JP2003331929A - 電池の制御装置および制御方法 - Google Patents

電池の制御装置および制御方法

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JP2003331929A JP2002132784A JP2002132784A JP2003331929A JP 2003331929 A JP2003331929 A JP 2003331929A JP 2002132784 A JP2002132784 A JP 2002132784A JP 2002132784 A JP2002132784 A JP 2002132784A JP 2003331929 A JP2003331929 A JP 2003331929A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水酸基を含む電解液を有する電池において、
電池の温度低下による電池出力の低下を防止する。 【解決手段】 電池ＥＣＵ３１００は、車両に搭載され
た、電解液に水酸基（ＯＨ）を含むバッテリの充放電状
態を制御する。この車両は、バッテリを充電するモータ
ジェネレータ３５００およびインバータ３１０２を含
む。電池ＥＣＵ３１００は、バッテリと車両に搭載され
た負荷との接続および非接続を切換える電池メインリレ
ー３６００に接続され、バッテリが過充電状態であっ
て、モータジェネレータ３５００およびインバータ３１
０２によりバッテリが充電されていて、バッテリから負
荷に放電されていないときに、バッテリと負荷とを非接
続にするように、電池メインリレー３６００をオフにす
るＣＰＵ３１０４を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池およびその電
池を充電する装置を搭載した車両の電池制御に関し、特
に、電解液に水酸基を有する２次電池の充電制御に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の自動車には、内燃機関であるガソ
リンエンジンと、電気モータとの２種類の動力源を組合
せて使用するパワートレーンを搭載するものがある。こ
のようなパワートレインをハイブリッドシステムと呼
ぶ。この電気モータは、車両に搭載された電池から供給
される電力により駆動される。たとえば、電気モータと
して交流モータを用いている場合、電池から出力される
直流電力をインバータ等の回路により交流電力に変換
し、この交流電力によって電気モータを駆動する。その
際、インバータを構成する各スイッチング素子のスイッ
チング動作を制御することにより、モータから所望の出
力トルクを得ることができる。
【０００３】このようなハイブリッドシステムを搭載し
た自動車には、たとえば鉛電池が搭載される。鉛電池
は、ＳＯＣ（States Of Charge）が向上するとその凍結
温度が低下する特性を有する。すなわち、電池内部の電
解液は、ＳＯＣが高い状態であれば比較的低温になるま
で凍結せず、逆に、ＳＯＣが低い状態であれば周囲の温
度が比較的高くても凍結する可能性がある。具体的に
は、ＳＯＣが３０％程度の状態では、周囲温度が−１０
℃まで低下すると、凍結する可能性がある。このような
特性は、自動車を夜間に長時間駐車した時等のように、
自動車の駆動系を動作させていない状態で外気温が低下
した場合に、問題となる。すなわち、電池の内部の電解
液が凍結することにより、電池の損傷等の不具合が発生
するおそれがある。
【０００４】特開平６−２３３４６６号公報は、車両駐
車時等における車載の電池の凍結を防止する制御装置を
開示する。この公報に開示された制御装置は、車両の周
囲温度を検出するセンサと、電池のＳＯＣを検出する回
路と、検出されたＳＯＣに対応する凍結温度を求める回
路と、求めた凍結温度及び検出された周囲温度に基づ
き、電池の液が凍結する可能性があるか否かを判定する
回路と、可能性があると判定された場合に、エンジン駆
動発電機等の充電回路から電池に充電電力を供給する回
路とを含む。
【０００５】この公報に開示された制御装置によると、
周囲温度及び電池のＳＯＣが検出される。次に、検出さ
れたＳＯＣに対応する凍結温度が求められ、求められた
凍結温度および検出された周囲温度に基づき、電池の液
が凍結する可能性があるか否かが判定される。可能性が
あると判定された場合には、電池の充電動作が実行さ
れ、これにより電池のＳＯＣが高められる。この電池
は、電池のＳＯＣと凍結温度の関係が、ＳＯＣが向上す
ると凍結温度が低くなるという関係を有する。このよう
な電池について、上述の制御装置による充電を行なう
と、ＳＯＣの向上に伴い凍結温度が低下する。したがっ
て、たとえば、夜間の駐車時等において周囲温度が低く
かつ電池のＳＯＣが低いことによる電池の凍結が防止で
き、電池の損傷等の不具合の発生を好適に防止できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に開示された制御装置を用いると、ＳＯＣの上昇に
伴い凍結温度が低下する鉛電池の凍結を防止することが
できても、以下のような問題が発生する。以下に示す問
題は、特に、水酸基を含む電解液を有する電池に対して
発生する。
【０００７】図９に、外気温が−２０℃で、自宅に帰宅
した後の１２時間、車両を屋外に駐車した場合の電池温
度の変化を示す。図９に示すように、電池の温度は−２
０℃近くにまで低下する。このとき、上述の公報のよう
にＳＯＣを高めておくと、電解液が凍結しないようにす
ることができる。図１０に電池温度と電池出力との関係
を示す。図１０に示すように、電池温度が低いと電池出
力が低くなる。すなわち、翌朝のエンジン始動時に電池
温度が下がっていると、電解液の凍結が回避できても、
電池温度が低いことによる電池出力の低下を回避でき
ず、エンジンを始動するスタータに必要な電力を供給す
ることができないという問題点が発生しうる。
【０００８】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであって、水酸基を含む電解液を有する電池
において、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止
できる、電池の制御装置および制御方法を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る制御装
置は、車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電
池の充放電を制御する。この制御装置は、２次電池と車
両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるた
めの切換え手段と、予め定められた条件が満足される
と、充電手段による２次電池の充電中に、２次電池と負
荷とを非接続にするように、充電手段と切換え手段とを
制御するための制御手段とを含む。
【００１０】第１の発明によると、電解液に水酸基を含
む２次電池の１つであるＮｉＭＨ電池においては、過充
電すると、水素ガス（Ｈ2）と酸素ガス（Ｏ2）とが電槽
内で発生して電槽内に蓄えられる。２次電池への充放電
が行なわれていない状態において、この水素ガスと酸素
ガスとは、２次電池の電槽内で再結合反応を発生する。
この再結合反応は、発熱反応であるので、電池温度を高
める。２次電池が過充電状態であって、２次電池からの
放電が全く行なわれていない状態で、２次電池と充放電
回路とを切断すると、この後再結合反応は進行する。制
御手段は、このような発熱反応により電池温度を低くし
たくない条件を満足するとき（たとえば、車両の外気温
が低い、電池温度が低いとき）であって、充電手段によ
り充電された２次電池が過充電であるという条件を満足
すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続
にする。これにより、２次電池は、過充電状態であっ
て、充電中に負荷と切り離される。すなわち、放電が全
くされていない状態で負荷と切り離される。この後、外
気温の低い屋外に車両が長時間に亘って駐車されても、
水素ガスと酸素ガスとの再結合反応が発生して、電池温
度が低くならないようにできる。電池温度が低くならな
いので、高い電池出力を維持でき、スタータを十分に回
転させることなどができる。その結果、水酸基を含む電
解液を有する電池において、電池温度の低下に伴う電池
出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供するこ
とができる。
【００１１】第２の発明に係る制御装置は、第１の発明
の構成に加えて、制御手段は、２次電池が予め定められ
た充電状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と
負荷とを非接続にするように制御するための手段を含
む。
【００１２】第２の発明によると、２次電池が過充電の
状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷と
を非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応
（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電
池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池
の制御装置を提供することができる。
【００１３】第３の発明に係る制御装置は、第１の発明
の構成に加えて、２次電池のＳＯＣを検知するための検
知手段をさらに含む。制御手段は、２次電池のＳＯＣが
予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、
２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための
手段を含む。
【００１４】第３の発明によると、検知手段により検知
されたＳＯＣに基づいて、２次電池が満充電に近い状態
（たとえば、ＳＯＣが８０〜１００％）になると、２次
電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水
素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生さ
せることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電
池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供する
ことができる。
【００１５】第４の発明に係る制御装置は、第３の発明
の構成に加えて、制御手段は、エンジンを用いて２次電
池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止
して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になる
と、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続に
するように制御するための手段を含む。
【００１６】第４の発明によると、この車両は、エンジ
ンを含み、充電手段は、エンジンを用いて２次電池を充
電する。制御手段は、エンジンを用いて２次電池を充電
するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２
次電池のＳＯＣを高める。ＳＯＣが予め定められた値以
上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを
非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発
熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温
度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制
御装置を提供することができる。
【００１７】第５の発明に係る制御装置は、第３の発明
の構成に加えて、制御手段は、時間に関する予め定めら
れた条件が満足されると、エンジンを用いて２次電池を
充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止し
て、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になる
と、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続に
するように制御するための手段を含む。
【００１８】第５の発明によると、たとえば、車両が目
的地に近づいて駐車される時間が近くなると、２次電池
からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その充
電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸
素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることが
できる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低
下を防止できる、電池の制御装置を提供することができ
る。
【００１９】第６の発明に係る制御装置は、第５の発明
の構成に加えて、制御手段は、ナビゲーション装置から
の出力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定め
られた第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次
電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁
止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上にな
ると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続
にするように制御するための手段を含む。
【００２０】第６の発明によると、車両に搭載されたナ
ビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地
に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知する
と、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充電
して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、
水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生
させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う
電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供す
ることができる。
【００２１】第７の発明に係る制御装置は、第５の発明
の構成に加えて、制御手段は、ナビゲーション装置から
の出力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定めら
れた第２の時間以内になると、エンジンを用いて２次電
池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を制限
して、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の
時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電す
るとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次
電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電
池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素
ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させ
ることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池
出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供するこ
とができる。
【００２２】第７の発明によると、車両に搭載されたナ
ビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地
に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知する
と、２次電池からの放電を制限して、２次電池を充電し
てＳＯＣを７０％程度にまで上昇させる。車両が目的地
にさらに近づいて駐車される時間がさらに近くなったこ
とを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２次
電池を充電してＳＯＣを８０％程度にまで上昇させる。
その充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素
ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させ
ることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池
出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供するこ
とができる。
【００２３】第８の発明に係る制御装置は、第１〜第７
の発明の構成に加えて、充電手段は、エンジンを用いて
２次電池を充電するための手段を含む。制御手段は、エ
ンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と
負荷とを非接続にするように制御するための手段を含
む。
【００２４】第８の発明によると、車両に搭載されたエ
ンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と
負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合
反応（発熱反応）を発生させることができる。その結
果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止でき
る、電池の制御装置を提供することができる。
【００２５】第９の発明に係る制御装置は、第１〜第８
のいずれかの発明の構成に加えて、車両の外気温を検知
するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検知手
段により検知された外気温が予め定められた温度以下で
あって、予め定められた条件が満足されると、２次電池
の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制
御するための手段を含む。
【００２６】第９の発明によると、外気温が低い場合に
は、長時間屋外に車両を駐車すると、電池温度が低くな
り、電池出力が低下するおそれがある。そのため、外気
温が低い場合であって、充電手段により充電された２次
電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池
の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガス
と酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させるこ
とができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力
の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することが
できる。
【００２７】第１０の発明に係る制御装置は、第１〜第
８のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池の温度を
検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検
知手段により検知された温度が予め定められた温度以下
であって、予め定められた条件が満足されると、２次電
池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように
制御するための手段を含む。
【００２８】第１０の発明によると、電池温度が低い場
合には、長時間屋外に車両を駐車すると、さらに電池温
度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。その
ため、電池温度が低い場合であって、充電手段により充
電された２次電池が過充電であるという条件を満足する
と、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にし
て、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を
発生させることができる。その結果、電池温度の低下に
伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提
供することができる。
【００２９】第１１の発明に係る制御装置は、第１〜第
１０のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池は、Ｎ
ｉＭＨ電池、ＮｉＣｄ電池および鉛電池のいずれかであ
るものである。
【００３０】第１１の発明によると、ＮｉＭＨ電池、Ｎ
ｉＣｄ電池および鉛電池のいずれかに適用して、水素ガ
スと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させる
ことができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出
力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供すること
ができる。
【００３１】第１２の発明に係る制御装置は、第３〜第
７のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池と負荷と
が非接続にされるときの、２次電池のＳＯＣは、８０〜
１００％であるものである。
【００３２】第１２の発明によると、ＳＯＣを再結合反
応が発生する８０〜１００％の状態であって、２次電池
の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガス
と酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させるこ
とができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力
の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することが
できる。
【００３３】第１３の発明に係る制御方法は、車両に搭
載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制
御する。この制御方法は、２次電池と車両に搭載された
負荷との接続および非接続を切換える切換えステップ
と、予め定められた条件が満足されると、充電回路によ
る２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にす
るように、切換えステップとを制御する制御ステップと
を含む。
【００３４】第１３の発明によると、電解液に水酸基を
含む２次電池の１つであるＮｉＭＨ電池においては、過
充電すると、水素ガスと酸素ガスとが電槽内で発生して
電槽内に蓄えられる。２次電池への充放電が行なわれて
いない状態において、この水素ガスと酸素ガスとは、２
次電池の電槽内で再結合反応を発生する。この再結合反
応は、発熱反応であるので、電池温度を高める。２次電
池が過充電状態であって、２次電池からの放電が全く行
なわれていない状態で、２次電池と充放電回路とを切断
すると、この後再結合反応は進行する。制御ステップ
は、このような発熱反応により電池温度を低くしたくな
い条件を満足するとき（たとえば、車両の外気温が低
い、電池温度が低いとき）であって、充電回路により充
電された２次電池が過充電であるという条件を満足する
と、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にす
る。これにより、２次電池は、過充電状態であって、充
電中に負荷と切り離される。すなわち、放電が全くされ
ていない状態で負荷と切り離される。この後、外気温の
低い屋外に車両が長時間に亘って駐車されても、水素ガ
スと酸素ガスとの再結合反応が発生して、電池温度が低
くならないようにできる。電池温度が低くならないの
で、高い電池出力を維持でき、スタータを十分に回転さ
せることなどができる。その結果、水酸基を含む電解液
を有する電池において、電池温度の低下に伴う電池出力
の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することが
できる。
【００３５】第１４の発明に係る制御方法は、第１３の
発明の構成に加えて、制御ステップは、２次電池が予め
定められた充電状態になると、２次電池の充電中に、２
次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップ
を含む。
【００３６】第１４の発明によると、２次電池が過充電
の状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷
とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応
（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電
池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池
の制御方法を提供することができる。
【００３７】第１５の発明に係る制御方法は、第１３の
発明の構成に加えて、２次電池のＳＯＣを検知する検知
ステップをさらに含む。制御ステップは、２次電池のＳ
ＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電
中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御する
ステップを含む。
【００３８】第１５の発明によると、検知ステップにて
検知されたＳＯＣに基づいて、２次電池が満充電に近い
状態（たとえば、ＳＯＣが８０〜１００％）になると、
２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にし
て、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を
発生させることができる。その結果、電池温度の低下に
伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提
供することができる。
【００３９】第１６の発明に係る制御方法は、第１５の
発明の構成に加えて、制御ステップは、エンジンを用い
て２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放
電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以
上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを
非接続にするように制御するステップを含む。
【００４０】第１６の発明によると、この車両は、エン
ジンを含み、充電回路は、エンジンを用いて２次電池を
充電する。制御ステップは、エンジンを用いて２次電池
を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止し
て、２次電池のＳＯＣを高める。ＳＯＣが予め定められ
た値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負
荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反
応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、
電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電
池の制御方法を提供することができる。
【００４１】第１７の発明に係る制御方法は、第１５の
発明の構成に加えて、制御ステップは、時間に関する予
め定められた条件が満足されると、エンジンを用いて２
次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を
禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上に
なると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接
続にするように制御するステップを含む。
【００４２】第１７の発明によると、たとえば、車両が
目的地に近づいて駐車される時間が近くなると、２次電
池からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その
充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと
酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させること
ができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の
低下を防止できる、電池の制御方法を提供することがで
きる。
【００４３】第１８の発明に係る制御方法は、第１７の
発明の構成に加えて、制御ステップは、ナビゲーション
装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が、
予め定められた第１の時間以内になると、エンジンを用
いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への
放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値
以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷と
を非接続にするように制御するステップを含む。
【００４４】第１８の発明によると、車両に搭載された
ナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的
地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知す
ると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充
電して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にし
て、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を
発生させることができる。その結果、電池温度の低下に
伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提
供することができる。
【００４５】第１９の発明に係る制御方法は、第１７の
発明の構成に加えて、制御ステップは、ナビゲーション
装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が予
め定められた第２の時間以内になると、エンジンを用い
て２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放
電を制限して、目的地到着までの時間が、予め定められ
た第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池
を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止し
て、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になる
と、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続に
するように制御するステップを含む。
【００４６】第１９の発明によると、車両に搭載された
ナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的
地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知す
ると、２次電池からの放電を制限して、２次電池を充電
してＳＯＣを７０％程度にまで上昇させる。車両が目的
地にさらに近づいて駐車される時間がさらに近くなった
ことを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２
次電池を充電してＳＯＣを８０％程度にまで上昇させ
る。その充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、
水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生
させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う
電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供す
ることができる。
【００４７】第２０の発明に係る制御方法は、第１３〜
第１９のいずれかの発明の構成に加えて、制御ステップ
は、エンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次
電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを
含む。
【００４８】第２０の発明によると、車両に搭載された
エンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池
と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結
合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結
果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止でき
る、電池の制御方法を提供することができる。
【００４９】第２１の発明に係る制御方法は、第１３〜
第２０のいずれかの発明の構成に加えて、車両の外気温
を検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップ
は、検知ステップにて検知された外気温が予め定められ
た温度以下であって、予め定められた条件が満足される
と、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続に
するように制御するステップを含む。
【００５０】第２１の発明によると、外気温が低い場合
には、長時間屋外に車両を駐車すると、電池温度が低く
なり、電池出力が低下するおそれがある。そのため、外
気温が低い場合であって、充電回路により充電された２
次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電
池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガ
スと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させる
ことができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出
力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供すること
ができる。
【００５１】第２２の発明に係る制御方法は、第１３〜
第２０のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池の温
度を検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップ
は、検知ステップにて検知された温度が予め定められた
温度以下であって、予め定められた条件が満足される
と、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続に
するように制御するステップを含む。
【００５２】第２２の発明によると、電池温度が低い場
合には、長時間屋外に車両を駐車すると、さらに電池温
度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。その
ため、電池温度が低い場合であって、充電回路により充
電された２次電池が過充電であるという条件を満足する
と、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にし
て、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を
発生させることができる。その結果、電池温度の低下に
伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提
供することができる。
【００５３】第２３の発明に係る制御方法は、第１３〜
第２２のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池は、
ＮｉＭＨ電池、ＮｉＣｄ電池および鉛電池のいずれかで
あるものである。
【００５４】第２３の発明によると、ＮｉＭＨ電池、Ｎ
ｉＣｄ電池および鉛電池のいずれかに適用して、水素ガ
スと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させる
ことができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出
力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供すること
ができる。
【００５５】第２４の発明に係る制御方法は、第１５〜
第１９のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池と負
荷とが非接続にされるときの、２次電池のＳＯＣは、８
０〜１００％であるものである。
【００５６】第２４の発明によると、ＳＯＣを再結合反
応が発生する８０〜１００％の状態であって、２次電池
の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガス
と酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させるこ
とができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力
の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することが
できる。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一
の部品には同一の符号を付してある。それらの名称およ
び機能も同じである。したがってそれらについての詳細
な説明は繰返さない。
【００５８】本発明の実施の形態にかかる電池制御シス
テムを含む車両について説明する。図１に、この電池制
御システムが搭載された車両のパワートレインを示す。
この車両は、以下に示すハイブリットシステムと呼ばれ
るパワートレインを搭載する。
【００５９】ここで、簡単にハイブリッドシステムにつ
いて説明する。ハイブリッドシステムとは、ガソリンエ
ンジンと電気モータのように、２種類の動力源を組合せ
て使用するパワートレインである。このシステムは、走
行条件に応じて、ガソリンエンジンと電気モータとを使
い分け、それぞれの持つ長所を活かしつつ、不得意な部
分を補うことができる。そのため、滑らかでレスポンス
の良い動力性能とともに、燃料消費や排出ガスを大幅に
抑制できるという特徴を有する。このハイブリットシス
テムには、大別してシリーズハイブリットシステムおよ
びパラレルハイブリッドシステムの２種類がある。
【００６０】シリーズ（直列）ハイブリッドシステム
は、車輪の駆動を電気モータで行ない、エンジンは、電
気モータへの動力供給源として作動する。小さな出力の
エンジンを効率良い領域でほぼ一定回転で運転し、効率
良く充電しながら走行できる。
【００６１】パラレル（並列）ハイブリッドシステム
は、エンジンと電気モータとで車輪を直接駆動する。こ
のシステムでは、電気モータは、エンジンの動力のアシ
ストを行なうとともに、発電機としてバッテリを充電し
ながら走行することも可能である。
【００６２】図１に示したパワートレインは、パラレル
ハイブリッドシステムおよびシリーズハイブリッドシス
テムの両方の特徴を有するパラレルシリーズハイブリッ
ドシステムである。このパワートレインは、フロントユ
ニットがパラレルハイブリッドシステム、リアユニット
がフロントのモータジェネレータで発電した電力を使用
する、シリーズハイブリッドシステムの要素を含む。
【００６３】このパワートレインは、無段変速機１００
と、動力源としてのエンジン２００と、無段変速機１０
０と、エンジン２００を制御する制御装置３００とを含
む。無段変速機１００の入力軸７００は、エンジン２０
０に接続され、無段変速機１００の出力軸７５０は、駆
動輪（前輪）８００に接続されている。さらに、このパ
ワートレインは、車両の走行用に直流電力を供給するバ
ッテリ１３００と、バッテリ１３００に接続されたイン
バータ１２００と、インバータ１２００に接続されたモ
ータジェネレータ２０００と、エンジン２００からの動
力およびモータジェネレータ２０００からの動力を分配
する動力分配機構１０００とを含む。
【００６４】制御装置３００は、駆動輪（前輪）８００
に対する目標トルクを発生させるための指示トルクに基
づいて、動力源であるエンジン２００およびモータジェ
ネレータ２０００に接続されたインバータ１２００を制
御する。このとき、制御装置３００は、無段変速機１０
０の入力軸７００に所定の駆動力が入力されるように、
動力分配機構１０００を制御する。
【００６５】さらに、このパワートレインは、駆動輪
（後輪）２２００と、駆動輪（後輪）２２００の動力源
としてのモータジェネレータ２０５０とを含む。モータ
ジェネレータ２０５０の出力軸２１００は、駆動輪（後
輪）２２００に接続されている。モータジェネレータ２
０５０は、インバータ１２００に接続され、インバータ
１２００を介して、バッテリ１３００から電力が供給さ
れる。
【００６６】制御装置３００は、駆動輪（後輪）２２０
０に対する目標トルクを発生させるための指示トルクに
基づいて、動力源であるモータジェネレータ２０５０に
接続されたインバータ１２００を制御する。
【００６７】この車両の駆動輪（前輪）８００の動力源
は、エンジン２００およびモータジェネレータ２０００
であって、駆動輪（後輪）２２００の動力源は、モータ
ジェネレータ２０５０である。モータジェネレータ２０
００からの駆動力は、出力軸７５０を介して駆動輪（前
輪）８００に伝達され、モータジェネレータ２０５０か
らの駆動力は、出力軸２１００を介して駆動輪（後輪）
２２００に伝達される。このモータジェネレータ２００
０、２０５０は、駆動時にはモータとして使用され、制
動時にはジェネレータとして使用される。
【００６８】この車両は、このようなパワートレインを
有するため、たとえば、エンジン２００を回転させて、
その回転力を、動力分配機構１０００でモータジェネレ
ータ２０００と無断変速機１００とに分配して、車両を
走行させながら、モータジェネレータ２０００により発
電してバッテリ１３００を充電させることができる。こ
の場合、駆動輪（前輪）８００のみで車両を駆動し、駆
動輪（後輪）２２００を駆動しないので、モータジェネ
レータ２０５０からモータとして機能しないで、モータ
ジェネレータ２０５０から駆動輪（後輪）２２００に駆
動力が伝達されない。そのため、走行中にバッテリ１３
００から放電させることなく、バッテリ１３００を充電
させることができる。また、このようにして車両を走行
させると、車両が制動状態にあるか否かに関わらず、バ
ッテリ１３００から放電させることなく、走行中に充電
のみを行なわせることができる。
【００６９】この車両に搭載されるバッテリ１３００
は、ＮｉＭＨ電池である。なお、本発明に係る電池の制
御装置は、このＮｉＭＨ電池に適用されるものに限定さ
れず、電解液に水酸基を含む、全ての電池に適用でき
る。さらに、本発明に係る電池制御システムは、上述し
たパワートレインに適用されることに限定されない。車
両の走行中に、車両に搭載したバッテリから放電させる
ことなく、そのバッテリを充電させることができる全て
のパワートレインに、本発明に係る電池制御システムは
適用される。
【００７０】図２を参照して、本実施の形態に係る電池
制御システムについて説明する。この電池制御システム
は、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１００
と、電池ＥＣＵ３１００に接続されたナビゲーションシ
ステム３２００と、電池温度センサ３３００と、外気温
センサ３４００と、モータジェネレータ３５００と、電
池メインリレー３６００とを含む。モータジェネレータ
３５００は、図１に示したモータジェネレータ２０００
である。以下の説明では、モータジェネレータは、モー
タジェネレータ３５００と記載する。
【００７１】電池ＥＣＵ３１００は、インバータ３１０
２と、この電池制御システムの全体を制御する電池制御
プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Uni
t）３１０４と、ＣＰＵ３１０４で実行される電池制御
プログラムやそのプログラムの実行結果を記憶するメモ
リ３１０６と、予め設定された時間の経過を検知するタ
イマ３１０８とを含む。このインバータ３１０２は、図
１に示したインバータ１２００である。以下の説明で
は、インバータは、インバータ３１０２と記載する。
【００７２】電池ＥＣＵ３１００は、目標ＳＯＣに従っ
て、インバータ３１０２の界磁コイルへの電流値を増減
させる。電池ＥＣＵ３１００により、インバータ３１０
２の界磁コイルへの電流値が増減されると、バッテリ１
３００への充電量が制御されて、充電電流値および充電
電圧値が変化する。電池ＥＣＵ３１００により、インバ
ータ３１０２の界磁コイルへの電流値が増加されると、
バッテリ１３００への充電電流値および充電電圧値が上
昇する。バッテリ１３００への充電電流値および充電電
圧値が上昇して目標ＳＯＣになるように、バッテリ１３
００のＳＯＣが電池ＥＣＵ３１００により制御される。
【００７３】電池ＥＣＵ１３００は、バッテリ１３００
から放電されておらず、かつバッテリ１３００への充電
されているときに、電池メインリレー３６００を遮断す
ることができる。このようにすると、バッテリ１３００
は、充電中の状態でその動作を停止させることができ
る。
【００７４】図３を参照して、ＮｉＭＨ電池であるバッ
テリ１３００の内部で発生する化学反応について説明す
る。通常の反応時には、充電時に、正極側で「Ｎｉ（Ｏ
Ｈ） 2＋ＯＨ- → ＮｉＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ- （１）」
の反応が、負極側で「Ｍ＋Ｈ 2Ｏ＋ｅ- → ＭＨ＋ＯＨ
- （２）」の反応が発生している。全体としては、
「Ｎｉ（ＯＨ）2＋Ｍ → ＮｉＯＯＨ＋ＭＨ
（３）」の反応が発生している。放電時には、逆の方向
に反応が進む。なお、「Ｍ」は、水素吸蔵合金である。
【００７５】このような化学反応とともに、過充電時
に、正極側で「ＯＨ- → １／２Ｈ2Ｏ＋１／４Ｏ2↑
＋ｅ- （４）」の反応が、負極側で「Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-
→ ＭＨ＋ＯＨ- （５）」の反応と「ＭＨx → Ｍ
＋Ｘ／２Ｈ2↑ （６）」の反応とが発生している。こ
の過充電時（ＳＯＣがおよそ８０％以上）における反応
は、通常の充電時にも一部発生している。過充電時（Ｓ
ＯＣが１００％以上）では、この過充電時における反応
のみが発生している。
【００７６】さらに、このような過充電時の状態で電池
のメインリレー３６００を遮断すると、再結合反応が発
生する。この再結合反応においては、バッテリ１３００
の内部において、「ＭＨx＋Ｏ2 → ＭＨx-4＋２Ｈ2Ｏ
（７）」の反応と、「ＭＨ x＋Ｈ2 → ＭＸX+2
（８）」の反応とが発生する。この式からわかるよう
に、バッテリ１３００の内部では、水素吸蔵合金中の水
素が酸素ガスを還元するとともに、水素吸蔵合金の撥水
性により直接水素を吸蔵している。この再結合反応にお
いては、全体として、「２Ｈ2＋Ｏ2 → ２Ｈ2Ｏ＋Ｑ
（発熱）」ように、発熱反応が発生する。
【００７７】この発熱は、ＳＯＣが１００％を越えるよ
うに過充電した方が、より大きな発熱量を得ることがで
きるが、バッテリの寿命が短くなるので過度の過充電は
好ましくない。そのため、ＳＯＣが８０〜１００％で充
電して、この再結合反応を発生させて熱を発生させる。
より具体的には、ＳＯＣが７０％ぐらいまで充電する通
常の充電制御に加えて、さらに３〜５分の間は充電のみ
を行ない、ＳＯＣを８０％ぐらいまで高める。この充電
状態のまま、電池メインリレー３６００を遮断する。こ
のようにすると、再結合反応が促進されて、より大きな
熱量を得ることができる。なお、ＳＯＣを１００％程度
にして、バッテリを一旦放電状態にしてから、電池メイ
ンリレー３６００を遮断すると、再結合反応が促進され
ず、より大きな熱量を得ることができない。
【００７８】図４を参照して、本実施の形態に係る電池
制御システムの電池ＥＣＵ３１００のＣＰＵ３１０４で
実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７９】ステップ（以下、ステップをＳと略す。）
１００にて、ＣＰＵ３１０４は、現在時刻が目的地到着
の１０分前に到達したか否かを判断する。この判断は、
電池ＥＣＵ３１００に接続されたナビゲーションシステ
ム３２００からの入力信号に基いて行なわれる。なお、
ナビゲーションシステム３２００は、目的地登録機能
と、目的地到着までの予測時間を算出する機能と、算出
された目的地到着までの予測時間を予め定められた時間
ごとに（１分ごとに）電池ＥＣＵ３１００に出力する機
能とを有する。目的地到着の１０分前になると（Ｓ１０
０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそう
でないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻さ
れ、現在時刻が目的地到着の１０分前になるまで待つ。
【００８０】Ｓ２００にて、ＣＰＵ３１０４は、電池温
度＜０℃または外気温＜−１０℃であるか否かを判断す
る。この判断は、電池温度センサ３３００から入力され
た電池温度または外気温センサ３４００から入力された
外気温に基いて行なわれる。電池温度が＜０℃であるか
外気温が＜−１０℃であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、
処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０
０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８１】Ｓ３００にて、ＣＰＵ３１０４は、充電優
先制御モードへ移行する。このとき、制御ＳＯＣを７０
％に設定する。このとき、電池ＥＣＵ３１００から制御
装置３００へ、充電優先制御モードへ移行したことを表
わすフラグが送信される。制御装置３００においては、
放電を禁止することはしないが、エンジン２００の駆動
力の一部を動力分配機構１０００を用いてモータジェネ
レータ２０００に伝達し、モータジェネレータ３５００
を発電機として機能させ、インバータ３１０２を介して
得られた直流電力をバッテリ１３００に供給する。この
とき、エンジン２００の駆動力の一部以外は、動力分配
機構１０００により無断変速機１００に伝達され、無断
変速機１００から出力軸７５０を介して駆動輪（前輪）
８００を駆動させる。
【００８２】これにより、車両の走行中にバッテリ１３
００からの放電を抑制しつつ、車両をエンジン２００に
より駆動させることができる。このとき、バッテリ１３
００を駆動源とするモータジェネレータ２０５０は、モ
ータとして機能しない。また、このとき電池ＥＣＵ３１
００は、インバータ３１０２の界磁コイルの電流値を増
減させて、制御ＳＯＣである７０％に、実際のＳＯＣが
到達するように制御する。
【００８３】Ｓ４００にて、ＣＰＵ３１０４は、現在時
刻が目的地到着の２分前に到達したか否かを判断する。
目的地到着の２分前になると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、
処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４０
０にてＮＯ）、処理はＳ４００へ戻され、現在時刻が目
的地到着の２分前に到達するまで待つ。
【００８４】Ｓ５００にて、ＣＰＵ３１０４は、放電禁
止モードへ移行する。このとき、制御ＳＯＣを８０％に
設定する。この放電禁止モードは、前述のＳ３００にお
ける充電優先制御モードよりも、充電を優先させたモー
ドであって、電池１３００からの放電を完全に禁止する
モードである。これにより、電池１３００には、エンジ
ン２００から動力分配機構１０００、モータジェネレー
タ３５００およびインバータ３１０２を介して得られた
電力が供給される。また、バッテリ１３００から、図１
に示すモータジェネレータ２０５０およびこの車両の補
機類に対して、バッテリ１３００から電力が供給されな
い。このとき、電池ＥＣＵ３１００のインバータ３１０
２の界磁コイルへの電流値がさらに増加され、制御ＳＯ
Ｃが８０％になるように制御される。
【００８５】Ｓ６００にて、ＣＰＵ３１０４は、車両停
止要求を検知したか否かを判断する。この判断は、電池
ＥＣＵ３１００にイグニッションスイッチのオフを検知
することにより行なわれる。車両停止要求を検知すると
（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。
もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ５０
０に戻され、車両の停止要求を検知するまで待つ。
【００８６】Ｓ７００にて、ＣＰＵ３１０４は、充電中
に電池メインリレー３６００をオフにする。Ｓ８００に
て、ＣＰＵ３１０４は、ハイブリッドシステムを停止さ
せる。
【００８７】以上のような構造をフローチャートに基
く、本実施の形態に係る電池制御システムの動作につい
て説明する。
【００８８】図１に示すパワートレインを搭載した車両
が走行中に、ナビゲーションシステム３２００の入力信
号により電池ＥＣＵ１００が目的地到着の１０分前を検
知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電池温度センサ３３
００または外気温センサ３４００により検知された電池
温度または外気温に基いて、電池の昇温動作を実行する
か否かが判断される。電池温度が０℃未満または外気温
度が−１０℃未満であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、充
電優先制御モードへ移行する（Ｓ３００）。このとき、
制御ＳＯＣが７０％に設定される。
【００８９】図５を用いて、この充電優先制御モードに
ついて説明する。図５は、バッテリ１３００のＳＯＣ
と、バッテリ１３００の充放電電流との時間的な変化を
表わす。図５に示すように、電池１３００に対しては、
インバータ１２００からの充電電流およびバッテリ１３
００からインバータ１２００への放電電流が、プラス側
を放電としてマイナス側を充電として流れる。このと
き、何ら優先モードが設定されていない場合には、６０
０（ｓｅｃ）以降のように、放電電流の時間積算値の方
が充電電流の時間積算値よりも多ければ、ＳＯＣが徐々
に低下する。その一方、２００（ｓｅｃ）から３５０
（ｓｅｃ）のように、充電優先制御モードであると、１
０（Ａ）程度の充電電流が電池１３００に流れるように
制御される。このとき、放電禁止モードではないため、
バッテリ１３００からインバータ３１０２を介して放電
されるが、その放電電流を上回るように充電電流が設定
され、その充電電流をモータジェネレータ３５００が出
力するように制御される。
【００９０】さらに車両が走行を継続し、車両が目的地
に到着し、車両の運転者がイグニッションスイッチをオ
フにすると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、充電中の状態で、
電池のメインリレー３６００がオフされる（Ｓ７０
０）。その後、ハイブリッドシステムが停止され（Ｓ８
００）、車両は長時間（１２時間程度）駐車された状態
となる。
【００９１】図６を参照して、このときの動作とＳＯＣ
との関係を説明する。走行開始から目的地到着の１０分
前までは、通常のハイブリッド走行が行なわれて、ＳＯ
Ｃは、その走行状態によって上下動する。目的地到着の
１０分前であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電池温度が
０℃未満または外気温が−１０℃未満であると（Ｓ２０
０にてＹＥＳ）、充電優先制御モードに移行する（Ｓ３
００）。このとき、目的地到着の１０分前から２分前に
おいては、充放電しながらＳＯＣを７０％になるよう
に、充電優先制御モードによりモータジェネレータ２０
００が制御される。
【００９２】さらに目的地到着の２分前になると（Ｓ４
００にてＹＥＳ）、放電禁止モードに移行する（Ｓ５０
０）。このとき制御ＳＯＣが８０％に設定される。この
とき、図６に示すように、目的地到着の２分前からは、
充電のみが行なわれ、放電が禁止される。そのためＳＯ
Ｃは、短時間で（２分）、１０％向上し、制御ＳＯＣで
ある８０％に到達する。
【００９３】この後、車両は長時間（１２時間程度）駐
車されることになる。このとき、図７に示すように、ハ
イブリッドシステムが停止してから（Ｓ８００）、２時
間程度の間は、図３に示す再結合反応が発生し、再結合
反応による発熱が持続する。そのため、ハイブリッドシ
ステム停止時に１０℃程度であった電池温度は、２０℃
付近まで上昇する。その後は（２時間以降）、再結合反
応が終了し、発熱は維持されず徐々に電池温度は低下す
る。
【００９４】図８を参照して、外気温が−２０℃である
場合の、電池温度の１２時間の変化を示す。目的地を自
宅とし、帰宅時にハイブリッドシステムを停止したとき
には（Ｓ８００）、電池温度が１０℃であったとする。
充電中に電池メインリレー３６００をオフにした場合の
昇温制御が行なわれると、２０時頃には電池温度が２０
℃付近まで上昇する。その後、外気温が−２０℃である
ことにより、バッテリ１３００は冷却され、徐々に温度
が低下し、６時頃には電池温度は−１０℃付近になる。
【００９５】また、図８に示すように、電池の昇温制御
を行なうが、充電中に電池メインリレー３６００をオフ
にするのではなく、放電後に電池メインリレー３６００
をオフにした場合には、図３に示す再結合反応が抑制さ
れてしまい、２１時付近において、電池温度が１２〜１
３℃にしか上昇しない。そのため、３時頃に電池温度は
−１０℃付近になり、さらにその後電池温度が低下して
しまう。
【００９６】以上のようにして、本実施の形態に係る電
池制御システムは、ハイブリッドシステムを搭載した車
両において、車両が長時間駐車する前の１０分前になる
と、充電優先制御モードに移行して、ＳＯＣが７０％に
なるように制御される。さらに長時間駐車される２分前
になると、放電が禁止され、ＳＯＣが８０％になるよう
に制御される。その充電中に、すなわち、バッテリ１３
００からの放電電流が０である状態において、電池メイ
ンリレーがオフにされる。これにより、バッテリは充電
中に充放電回路と遮断される。その結果、バッテリは過
充電状態において、充電中に充放電回路と遮断されるた
め、再結合反応の要因である水素ガスと酸素ガスとが電
槽内に十分に蓄えられた状態でハイブリッドシステムが
停止する。その状態で充放電反応が行なわれないと、電
槽内に発生した水素ガスと酸素ガスとが再結合し、その
再結合時に発生する熱により、電池温度が上昇する。そ
の結果、長時間車両を駐車しても、その反応熱により電
池温度が一旦上昇するため、長時間の駐車後も電池温度
が極度に低下することを防止することができる。
【００９７】なお、図４に示したフローチャートの中
で、Ｓ２００における処理は、電池温度が０℃未満また
は外気温が−１０℃未満であることを条件としたが、こ
れに限定されない。たとえば、電池温度が０℃未満かつ
外気温が−１０℃未満であるときに、充電優先制御モー
ドに移行するようにしてもよい。さらに、上述した説明
において、目的地到着までの時間である１０分および２
分は、一例であり、これに限定されない。これらの時間
は、ＳＯＣを所定分上昇させる時間に基づいて、設定さ
れる。
【００９８】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る電池制御システム
が搭載される車両のパワートレインの制御ブロック図で
ある。
【図２】 本発明の実施の形態に係る電池制御システム
の制御ブロック図である。
【図３】 バッテリにおける化学反応式をまとめた図で
ある。
【図４】 本発明の実施の形態に係る電池ＥＣＵで実行
されるプログラムの制御構造を示すフローチャートであ
る。
【図５】 充放電電流とＳＯＣとの関係を示す図であ
る。
【図６】 車両の走行経過に伴うＳＯＣの時間変化を示
す図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係る電池制御システム
における電池温度の時間変化を示す図（その１）であ
る。
【図８】 本発明の実施の形態に係る電池制御システム
における電池温度の時間変化を示す図（その２）であ
る。
【図９】 従来技術に係る電池制御システムにおける電
池温度の時間変化を示す図である。
【図１０】 電池温度と電池出力との関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
１００ 無段変速機、２００ エンジン、３００ 制御
装置、７００ 入力軸、７５０、２１００ 出力軸、８
００ 駆動輪（前輪）、１０００ 動力分配機構、１２
００ インバータ、１３００ バッテリ、２０００、２
０５０ モータジェネレータ、２２００ 駆動輪（後
輪）。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 DA04 EA05 FA06 GB06 GC05 5H030 AA01 AS08 BB01 BB10 BB21 FF27 FF52 5H115 PC06 PG04 PI13 PI16 PI22 PI29 PO02 PU08 PU19 PU21 PU23 PU24 PU25 PU26 PV09 SE06 TI01 TI02 TI10 TO05

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に搭載された、電解液に水酸基を含
    む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記
    車両は、前記２次電池を充電するための充電手段を含
    み、前記制御装置は、 前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続およ
    び非接続を切換えるための切換え手段と、 予め定められた条件が満足されると、前記充電手段によ
    る前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷と
    を非接続にするように、前記充電手段と前記切換え手段
    とを制御するための制御手段とを含む、電池の制御装
    置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記２次電池が予め定
    められた充電状態になると、前記２次電池の充電中に、
    前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御す
    るための手段を含む、請求項１に記載の電池の制御装
    置。
  3. 【請求項３】 前記制御装置は、前記２次電池のＳＯＣ
    を検知するための検知手段をさらに含み、 前記制御手段は、前記２次電池のＳＯＣが予め定められ
    た値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次
    電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための
    手段を含む、請求項１に記載の電池の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記車両は、エンジンを含み、 前記充電手段は、前記エンジンを用いて前記２次電池を
    充電するための手段を含み、 前記制御手段は、前記エンジンを用いて前記２次電池を
    充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を
    禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以
    上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と
    前記負荷とを非接続にするように制御するための手段を
    含む、請求項３に記載の電池の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記制御手段は、時間に関する予め定め
    られた条件が満足されると、前記エンジンを用いて前記
    ２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷
    への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定め
    られた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記
    ２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するた
    めの手段を含む、請求項３に記載の電池の制御装置。
  6. 【請求項６】 前記車両は、ナビゲーション装置を搭載
    し、 前記制御手段は、前記ナビゲーション装置からの出力に
    基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められた第
    １の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次
    電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への
    放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められ
    た値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次
    電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための
    手段を含む、請求項５に記載の電池の制御装置。
  7. 【請求項７】 前記車両は、ナビゲーション装置を搭載
    し、 前記制御手段は、前記ナビゲーション装置からの出力に
    基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた第２
    の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電
    池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放
    電を制限して、前記目的地到着までの時間が、予め定め
    られた第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて
    前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記
    負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め
    定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、
    前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御す
    るための手段を含む、請求項５に記載の電池の制御装
    置。
  8. 【請求項８】 前記車両は、エンジンを含み、 前記充電手段は、前記エンジンを用いて前記２次電池を
    充電するための手段を含み、 前記制御手段は、前記エンジンを停止させて、前記２次
    電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続に
    するように制御するための手段を含む、請求項１〜７の
    いずれかに記載の電池の制御装置。
  9. 【請求項９】 前記制御装置は、前記車両の外気温を検
    知するための検知手段をさらに含み、 前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記外
    気温が予め定められた温度以下であって、前記予め定め
    られた条件が満足されると、前記２次電池の充電中に、
    前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御す
    るための手段を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の
    電池の制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御装置は、前記２次電池の温度
    を検知するための検知手段をさらに含み、 前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記温
    度が予め定められた温度以下であって、前記予め定めら
    れた条件が満足されると、前記２次電池の充電中に、前
    記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御する
    ための手段を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の電
    池の制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記２次電池は、ＮｉＭＨ電池、Ｎｉ
    Ｃｄ電池および鉛電池のいずれかである、請求項１〜１
    ０のいずれかに記載の電池の制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記２次電池と前記負荷とが非接続に
    されるときの、前記２次電池のＳＯＣは、８０〜１００
    ％である、請求項３〜７のいずれかに記載の電池の制御
    装置。
  13. 【請求項１３】 車両に搭載された、電解液に水酸基を
    含む２次電池の充放電を制御する制御方法であって、前
    記車両は、前記２次電池を充電する充電回路を含み、前
    記制御方法は、 前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続およ
    び非接続を切換える切換えステップと、 予め定められた条件が満足されると、前記充電回路によ
    る前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷と
    を非接続にするように、前記切換えステップとを制御す
    る制御ステップとを含む、電池の制御方法。
  14. 【請求項１４】 前記制御ステップは、前記２次電池が
    予め定められた充電状態になると、前記２次電池の充電
    中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように
    制御するステップを含む、請求項１３に記載の電池の制
    御方法。
  15. 【請求項１５】 前記制御方法は、前記２次電池のＳＯ
    Ｃを検知する検知ステップをさらに含み、 前記制御ステップは、前記２次電池のＳＯＣが予め定め
    られた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記
    ２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するス
    テップを含む、請求項１３に記載の電池の制御方法。
  16. 【請求項１６】 前記車両は、エンジンを含み、 前記充電回路は、前記エンジンを用いて前記２次電池を
    充電する回路を含み、 前記制御ステップは、前記エンジンを用いて前記２次電
    池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放
    電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた
    値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電
    池と前記負荷とを非接続にするように制御するステップ
    を含む、請求項１５に記載の電池の制御方法。
  17. 【請求項１７】 前記制御ステップは、時間に関する予
    め定められた条件が満足されると、前記エンジンを用い
    て前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前
    記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予
    め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中
    に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制
    御するステップを含む、請求項１５に記載の電池の制御
    方法。
  18. 【請求項１８】 前記車両は、ナビゲーション装置を搭
    載し、 前記制御ステップは、前記ナビゲーション装置からの出
    力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められ
    た第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記
    ２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷
    への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定め
    られた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記
    ２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するス
    テップを含む、請求項１７に記載の電池の制御方法。
  19. 【請求項１９】 前記車両は、ナビゲーション装置を搭
    載し、 前記制御ステップは、前記ナビゲーション装置からの出
    力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた
    第２の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２
    次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷へ
    の放電を制限して、前記目的地到着までの時間が、予め
    定められた第１の時間以内になると、前記エンジンを用
    いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から
    前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが
    予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中
    に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制
    御するステップを含む、請求項１７に記載の電池の制御
    方法。
  20. 【請求項２０】 前記車両は、エンジンを含み、 前記充電回路は、前記エンジンを用いて前記２次電池を
    充電する回路を含み、 前記制御ステップは、前記エンジンを停止させて、前記
    ２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接
    続にするように制御するステップを含む、請求項１３〜
    １９のいずれかに記載の電池の制御方法。
  21. 【請求項２１】 前記制御方法は、前記車両の外気温を
    検知する検知ステップをさらに含み、 前記制御ステップは、前記検知ステップにて検知された
    前記外気温が予め定められた温度以下であって、前記予
    め定められた条件が満足されると、前記２次電池の充電
    中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように
    制御するステップを含む、請求項１３〜２０のいずれか
    に記載の電池の制御方法。
  22. 【請求項２２】 前記制御方法は、前記２次電池の温度
    を検知する検知ステップをさらに含み、 前記制御ステップは、前記検知ステップにて検知された
    前記温度が予め定められた温度以下であって、前記予め
    定められた条件が満足されると、前記２次電池の充電中
    に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制
    御するステップを含む、請求項１３〜２０のいずれかに
    記載の電池の制御方法。
  23. 【請求項２３】 前記２次電池は、ＮｉＭＨ電池、Ｎｉ
    Ｃｄ電池および鉛電池のいずれかである、請求項１３〜
    ２２のいずれかに記載の電池の制御方法。
  24. 【請求項２４】 前記２次電池と前記負荷とが非接続に
    されるときの、前記２次電池のＳＯＣは、８０〜１００
    ％である、請求項１５〜１９のいずれかに記載の電池の
    制御方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348576A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリ管理装置及び管理方法
JP2005354761A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリー管理装置及びバッテリー管理方法
WO2006112548A1 (ja) * 2005-04-20 2006-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両用空調装置
US7581969B2 (en) 2007-03-28 2009-09-01 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connector with auxiliary housing having inverted insertion preventing portion
US8417403B2 (en) 2007-08-09 2013-04-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle equipped with power storage device and temperature control method of power storage device
JP2017212842A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 三菱自動車工業株式会社 電動車両

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348576A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリ管理装置及び管理方法
JP2005354761A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリー管理装置及びバッテリー管理方法
WO2006112548A1 (ja) * 2005-04-20 2006-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両用空調装置
US8006508B2 (en) 2005-04-20 2011-08-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air conditioner for vehicles
US8826681B2 (en) 2005-04-20 2014-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air conditioner for vehicles
US7581969B2 (en) 2007-03-28 2009-09-01 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connector with auxiliary housing having inverted insertion preventing portion
US8417403B2 (en) 2007-08-09 2013-04-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle equipped with power storage device and temperature control method of power storage device
JP2017212842A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 三菱自動車工業株式会社 電動車両

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