特開 2024-31474 電動車両のバッテリ管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031474

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】電動車両のバッテリ管理装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20240229BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240229BHJP

   B60L 58/16 20190101ALI20240229BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240229BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 S

H02J7/00 P

H02J7/00 Y

B60L58/16

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135046

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】市來 智之

(72)【発明者】

【氏名】安部 浩史

(72)【発明者】

【氏名】草野 大志

(72)【発明者】

【氏名】秋山 大智

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503EA08

5G503FA06

5H030AA01

5H030AS08

5H030BB01

5H030BB21

5H030FF41

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC22

5H125BC09

5H125BC12

5H125EE22

5H125EE23

5H125EE25

(57)【要約】

【課題】バッテリの能力を十分に発揮することのできる電動車両のバッテリ管理装置を提供する。
【解決手段】駆動輪と、駆動輪の動力を発生する走行モータと、走行モータが消費する電力を蓄積するバッテリとを備える電動車両に搭載される電動車両のバッテリ管理装置である。バッテリ管理装置は、バッテリの状態を検出する検出部と、検出部の出力に基づいてバッテリの能力を表わす特性値を計算し、特性値に基づいてバッテリの充放電を管理するコントローラと、を備える。そして、コントローラは、特性値の劣化があった場合に、検出部の出力に基づいて特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別し、可逆劣化と判別した場合に、特性値を劣化前の値に戻す。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動輪と、前記駆動輪の動力を発生する走行モータと、前記走行モータが消費する電力を蓄積するバッテリとを備える電動車両に搭載される電動車両のバッテリ管理装置であって、
前記バッテリの状態を検出する検出部と、
前記検出部の出力に基づいて前記バッテリの能力を表わす特性値を計算し、前記特性値に基づいて前記バッテリの充放電を管理するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記特性値の劣化があった場合に、前記検出部の出力に基づいて前記特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別し、可逆劣化と判別した場合に、前記特性値を劣化前の値に戻すことを特徴とする電動車両のバッテリ管理装置。

【請求項2】

前記バッテリは、第１ＳＯＣ範囲においてｄＶ／ｄＱ特性線に複数のピークが現れる特性を有し、
前記コントローラは、前記第１ＳＯＣ範囲における前記検出部の出力に基づいて、前記特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別することを特徴とする請求項１記載の電動車両のバッテリ管理装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記ｄＶ／ｄＱ特性線のピークの数が比較基準よりも減少、あるいは、前記ピークが比較基準よりも緩やかになっていることに基づいて、前記特性値の劣化が可逆劣化であると判別することを特徴とする請求項２記載の電動車両のバッテリ管理装置。

【請求項4】

前記電動車両は、前記電動車両の動作を制御する車両コントローラを備え、
前記コントローラは、前記特性値の劣化の進行に応じて、前記車両コントローラに前記第１ＳＯＣ範囲にわたる放電或いは充電が行われるよう要求を行うことを特徴とする請求項２記載の電動車両のバッテリ管理装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記特性値の劣化が可逆劣化であると判別した場合に、前記特性値の計算を再度行い、前記特性値が回復していることを条件に、前記特性値を劣化前の値に戻すことを特徴とする請求項１記載の電動車両のバッテリ管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両のバッテリ管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バッテリのｄＱ／ｄＶ特性線に現れるピーク位置の変化に基づいて、バッテリにハイレート劣化以外の劣化が生じたことを判定する電池劣化判定システムについて記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０９６５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バッテリ管理装置においては、バッテリの能力を表わす特性値（満充電容量、内部抵抗等）が計算され、当該値が管理用の制御データとして登録されると、登録された値に基づいてバッテリの充放電が管理される。バッテリの特性値は、経年又は使用により次第に劣化していく一方、誤差によって回復した特性値が計算される場合がある。したがって、従来、回復した特性値が計算されても、バッテリ管理装置は、当該値を管理用の制御データとして登録しないのが通常であった。

【0005】

近年、バッテリの特性値は、可逆劣化により一時的に劣化し、その後、回復する場合があることが判明している。バッテリの特性値が回復したのに、劣化したときの特性値でバッテリの充放電が管理されると、電動車両においてバッテリの能力を十分に発揮できないという課題が生じる。

【0006】

本発明は、バッテリの能力を十分に発揮することのできる電動車両のバッテリ管理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、駆動輪と、前記駆動輪の動力を発生する走行モータと、前記走行モータが消費する電力を蓄積するバッテリとを備える電動車両に搭載される電動車両のバッテリ管理装置であって、
前記バッテリの状態を検出する検出部と、
前記検出部の出力に基づいて前記バッテリの能力を表わす特性値を計算し、前記特性値に基づいて前記バッテリの充放電を管理するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記特性値の劣化があった場合に、前記検出部の出力に基づいて前記特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別し、可逆劣化と判別した場合に、前記特性値を劣化前の値に戻すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、バッテリの能力を表わす特性値に可逆劣化が生じ、その後、バッテリの特性値が回復した場合に、コントローラは特性値を劣化前の値に戻すことができる。したがって、上記特性値が劣化時の値に維持されてしまうことが回避され、バッテリの能力を十分に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る電動車両及びバッテリ管理装置を示すブロック図である。

【図2】バッテリの特性値の変化を説明するタイムチャートである。

【図3】バッテリの充放電特性線の一例を示す図である。

【図4】可逆劣化が生じたときのバッテリの充放電特性線の一例を示す図である。

【図5】コントローラが実行する充放電の管理処理を示すフローチャートの一部である。

【図6】図５のフローチャートの他の一部である。

【図7】図５のフローチャートの残りの一部である。

【図8】第１ＳＯＣ範囲の充放電要求に基づき行われる制御処理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】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動車両及びバッテリ管理装置を示すブロック図である。

【0011】

本実施形態に係る電動車両１は、駆動輪２と、駆動輪２に伝達される動力を発生する走行モータ１１と、走行モータ１１を駆動するインバータ１２と、電力を蓄積するバッテリ１４と、バッテリ１４の電力を用いて駆動する電気機器１６と、運転操作がなされる操作部１８と、インバータ１２及び電気機器１６を制御する車両コントローラ２１と、バッテリ１４を管理するバッテリ管理装置３０とを備える。

【0012】

操作部１８は、操舵部１８ａ、アクセル操作部１８ｂ、ブレーキ操作部１８ｃ等を有する。操作部１８が操作されることで、操作部１８から車両コントローラ２１へ操作信号が送られる。

【0013】

車両コントローラ２１は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）又は通信を介して互いに連携して動作する複数のＥＣＵから構成される。車両コントローラ２１は、操作部１８からの操作信号を入力する。車両コントローラ２１は、バッテリ管理装置３０と通信を行う。車両コントローラ２１は、上記操作信号と、バッテリ管理装置３０からの通信データに基づいて、インバータ１２を制御し、当該制御により走行モータ１１を力行運転又は回生運転する。加えて、車両コントローラ２１は、電気機器１６を駆動制御できる。

【0014】

力行運転時、走行モータ１１はバッテリ１４の電力を消費する。回生運転時、走行モータ１１で発生した回生電力はバッテリ１４に送られることでバッテリ１４が充電される。

【0015】

電気機器１６は、ヒータ、コンプレッサ、低電圧機器の電源を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ等である。電気機器１６は、その他、どのような機器が含まれていてもよい。

【0016】

バッテリ管理装置３０は、バッテリ１４の状態を検出する検出部３２を備える。具体的には、検出部３２は、バッテリ１４の状態として電流及び電圧を検出する電流センサ３２ａ及び電圧センサ３２ｂを含む。検出部３２は、バッテリ１４の状態として温度を検出する温度センサ３２ｃを含んでもよい。なお、検出部３２は、バッテリ１４の電流、電圧及び温度を検出する構成に限られず、充放電の管理に必要な値を計算可能な状態を検出できればどのような電気的変量及び物理的変量を検出する構成が適用されてもよい。

【0017】

バッテリ管理装置３０は、コントローラ３４を更に備える。コントローラ３４は、１つのＥＣＵであるが、通信を介して互いに連携して動作する複数のＥＣＵから構成されてもよい。コントローラ３４は、検出部３２の検出結果を受け、バッテリ１４の充放電を管理する。

【0018】

バッテリ１４の能力を表わす特性値は、経年及び使用に伴って劣化する。当該能力には、満充電容量、出力可能電力及び入力可能電力が含まれ、能力を表わす特性値には内部抵抗が含まれる。満充電容量は、能力でもあり特性値でもある。内部抵抗は、出力可能電力及び入力可能電力を表わす特性値に相当する。すなわち、内部抵抗が大きくなると、入出力電流に対するバッテリの発熱量が大きくなるため、出力可能電力及び入力可能電力は小さくなる。なお、バッテリ１４の能力及びそれを表わす特性値は、上記の例に限られず、その他の量又は値が含まれていてもよい。

【0019】

バッテリ管理装置３０は、上記の特性値に応じて、バッテリ１４の能力を超えないように、バッテリ１４の充放電を管理する。具体的には、バッテリ管理装置３０は、バッテリ１４の満充電容量に基づき、バッテリ１４のＳＯＣ（State Of Charge）が１００％以上にならないように、また、バッテリ１４のＳＯＣが著しく低い値とならないように充放電を管理する。当該管理は、例えば、バッテリ１４のＳＯＣが低いときに車両コントローラ２１に走行モータ１１の出力パワーを制限させること、並びに、バッテリ１４のＳＯＣが高いときに車両コントローラ２１に走行モータ１１の回生制動を制限させること等により実現される。さらに、バッテリ管理装置３０は、バッテリ１４の内部抵抗に基づき、バッテリ１４の出力可能電力及び入力可能電力を設定し、設定された出力可能電力及び入力可能電力を超えないように車両コントローラ２１に走行モータ１１の力行運転及び回生運転を行わせる。出力可能電力及び入力可能電力を設定する際には、バッテリ管理装置３０は内部抵抗に加えバッテリ１４の温度に基づいて設定を行ってもよい。

【0020】

コントローラ３４は、能力を表わす特性値が登録される記憶部３４ａ、３４ｂを有してもよい。そして、コントローラ３４は、各時点に計算された特性値、あるいは、実際の特性値ではなく、記憶部３４ａ、３４ｂに登録されている特性値に基づいて充放電の管理を行ってもよい。すなわち、特性値に変化があっても、当該変化はすぐに充放電の管理に反映されず、記憶部３４ａ、３４ｂの特性値が更新された場合に、特性値の変化が充放電の管理に反映されてもよい。

【0021】

記憶部３４ａ、３４ｂに登録された特性値、或いは、当該特性値から求められるバッテリ１４の能力は、通信により車両コントローラ２１に渡される値であってもよい。また、記憶部３４ａに登録された満充電容量は、運転席の表示パネル、ユーザの携帯機器等に表示される値であってもよいし、これらに表示されるＳＯＣを計算する際に適用された値であってもよい。同様に、記憶部３４ｂに登録された内部抵抗の値、或いは、当該値から求められる出力可能電力及び入力可能電力は、運転席の表示パネル、ユーザの携帯機器等に表示される値であってもよい。

【0022】

コントローラ３４は、記憶部３４ａ、３４ｂの値を、特性値を求めるたびに更新してもよいし、所定の条件に従って更新してもよい。例えば、バッテリ１４の内部抵抗は、バッテリ１４の使用時に比較的大きく変動し、また、バッテリ１４の使用時に高い頻度で計算できる。一方、記憶部３４ｂに登録される内部抵抗の値は、出力可能電力及び入力可能電力を決定するために使用されるので、短い期間内に生じる変動分を除いた中長期にわたる平均化された変動分が反映された値となることが望ましい。したがって、コントローラ３４は、高い頻度で計算されるバッテリ１４の内部抵抗を、例えば所定サイクル（所定期間や所定運転回数など）分収集し、これらを統計処理して平均化された内部抵抗を求め、当該値を記憶部３４ｂに登録するようにしてもよい。

【0023】

＜バッテリの特性＞
図２は、バッテリの特性値の変化を説明するタイムチャートである。図２に示すように、バッテリ１４の特性値（満充電容量及び内部抵抗）及び能力（満充電容量、出力可能電力及び入力最大電力）は、経年又は使用に伴って劣化していく。一方、期間Ｔ１に示すように、バッテリ１４の特性値及び能力は、一時的に劣化し、その後、数時間或いは数日かけて回復する場合がある。このように、その後に回復する劣化が可逆劣化である。一方で、コントローラ３４が任意のタイミングｔ１において特性値及び能力を計算により求めた場合、誤差によって以前よりも回復した値ａ１が求められる場合がある。

【0024】

ここで、比較例のコントローラが、可逆劣化後の回復なのか、あるいは、誤差による値の振れなのかを判別できない場合を想定する。この場合、バッテリ１４の特性値及び能力として以前より回復した値が計算された場合でも、誤差による可能性があるため、比較例のコントローラは、回復した値を充放電の管理に使用することが難しい。実際はバッテリ１４の能力が回復していないのに、回復した値を管理に使用すると、バッテリ１４の能力を超えた充放電が行われる可能性が生じるからである。したがって、比較例のコントローラは、回復した特性値を計算により求めても、管理上の特性値を更新することなく、その後も、回復以前の特性値を用いて充放電の管理を行うことになる。

【0025】

図２の「比較例の登録値」は、比較例のバッテリ管理装置の特性値及び能力の登録値の一例を示す。「実施形態の登録値」は、実施形態のバッテリ管理装置３０の特性値及び能力の登録値の一例を示す。「登録値」とは、記憶部３４ａ、３４ｂに登録されてコントローラ３４が充放電の管理に使用する値、並びに、当該値から換算される能力の値を意味する。「登録値」は、各時点における特性値及び能力の真値と異なっていてもよい。

【0026】

期間Ｔ１に示すように、比較例では、バッテリ１４が可逆劣化の後に回復しても、管理上は可逆劣化したときの特性値が充放電の管理に使用され、バッテリ１４の能力を最大限発揮できない場合が生じる。一方、実施形態のコントローラ３４は、可逆劣化であるのか否かを判別する処理を行うことで、可逆劣化後に特性値が回復した場合に、回復した特性値を反映して充放電の管理を行うことができる。よって、バッテリ１４の能力を十分に発揮することができる。

【0027】

＜可逆劣化の特性＞
図３は、バッテリの充放電特性線の一例を示す図である。図４は、可逆劣化が生じたときのバッテリの充放電特性線の一例を示す図である。図３及び図４は、ＳＯＣが低い値から高い値にかけて安定した充電（例えば定電流充電）を行ったとき、あるいは、ＳＯＣが高い値から低い値に安定した放電（例えば定電流放電）を行ったときの特性線を示す。「Ｖ」は電圧（例えば、ＣＣＶ：Closed circuit voltage）、「Ｑ」は蓄電量であり、「ｄＶ／ｄＱ」は電圧Ｖの蓄電量Ｑによる微分を示す。

【0028】

バッテリ１４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１においてｄＶ／ｄＱ特性線に複数のピークｂが現れる特性を有する。当該特性を有するバッテリ１４としては、例えば黒鉛系の負極を有するリチウムイオン二次電池を適用できる。

【0029】

複数のピークｂが現れる第１ＳＯＣ範囲Ｄ１は、例えばＳＯＣ２０％の周辺など、経年又は使用に伴って大きく変化しない予め定まった範囲である。第１ＳＯＣ範囲Ｄ１は、電池セルの構造によっては、例えばＳＯＣ５０％の周辺など、異なる範囲となる場合もある。また、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１は、経年又は使用に伴って予測可能にシフトしてもよい。

【0030】

図４に示すように、バッテリ１４に可逆劣化が生じた場合、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂに変化が生じる。より具体的には、ピークｂの個数の減少し、ピークｂの緩急度が緩やかな方に変化し、複数のピークｂがある場合には、複数のピークｂの位置の偏差が小さくなる。そして、可逆劣化が回復すると、ｄＶ／ｄＱ特性線において図３に示したような元の個数及び形状のピークｂに戻る。

【0031】

＜可逆劣化の判別処理＞
コントローラ３４は、判別処理として、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂの変化の有無を判別することで、特性値及び能力の劣化が可逆劣化であるか否かを判別する。

【0032】

具体的には、当該判別処理において、コントローラ３４は、ピーク数が閾値以下に減少したか、ピークの緩急の度合が閾値以下になるか、あるいは、複数のピーク位置の偏差が閾値以下になるかを判別する。あるいは、コントローラ３４は、上記複数の条件のうち２つ又は３つが満たされたか判別してもよい。そして、コントローラ３４は、当該判別の結果がＹＥＳである場合に、可逆劣化であると判別する。

【0033】

ここで、ピークｂの変化とは、比較基準のピークｂから、観測されたピークｂへの変化を意味する。比較基準のピークｂは、初期状態のバッテリ１４が有するピークｂであり、試験又はシミュレーション等で求められ、その個数及び形状が予めコントローラ３４に与えられていてもよい。あるいは、比較基準のピークｂは、バッテリ１４が安定的に放電又は充電されたときにコントローラ３４により観測された以前のｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂであってもよい。

【0034】

上記の判別処理によれば、コントローラ３４は、回復した特性値が求められた場合に、可逆劣化後の回復なのか、誤差による値の振れなのかを判別することができる。そして、コントローラ３４は、可逆劣化後の回復と判別した場合に、管理上の特性値（記憶部３４ａ、３４ｂに登録される特性値）を劣化前の値、すなわち回復した特性値に戻すことができる。よって、その後に、バッテリ１４の能力を十分に発揮することができる。

【0035】

コントローラ３４は、上記の判別処理を行うために、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１のｄＶ／ｄＱ特性線を取得する必要がある。したがって、コントローラ３４は、バッテリ１４の特性値の劣化の進行に応じて、進行の早い劣化が生じた場合など、可逆劣化の可能性が高い場合に限って、上記の判別処理を実行してもよい。さらに、判別処理を行う場合には、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１のｄＶ／ｄＱ特性線が速やかに取得できるよう、コントローラ３４は、車両コントローラ２１に第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の充電又は放電が行われるよう要求を送信してもよい。

【0036】

車両コントローラ２１は、当該要求に基づき、運転操作に応じた車両制御と並行して、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１に渡る充電又は放電が行われるように走行モータ１１及び電気機器１６を制御する。例えば、バッテリ１４のＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲Ｄ１より高い値にあれば、車両コントローラ２１は、電力を消費することでＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲Ｄ１以下となるように走行モータ１１又は電気機器１６を制御する。当該制御により、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる放電が実現する。また、ＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の下限よりも高い状態で、外部充電等の充電が行われる場合には、車両コントローラ２１又はコントローラ３４は、一旦、バッテリ１４の電力を外部に放出（あるいは電気機器１６等により使用）する。そして、車両コントローラ２１又はコントローラ３４は、ＳＯＣを第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の下限まで下げ、その後に、バッテリ１４の充電を行う。当該制御により、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる充電が実現する。以上のような処理により、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１のｄＶ／ｄＱ特性線を速やかに取得し、可逆変化であるか否かの判別を行うことができる。

【0037】

コントローラ３４は、上記の判別処理の結果が可逆劣化である場合、その後に再度、特性値の計算を行い、特性値が回復していることを条件に、管理上の特性値（記憶部３４ａ、３４ｂに登録される特性値）を劣化前の値、すなわち回復した値に戻してもよい。あるいは、上記の条件に加えて、コントローラ３４は、その後に再度、ｄＶ／ｄＱ特性線を取得し、ピークが元に戻っていることを条件に、管理上の特性値を劣化前の回復した値に戻してもよい。このような処理により、バッテリ１４が実際に回復する前に、管理上の特性値が回復した値に戻されてしまうことを抑制できる。

【0038】

＜充放電の管理処理＞
続いて、コントローラが実行する充放電の管理処理について詳細な一例を説明する。図５～図７は、充放電の管理処理を示すフローチャートである。

【0039】

充放電の管理処理では、コントローラ３４は、ステップＳ１～Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１９のループ処理において、ステップＳ１、Ｓ２の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラ３４は、検出部３２の出力からバッテリ１４の電流、温度及び電圧の値を取得し（ステップＳ１）、記憶部３４ａ、３４ｂの特性値に基づき充放電を管理する（ステップＳ２）。ステップＳ２の管理では、コントローラ３４は、車両コントローラ２１から放電要求又は充電要求を受けた場合に、能力を超えた放電又は充電が行われないように、放電又は充電の許可又は不許可を決定し、決定事項を車両コントローラ２１に返信する。

【0040】

コントローラ３４は、更に上記のループ処理において、特性値（満充電容量及び内部抵抗）の計算条件を満たすか判別する（ステップＳ３）。その結果がＮＯであれば、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の充放電要求フラグが有効であるか判別し（ステップＳ１１）、可逆劣化フラグが有効であるか判別する（ステップＳ１９）。そして、ステップＳ１１、Ｓ１９の判別の両方の結果がＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１に戻す。

【0041】

上記の特性値の計算条件とは、ステップＳ１の検出値の取得の繰り返しにより満充電容量を特定できるだけの検出値を収集したこと、あるいは、統計処理により内部抵抗の平均的な値を特定できるだけの検出値を収集したことなどである。さらに、上記の計算条件には、前回の特性値の計算から所定の期間（バッテリ１４の使用期間）又は所定の電気量の放電又は充電があったかなど、その他の条件が加わっていてもよい。

【0042】

上記のループ処理において、ステップＳ３の結果がＹＥＳであれば、コントローラ３４は、収集された電流、温度及び電圧の検出値に基づいて特性値（満充電容量及び内部抵抗）を計算する（ステップＳ４）。そして、コントローラ３４は、特性値が前回の値から劣化しているか判別し（ステップＳ５）、ＹＥＳであれば、劣化した特性値を記憶部３４ａ、３４ｂに登録する（ステップＳ６）。この登録値の更新により、以降のステップＳ２では、更新された特性値で充放電の管理が行われることになる。

【0043】

次に、コントローラ３４は、特性値の劣化度が第１閾値以上であるか判別する（ステップＳ７）。劣化度が大きいときには可逆劣化である可能性があり、当該ステップにおいて、コントローラ３４は、その可能性を確認する。さらに、コントローラ３４は、当該劣化の期間に第２閾値以上の充電又は放電（あるいは閾値以上の充電量又は放電量）があったか判別する（ステップＳ８）。過大な充電又は放電、あるいは、過大な充電量又は放電量があった場合に、バッテリ１４は可逆劣化を生じる可能性があり、当該ステップにおいて、コントローラ３４は、その可能性を確認する。第１閾値及び第２閾値は、可逆劣化の可能性の有無を識別する値に設定されている。

【0044】

そして、ステップＳ７、Ｓ８のいずれかの判別結果がＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。一方、ステップＳ７、Ｓ８の両方の判別結果がＹＥＳであれば、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲にわたる充放電の要求を、車両コントローラ２１に送る（ステップＳ９）。そして、コントローラ３４は、当該要求中であることを示す充放電要求フラグを有効とする（ステップＳ１０）。

【0045】

ループ処理のステップＳ１１で充放電要求フラグが有効と判別されると、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の検出値（電流、温度及び電圧）が取得されたか判別する（ステップＳ１２）。そして、判別の結果がＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。

【0046】

一方、ステップＳ９の要求により第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる充電又は放電が行われて、ステップＳ１２の判別の結果がＹＥＳとなれば、コントローラ３４は、充放電要求フラグを無効に戻す（ステップＳ１３）。そして、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の充電時又は放電時におけるＳＯＣ‐電圧の特性曲線をマップ化する（ステップＳ１４）。さらに、コントローラ３４は、マップ化された特性曲線を微分してｄＶ／ｄＱ特性線を生成する（ステップＳ１５）。そして、コントローラ３４は、ｄＶ／ｄＱ特性線に現れるピークｂの位置、個数及び緩急を計算し（ステップＳ１６）、可逆劣化の条件に該当するか判別する（ステップＳ１７）。当該条件は、例えば、ピークｂの個数が閾値以下に減少したか、複数のピークｂの位置の分散値が閾値以下に減少したか、ピークｂの緩急が閾値以上に緩くなったか等である。

【0047】

ステップＳ１７の判別の結果、ＹＥＳであれば、コントローラ３４は、可逆劣化であることを示す可逆劣化フラグを有効とし（ステップＳ１８）、ＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。

【0048】

ループ処理においてステップＳ１９の処理で可逆劣化フラグが有効と判別されると、コントローラ３４は、可逆劣化の回復期間（例えば予め定められた一定の期間）が経過したか判別する（ステップＳ２０）。その結果、ＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。一方、ＹＥＳであれば、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる検出（電流、温度及び電圧の検出値）が回復期間後に行われたか判別し（ステップＳ２１）、ＮＯであれば、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。一方、ＹＥＳであれば、ステップＳ１４～Ｓ１６と同様の処理により、コントローラ３４は、ｄＶ／ｄＱ特性線に現れるピークｂの位置、個数及び緩急を計算する（ステップＳ２２）。そして、コントローラ３４は、ピークｂが可逆劣化前の個数及び形状に戻っているか判別し（ステップＳ２２）、ＮＯであれば、そのまま処理をステップＳ１からのループ処理に戻すが、ＹＥＳであれば、ピーク回復フラグを有効とする（ステップＳ２４）。

【0049】

そして、上述のステップＳ４で特性値が計算され、ステップＳ５でＮＯ（特性値が回復）と判別されたら、コントローラ３４は、可逆劣化フラグとピーク回復フラグとが有効か判別する。そして、ＹＥＳであれば、コントローラ３４は、可逆劣化フラグとピーク回復フラグとを無効に戻し（ステップＳ２６）、劣化前の特性値（すなわち回復した特性値）を記憶部３４ａ、３４ｂに登録する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の劣化前の特性値とは、可逆劣化と判別される前に計算されていた特性値であってもよいし、新たに計算されて前回の特性値よりも回復している特性値であってもよい。ステップＳ２５の判別結果がＮＯの場合、あるいは、ステップＳ２７の登録を行ったら、コントローラ３４は、処理をステップＳ１からのループ処理に戻す。ステップＳ２７の登録値の更新により、以降のステップＳ２では、回復された特性値で充放電の管理が行われることになる。すなわち、バッテリ１４の能力を十分に発揮させることができる。

【0050】

上述した充放電の管理処理のプログラムは、コントローラ３４の記憶部３４ｅなど、非一過性の記憶媒体（non transitory computer readable medium）に記憶されている。コントローラ３４は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述した充放電の管理処理のプログラムを記憶していてもよい。

【0051】

＜充放電制御＞
図８は、第１ＳＯＣ範囲の充放電要求に基づき行われる制御処理を示すフローチャートである。当該制御処理は、図５のステップＳ９の要求に基づいて、車両コントローラ２１により実行される処理である。あるいは、図８の制御処理は、上記の要求に基づいて、バッテリ管理装置３０のコントローラ３４が実行してもよい。

【0052】

上記要求があると、車両コントローラ２１は、バッテリ１４のＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲Ｄ１（図３及び図４を参照）の上限以上か判別する（ステップＳ３１）。その結果、ＹＥＳであれば、車両コントローラ２１は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の下限以下まで、定電流の放電が行われるように走行モータ１１又は電気機器１６の駆動を行う（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理により、バッテリ１４において第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる安定的な放電処理が行われ、バッテリ管理装置３０のコントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる放電特性線を取得できる。なお、上記の定電流の放電は、厳密な定電流でなくてもよく、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂが正常に検出できる程度に安定した放電であればよい。

【0053】

一方、ステップＳ３１の判別結果がＮＯである場合、車両コントローラ２１は、プラグ充電が開始されたか判別し（ステップＳ３３）、ＮＯであればステップＳ３１に処理を戻す。プラグ充電とは、電動車両１の外部から電源ケーブルを介して電力を取り込んでバッテリ１４の充電を行うことを意味する。なお、ステップＳ３３のプラグ充電の代わりに、内燃機関による安定的な発電によるバッテリ１４の充電が適用されてもよいし、地上施設の送電コイルから電動車両１に搭載された受電コイルへの非接触充電が適用されてもよい。

【0054】

そして、ステップＳ３３の判別結果がＹＥＳになると、車両コントローラ２１は、バッテリ１４のＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の下限未満であるか判別する（ステップＳ３４）。その結果、ＹＥＳであれば、車両コントローラ２１は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の上限まで定電流充電を行わせる（ステップＳ３６）。当該充電により、バッテリ１４において第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる安定的な充電処理が行われ、バッテリ管理装置３０のコントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる充電特性線を取得できる。

【0055】

一方、ステップＳ３４の結果がＮＯであれば、車両コントローラ２１は、一旦、バッテリ１４のＳＯＣが第１ＳＯＣ範囲の下限以下になるまで放電を行わせ、その後に、第１ＳＯＣ範囲の上限以上まで定電流充電を行わせる（ステップＳ３５）。当該充電により、バッテリ１４において第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる安定的な充電処理が行われ、バッテリ管理装置３０のコントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる充電特性線を取得できる。ステップＳ３５の放電は、外部の充電設備（電力系統）への放電であってもよいし、電動車両１の電気機器１６への放電、あるいは、電動車両１に接続された外部の電気機器への放電であってもよい。なお、ステップＳ３５、Ｓ３６の定電流充電は、厳密な定電流でなくてもよく、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂが正常に検出できる程度に安定した充電であればよい。

【0056】

このような充放電の制御処理により、バッテリ１４に可逆劣化の可能性が生じてバッテリ管理装置３０のコントローラ３４から第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の充放電の要求がなされた場合に、速やかに第１ＳＯＣ範囲Ｄ１の安定的な充電又は放電を実施することができる。

【0057】

上述した充放電の制御処理のプログラムは、車両コントローラ２１の記憶部２１ａなど、非一過性の記憶媒体に記憶されている。車両コントローラ２１は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述した充放電の管理処理のプログラムを記憶していてもよい。当該充放電の制御処理をバッテリ管理装置３０のコントローラ３４が実行する場合には、上述した説明において車両コントローラ２１をコントローラ３４と読み替えればよい。

【0058】

以上のように、本実施形態のバッテリ管理装置３０によれば、コントローラ３４は、バッテリ１４の特性値の劣化が有った場合に、検出部３２の出力に基づいて特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別する。そして、コントローラ３４は、可逆劣化と判別した場合に、特性値を劣化前の値に戻す。したがって、バッテリ１４の特性値が可逆劣化の後に回復した場合に、回復した特性値に応じた充放電の管理がなされ、バッテリ１４の能力を十分に発揮できる。さらに、可逆劣化か否かの判別により、単なる誤差で回復したように見える場合と区別して特性値を劣化前の値（回復した値）に戻すので、バッテリ１４の能力を超える充放電が行われてしまうことを抑制できる。

【0059】

さらに、本実施形態のバッテリ管理装置３０によれば、管理するバッテリ１４は第１ＳＯＣ範囲Ｄ１においてｄＶ／ｄＱ特性線に複数のピークｂが現れる特性を有する。そして、コントローラ３４は、第１ＳＯＣ範囲Ｄ１における検出部３２の出力に基づいて、特性値の劣化が可逆劣化か否かを判別する。より具体的には、コントローラ３４は、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークの数が比較基準よりも減少、あるいは、ピークが比較基準よりも緩やかになっていることに基づいて、特性値の劣化が可逆劣化であると判別する。このような判別の手法により、コントローラ３４は、より正確に可逆劣化か否かを判別することができる。なお、可逆劣化か否かの判別手段としては、バッテリ１４の特性に応じた別の手段が適用されてもよい。

【0060】

さらに、本実施形態のバッテリ管理装置３０によれば、コントローラ３４は、特性値の劣化の進行に応じて、車両コントローラ２１に第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる放電或いは充電が行われるよう要求を行う。したがって、可逆劣化の可能性が有る場合に、コントローラ３４は、速やかに第１ＳＯＣ範囲Ｄ１にわたる放電特性線又は充電特性線を得て、より正確な可逆劣化の判別が可能となる。

【0061】

さらに、本実施形態のバッテリ管理装置３０によれば、コントローラ３４は、特性値の劣化が可逆劣化であると判別した場合に、特性値の計算を再度行い、特性値が回復していることを条件に、特性値を劣化前の値に戻す。このような再確認の処理により、実際には回復していないのに、特性値を回復した値に戻してしまうという不都合を低減できる。

【0062】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、図５～図７の充放電の管理処理においては、コントローラ３４は、ステップＳ２１～Ｓ２５の処理により、ｄＶ／ｄＱ特性線のピークｂが回復していることを条件に、特性値を回復した値に戻している。しかし、コントローラ３４は、ピークｂの回復は確認せずに、特性値を回復した値に戻してもよい。また、コントローラ３４は、特性値の回復を確認せずに、可逆劣化と判別した場合に、回復期間を待って特性値を劣化前の値に戻してもよい。また、上記実施形態では、バッテリ管理装置３０が１つのバッテリ１４の総合的な特性値に基づき充放電を管理する例を示した。しかし、本発明に係るバッテリ管理装置は、１つのバッテリに含まれる複数の電池セルの個々の特性値に基づいてバッテリ全体、あるいは、個々の電池セルの充放電を管理してもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 電動車両
２ 駆動輪
１１ 走行モータ
１２ インバータ
１４ バッテリ
１６ 電気機器
１８ 操作部
２１ 車両コントローラ
２１ａ 記憶部
３０ バッテリ管理装置
３２ 検出部
３２ａ 電流センサ
３２ｂ 電圧センサ
３２ｃ 温度センサ
３４ コントローラ
３４ａ、３４ｂ 記憶部
３４ｅ 記憶部
Ｄ１ 第１ＳＯＣ範囲
ｂ ピーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】