JP2015210991A - 二次電池識別装置および二次電池識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の種類を正確に識別すること。【解決手段】車両に搭載される二次電池１４の種類を識別する二次電池識別装置において、二次電池１４を放電させる放電手段（放電回路１５）と、放電手段による放電時の電圧および電流の値に基づいて、二次電池の電気的な等価回路のパラメータを学習する学習手段（制御部１０）と、等価回路のパラメータの経時的な変化に基づいて、二次電池の種類を識別する識別手段（制御部１０）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池識別装置および二次電池識別方法に関するものである。

電極極板表面に被覆を施すことで種々の特性を付与または向上させた電池が存在する。例えば、自動車用鉛蓄電池では、負極板の被覆により鉛蓄電池の劣化の主要因であるサルフェーションを抑え、ＰＳＯＣ（Partial State of Charge）制御を可能とした電池が存在する。また、極板を薄型化して極板の枚数を増やしたり、負極活物質中に添加するカーボンを増量したり、正極活物質を高密度化したり、電解液の新添加剤を開発したりすることで、負極サルフェーションあるいは正極活物質の軟化等を抑え、ＰＳＯＣ制御を可能とし、これによって、アイドリング時にエンジンを停止する、いわゆる、アイドリングストップ機能を実現する、アイドリングストップ用の鉛蓄電池も存在する。

特許文献１には、自動車用鉛蓄電池の負極板をカーボン層で被覆した複合キャパシタ負極板を具備することにより、充放電特性や耐久性を大幅に向上させ、ＰＳＯＣ制御を可能とする鉛蓄電池が提案されている。

ＰＳＯＣ制御では電池を満充電状態に保たず、ＳＯＣ（State of Charge）を低い状態にすることができるため、アイドリングストップ機能のような大電力を消費するシステムがより長時間、より連続的に使用可能になったり、減速時に運動エネルギーを用いて発電した回生電力の受け入れ量が向上したりする等の理由で燃費の向上が可能になっている。

特開２０１２−１３３９５９号公報

ところで、前述した被覆処理を行っている鉛蓄電池や、アイドリングストップ用の鉛蓄電池以外の通常の鉛蓄電池を用いてＰＳＯＣ制御を行うと、負極板でサルフェーションが発生するため、電池寿命を大きく損なう。このような鉛蓄電池では、ＳＯＣを常に高く保つ必要があるため、アイドリングストップが連続的に使用できない、発電頻度が上がる、回生電力の受け入れ余地が小さいなどの問題がある。

そのため、例えば、自動車用鉛蓄電池を使用者が任意に交換した場合、搭載された電池の種類を識別する必要があるが、車両からは搭載された電池の種類を識別できない。搭載されている鉛蓄電池の種類に適したＰＳＯＣ等の充放電制御方法を選択するためには、搭載されている鉛蓄電池の種類を識別する方法が必要である。充放電制御方法を適切に選択することで、電池の寿命を損なうことなく、燃費を向上させることが可能になる。

本発明は、二次電池の種類を正確に識別することが可能な二次電池識別装置および二次電池識別方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載される二次電池の種類を識別する二次電池識別装置において、前記二次電池を放電させる放電手段と、前記放電手段による放電時の電圧および電流の値に基づいて、前記二次電池の電気的な等価回路のパラメータを学習する学習手段と、前記等価回路のパラメータの経時的な変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別する識別手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の種類を正確に識別することができる。

また、本発明は、前記二次電池の劣化の原因となる劣化要因に関する情報を取得する取得手段を有し、前記識別手段は、前記劣化要因に関する情報と、前記等価回路のパラメータの変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別することを特徴とする。
このような構成によれば、劣化要因を基準として、等価回路のパラメータの変化を判定することで、二次電池の種類を一層正確に識別することができる。

また、本発明は、前記劣化要因は、車両の走行時間、車両の停止時間、充電時間、放電時間、充電電気量、放電電気量、内部抵抗、または、減液量の少なくとも１つからなることを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の劣化の要因となる情報として、例えば、車両の走行時間等を用いることで、二次電池の種類を一層正確に識別することができる。

また、本発明は、前記等価回路のパラメータとしては、溶液抵抗、反応抵抗、および、電気二重層容量を有することを特徴とする。
このような構成によれば、等価回路のパラメータとして、反応抵抗等を用いることにより、二次電池の識別をより正確に行うことができる。

また、本発明は、前記識別手段は、前記反応抵抗および前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値未満である場合には、極板に被覆を有する二次電池であると識別することを特徴とする。
このような構成によれば、反応抵抗および電気二重層容量の変化率に基づいて、被覆を有する二次電池を正確かつ簡易に判定することができる。

また、本発明は、前記被覆は、前記二次電池の電解液を透過または浸透させることが可能に構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、細孔を有する多孔質によって構成される被覆を有する二次電池を識別することができる。

また、本発明は、前記被覆は、アセチレンブラックまたはファーネスブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、活性炭等のカーボン材料の被覆層が負極活物質充填板の表面に形成して成ることを特徴とする。
このような構成によれば、アセチレンブラック等を被覆として有する二次電池を識別することができる。

また、本発明は、前記識別手段は、前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値以上であり、かつ、前記反応抵抗の変化率が所定の閾値未満である場合にはアイドリングストップ用の二次電池であると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、アイドリングストップ用の二次電池を正確に識別することが可能になる。

また、本発明は、前記識別手段は、前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値以上であり、かつ、前記反応抵抗の変化率が所定の閾値以上である場合には通常の二次電池であると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、通常の二次電池を正確に識別することが可能になる。

また、本発明は、前記識別手段の識別結果に基づいて、二次電池の種類に応じた範囲のＳＯＣとなるように充電制御を実行する制御手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の種類に応じた最適なＳＯＣとなるように制御することで、二次電池の寿命が短縮することを防ぐとともに、燃費を向上させることができる。

また、本発明は、前記制御手段は、前記識別手段の識別結果に基づいて、オルタネータの制御およびアイドリングストップの制御を実行することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の種類に応じて、例えば、回生時の発電電圧を設定したり、アイドリングストップを制御したりすることで、燃費を向上させることができる。

また、本発明は、車両に搭載される二次電池の種類を識別する二次電池識別方法において、前記二次電池を放電させる放電ステップと、前記放電ステップにおける放電時の電圧および電流の値に基づいて、前記二次電池の電気的な等価回路のパラメータを学習する学習ステップと、前記等価回路のパラメータの経時的な変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別する識別ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、二次電池の種類を正確に識別することができる。

本発明によれば、二次電池の種類を正確に識別することが可能な二次電池識別装置および二次電池識別方法を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る二次電池識別装置の構成例を示す図である。 図１の制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。 二次電池の等価回路の一例を示す図である。 被覆を有する二次電池の等価回路のパラメータの変化率を示す図である。 アイドリングストップ用の二次電池の等価回路のパラメータの変化率を示す図である。 通常の二次電池の等価回路のパラメータの変化率を示す図である。 本発明の実施形態において実行される処理の詳細を説明するフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次電池識別装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、二次電池識別装置１は、制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、および、放電回路１５を主要な構成要素としており、二次電池１４の状態を検出する。ここで、制御部１０は、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３からの出力を参照し、二次電池１４の状態を検出する。電圧センサ１１は、二次電池１４の端子電圧を検出し、制御部１０に通知する。電流センサ１２は、二次電池１４に流れる電流を検出し、制御部１０に通知する。温度センサ１３は、二次電池１４自体または周囲の環境温度を検出し、制御部１０に通知する。放電回路１５は、例えば、直列接続された半導体スイッチと抵抗素子等によって構成され、制御部１０によって半導体スイッチがオン／オフ制御されることにより二次電池１４を間欠的に放電させる。

二次電池１４は、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、または、リチウムイオン電池等によって構成され、オルタネータ１６によって充電され、スタータモータ１８を駆動してエンジンを始動するとともに、負荷１９に電力を供給する。オルタネータ１６は、エンジン１７によって駆動され、交流電力を発生して整流回路によって直流電力に変換し、二次電池１４を充電する。

エンジン１７は、例えば、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成され、スタータモータ１８によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し車両に推進力を与えるとともに、オルタネータ１６を駆動して電力を発生させる。スタータモータ１８は、例えば、直流電動機によって構成され、二次電池１４から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン１７を始動する。負荷１９は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等によって構成され、二次電池１４からの電力によって動作する。

図２は、図１に示す制御部１０の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、通信部１０ｄ、Ｉ／Ｆ（Interface）１０ｅを有している。ここで、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂに格納されているプログラム１０ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１０ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１０ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラムｂａを実行する際に生成されるデータや、後述するテーブルまたは数式等のパラメータ１０ｃａを格納する。通信部１０ｄは、上位の装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）等との間で通信を行い、検出した情報を上位装置に通知する。Ｉ／Ｆ１０ｅは、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３から供給される信号をデジタル信号に変換して取り込むとともに、放電回路１５に駆動電流を供給してこれを制御する。

（Ｂ）実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態の動作について説明する。本発明の実施形態では、例えば、車両が停車中に、制御部１０が放電回路１５を制御して、所定の周波数および所定の電流（例えば、３〜１５Ａ、１０〜１０００Ｈｚ程度のパルス電流）にて、二次電池１４を放電させ、そのときの電圧値および電流値を電圧センサ１１および電流センサ１２によって検出し、検出した電圧値および電流値と、放電前の電圧値および電流値に基づいて二次電池１４の電気的な等価回路のパラメータに対する学習処理を実行する。

図３は、二次電池１４の電気的等価回路の一例を示す図である。この例では、等価回路は、溶液抵抗であるＲｏｈｍに対して、並列接続された反応抵抗Ｒｃｔおよび電気二重層容量Ｃが直列接続されている。制御部１０のＣＰＵ１０ａは、このような等価回路のパラメータ（素子値）を、例えば、カルマンフィルタまたはサポートベクタマシン等のアルゴリズムを用いて学習処理する。ＣＰＵ１０ａは、学習処理によって得られた等価回路のパラメータを、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納する。なお、図３に示す等価回路は一例であって、例えば、並列接続される反応抵抗と電気二重層容量が２つ以上存在してもよい。

つぎに、制御部１０のＣＰＵ１０ａは、二次電池１４の劣化要因を示す情報を取得し、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納する。なお、劣化要因に関する情報としては、例えば、車両の走行時間、車両の停止時間、充電時間、放電時間、充電電気量、放電電気量、内部抵抗および減液量等を用いることができる。

つぎに、ＣＰＵ１０ａは、劣化要因が所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えた場合には等価回路を構成する各要素の変化率を計算する。まず、劣化要因に関しては、例えば、充電電気量、放電電気量であれば、ＳＯＣが３０％以上減少する放電の後、ＳＯＣが３０％以上増加する充電を１サイクルとして、このサイクルが１０サイクルの倍数回繰り返されたか否かで判定する。あるいは、ＳＯＣが８０％以下の状態で保持された時間を積算し、その保持された時間が所定の閾値を上回ったか否かで判定する。そして、劣化要因が所定の閾値を超えたと判定した場合には、ＣＰＵ１０ａは、等価回路を構成するパラメータの変化率を計算する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、過去に学習によって求めた等価回路の溶液抵抗Ｒｏｈｍ２と、劣化要因が所定の閾値以上になった際に新たに求めた溶液抵抗Ｒｏｈｍ１の変化率Ｒ＿Ｒｏｈｍ（＝Ｒｏｈｍ１／Ｒｏｈｍ２）を計算する。また、ＣＰＵ１０ａは、同様に、反応抵抗Ｒｃｔの変化率Ｒ＿Ｒｃｔ（＝Ｒｃｔ１／Ｒｃｔ２）と、電気二重層容量Ｃの変化率Ｒ＿Ｃ（＝Ｃ１／Ｃ２）を計算する。

つづいて、ＣＰＵ１０ａは、等価回路の各パラメータの変化率に基づいて、二次電池１４の種類を識別する。図４〜図６は、二次電池１４の種類による、等価回路の各パラメータの変化率を示す図である。より詳細には、図４〜図６は、０．１Ｃ／１４．４Ｖで２２時間のＣＣ（Constant Current）／ＣＶ（Constant Voltage）充電を行い、０．５Ｃで９Ｖまで放電を行うことによる深充放電サイクル寿命試験の結果を示している。この試験では、２５℃条件下で、０．１Ｃ／１４．４Ｖで２２時間のＣＣ／ＣＶ充電を行い、０．５Ｃで９Ｖまでの放電を１サイクルとした。劣化付与は、１０サイクルを劣化付与１とし、２０サイクルを劣化付与２とした。

図４は、被覆を有する液式鉛バッテリの等価回路の各要素の変化率を示している。なお、被覆は、細孔を有する多孔質、ポーラス状、繊維状、または、粒子状の形状を有する部材によって構成され、これらの部材によって負極活物質充填板の表面に被覆が形成されている。被覆に使用する部材としては、例えば、アセチレンブラックまたはファーネスブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、活性炭等のカーボン材料を用いることができる。このような被覆により、劣化の主要因であるサルフェーションを抑え、ＰＳＯＣ制御を行うことができる。図４において黒丸は各要素の初期の状態を示し、四角形は前述した劣化付与１を与えた場合の状態を示し、三角形は前述した劣化付与２を与えた場合の状態を示す。この図４に示すように、被覆を有する二次電池１４の場合、劣化が付与された場合であっても、等価回路の各要素の変化率は大きくは変化しない。

図５は、アイドリングストップ用の二次電池１４の等価回路の各要素の変化率を示している。なお、アイドリングストップとは、例えば、信号待ち等で停車している場合に、エンジン１７を停止することで、アイドリング状態が継続することを防止し、燃費の向上を図る技術である。このようなアイドリングストップを実行する場合、エンジン１７の始動回数が増加するとともに、エンジン１７の停止中に負荷１９に対して電力を供給する必要があることから、高い充放電耐久性が必要になる。また、放電後は速やかに充電する必要があることから、高い充電受け入れ性が求められる。そこで、二次電池１４の極板の枚数を増やしたり、極板の厚さを厚くしたりすることで、高い充放電耐久性と、高い充電受け入れ性を実現したアイドリングストップ用の二次電池１４が存在する。図５は、このようなアイドリングストップ用の二次電池１４の等価回路の各パラメータの変化率を示している。図５に示すように、アイドリングストップ用の二次電池１４の場合、被覆を有する二次電池１４に比較すると、劣化が付与された場合に、溶液抵抗Ｒｏｈｍが小さくなる方向に変化し、また、反応抵抗Ｒｃｔが大きくなる方向に変化する。また、電気二重層容量Ｃも大きくなる方向に変化する。

図６は、通常の二次電池１４（被覆を有さずアイドリングストップ用でもない二次電池１４）の等価回路の各パラメータの変化率を示している。図６に示すように、通常の二次電池１４の場合、被覆を有する二次電池１４に比較すると、劣化が付与された場合、溶液抵抗Ｒｏｈｍはほとんど変わらないが、反応抵抗Ｒｃｔが大きくなる方向に変化する。また、電気二重層容量Ｃも大きくなる方向に変化する。また、図５に示すアイドリングストップ用の二次電池１４に比較すると、反応抵抗Ｒｃｔの劣化に対する変化率の変化が速い。すなわち、図５では四角形で示す劣化付与１の位置が１．３付近であるのに対して、図６では１．７付近となっている。

図４〜図６を比較すると、溶液抵抗Ｒｏｈｍは、劣化付与条件に対して、図６のアイドリングストップ用のみ変動を示す。また、反応抵抗Ｒｃｔは、劣化付与条件に対して、図４、図５、図６の順に増大傾向（被覆有り＜アイドリングストップ用＜通常）がある。電気二重層容量Ｃの変動は、図４が最も小さく、図５および図６は同程度である。

そこで、ＣＰＵ１０ａは、ＲｃｔおよびＣの変化率が所定の閾値未満である場合には、被覆を有する二次電池１４と判定する。また、ＣＰＵ１０ａは、Ｃの変化率が所定の閾値以上であって、かつ、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値未満である場合にはアイドリングストップ用の二次電池１４と判定する。さらに、ＣＰＵ１０ａは、Ｃの変化率が所定の閾値以上であって、かつ、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値以上である場合には通常の二次電池１４と判定する。なお、アイドリングストップ用と通常の二次電池１４を識別するための閾値としては、例えば、図５と図６に示す、四角形で示すＲｃｔの変化率を識別可能な閾値を選べばよい。また、劣化要因としても、図５と図６の差が生じる劣化要因を選択すればよい。

二次電池１４の種類の識別が完了すると、ＣＰＵ１０ａは、識別結果に応じた制御を実行する。具体的には、例えば、被覆を有する二次電池１４の場合には、低いＳＯＣでの運用が可能であるので、例えば、ＳＯＣが７０〜８０％の範囲となるように充放電の制御を実行する。また、ＳＯＣが７０〜８０％の範囲内にある場合にはアイドリングストップを実行する。また、アイドリングストップ用の二次電池１４である場合には、例えば、ＳＯＣが８０〜９０％の範囲となるように充放電の制御を実行する。また、ＳＯＣが８０〜９０％の範囲内にある場合にはアイドリングストップを実行する。さらに、通常の二次電池１４である場合には、例えば、ＳＯＣが９０％以上の範囲となるように充放電の制御を実行する。また、ＳＯＣが９０％以上の場合にアイドリングストップを実行する。

つぎに、図７を参照して、以上の実施形態のより詳細な動作について説明する。図７は、本実施形態において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。このフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０ａは、等価回路の学習処理を実行する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、放電回路１５を制御し、例えば、所定の周波数および所定の電流（例えば、５Ａおよび３８Ｈｚならびに５Ａおよび５００Ｈｚのパルス電流）で二次電池１４を放電させ、そのときの電圧値および電流値を電圧センサ１１および電流センサ１２から取得する。そして、このようにして取得した電圧値と電流値に基づいて、例えば、カルマンフィルタまたはサポートベクタマシン等のアルゴリズムに基づいて学習処理を実施し、図３に示す等価回路の各パラメータの値を求める。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１０ａは、劣化要因情報を取得する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、例えば、積算充電量を劣化要因情報として取得する。なお、劣化要因としては、車両の走行時間（例えば、車両のエンジンが稼働している積算時間）、車両の停止時間（例えば、車両のエンジンが稼働していない積算時間）、充電時間（例えば、充電状態の積算時間）、放電時間（例えば、放電状態の積算時間）、充電電気量（例えば、充電によって流入された積算の電気量）、放電電気量（例えば、放電によって流出された積算の電気量）、内部抵抗（例えば、二次電池の内部抵抗）および減液量（例えば、温度と充放電量から推測される減液量）等を用いることができる。なお、例えば、所定条件の充放電サイクルの回数（詳細には、所定の閾値以上の充放電電流が流れるサイクルが繰り返された回数）を用いてもよい。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１１で取得した劣化要因が所定の閾値以上か否かを判定し、閾値以上の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）にはステップＳ１３に進み、それ以外の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には処理を終了する。より詳細には、積算充電量を劣化要因情報として用いる場合には、積算充電量が所定の閾値を超えるか否かで判定することができる。これ以外にも、例えば、車両の走行時間、車両の停止時間、充電時間、放電時間、充電電気量、放電電気量、内部抵抗、減液量、および、充放電サイクル等が所定の閾値以上か否かで判定することができる。また、以上では単一の劣化要因に基づいて判定するようにしたが、複数の劣化要因に基づいて判定するようにしてもよい。例えば、複数の劣化要因が全て閾値を超えるか、あるいは、複数の劣化要因のうちの所定の個数以上が閾値を超える場合には、Ｙｅｓと判定してステップＳ１３に進むようにしてもよい。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０ａは、等価回路のパラメータの変化率を計算する。具体的には、過去に学習してＲＡＭ１０に記憶した等価回路の溶液抵抗Ｒｏｈｍ２と新たに求めた溶液抵抗Ｒｏｈｍ１の変化率Ｒ＿Ｒｏｈｍ（＝Ｒｏｈｍ１／Ｒｏｈｍ２）を計算する。また、ＣＰＵ１０ａは、同様に、反応抵抗Ｒｃｔの変化率Ｒ＿Ｒｃｔ（＝Ｒｃｔ１／Ｒｃｔ２）と、電気二重層容量Ｃの変化率Ｒ＿Ｃ（＝Ｃ１／Ｃ２）を計算する。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０ａは、ＲｃｔとＣの変化率が所定の閾値未満か否かを判定し、これらがともに閾値未満と判定した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１５に進み、それ以外の場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）にはステップＳ１７に進む。例えば、図４に示すように、ＲｃｔとＣの変化率が所定の範囲内に収まる（例えば、四角形で示す変化率のように１．２の範囲内に収まる）場合には、Ｙｅｓと判定してステップＳ１５に進む。なお、ステップＳ１４の判断としては、前述のようにＲｃｔとＣの変化率を参照するのではなく、例えば、ＲｃｔとＣの一方を参照して判定するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ１４で判定しようとする図４は、図５および図６と比較すると、ＲｃｔとＣの変化率はともに低い状態となっている。このため、これら双方またはいずれか一方によって判定することができる。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１０ａは、使用されている二次電池１４は、図４に示す被覆有りの二次電池１４と判定する。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ１０ａは、被覆有りの二次電池１４に対応する制御を実行する。詳細には、二次電池１４のＳＯＣが７０〜８０％の範囲に収まるように制御（ＰＳＯＣ制御）を実行する。また、二次電池１４のＳＯＣが７０〜８０％の範囲内にある場合にはアイドリングストップを実行し、７０％未満の場合にはアイドリングストップの実行を保留する。さらに、制動時に回生充電を行う場合、オルタネータ１６の発電電圧を通常の二次電池１４に比較して上昇させることで、回生充電量を増やして燃費を向上させることができる。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ１０ａは、Ｃの変化率が所定の閾値以上で、かつ、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値未満か否かを判定し、これらの条件を満たす場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１８に進み、それ以外の場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）にはステップＳ２０に進む。例えば、図５に四角形で示すように、Ｃの変化率が所定の閾値以上（より詳細には、四角形で示す変化率が１．１以上）であって、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値未満（より詳細には、四角形で示す変化率が１．５未満）の場合にはＹｅｓと判定してステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、ＣＰＵ１０ａは、使用されている二次電池１４は、図５に示すアイドリングストップ用の二次電池１４と判定する。

ステップＳ１９では、ＣＰＵ１０ａは、アイドリングストップ用の二次電池１４に対応する制御を実行する。詳細には、二次電池１４のＳＯＣが８０〜９０％の範囲に収まるように制御（ＰＳＯＣ制御）を実行する。また、二次電池１４のＳＯＣが８０〜９０％の範囲内にある場合にはアイドリングストップを実行し、８０％未満の場合にはアイドリングストップを実行しない。さらに、制動時に回生充電を行う場合、オルタネータ１６の発電電圧を通常の二次電池１４に比較して上昇させることで、回生充電量を増やして燃費を向上させることができる。

ステップＳ２０では、ＣＰＵ１０ａは、Ｃの変化率が所定の閾値以上で、かつ、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値以上か否かを判定し、これらの条件を満たす場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２１に進み、それ以外の場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）には処理を終了する。例えば、図６に四角形で示すように、Ｃの変化率が所定の閾値以上（より詳細には、四角形で示す変化率が１．１以上）であって、Ｒｃｔの変化率が所定の閾値以上（より詳細には、四角形で示す変化率が１．５以上）の場合にはＹｅｓと判定してステップＳ２１に進む。なお、ステップＳ２０において、Ｎｏと判定した場合には処理を終了するようにしたが、処理を終了するのではなく、例えば、「識別不能」と判断して、通信部１０ｄを介して上位の装置にその旨を通知するようにしてもよい。あるいは、識別不能である場合には判断を保留し、安全サイドで考えて、通常の二次電池１４の制御を実行するようにしてもよい。

ステップＳ２１では、ＣＰＵ１０ａは、使用されている二次電池１４は、図６に示す通常の二次電池１４と判定する。

ステップＳ２２では、ＣＰＵ１０ａは、通常の二次電池１４に対応する制御を実行する。詳細には、二次電池１４のＳＯＣが９０％以上の範囲になるように制御を実行する。また、二次電池１４のＳＯＣが９０％以上の場合にはアイドリングストップを実行し、９０％未満の場合にはアイドリングストップは実行しない。さらに、制動時に回生充電を行う場合、オルタネータ１６の発電電圧は、被覆有りの二次電池１４またはアイドリングストップ用の二次電池１４に比較して、低い電圧で充電する。

以上の処理によれば、等価回路を構成する要素の変化率に基づいて、二次電池１４の種類を正確に識別することができる。また、識別結果に基づいて制御を行うようにしたので、二次電池１４の種類に応じた適切な制御を行うことで、二次電池１４の寿命が短縮することを防止できる。また、適切な制御を行うことで、燃費を向上させることができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、図３に示す等価回路を用いるようにしたが、これ以外の等価回路を用いるようにしてもよい。具体的には、反応抵抗と電気二重層容量を２つ以上有する等価回路を用いるようにしてもよい。

また、前述した実施形態では、等価回路の各パラメータの変化率に基づいて二次電池１４の種類を識別するようにしたが、変化率以外の指標を用いるようにしてもよい。例えば、所定の劣化要因に対する変化量を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、所定の積算充電量に達した場合の変化量（例えば、溶液抵抗の場合はＲｏｈｍ２−Ｒｏｈｍ１によって得られる値）に基づいて識別するようにしてもよい。あるいは、溶液抵抗の場合は（Ｒｏｈｍ２−Ｒｏｈｍ１）／Ｒｏｈｍ１によって得られる値に基づいて判定するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、溶液抵抗Ｒｏｈｍについては参照しないようにしたが、図５に示すように、アイドリングストップ用の二次電池１４の場合には、溶液抵抗Ｒｏｈｍが減少する傾向にあるので、このような減少傾向を検出した場合には、アイドリングストップ用であると判定するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、劣化要因としては、積算充電量を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば、車両の走行時間、車両の停止時間、充電時間、放電時間、充電電気量、放電電気量、内部抵抗、減液量、および、充放電サイクル等を用いることも可能である。

また、以上の実施形態では、二次電池１４の種類に応じて、制御を切り換えるようにしたが、例えば、識別結果に基づいて、ＳＯＨ（State of Health）およびＳＯＦ（State of Function）の推定処理を行うようにしてもよい。具体的には、二次電池１４の種類毎に、ＳＯＨおよびＳＯＦを推定するための係数を準備しておき、識別結果に基づいて、係数を選択し、選択した係数と二次電池１４の状態に基づいて、ＳＯＨおよびＳＯＦを推定するようにしてもよい。

１ 二次電池識別装置
１０ 制御部（学習手段、識別手段、取得手段、制御手段）
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 表示部
１０ｅ Ｉ／Ｆ
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 温度センサ
１４ 二次電池
１５ 放電回路（放電手段）
１６ オルタネータ
１７ エンジン
１８ スタータモータ
１９ 負荷

Claims (12)

1. 車両に搭載される二次電池の種類を識別する二次電池識別装置において、
   前記二次電池を放電させる放電手段と、
   前記放電手段による放電時の電圧および電流の値に基づいて、前記二次電池の電気的な等価回路のパラメータを学習する学習手段と、
   前記等価回路のパラメータの経時的な変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別する識別手段と、
   を有することを特徴とする二次電池識別装置。
2. 前記二次電池の劣化の原因となる劣化要因に関する情報を取得する取得手段を有し、
   前記識別手段は、前記劣化要因に関する情報と、前記等価回路のパラメータの変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別することを特徴とする請求項１に記載の二次電池識別装置。
3. 前記劣化要因は、車両の走行時間、車両の停止時間、充電時間、放電時間、充電電気量、放電電気量、内部抵抗、または、減液量の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２に記載の二次電池識別装置。
4. 前記等価回路のパラメータとしては、溶液抵抗、反応抵抗、および、電気二重層容量を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次電池識別装置。
5. 前記識別手段は、前記反応抵抗および前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値未満である場合には、極板に被覆を有する二次電池であると識別することを特徴とする請求項４に記載の二次電池識別装置。
6. 前記被覆は、前記二次電池の電解液を透過または浸透させることが可能に構成されることを特徴とする請求項５に記載の二次電池識別装置。
7. 前記被覆は、アセチレンブラックまたはファーネスブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、活性炭等のカーボン材料の被覆層が負極活物質充填板の表面に形成して成ることを特徴とする請求項６に記載の二次電池識別装置。
8. 前記識別手段は、前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値以上であり、かつ、前記反応抵抗の変化率が所定の閾値未満である場合にはアイドリングストップ用の二次電池であると判定することを特徴とする請求項４に記載の二次電池識別装置。
9. 前記識別手段は、前記電気二重層容量の変化率が所定の閾値以上であり、かつ、前記反応抵抗の変化率が所定の閾値以上である場合には通常の二次電池であると判定することを特徴とする請求項４に記載の二次電池識別装置。
10. 前記識別手段の識別結果に基づいて、二次電池の種類に応じた範囲のＳＯＣとなるように充電制御を実行する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の二次電池識別装置。
11. 前記制御手段は、前記識別手段の識別結果に基づいて、オルタネータの制御およびアイドリングストップの制御を実行することを特徴とする請求項１０に記載の二次電池識別装置。
12. 車両に搭載される二次電池の種類を識別する二次電池識別方法において、
    前記二次電池を放電させる放電ステップと、
    前記放電ステップにおける放電時の電圧および電流の値に基づいて、前記二次電池の電気的な等価回路のパラメータを学習する学習ステップと、
    前記等価回路のパラメータの経時的な変化に基づいて、前記二次電池の種類を識別する識別ステップと、
    を有することを特徴とする二次電池識別方法。

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