JP2010060408A - リチウムイオン電池の劣化判定方法、リチウムイオン電池の制御方法、リチウムイオン電池の劣化判定装置、リチウムイオン電池の制御装置及び車両 - Google Patents

リチウムイオン電池の劣化判定方法、リチウムイオン電池の制御方法、リチウムイオン電池の劣化判定装置、リチウムイオン電池の制御装置及び車両 Download PDF

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Abstract

【課題】リチウムイオン電池の劣化状態を検知する。
【解決手段】リチウムイオン電池を一定の電力値で連続的に放電及び充電させる診断モードにおいて取得された前記リチウムイオン電池の電圧変化に関する情報に基づき前記リチウムイオン電池の劣化状態を判定する。前記診断モードにおける一定の電力値は、前記リチウムイオン電池の蓄電量及び温度に応じて異ならせるのが好ましい。前記情報として、前記放電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧降下の度合いを用いることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、リチウムイオン電池の劣化状態を判定するための判定方法及びこの判定方法による判定結果に基づきリチウムイオン電池を制御する制御装置などに関する。
電気自動車、ハイブリッド自動車などの駆動用または補助電源として、リチウムイオン電池などの蓄電装置が知られている。蓄電装置は、充放電を繰り返すことにより内部抵抗が増大して、劣化することが知られている。
特許文献１は、電池初期時の開放電圧対放電電気量特性の傾きと電池劣化時の開放電圧対放電電気量特性の傾きとの比で二次電池の電池容量劣化を算出する方法を開示する。特許文献２は、積層された複数の電池セルから構成され、車両に搭載された電池モジュールと、電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部と、電池モジュールの充放電を制御し、電池モジュールの電圧が電池モジュールが制御可能とされる電圧の下限値まで低下した時に電池モジュールを充電させる制御部とを備えた電池モジュールの制御装置を開示する。制御部は、車両の始動を検知した場合に、電圧検出部により検出される電圧が上記の下限値になるまで電池モジュールを放電させる。
このように構成された電池モジュールの制御装置によれば、車両始動後、電池モジュールを積極的に放電させることにより、電池モジュールの電圧を、電池モジュールが放電から充電に反転する電圧に早期に到達させる。これにより、複数の電池セル間に温度差が生じている場合に、温度の低い電池セルで著しく電圧低下した状態が長時間続くことを抑制できる。このため、電池セルが劣化することを防止できる。
特開２０００−２６１９０１号公報 特開２００７−１８１２９１号公報 特開２００７−１１３９５３号公報 特開２００３−２４３０４２号公報
リチウムイオン電池が劣化して所定の出力特性を満たさなくなると、電池交換の必要が生じるため、早期に劣化したことを検知する必要がある。しかしながら、リチウムイオン電池は種々の原因（例えば、充放電の繰り返し）で劣化し、その原因を全て正確に特定することは容易ではない。そこで、本願発明は、リチウムイオン電池の劣化状態を検知することを第１の目的とする。また、リチウムイオン電池の劣化を抑制することを第２の目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明のリチウムイオン電池の劣化判定方法は、（１）リチウムイオン電池を一定の電力値で連続的に放電及び充電させる診断モードにおいて取得された前記リチウムイオン電池の電圧変化に関する情報に基づき前記リチウムイオン電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
（２）（１）の構成において、前記診断モードにおける一定の電力値を、前記リチウムイオン電池の蓄電量及び温度に応じて異ならせるのが好ましい。
（３）（１）又は（２）の構成において、前記情報として、前記放電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧降下の度合いを用いることができる。
（４）（３）に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法において、前記電圧降下の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池から出力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げるとよい。これにより、放電時の電圧降下が抑制され、リチウムイオン電池の劣化を抑制できる。
（５）別の観点として（１）又は（２）の構成において、前記情報として、前記充電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧上昇の度合いを用いることができる。
（６）（５）に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法において、前記電圧上昇の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池に入力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げるとよい。これにより、充電時の電圧上昇が抑制され、リチウムイオン電池の劣化を抑制できる。
（７）本願発明のリチウムイオン電池の劣化状態を判定するリチウムイオン電池の劣化判定装置は、前記リチウムイオン電池の電圧に関する情報を取得するための取得部と、前記リチウムイオン電池を一定の電力値で連続的に放電及び充電させる診断モードの際に、前記取得部で取得された情報に基づき、前記リチウムイオン電池の劣化状態を判定する判定部と、を有する。
（８）（７）の構成において、前記診断モードにおける一定の電力値を、前記リチウムイオン電池の蓄電量及び温度に応じて異ならせるのが好ましい。
（９）（７）又は（８）の構成において、前記情報として、前記放電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧降下の度合いを用いることができる。
（１０）本願発明のリチウムイオン電池の制御装置は、（９）に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置と、前記判定部において前記電圧降下の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池から出力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げる処理を行う電流制御部と、を有することを特徴とする。
（１１）（７）又は（８）の構成において、前記情報として、前記充電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧上昇の度合いを用いることができる。
（１２）本願発明のリチウムイオン電池の制御装置は、（１１）に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置と、前記判定部において前記電圧上昇の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池に入力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げる処理を行う電流制御部と、を有することを特徴とする。
（１０）又は（１２）に記載のリチウムイオン電池の制御装置は、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載することができる。
本発明によれば、リチウムイオン電池の劣化状態を検知することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
（本発明を創作するに至った経緯）
本発明者等は、リチウムイオン電池においてハイレート劣化現象が起こることを発見した。ハイレート劣化現象について、図２及び図３を用いて説明する。図２はハイレート劣化したリチウムイオン電池を放電させた時の電気的な特性を模式的に示した模式図であり、（ａ）は電池出力値を示しており、（ｂ）は電池電圧値を示している。図３はハイレート劣化したリチウムイオン電池を充電させた時の電気的な特性を模式的に示した模式図であり、（ａ）は電池出力値を示しており、（ｂ）は電池電圧値を示している。なお、図２（ａ）及び図３（ａ）に図示するように、リチウムイオン電池の入出力時の電力値は一定である。
リチウムイオン電池を高い出力値（パワー）で所定時間放電させる放電動作又は高い入力値（パワー）で所定時間充電させる充電動作を繰り返し行うと、これらの放電動作又は充電動作中にリチウムイオン電池の電圧が降下する現象（内部抵抗が上昇する現象）、すなわちハイレート劣化現象が起こる。
例えば、内燃機関とモータとを動力源として兼用するハイブリッド自動車では、モータの駆動源であるリチウムイオン電池と内燃機関との出力が極めて高くなるような高速走行を繰り返し行うことにより、ハイレート劣化現象が起こる。
図２（ｂ）において、曲線Ｉはハイレート劣化に至る前のリチウムイオン電池の電圧値の挙動を示しており、曲線ＩＩ〜ＩＶはハイレート劣化に至った後のリチウムイオン電池の電圧挙動を示している。曲線Ｉに示すように、ハイレート劣化に至る前のリチウムイオン電池を一定の出力値で所定時間放電させても、リチウムイオン電池の電圧値は変化することなく一定である。
他方、ハイレート劣化に至った後に、リチウムイオン電池を一定の出力で所定時間放電させると、曲線ＩＩ〜ＩＶに示すようにリチウムイオン電池の電圧値は、時間経過とともに徐々に降下する。曲線ＩＩＩは曲線ＩＩよりも、ハイレート劣化が進んだ状態を示しており、曲線ＩＶは曲線ＩＩＩよりも、ハイレート劣化が進んだ状態を示している。したがって、これらの結果から、リチウムイオン電池の劣化度が高くなるほど、放電時の電圧降下量が大きくなることがわかる。
したがって、ハイレート劣化に至ったリチウムイオン電池を電圧降下が起こるような一
定の電力値で放電させ、この放電中における電圧降下の度合いを調べる診断モードを設け
ることにより、リチウムイオン電池を適切に保護することができる。
また、図３（ｂ）において、曲線Ｉはハイレート劣化に至る前のリチウムイオン電池の電圧挙動を示しており、曲線ＩＩ〜ＩＶはハイレート劣化に至った後のリチウムイオン電池の電圧挙動を示している。ハイレート劣化に至る前の状態で、リチウムイオン電池を一定の出力で所定時間充電させても、曲線Ｉに示すようにリチウムイオン電池の電圧値は変化することなく一定である。
他方、ハイレート劣化に至った後に、リチウムイオン電池を一定の出力で所定時間充電させると、曲線ＩＩ〜ＩＶに示すようにリチウムイオン電池の電圧値は、時間経過とともに徐々に上昇する。曲線ＩＩＩは曲線ＩＩよりも、ハイレート劣化が進んだ状態を示しており、曲線ＩＶは曲線ＩＩＩよりも、ハイレート劣化が進んだ状態を示している。したがって、これらの結果から、リチウムイオン電池の劣化度が高くなるほど、充電時の電圧上昇量が大きくなることがわかる。
したがって、ハイレート劣化に至ったリチウムイオン電池を電圧上昇が起こるような一定の電力値で充電させ、この充電中における電圧上昇の度合いを調べる診断モードを設けることにより、リチウムイオン電池を適切に保護することができる。
図１は、リチウムイオン電池がハイレート劣化に至ったことを判定する判定方法を有効に実施するための判定システムを図示したブロック図である。同図において、組電池（蓄電装置）１０は、複数の電池ブロック１２を電気的に直列に接続することにより構成されている。本実施例では、１４個の電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎを直列に接続している。各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎは、この順序で配列されている。各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎは、複数の単電池１１からなる。
これらの単電池１１は、電気的に直列に接続されている。各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎに含まれる単電池１１の個数は、互いに同数であり、本実施例では１２個に設定している。電池ブロック１２及び単電池１１の個数は、組電池１０の使用目的に応じて適宜変更することができる。
組電池１０における総プラス端子及び総マイナス端子には、配線を介してインバータ２０が電気的に接続されている。インバータ２０は、モータ３０に電気的に接続されており、組電池１０の出力を用いてモータ３０を駆動する。
ここで、本実施例の組電池１０は、車両（不図示）に搭載されており、モータ３０を駆動することにより、車両を走行させることができる。また、車両の制動時には、発電機としてのモータジェネレータ（不図示）を用いて発生させた電力を、組電池１０に充電することができる。
上述した車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車が挙げられる。ハイブリッド自動車とは、組電池１０の他に、車両を走行させるための内燃機関や燃料電池といった他の動力源を備えた車両である。また、電気自動車とは、組電池１０の出力だけを用いて走行する車両である。
組電池１０を構成する単電池１１は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池を構成する正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
組電池１０には、温度センサ（例えば、サーミスタ）６０が設けられている。温度センサ６０は、コントローラ（判定部、電流制御部）５０に接続されている。コントローラ５０は、温度センサ６０から出力される温度情報に基づき、組電池１０の温度を常時監視している。
また、組電池１０の配線には、電流センサ６１が接続されている。電流センサ６１は、コントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、電流センサ６１から出力される電流情報に基づき、組電池１０の電流値が予め設定された上限電流値を超えないように監視している。すなわち、充放電時に流れる組電池１０の電流値が上限電流値を超えないように監視している。
各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎにはそれぞれ、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎが接続されている。各電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎは、対応する電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎの電圧（以下、ブロック電圧という）を検出し、この検出結果をコントローラ５０に出力する。コントローラ５０は、イグニションスイッチ５１に対して電気的に接続されている。
コントローラ５０は、内部メモリ５０Ａを有する。内部メモリ５０Ａには、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）等を用いることができる。内部メモリ５０Ａには、電圧降下量を評価するための閾値（後述する）などが記憶されている。なお、内部メモリ５０Ａを、コントローラ５０の外部に別体として設けることもできる。
コントローラ５０は、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報及び電流センサ６１から出力される電流情報に基づき、組電池１０の蓄電量（残存容量）を算出する。
コントローラ５０は、イグニションスイッチ５１がオンされたことを検知すると、組電池１０のハイレート劣化状態を診断する診断モードを開始する。コントローラ５０は、組電池１０の充電及び放電動作を制御する。
コントローラ５０は、内部タイマー５０Ｂを有する。コントローラ５０は、内部タイマー５０Ｂのカウント動作の開始及び停止を制御するとともに、カウント動作の開始から停止までのカウント時間を計時する。なお、内部タイマー５０Ｂを、コントローラ５０の外部に別体として設けることもできる。
本実施例では、イグニションスイッチ５１がオンされると直ちに組電池１０の診断モードが実行される。診断モードでは、組電池１０を一定の電力で所定時間連続的に放電及び充電させる充放電処理を行い、このときの電圧変化の度合いに基づき組電池１０の劣化状態を判定する。図４（ａ）は診断モードを実行したときの単電池１１の出力を示した電力特性図であり、図４（ｂ）は診断モードを実行したときの単電池１１の電圧変化を示した電圧特性図である。放電時の単電池１１の出力値及び充電時の単電池１１の入力値は互いに同じであり、かつ、一定である。また、放電時間及び充電時間についても互いに同じである。
ここで、「一定の電力」及び「所定時間」については、ハイレート劣化に至った単電池１１を放電させた時に、電圧降下量が閾値を超えるような値に設定する必要がある。この閾値は、コントローラ５０の内部メモリ５０Ａに記憶されている。例えば、図２において、より電圧降下量の少ない曲線ＩＩ及びＩＩＩに示す状態をハイレート劣化に至っていないものと判定し、電圧降下量の大きい曲線ＩＶに示す状態をハイレート劣化に至ったものと判定することができる。
なお、本願発明は、ハイレート劣化に至ったリチウムイオン電池を、一定の電力で所定時間放電（充電）させたときに電圧が降下（電圧が上昇）することを発見した点に特徴があり、「一定の電力」、「所定時間」及び「閾値」についての具体的な数値は、車種、販売地域などに応じて異なる設計条件であるため、本明細書では詳細な説明を省略するものとする。
このハイレート劣化によって電圧が降下する現象は、単電池１１の電池温度、蓄電量（残存容量）によって左右される。そのため、電池温度、蓄電量に応じた「一定の電力」及び「所定時間」を実験的に求めておき、これらをデーターテーブルとして内部メモリ５０Ａの中に記憶させておくことが望ましい。
診断モードを実行することにより、組電池１０の劣化状態について下記の事項を判定することができる。図４（ａ）に図示するように、診断モードの放電中に電圧が降下した場合には、放電動作によって組電池１０が劣化したことがわかる。また、電圧降下の度合いを調べることにより組電池１０の劣化の程度を調べることができる。
ここで、電圧降下の度合を示す情報として、放電最終時の電圧降下量、すなわち、△Ｖ１ＭＡＸを用いることができる。この場合、コントローラ５０は、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、最も電圧降下量の高い電池ブロックの△Ｖ１ＭＡＸを算出して、電圧降下の度合いを判定する。
具体的には、内部メモリ５０Ａから読み出された閾値と△Ｖ１ＭＡＸとを比較して、閾値≦△Ｖ１ＭＡＸである場合には組電池１０がハイレート劣化しているものと判別し、閾値＞△Ｖ１ＭＡＸである場合には組電池１０がハイレート劣化していないものと判別する。
図５（ａ）は診断モードを実行したときの単電池１１の出力を示した電力特性図であり、図５（ｂ）は診断モードを実行したときの単電池１１の電圧変化を示した電圧特性図であり、図４（ｂ）とは異なる挙動を示している。なお、放電時の単電池１１の出力値及び充電時の単電池１１の入力値は互いに同じであり、かつ、一定である。また、放電時間及び充電時間についても互いに同じである。
図５（ｂ）に図示するように、診断モードの充電中に電圧が上昇した場合には、充電動作によって組電池１０が劣化したことがわかる。また、電圧上昇の度合いを調べることにより組電池１０の劣化の程度を調べることができる。
ここで、電圧上昇の度合を示す情報として、充電最終時の電圧上昇量、すなわち、△Ｖ２ＭＡＸを用いることができる。この場合、コントローラ５０は、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、最も電圧上昇量が高い電池ブロックの△Ｖ２ＭＡＸを算出して、電圧上昇の度合いを判定する。
具体的には、内部メモリ５０Ａから読み出された閾値と△Ｖ２ＭＡＸとを比較して、閾値≦△Ｖ２ＭＡＸである場合には組電池１０がハイレート劣化しているものと判別し、閾値＞△Ｖ２ＭＡＸである場合には組電池１０がハイレート劣化していないものと判別する。
コントローラ５０は、組電池１０が放電側で劣化している場合には、組電池１０の前記上限電流値を下げる処理を行う。これにより、高出力が要求されるような場面（例えば、車両を高速走行させた場合が該当する）において、組電池１０の出力が絞られるため、電圧降下量を少なくする（または、無くす）ことができる。これにより、組電池１０の劣化を抑制できる。
コントローラ５０は、組電池１０が充電側で劣化している場合には、組電池１０の前記上限電流値を下げる処理を行う。これにより、組電池１０に対する入力が高くなるような場面（例えば、坂道での下り走行が所定時間高速で行われ、大量の回生エネルギを回収できるような状態が該当する）において、組電池１０の入力が絞られるため、電圧上昇量を少なくする（または、無くす）ことできる。これにより、組電池１０の劣化を抑制できる。
なお、放電側及び充電側の双方で組電池１０が劣化している場合には、組電池１０の出力及び入力の双方が絞られる。
次に、組電池１０の診断方法について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、下記のフローチャートは、コントローラ５０によって実行される。ステップＳ１０１において、イグニションスイッチ５１がオンされたかどうかを判別する。イグニションスイッチ５１がオンされた場合にはステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、温度センサ６０から出力される温度情報に基づき組電池１０の電池温度を検出する。さらに、電流センサ６１及び電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される情報に基づき組電池１０の蓄電量（残存容量）を算出して、ステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２において検出及び算出された電池温度及び蓄電量に対応した診断モード（一定の電力で所定時間強制的に充放電させるモード）に関する情報を内部メモリ５０Ａから読み出す。具体的には、放電時の電力値、放電時間、充電時の電力値及び充電時間に関する情報を内部メモリ５０Ａから読み出して、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、組電池１０の放電動作を開始させるとともに、内部タイマー５０Ｂをスタートさせる。組電池１０から放電された電力は、車両に搭載された電子機器の作動電力として用いることができる。例えば、放電時にエアコンが作動している場合には、組電池１０から放電された電力をエアコンの作動電力として用いることができる。これにより、組電池１０の診断時に発生した電力を有効に活用することができる。
ステップＳ１０５では、内部タイマー５０Ｂによるカウント時間がステップＳ１０３で読み出された放電時間に達したか否かを判別する。放電時間に達している場合には、ステップＳ１０６に進む。放電時間に達していない場合にはステップＳ１０４に戻り、組電池１０の放電動作及び内部タイマー５０Ｂのカウント動作を継続する。
ステップＳ１０６では、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、
各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎの電圧値を算出し、最も電圧降下量の大きい電池ブロックの電圧降下量△Ｖ１ＭＡＸを算出する。さらに、ステップＳ１０６では、組電池１０の放電動作を停止させる。
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出された電圧降下量△Ｖ１ＭＡＸと内部メモリ５０Ａから読み出された閾値とを比較する。閾値≦△Ｖ１ＭＡＸである場合には、ステップＳ１０８に進み、閾値＞△Ｖ１ＭＡＸである場合にはステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０８では、組電池１０の上限電流値を下げる処理を行う。これにより、組電池１０から放電される電流の上限値が低くなり、単電池１１の電圧降下量を少なく又は無くすことができる。その結果、組電池１０の電圧降下が抑制され、組電池１０の寿命低下を抑制できる。
ステップＳ１０９では、組電池１０の充電動作を開始させるとともに、内部タイマー５０Ｂをスタートさせる。組電池１０に充電される電流は、例えば、図示しないエンジンでモータ３０を駆動することにより得ることができる。
ステップＳ１１０では、内部タイマー５０Ｂによるカウント時間がステップＳ１０３で読み出された充電時間に達したか否かを判別する。充電時間に達している場合には、ステップＳ１１１に進む。充電時間に達していない場合にはステップＳ１０９に戻って、組電池１０の充電動作及び内部タイマー５０Ｂのカウント動作を継続する。
ステップＳ１１１では、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、
各電池ブロック１２Ａ〜１２Ｎの電圧値を算出し、最も電圧上昇量の大きい電池ブロックの電圧上昇量△Ｖ２ＭＡＸを算出する。さらに、ステップＳ１１１では、組電池１０の充電動作を停止させる。
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で算出された電圧降下量△Ｖ２ＭＡＸと内部メモリ５０Ａから読み出された閾値とを比較する。閾値≦△Ｖ２ＭＡＸである場合には、ステップＳ１１３に進み、閾値＞△Ｖ２ＭＡＸである場合にはこのフローを終了する。
ステップＳ１１３では、組電池１０に充電される上限電流値を下げる処理を行う。これにより、組電池１０に充電される電流の上限値が低くなり、単電池１１の電圧上昇量を少なく又は無くすことができる。その結果、組電池１０の電圧降下が抑制され、組電池１０の寿命低下を抑制できる。
（他の実施例）
電圧降下の度合いを示す情報として、放電中の電圧降下量を時間で積分した積分値（電圧変化に関する情報）、すなわち、∫△Ｖ１ｄｔを用いることもできる。この場合、コントローラ５０は、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、最も電圧降下量の高い電圧ブロックの∫△Ｖ１ｄｔを算出して、電圧降下の度合いを判定する。具体的には、内部メモリ５０Ａから読み出された閾値（この閾値は、上記実施例の閾値とは異なる）と∫△Ｖ１ｄｔとを比較して、閾値≦∫△Ｖ１ｄｔである場合には組電池１０がハイレート劣化しているものと判別し、閾値＞∫△Ｖ１ｄｔである場合には組電池１０がハイレート劣化していないものと判別する。
同様に、電圧上昇の度合いを示す情報として、充電中の電圧上昇量を時間で積分した積分値（電圧変化に関する情報）、すなわち、∫△Ｖ２ｄｔを用いることもできる。この場合、コントローラ５０は、電圧センサ４０Ａ〜４０Ｎから出力される電圧情報に基づき、最も電圧上昇量の高い電圧ブロックの∫△Ｖ２ｄｔを算出して、電圧降下の度合いを判定する。具体的には、内部メモリ５０Ａから読み出された閾値（この閾値は、上記実施例の閾値とは異なる）と∫△Ｖ２ｄｔとを比較して、閾値≦∫△Ｖ２ｄｔである場合には組電池１０がハイレート劣化しているものと判別し、閾値＞∫△Ｖ２ｄｔである場合には組電池１０がハイレート劣化していないものと判別する。
リチウムイオン電池のハイレート劣化を判定するための判定システムを示したブロック図である。 ハイレート劣化したリチウムイオン電池を放電させた時の特性を模式的に示した模式図であり、（ａ）は電池出力値を示しており、（ｂ）は電池電圧値を示している。 ハイレート劣化したリチウムイオン電池を充電させた時の特性を模式的に示した模式図であり、（ａ）は電池出力値を示しており、（ｂ）は電池電圧値を示している。 診断モードを実行したときのリチウムイオン電池の電気的な特性図であり、（ａ）は電力特性図であり、（ｂ）は電圧特性図である。 診断モードを実行したときのリチウムイオン電池の電気的な特性図であり、（ａ）は電力特性図であり、（ｂ）は電圧特性図である。 診断モードの処理手順を示したフローチャートである。
符号の説明
１０ 組電池
１１ 単電池
１２Ａ〜１２Ｎ 電池ブロック
２０ インバータ
３０ モータ
４０Ａ〜４０Ｎ 電圧センサ
５０ コントローラ
５０Ａ 内部メモリ
５０Ｂ 内部タイマー
５１ イグニションスイッチ

Claims (13)

  1. リチウムイオン電池を一定の電力値で連続的に放電及び充電させる診断モードにおいて取得された前記リチウムイオン電池の電圧変化に関する情報に基づき前記リチウムイオン電池の劣化状態を判定することを特徴とするリチウムイオン電池の劣化判定方法。
  2. 前記診断モードにおける一定の電力値は、前記リチウムイオン電池の蓄電量及び温度に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法。
  3. 前記情報は、前記放電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧降下の度合いであることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法。
  4. 請求項３に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法において、前記電圧降下の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池から出力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げることを特徴とするリチウムイオン電池の制御方法。
  5. 前記情報は、前記充電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧上昇の度合いであることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法。
  6. 請求項５に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法において、前記電圧上昇の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池に入力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げることを特徴とするリチウムイオン電池の制御方法。
  7. リチウムイオン電池の劣化状態を判定するリチウムイオン電池の劣化判定装置であって、
    前記リチウムイオン電池の電圧に関する情報を取得するための取得部と、
    前記リチウムイオン電池を一定の電力値で連続的に放電及び充電させる診断モードの際に、前記取得部で取得された情報に基づき、前記リチウムイオン電池の劣化状態を判定する判定部と、
    を有することを特徴とするリチウムイオン電池の劣化判定装置。
  8. 前記診断モードにおける一定の電力値は、前記リチウムイオン電池の蓄電量及び温度に応じて異なることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置。
  9. 前記情報は、前記放電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧降下の度合いであることを特徴とする請求項７又は８に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置。
  10. 請求項９に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置と、
    前記判定部において前記電圧降下の度合いが閾値以上であると判定された場合には、
    前記リチウムイオン電池から出力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げる処理を行う電流制御部と、
    を有することを特徴としたリチウムイオン電池の制御装置。
  11. 前記情報は、前記充電中に取得された前記リチウムイオン電池の電圧上昇の度合いであることを特徴とする請求項７又は８に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置。
  12. 請求項１１に記載のリチウムイオン電池の劣化判定装置と、
    前記判定部において前記電圧上昇の度合いが閾値以上であると判定された場合には、前記リチウムイオン電池に入力される電流の最大値として設定された上限電流値を下げる処理を行う電流制御部と、
    を有することを特徴とするリチウムイオン電池の制御装置。
  13. 請求項１０又は１２に記載のリチウムイオン電池の制御装置を搭載した車両。
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