CN111740457B - 充电控制装置及充电控制方法 - Google Patents

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CN111740457B CN202010159832.3A CN202010159832A CN111740457B CN 111740457 B CN111740457 B CN 111740457B CN 202010159832 A CN202010159832 A CN 202010159832A CN 111740457 B CN111740457 B CN 111740457B
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Abstract

本发明提供能够适当地算出对二次电池充电的充电许可电流的充电控制装置及充电控制方法。充电控制装置对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，其中，具备：OCP算出部，其算出所述负极的开路电位即负极静电位；下限负极电位算出部，其算出下限负极电位作为所述负极的下限电位；以及充电许可电流算出部，其基于由所述OCP算出部算出的所述负极静电位、由所述下限负极电位算出部算出的所述下限负极电位以及单电池过电压或负极过电压，来算出对所述二次电池充电的充电许可电流，所述充电许可电流算出部将所述负极静电位的目标值设为所述下限负极电位，而算出所述充电许可电流。

Description

充电控制装置及充电控制方法
技术领域
本发明涉及充电控制装置及充电控制方法。
背景技术
以往，已知有进行伴随电化学反应的蓄电器件的充电管理，抑制副反应的发生的蓄电器件的控制装置(例如，参照专利文献1)。在该蓄电器件的控制装置中，基于单电池温度来算出蓄电器件的内部电阻，基于单电池温度来算出蓄电器件的负极的内部电阻比率，基于蓄电器件的残存容量SOC来算出负极电位，将内部电阻和负极内部电阻比率相乘来求出负极内部电阻，算出与负极内部电阻对应的充电电流。另外，基于充电电流的最大值来控制蓄电器件的充电。
在记载于专利文献1(日本特开2006-340447号公报)的蓄电器件的控制装置中，如上所述，使用负极内部电阻比率。负极内部电阻比率一般通过使用参照极或者进行模拟来算出。但是，对于通过使用参照极或者进行模拟而算出的负极内部电阻比率，难以充分地确保可靠性。因此，通过专利文献1所记载的蓄电器件的控制装置，无法适当地进行对于蓄电器件的充电控制。
另外，在专利文献1中记载的蓄电器件的控制装置中，将负极电位(即，负极静电位OCP[V]-0[V])除以负极内部电阻而得到的值作为充电电流(充电许可电流)而算出。即，在专利文献1中记载的蓄电器件的控制装置中，可认为用于保护负极的阈值(保护阈值)被设定为0[V]。另外，对于Li析出(副反应的发生)，需要活性化过电压。因此，如专利文献1所记载的蓄电器件的控制装置那样，在保护阈值被设定为0[V]的情况下，有可能对于蓄电器件的充电被以必要以上地禁止。
另外，以往，已知有进行降低向负极的金属锂析出的可能的充电的充电控制装置(例如，参照专利文献2)。在该充电控制装置中，取得二次电池的正极与负极之间的开路电压，使用该开路电压来算出负极的闭路电位即负极闭路电位，判断该负极闭路电位是否小于规定的阈值，在负极闭路电位小于规定的阈值的情况下降低充电电流值。
另外，在专利文献2(专利第5488343号公报)所记载的充电控制装置中，作为充电控制的阈值，仅设定有负极闭路电位的阈值，以负极闭路电位不会成为小于阈值的方式，进行充电电流值的反馈控制。即，在专利文献2所记载的充电控制装置中，虽然进行充电电流值的反馈控制，但是不进行前馈控制。因此，在负极闭路电位的阈值附近充电电流值有可能波动。即，有可能在负极闭路电位成为阈值以上而充电电流值不被限制的状态和负极闭路电位成为小于阈值而充电电流值被限制的状态频繁地切换。
另外，在专利文献2所记载的充电控制装置中，为了求出成为阈值的负极闭路电位，需要对电池进行解体而再构成。详细而言，在专利文献2所记载的充电控制装置中，为了算出负极闭路电位，需要将2个二次电池解体，组装将负极彼此组合了的单电池。因此，在专利文献2所记载的充电控制装置中，不能确保充分的可靠性。
另外，在专利文献2所记载的充电控制装置中，为了设定阈值需要电流、负极开路电位、负极电路参数，但并没有考虑由于通电而上升的扩散电阻。因此，在专利文献2所记载的充电控制装置中，有可能不能执行细致的电流控制。
发明内容
【发明要解决的课题】
本发明的目的在于提供能够适当地算出对于二次电池的充电许可电流的充电控制装置及充电控制方法。
【用于解决课题的手段】
(1)本发明的一方案的充电控制装置对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，具备：OCP算出部，其算出所述负极的开路电位即负极静电位；下限负极电位算出部，其算出下限负极电位作为所述负极的下限电位；以及充电许可电流算出部，其基于由所述OCP算出部算出的所述负极静电位、由所述下限负极电位算出部算出的所述下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来算出对所述二次电池充电的充电许可电流，所述充电许可电流算出部将所述负极静电位的目标值设为所述下限负极电位，而算出所述充电许可电流。
(2)上述(1)所述的充电控制装置也可以还具备单电池过电压算出部，该单电池过电压算出部基于由SOC算出部算出的所述二次电池的SOC，来算出所述单电池过电压，所述充电许可电流算出部基于所述负极静电位与所述下限负极电位的差值和所述单电池过电压，来算出所述充电许可电流。
(3)在上述(2)所述的充电控制装置中，也可以是，通过从所述负极静电位减去所述单电池过电压而得到的电位，来代替负极的闭路电位。
(4)上述(1)所述的充电控制装置电可以还具备负极过电压算出部，该负极过电压算出部基于由SOC算出部算出的所述二次电池的SOC，来算出所述负极过电压，所述充电许可电流算出部基于所述负极静电位与所述下限负极电位的差值和所述负极过电压，来算出所述充电许可电流。
(5)在上述(1)至(4)中任一项所述的充电控制装置中，也可以是，由所述下限负极电位算出部算出的所述下限负极电位是从零减去所述二次电池的欧姆过电压而得到的值。
(6)本发明的一方案的充电控制装置对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，具备：SOC算出部，其算出所述二次电池的SOC；以及充电许可电流算出部，其基于所述负极的开路电位即负极静电位、所述负极的下限电位即下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来预先取得所述二次电池的充电许可电流相对于所述SOC的特性，根据所述SOC从所述特性算出所述充电许可电流。
(7)本发明的一方案的充电控制方法对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，包括：OCP算出步骤，算出所述负极的开路电位即负极静电位；下限负极电位算出步骤，算出下限负极电位作为所述负极的下限电位；以及充电许可电流算出步骤，基于在所述OCP算出步骤中算出的所述负极静电位、在所述下限负极电位算出步骤中算出的所述下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来算出对所述二次电池充电的充电许可电流，在所述充电许可电流算出步骤中，将所述负极静电位的目标值设为所述下限负极电位，来算出所述充电许可电流。
(8)本发明的一方案的充电控制方法对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，包括：SOC算出步骤，算出所述二次电池的SOC；以及充电许可电流算出步骤，基于根据在所述SOC算出步骤中算出的所述SOC而算出的所述负极的开路电位即负极静电位、所述负极的下限电位即下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来预先取得所述二次电池的充电许可电流相对于所述SOC的特性，根据所述SOC从所述特性算出所述充电许可电流。
【发明效果】
在上述(1)所述的充电控制装置中，充电许可电流算出部基于由OCP算出部算出的负极静电位、由下限负极电位算出部算出的下限负极电位以及单电池过电压或负极过电压，将负极静电位的目标值设为下限负极电位，而算出对于二次电池的充电许可电流。
在上述(1)所述的充电控制装置中，能够适当地算出对二次电池充电的充电许可电流。
在上述(2)所述的充电控制装置中，也可以是，充电许可电流算出部基于负极静电位与下限负极电位的差值和单电池过电压来算出充电许可电流。
在充电许可电流算出部基于负极静电位与下限负极电位的差值和单电池过电压算出充电许可电流的情况下，在上述(2)所述的充电控制装置中，即使在不能利用负极过电压的情况下，也能够算出适当的充电许可电流。
在上述(3)所述的充电控制装置中，也可以是，通过从负极静电位减去单电池过电压而得到的电位，来代替负极的闭路电位。
在通过从负极静电位减去单电池过电压而得到的电位来代替负极的闭路电位的情况下，在上述(3)所述的充电控制装置中，即使在不能利用负极过电压的情况下，也能够算出适当的充电许可电流。
在上述(4)所述的充电控制装置中，也可以是，充电许可电流算出部基于负极静电位与下限负极电位的差值和负极过电压来算出充电许可电流。
在充电许可电流算出部基于负极静电位与下限负极电位的差值和负极过电压来算出充电许可电流的情况下，在上述(4)所述的充电控制装置中，通过利用负极过电压，能够算出适当的充电许可电流。
在上述(5)所述的充电控制装置中，也可以是，下限负极电位是从零减去二次电池的欧姆过电压而得到的值。
在下限负极电位是从零减去二次电池的欧姆过电压而得到的值的情况下，在上述(5)所述的充电控制装置中，能够算出比下限负极电位被设定为零(0[V vs.Li/Li+])的情况大的充电许可电流，能够提高充电速度。
在上述(6)所述的充电控制装置中，根据基于负极静电位、下限负极电位以及单电池过电压或负极过电压而预先取得的充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性，根据SOC而算出充电许可电流。
即，在上述(6)所述的充电控制装置中，并非以负极的闭路电位不成为小于下限负极电位的方式执行相对于二次电池的充电电流的反馈控制，而是根据预先取得的充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性，根据SOC来算出充电许可电流。
在上述(6)所述的充电控制装置中，能够适当地算出对于二次电池的充电许可电流。
在上述(7)所述的充电控制方法中，基于在OCP算出步骤中算出的负极静电位、在下限负极电位算出步骤中算出的下限负极电位以及单电池过电压或负极过电压，将负极静电位的目标值设为下限负极电位而算出对二次电池充电的充电许可电流。
在上述(7)所述的充电控制方法中，能够适当地算出对二次电池充电的充电许可电流。
在上述(8)所述的充电控制方法中，根据基于负极静电位、下限负极电位以及单电池过电压或负极过电压而预先取得的充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性，根据SOC而算出充电许可电流。
即，在上述(8)所述的充电控制方法中，并非以负极的闭路电位不成为小于下限负极电位的方式执行相对于二次电池的充电电流的反馈控制，而是根据预先取得的充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性，根据SOC而算出充电许可电流。
在上述(8)所述的充电控制方法中，能够适当地算出对于二次电池的充电许可电流。
附图说明
图1是用于说明在锂离子电池的负极析出锂的充电曲线的一例的图。
图2是示出第一实施方式的充电控制装置的构成的一例的图。
图3是示出在OCP算出部中使用于负极静电位OCP的算出的SOC-负极静电位OCP表的一例的图。
图4是示出模拟了二次电池的内部电阻的等效电路模型的一例的图。
图5是示出图2所示的充电许可电流算出部的详情的一例的图。
图6是用于说明第一实施方式的充电控制装置中的充电曲线的一例的图。
图7是用于说明在第一实施方式的充电控制装置中执行的处理的一例的流程图。
图8是示出第二实施方式的充电控制装置的构成的一例的图。
图9是示出图8所示的充电许可电流算出部的详情的一例的图。
图10是用于说明第二实施方式的充电控制装置中的充电曲线的一例的图。
图11是用于说明在第二实施方式的充电控制装置中执行的处理的一例的流程图。
图12是示出第三实施方式的充电控制装置的构成的一例的图。
图13是用于说明在第三实施方式的充电控制装置中执行的处理的一例的流程图。
【附图标记说明】
1...充电控制装置，11...SOC算出部，12...OCP算出部，13...下限负极电位算出部，14A...等效电路参数算出部，14B...负极等效电路参数算出部，15A...单电池过电压算出部，15B...负极过电压算出部，16...运算部，17...充电许可电流算出部，17A...运算部，17B1...运算部，17B2...运算部，17C...运算部，17D...运算部，17E...运算部，17F...运算部，18...最大许可电流设定部，19...运算部，1A...充电许可电压算出部，1B...运算部，1C...PI控制部。
具体实施方式
在对本发明的充电控制装置及充电控制方法的实施方式进行说明之前，对于在作为二次电池的锂离子电池(非水二次电池)的负极锂(Li)析出的充电曲线进行说明。
图1是用于说明在锂离子电池的负极锂析出的充电曲线的一例的图。图1的横轴表示锂离子电池的SOC(State of Charge)[％]。图1的纵轴表示负极的开路电位即负极静电位OCP(Open Circuit Potential)[V]、负极的闭路电位CCP(Closed Circuit Potential)[V]以及对锂离子电池的充电电流i[A]。负极静电位OCP与负极的闭路电位CCP的差值(＝负极OCP[V]-负极CCP[V])相当于负极过电压η[V]。负极过电压η成为锂离子电池的电流及温度的函数。
在图1所示的例子中，在SOC为0[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.7[V]，在SOC为10[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.25[V]，在SOC为100[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.1[V]。负极静电位OCP是锂离子电池的SOC及温度的函数。
在SOC为0[％]的情况下，负极的闭路电位CCP成为约0.6[V]，在SOC为10[％]的情况下，负极的闭路电位CCP成为约0.05[V]，在SOC为100[％]的情况下，负极的闭路电位CCP成为约-0.25[V]。
在图1所示的例子中，在SOC为0～100[％]的任意的情况下，充电电流i也被设为一定值。
在锂离子电池中，如图1所示，在负极的闭路电位CCP大幅低于0[V vs.Li/Li+]的情况下，可认为产生Li析出。“0[V vs.Li/Li+]”表示将Li/Li+设为0V基准，距该基准0V。
在图1所示的例子中，锂在锂离子电池的负极析出，但是在后述的本发明的充电控制装置及充电控制方法中，锂离子电池的电流及温度被适当地管理，进行负极的闭路电位CCP保持为一定水平的充电。其结果是，如后所述，在本发明的充电控制装置及充电控制方法中，能够进行兼顾Li析出的抑制和充电速度提高这两者的充电。
以下，对本发明的充电控制装置及充电控制方法的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图2是示出第一实施方式的充电控制装置1的构成的一例的图。
在图2所示的例子中，充电控制装置1控制对于具有正极(未图示)和负极(未图示)的例如锂离子电池(非水二次电池)等那样的二次电池(未图示)的充电。充电控制装置1例如由ECU(电子控制单元)构成。充电控制装置1具备SOC算出部11、OCP算出部12、下限负极电位算出部13、等效电路参数算出部14A、单电池过电压算出部15A、运算部16、充电许可电流算出部17、最大许可电流设定部18以及运算部19。
对SOC算出部11，输入二次电池的容量的推定值。所谓二次电池的容量，是从二次电池的某充电状态开始放电，到放电终止电压为止二次电池所放出的电量(电流×时间)[Ah]。另外，对SOC算出部11，输入二次电池的初始SOC(二次电池的初始状态下的SOC)。另外，对SOC算出部11，输入由电流传感器(未图示)检测到的二次电池的电流i_sensor。SOC算出部11基于二次电池的容量、初始SOC以及电流i_sensor，来算出二次电池的SOC。即，SOC算出部11基于电流累计等来算出二次电池的SOC。
在图2所示的例子中，由SOC算出部11算出的二次电池的SOC和由温度传感器(未图示)检测到的二次电池的温度T_batt被向OCP算出部12输入。OCP算出部12基于二次电池的SOC、温度T_batt、表示SOC与负极静电位OCP的关系的SOC-负极静电位OCP表，来算出负极静电位OCP。
图3是示出在OCP算出部12中使用于负极静电位OCP的算出的SOC-负极静电位OCP表的一例的图。图3的横轴表示二次电池的SOC[％]。图3的纵轴表示二次电池的负极静电位OCP[V]。在图3所示的例子中，随着二次电池的SOC[％]变大，而二次电池的负极静电位OCP[V]变低。
在图2所示的例子中，由SOC算出部11算出的二次电池的SOC[％]越大，则由OCP算出部12算出的二次电池的负极静电位OCP[V]越低。
在图2所示的例子中，对下限负极电位算出部13，输入由SOC算出部11算出的二次电池的SOC、由温度传感器检测到的二次电池的温度T_batt以及由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor。下限负极电位算出部13基于二次电池的SOC、温度T_batt以及电流i_sensor，算出充电时的二次电池的负极的下限电位(目标电位)即下限负极电位。即，下限负极电位算出部13作为二次电池的负极的下限电位而算出下限负极电位。
在图2所示的例子中，SOC、温度T_batt、电流i_sensor以及下限负极电位的多个组合作为多个下限负极电位表而设置于下限负极电位算出部13。在其他的例子中，下限负极电位算出部13也可以不使用下限负极电位表，而算出下限负极电位。
在图2所示的例子中，对等效电路参数算出部14A输入由电压传感器(未图示)检测到的二次电池的电压V_batt、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由温度传感器检测到的二次电池的温度T_batt以及由SOC算出部11算出的二次电池的SOC。等效电路参数算出部14A基于二次电池的电压、电流、温度以及SOC，使用卡尔曼滤波、RLS(RecursiveLeast Squares)滤波等适应算法，从而算出单电池等效电路参数a1、b0、b1。
在其他的例子中，也可以预先在试验中计算出的单电池等效电路参数被设定于ECU，等效电路参数算出部14A基于二次电池的电压、电流、温度以及SOC来进行表检索(表形式的数据的检索)，从而算出单电池等效电路参数a1、b0、b1。
图4是示出模拟了二次电池的内部电阻的等效电路模型的一例的图。
通过第一实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池的过电压η的等效电路例如能够通过图4所示的R-RC并联等效电路模型(1次福斯特(Foster)型等效电路模型)及式(1)来表示。将等效电路模型的输入设为电流i(s)、输出设为二次电池的过电压η(s)的频率区域中的传递函数G(s)成为式(2)那样。
【数式1】
若通过由式(3)表示的双线性变换将式(2)中的s变换为z，则得到式(4)所示的离散传递函数G(z)。在式(3)中，T表示样本时间[sec]。
【数式2】
若使用离散传递函数G(z)来表示二次电池的过电压η，则成为式(5)那样，若使用差值方程式来表示二次电池的过电压η则成为式(6)那样。
【数式3】
η(z)＝G(z)·i(z)…(5)
ηk＝-a1·ηk-1+b0·ik+b1·ik-1…(6)
单电池等效电路参数a1、b0、b1使用等效电路常数R0、R1、C1而如式(7)、式(8)及式(9)那样来表示。
【数式4】
在图2及图4所示的例子中，等效电路参数算出部14A作为单电池等效电路参数，算出等效电路的离散化传递函数的系数即单电池等效电路参数a1、b0、b1，但在其他的例子中，等效电路参数算出部14A也可以将与式(7)式(8)及式(9)所示的单电池等效电路参数a1、b0、b1不同的参数，作为单电池等效电路参数而算出。即，在该例子中，等效电路的电路次数、电路形状等与图4所示的等效电路不同。另外，在其他的例子中，也可以使用s-z变换方法以外的变换方法。
在图2所示的例子中，对单电池过电压算出部15A，输入由SOC算出部11算出的二次电池的SOC、由温度传感器检测到的二次电池的温度T_batt、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor以及由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数a1、b0、b1。单电池过电压算出部15A基于SOC、温度T_batt、电流i_sensor以及单电池等效电路参数a1、b0、b1，来算出二次电池的过电压即单电池过电压η。
在单电池过电压算出部15A，例如使用以电流为输入的等效电路模型(未图示)、ARX(Auto-Regressive eXogeneous)模型等。
在图2所示的例子中，运算部16算出由OCP算出部12算出的负极静电位OCP与由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)。
对充电许可电流算出部17，输入由运算部16算出的差值ΔV、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由单电池过电压算出部15A算出的单电池过电压η以及由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数a1、b0、b1。充电许可电流算出部17基于差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)、电流i_sensor、单电池过电压η以及单电池等效电路参数a1、b0、b1，来算出对于二次电池的充电许可电流。即，充电许可电流算出部17将负极静电位的目标值设为下限负极电位，而算出充电许可电流。详细而言，充电许可电流算出部17算出负极的闭路电位CCP不会低于下限负极电位的充电许可电流。
在充电许可电流算出部17，例如使用以单电池过电压为输入、以电流为输出的逆模型。
图5是示出图2所示的充电许可电流算出部17的详情的一例的图。
在图5所示的例子中，在充电许可电流算出部17，使用了将过电压的等效电路设为1次福斯特电路的情况下的ARX模型的逆模型。
在其他的例子中，也可以将与图5所示的例子不同的电路、模型使用于充电许可电流算出部17。
在图5所示的例子中，充电许可电流算出部17具备运算部17A、17B1、17C、17D、17E、17F。
对运算部17A，输入由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor。运算部17A是延迟元件，使输入了的电流i_sensor延迟1单位时间的量而输出。即，运算部17A输出电流i_sensor的上次值。
对运算部17B1，输入由单电池过电压算出部15A算出的单电池过电压η。运算部17B1是延迟元件，使输入了的单电池过电压η延迟1单位时间的量而输出。即，运算部17B1输出单电池过电压η的上次值。
对运算部17C，输入从运算部1781输出的1单位时间前的单电池过电压η(单电池过电压η的上次值)和由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数a1。运算部17C算出1单位时间前的单电池过电压η和单电池等效电路参数a1的积并予以输出。
对运算部17D，输入从运算部17A输出的1单位时间前的电流i_sensor(电流i_sensor的上次值)和由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数b1。运算部17D算出1单位时间前的电流i_sensor和单电池等效电路参数b1的积并予以输出。
对运算部17E，输入由运算部16算出的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)、从运算部17C输出的1单位时间前的单电池过电压η和单电池等效电路参数a1的积、以及从运算部17D输出的1单位时间前的电流i_sensor和单电池等效电路参数b1的积。运算部17E输出对差值ΔV加上1单位时间前的单电池过电压η与单电池等效电路参数a1的积并减去1单位时间前的电流i_sensor与单电池等效电路参数b1的积的值。
对运算部17F，输入来自运算部17E的输出和由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数b0。运算部17F将来自运算部17E的输出除以单电池等效电路参数b0而得到的值作为对二次电池充电的充电许可电流而算出并予以输出。
如上所述，在图5所示的例子中，充电许可电流算出部17基于由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由单电池过电压算出部15A算出的单电池过电压η由运算部16算出的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)以及由等效电路参数算出部14A算出的单电池等效电路参数a1、b0、b1，来前馈地算出对于二次电池的充电许可电流。
即，在充电许可电流算出部17中，与以负极的闭路电位不成为小于下限负极电位的方式进行的充电电流的反馈控制不同。详细而言，在充电许可电流算出部17中，不执行如专利文献2所记载那样的负极闭路电位是否小于规定的阈值的判定。
因此，在图5所示的例子中，能够相比专利文献2所记载的充电控制装置而抑制由充电许可电流算出部17算出的对于二次电池的充电许可电流波动的风险。
在图2所示的例子中，最大许可电流设定部18设定对二次电池充电的充电许可电流的最大值。最大许可电流设定部18例如基于装置充电能力(充电器侧的制约)、蓄电池蓄电器(battery hard)的充电能力(二次电池侧的制约)等，来设定充电许可电流的最大值。
对运算部19，输入由最大许可电流设定部18设定的对于二次电池的充电许可电流的最大值和由充电许可电流算出部17算出的对于二次电池的充电许可电流。运算部19将从最大许可电流设定部18输入的充电许可电流的最大值和从充电许可电流算出部17输入的充电许可电流中较小的一方作为由第一实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
图6是用于说明第一实施方式的充电控制装置1中的充电曲线的一例的图。图6的横轴表示由第一实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池(作为一例锂离子电池)的SOC[％]。图6的纵轴表示负极的开路电位即负极静电位OCP[V]、代替负极电位[V]以及对二次电池的充电电流i[A]。负极静电位OCP与代替负极电位的差值相当于单电池过电压η[V]。
在图6所示的例子中，在SOC为0[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.7[V]，在SOC为10[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.25[V]，在SOC为100[％]的情况下，负极静电位OCP成为约0.1[V]。
在SOC为0[％]的情况下，代替负极电位成为约0.6[V]，在SOC是10[％]的情况下，代替负极电位成为约0.05[V]，在SOC为25～100[％]的情况下，代替负极电位成为约-0.05[V]。
在图6所示的例子中，与图1所示的例子不同，SOC为25～100[％]的情况下的充电电流i比在SOC为0～25[％]的情况下的充电电流i小。
因此，在图6所示的例子中，在SOC为25～100[％]的情况下，代替负极电位也不会大幅低于0[V vs.Li/Li+]，因而，负极的闭路电位CCP也不会大幅低于0[V vs.Li/Li+]，其结果是，不会产生Li析出。
即，在第一实施方式的充电控制装置1中，例如以SOC为25～100[％]的情况下的充电电流i成为比SOC为0～25[％]的情况下的充电电流i小的方式，设定了充电许可电流算出部17的运算部17A、1781、17C、17D、17E、17F。
详细而言，在第一实施方式的充电控制装置1中，考虑下述的点，而进行充电许可电流算出部17的运算部17A、17B1、17C、17D、17E、17F的设定。
如由下述的式子所表示那样，负极静电位OCP(负极OCP[V])与负极的闭路电位CCP(负极CCP[V])的差值(＝负极OCP[V]-负极CCP[V])相当于负极过电压η[V]。
负极CCP[V]＝负极OCP[V]-负极过电压η[V]
负极静电位OCP(负极OCP[V])是二次电池的SOC及温度的函数。另外，负极过电压η[V]成为二次电池的电流及温度的函数。因此，通过适当地管理二次电池的电流及温度，将负极的闭路电位CCP(负极CCP[V])保持为一定水平的对二次电池的充电成为可能。
因此，在第一实施方式的充电控制装置1中，进行将负极的闭路电位CCP(负极CCP[V])保持为一定水平的充电控制。由此，第一实施方式的充电控制装置1能够进行兼顾Li电析的抑制和充电速度的提高的对于锂离子电池的充电。
另一方面，在单电池过电压算出部15A中算出的单电池过电压[V]使用二次电池的正极的过电压即正极过电压[V]和二次电池的负极的过电压即负极过电压而由下述的式子表示。
单电池过电压[V]＝正极过电压[V]+负极过电压[V]
因此，单电池过电压[V]和负极过电压[V]的关系由下述的式子表示。
单电池过电压[V]＞负极过电压[V]
作为推定负极过电压的方法，例如存在插入Li参照极的方法等各种方法，但是负极过电压并非必须是什么时候都能够利用的信息。因此，在Li析出的保护的观点下，如第一实施方式的充电控制装置1那样，也能够利用由下述的式子来表示的关系来决定充电电流。
即，在下述的式子中，负极的闭路电位CCP由根据负极静电位OCP和单电池整体的过电压即单电池过电压而得到的代替负极电位(＝负极OCP-单电池过电压)来代替。
负极CCP[V]＞代替负极电位[V]＝负极OCP[V]-单电池过电压[V]
另外，并不认为当负极的闭路电位CCP低于0[V vs.Li/Li+]时立即会产生向负极的Li析出，认为在负极的闭路电位CCP低于将称作活性化过电压的电位从0[V vs.Li/Li+]减去的电位(＝0-活性化过电压[V vs.Li/Li+])的情况下，会产生向负极的Li析出。
锂离子电池的过电压大体地划分，包含欧姆过电压(欧姆电阻相当过电压)、电荷移动(化学反应)过电压以及扩散过电压。锂离子电池的过电压、欧姆过电压(欧姆电阻相当过电压)、电荷移动(化学反应)过电压以及扩散过电压的关系由下述的式子来表示。
锂离子电池的过电压＝欧姆过电压+电荷移动(化学反应)过电压+扩散过电压
虽然不能准确地求出上述的活性化过电压，但是欧姆过电压(欧姆电阻相当过电压)和活性化过电压的关系可认为由下述的式子来表示。
欧姆电阻相当过电压＜活性化过电压
因此，在第一实施方式的充电控制装置1中，下限负极电位算出部13基于下述的式子，来算出下限负极电位。
下限负极电位＝0-欧姆过电压[V vs.Li/Li+]
欧姆过电压例如通过预先计测二次电池的AC电阻、对AC电阻值乘以通电电流而算出、设定。
图7是用于说明在第一实施方式的充电控制装置1中执行的处理的一例的流程图。
在图7所示的例子中，在步骤S11中，SOC算出部11基于由第一实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池的容量、二次电池的初始SOC以及由电流传感器检测到的二次电池的电流，来算出二次电池的SOC。
接下来，在步骤S12中，OCP算出部12基于在步骤S11中算出的二次电池的SOC、由温度传感器检测到的二次电池的温度以及例如图3所示的SOC-负极静电位OCP表，来算出负极静电位OCP。
另外，在步骤S13中，下限负极电位算出部13基于在步骤S11中算出的二次电池的SOC、二次电池的温度以及二次电池的电流，来算出充电时的二次电池的负极的目标电位即下限负极电位。
另外，在步骤S14中，等效电路参数算出部14A基于由电压传感器检测到的二次电池的电压、二次电池的电流、二次电池的温度以及在步骤S11中算出的二次电池的SOC，来算出单电池等效电路参数a1、b0、b1。
接下来，在步骤S15中，单电池过电压算出部15A基于在步骤S11中算出的二次电池的SOC、二次电池的温度、二次电池的电流以及在步骤S14中算出的单电池等效电路参数a1、b0、b1，来算出二次电池的过电压即单电池过电压η。
另外，在步骤S16中，运算部16算出在步骤S12中算出的负极静电位OCP与在步骤S13中算出的下限负极电位的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)。
接下来，在步骤S17中，充电许可电流算出部17基于在步骤S16中算出的差值ΔV、二次电池的电流、在步骤S15中算出的单电池过电压η以及在步骤S14中算出的单电池等效电路参数a1、b0、b1，来前馈地算出对二次电池的充电许可电流。
另外，在步骤S18中，最大许可电流设定部18设定对二次电池的充电许可电流的最大值。
接下来，在步骤S19中，运算部19将在步骤S18中设定的对于二次电池的充电许可电流的最大值和在步骤S17中算出的对于二次电池的充电许可电流中的较小的一方作为由第一实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
如上所述，在第一实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不成为小于下限负极电位的方式执行对于二次电池的充电电流的反馈控制，而是充电许可电流算出部17基于由OCP算出部12算出的负极静电位OCP与由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位的差值ΔV和由单电池过电压算出部15A算出的单电池过电压η，来前馈地算出对二次电池的充电许可电流。
即，在第一实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不会变得小于下限负极电位的方式执行对二次电池的充电电流的反馈控制，而是对二次电池的充电许可电流以负极静电位的目标值为下限负极电位而算出，被前馈地算出。
因此，在第一实施方式的充电控制装置1中，即使在负极的闭路电位CCP和下限负极电位接近的情况下，充电许可电流算出部17也能够算出不波动的充电许可电流。
即，在第一实施方式的充电控制装置1中，与算出的充电许可电流波动的情况相比能够更加适当地算出充电许可电流。
在第一实施方式的充电控制装置1中，如上所述，充电许可电流算出部17基于负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV和单电池过电压η，来算出充电许可电流。
即，在第一实施方式的充电控制装置1中，作为从负极静电位OCP减去负极过电压的负极的闭路电位CCP由作为从负极静电位OCP减去单电池过电压的代替负极电位来代替。
因此，在第一实施方式的充电控制装置1中，即使在不能利用负极过电压的情况下，也能够算出适当的充电许可电流。
另外，在第一实施方式的充电控制装置1中，如上所述，由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位是从0[V vs.Li/Li+]减去二次电池的欧姆过电压[V vs.Li/Li+]而得到的值。
因此，在第一实施方式的充电控制装置1中，能够算出比下限负极电位被设定为0[V vs.Li/Li+]的情况下大的充电许可电流，能够提高充电速度。
详细而言，在第一实施方式的充电控制装置1中，无需用于电阻比例算出的二次电池的解体，能够设定考虑了活性化过电压的下限负极电位(负极电位保护阈值)，能够前馈地算出适当的充电许可电流。进而，在第一实施方式的充电控制装置1中，通过考虑开始SOC(初始SOC)(即，由通电时间引起的扩散影响)，能够解决专利文献1及专利文献2所记载的技术的课题。
具体而言，在第一实施方式的充电控制装置1中，例如基于由锂离子二次电池那样的二次电池的负极静电位OCP和单电池过电压算出的代替负极电位(代替负极的闭路电位CCP的电位)和下限负极电位(负极电位保护阈值)，来前馈地算出适当的充电许可电流。
另外，在第一实施方式的充电控制装置1中，负极的闭路电位CCP由负极静电位OCP与单电池整体的过电压即单电池过电压的和(代替负极电位)代替，所以能够排除利用解体试验等设定负极单极的电阻比例的必要性。
另外，在第一实施方式的充电控制装置1中，由于考虑活性化过电压，设定下限负极电位(负极电位保护阈值)(＝0-活性化过电压[V vs.Li/Li+])，所以能够算出大的充电许可电流，能够提高充电速度。
另外，在第一实施方式的充电控制装置1中，算出考虑了开始SOC(初始SOC)、通电时间的二次电池的SOC，基于该SOC而算出单电池过电压及充电许可电流，所以能够根据开始SOC(初始SOC)的不同而算出、设定适当的充电许可电流。
另外，在第一实施方式的充电控制装置1中，进行通过上述的逻辑来计算且由预先设定的充电许可电流的最大值(上限电流)限制了的充电，从而即使在二次电池的时效劣化时也能够一边将负极的闭路电位CCP保持为下限负极电位以上的值一边进行充电。
<第二实施方式>
以下，对本发明的充电控制装置及充电控制方法的第二实施方式进行说明。
第二实施方式的充电控制装置1除了后述的点之外，与上述的第一实施方式的充电控制装置1同样地构成。因此，根据第二实施方式的充电控制装置1，除了后述的点之外，能够起到与上述的第一实施方式的充电控制装置1同样的效果。
图8是示出第二实施方式的充电控制装置1的构成的一例的图。
在图8所示的例子中，充电控制装置1具备SOC算出部11、OCP算出部12、下限负极电位算出部13、负极等效电路参数算出部14B、负极过电压算出部15B、运算部16、充电许可电流算出部17、最大许可电流设定部18以及运算部19。
在图8所示的例子中，对负极等效电路参数算出部14B，输入由电压传感器检测到的二次电池的电压V_batt、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由温度传感器检测到的二次电池的温度T_batt、由SOC算出部11算出的二次电池的SOC以及预先在实验中设定的负极过电压比例。负极等效电路参数算出部14B基于二次电池的电压、电流、温度、SOC以及负极过电压比例，使用卡尔曼滤波、RLS滤波等适应算法，从而算出负极等效电路参数。
在其他的例子中，预先在试验中计算的负极等效电路参数被设定于ECU，负极等效电路参数算出部14B也可以通过基于二次电池的温度、电流、温度、SOC以及负极过电压比例来进行表检索，从而算出负极等效电路参数。
在图8所示的例子中，对负极过电压算出部15B，输入由SOC算出部11算出的二次电池的SOC、由温度传感器检测到的二次电池的温度T_batt、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor以及由负极等效电路参数算出部14B算出的负极等效电路参数。负极过电压算出部15B基于SOC、温度T_batt、电流i_sensor以及负极等效电路参数，来算出二次电池的负极的过电压即负极过电压η。
在负极过电压算出部15B中，例如使用以电流为输入的等效电路模型(未图示)、ARX模型等。
在图8所示的例子中，对充电许可电流算出部17，输入由运算部16算出的差值ΔV、由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由负极过电压算出部15B算出的负极过电压η以及由负极等效电路参数算出部14B算出的负极等效电路参数。充电许可电流算出部17基于差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)、电流i_sensor、负极过电压η以及负极等效电路参数，来算出对二次电池充电的充电许可电流。详细而言，充电许可电流算出部17算出负极的闭路电位CCP不会低于下限负极电位的充电许可电流。
在充电许可电流算出部17中，例如使用以过电压为输入且以电流为输出的逆模型。
图9是示出图8所示的充电许可电流算出部17的详情的一例的图。
在图9所示的例子中，在图8所示的充电许可电流算出部17，使用以负极过电压的等效电路为1次福斯特电路的情况下的ARX模型的逆模型。
在其他的例子中，将与图9所示的例子不同的电路、模型使用于图8所示的充电许可电流算出部17。
在图9所示的例子中，充电许可电流算出部17具备运算部17A、17B2、17C、17D、17E、17F。
对运算部17B2，输入由负极过电压算出部15B算出的负极过电压η。运算部17B2是延迟元件，使输入了的负极过电压η延迟1单位时间的量而输出。即，运算部17B2输出负极过电压η的上次值。
对运算部17C，输入从运算部17B2输出的1单位时间前的负极过电压η(负极过电压η的上次值)和由负极等效电路参数算出部14B算出的第一负极等效电路参数、第二负极等效电路参数及第三负极等效电路参数中的第一负极等效电路参数。运算部17C算出1单位时间前的负极过电压η和第一负极等效电路参数的积并予以输出。
对运算部17D，输出从运算部17A输出的1单位时间前的电流i_sensor(电流i_sensor的上次值)和由负极等效电路参数算出部14B算出的第一负极等效电路参数、第二负极等效电路参数及第三负极等效电路参数中的第三负极等效电路参数。运算部17D算出1单位时间前的电流i_sensor和第三负极等效电路参数的积并予以输出。
对运算部17E，输入由运算部16算出的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)、从运算部17C输出的1单位时间前的负极过电压η与第一负极等效电路参数的积、以及从运算部17D输出的1单位时间前的电流i_sensor与第三负极等效电路参数的积。运算部17E输出对差值ΔV加上1单位时间前的负极过电压η与第一负极等效电路参数的积、减去1单位时间前的电流i_sensor与第三负极等效电路参数的积的值。
对运算部17F，输入来自运算部17E的输出和由负极等效电路参数算出部14B算出的第一负极等效电路参数、第二负极等效电路参数及第三负极等效电路参数中的第二负极等效电路参数。运算部17F将来自运算部17E的输出除以第二负极等效电路参数而得到的值作为对二次电池的充电许可电流而算出并予以输出。
如上所述，在图9所示的例子中，充电许可电流算出部17基于由电流传感器检测到的二次电池的电流i_sensor、由负极过电压算出部15B算出的负极过电压η、由运算部16算出的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)以及由负极等效电路参数算出部14B算出的第一负极等效电路参数、第二负极等效电路参数及第三负极等效电路参数，来前馈地算出对于二次电池的充电许可电流。
即，在充电许可电流算出部17中，与以负极的闭路电位不会变得小于下限负极电位的方式进行的充电电流的反馈控制不同。详细而言，在充电许可电流算出部17中，不执行专利文献2所记载那样的负极闭路电位是否小于规定的阈值的判定。
因此，在图9所示的例子中，能够相比专利文献2所记载的充电控制装置抑制由充电许可电流算出部17算出的对二次电池充电的充电许可电流波动的风险。
在图8所示的例子中，运算部19将从最大许可电流设定部18输入的充电许可电流的最大值和从充电许可电流算出部17输入的充电许可电流中较小的一方作为由第二实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
图10是用于说明第二实施方式的充电控制装置1中的充电曲线的一例的图。图10的横轴表示由第二实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池(作为一例锂离子电池)的SOC[％]。图10的纵轴表示负极的开路电位即负极静电位OCP[V]、负极的闭路电位CCP[V]以及对二次电池充电的充电电流i[A]。负极静电位OCP与负极的闭路电位CCP的差值相当于负极过电压η[V]。
在图10所示的例子中，与图6所示的例子同样地，SOC为25～100[％]的情况下的充电电流i比SOC为0～25[％]的情况下的充电电流i小。
因此，在图10所示的例子中，在SOC为25～100[％]的情况下，负极的闭路电位CCP也不会大幅低于0[V vs.Li/Li+]，不会产生Li析出。
即，在第二实施方式的充电控制装置1中，例如以SOC为25～100[％]的情况下的充电电流i变得比SOC为0～25[％]的情况下的充电电流i小的方式，设定了充电许可电流算出部17的运算部17A、17B2、17C、17D、17E、17F。
图11是用于说明在第二实施方式的充电控制装置1中执行的处理的一例的流程图。
在图11所示的例子中，在步骤S21中，SOC算出部11基于由第二实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池的容量、二次电池的初始SOC以及由电流传感器检测到的二次电池的电流，来算出二次电池的SOC。
接下来，在步骤S22中，OCP算出部12基于在步骤S21中算出的二次电池的SOC、由温度传感器检测到的二次电池的温度以及例如图3所示的SOC-负极静电位OCP表，来算出负极静电位OCP。
另外，在步骤S23中，下限负极电位算出部13基于在步骤S21中算出的二次电池的SOC、二次电池的温度以及二次电池的电流，来算出充电时的二次电池的负极的下限电位(目标电位)即下限负极电位。
另外，在步骤S24中，负极等效电路参数算出部14B基于由电压传感器检测到的二次电池的电压、二次电池的电流、二次电池的温度、在步骤S21中算出的二次电池的SOC以及负极过电压比例，来算出负极等效电路参数(第一负极等效电路参数、第二负极等效电路参数及第三负极等效电路参数)。
接下来，在步骤S25中，负极过电压算出部15B基于在步骤S21中算出的二次电池的SOC、二次电池的温度、二次电池的电流以及在步骤S24中算出的负极等效电路参数，来算出二次电池的负极的过电压即负极过电压η。
另外，在步骤S26中，运算部16算出在步骤S22中算出的负极静电位OCP与在步骤S23中算出的下限负极电位的差值ΔV(＝负极静电位OCP-下限负极电位)。
接下来，在步骤S27中，充电许可电流算出部17基于在步骤S26中算出的差值ΔV、二次电池的电流、在步骤S25中算出的负极过电压η以及在步骤S24中算出的负极等效电路参数，来前馈地算出对二次电池充电的充电许可电流。
另外，在步骤S28中，最大许可电流设定部18设定对于二次电池的充电许可电流的最大值。
接下来，在步骤S29中，运算部19将在步骤S28中设定的对于二次电池的充电许可电流的最大值和在步骤S27中算出的对于二次电池的充电许可电流中的较小的一方作为由第二实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
如上所述，在第二实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不会变得小于下限负极电位的方式执行对于二次电池的充电电流的反馈控制，而使充电许可电流算出部17基于由OCP算出部12算出的负极静电位OCP与由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位的差值ΔV和由负极过电压算出部15B算出的负极过电压η，来前馈地算出对于二次电池的充电许可电流。
即，在第二实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不会变得小于下限负极电位的方式执行对于二次电池的充电电流的反馈控制，而是对于二次电池的充电许可电流以负极静电位的目标值为下限负极电位而算出，被前馈地算出。
因此，在第二实施方式的充电控制装置1中，即使在负极的闭路电位CCP和下限负极电位接近的情况下，充电许可电流算出部17也能够算出不波动的充电许可电流。
即，在第二实施方式的充电控制装置1中，相比算出的充电许可电流波动的情况能够适当地算出充电许可电流。
在第二实施方式的充电控制装置1中，如上所述，充电许可电流算出部17基于负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV和负极过电压η，来算出充电许可电流。
因此，在第二实施方式的充电控制装置1中，通过利用负极过电压η，从而能够算出适当的充电许可电流。
另外，在第二实施方式的充电控制装置1中，与第一实施方式的充电控制装置1同样地，由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位是从0[V vs.Li/Li+]减去二次电池的欧姆过电压[V vs.Li/Li+]而得到的值。
因此，在第二实施方式的充电控制装置1中，能够算出比下限负极电位被设定为0[V vs.Li/Li+]的情况大的充电许可电流，能够提高充电速度。
<第三实施方式>
以下，对于本发明的充电控制装置及充电控制方法的第三实施方式进行说明。
第三实施方式的充电控制装置1除了后述的点之外，与上述的第一实施方式的充电控制装置1同样地构成。因此，根据第三实施方式的充电控制装置1，除了后述的点，能够起到与上述的第一实施方式的充电控制装置1同样的效果。
图12是示出第三实施方式的充电控制装置1的构成的一例的图。
在图12所示的例子中，充电控制装置1具备SOC算出部11、充电许可电流算出部17、最大许可电流设定部18、运算部19、充电许可电压算出部1A、运算部1B以及PI控制部1C。
在图12所示的例子中，由SOC算出部11算出的二次电池的SOC、二次电池的初始SOC以及二次电池的温度T_bart被向充电许可电流算出部17输入。
充电许可电流算出部17与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样地，基于根据由SOC算出部11算出的SOC而算出的负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV以及单电池过电压，预先取得对于二次电池的充电许可电流映射。
详细而言，在图12所示的例子中，对充电许可电流算出部17，使用与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样的方法，从而预先取得表示充电许可电流相对于SOC的关系(参照图6)的充电许可电流映射。换言之，表示充电许可电流相对于SOC的关系的充电许可电流映射(即，充电许可电流映射中的充电许可电流的数值)通过使用与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样的方法，从而被前馈地预先算出。
充电许可电流映射作为根据二次电池的初始SOC和由温度传感器检测到的二次电池的温度而不同的多个充电许可电流映射而被存储。
在充电许可电流映射内，从与二次电池的初始状态相当的等效电路(未图示)，预先设定通过使用与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样的方法来算出的数值。进而，充电许可电流算出部17基于非水二次电池的初始SOC和由温度传感器检测到的二次电池的温度，来从预先取得的多个充电许可电流映射中选择符合的充电许可电流映射，通过该充电许可电流映射中的相对于SOC的表检索，来算出充电许可电流。
预先算出的多个充电许可电流的充电曲线例如与图6所示的例子是同样的，SOC为25～100[％]的情况下的充电电流i比SOC为0～25[％]的情况下的充电电流i小。
在图12所示的例子中，由SOC算出部11算出的二次电池的SOC、二次电池的初始SOC以及二次电池的温度T_batt被向充电许可电压算出部1A输入。
充电许可电压算出部1A通过使用与算出多个充电许可电流的方法同样的方法，预先取得表示充电许可电压相对于SOC的关系(图)的多个充电许可电压(上限许可电压)映射。
充电许可电压映射相当于将二次电池的初始状态下的下限负极电位置换为电压，使用基于等效电路模型或ARX模型的单电池过电压计算值与OCV(Open Circuit Voltage)[V]的和或充电许可电流通电时的电压传感器的实测值。进而，充电许可电压算出部1A基于初始SOC和温度，从预先取得的多个充电许可电压映射中选择符合的充电许可电压映射，通过该充电许可电压映射中的相对于SOC的表检索，来算出充电许可电压。
在预先设定的多个充电许可电压映射中，SOC越大则充电许可电压越高。
如上所述，在充电许可电流映射中设定的电流值相当于二次电池的初始状态，在充电许可电压映射中设定的电压值也相当于二次电池的初始状态，但通过并非仅充电许可电流，而是将充电许可电压(上限许可电压)在映射中设定，从而在由于二次电池的时效劣化而电阻上升了的情况下，也能够将负极单极电位保持为下限负极电位以上。即，在使用二次电池的例如车辆的生涯中，能够将负极单极电位保持为下限负极电位以上。
在图12所示的例子中，由充电许可电压算出部1A选出的充电许可电压和由电压传感器检测到的二次电池的电压V_batt被向运算部1B输入。运算部1B算出由电压传感器检测到的二次电池的电压V_batt与由充电许可电压算出部1A选出的一个充电许可电压的差值并予以输出。
来自运算部1B的输出被向PI控制部1C输入。PI控制部1C基于由电压传感器检测到的二次电池的电压V_batt与由充电许可电压算出部1A选出的一个充电许可电压的差值，来算出将该差值最小化的操作量(充电许可电流)。
对运算部19，输入由最大许可电流设定部18设定的充电许可电流的最大值、由充电许可电流算出部17选出的充电许可电流以及由PI控制部1C算出的操作量(充电许可电流)。运算部19将从最大许可电流设定部18输入的充电许可电流的最大值、从充电许可电流算出部17输入的充电许可电流以及从PI控制部1C输入的充电许可电流中的最小的值作为由第三实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
图13是用于说明在第三实施方式的充电控制装置1中执行的处理的一例的流程图。
在图13所示的例子中，在步骤S31中，SOC算出部11基于由第三实施方式的充电控制装置1进行充电控制的二次电池的容量、二次电池的初始SOC以及由电流传感器检测到的二次电池的电流，来算出二次电池的SOC。
接下来，在步骤S32中，充电许可电流算出部17通过使用与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样的方法，来前馈地预先算出多个充电许可电流，预先设定多个充电许可电流映射。
详细而言，在步骤S32中，充电许可电流算出部17基于根据在步骤S31中算出的SOC而算出的负极的开路电位即负极静电位OCP与负极的下限电位(目标电位)即下限负极电位的差值ΔV、和二次电池的过电压即单电池过电压，来前馈地算出多个充电许可电流，预先设定多个充电许可电流映射。
另外，在步骤S33中，充电许可电压算出部1A前馈地预先算出多个充电许可电压(上限许可电压)，预先设定多个充电许可电压映射。
接下来，在步骤S34中，充电许可电流算出部17基于二次电池的初始SOC和由温度传感器检测到的二次电池的温度，从预先取得的多个充电许可电流映射中选择符合的充电许可电流映射，通过该充电许可电流映射中的相对于SOC的表检索，来算出充电许可电流。
另外，在步骤S35中，最大许可电流设定部18设定对于二次电池的充电许可电流的最大值。
另外，在步骤S36中，充电许可电压算出部1A基于二次电池的初始SOC和由温度传感器检测到的二次电池的温度，来从预先取得的多个充电许可电压映射中选择符合的充电许可电压映射，通过该充电许可电流映射中的相对于SOC的表检索，来算出充电许可电压。
接下来，在步骤S37中，运算部1B算出由电压传感器检测到的二次电池的电压与在步骤S36中选出的充电许可电压的差值并予以输出。
接下来，在步骤S38中，PI控制部1C基于在步骤S37中算出的差值，算出将该差值最小化的操作量(充电许可电流)。
接下来，在步骤S39中，运算部19将在步骤S35中设定的对于二次电池的充电许可电流的最大值、在步骤S34中选出的充电许可电流以及在步骤S38中算出的充电许可电流中的最小的值作为由第三实施方式的充电控制装置1设定的充电许可电流而输出。
如上所述，在第三实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不会变得小于下限负极电位的方式执行对于二次电池的充电电流的反馈控制，而是充电许可电流算出部17基于由OCP算出部12算出的负极静电位OCP与由下限负极电位算出部13算出的下限负极电位的差值ΔV和由单电池过电压算出部15A算出的单电池过电压η，来算出对于二次电池的充电许可电流，充电许可电流算出部17预先取得前馈地预先算出的多个充电许可电流映射(充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性)。
因此，在第三实施方式的充电控制装置1中，即使在负极的闭路电位CCP和下限负极电位接近的情况下，充电许可电流算出部17也能够算出不波动的充电许可电流。
即，在第三实施方式的充电控制装置1中，相比算出的充电许可电流波动的情况能够适当地算出充电许可电流。
<第四实施方式>
以下，对于本发明的充电控制装置及充电控制方法的第四实施方式进行说明。
第四实施方式的充电控制装置1除了后述的点之外，与上述的第三实施方式的充电控制装置1同样地构成。因此，根据第四实施方式的充电控制装置1，除了后述的点之外，能够起到与上述的第三实施方式的充电控制装置1同样的效果。
如上所述，在第三实施方式的充电控制装置1中，充电许可电流算出部17与第一实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样地，基于根据由SOC算出部11算出的SOC而算出的负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV和二次电池的过电压即单电池过电压，来前馈地算出对二次电池充电的充电许可电流。
另一方面，在第四实施方式的充电控制装置1中，充电许可电流算出部17与第二实施方式的充电控制装置1的充电许可电流算出部17同样地，基于根据由SOC算出部11算出的SOC而算出的负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV和负极的过电压即负极过电压，来前馈地算出对于二次电池的充电许可电流，预先设定多个充电许可电流映射。
另外，在第三实施方式的充电控制装置1中，如上所述，在充电许可电压算出部1A中，使用基于等效电路模型或ARX模型的单电池过电压计算值与OCV[V]的和或充电许可电流通电时的电压传感器的实测值。
另一方面，在第四实施方式的充电控制装置1中，在充电许可电压算出部1A中，使用基于等效电路模型或ARX模型的负极过电压计算值与OCV[V]的和或充电许可电流通电时的电压传感器的实测值。
如上所述，在第四实施方式的充电控制装置1中，并非以负极的闭路电位CCP不会变得小于下限负极电位的方式执行对二次电池充电的充电电流的反馈控制，而是充电许可电流算出部17基于负极静电位OCP与下限负极电位的差值ΔV和负极过电压，来算出对于二次电池的充电许可电流，充电许可电流算出部17预先取得前馈地预先算出的多个充电许可电流映射(充电许可电流相对于二次电池的SOC的特性)。
因此，在第四实施方式的充电控制装置1中，即使在负极的闭路电位CCP和下限负极电位接近的情况下，充电许可电流算出部17也能够算出不波动的充电许可电流。
即，在第四实施方式的充电控制装置1中，相比算出的充电许可电流波动的情况能够适当地算出充电许可电流。
本发明的实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种形式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内，进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形与包含于发明的范围、主旨同样地，包含于权利请求的范围所记载的发明和其等同的范围。
需要说明的是，上述的实施方式中的充电控制装置1所具备的各部分的功能整体或者其一部分也可以通过将用于实现这些功能的程序记录于计算机可读取的记录介质，使计算机系统读取并执行记录于该记录介质的程序，从而来实现。需要说明的是，此处所说的“计算机系统”，设为包含OS、周边设备等硬件。
另外，所谓“计算机可读取记录介质”，是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储部。进而，所谓“计算机可读取记录介质”，也可以包含如经由互联网等网络、电话电线等通信电线而发送程序的情况下的通信线那样短时间的期间动态地保持程序，在该情况下的成为服务器、客户机的计算机系统内部的易失性存储器那样，一定时间地保持程序。另外，上述程序可以用于实现前述的功能的一部分，也可以进而通过与已经记录于计算机系统的程序的组合来实现前述的功能。

Claims (8)

1.一种充电控制装置，其对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，其特征在于，具备：
OCP算出部，其算出所述负极的开路电位即负极静电位；
下限负极电位算出部，其算出下限负极电位作为所述负极的下限电位；以及
充电许可电流算出部，其基于由所述OCP算出部算出的所述负极静电位、由所述下限负极电位算出部算出的所述下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来算出对所述二次电池充电的充电许可电流，
所述充电许可电流算出部将所述负极静电位的目标值设为所述下限负极电位，而算出所述充电许可电流。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制装置还具备单电池过电压算出部，该单电池过电压算出部基于由SOC算出部算出的所述二次电池的SOC，来算出所述单电池过电压，
所述充电许可电流算出部基于所述负极静电位与所述下限负极电位的差值和所述单电池过电压，来算出所述充电许可电流。
3.根据权利要求2所述的充电控制装置，其中，
通过从所述负极静电位减去所述单电池过电压而得到的电位，来代替负极的闭路电位。
4.根据权利要求1所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制装置还具备负极过电压算出部，该负极过电压算出部基于由SOC算出部算出的所述二次电池的SOC，来算出所述负极过电压，
所述充电许可电流算出部基于所述负极静电位与所述下限负极电位的差值和所述负极过电压，来算出所述充电许可电流。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充电控制装置，其中，
由所述下限负极电位算出部算出的所述下限负极电位是从零减去所述二次电池的欧姆过电压而得到的值。
6.一种充电控制装置，其对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，其特征在于，具备：
SOC算出部，其算出所述二次电池的SOC；以及
充电许可电流算出部，其基于所述负极的开路电位即负极静电位、所述负极的下限电位即下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来预先取得所述二次电池的充电许可电流相对于所述SOC的特性，
根据所述SOC从所述特性算出所述充电许可电流。
7.一种充电控制方法，该方法对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，其特征在于，包括：
OCP算出步骤，算出所述负极的开路电位即负极静电位；
下限负极电位算出步骤，算出下限负极电位作为所述负极的下限电位；以及
充电许可电流算出步骤，基于在所述OCP算出步骤中算出的所述负极静电位、在所述下限负极电位算出步骤中算出的所述下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来算出对所述二次电池充电的充电许可电流，
在所述充电许可电流算出步骤中，将所述负极静电位的目标值设为所述下限负极电位，来算出所述充电许可电流。
8.一种充电控制方法，该方法对具有正极和负极的二次电池的充电进行控制，其特征在于，包括：
SOC算出步骤，算出所述二次电池的SOC；以及
充电许可电流算出步骤，基于根据在所述SOC算出步骤中算出的所述SOC而算出的所述负极的开路电位即负极静电位、所述负极的下限电位即下限负极电位以及所述二次电池的过电压即单电池过电压或所述负极的过电压即负极过电压，来预先取得所述二次电池的充电许可电流相对于所述SOC的特性，
根据所述SOC从所述特性算出所述充电许可电流。
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