以上である場合に、前記濃度分極低減要否判定部（２７）は濃度分極低減が必要であると判定し、前記最大電流値設定部（２８）は前記最大電流値を前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリの充放電制御装置。

【請求項3】

前記最大電流値設定部（２８）は前記第２の電流値を前記バッテリ（１１）の温度に基づいて設定するとともに、前記バッテリ（１１）の温度が高いときほど高い値に設定することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリの充放電制御装置。

【請求項4】

前記最大電流値設定部（２８）は更に前記第２の電流値で充放電できる許容充放電時間を設定することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリの充放電制御装置。

【請求項5】

前記最大電流値設定部（２８）は、前記第２の電流値と該第２の電流値で充放電できる前記許容充放電時間との関係を示す電流値−許容充放電時間マップを備え、前記電流値−許容充放電時間マップは前記第２の電流値が大きいほど前記許容充放電時間が短くなるように設定されることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリの充放電制御装置。

【請求項6】

前記濃度分極低減要否判定部（２７）は、前記平均濃度分極と前記連続充放電時間との関係を示す平均濃度分極−連続充放電時間マップを備え、前記平均濃度分極−連続充放電時間マップは前記連続充放電時間が長いほど許容できる前記平均濃度分極が小さくなるように設定され、前記最大電流値設定部（２８）は前記平均濃度分極−連続充放電時間マップに基づいて前記第２の電流値に設定するか否かを判定することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリの充放電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリに濃度分極による電圧低下が発生するのを抑制しながら充放電を行うためのバッテリの充放電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

二次バッテリを大電流でパルス充電する際に、パルス印加時に濃度分極の進行に伴って緩やかに上昇する分担電圧と、パルス印加終了時に濃度分極の解消に伴って緩やかに低下する分担電圧との少なくとも一方を読み取り、その値が所定の閾値以上になったときに、過充電による濃度分極が発生してバッテリが劣化する虞があると判定してパルス充電を終了するものが、下記特許文献１により公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１８１８６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来のものは、同一の単発パルスを印加して電圧の挙動から濃度分極の発生を判定するため、濃度分極がかなり進行した状態でないとその発生を判定することができず、パルス充電を終了するタイミングが遅れてバッテリの劣化を招く虞があるだけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車のような複雑な入出力が行われるシステムでは正確な判定が困難になる可能性がある。

【0005】

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バッテリに加わる負荷を監視し、上述した濃度分極による電圧低下を事前に防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、バッテリを充放電する電流を最大電流値以下に制限する電流制御部と、前記バッテリの濃度分極を算出する濃度分極算出部と、前記濃度分極の単位時間当りの平均値である平均濃度分極を算出する平均濃度分極算出部と、前記バッテリが連続して充放電している連続充放電時間を算出する連続充放電時間算出部と、前記平均濃度分極および前記連続充放電時間に基づいて濃度分極低減の要否を判定する濃度分極低減要否判定部と、前記濃度分極低減の要否の判定に基づいて前記最大電流値を設定する最大電流値設定部とを備えることを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0007】

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記最大電流値が第１の電流値であるときの前記平均濃度分極が所定値以上であり、かつ前記連続充放電時間が所定時間以上である場合に、前記濃度分極低減要否判定部は濃度分極低減が必要であると判定し、前記最大電流値設定部は前記最大電流値を前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定することを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0008】

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記最大電流値設定部は前記第２の電流値を前記バッテリの温度に基づいて設定するとともに、前記バッテリの温度が高いときほど高い値に設定することを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0009】

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記最大電流値設定部は更に前記第２の電流値で充放電できる許容充放電時間を設定することを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0010】

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記最大電流値設定部は、前記第２の電流値と該第２の電流値で充放電できる前記許容充放電時間との関係を示す電流値−許容充放電時間マップを備え、前記電流値−許容充放電時間マップは前記第２の電流値が大きいほど前記許容充放電時間が短くなるように設定されることを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0011】

また請求項６に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記濃度分極低減要否判定部は、前記平均濃度分極と前記連続充放電時間との関係を示す平均濃度分極−連続充放電時間マップを備え、前記平均濃度分極−連続充放電時間マップは前記連続充放電時間が長いほど許容できる前記平均濃度分極が小さくなるように設定され、前記最大電流値設定部は前記平均濃度分極−連続充放電時間マップに基づいて前記第２の電流値に設定するか否かを判定することを特徴とするバッテリの充放電制御装置が提案される。

【0012】

尚、実施の形態のタイマ２５は本発明の連続充放電時間算出部に対応する。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の構成によれば、濃度分極算出部でバッテリの濃度分極を算出し、平均濃度分極算出部で濃度分極の単位時間当りの平均値である平均濃度分極を算出し、連続充放電時間算出部でバッテリが連続して充放電している連続充放電時間を算出し、濃度分極低減要否判定部で平均濃度分極および連続充放電時間に基づいて濃度分極低減の要否を判定し、最大電流値設定部で濃度分極低減の要否の判定に基づいて最大電流値を設定し、電流制御部でバッテリを充放電する電流を最大電流値以下に制限するので、バッテリが過大な電流で充放電されて濃度分極が増長する前に電流を低減し、内部抵抗の増大による電圧低下を最小限に抑えることができる。さらに、同一の単発パルスを印加して電圧の挙動から濃度分極の発生を判定するものと異なり、電気自動車やハイブリッド自動車のような複雑な入出力が行われるシステムにおいても、バッテリの濃度分極を正確に判定することができる。

【0014】

また請求項２の構成によれば、最大電流値が第１の電流値であるときの平均濃度分極が所定値以上であり、かつ連続充放電時間が所定時間以上である場合に、濃度分極低減要否判定部は濃度分極低減が必要であると判定するので、濃度分極低減の要否を的確に判定することができる。しかも最大電流値設定部は最大電流値を第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定するので、過大な電流で充放電することによる濃度分極の増長を未然に防止することができる。

【0015】

また請求項３の構成によれば、最大電流値設定部は第２の電流値をバッテリの温度が高いときほど高い値に設定するので、バッテリが高温であって濃度分極が発生し難い（解消され易い）ときに第２の電流値を高い値に設定し、不要な電流制限を回避してバッテリの性能を最大限に引き出すことができる。

【0016】

また請求項４の構成によれば、最大電流値設定部は最大電流値である第２の電流値に加えて、第２の電流値で充放電できる許容充放電時間を設定するので、バッテリを充放電する電流がセンサの誤差等により一時的に第２の電流値を超えても、その度に不必要な電流制限が行われるのを防止することができる。

【0017】

また請求項５の構成によれば、最大電流値設定部は第２の電流値と該第２の電流値で充放電できる許容充放電時間との関係を示す電流値−許容充放電時間マップを備え、そのマップは第２の電流値が大きいほど許容充放電時間が短くなるように設定されるので、濃度分極の発生傾向に応じて、例えばハイブリッド自動車のように電流値は高いが充放電時間が短い場合や、電気自動車のように電流値は低いが充放電時間が長い場合に応じて、電流値および許容充放電時間の組み合わせを柔軟に設定することができる。

【0018】

また請求項６の構成によれば、濃度分極低減要否判定部は連続充放電時間が長いほど許容できる平均濃度分極が小さくなるように設定された平均濃度分極−連続充放電時間マップを備え、このマップに基づいて最大電流値設定部が第２の電流値に設定するか否かを判定するので、平均濃度分極および連続充放電時間の二つのパラメータにより電流制限の要否を柔軟に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】バッテリの充放電制御装置の全体構成を示すブロック図。

【図2】メインルーチンのフローチャート。

【図3】メインルーチンのステップＳ１のサブルーチンのフローチャート。

【図4】メインルーチンのステップＳ２のサブルーチンのフローチャート。

【図5】メインルーチンのステップＳ３のサブルーチンのフローチャート。

【図6】メインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート。

【図7】平均濃度分極および連続充放電時間から一過性抵抗上昇率を検索するマップ。

【図8】平均濃度分極および連続充放電時間が制御介入ラインを超えないための平均濃度分極上限値を算出する手法の説明図。

【図9】平均濃度分極上限値から第２の電流値および許容充放電時間の組み合わせを検索するマップ。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0021】

図１に示すように、電気自動車あるいはハイブリッド自動車は、充放電が可能なリチウムイオンバッテリ等で構成されるバッテリ１１を備える。バッテリ１１は図示せぬモータ・ジェネレータに接続されており、モータ・ジェネレータに電力を供給して走行用のトルクやエンジンをアシストするトルクを発生させるとともに、回生制動によりモータ・ジェネレータが発電した電力で充電される。バッテリ１１の充放電を制御するバッテリＥＣＵ１２は、バッテリ１１の温度を検出するバッテリ温度センサ１３と、バッテリ１１の電流を検出するバッテリ電流センサ１４と、バッテリ１１の電圧を検出するバッテリ電圧センサ１５とからの信号に基いてバッテリ１１を充放電可能な最大電流値を算出する。バッテリＥＣＵ１２に接続された電流制御部１６は、前記最大電流値に基づいてバッテリ１１の充放電を制御する。

【0022】

バッテリＥＣＵ１２は、ＳＯＣ算出部２１と、ＳＯＣ−ＯＣＶマップ２２と、抵抗算出部２３と、濃度分極算出部２４と、タイマ２５と、平均濃度分極算出部２６と、濃度分極低減要否判定部２７と、最大電流値設定部２８とを備える。ＳＯＣ：State of Charge はバッテリ１１の残容量であり、ＯＣＶ：Open Circuit Voltageはバッテリ１１の開放電圧である。

【0023】

次に、バッテリ１１の充放電制御の概要を、図１のブロック図および図２〜図６のフローチャートに基づいて説明する。

【0024】

先ず図２のメインルーチンのフローチャートのステップＳ１で、濃度分極算出部２４によりバッテリ１１の濃度分極を算出する。バッテリから電流を外部に取り出した場合、バッテリの端子電圧は起電力よりも小さくなる。この現象を分極と呼び、あるいはこの現象により発生するバッテリの端子電圧の低下量を分極と呼ぶ。濃度分極は上記分極の一種であり、例えばリチウムイオンバッテリでは、ハイレートでの充放電により電解液中のリチウムイオンの濃度が正極側で薄くなって負極側で濃くなるため、バッテリの内部抵抗が増加して端子電圧が低下することになる。

【0025】

図３のフローチャートは前記ステップＳ１のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ１１でバッテリ１１のＯＣＶを取得する。即ち、ＳＯＣ算出部２１がバッテリ電流センサ１４で検出したバッテリ電流からＳＯＣを算出し、このＳＯＣおよびバッテリ温度センサ１３で検出したバッテリ温度をＳＯＣ−ＯＣＶマップ２２に適用することで、ＯＣＶを算出する。ＳＯＣ算出部２１は、バッテリ電流センサ１４で検出したバッテリ電流を所定時間毎に積算して積算充電量および積算放電量を算出し、積算充電量および積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前のＳＯＣ（初期ＳＯＣ）に加算または減算することでＳＯＣを算出する。またＳＯＣ−ＯＣＶマップ２２をバッテリ温度毎に応じて持ち替えることで、より精度の高いＯＣＶを算出することができる。

【0026】

尚、ＯＣＶはバッテリ１１が充放電を行っていないときの端子電圧に相当するため、バッテリ１１が充放電を行っていない場合には、そのときの端子電圧をバッテリ電圧センサ１５で検出した値をＯＣＶとして使用することができる。

【0027】

続くステップＳ１２で抵抗算出部２３によりバッテリ１１の瞬間抵抗Ｒ１を取得する。即ち、バッテリ電圧センサ１５で検出したバッテリ電圧の変化量と、バッテリ電流センサ１４で検出したバッテリ電流の変化量とに最小二乗法等による統計処理を加えることで、バッテリの瞬間抵抗Ｒ１を算出する。続くステップＳ１３でバッテリ１１の濃度分極Ｖｃを、Ｖｃ＝ＯＣＶ−Ｖ−Ｉ＊Ｒ１により算出する。ここでＶはバッテリ電圧センサ１５で検出したバッテリ電圧であり、Ｉはバッテリ電流センサ１４で検出したバッテリ電流である。このとき、バッテリ温度センサ１３で検出したバッテリ温度を考慮すれば、より高い精度で濃度分極Ｖｃを算出することができる。

【0028】

図２のメインルーチンに戻り、ステップＳ２で平均濃度分極算出部２６によりバッテリ１１の平均濃度分極を取得する。

【0029】

図４のフローチャートは前記ステップＳ２のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ２１で濃度分極算出部２４からバッテリ１１の濃度分極Ｖｃを取得する。続くステップＳ２２で濃度分極Ｖｃを絶対値に変換した後、ステップＳ２３でバッテリ１１の積算濃度分極∫Ｖｃ（ｋ＋１）を、∫Ｖｃ（ｋ＋１）＝Ｖｃ＋∫Ｖｃ（ｋ）により算出する。即ち、前回ループの積算濃度分極∫Ｖｃ（ｋ）に今回ループの濃度分極Ｖｃを加算することで、今回ループの積算濃度分極∫Ｖｃ（ｋ＋１）を算出する。続くステップＳ２４でタイマ２５によりバッテリ電流が流れている連続充放電時間ｔを計時し、ステップＳ２５で平均濃度分極算出部２６により、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを、ＡＶＥ．Ｖｃ＝［∫Ｖｃ（ｋ＋１）］／ｔにより算出する。前記ステップＳ２２で濃度分極Ｖｃを絶対値に変換する理由は、充電時と放電時とで濃度分極Ｖｃの符号が正負に異なるため、絶対値に変換せずに積算するとゼロになって平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを正しく算出できないからである。

【0030】

図２のメインルーチンに戻り、ステップＳ３で濃度分極低減要否判定部２７によりバッテリ１１の平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを低減する制御の要否を判定する。

【0031】

図５のフローチャートは前記ステップＳ３のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ３１で平均濃度分極算出部２６からバッテリ１１の平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを取得する。続くステップＳ３２でタイマ２５によりバッテリ電流が流れている連続充放電時間ｔを計時し、ステップＳ３３で濃度分極低減要否判定部２７に記憶した平均濃度分極−連続充放電時間マップに平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔを適用する。平均濃度分極−連続充放電時間マップは、縦軸に平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃをとり横軸に連続充放電時間ｔをとったもので、そこに制御介入ラインおよび入出力禁止ラインが設定される。

【0032】

制御介入ラインおよび入出力禁止ラインは、連続充放電時間ｔが増加すると平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが減少し、逆に平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが増加すると連続充放電時間ｔが減少するように設定されている。そして平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔが指示する点が制御介入ラインを原点側から反原点側に横切ると、バッテリ１１に濃度分極による一過性の抵抗上昇が発生する可能性があると判定し、濃度分極の発生を抑制すべく充放電の最大電流値を抑制する。充放電の最大電流値を抑制する制御は制御介入ラインおよび入出力禁止ラインに挟まれた領域で実行され、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔが指示する点が入出力禁止ラインを原点側から反原点側に横切ると、バッテリ１１に一過性の抵抗上昇が既に発生していると判定してバッテリ１１の充放電を禁止する。

【0033】

図２のメインルーチンに戻り、ステップＳ４で平均濃度分極−連続充放電時間マップにおいて平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが閾値未満であるか、あるいは連続充放電時間ｔが閾値未満であるとき、つまり平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔが指示する点が制御介入ラインよりも原点側にあれば、バッテリ１１に濃度分極による一過性の抵抗上昇が発生する可能性がないと判定し、ステップＳ５で充放電電流を通常制御における最大値、つまりバッテリ１１のＳＯＣに応じた第１の電流値に制限する。

【0034】

一方、前記ステップＳ４で平均濃度分極−連続充放電時間マップにおいて平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが閾値以上であり、かつ連続充放電時間ｔが閾値以上であるとき、つまり平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔが指示する点が制御介入ラインよりも反原点側にあれば、バッテリ１１に濃度分極による一過性の抵抗上昇が発生する可能性があると判定し、ステップＳ６で濃度分極を解消するための最大電流値である第２の電流値を設定する。

【0035】

図６のフローチャートは前記ステップＳ６のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ６１で平均濃度分極−連続充放電時間マップにより平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔを制御介入ラインよりも原点側に維持するための平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）を取得する。図７のマップは、縦軸に平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃをとり横軸に連続充放電時間ｔをとったもので、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが増加するほど、あるいは連続充放電時間ｔが増加するほど、濃度分極によりバッテリ１１の一過性の内部抵抗が増加することを示している。図７に破線のラインで示すように、濃度分極を解消するための最大電流値の制限を実行しないと、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔの増加に伴って一過性抵抗上昇率が次第に大きくなることが分かる。

【0036】

図８において、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔが破線のラインに沿って変化するとき、Ａ点で制御介入ラインを原点側から反原点側に横切ったとする。Ａ点を通って横軸と平行に延びるラインが入出力禁止ラインと交差する点をＢ点とし、Ｂ点を通って縦軸と平行に延びるラインが制御介入ラインと交差する点をＣ点としたとき、Ａ点からＣ点に向けて平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを所定の減少率で減少させれば、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを制御介入エリアよりも原点側に維持することができる。

【0037】

Ａ点の時刻をａとし、Ｂ点およびＣ点の時刻をｂとし、Ｃ点の平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃをｃとし、Ａ点およびＢ点の平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃをｄとしたとき、Ａ点（つまり時刻ａ）での濃度分極はｄ×ａで与えられ、Ｃ点（つまり時刻ｂ）での濃度分極はｃ×ｂで与えられる。平均濃度分極ＡＶＥ．ＶｃをＡ点からＣ点に向けて変化させるための平均濃度分極の時間変化率ΔＡＶＥ．Ｖｃは、Ｃ点の濃度分極（つまりｃ×ｂ）からＡ点の濃度分極（つまりｄ×ａ）を減算した差分を、Ａ点からＢ点までの時間ｂ−ａで除算することで算出される。

【0038】

ΔＡＶＥ．Ｖｃ＝｛（ｃ×ｂ）−（ｄ×ａ）｝／（ｂ−ａ）
上式において、例えば、ａ＝６０ｍｉｎ、ｂ＝１２０ｍｉｎ、ｃ＝６０ｍＶ、ｄ＝８０ｍＶとすると、
ΔＡＶＥ．Ｖｃ＝｛（６０×１２０）−（８０×６０）｝／（１２０−６０）
＝４０（ｍＶ／ｍｉｎ）
となり、この平均濃度分極の時間変化率ΔＡＶＥ．Ｖｃを、平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）と定義する。従って、この平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）で平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃを低減すれば、平均濃度分極−連続充放電時間マップにおいて平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔを制御介入ラインよりも原点側に維持することができる。

【0039】

続くステップＳ６２でバッテリ温度センサ１３によってバッテリ温度を取得し、ステップＳ６３でバッテリ温度毎に設定された電流値−許容充放電時間マップから最大電流値および許容充放電時間を算出する。図９のマップは、縦軸に電流値をとり横軸に許容充放電時間をとったもので、そこにはバッテリ温度２５°Ｃにおける平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）が４０ｍのラインと、５０ｍＶのラインと、通常利用のラインとが示される。平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）が小さいということは、濃度分極を解消するために、充放電の最大電流値をより小さくし、かつ許容充放電時間をより短くする必要があるということで、そのために特性ラインが原点に接近する。またバッテリ温度が高いときは濃度分極が解消し易いため、例えば３０°Ｃの時における４０ｍＶのラインはバッテリ温度２５°Ｃのときよりも反原点側に移動する。

【0040】

バッテリ温度２５°Ｃで平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）が４０ｍＶのとき、充放電の電流値が高いＩ１であれば許容充放電時間は短いｔ１になり、充放電の電流値が中程度のＩ２であれば許容充放電時間は中程度のｔ２になり、充放電の電流値が低いＩ３であれば許容充放電時間は長いｔ３になる。よって、バッテリ１１に供給する最大電流値および許容充放電時間を、電流値−許容充放電時間マップにおける所定の平均濃度分極上限値Ｖｃ（ＤＯＷＮ）のラインを反原点側に超えないように相互に関連して制御することで、バッテリ１１の濃度分極を確実に抑制して急激な電圧低下の発生を未然に防止することができる。

【0041】

以上のように、本実施の形態によれば、バッテリ１１の濃度分極Ｖｃの単位時間当りの平均値である平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが所定値以上であり、かつバッテリ１１が連続して充放電している連続充放電時間ｔが所定値のときに濃度分極低減が必要であると判定し、バッテリ１１を充放電する最大電流値を第１の電流値からそれよりも小さい２の電流値に低減するので、バッテリ１１が過大な電流で充放電されて濃度分極が増長する前に電流を低減し、バッテリ１１の内部抵抗の増大による電圧低下を最小限に抑えることができる。しかも同一の単発パルスを印加して電圧の挙動から濃度分極の発生を判定するものと異なり、電気自動車やハイブリッド自動車のような複雑な入出力が行われるシステムにおいてもバッテリ１１の濃度分極を正確に判定することができる。

【0042】

また濃度分極低減要否判定部２７の平均濃度分極−連続充放電時間マップは、連続充放電時間ｔが長いほど許容できる平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃが小さくなるように設定されるので、このマップに基づいて最大電流値設定部２８が第２の電流値に設定するか否かを判定する際に、平均濃度分極ＡＶＥ．Ｖｃおよび連続充放電時間ｔの二つのパラメータにより電流制限の要否を柔軟に判定することができる。

【0043】

また最大電流値設定部２８は、第２の電流値をバッテリ温度が高いときほど高い値に設定するので、バッテリ１１が高温であって濃度分極が解消され易いときに第２の電流値を高い値に設定し、不要な電流制限を回避してバッテリ１１の性能を最大限に引き出すことができる。

【0044】

また最大電流値設定部２８は、バッテリ１１を充放電可能な最大電流値である第２の電流値に加えて、第２の電流値で充放電できる許容充放電時間を設定するので、バッテリ１１を充放電する電流がセンサの誤差等により一時的に第２の電流値を超えても、その度に不必要な電流制限が行われるのを防止することができる。しかも最大電流値設定部２８の電流値−許容充放電時間マップは、第２の電流値が大きいほど許容充放電時間が短くなるように設定されるので、例えばハイブリッド自動車のように電流値は高いが充放電時間が短い態様や、電気自動車のように電流値は低いが充放電時間が長い態様でバッテリ１１を使用する場合であっても、電流値および許容充放電時間の組み合わせを柔軟に設定することができる。

【0045】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

【0046】

例えば、本発明のバッテリはリチウムイオンバッテリに限定されるものではなく、その用途も電気自動車およびハイブリッド自動車に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0047】

１１ バッテリ
１６ 電流制御部
２４ 濃度分極算出部
２５ タイマ（連続充放電時間算出部）
２６ 平均濃度分極算出部
２７ 濃度分極低減要否判定部
２８ 最大電流値設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】