特許 7471980 二次電池の下限電圧設定方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】二次電池の下限電圧設定方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240415BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240415BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240415BHJP

   B60L 58/14 20190101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

H01M10/48 301

H01M10/44 P

H02J7/00 P

B60L58/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020164900

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022056905

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】室田 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】木庭 大輔

(72)【発明者】

【氏名】入江 崇之

(72)【発明者】

【氏名】加藤 学

(72)【発明者】

【氏名】和田 陽介

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１７６２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７０８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５８６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５０９２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｂ６０Ｌ ５８／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定方法であって、
車両から得た情報に基づき前記二次電池から電力が出力される時間の長さを推定して出力時間推定値を算出し、
前記二次電池の温度を示す電池温度を取得し、
前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を前記出力時間推定値及び前記電池温度に基づき切り替えながら前記下限電圧設定値を変化させる下限電圧設定方法。

【請求項2】

前記出力時間推定値が出力時間閾値以上となった長時間出力時には、前記電池温度が予め設定した温度閾値未満の間は前記下限電圧設定値を前記電池温度の上昇に合わせて小さくし、前記電池温度が前記温度閾値以上の間は前記下限電圧設定値を前記電池温度の上昇に合わせて大きくし、
前記出力時間推定値が出力時間閾値未満となった短時間出力時には、前記下限電圧設定値を前記電池温度の上昇に合わせて小さくする請求項１に記載の下限電圧設定方法。

【請求項3】

前記二次電池の負極活性度を算出し、
前記長時間出力時には前記負極活性度が高くなるほど前記下限電圧設定値を高くし、
前記短時間出力時には前記負極活性度が高くなるほど前記下限電圧設定値を低くする請求項２に記載の下限電圧設定方法。

【請求項4】

前記負極活性度は、前記二次電池が搭載される前記車両の始動時又は予め設定した所定の周期で算出される請求項３に記載の下限電圧設定方法。

【請求項5】

前記出力時間推定値は、前記二次電池が搭載される前記車両の車速及びアクセル開度に基づき算出され、前記アクセル開度の変化量がアクセル開度閾値以上になる度に算出される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の下限電圧設定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、車両の駆動用二次電池として利用される二次電池の下限電圧設定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の燃費向上を達成するために、車両に搭載される駆動用二次電池には電池の抵抗低減が求められている。電池の抵抗を低減することで二次電池の出力が向上するためである。この二次電池の抵抗を低減する方法の１つとしては、二次電池を構成する部材の変更があるが、部材の変更には大きな開発コストと長い時間を要する。

【0003】

また、二次電池は、二次電池からの電力の出力を許容する出力電圧の下限値である下限電圧を二次電池の出力電圧が下回らないように制御を行う。二次電池の出力電圧が下限電圧を下回ると二次電池の特性の劣化が進むためである。そのため、二次電池では、実際の下限電圧に対して余裕をもった下限電圧設定値を設定し、出力電圧がこの下限電圧設定値を常に上回るように、出力制御を行う。

【0004】

このようなことから、二次電池の急速な劣化を防止しながら出力を最大限引き出す方法として、二次電池からの電力の出力を許容する電池出力の下限値である下限電圧設定値を制御する方法がある。このような下限電圧設定値の制御方法が特許文献１、２に開示されている。

【0005】

特許文献１に記載の車両用電池制御装置は、主活物質と添加物としての金属化合物を含む正極を有する車両用の電池モジュールの放電を制御する。車両用電池制御装置は、電池モジュール１０のＳＯＣを取得するＳＯＣ算出部と、電池モジュールの温度を取得する温度取得部と、電池モジュールの下限電圧を設定する下限電圧設定部５３とを備える。そして、下限電圧設定部は、下限電圧を、ＳＯＣが高いときほど高い値とし、ＳＯＣが低いときほど低い値として設定するとともに、下限電圧のＳＯＣ当たりの変化が取得される電池温度が高いときほど高い値とし、取得される電池温度が低いときほど低い値となるように設定する。

【0006】

特許文献２に記載の電池制御装置は、主活物質と添加物としての金属化合物とを含む正極を有する二次電池の放電を制御する電池制御装置であって、二次電池の満充電容量に対する残容量の割合を示す充電状態を取得するＳＯＣ算出部と、二次電池の温度を取得する温度取得部と、二次電池の下限電圧を設定する下限電圧設定部とを備える。そして、下限電圧設定部は、下限電圧を、二次電池の直近ＳＯＣが低いほど高い値として設定するとともに、二次電池の直近ＳＯＣが同一である条件下において取得される温度が高いほど高い値として設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１６－０９６１０５号公報

【文献】特開２０１６－１７０８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では必ずしも二次電池の使用態様の一部の領域では、下限電圧が適切に制御できないことが発明者らの検討で判明した。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の下限電圧が適切に制御することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の二次電池の下限電圧設定方法の一態様は、二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定方法であって、車両から得た情報に基づき前記二次電池から電力が出力される時間の長さを推定して出力時間推定値を算出し、前記二次電池の温度を示す電池温度を取得し、前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を前記出力時間推定値及び前記電池温度に基づき切り替えながら前記下限電圧設定値を変化させる。

【0011】

本発明の二次電池の下限電圧設定方法の別の態様は、二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定方法であって、前記二次電池の負極活性度を算出し、前記負極活性度が高くなるほど前記下限電圧設定値を低くする。

【0012】

本発明の二次電池の下限電圧設定方法の別の態様は、二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定方法であって、前記二次電池の温度を示す電池温度を取得し、前記電池温度が高くなるほど前記下限電圧設定値を低くする。

【0013】

本発明の二次電池の下限電圧設定方法は、二次電池の使用態様の一部の領域において制御に用いる制御パラメータ値の上昇に伴い下限電圧設定値を低くする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の電池の下限電圧設定方法によれば、二次電池の下限電圧を適切に制御出来る範囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態１にかかる電池システムのブロック図である。

【図2】実施の形態１にかかる二次電池の下限電圧の特性を説明するグラフである。

【図3】実施の形態１にかかる下限電圧設定装置の動作を説明するフローチャートである。

【図4】実施の形態２にかかる電池システムのブロック図である。

【図5】実施の形態２にかかる二次電池の下限電圧の特性を説明するグラフである。

【図6】実施の形態２にかかる下限電圧設定装置の動作を説明するフローチャートである。

【図7】実施の形態２にかかる下限電圧設定装置で用いられる負極活性度を説明するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0017】

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0018】

以下の説明では、二次電池の下限電圧の値を二次電池の状態に応じて上下させる下限電圧設定方法について説明する。この下限電圧設定方法は、下限電圧設定方法に含まれる処理を実行する下限電圧設定プログラムを実行可能な演算部を備える演算装置において行われる演算処理或いは自動処理、下限電圧設定方法に含まれる処理を実行する専用ハードウェアを備える下限電圧設定装置、により実現される。

【0019】

なお、以下で説明する下限電圧設定方法は、二次電池以外が搭載される車両とは離れた遠隔地にある演算装置において、自動処理、或いは、演算処理を用いて実現することもできる。以下の説明では、二次電池を利用する車両に搭載される演算部を下限電圧設定装置とする。そして、この下限電圧設定装置を、下限電圧設定方法を実現する下限電圧設定方法を実現する下限電圧設定プログラムを演算部において実行するものとする。以下の説明では、下限電圧設定プログラムの処理のかたまりを処理部ブロックとするブロック図を用いて下限電圧設定装置を説明する。また、以下の説明では、下限電圧設定装置と二次電池とを備えるシステムを電池システムと称す。

【0020】

実施の形態１
図１に実施の形態１にかかる電池システム１のブロック図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる電池システム１は、二次電池１１により車両に電力を供給する。そして、下限電圧設定装置１０が二次電池１１に電力の出力を許容する出力電圧の下限値である下限電圧設定値を二次電池１１の仕様状態に応じて更新しながら保持する。そして、二次電池１１の電力を利用する上位システム（不図示）は、下限電圧設定装置１０が保持する下限電圧設定値を参照し、二次電池１１の出力電圧が下限電圧設定値を下回らないように二次電池１１から電力を取り出す。

【0021】

下限電圧設定装置１０は、車両から得た情報に基づき二次電池１１から電力が出力される時間の長さを推定して出力時間推定値を算出し、二次電池の温度を示す電池温度を取得する。そして、下限電圧設定装置１０は、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を出力時間推定値及び電池温度に基づき切り替えながら下限電圧設定値を変化させる。上記処理を実現するために、下限電圧設定装置１０は、電池温度検出部２１、出力時間推定部２２、下限電圧設定値更新部２３、下限電圧設定値保持部２４を有する。

【0022】

電池温度検出部２１は、二次電池１１の温度を検出して二次電池１１の温度を示す電池温度を取得する。出力時間推定部２２は、図示しない車両側のシステムより得た情報に基づき、車両側で二次電池１１から電力が出力される時間の長さである出力時間推定値を算出する。出力時間推定部２２は、例えば、現在の車両速度、アクセル開度等を参照して出力時間推定値を算出する。下限電圧設定値保持部２４は、下限電圧設定値を保持する。そして、下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値と電池温度とに基づき下限電圧設定値保持部２４に保持されている下限電圧設定値の値を更新する。実施の形態１では、下限電圧設定値更新部２３の動作に特徴の１つがあるため、以下で下限電圧設定値更新部２３の動作の詳細について説明する。

【0023】

下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値及び電池温度を用いて下限電圧設定値を更新する。このとき、下限電圧設定値更新部２３は、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を出力時間推定値及び電池温度に基づき切り替えながら下限電圧設定値を変化させる。

【0024】

より具体的には、下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値が出力時間閾値以上となった長時間出力時には、電池温度が予め設定した温度閾値未満の間は下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて小さくする。下限電圧設定値更新部２３は、長時間出力時であって電池温度が温度閾値以上の間は下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて大きくする。また、下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値が出力時間閾値未満となった短時間出力時には、下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて小さくする。

【0025】

下限電圧設定値更新部２３では、上記の下限電圧設定値の更新処理を行うが、第１の変化傾向は二次電池１１の負極の特性に基づき生じる傾向であり、第２の変化傾向は二次電池１１の正極の特性に基づき生じる傾向である。そして、下限電圧は、二次電池１１の正極の特性と負極の特性、つまり、第１の変化傾向と第２の変化傾向との合成により決まる。

【0026】

そこで、図２に実施の形態１にかかる二次電池の下限電圧の特性を説明するグラフを示す。図２に示すグラフでは、横軸に電池温度、縦軸に電池電圧を示した。また、図２にグラフは、出荷後に所定回数の充放電が繰り返された二次電池１１を計測した実測値から得られる特性曲線と、理論上の計算値から算出される予測ラインとを示した。

【0027】

図２に示すように、予測ラインのうち負極の特性から論理的に求められる負極限界曲線は電池温度が増加すると下限電圧となる出力電圧が単調減少する特徴を有する。つまり、負極限界曲線は、第１の変化傾向を示す。また、予測ラインのうち正極の特性から論理的に求められる正極限界曲線は電池温度が増加すると下限電圧となる出力電圧が単調増加する特徴を有する。つまり、正極限界曲線は、第２の変化傾向を示す。

【0028】

また、図２の実測値から得られる下限電圧曲線を参照すると、電池システム１の下限電圧は、短時間出力時（例えば、２秒間出力が継続した場合）と長時間出力時（例えば、１０秒間出力が継続した場合）とで異なる。この出力時間推定部２２が算出した出力時間推定値に対して長時間出力時と判断するか、短時間出力時と判断するかを決定する時間閾値は二次電池１１の仕様に応じて予め決定するものとする。

【0029】

具体的には、短時間出力時は、概ね、下限電圧の温度特性は、負極限界曲線側の特性に依存した変化傾向となる。一方、長時間出力時の下限電圧の温度特性は、一定の温度未満では概ね負極限界曲線側の特性に依存した変化傾向となり、一定の温度以上となると概ね正極限界曲線側の特性に依存した変化傾向となる。以下の説明では、長時間出力時の下限電圧の変化傾向が変化する温度を温度閾値Ｔ１と称す。なお、温度閾値Ｔ１は、例えば、図２に示したような特性グラフを用いて二次電池１１の仕様に合わせて予め決定するものとする。

【0030】

ここで、負極限界と正極限界について説明する。まず、短時間出力では、二次電池を構成する部材（正極、負極、セパレータ、電解液等）で電気化学速度的に負極が優先的に使用される。これは短時間出力時に負極の抵抗が正極の抵抗に比べて低いためである。そのため、短時間出力時には概ね負極限界に依存して下限電圧が変化する。また、電池温度が低くなるほど負極の抵抗が指数的に高まるため、電池温度が低下すると負極限界が下限電圧に影響する度合いが高まる。

【0031】

一方、長時間出力では、二次電池を構成する部材で電気化学的に正極が優先的に使用される領域となる。これは長時間出力時に正極の抵抗が負極の抵抗に比べて低いためである。そのため長時間出力時には、概ね正極限界に依存して下限電圧が変化する。また、長時間出力時においても、電池温度が低くなるほど負極の抵抗が指数的に高まるため、電池温度が低下すると負極限界が下限電圧に影響する度合いが高まる。

【0032】

二次電池１１の二次電池は、上記のような特徴を有するため、下限電圧設定値更新部２３では、上記の二次電池１１の特徴を利用した下限電圧設定値の更新を行う。

【0033】

続いて、図３に実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０の動作を説明するフローチャートを示す。図３に示すフローチャートは、下限電圧設定装置１０が車両においてアクセル開度が大きくなるアクセルオンが検出される度に下限電圧設定値を更新する例を示した。しかし、下限電圧設定装置１０が下限電圧設定値を更新するタイミングは、例えば、エンジン始動時やアクセル開度に依存しない所定の周期であって、下限電圧設定値の算出時に二次電池１１の電池温度により長時間出力用と短時間出力用の２つの下限電圧設定値を計算しても良い。この場合、アクセル開度が長時間出力状態となったことをトリガとして短時間出力用の下限電圧から長時間出力用の下限電圧設定値に切り替える。

【0034】

ここでは、図３を参照して下限電圧設定装置１０の動作を説明する。図３に示す例では、下限電圧設定装置１０は、出力時間推定部２２がアクセルオン状態を検出すると、出力時間推定部２２により出力時間推定値を算出する（ステップＳ１、Ｓ２）。その後、下限電圧設定値更新部２３が下限電圧設定値を更新する（ステップＳ３）。

【0035】

このステップＳ３では、下限電圧設定値更新部２３が、電池温度検出部２１がその時点で検出している二次電池１１の電池温度と、出力時間推定部２２が算出した出力時間推定値とを取得する。そして、下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値が出力時間閾値以上となった長時間出力時には、電池温度が予め設定した温度閾値（例えば、温度閾値Ｔ１）未満の間は下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて小さくする。下限電圧設定値更新部２３は、長時間出力時であって電池温度が温度閾値Ｔ１以上の間は下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて大きくする。また、下限電圧設定値更新部２３は、出力時間推定値が出力時間閾値未満となった短時間出力時には、下限電圧設定値を電池温度の上昇に合わせて小さくする。

【0036】

ここで、下限電圧設定値更新部２３における下限電圧設定値の更新は、少なくとも３つの方法が考えられるが、図２で示した下限電圧の温度変化に追従した下限電圧設定値の更新を行えれば更新方法を適宜利用することができる。第１の更新方法は、計算式を用いて算出した下限電圧設定値により下限電圧設定値保持部２４に保持されている下限電圧設定値を更新するものである。第２の方法は、図２に示したグラフより電池温度と出力時間推定値とにより決まる下限電圧設定値をテーブルにして当該テーブルを用いて下限電圧設定値を更新するものである。第３の方法は、現状の下限電圧設定値を電池温度と出力時間推定値とに基づき上下させる方法である。

【0037】

上記説明より、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０は、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、電池温度の上昇に合わせて下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を出力時間推定値及び電池温度に基づき切り替えながら下限電圧設定値を変化させる。これにより、実施の形態１にかかる電池システム１では、出力時間と電池温度との２つの条件により変動する下限電圧設定値を二次電池１１本来の下限電圧に沿って変動させることができる。そして、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０では、二次電池１１が出力可能な電力を最大化することができる。

【0038】

特に、二次電池では、低温時に負極の性能低下により下限電圧が上昇する傾向があるが、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０では、電池温度に依存した下限電圧設定値の制御を行うため、低温時における出力可能電力を拡大する効果が高い。

【0039】

実施の形態２
実施の形態２では、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０の変形例となる下限電圧設定装置１０ａについて説明する。なお、実施の形態２の説明では、実施の形態１で説明した構成要素と同じ構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

【0040】

図４に実施の形態２にかかる電池システム２のブロック図を示す。図２で示した下限電圧設定装置１０ａは、下限電圧設定装置１０に負極活性度算出部２５を追加し、下限電圧設定値更新部２３を下限電圧設定値更新部２３ａに置き換えたものである。

【0041】

負極活性度算出部２５は、二次電池１１の負極活性度（あるいは、負極劣化度）を算出する。下限電圧設定値更新部２３ａは、電池温度と出力時間推定値に加えて負極活性度を考慮した下限電圧設定値の更新を行う。

【0042】

具体的には、実施の形態１にかかる下限電圧設定値更新部２３による下限電圧設定値の更新処理に加えて、長時間出力時に負極活性度が高くなるほど下限電圧設定値を高くし、短時間出力時には負極活性度が高くなるほど下限電圧設定値を低くする。

【0043】

ここで、負極活性度と下限電圧設定値との関係について説明する。そこで、図５に実施の形態２にかかる二次電池の下限電圧の特性を説明するグラフを示す。図５で示すグラフは、図２で示したグラフを短時間出力時（上図）と長時間出力時（下図）とに分けたものである。また、図５では、図２の定常時よりも二次電池の負極活性度が低い時に実測された下限電圧の温度変化を示す下限電圧の曲線と、二次電池の負極活性度が高い時に実測された下限電圧の温度変化を示す下限電圧の曲線と、を図２で示した定常時の下限電圧の曲線に加えたものである。

【0044】

図５に示すように、二次電池１１の下限電圧は、負極活性度が低い時に比べて、定常時の下限電圧は低くなる傾向にある。また、二次電池１１の下限電圧は、負極活性度が高くなる（劣化が進む）と、短時間出力時では下限電圧が低下する方向の変化を示し、長時間出力時では下限電圧が上昇する方向の傾向を示す。なお、二次電池１１の負極活性度は、負極の劣化を示す指標である。ここで、下限電圧設定値更新部２３ａでは、図５に示した二次電池１１の負極活性度に応じた下限電圧設定値の変更を行う。

【0045】

また、図５に示すように、二次電池１１の負極活性度が進むと長時間出力時の温度閾値が変化する。具体的には、負極活性度が低い時の温度閾値Ｔ０と定常時の温度閾値Ｔ１はほぼ同じであるものの、負極活性度の高い時の温度閾値Ｔ２は、温度閾値Ｔ１、Ｔ２に比べて高くなる。このように、温度閾値は二次電池１１の負極活性度に応じて変化するため、下限電圧設定値更新部２３ａでは、負極活性度が大きくなるに従って温度閾値を高くする処理を行う。

【0046】

続いて、図６に実施の形態２にかかる下限電圧設定装置１０ａの動作を説明するフローチャートを示す。図６に示すフローチャートは、図３に示したフローチャートに負極活性度算出部２５で行われる負極活性度の算出処理（ステップＳ１１）を加えたものである。図６に示す例は、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０ａでは、下限電圧設定処理を開始した当初（例えば、車両のイグニッションオン時）に１度だけ負極活性度の算出処理を行うものである。そのため、図６に示す例では、出力時間推定部２２によるアクセルオンの検出処理（ステップＳ１）の前にステップＳ１１の負極活性度の処理を行うこととした。しかし、負極活性度の算出は、例えば車両の動作時に所定の周期で行ってもよく、車両のイグニッションオフ時に行っても良い。

【0047】

ここで、負極活性度の算出について詳細に説明する。そこで、図７に実施の形態２にかかる下限電圧設定装置で用いられる負極活性度を説明するグラフを示す。図７に示すように、二次電池１１の負極活性度は、二次電池１１の総放電電気量に比例して大きくなる。また、二次電池１１の利用態様として、利用されるＳＯＣの範囲を示す中心ＳＯＣ（State Of Charge）とΔＳＯＣとにより活性度の進み方が異なる。負極活性度は、中心ＳＯＣが高くΔＳＯＣが大きいと、中心ＳＯＣが低くΔＳＯＣが小さいときより早く進むことになる。そこで、負極活性度算出部２５では、二次電池１１の出力電圧、出力電流、電池温度等の監視結果を蓄積し、電池温度、ΔＳＯＣ、中心ＳＯＣ及び総放電電気量を少なくとも含む関数を用いて負極活性度を算出する。

【0048】

上記説明より、実施の形態２にかかる下限電圧設定装置１０ａでは、電池温度及び出力推定値に加えて負極活性度を参照して下限電圧設定値を更新する。これにより、実施の形態２にかかる下限電圧設定装置１０ａでは、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０よりも高精度に下限電圧設定値を実際の下限電圧に近づけることができる。そして、実施の形態２にかかる下限電圧設定装置１０ａは、実施の形態１にかかる下限電圧設定装置１０よりも二次電池１１から出力される電力の最大化させることが可能になる。

【0049】

実施の形態３
実施の形態３では、実施の形態１、２で説明した下限電圧設定方法の別の形態について説明する。

【0050】

図２及び図５を参照すると、実施の形態３にかかる下限電圧設定方法として、負極活性度が高くなるほど下限電圧設定値を低くする方法であると考えることができる。また、実施の形態３にかかる下限電圧設定方法では、電池温度が高くなるほど下限電圧設定値を低くする。このとき、実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、出力時間推定値が前記出力時間閾値未満の短時間出力時に負極活性度が高くなるほど下限電圧設定値を低くする。つまり、実施の形態３にかかる下限電圧設定方法では、出力時間推定値と電池温度とに基づき下限電圧設定値を変更するか否かを決定する。

【0051】

実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、特に、低温かつ短時間出力時に高精度に下限電圧設定値を設定することができる。

【0052】

実施の形態４
実施の形態４では、実施の形態１、２で説明した下限電圧設定方法の別の形態について説明する。

【0053】

図２及び図５を参照すると、実施の形態４にかかる下限電圧設定方法として、電池温度が高くなることに合わせて下限電圧設定値を低下させる方法であると考えることができる。また、実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、負極活性度が高くなるほど下限電圧設定値を低くする。このとき、実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、出力時間推定値が長時間出力時であると判断され、かつ、電池温度が温度閾値以上である場合には、下限電圧設定値を低下させる更新を破棄する必要がある。つまり、実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、出力時間推定値と前記電池温度とに基づき前記下限電圧設定値を変更するか否かを決定する。

【0054】

実施の形態４にかかる下限電圧設定方法では、特に、低温かつ短時間出力時に高精度に下限電圧設定値を設定することができる。

【0055】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態は以下の観点を含む。

【0056】

（付記１）
二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定装置であって、
前記車両から得た情報に基づき前記二次電池から電力が出力される時間の長さを推定して出力時間推定値を算出する出力時間推定部と、
前記二次電池の温度を示す電池温度を取得する電池温度検出部と、
前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を前記出力時間推定値及び前記電池温度に基づき切り替えながら前記下限電圧設定値を変化させる下限電圧設定値更新部と、
前記下限電圧設定部により更新される下限電圧設定値を保持する下限電圧設定値保持部と、
を有する下限電圧設定装置。

【0057】

（付記２）
二次電池を利用できる出力電圧の下限値である下限電圧設定値を設定する二次電池の下限電圧設定値を演算部が有する演算能力を用いて設定する下限電圧設定プログラムであって、
前記車両から得た情報に基づき前記二次電池から電力が出力される時間の長さを推定して出力時間推定値を算出する出力時間推定処理と、
前記二次電池の温度を示す電池温度を取得する電池温度検出処理と、
前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を低下させる第１の変化傾向と、前記電池温度の上昇に合わせて前記下限電圧設定値を上昇させる第２の変化傾向と、の２つの変化傾向を前記出力時間推定値及び前記電池温度に基づき切り替えながら前記下限電圧設定値を変化させる下限電圧設定値更新処理と、を行い、
前記下限電圧設定処理により更新された前記下限電圧設定値により下限電圧設定値保持部に保持されている前記下限電圧設定値を書き換える下限電圧設定プログラム。

【符号の説明】

【0058】

１ 電池システム
２ 電池システム
１０、１０ａ 下限電圧設定装置
１１ 二次電池
２１ 電池温度検出部
２２ 出力時間推定部
２３、２３ａ 下限電圧設定値更新部
２４ 下限電圧設定値保持部
２５ 負極活性度算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】