特許 6377959 二次電池の制御装置

(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】6377959

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】二次電池の制御装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/36 20060101AFI20180813BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20180813BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180813BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/36 AZHV

   H01M10/48 P

   H02J7/00 Y

   H02J7/00 A

   H01M10/44 P

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-114166(P2014-114166)

(22)【出願日】2014年6月2日

(65)【公開番号】特開2015-227841(P2015-227841A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2017年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】上田 賢治

(72)【発明者】

【氏名】新開 竜一郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 康平

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３００６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３１１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４０５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００４８７９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池（４０）の電圧を検出する電圧検出手段（６７）と、
前記二次電池を流れる電流を検出する電流検出手段（６８）と、
前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、放電による前記二次電池の分極の度合いを表す指標値を算出する指標値算出手段（６１，６２）と、
前記二次電池が放電する度に、前記指標値算出手段により算出された前記指標値が複数の所定値のそれぞれになる都度、前記指標値に対応づけて前記電圧検出手段により検出された前記電圧及び前記電流検出手段により検出された前記電流を記憶する記憶手段（６３）と、
前記指標値ごとに、前記記憶手段に記憶されており、かつ、前記電流が第１閾値よりも大きい前記電圧及び前記電流の組を複数用いて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段（６４）と、
前記内部抵抗算出手段により算出された前記指標値ごとの前記内部抵抗が、前記指標値が分極の度合いの大きくなる側へ変化するほど大きくなっている場合に、回復可能な可逆性劣化が生じていると判定する劣化判定手段（６５）と、を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。

【請求項2】

前記劣化判定手段により前記可逆性劣化が生じていると判定された場合に、前記可逆性劣化が回復するまで前記二次電池の最大放電電力を制限する制限手段（６６）を備える請求項１に記載の二次電池の制御装置。

【請求項3】

前記劣化判定手段は、前記指標値の変化量に対する前記内部抵抗の変化量が第２閾値よりも大きい場合に、前記可逆性劣化が生じていると判定する請求項２に記載の二次電池の制御装置。

【請求項4】

前記制限手段は、前記劣化判定手段により前記可逆性劣化が生じていると判定されなくなった場合に、前記最大放電電力を大きくする請求項２又は３に記載の二次電池の制御装置。

【請求項5】

前記劣化判定手段は、前記指標値の変化量に対する前記内部抵抗の変化量が第２閾値以下で、且つ、前記内部抵抗が第３閾値よりも大きい場合に、回復不可能な不可逆性劣化が生じていると判定し、
前記制限手段は、前記劣化判定手段により前記不可逆性劣化が生じていると判定された場合に、判定された以降前記最大放電電力を制限する請求項２〜４のいずれかに記載の二次電池の制御装置。

【請求項6】

前記制限手段は、前記劣化判定手段により前記不可逆性劣化が生じていると判定された場合には、前記内部抵抗が大きいほど、前記最大放電電力を小さくする請求項５に記載の二次電池の制御装置。

【請求項7】

前記内部抵抗算出手段は、前記指標値ごとに、複数の前記電圧及び前記電流の組から回帰直線を算出し、算出した前記回帰直線の傾きを前記内部抵抗とする請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池の内部抵抗を算出し、算出した内部抵抗に基づいて充放電制御を行う二次電池の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池は充放電の繰り返しに伴い劣化を生じる。二次電池の劣化状態は、二次電池の内部抵抗と相関がある。そこで、様々な二次電池の内部抵抗を算出する装置が提案されている。

【0003】

例えば特許文献１では、充電分極状態と比較して検出電流に対する検出電圧のばらつきが小さい放電分極状態における電流及び電圧を用いて、二次電池の内部抵抗を算出している。詳しくは、分極状態を表す分極指数Ｐが−１００よりも小さい放電分極状態である場合に、検出された電流と電圧とを記憶し、記憶した電流と電圧とを用いて二次電池の内部抵抗を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４０７６２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

二次電池の中には、回復不可能な容量劣化等の不可逆性劣化と、大電流放電時の一時的かつ急激な電圧降下現象である可逆性劣化と、が生じるもの（例えばリチウム二次電池）がある。このような二次電池において、可逆性劣化が生じている場合には、分極指数Ｐに応じて電圧降下量が変化する。そのため、特許文献１のように、広い分極の範囲の電流及び電圧を用いると、内部抵抗を高精度に算出できないおそれがある。

【0006】

本発明は、上記実情に鑑み、分極の影響を排除して、高精度に内部抵抗を算出することができる二次電池の制御装置を提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、二次電池の制御装置であって、二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、放電による前記二次電池の分極の度合いを表す指標値を算出する指標値算出手段と、前記二次電池が放電する度に、前記指標値算出手段により算出された前記指標値が所定値になった時に、前記電圧検出手段により検出された前記電圧及び前記電流検出手段により検出された前記電流を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記電圧及び前記電流の組を複数用いて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、を備える。

【0008】

本発明によれば、二次電池の電圧及び電流が検出されるとともに、検出された電流に基づいて、二次電池の分極の度合いを表す指標値が算出される。そして、算出された指標値が所定値になった時に、二次電池の電圧及び電流が記憶される。さらに、記憶されている電圧及び電流の組を複数用いて、二次電池の内部抵抗が算出される。したがって、所定の分極度合いとなったときに内部抵抗を算出するため、分極の影響を排除して高精度に内部抵抗を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】二次電池の制御装置を適用するハイブリッド車両の概略構成を示す図。

【図2】二次電池の制御装置の構成を示す図。

【図3】二次電池の制御装置の機能を示すブロック図。

【図4】二次電池の内部抵抗算出に用いる電圧及び電流を検出するタイミングを示す図。

【図5】分極指数ごとに内部抵抗を算出する態様を示す図。

【図6】分極指数と内部抵抗との対応を示す図。

【図7】可逆性劣化を判定して、二次電池の放電電力を制限する処理手順を示すフローチャート。

【図8】参考例に係る内部抵抗算出に用いる電圧及び電流を検出するタイミングを示す図。

【図9】参考例に係る内部抵抗を算出する態様を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、二次電池の制御装置を、ハイブリッド車両に搭載されたバッテリに適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、図１及び２を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成及び二次電池の制御装置の構成について説明する。本実施形態に係るハイブリッド車両は、エンジン１０、モータ２０、発電機３０、バッテリ４０、ＰＣＵ５０、ＥＣＵ６０、及び駆動輪９０を備える。

【0011】

エンジン１０及びモータ２０は、車両の走行駆動源である。モータ２０は、三相交流モータであり、バッテリ４０に蓄えられた電力及び発電機３０により発電された電力の少なくとも一方を、ＰＣＵ５０（Power Control Unit）を介して受け取り作動する。

【0012】

エンジン１０及びモータ２０が発生するトルクは、変速機７０及び減速機８０を介して左右の駆動輪９０へ伝達される。左右の駆動輪９０は、エンジン１０が発生するトルク、及びＭＧ２０が発生するトルクの少なくも一方により駆動される。

【0013】

発電機３０は、エンジン１０又は車軸９１から伝達される駆動力により回転して発電する。発電機３０により発電された電力は、ＰＣＵ５０を介してバッテリ４０に供給される。バッテリ４０は、リチウムイオン電池の電池セルが複数直列に接続された二次電池である。電圧センサ６７（電圧検出手段）により、バッテリ４０全体の電圧Ｖが検出され、電流センサ６８（電流検出手段）により、バッテリ４０を流れる充放電電流Ｉが検出される。本実施形態では、バッテリ４０全体の電圧Ｖとバッテリ４０を流れる電流Ｉとから、バッテリ全体の内部抵抗を算出する。

【0014】

ＰＣＵ５０は、インバータ５１及びＤＣＤＣコンバータ５２を備え、ＥＣＵ６０からの指令に応じてバッテリ４０の充放電制御を行う。インバータ５１は、ＤＣＤＣコンバータ５２から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータ２０へ出力し、モータ２０を駆動する。また、インバータ５１は、発電機３０から出力された交流電圧を直流電圧に変換してＤＣＤＣコンバータ５２へ出力する。ＤＣＤＣコンバータ５２は、バッテリ４０から出力された電圧を昇圧させて、インバータ５１へ出力する。また、ＤＣＤＣコンバータ５２は、インバータ５１から出力された電圧を降圧させて、バッテリ４０へ出力する。

【0015】

ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ（記憶手段６３）、及びＩ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ６０は、電圧センサ６７、電流センサ６８、及びアクセル開度を検出するアクセルセンサ（図示なし）により検出された検出値を受け取り、バッテリ４０の劣化状態、充電状態、及び車両の負荷を判定する。そして、ＥＣＵ６０は、バッテリ４０の劣化状態、充電状態及び車両の負荷に応じて、バッテリ４０の充放電を制御する指令をＰＣＵ５０へ出力する。ＥＣＵ６０、電圧センサ６７及び電流センサ６８から二次電池の制御装置が構成される。

【0016】

また、ＥＣＵ６０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行することにより、分極指数算出手段６１、電流積算値算出手段６２、内部抵抗算出手段６４、劣化判定手段６５及び充放電電力制御手段６６の各機能を実現する（図３参照）。これら各手段により、バッテリ４０の内部抵抗を算出して劣化状態を判定し、劣化状態に応じてバッテリ４０の出力を制限する。

【0017】

次に、参考例に係るバッテリ４０の内部抵抗算出方法について、図８及び図９を参照して説明する。参考例に係る内部抵抗算出方法では、図８（ａ），（ｂ）に示すように、バッテリ４０を放電する度に、放電開始から所定時間経過した放電末期の時点で、電流Ｉ１，Ｉ２及び電圧Ｖ１，Ｖ２を検出する。そして、図９に示すように、（Ｉ１，Ｖ１），（Ｉ２，Ｖ２）の電流及び電圧の組を通る直線の傾きを、バッテリ４０の内部抵抗として算出する。

【0018】

参考例に係る内部抵抗算出方法では、放電開始から所定時間経過した時点における電流及び電圧の複数の組を用いて、バッテリ４０の内部抵抗を算出する。しかしながら、放電開始から所定時間経過した時点における分極度合いは、放電する度に同じ度合いとなるとは限らず、異なる度合いになることも多い。そのため、Ｖ１，Ｖ２にはそれぞれの分極状態に対応した分極電圧ΔＶが含まれており、Ｖ１，Ｖ２は分極の影響を除いた真の電圧からずれた値になる。それゆえ、参考例に係る内部抵抗算出方法により算出した内部抵抗は、検出された電流と真の電圧との組を用いて算出した内部抵抗とは異なり、分極の影響が含まれた内部抵抗となる。

【0019】

これに対して、本実施形態に係る内部抵抗の算出方法は、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、バッテリ４０を放電する度に、所定の分極指数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれとなる時に検出された電流及び電圧を用いる。すなわち、本実施形態に係る内部抵抗の算出方法は、バッテリ４０を放電する度に、放電開始から同じ時間経過した時点ではなく、同じ分極度合いなった時点における電流及び電圧を用いる。なお、図４において、分極指数Ｐ１の時の電流及び電圧を丸印で示し、分極指数Ｐ２の時の電流及び電圧を三角印で示し、分極指数Ｐ３の時の電流及び電圧を四角印で示す。

【0020】

そして、図５に示すように、分極指数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ごとに、複数の電流及び電圧の組を通る直線の傾きを、バッテリ４０の内部抵抗として算出する。例えば、分極指数Ｐ１については、（Ｉｐ１，Ｖｐ１１），（Ｉｐ２，Ｖｐ２１）の電流及び電圧の組を用いて、バッテリ４０の内部抵抗を算出する。

【0021】

同じ分極指数Ｐの電圧には、同じ分極電圧ΔＶが含まれている。そのため、所定の分極指数Ｐにおいて、複数の電流及び電圧の組から算出した傾きは、検出された電流及び分極の影響を除いた電圧の組から算出した傾きと等しくなる。すなわち、所定の分極指数Ｐにおいて、複数の電流及び電圧の組から算出した内部抵抗は、分極の影響が除かれた内部抵抗となる。よって、本実施形態に係る内部抵抗の算出方法によれば、高精度に算出された内部抵抗を用いてバッテリ４０の劣化状態を判定することができる。

【0022】

次に、ＥＣＵ６０が備える各手段について説明する。分極指数算出手段６１は、電流センサ６８により検出された電流値に基づいて、放電時の分極指数Ｐを算出する。詳しくは、次の式
Ｐ（Ｎ）＝Ｐ（Ｎ−１）＋γ・Ｉ・ΔＴ−（１／τ）・Ｐ（Ｎ−１）・ΔＴ
を用いて、分極指数Ｐを算出する。Ｎはサンプリング番号、γは充放電効率、Ｉは電流、ΔＴは電流を検出するサンプリング周期、τは電解質の拡散時定数を表す。電流Ｉは、充電電流を正の値、放電電流を負の値とする。

【0023】

上記式のＰ（Ｎ−１）は、前回のサンプリング時点の分極指数Ｐを表す。上記式のγ・Ｉ・ΔＴは、前回のサンプリング時点から今回のサンプリング時点までの間に、生じた分極状態に対応する分極指数の増加量を表す。上記式の（１／τ）・Ｐ（Ｎ−１）・ΔＴは、前回のサンプリング時点から今回のサンプリング時点までの間に、解消した分極状態に対応する分極指数の減少量を表す。

【0024】

分極指数Ｐは、バッテリ４０の分極度合いを表す指標値である。負の値の分極指数Ｐは、放電によるバッテリ４０の分極度合いを表し、正の値の分極指数Ｐは、充電によるバッテリ４０の分極度合いを表す。分極指数Ｐの絶対値が大きいほど、分極の度合いが大きいことを示す。

【0025】

電流積算値算出手段６２は、サンプリングの都度、Ｉ・ΔＴを算出するとともに、前回算出した電流積算値にＩ・ΔＴを加算して、今回の電流積算値を算出する。よって、分極指数Ｐは、電流積算値を算出する過程で算出されるＩ・ΔＴを用いて、上記式により算出できる。電流積算値算出手段６２により算出された電流積算値は、バッテリ４０のＳＯＣ（State of Charge）を算出する際に用いられる。よって、一般的に、分極指数Ｐを算出するかどうかに関らず、バッテリを流れる電流の積算値は算出されるため、分極指数Ｐを算出するようにしても、演算負荷の増加は抑制される。分極指数算出手段６１及び電流積算値算出手段６２により、指標値算出手段が構成される。

【0026】

記憶手段６３は、分極指数算出手段６１により算出された分極指数Ｐが、複数の所定値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…のそれぞれになる都度、分極指数Ｐに対応付けて、電流及び電圧を記憶するメモリである。例えば、図４の場合であれば、記憶手段６３は、丸印、三角印、四角印で示す電流及び電圧を記憶する。

【0027】

内部抵抗算出手段６４は、分極指数Ｐごとに、記憶手段６３に記憶されている電流及び電圧のうち、電流が第１閾値よりも大きいとき（ハイレート放電時）の電流及び電圧の組を複数用いて、内部抵抗を算出する。詳しくは、内部抵抗算出手段６４は、分極指数Ｐごとに、電流及び電圧の複数の組から回帰直線を算出し、算出した回帰直線の傾きを内部抵抗とする。

【0028】

劣化判定手段６５は、内部抵抗算出手段６４により算出された内部抵抗に基づいて、バッテリ４０の劣化状態を判定する。バッテリ４０の劣化には、ハイレート放電に伴い、リチウム塩濃度が不均一となって、電解液の濃度が最適な値からずれるために内部抵抗が大きくなる劣化や、バッテリ４０の負極へのリチウム析出による容量劣化等がある。ハイレート放電に伴う劣化は、バッテリ４０の放電を制限してリチウム塩濃度の不均一が解消されると、回復する可逆性劣化である。容量劣化等のその他の劣化は、バッテリ４０の放電を制限しても回復不可能な不可逆性劣化である。

【0029】

本発明者は、ハイレート放電に伴う可逆性劣化とその他の不可逆性劣化とで、分極指数Ｐに対する内部抵抗の特性が異なることを見出した。詳しくは、不可逆性劣化の場合は、図６において矢印Ｂで示すように、分極指数Ｐの値に関らず一様に、初期状態よりも内部抵抗が大きくなる特性を示す。これに対して、ハイレート放電に伴う可逆性劣化の場合は、分極の影響を大きく受けて生じるため、分極度合いが大きくなるほど、内部抵抗が大きくなる。そのため、図６において矢印Ａで示すように、分極指数Ｐが小さくなるほど、内部抵抗が大きくなる特性を示す。

【0030】

劣化判定手段６５は、可逆性劣化と不可逆性劣化との分極指数Ｐに対する内部抵抗の特性の違いに基づいて、可逆性劣化が生じているか、不可逆性劣化のみが生じているかを判定する。詳しくは、劣化判定手段６５は、分極指数Ｐが分極の度合いが大きくなる側へ変化するほど、すなわち分極指数Ｐが小さくなるほど、内部抵抗が大きくなっている場合に、可逆性劣化が生じていると判定する。また、劣化判定手段６５は、分極指数Ｐの値に関らず、内部抵抗がほぼ一定の場合に、不可逆性劣化のみが生じていると判定する。

【0031】

なお、図６（ａ）は、可逆性劣化と不可逆性劣化が同時に生じている場合を示し、図６（ｂ）は、不可逆性劣化のみが生じている場合を示す。可逆性劣化のみが生じている場合は、図６（ａ）において、矢印Ｂの分だけ内部抵抗が小さくなる方向にオフセットさせた特性となる。

【0032】

ハイレート放電に伴う可逆性劣化は、車両に大きな負荷をかける走り方をすると発生しやすく、高速道路の走行時のように車両に大きな負荷をかけない走り方をすると発生しにくい。それゆえ、劣化判定手段６５による劣化状態の判定に基づいて、ドライバの運転の仕方を分析することができる。

【0033】

充放電電力制御手段６６（制限手段）は、バッテリ４０の劣化状態や充電状態、及び車両の負荷に応じて、バッテリ４０の放電電力及び充電電力を制御する指令をＰＣＵ５０へ送信する。例えば、充放電電力制御手段６６は、劣化判定手段６５により可逆性劣化を含む劣化が生じていると判定された場合には、可逆性劣化が回復するまでバッテリ４０の最大放電電力を制限する指令を、ＰＣＵ５０へ送信する。また、充放電電力制御手段６６は、劣化判定手段６５により不可逆性劣化のみが生じていると判定された場合に、それ以降、バッテリ４０の最大放電電力を制限する指令を、ＰＣＵ５０へ送信する。

【0034】

次に、バッテリ４０の可逆性劣化を判定して、バッテリ４０の放電電力を制限する処理手順について、図７のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ６０が、所定のサンプリング周期ΔＴで繰り返し実行する。

【0035】

まず、電流センサ６８により検出された電流Ｉ、及び電圧センサ６７により検出された電圧Ｖの値を取得する（Ｓ１０）。続いて、Ｓ１０で取得した電流Ｉを用いてＩ・ΔＴを算出するとともに、前回算出した電流積算値にＩ・ΔＴを加算して、今回の電流積算値を算出する（Ｓ１１）。

【0036】

続いて、前回算出した分極指数Ｐ、Ｓ１０で取得した電流Ｉ、及びＳ１１で算出したＩ・ΔＴを用いて、分極指数Ｐを算出する式から今回の分極指数Ｐを算出する（Ｓ１２）。続いて、バッテリ４０が放電中か否か判定する（Ｓ１３）。詳しくは、Ｓ１０で取得した電流Ｉが負の値か否か判定する。バッテリ４０が放電中でない場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、本処理を終了する。バッテリ４０が放電中の場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１４の処理に進む。

【0037】

続いて、Ｓ１２で算出した分極指数Ｐが、予め設定されている所定の分極指数と一致する場合に、Ｓ１０で取得した電流Ｉ及び電圧Ｖをメモリに記憶する（Ｓ１４）。所定の分極指数は、複数設定されており、例えば、所定の分極指数として、分極度合いの低いＰ１から分極度合いの高いＰ６まで６個の分極指数が設定されている。あるいは、ハイレート放電に伴う可逆性劣化は、分極度合いの高いときの内部抵抗に現れるため、所定の分極指数として、分極度合いの高い分極指数（例えばＰ４〜Ｐ６）だけが設定されていてもよい。

【0038】

続いて、バッテリ４０の放電がハイレート放電か否か判定する（Ｓ１５）。詳しくは、電流Ｉの大きさが第１閾値よりも大きいか否か判定する。第１閾値は、バッテリ４０の容量に応じた値に設定されている。

【0039】

電流Ｉの大きさが第１閾値以下であり、バッテリ４０の放電がハイレート放電でない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１４で電流Ｉ及び電圧Ｖを記憶したときには、今回記憶した電流Ｉ及び電圧Ｖのデータをメモリから消去する（Ｓ１６）。これにより、ハイレート放電でない時の電流Ｉ及び電圧Ｖが、バッテリ４０の内部抵抗の算出に用いられることがない。

【0040】

一方、電流Ｉの大きさが第１閾値よりも大きく、バッテリ４０の放電がハイレート放電の場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、所定の分極指数における内部抵抗を算出し、メモリに記憶する（Ｓ１７）。

【0041】

例えば、Ｓ１４で分極指数Ｐ６に対応する電流Ｉ及び電圧Ｖを記憶した場合には、前回までの処理で記憶されている分極指数Ｐ６に対応する電流Ｉ及び電圧Ｖの組と、今回記憶した分極指数Ｐ６に対応する電流Ｉ及び電圧Ｖの組を用いて、回帰直線を算出する。そして、算出した回帰直線の傾きを、分極指数Ｐ６に対応する内部抵抗とする。なお、前回までの処理で分極指数Ｐ６に対応する電流Ｉ及び電圧Ｖの組が記憶されていない場合、及び今回Ｓ１４において電流Ｉ及び電圧Ｖを記憶していない場合は、内部抵抗を算出しない。

【0042】

続いて、メモリに記憶されている分極指数ごとの内部抵抗に基づいて、可逆性劣化が生じているか否か判定する（Ｓ１８）。例えば、所定の分極指数をＰ１〜Ｐ６、対応する内部抵抗をＲ１〜Ｒ６とした場合、Ｒｎ＝ｆ（Ｐｎ）の傾き、すなわち分極指数Ｐｎの変化量に対する内部抵抗Ｒｎの変化量が第２閾値よりも大きいか否か判定する。あるいは、簡易的に、Ｒ６／Ｒ１が所定値よりも大きいか否か判定してもよい。

【0043】

分極指数Ｐｎの変化量に対する内部抵抗Ｒｎの変化量が第２閾値よりも大きい場合、あるいは、Ｒ６／Ｒ１が所定値よりも大きい場合には、可逆性劣化が生じていると判定し（Ｓ１８：ＹＥＳ）、放電電力制限の処理（Ｓ２０）に進む。なお、可逆性劣化が生じている場合には、可逆性劣化と不可逆性劣化とが生じている場合も含む。

【0044】

一方、分極指数Ｐｎの変化量に対する内部抵抗Ｒｎの変化量が第２閾値以下の場合には、可逆性劣化が生じていないと判定し（Ｓ１８：ＮＯ）、本処理を終了する。

【0045】

次に、放電電力の制限処理を行う（Ｓ２０）。Ｓ１８で可逆性劣化が生じていると判定した場合には、可逆性劣化が回復するまでバッテリ４０の最大放電電力を制限する。その後、本処理手順を繰り返し実行し、Ｓ１８で可逆性劣化を生じていると判定されなくなった場合に、最大放電電力を大きくして、最大放電電力の制限を緩和又は解除する。

【0046】

上記フローチャートにおいて、可逆性劣化が生じていないと判定した後（Ｓ１８：ＮＯ）、不可逆性劣化が生じているか否か判定することもできる。詳しくは、内部抵抗Ｒ１〜Ｒ６が第３閾値よりも大きい場合には、不可逆性劣化が生じていると判定し、内部抵抗Ｒｎが第３閾値以下の場合には、不可逆性劣化が生じていないと判定する。第３閾値は、初期状態のバッテリ４０の内部抵抗よりも大きな値である。不可逆性劣化が生じていると判定された場合には、回復不可能な劣化だけが生じているため、この判定以降、バッテリ４０の最大放電電力を制限する。このとき、内部抵抗Ｒｎの値が大きいほど、不可逆劣化が進んでいるので、最大放電電力を小さく制限する。

【0047】

また、不可逆性劣化が生じている場合、時間の経過とともに内部抵抗Ｒｎの値は大きくなり、不可逆性劣化が進行する。そこで、不可逆性劣化が進行し、内部抵抗Ｒｎの値が大きくなるのに応じて、最大放電電力を更に小さくして制限する。

【0048】

さらに、内部抵抗Ｒｎの値がバッテリ４０を使用不可能なほど大きくなった場合には、ドライバにバッテリ４０の劣化を通知してバッテリ４０の交換を促せば、ドライバは適切な時期にバッテリ４０を交換できる。

【0049】

また、不可逆性劣化の発生に応じてバッテリ４０の出力を制限した後に、本処理手順を繰り返し実行する中で、可逆性劣化を生じていると判定した場合には、不可逆性劣化の発生に応じて制限したバッテリ４０の最大放電電力を、可逆性劣化の発生に応じて更に制限する。すなわち、可逆性劣化及び不可逆性劣化が発生している場合には、不可逆性劣化に応じてバッテリ４０の最大放電電力を制限し、更に可逆性劣化に応じてバッテリ４０の最大放電電力を制限する。この場合、可逆性劣化に応じて最大放電電力を小さくした分は、可逆性劣化が解消した際に大きくする。以上で本処理を終了する。

【0050】

バッテリ４０の劣化に伴いバッテリ４０の出力を制限すると、モータ２０の出力が制限され、モータ２０から駆動輪９０へ伝達されるトルクが減少する。よって、この場合、図示しないエンジン制御装置により、モータ２０の出力低下分を補うように、エンジン１０の出力を大きくする。

【0051】

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0052】

・算出された分極指数Ｐが所定値になった時に、バッテリ４０の電流Ｉ及び電圧Ｖが記憶され、記憶されている電流Ｉ及び電圧Ｖの組を複数用いて、バッテリ４０の内部抵抗が算出される。したがって、所定の分極度合いとなったときに内部抵抗を算出するため、分極の影響を排除して高精度に内部抵抗を算出することができる。さらに、分極指数Ｐごとに内部抵抗を算出するため、分極指数Ｐに対する内部抵抗の特性を検出できる。

【0053】

・ハイレート放電時には、回復可能な可逆性劣化が生じることがある。可逆性劣化が生じている場合、放電に伴い分極の度合いが大きくなるほど、電圧降下が大きくなる。すなわち、可逆性劣化が生じている場合、分極の度合いが大きくなるほど、内部抵抗が大きくなる。そこで、算出された内部抵抗が、指標値が分極の度合いの大きくなる側へ変化するほど大きくなっている場合に、可逆性劣化が生じていると判定される。これにより、可逆性劣化を検出することができる。

【0054】

・可逆性劣化が生じていると判定された場合には、可逆性劣化が回復するまでバッテリ４０の最大放電電力が制限される。よって、可逆性劣化が生じている場合には、可逆性劣化の進行を抑え、可逆性劣化を回復させることができる。

【0055】

・分極指数Ｐの変化量に対する内部抵抗の変化量が第２閾値よりも大きい場合には、高精度に可逆性劣化を検出することができる。

【0056】

・可逆性劣化が生じていると判定されなくなった場合には、制限されていたバッテリ４０の最大放電電力が大きくされる。よって、回復可能な可逆性劣化と回復不可能な不可逆性劣化とを判別することなく、バッテリ４０の最大放電電力を制限する場合よりも、バッテリ４０の利用効率を向上させることができる。

【0057】

・容量劣化等の回復不可能な不可逆性劣化が生じると、分極度合いに関らず、内部抵抗が初期状態よりも大きくなる。そこで、分極指数Ｐの変化量に対する内部抵抗の変化量が第２閾値以下、且つ、内部抵抗が第３閾値よりも大きい場合には、不可逆性劣化が生じていると判定できる。

【0058】

・不可逆性劣化が生じていると判定された場合には、それ以降バッテリ４０の最大放電電力が制限される。これにより、回復不可能な劣化が生じているバッテリ４０を延命することができる。

【0059】

・不可逆性劣化が生じている場合には、内部抵抗が大きいほど劣化が進行しているため、内部抵抗が大きいほど、バッテリ４０の最大放電電力が小さくされる。これにより、回復不可能な劣化が進行しても、バッテリ４０を延命することができる。

【0060】

・分極指数Ｐごとに、電流Ｉ及び電圧Ｖの複数の組から回帰直線を算出し、算出した回帰直線の傾きを内部抵抗とできる。

【0061】

（他の実施形態）
・図２に破線で示すように、バッテリ４０の電池セルごとに温度センサ６９を設置し、温度センサ６９により検出された各電池セルの温度を用いて、算出された内部抵抗を補正してもよい。このようにすれば、より高精度に内部抵抗を算出できる。

【0062】

・分極指数Ｐごとに算出した内部抵抗に基づいて、可逆性劣化を生じているか否かだけを判定し、バッテリ４０の出力を制限してもよい。この場合、一般的な方法で算出した内部抵抗に基づいて、不可逆性劣化に応じたバッテリ４０の出力を制限すればよい。

【0063】

・本実施形態に係る二次電池の制御装置を適用する車両は、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車でもよい。

【0064】

・本実施形態に係る二次電池の制御装置を、整備工場等の試験装置に適用してもよい。本実施形態に係る二次電池の制御装置を適用した試験装置を用いて、バッテリ４０の劣化状態を判定すれば、判定結果を、ドライバの在住地域での車両制御方法の分析や、劣化しにくいバッテリの開発に利用できる。この場合、可逆性劣化が解消される前に、試験装置でバッテリ４０を検査する必要がある。

【符号の説明】

【0065】

４０…バッテリ、６１…分極指数算出手段、６２…電流積算値算出手段、６３…記憶手段、６４…内部抵抗算出手段、６７…電圧センサ、６８…電流センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】