特許 7582350 車両に搭載される駆動用電池の劣化予防方法及び装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】車両に搭載される駆動用電池の劣化予防方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/12 20190101AFI20241106BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241106BHJP

   B60L 58/16 20190101ALI20241106BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241106BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241106BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B60L58/12

B60L50/60

B60L58/16

H02J7/00 P

H02J7/00 Y

H01M10/48 P

B60L3/00 S

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023012906

(22)【出願日】2023-01-31

(65)【公開番号】P2024108502

(43)【公開日】2024-08-13

【審査請求日】2024-02-16

(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】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉野 良樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 信行

(72)【発明者】

【氏名】藤本 健大

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－５４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／０２４５００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２５０４３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０４４７１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２２－３５２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７７６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－７４７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－６８０８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－ ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

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】

車両に搭載される駆動用電池の劣化予防方法であって、
前記車両のスタートスイッチが最後にオフになった第１時刻からの経過時間が第１所定時間以上であり、且つ、前記駆動用電池の充電率が所定値以上である場合、前記スタートスイッチがオンになった時に前記車両に搭載される表示装置を通じて前記車両のユーザに警告する第１ステップと、
前記第１ステップの後に前記スタートスイッチがオフになった第２時刻からの経過時間が第２所定時間以上になった時に前記ユーザが所持するユーザ端末を通じて前記ユーザに警告する第２ステップと、
を含むことを特徴とする駆動用電池の劣化予防方法。

【請求項2】

前記第２ステップが実行された第３時刻からの経過時間が第３所定時間以上になった場合に、前記駆動用電池を前記充電率が前記所定値未満になるまで放電させる第３ステップ
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動用電池の劣化予防方法。

【請求項3】

車両に搭載される駆動用電池の劣化防止装置であって、
1又は複数のプロセッサを備え、
前記１又は複数のプロセッサは、
前記車両のスタートスイッチが最後にオフになった第１時刻からの経過時間が第１所定時間以上であり、且つ、前記駆動用電池の充電率が所定値以上である場合、前記スタートスイッチがオンになった時に前記車両に搭載される表示装置を通じて前記車両のユーザに警告する第１処理を実行し、
前記第１処理の実行後に前記スタートスイッチがオフになった第２時刻からの経過時間が第２所定時間以上になった時に前記ユーザが所持するユーザ端末を通じて前記ユーザに警告する第２処理を実行するように構成されている
ことを特徴とする駆動用電池の劣化予防装置。

【請求項4】

前記１又は複数のプロセッサは、
前記第２処理が実行された第３時刻からの経過時間が第３所定時間以上になった場合に、前記駆動用電池を前記充電率が前記所定値未満になるまで放電させる第３処理を実行するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動用電池の劣化予防装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両に搭載される電池の劣化予防方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ユーザの使用履歴から車両に搭載されている駆動用電池の劣化状況を算出し、ユーザに駆動用電池の劣化状況を知らせることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０６４０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両に搭載されている駆動用電池は、高ＳＯＣ状態で長時間使用されないと劣化が早まる傾向にある。特に、外部から駆動用電池への充電が可能な車両の場合、充電器を接続したまま車両が放置されることで劣化が進行しうる状態になりやすい。休日しか運転をしないユーザの車両や、利用頻度が低いリース車ではそのような傾向が顕著である。駆動用電池の劣化の進行を予防することは、駆動用電池が搭載される車両における重要な課題である。しかし、特許文献１に記載の従来技術は、駆動用電池の劣化が始まった場合にその状況を知らせるものであって、駆動用電池の劣化の進行を予防するものではない。

【0005】

本開示の１つの目的は、車両に搭載されている駆動用電池の劣化の進行を予防することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の観点は、車両に搭載される駆動用電池の劣化予防方法である。
駆動用電池の劣化予防方法は、車両のスタートスイッチが最後にオフになった第１時刻からの経過時間が第１所定時間以上であり、且つ、駆動用電池の充電率が所定値以上である場合、スタートスイッチがオンになった時に車両に搭載される表示装置を通じて車両のユーザに警告する第１ステップを含む。更に、駆動用電池の劣化予防方法は、第１ステップの後にスタートスイッチがオフになった第２時刻からの経過時間が第２所定時間以上になった時にユーザが所持するユーザ端末を通じて車両のユーザに警告する第２ステップを含む。

【0007】

第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
第２の観点は、車両に搭載される駆動用電池の劣化予防装置である。
駆動用電池の劣化予防装置は、１又は複数のプロセッサを備える。
１又は複数のプロセッサは、車両のスタートスイッチが最後にオフに第１時刻からの経過時間が第１所定時間以上であり、且つ、駆動用電池の充電率が所定値以上である場合、スタートスイッチがオンになった時に車両に搭載される表示装置を通じて車両のユーザに警告する第１処理を実行するように構成されている。１又は複数のプロセッサは、更に、第１処理の後にスタートスイッチがオフになった第２時刻からの経過時間が第２所定時間以上になった時にユーザが所持するユーザ端末を通じて車両のユーザに警告する第２処理を実行するように構成されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、駆動用電池が搭載される車両のユーザは、車両に搭載される表示装置を通じた警告を受け、更に、場合によってはユーザが所持するユーザ端末を通じた警告を受けることで、駆動用電池が劣化しうる状態にあることに気づくことができる。このようにユーザに駆動用電池の状態を認識させることで、駆動用電池の劣化の進行を予防することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る車両に搭載される駆動用電池の劣化予防装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】本開示に実施形態に係る車両に搭載される駆動用電池の劣化予防方法の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】

添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。

【0011】

１．駆動用電池の劣化予防装置の構成例
図１は、本開示の実施形態に係る駆動用電池の劣化予防装置の構成を概略的に示す図である。

【0012】

図１に示される車両１は、バッテリー電気自動車（ＢＥＶ）とプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）を含む外部から充電可能な駆動用電池が搭載された電動車両である。

【0013】

駆動用電池の劣化予防装置２は車両１に搭載される。更に、車両１は、駆動用電池３、センサ４、スタートスイッチ５、時計６、表示装置７、及び通信装置８を備える。

【0014】

劣化予防装置２は、１又は複数のプロセッサ２１（以下、プロセッサ２１と表記する）と、１又は複数の記憶装置２２（以下、記憶装置２２と表記する）と、で構成されている。プロセッサ２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit）を含んでいる。また、記憶装置２２としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。

【0015】

プロセッサ２１は、記憶装置２２から各種情報を読み出し、また、記憶装置２２に各種情報を格納する。具体的には、記憶装置２２は、プロセッサ２１が車両に搭載される駆動用電池３の劣化を予防するための劣化予防プログラム、プロセッサ２１が駆動用電池３の充電率（ＳＯＣ；State Of Charge）を推定するためのＳＯＣ推定プログラム、プロセッサ２１が判定を行うために必要な所定時間情報、プロセッサ２１が判定を行うために必要な駆動用電池３のＳＯＣに関する所定値情報及び時刻に関する時刻情報を格納する。

【0016】

駆動用電池３は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池である。駆動用電池３は、車両１の動力により充電される。更に、駆動用電池３は、外部電源と接続することで充電される。

【0017】

センサ４は、駆動用電池３の状態を検出する各種センサである。具体的には、センサ４は、例えば、電圧センサ、電流センサ、及び温度センサを含む。電圧センサは、駆動用電池３の端子間電圧を検出する。電圧センサは更に、駆動用電池３が組電池から構成される場合、単電池の端子間電圧（セル電圧）を検出するセンサを含んでもよい。電流センサは駆動用電池３に流れる電流を検出する。温度センサは、駆動用電池３の温度を検出する。センサ４によって検出された駆動用電池３の各種情報は劣化予防装置２に出力され、ＳＯＣの推定に利用される。

【0018】

ＳＯＣは、駆動用電池３の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）から推定することができる。例えば、駆動用電池３のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係は、ＯＣＶ－ＳＯＣマップとして予め記憶装置２２にＳＯＣ推定プログラムの一部として格納されている。プロセッサ２１は、センサ４に含まれる電圧センサから検出される電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）から駆動用電池３のＯＣＶを算出し、算出されたＯＣＶとＯＣＶ－ＳＯＣマップからＳＯＣを算出することができる。また、ＯＣＶ－ＳＯＣマップは駆動用電池３の温度により変化するため、温度に応じたＯＣＶ－ＳＯＣマップが記憶装置２２にＳＯＣ推定プログラムの一部として格納されている。プロセッサ２１は、センサ４に含まれる温度センサからの得られた駆動用電池３の温度に応じてＳＯＣの推定に用いるＯＣＶ－ＳＯＣマップを選択する。

【0019】

ＳＯＣは、駆動用電池３の電流から推定（算出）されてもよい。具体的には、プロセッサ２１は、センサ４に含まれる電流センサから取得される駆動用電池３の電流の積算値を用いて、駆動用電池３のＳＯＣを推定（算出）する。

【0020】

センサ４に含まれる電流センサ、電圧センサ及び温度センサは前述のようにして、プロセッサ２１が行う駆動用電池３のＳＯＣ推定に利用される。

【0021】

スタートスイッチ５は、停止中の車両１を起動させる時、又は起動中の車両１を停止させる時に用いられるスイッチである。車両１のユーザは、停止中の車両１について、スタートスイッチ５を押下することで、車両１が起動し駆動用電池３を動力源として運転可能な状態になる。更に、車両１のユーザは、運転可能な状態の車両１について、車両１が停車中である時に限り、スタートスイッチ５を押下することで車両１を停止させることができる。

【0022】

時計６は、車両１においてユーザにより行われた各種操作の時間やプロセッサ２１により行われた各種処理の時間を記録し、劣化予防装置２へ送信する。例えば、時計６は、スタートスイッチ５が押され、車両１が発進するために起動した時刻を劣化予防装置２へ送信する

【0023】

表示装置７は、車両１の状況について主に車両１のドライバ（ユーザ）に知らせることを目的に設けられている。表示装置７は、例えば車両１の図示しないインストルメントパネルの中央付近に配置されてもよい。

【0024】

通信装置８は、車両１のユーザが操作するユーザ端末９と無線通信することが可能である。通信装置８は、例えば、劣化予防装置２からの信号をユーザ端末９に送信する。更に、通信装置８が外部からの情報や信号を劣化予防装置２に伝達することができる。

【0025】

２．駆動用電池の劣化予防方法
図２は、本開示の実施形態に係る駆動用電池の劣化予防方法の処理を示すフローチャートである。停止中の車両１のスタートスイッチ５が押された時、劣化予防装置２にスタートスイッチ５が押されたことが信号として伝達され、プロセッサ２１により本処理が開始される。

【0026】

ステップＳ１００において、プロセッサ２１は、スタートスイッチ５が最後にオフになった第１時刻からの経過時間が第１所定時間以上かどうか判定する。第１所定時間は、例えば、駆動用電池３が高ＳＯＣ状態で使用されずに放置され、劣化しうる状態になる時間である。プロセッサ２１は、経過時間が第１所定時間以上の場合（ステップＳ１００；ＹＥＳ）、処理をステップＳ２００に進め、第１所定時間未満の場合（ステップＳ１００；ＮＯ）、処理を終了する。ステップＳ１００の第１時刻について、プロセッサ２１は、本実施形態における処理を開始する前に、スタートスイッチ５が最後にオフになった時に時計６を参照し、その時の時刻を第１時刻として記憶装置２２に格納する。

【0027】

次に、ステップＳ２００において、プロセッサ２１は、第１時刻における駆動用電池３のＳＯＣを記憶装置２２から取得する。具体的には、プロセッサ２１は、第１時刻を記憶装置２２に格納するタイミングと同時に、駆動用電池３に接続されたセンサ４から得られる各種情報を基に前述する方法でＳＯＣを推定し、記憶装置２２に格納する。プロセッサ２１は、このようにして格納したＳＯＣをステップＳ２００において記憶装置２２から呼び出す。その後、プロセッサ２１は、処理をステップＳ３００へ進める。

【0028】

次に、ステップＳ３００において、プロセッサ２１は、第１時刻における駆動用電池３のＳＯＣが所定値以上かどうか判定する。所定値は、例えば、駆動用電池３が長時間（例えば、第１所定時間以上）使用されずに放置された時、劣化しうる状態になるＳＯＣの値である。プロセッサ２１は、ＳＯＣが所定値以上の場合（ステップＳ３００；ＹＥＳ）、処理をステップＳ４００に進め、所定値未満の場合（ステップＳ３００；ＮＯ）、処理を終了する。具体的には、プロセッサ２１は、ステップＳ２００において呼び出した駆動用電池３のＳＯＣと、予め定められた所定値を記憶装置２２から呼び出し、比較する。

【0029】

次にステップＳ４００において、プロセッサ２１は、車両１に搭載される表示装置７に駆動用電池３の劣化しうる状態である旨を表示し、ユーザに車両１の使用状況について第１の警告をする。表示装置７は、ランプを点灯させることで駆動用電池３の劣化しうる状態である旨を示し、ユーザはランプの点灯から車両１の利用状況を改めることが可能である。その後、プロセッサ２１は、処理をステップＳ５００へ進める。尚、ステップＳ１００からステップＳ４００までのプロセッサ２１の処理群を第１ステップとする。

【0030】

次にステップＳ５００において、プロセッサ２１は、表示装置７による警告後にスタートスイッチ５がオフになった第２時刻からの経過時間が第２所定時間以上かどうか判定する。第２所定時間は、例えば、駆動用電池３が高ＳＯＣ状態で使用されずに放置され、劣化しうる状態になる時間である。更に、第２所定時間は、第１ステップ後に更にユーザへ警告をするかどうかの判定に用いられる時間であるため、第１所定時間と同じ長さかそれより短い時間であってもよい。プロセッサ２１は、経過時間が第２所定時間以上の場合（ステップＳ５００；ＹＥＳ）、処理をステップＳ６００に進め、第２所定時間未満の場合（ステップＳ５００；ＮＯ）、処理を終了する。但し、第２時刻について、プロセッサ２１は、第１ステップ後にスタートスイッチ５が最後にオフになった時に時計６を参照し、その時の時刻を第２時刻として記憶装置２２に格納するものとする。

【0031】

次にステップＳ６００において、プロセッサ２１は、車両１のユーザが操作するユーザ端末９に駆動用電池３の劣化しうる状態である旨を表示し、ユーザに車両１の使用状況について第２の警告をする。具体的には、プロセッサ２１は、通信装置８を介してユーザ端末９に予めインストールされているアプリケーション上に表示させ、駆動用電池３の劣化しうる状態である旨を通知してもよい。更に、プロセッサ２１は、車両１の使用状況の改善方法を当該アプリケーション上に表示させてもよい。その後、プロセッサ２１は、ここで処理を終了してもよく、ステップＳ７００へ処理を進めてもよい。尚、ステップＳ５００からステップＳ６００までのプロセッサ２１の処理群を第２ステップとする。

【0032】

次に、ステップＳ７００において、プロセッサ２１は、第２ステップ後にスタートスイッチ５がオフになった第２時刻から次にスタートスイッチ５がオンになるまでの経過時間が第３所定時間以上かどうか判定する。第３所定時間は、例えば、駆動用電池３が高ＳＯＣ状態で使用されずに放置され、劣化しうる状態になる時間である。更に、第３所定時間は、第１ステップ及び第２ステップの後に駆動用電池３を放電させるかどうかの判定に用いられる時間であるため、第１所定時間や第２所定時間と同じ長さかそれより短い時間であってもよい。プロセッサ２１は、経過時間が第３所定時間以上の場合（ステップＳ７００；ＹＥＳ）、処理をステップＳ８００に進め、第２所定時間未満の場合（ステップＳ７００；ＮＯ）、処理を終了する。但し、第３時刻について、プロセッサ２１は、第２ステップ後にスタートスイッチ５が最後にオフになった時に時計６を参照し、その時の時刻を第３時刻として記憶装置２２に格納するものとする。

【0033】

次に、ステップＳ８００において、プロセッサ２１は、駆動用電池３にＳＯＣがステップＳ３００で用いた所定値未満になるまで放電するように指示する。その後、プロセッサ２１は、処理を終了する。

【0034】

３．効果
本開示の実施形態に係る劣化予防装置２及び劣化予防方法によれば、駆動用電池３が搭載される車両１のユーザは、駆動用電池３が高ＳＯＣ状態で長時間放置することによって劣化しうる状態にあることを理解できる。従って、駆動用電池３の劣化を予防することができる。

【符号の説明】

【0035】

１ 車両、 ２ 劣化予防装置、 ３ 駆動用電池、 ４ センサ、 ５ スタートスイッチ、 ６ 時計、 ７ 表示装置、 ８ 通信装置、 ９ ユーザ端末

【図1】

【図2】