JP2013169036A - 蓄電装置の制御装置、および電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の劣化度合いが良好な状態を従来よりも延ばすことができる制御装置の提供。
【解決手段】蓄電装置の制御装置としてのハイブリッドコントローラ８は、車両走行用モータ３を駆動する蓄電装置の劣化度合いが所定値よりも良好か否かを判定する劣化度判定部２０２と、蓄電装置の出力可能電力値よりも低い目標出力値を算出する目標出力演算部２０５と、を備え、劣化度判定部２０２により劣化度合いが所定値よりも良好と判定された場合に、蓄電装置の出力電力を目標出力値以下に制限するようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電装置（バッテリ、キャパシタ等）の制御装置、およびその制御装置を搭載した電動車両に関する。

近年、環境負荷低減の観点から、環境性能の高い車両の開発・実用化が進んでいる。このような車両としては、エンジンおよびモータの両方を備えて、発進時や加速時等にエンジンおよびモータ両方の駆動力を利用する車両や、エンジンにより発電機を駆動して発電した電力にてモータを駆動して走行する車両のようなハイブリッド自動車がある。また、モータのみを搭載した電気自動車がある。

これらの車両には、モータの電源として、例えば、二次電池（走行用バッテリ）やキャパシタ等の蓄電装置が搭載されている。モータを動力源として走行する場合には蓄電装置からモータへ電力が供給され、また、下り坂走行や制動時には、そのエネルギーを蓄電装置へ回生して蓄電装置の充電が行われる。このような蓄電装置は、充放電を繰り返すことにより容量の低下や内部抵抗の増加を促進し、蓄電装置に劣化が生じる。蓄電装置が劣化した場合、モータによる走行可能距離の低下や、車両の動力性能低下を招くおそれがある。

そのため、上述のような蓄電装置の劣化を抑制する技術として、蓄電装置の状態を表すパラメータSOH (State of health)を監視し、そのSOHが所定値低下となったならば、蓄電装置の充放電を制限する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１６９５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の蓄電装置では、放電による蓄電装置の劣化を判定し、劣化度合いが所定値以上であると判定された場合に、充電に利用される電流値の最大値を制限し、蓄電装置の劣化防止を行うように構成されている。そのため、劣化防止制御は、蓄電装置が劣化してSOH (State of health)が低下している状態からしか行われず、蓄電装置のSOHが高い状態、つまり最大入出力量、最大容量が高い期間を引き伸ばすことができないという問題点があった。

請求項１の発明に係る蓄電装置の制御装置は、車両走行用モータを駆動する蓄電装置の劣化度合いが所定値よりも良好か否かを判定する劣化判定部を備え、劣化判定部により劣化度合いが所定値よりも良好と判定された場合に、蓄電装置の出力電力を該蓄電装置の出力可能電力値よりも低い所定出力値以下に制限することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の蓄電装置の制御装置において、所定出力値は、蓄電装置の新品時出力可能電力値および劣化終期出力可能電力値と、車両のアクセルペダル操作量に応じたアクセル開度とに基づいて算出されることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の蓄電装置の制御装置において、蓄電装置の劣化度合いを算出する劣化度演算部と、蓄電装置の温度を検出する温度検出部と、蓄電装置に流れる電流を検出する電流値検出部と、を備え、所定出力値は、検出された温度および電流の少なくとも一方と、算出された前記劣化度合いとに基づいて算出されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蓄電装置の制御装置において、車両の速度および車両のアクセルペダル操作量に応じたアクセル開度がそれぞれ所定速度以上および所定開度以上となった場合に、蓄電装置の出力制限が解除されることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄電装置の制御装置において、劣化判定部により劣化度合いが所定値よりも良好と判定された場合に、蓄電装置への入力電力は該蓄電装置の入力可能電力値よりも低い所定入力値以下に制限されることを特徴とする。
請求項６の発明に係る電動車両は、車両走行用モータと、車両走行用モータへ電力を供給する蓄電装置と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置と、制御装置の電力制限部による蓄電装置の出力制限の有効および無効を選択するための操作部と、を備え、操作部により出力制限の有効が選択されると蓄電装置の出力制限が行われ、操作部により出力制限の無効が選択されると蓄電装置の出力制限が解除されることを特徴とする。
請求項７の発明に係るハイブリッド型の電動車両は、エンジンと、車両走行用モータと、車両走行用モータへ電力を供給する蓄電装置と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置と、エンジンおよび車両走行用モータの駆動を制御する車両制御装置と、を備え、車両制御装置は、蓄電装置の出力制限時であって、車両のアクセルペダル操作量に基づく必要出力が所定出力値よりも大きい場合に、必要出力に対する蓄電装置の出力の不足を補うようにエンジンの出力を制御することを特徴とする。

本発明によれば、蓄電装置の劣化度合いが良好な状態を従来よりも延ばすことができる。

本実施の形態における蓄電装置の制御装置を搭載するハイブリッド車を説明するシステム図である。 バッテリ内部抵抗の変化を示す図である。 SOHの変化を示す図である。 ハイブリッドコントローラ８で行われるバッテリ劣化抑制制御を説明するためのブロック図である。 目標出力設定部１０１を説明する図である。 目標出力値の設定の切り替えを説明するフローチャートである。 補正係数αの算出手順を説明するフローチャートである。 アクセル開度βとBOUT、EOUTおよび目標出力値との関係を示す図である。 バッテリ１の状態と補正係数αとの関係を表にまとめたものである。 出力可能電力値の劣化度合いによる推移を模式的に示したものである。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本実施の形態における蓄電装置の制御装置を搭載するハイブリッド車を説明するシステム図である。以下ではハイブリッド車を用いて説明するが、本発明の実施の形態は必ずしも図１に示すハイブリッド車に限定されるべきものではなく、蓄電装置からの電力供給により駆動されるモータを動力源とする車両すべてを含むものである。

図１に示すハイブリッド自動車は、モータ３もしくはエンジン４により駆動される。モータ３は、蓄電装置であるバッテリ１からインバータ２を介し供給される電力により駆動される。また、減速時には、モータ３にて回生した電力を、インバータ２を介しバッテリ１に蓄電する。上記の各動作はハイブリッドコントローラ８により制御され、ハイブリッドコントローラ８から各部へ通信を行うことで実現する。また、バッテリ１に接続されたＤＣ/ＤＣコンバータ１０は、バッテリ１から得た高電圧直流電力を低電圧直流電力に降圧して低電圧バッテリ１１を充電する。低電圧バッテリ１１は、車両に搭載された補機類に電力を供給する。

バッテリ１に取り付けられたバッテリ温度センサ５、電圧センサ６、電流センサ７の出力信号は、ハイブリッドコントローラ８に入力されれ、走行制御に用いられる。また、それらの出力信号は、ハイブリッドコントローラ８を介してバッテリコントローラ９へも送られる。

次に、バッテリ１の劣化特性について説明する。本実施の形態のバッテリ１にはリチウムイオンバッテリが用いられる。リチウムイオンバッテリは、劣化時に充電可能な容量が低下し、また、内部抵抗増加による出力電圧が低下する。それらは、モータ走行における航続距離の低下や、モータ出力低下の要因となる。このようなバッテリ特性の劣化の原因の一つとして、サイクル劣化がある。

サイクル劣化とは、バッテリに対して充放電サイクルを繰り返すことによって発生する劣化であり、主に、車両力行時のモータに対する放電、回生時のモータ（またはジェネレータ）による充電、および外部電源による充電の際に進行する劣化である。サイクル劣化による劣化量（充電可能容量の低下量、内部抵抗の増加量）を変化させる要因としては、充放電時の電流値、充放電時のバッテリ温度、充放電時の充放電量が知られている。そして、劣化量は式（１）で示すような特性を有している。式（１）において、ｎは定数、Ｋｃは温度により変化する劣化速度であり、温度が高い程劣化速度が大きくなる特性を持つ。なお、充電可能容量の低下量と内部抵抗の増加量とは絶対値は異なっているが、いずれも式（１）のようにな特性を示す。
劣化量 ＝ Ｋｃ × 電流値^ｎ …（１）

このような、バッテリ劣化のメカニズムを考慮すると、バッテリの放電量が多く、モータによる力行・回生が頻発するような走行を行うと、バッテリ劣化を促進する。そのため、このような状態が定常的に続くと、航続距離や燃費が大きく悪化する状態となる。

バッテリ１は、上述したように劣化の進行とともに内部抵抗が増加するため、バッテリ１の内部抵抗を検出することでその劣化状態を検出することができる。バッテリ１の内部抵抗の検出の仕方は種々のものが知られている。例えば、開放電圧と充放電時の端子電圧VBとの差を充放電電流で除して算出することができる。さらに正確に算出するためには、放電時の端子電圧と電流をサンプリングし、サンプリングデータを直線回帰して電圧―電流特性を求め、その傾きから内部抵抗を算出することができる。また、バッテリ充放電電流の積算値からバッテリ１の充電状態SOC (State of charge)を算出し、そのSOCに対する出力容量を演算により求め、新品時の出力容量と比較することで劣化状態を算出することもできる。

図２は、バッテリ１を使用したときのバッテリ内部抵抗の時間的変化、すなわち劣化の様子の一例を示したものである。バッテリは劣化するにつれてその内部抵抗が増加することが知られており、内部抵抗の変化の程度は、最初は大きく、劣化が進むにつれて次第に小さくなる。劣化状態の評価には、例えば、劣化度合いSOH(State of health）が用いられる。SOHは、式（２）に示すように、バッテリ新品時の内部抵抗値を上述の手法により算出されたバッテリの内部抵抗値で除することで算出することができる。
SOH＝（新品時内部抵抗）／（劣化時内部抵抗） …（２）

図３はSOHの変化の様子を示す図である。バッテリ新品時にはSOH＝１で、劣化が進むにつれてSOHは減少する。SOHは劣化の前半で大きく減少し、劣化の後半では減少の割合が小さくなる。前述した従来の技術では、バッテリの劣化がある程度進んでから劣化抑制動作を行うものであるため、SOHが低い状態を延ばすことによってバッテリの延命を図っている。

一方、本実施の形態では、詳細は後述するが、バッテリ１のSOHが所定値SOH1よりも良好の場合、すなわちSOH＞SOH1の場合には、バッテリ１の出力可能電力よりも低い目標出力値を設定し、その目標出力値を上限としてバッテリ出力を制限するようにした。このように、SOHが良好な状態において、バッテリ出力をバッテリ１の出力可能電力よりも低い目標出力値で制限することにより、SOHが良好な状態でのバッテリ劣化を抑制することができ、SOHが良好な状態をより長く保つことができる。

図４はハイブリッドコントローラ８で行われるバッテリ劣化抑制制御を説明するためのブロック図であり、バッテリ劣化抑制制御に関係する構成を示したものである。ハイブリッドコントローラ８には、モータ制御に関係するものとして、モータコントローラ１００および目標出力設定部１０１を備えている。モータコントローラ１００はベクトル制御によりモータ３を制御するものである。モータコントローラ１００の電流指令演算部１１０は、入力されたアクセル開度βや車速に基づいて制御電流指令であるd軸電流指令Idおよびq軸電流指令Iqを算出する。

d軸電流指令Idおよびq軸電流指令Iqは、出力比較部１１１に入力される。出力比較部１１１には、電流指令Id，Iqから必要とされる要求電力値を算出し、それを目標出力設定部１０１から出力された目標出力値と比較する。そして、算出された要求電力値が目標出力値を超える場合には、d軸電流指令およびq軸電流指令として、Id’，Iq’を出力する。Id’，Iq’は、出力（Id’，Iq’）≦目標出力値を満たすようなd軸電流指令およびq軸電流指令である。一方、要求電力値が目標出力値以下である場合には、出力比較部１１１は、電流指令演算部１１０から入力されたd軸電流指令Idおよびq軸電流指令Iqをそのまま出力する。モータコントローラ１００は、出力比較部１１１から出力されたId，IqまたはId’，Iq’に基づいて、駆動信号を生成してインバータ２へ出力する。

図５は、目標出力設定部１０１を説明する図である。目標出力設定部１０１は、バッテリ温度判定部２０１，劣化度判定部２０２、電流判定部２０３、目標出力演算部２０４を備えている。目標出力演算部２０４には、車速センサからの車速データ、アクセルセンサからアクセルペダルの操作量であるアクセル開度βが入力される。目標出力演算部２０４で算出された目標出力値を上限として、バッテリ１の出力に制限がかけられる。本実施の形態では、バッテリ１の劣化度合いSOHが所定値よりも良好か否かによって目標出力値の設定を切り替える。

目標出力演算部２０４は、バッテリ温度判定部２０１、劣化度判定部２０２および電流判定部２０３の各判定結果と、入力されるアクセル開度βおよび車速とに基づいて目標出力値を算出する。バッテリ温度判定部２０１には、バッテリ温度TBATTがバッテリ１に搭載されているバッテリ温度センサ５から入力される。バッテリ温度判定部２０１は、バッテリ温度TBATTが所定値Ｔb以上であるか否かを判定し、TBATT≧Ｔbの場合には予め設定された値αtを目標出力演算部２０４へ出力する。

劣化度判定部２０２には、電圧センサ６で検出されたバッテリ１の電圧と、電流センサ７で検出された充放電電流値CRNTが入力される。劣化度判定部２０２は、バッテリ１の劣化状態を表す劣化度合いSOHを、上述した式（２）を用いて算出する。バッテリ１の内部抵抗は、電圧センサ６で検出された開放電圧VOと充放電時の端子電圧VBとの差を、電流センサ７で検出された充放電電流値CRNTで除して算出することができる。さらに正確に算出するために、放電時の端子電圧VBと電流をサンプリングし、サンプリングデータを直線回帰して電圧―電流特性を求め、その傾きから内部抵抗を算出するようにしても良い。

また、上述のように内部抵抗を検出して劣化状態を算出する代わりに、バッテリ充放電電流の積算値からバッテリ１の充電状態SOC (State of charge)を算出し、SOCに対する出力容量を演算により求める。そして、算出された出力容量を、新品時の出力容量と比較して劣化状態を求めるようにしても良い。

劣化度判定部２０２は、算出された劣化度合いSOHが図３のSOH1よりも良好（SOH＞SOH1）と判定した場合には、バッテリ１の劣化度合いSOHに応じた補正係数αsの値を決定する。そして、劣化度合いSOHと補正係数αsを目標出力演算部２０４へ出力する。補正係数αs はSOHを格子軸としたテーブルとして予め設定されており、そのテーブルと算出されたSOHとに基づいて補正係数αsの値を決定する。一般的に、図３に示すように、SOHは、時間とともに減少して一定値へ収束することが知られている。本実施の形態では、バッテリ１の劣化度合いSOHが良好な状態を長く保つことを目的としているため、αs設定テーブルはSOHが大きいほど補正係数αsが大きくなるように設定されている。

電流判定部２０３には、電流センサ７によって検出されたバッテリ１の電流値CRNTが入力される。電流判定部２０３は、計測された電流値CRNTが所定値Ｃr以上であるか否かを判定し、CRNT≧Ｃrの場合には、予め設定された値αcを目標出力演算部２０４へ出力する。

目標出力演算部２０４は、劣化度判定部２０２で劣化度合いSOHが所定値を超えている場合には、入力されたαt、αsおよびαcに基づいて補正係数αを算出し、式（３）により目標出力値を算出する。そして、バッテリ１の出力が目標出力値を超えないように制御される。
目標出力値 = （１−α）×BOUT ＋ α×EOUT …（３）

式（３）において、BOUTはバッテリ新品時（BOL：Beginning of life）の出力可能電力で、EOUTはバッテリ劣化時（End of life）の出力可能電力である。さらに、これらのBOUT、EOUTは、バッテリ１単体で考えた場合の新品時出力可能電力値BOUT0および劣化終期出力可能電力値EOUT0にアクセルペダルの開度βを考慮して設定されるものであって、アクセル開度βに対して図８に示すように変化する。すなわち、アクセル開度βが小さく出力要求の小さい場合にはBOUT、EOUTを小さく、アクセル開度βが大きく出力要求の大きい場合にはBOUT、EOUTを大きく設定する。目標出力演算部２０４では、予め記憶されているバッテリ１単体の新品時出力可能電力値および劣化終期出力可能電力値と、入力されたアクセル開度βとに基づいて、式（３）のBOUTおよびEOUTが算出される。そのため、BOUT≦BOUT0およびEOUT≦EOUT0のように設定される。

式（３）からも分かるように、目標出力値はBOUTとEOUTとの間の値に設定される。補正係数αの値を大きく設定すると目標出力値はEOUTに近づき、バッテリ１の放電制限が強化される。一方、補正係数αの値を小さくした場合には目標出力値はBOUTに近づき、バッテリ１の放電制限が緩和される。

図６は、目標出力値の設定の切り替えを説明するフローチャートである。図６の処理は所定時間間隔で実行される。ステップＳ３０１では、劣化度判定部２０２において、バッテリ１の劣化状態を表す劣化度合いSOHを算出する。ステップＳ３０２では、算出された劣化度合いSOHがSOH1よりも良好（SOH＞SOH1）か否かを判定する。ステップＳ３０２でSOH＞SOH1（yes）と判定されるとステップＳ３０３へ進み、SOH≦SOH1（no）と判定されるとステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４へ進んだ場合には、目標出力値として通常の出力可能電力値を設定する。一方、ステップＳ３０３へ進んだ場合には、図７に示す補正係数αの算出処理を実行する。その後、ステップ３０５に進んで、式（３）により目標出力値を算出する。このような処理を行うことにより、目標出力演算部２０４からは、SOH＞SOH1の場合には式（３）で算出される目標出力値（バッテリ１の出力可能電力よりも低い）が出力され、SOH≦SOH1の場合にはバッテリ１の通常の出力可能電力値が出力されることになる。

図７は、補正係数αの算出手順を説明するフローチャートである。ステップＳ４０１では、劣化度判定部２０２は、算出されたバッテリ劣化度合いSOHに応じた補正係数αsの値を決定し、目標出力値のための補正係数αをα＝αsと設定する。次に、ステップＳ４０２において、バッテリ温度判定部２０１は、バッテリ温度TBATTをバッテリ１に搭載されているバッテリ温度センサ５から取得する。ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で取得したバッテリ温度TBATTが所定値Ｔb以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０３でTBATT≧Ｔbと判定されるとステップＳ４０４へ進み、ステップＳ４０１で算出された補正係数αに予め設定された値αtを加算し、α＝α＋αt（＝αs＋αt）とする。そして、ステップＳ４０４からステップＳ４０５へ進む。一方、ステップＳ４０３でTBATT＜Ｔbと判定されるとステップＳ４０５へ進む。

アクセルペダルが踏み込まれてモータ３を駆動する際や、車両に搭載されたアクチュエータが駆動されると、バッテリ１は必要な電力をそれらに供給するため、バッテリ内部抵抗によるジュール熱が発生してバッテリ温度TBATTが上昇する。このとき、バッテリ温度TBATTが上昇しすぎるとバッテリ劣化の原因となるので、バッテリ温度TBATTが所定値Ｔb以上となった場合には、バッテリ１の出力を制限してサイクル劣化を抑制するようにする。所定値Ｔbとしては、例えば、バッテリ１の許容上限温度であっても良いし、余裕を考えて許容上限温度よりも所定値だけ低い温度であっても良い。

ステップＳ４０５では、電流センサ７によって検出されるバッテリ１の放電電流値CRNTを電流センサ７から取得する。図１に示すように、バッテリ１にはＤＣ/ＤＣコンバータ１０が接続されており、そのＤＣ/ＤＣコンバータ１０を介して低電圧バッテリ１１を充電する。低電圧バッテリ１１は補機を動作させるためのバッテリである。そのため、バッテリ１はモータ３を駆動するために必要な電力量以外に、補機を駆動させるための電力量も必要となる。

前述したように、バッテリ１の過大な放電量（放電電力量）はバッテリ劣化の原因となる。ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で計測した放電電流CRNTが所定値Ｃr以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０６でCRNT≧Ｃrと判定されると、ステップＳ４０７へ進んで、補正係数αに予め設定された値αcを加算したものを補正係数αとする。

図９は、図７の処理により補正係数αを設定した場合の、バッテリ１の状態と補正係数αとの関係を表にまとめたものである。バッテリ温度が高い状態で放電を行ったり、大電力で放電を行うと、バッテリ１の劣化が進みやすいため、TBATT≧Ｔb およびCRNT≧Ｃrの場合が最も制限が厳しくなる。すなわち、図８に示す目標出力値の曲線（破線で示す）はEOUTの曲線に近づくことになる。

なお、劣化度判定部２０２で算出されるバッテリ１の劣化度合いSOHがSOH≦SOH1となった場合には、バッテリ１の出力可能電力値を限度としてバッテリ出力が制限される。この場合、SOH≦SOH1ではサイクル劣化の抑制制御が解除されることになるが、図３からも分かるようにバッテリ劣化が進んだ状態では劣化の変化は小さくなるので、バッテリ延命効果という点では影響が非常に小さい。なお、バッテリ性能が良好な状態を長く保持するためには、所定値SOH1としては、BOLに近い劣化度合いSOHよりも、EOLに近い劣化度合いSOHの方が好ましい。

もちろん、図７の処理で算出される補正係数αを式（３）に適用した目標出力値による出力制限を、EOLまで継続させても良い。または、SOH≦SOH1となったならば、バッテリ出力をEOUTで制限するようにしても良い。この場合、SOH≦SOH1を満たすSOHが劣化度判定部２０２から目標出力演算部２０４に入力されたならば、補正係数α＝１が入力されるように構成すれば良い。式（３）で補正係数α＝１とすることで、目標出力演算部２０４から目標出力値＝EOUTが出力される。

図４において、目標出力演算部２０４からモータコントローラ１００に目標出力値が出力されると、バッテリ１からの出力が目標出力値を超えないように制限がかかる。すなわち、目標出力値が入力される出力比較部１１１は、トルク指令に基づくd軸電流指令Idおよびq軸電流指令Iqから算出される要求電力値が、目標出力値を超える場合にはd軸電流指令およびq軸電流指令として、Id’，Iq’を出力し、要求電力値が目標出力値以下である場合にはId，Iqをそのまま出力する。そのため、バッテリ出力は目標出力値以下に制限されることになる。

図１０は、出力可能電力値の劣化度合いによる推移を模式的に示したものである。上述したように、バッテリ１の出力可能電力値は、新品時（BOL）にはBOUTであって、曲線Ｌで示すように劣化の進行とともに減少し、劣化時（EOL）にはEOUTに低下する。破線は目標出力値を示している。図７で説明したように、目標出力値は、劣化度合いSOHだけでなくバッテリ温度や電流値に応じて定められる補正係数αs、αt、αcによって決定されるものである。補正係数αs、αt、αcは、目標出力値がその時点の出力可能電力値よりも低くなるように設定される。すなわち、図９に示した最も緩い制限である場合のα＝αsの場合に、目標出力値＝（１−αs）BOUT＋αs・EOUTが出力可能電力値よりも低くなるようにαsを設定する。

このように、本実施の形態では、劣化度合いSOHが良好な状態において、バッテリ出力をバッテリ１の出力可能電力値よりも低い目標出力値で制限することにより、SOHが良好な状態でのバッテリ劣化を抑制することができ、SOHが良好な状態をより長く保つことができる。

（第１の変形例）
上述した実施の形態では、バッテリ１の状態（劣化度合いSOH、バッテリ温度、電流値）に応じて補正係数αを算出したが、補正係数αを一定の値、例えば、補正係数α＝１としても良い。α＝１とした場合、劣化度合いSOHがSOH＞SOH1を満たしているときには、バッテリ出力は目標出力値＝EOUTを上限として制限される。一方、劣化が進んでSOH≦SOH1となった場合には目標出力値が解除され、バッテリ１のその時点における出力可能電力値を上限としてバッテリ出力が制限されることになる。もちろん、SOH≦SOH1となった場合にもEOUTで制限しても良い。

（第２の変形例）
第２の変形例では、図４に示すように、補正係数αを演算するか否かを選択できるモード選択操作部１２を車両に設け、モード選択操作部１２の操作によって、上述した目標出力値でバッテリ出力を制限するバッテリ劣化抑制モードと、従来の通常制御モード（例えば、出力可能電力値、ただし、アクセル開度を考慮しないバッテリ単体で考えたときの出力可能電力値、を上限としてバッテリ出力を制限）とを選択できるような構成とする。目標出力値でバッテリ出力を制限すると、アクセル操作量とそれに対する車両の反応とにずれが生じ易く、ドライバーが違和感を感じる場合がある。そこで、目標出力値による制限動作を有効とするか無効とするかを選択する操作部である上記モード選択操作部１２を設けることで、ドライバーがバッテリ劣化抑制モードと通常制御モードとを選択できるようにしても良い。

（第３の変形例）
第３の変形例では、図４の目標出力設定部１０１に車速とアクセル開度βとが入力されるような構成とし、車速とアクセル開度βとに応じて補正係数αを算出するようにする。例えば、高速走行中の追い越しなど、高トルクが必要となる走行状態においては、バッテリ出力が目標出力値によって制限されると期待した加速が得られず、ドライバーの不満につながる可能性がある。そこで、例えば、車速が所定値Vs以上、かつアクセル開度βが所定値Ａｐ以上となった場合には、式（３）の目標出力値を使用せず、その時点の出力可能電力値でバッテリ出力を制限するような制御とする。なお、所定値Vs、所定値Ａｐとして、そのときの要求出力と目標出力値とが大きすぎて違和感を感じるような値が設定される。

（第４の変形例）
上述の第３の変形例では、目標出力値で制限すると期待した加速が得られない場合には、従来通りのバッテリ出力制限に切り替えるようにした。第４の変形例では、目標出力値で制限することで期待した加速が得られない場合には、目標出力値でバッテリ出力を制限しつつ、不足分のトルクをエンジン４により補うような制御を行う。また、蓄電装置としてバッテリ１とともにキャパシタを搭載している構成の場合には、不足分をキャパシタから補うようにしても良い。このような構成とすることで、バッテリ１のバッテリ劣化抑制モードを中断することが避けられ、バッテリ１の劣化抑制を充分に行うことができる。

なお、以上の説明では、バッテリ放電時を例にバッテリ劣化抑制の制御を説明したが、バッテリ１を充電する場合にも同様に適用することができる。すなわち、充電時のバッテリ劣化度合いSOH、バッテリ温度、充電電流値に基づいて補正係数αを求め、式（３）の出力可能電力（BOUT、EOUT）に代えて入力可能電力を用いて、目標入力値を設定すれば良い。図５の構成においては、目標出力演算部２０４を、前述した目標出力値と上記目標入力値を演算するものに置き換えれば良い。

以上説明したように、本実施の形態では、ハイブリッドコントローラ８は、車両走行用のモータ３を駆動するバッテリ１の劣化度合いSOHが所定値（SOH1）よりも良好か否かを判定する劣化度判定部２０２を備え、劣化度判定部２０２により劣化度合いSOHがSOH1よりも良好と判定された場合に、バッテリ１の出力電力をその出力可能電力値よりも低い所定出力値（目標出力値）以下に制限するようにした。所定出力値（目標出力値）は、第１の変形例に示したようにEOUTとしても良いし、式（３）に示したように補正係数αに応じた値としても良い。

このように、本実施形態では、劣化度合いが所定のSOH1よりも良好な状態においては、目標出力値を従来の目標出力値である出力可能電力値よりも低い値としたので、例えば、急激なアクセル操作に対しても出力変化が穏やかに抑えられ、放電動作によるサイクル劣化の進行をより小さく抑えることができる。その結果、劣化度合いが良好な状態が従来よりも延びるため、バッテリ１をより効果的に利用することができるとともに、バッテリ寿命の向上が図れる。

なお、バッテリ１を充電する場合も同様であって、バッテリ１の入力可能電力値よりも低い所定入力値を算出し、劣化度判定部２０２により劣化度合いSOHがSOH1よりも良好と判定された場合に、バッテリ１への入力電力を所定入力値以下に制限するようにすれば良い。その結果、劣化度合いの良好な状態をより長く保つことができる。

さらに、バッテリ１の新品時出力可能電力値BOUT0および劣化終期出力可能電力値EOUT0と、車両のアクセルペダル操作量に応じたアクセル開度βとに基づいて、所定値（目標出力値）を算出するようにしても良い。例えば、式（３）に用いられるBOUT、EOUTに関して、図８に示すようにアクセル開度βが小さくなると、それに応じてBOUT、EOUTの値が小さくなるようにする。このようにBOUT、EOUTを設定すると、目標出力値もBOUT、EOUTと同様の変化傾向となる。サイクル劣化はバッテリ温度にも依存するので、バッテリ温度が高い状態では、アクセル開度βが小さく電流値が小さい場合でもサイクル劣化が進みやすい。しかし、図８のようにアクセル開度βが小さくなるにつれて目標出力値が小さくなるように設定することで、バッテリ出力の制限が掛かりやすくなり、サイクル劣化を抑制することができる。

また、式（３）の目標出力値の算出に用いる補正係数合αを、バッテリ１の温度に依存する補正係数αtおよびバッテリ１の電流に依存する補正係数αcの少なくとも一方と、劣化度合いSOHに依存する補正係数αsとに基づいて算出するようにしても良い。このような補正係数αを用いることで、サイクル劣化に影響するバッテリ温度やバッテリ電流を補正係数αに反映することで、サイクル劣化抑制効果がより高くなる。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。例えば、上述した実施形態ではバッテリ１で構成される蓄電装置を例に説明したが、キャパシタを使用する蓄電装置に対しても、同様に適用できる。また、上述した実施の形態ではハイブリッド自動車を例に説明したが、電気自動車等の電動車両にも適用することができる。

１：バッテリ、２：インバータ、３：モータ、４：エンジン、５：バッテリ温度センサ、６：電圧センサ、７：電流センサ、８：ハイブリッドコントローラ、９：バッテリコントローラ、１２：モード選択操作部、１００：モータコントローラ、１０１：目標出力設定部、１１０：電流指令演算部、１１１：出力比較部、２０１：バッテリ温度判定部、２０２：劣化度判定部、２０３：電流判定部、２０４：目標出力演算部

Claims (7)

1. 車両走行用モータを駆動する蓄電装置の劣化度合いが所定値よりも良好か否かを判定する劣化判定部を備え、
   前記劣化判定部により劣化度合いが所定値よりも良好と判定された場合に、前記蓄電装置の出力電力を該蓄電装置の出力可能電力値よりも低い所定出力値以下に制限することを特徴とする蓄電装置の制御装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置の制御装置において、
   前記所定出力値は、前記蓄電装置の新品時出力可能電力値および劣化終期出力可能電力値と、車両のアクセルペダル操作量に応じたアクセル開度とに基づいて算出されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の蓄電装置の制御装置において、
   前記蓄電装置の劣化度合いを算出する劣化度演算部と、
   前記蓄電装置の温度を検出する温度検出部と、
   前記蓄電装置に流れる電流を検出する電流値検出部と、を備え、
   前記所定出力値は、検出された前記温度および前記電流の少なくとも一方と、算出された前記劣化度合いとに基づいて算出されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蓄電装置の制御装置において、
   車両の速度および車両のアクセルペダル操作量に応じたアクセル開度がそれぞれ所定速度以上および所定開度以上となった場合に、前記蓄電装置の出力制限が解除されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄電装置の制御装置において、
   前記劣化判定部により劣化度合いが所定値よりも良好と判定された場合に、前記蓄電装置への入力電力は該蓄電装置の入力可能電力値よりも低い所定入力値以下に制限されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
6. 車両走行用モータと、
   前記車両走行用モータへ電力を供給する蓄電装置と、
   前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置と、
   前記蓄電装置の出力制限の有効および無効を選択するための操作部と、を備え、
   前記操作部により出力制限の有効が選択されると前記蓄電装置の出力制限が行われ、前記操作部により出力制限の無効が選択されると前記蓄電装置の出力制限が解除されることを特徴とする電動車両。
7. エンジンと、
   車両走行用モータと、
   前記車両走行用モータへ電力を供給する蓄電装置と、
   前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置と、
   前記エンジンおよび前記車両走行用モータの駆動を制御する車両制御装置と、を備え、
   前記車両制御装置は、前記蓄電装置の出力制限時であって、車両のアクセルペダル操作量に基づく必要出力が前記所定出力値よりも大きい場合に、前記必要出力に対する前記蓄電装置の出力の不足を補うように前記エンジンの出力を制御することを特徴とするハイブリッド型の電動車両。

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