JP2020064781A - 電池制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウム析出から二次電池を保護しつつ、車両の利用態様に応じて二次電池の能力をより活用する。【解決手段】バッテリ１０は、リチウムイオンを電荷担体として含むリチウムイオン二次電池である。新車両２は、バッテリ１０への充電電流が、バッテリ１０の負極に金属リチウムが析出しない電流として設定される許容電流Ｉｌｉｍを上回らないようにバッテリ１０の充電を制御する。サーバ２００は、新車両２を購入する予定のユーザが新車両２を利用する予定利用期間を取得する。サーバ２００は、ユーザによる新車両２の利用状況から定まる温度条件に基づいて、予定利用期間におけるバッテリ１０の容量低下量である基準量Ｄｘを推定する。サーバ２００は、現車両２の購入後にバッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達する前の許容電流Ｉｌｉｍをバッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達した後の許容電流Ｉｌｉｍよりも大きく設定する。【選択図】図７

Description

本開示は、電池制御装置に関し、より特定的には、車両の搭載された二次電池を充電するための技術に関する。

リチウムイオンを電荷担体として含む二次電池として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。近年、リチウムイオン二次電池は、小型電気機器等に加えて車載用の二次電池としても普及が進んでいる。

車載用のリチウムイオン二次電池が大電流で充電された場合に、負極表面に金属リチウムが析出する現象が知られている。この現象は「リチウム析出」とも称される。リチウム析出が一旦起こると再び溶解しづらく、リチウムイオン二次電池の劣化および性能低下を招くおそれがある。よって、リチウム析出を抑制しつつ、リチウムイオン二次電池を充電する技術がこれまで提案されてきている。

たとえば、国際公開第２０１０／００５０７９号（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両の充放電制御装置では、リチウムイオン二次電池である二次電池の充電履歴に基づき、二次電池の負極電位がリチウム基準電位（リチウム析出が起こり得る電池であり、金属リチウムの電位）まで低下しないように二次電池への許容充電電力が調整される。許容充電電力は、リチウム析出が起こらない最大電流として設定した許容電流に基づいて決定される。

このような事情から車両に搭載された二次電池の充電電流は、繰り返し充放電されるように二次電池が使用された後の容量を見込んで、その容量のときに二次電池を充電してもリチウム析出を起こさないような許容電流を最初に設定する場合がある。ハイブリッド車両に搭載された二次電池の場合、たとえば、車両製造時から２０年が経過した後、あるいは、車両が２０，０００ｋｍを走行した後の二次電池の容量がおおよそ見積もれるので、その容量においてリチウム析出を起こさない許容電流を二次電池の充電制御における許容電流として固定的に設定することがある。

国際公開第２０１０／００５０７９号

特許文献１に開示されているように充電電流が許容電流を上回らないように二次電池の充電を制御する場合に、車両の利用態様にかかわらず許容電流を一律に設定することも考えられる。しかし、安全側を見て許容電流を十分に小さく設定すると、リチウム析出から二次電池を保護することはできるものの、二次電池の充電性能が過度に制限され、二次電池の能力を十分に活用することができなくなる可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リチウム析出から二次電池を保護しつつ、車両の利用態様に応じて二次電池の能力をより活用することである。

本開示のある局面に従う電池制御装置は、車両に搭載された二次電池を制御するためのパラメータを設定する。二次電池は、リチウムイオンを電荷担体として含む。電池制御装置は、二次電池への充電電流が、二次電池の負極に金属リチウムが析出しない電流として設定される許容電流を上回らないように二次電池の充電を制御する。電池制御装置は、入力部と、演算部とを備える。入力部は、車両を購入する予定のユーザが車両を利用する予定期間を取得する。演算部は、ユーザによる車両の利用状況から定まる二次電池の温度条件に基づいて、予定期間における二次電池の容量低下量である基準量を推定する。演算部は、車両の購入後に二次電池の容量低下量が基準量に達する前の許容電流を二次電池の容量低下量が基準量に達した後の許容電流よりも大きく設定する。

上記の構成においては、二次電池の容量低下量が基準量に達する前の許容電流が、二次電池の容量低下量が基準量に達した後の許容電流よりも大きく設定される。つまり、予定期間が経過するまでの間、予定期間が経過した後よりも許容電流が相対的に大きくなる。このように許容電流を大きく設定することで二次電池の充電電流を大きくすることができ、車両が回生エネルギーとして回収できる電力（電力量）を大きくすることができる。たとえばハイブリッド車両では、回収した回生電力量が大きいと、ハイブリッド車両を駆動するエネルギーを二次電池により頼ることができ、その結果として、ガソリン等の化石燃料の使用量を抑えることができる。したがって、上記構成によれば、リチウム析出から二次電池を保護しつつ、二次電池の充電性能に過度の制限がかかることを防止して二次電池の能力をより活用することができる。

本開示によれば、リチウム析出から二次電池を保護しつつ、車両の利用態様に応じて二次電池の能力をより活用することができる。

実施の形態１におけるシステムの全体構成を概略的に示す図である。 車両構成をより詳細に示す図である。 実施の形態１におけるリチウム析出抑制制御を示すフローチャートである。 比較例における初期許容電流の設定手法を説明するための概念図である。 実施の形態１における初期許容電流の設定手法を説明するための概念図である。 実施の形態１における基準量推定処理を示すフローチャートである。 実施の形態１における許容電流設定処理を示すフローチャートである。 実施の形態２における基準量推定処理を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜システム構成＞
図１は、実施の形態１におけるシステムの全体構成を概略的に示す図である。図１を参照して、実施の形態１では、ユーザが現在、利用している車両（以下、「現車両」と記載する）１から新たな車両（以下、「新車両」と記載する）２への買い換えを検討しており、ユーザがディーラに相談している状況を想定する。なお、本開示における「購入」や「買い換え」には、リースやレンタルの態様も含まれ得る。

図示しないデータセンタにはサーバ２００が設けられている。サーバ２００は、現車両１の情報を収集することが可能に構成されている。サーバ２００は、現車両１から収集された情報に基づいて後述する演算処理を実行する。サーバ２００による演算結果（パラメータ）は、新車両２に搭載されたバッテリ１０（図２参照）の充電制御に用いられる。なお、サーバ２００は、本開示に係る「電池制御装置」に相当する。

さらに、ディーラには、ディーラ（またはユーザ）が操作することが可能に構成されたディーラ端末３００（たとえばタブレット端末）が設けられている。サーバ２００とディーラ端末３００とは、双方向に通信することが可能に構成されている。

現車両１の構成と新車両２の構成とは基本的に同等であるため、以下では、新車両２の構成について代表的に説明する。なお、新車両２が本開示に係る「車両」に相当する。

図２は、新車両２の構成をより詳細に示す図である。図１および図２を参照して、新車両２は、ハイブリッド車両である。新車両２は、バッテリ１０と、監視ユニット２０と、通信機３０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、モータジェネレータ５１，５２と、エンジン６０と、動力分割装置７０と、駆動軸８０と、駆動輪９０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００とを備える。なお、新車両２は、ハイブリッド車両に限られず、プラグインハイブリッド車、電気自動車または燃料電池車であってもよい。

バッテリ１０は、複数のセルを含んで構成される組電池である。本実施の形態において、各セルは、液系のリチウムイオン二次電池である。しかし、各セルは、リチウムイオンを電荷担体として含めばよく、全固体型リチウムイオン二次電池であってもよい。

バッテリ１０は、直列接続されたＭ個のブロックを含む。各ブロックは、並列接続されたＮ個のセルを含む。Ｍ，Ｎは、２以上の自然数である。しかし、このようなバッテリ１０の内部構成は例示に過ぎず、特に限定されるものではない。したがって、以下では、複数のブロックを互いに区別したり複数のセルを互いに区別したりせず、単にバッテリ１０と記載する。また、監視ユニット２０は、バッテリ１０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢを監視すると記載する。

バッテリ１０は、モータジェネレータ５１，５２を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ４０を通じてモータジェネレータ５１，５２へ電力を供給する。また、バッテリ１０は、モータジェネレータ５１，５２の発電時にＰＣＵ４０を通じて発電電力を受けて充電される。

監視ユニット２０は、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３とを含む。電圧センサ２１は、バッテリ１０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ２２は、バッテリ１０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ２３は、バッテリ１０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。

通信機３０は、外部に設置されたサーバ２００との通信が可能に構成されたＤＣＭ（Data Communication Module）である。現車両１のＥＣＵ１００は、通信機３０を介して、現車両１において取得された各種データ（特にバッテリ１０の温度履歴を示すデータ）をサーバ２００に送信する。

ＰＣＵ４０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、バッテリ１０とモータジェネレータ５１，５２との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ４０は、モータジェネレータ５１，５２の状態を別々に制御可能に構成されており、たとえば、モータジェネレータ５１を回生状態（発電状態）にしつつ、モータジェネレータ５２を力行状態にすることができる。ＰＣＵ４０は、たとえば、モータジェネレータ５１，５２に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧をバッテリ１０の出力電圧以上に昇圧するコンバータ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。

モータジェネレータ５１，５２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石（図示せず）が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ５１は、主として、動力分割装置７０を経由してエンジン６０により駆動される発電機として用いられる。モータジェネレータ５１が発電した電力は、ＰＣＵ４０を介してモータジェネレータ５２またはバッテリ１０に供給される。

モータジェネレータ５２は、主として電動機として動作し、駆動輪９０を駆動する。モータジェネレータ５２は、バッテリ１０からの電力およびモータジェネレータ５１の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動され、モータジェネレータ５２の駆動力は駆動軸８０に伝達される。一方、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ５２は、発電機として動作して回生発電を行なう。モータジェネレータ５２が発電した電力は、ＰＣＵ４０を介してバッテリ１０に供給される。

エンジン６０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーをピストンおよびロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。

動力分割装置７０は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構（図示せず）を含む。動力分割装置７０は、エンジン６０から出力される動力を、モータジェネレータ５１を駆動する動力と、駆動輪９０を駆動する動力とに分割する。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））１０１と、各種信号が入出力される入出力ポート１０３とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサから受ける信号ならびにメモリ１０２に記憶されたプログラムおよびマップに基づいて、新車両２を所望の状態に制御するための各種処理を実行する。

より具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン６０およびＰＣＵ４０を制御することによってバッテリ１０の充放電を制御する。また、ＥＣＵ１００は、後述するリチウム析出抑制制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の温度履歴に基づいて、バッテリ１０の許容電流を設定する（許容電流設定処理）。これらの処理については後に詳細に説明する。

サーバ２００は、ＥＣＵ１００と同様に、ＣＰＵ（演算部）２０１と、メモリ２０２と、入出力ポート（入力部）２０３とを含む。サーバ２００は、現車両１および新車両２を含む複数の車両からのデータを収集し、収集されたデータをデータベース（図示せず）に蓄積するように構成されている。サーバ２００により実行される処理についても後に詳細に説明する。

＜リチウム析出抑制フロー＞
以上のように構成された車両（現車両１または新車両２）においては、車両の走行時にモータジェネレータ５２の回生制動による発電電力がバッテリ１０に充電される状況下などにおいて、負極表面にリチウム金属が析出する可能性がある（リチウム析出）。したがって、リチウム析出を抑制するための制御が実行される。本明細書では、この制御を「リチウム析出抑制制御」と称する。

リチウム析出抑制制御では、以下に詳細に説明するように、許容電流Ｉｌｉｍが算出され、許容電流Ｉｌｉｍに放電方向のオフセット電流Ｉｏｆｆを加えた目標電流Ｉｔａｇが算出される。さらに、目標電流Ｉｔａｇからバッテリ１０の許容充電電力Ｉｗｉｎが設定される。そして、バッテリ１０への充電電力の大きさが許容充電電力Ｉｗｉｎの大きさを上回らないようにバッテリ１０の充電が制御される。

図３は、実施の形態１におけるリチウム析出抑制制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期毎に繰り返し実行される。また、図３および後述する図７に示すフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図１〜図３を参照して、Ｓ１１において、ＥＣＵ１００は、電流センサ２２および温度センサ２３からバッテリ１０の電流ＩＢおよび温度ＴＢをそれぞれ取得する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する。ＳＯＣ推定手法としては、電流積算法などの公知の手法を用いることができるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１３において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の充放電履歴に応じて、バッテリ１０の許容電流Ｉｌｉｍを算出する。許容電流Ｉｌｉｍとは、バッテリ１０の負極電位がリチウム基準電位（リチウム金属の電位）まで低下することによってリチウム金属が析出しないように定められた最大電流である。

より具体的には、許容電流Ｉｌｉｍは、所定の演算周期毎に下記式（１）に従って繰り返し算出される。式（１）では、今回の演算周期のパラメータには（ｔ）が付され、前回の演算周期のパラメータには（ｔ−１）が付されている。演算周期の長さはｄｔで示されている。

式（１）の右辺第２項は、バッテリ１０の充電による単位時間当たりの許容電流の大きさの減少量を示す項（以下、「減少項」とも記載する）である。一方、右辺第３項は、バッテリ１０の放電または放置（充電停止）による単位時間当たりの許容電流の大きさの増加量を示す項（以下、「増加項」とも記載する）である。減少項における係数αおよび増加項における係数βは、いずれもバッテリ１０の温度ＴＢおよびＳＯＣの関数である。

式（１）から理解されるように、直近の所定期間における充放電履歴がない状態における許容電流（初期許容電流Ｉｌｉｍ（０））に対して、減少項および増加項を演算周期毎に加減算することによって、許容電流Ｉｌｉｍ（ｔ）を逐次算出することができる。

このように算出された許容電流Ｉｌｉｍに加えて、ＥＣＵ１００は、電流ＩＢの急変に備えたマージンを確保するためのオフセット電流Ｉｏｆｆをさらに算出する（Ｓ１４）。たとえば、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０のＳＯＣと温度ＴＢとオフセット電流Ｉｏｆｆとの相関関係が規定されたマップ（図示せず）を参照することによって、バッテリ１０のＳＯＣおよび温度ＴＢからオフセット電流Ｉｏｆｆを算出することができる。なお、オフセット電流Ｉｏｆｆは、温度ＴＢが低いほど、その大きさが大きくなるように規定されていることが好ましい。

Ｓ１５において、ＥＣＵ１００は、許容電流Ｉｌｉｍをオフセット電流Ｉｏｆｆだけ放電方向にオフセットさせることによって、目標電流Ｉｔａｇを設定する（Ｉｌｉｍ＋Ｉｏｆｆ＝Ｉｔａｇ）。ただし、オフセット電流Ｉｏｆｆの設定は必須ではない。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１００は、ＰＩ（Proportional-Integral）制御を示す下記式（２）に従って、電流ＩＢおよび目標電流Ｉｔａｇから許容充電電力Ｉｗｉｎを算出する。

大きな充電電流が発生する回生制動時などにおいて、電流ＩＢの大きさが目標電流Ｉｔａｇの大きさ以上になると、許容充電電力Ｉｗｉｎを絞る回生制限が開始される。これにより、バッテリ１０を流れる電流ＩＢが減少し、その後、電流ＩＢの大きさが目標電流Ｉｔａｇの大きさ未満に復帰すると、回生制限が解除される。このような制御を実行することで、リチウム析出を抑制することができる。

＜初期許容電流の設定＞
実施の形態１は、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の設定手法に特徴を有する。ここでは、実施の形態１における初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の設定手法の理解を容易にするため、まず、比較例における初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の設定手法について説明する。

図４は、比較例における初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の設定手法を説明するための概念図である。図４および後述する図５において、横軸は、バッテリ１０の容量低下量を示す。図中右側に行くほど、バッテリ１０の劣化が進行し、初期状態（バッテリ１０の製造直後の状態）と比べてバッテリ１０の容量が低下していることを意味する。縦軸は、バッテリ１０の初期許容電流Iｌｉｍ（０）を示す。

バッテリ１０の容量が低下するに従ってリチウム析出も生じやすくなるため、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）は低下する傾向を示す。図４では、この傾向を直線Ｌにより表している。リチウム析出を適切に抑制するためには、直線Ｌよりも図中下側の領域に初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）を設定することを要する。

一般に、車両の製造時からの経過年数、車両の走行距離またはユーザの運転傾向などに応じて、バッテリの劣化の進行度合い（すなわち、バッテリの容量低下量）は車両毎に異なる。しかしながら、典型的には、車両の各種パラメータを設定する際には十分な安全マージンを確保するため、車両が最も厳しい使われ方をしてバッテリの劣化が最も進んだ条件（たとえば、高温地域において数十年が経過する、あるいは数十万キロ走行するとの条件）が想定される。そして、当該条件下においてバッテリ１０の容量低下が最大限進行し、容量抵抗量が最大量Ｄｍａｘとなった場合の直線Ｌ上の値Ｉａが初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）として一律に設定される（直線Ｋ参照）。

このように初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）を設定することにより、リチウム析出からバッテリ１０を確実に保護することができる。その一方で、安全側を見て初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の値を小さく設定しているため、直線Ｌと直線Ｋとにより囲まれた領域に相当する分だけ、バッテリ１０の充電性能を十分に活用することができない可能性がある。その結果、車両（現車両１または新車両２）の回生制動時に回生制限が過度にかかり、車両の燃費悪化につながり得る。

図５は、実施の形態１における初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の設定手法を説明するための概念図である。図１および図５を参照して、現車両１から新車両２への買い換えに際し、ユーザが新車両２の車種を決定すると、新車両２の出荷前（製造段階）において、サーバ２００が基準量推定処理を実行する。基準量推定処理とは、現車両１の利用実績および新車両２の利用予定に基づき、新車両２のバッテリ１０の容量低下が進むことが予想される値である「基準量Ｄｘ」を推定する処理である。

基準量Ｄｘの推定手法について、より具体的に説明する。バッテリ１０の容量の低下速度に対応する劣化速度（単位時間当たりの劣化量）は、バッテリ１０の温度ＴＢによって変わる。現車両１におけるバッテリ１０の温度履歴を示すデータは、サーバ２００に定期的に収集されている。サーバ２００は、現車両１におけるバッテリ１０の温度履歴（後述する温度頻度分布）を解析することにより、現車両１におけるバッテリ１０の劣化速度（後述する劣化速度β）を算出することができる。

また、ディーラがユーザに対して、ユーザが新車両２を利用することを想定している期間（予定利用期間）を尋ね、その回答をディーラ端末３００に入力してサーバ２００に送る。現車両１と新車両２とではユーザが共通であるため、新車両２は、現車両１と同等の温度環境下に置かれる可能性が高い。したがって、サーバ２００は、予定利用期間（たとえば１０年間）が経過するまでの間、新車両２においても現車両１と同様にバッテリ１０の劣化（容量低下）が進行すると仮定した上で、予定利用期間の経過後における新車両２のバッテリ１０の容量低下量（＝基準量Ｄｘ）を推定する。そして、バッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達するまでは、基準量Ｄｘにおける直線Ｌ上の値Ｉｂ（＞Ｉａ）が初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）として定められる。

このように定められた初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）の値は、出荷前の新車両２に適用される。つまり、新車両２の初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）は、ユーザの新車両２の利用態様（予定利用期間が経過するまでの間に予想されるバッテリ１０の温度条件）に応じた値に設定されることとなる。

新車両２がユーザに引き渡されると、新車両２においてバッテリ１０の容量低下量が定期的に算出される。そして、バッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達するまでの間は、比較例と比べて、斜線を付した領域Ｒに相当する分だけ、新車両２の過度の回生制限を抑制してバッテリ１０の充電性能を活用することが可能になる。その結果、新車両２の燃費を向上させることができる。

一方、新車両２の実際の利用期間が当初の予定利用期間に達した、あるいは、新車両２の走行距離が非常に長くなったなどの理由により、新車両２におけるバッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達すると、それ以降は、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）が比較例と同様にＩａに引き下げられる。これにより、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）が直線Ｌよりも図中下側の領域に明確に位置することとなり、リチウム析出からバッテリ１０を確実に保護することができる。

＜基準量推定フロー＞
図６は、実施の形態１における基準量推定処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定条件成立時（たとえば、ディーラの端末操作に基づき、新車両２における基準量Ｄｘを推定するようにとの要求をサーバ２００が受けた場合）にサーバ２００により実行される。なお、各ステップは、サーバ２００によるソフトウェア処理によって実現されるが、サーバ２００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図６を参照して、Ｓ２１において、サーバ２００は、サーバ２００に収集された現車両１のバッテリ１０の温度履歴を読み出し、当該バッテリ１０の温度頻度分布を求める。

現車両１と新車両２とが別車種である場合、バッテリ１０の構成も異なる。そのため、サーバ２００は、Ｓ２１にて求めた現車両１におけるバッテリ１０の温度頻度分布を新車両２におけるバッテリ１０の温度頻度分布を換算する（Ｓ２２）。たとえば、現車両１と新車両２との組合せに応じた換算係数（あるいは換算関数）を用いることによって、現車両１におけるバッテリ１０の温度頻度分布を新車両２におけるバッテリ１０の温度頻度分布に換算することができる。

ディーラは、ユーザに新車両２の予定利用期間（想定している買い換えサイクル）を尋ね、ユーザの回答をディーラ端末３００に入力する。これにより、サーバ２００は、新車両２の予定利用期間を示す情報をディ−ラ端末３００を通じて取得する（Ｓ２３）。

Ｓ２４において、サーバ２００は、新車両２の予定利用期間経過後における新車両のバッテリ１０の基準量Ｄｘを推定する。基準量Ｄｘの推定手法は、以下に説明する許容電流設定処理における容量低下量ΔＤの算出手法と同様である。すなわち、基準量Ｄｘは、温度頻度分布における頻度と劣化速度βとを乗算することにより算出することができる。

＜許容電流設定フロー＞
図７は、実施の形態１における許容電流設定処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、新車両２の利用中（たとえば走行中）に所定期間が経過する度にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。

図７を参照して、Ｓ３１において、ＥＣＵ１００は、新車両２のバッテリ１０の温度頻度分布を取得する。

Ｓ３２において、ＥＣＵ１００は、新車両２のバッテリ１０の劣化速度βを算出する。ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の温度ＴＢと劣化速度βとの関係を示すマップ（図示せず）を参照することにより、各温度における劣化速度βを求める。このマップは、予め実験等によって求められてメモリ１０２に予め記憶されており、温度ＴＢが高くなるほど劣化速度βが大きくなるような関係を規定している。図示しないが、より詳細には、バッテリ１０の温度ＴＢの逆数（１／ＴＢ）を横軸に示し、劣化速度βの自然対数値（ｌｎ（β））を縦軸に示した場合に、アレニウス則に従う温度依存性から１／ＴＢとｌｎ（β）との間には略比例関係を有する傾向がある。

Ｓ３３において、ＥＣＵ１００は、Ｓ３１にて取得した温度頻度分布と、Ｓ３２にて算出した劣化速度βとを用いて、前回演算時から今回演算時までの間のバッテリ１０の容量低下量ΔＤを算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、温度頻度分布における頻度と、劣化速度βとを乗算することにより、容量低下量ΔＤを求めることができる。

Ｓ３４において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の初期状態からの容量低下量に相当する積算容量低下量ΣＤを算出する。より詳細に説明すると、ＥＣＵ１００は、前回演算時までの積算容量低下量ΣＤ（メモリ１０２に記憶されている値）に今回演算時の容量低下量ΔＤを積算することによって、現在の積算容量低下量ΣＤの値を更新する。更新された値はメモリ１０２に記憶される。

Ｓ３５において、ＥＣＵ１００は、Ｓ２４にて算出した積算容量低下量ΣＤと、サーバ２００により設定された基準量Ｄｘとを比較する。積算容量低下量ΣＤが基準量Ｄｘ未満である場合（Ｓ３５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、図５にて説明したように、初期挙量電流ｌｉｍ（０）をＩａよりも大きいＩｂに設定する（Ｓ３６）。これに対し、積算容量低下量ΣＤが基準量Ｄｘ以上である場合（Ｓ３５においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、初期挙量電流ｌｉｍ（０）をＩａに設定する（Ｓ３７）。Ｓ３６またはＳ３７の処理の実行後、処理はメインルーチンへと戻される。

以上のように、実施の形態１においては、バッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達するまでの初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）はＩｂに設定され、バッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達してからの初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）はＩａに設定される。ＩｂはＩａよりも大きい。このようにすることで、比較例と比べた場合に、ユーザがディーラに回答した予定利用期間が経過するまでの間、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）が大きくなる。そうすると、バッテリ１０への充電電流ＩＢが目標電流Ｉｔａｇの大きさ以上になりにくくなり、許容充電電力Ｉｗｉｎを絞る回生制限が開始されにくくなる。これにより、予定利用期間中には、斜線を付した領域Ｒの分だけ、バッテリ１０の充電性能に過度の制限がかかることを防止してバッテリ１０の能力を活用することができる。

また、新車両２におけるバッテリ１０の容量低下量が基準量Ｄｘに達して以降は、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）がＩｂからＩａに引き下げられる。このように、バッテリ１０の劣化がある程度進行して以降は、初期許容電流Ｉｌｉｍ（０）を十分に小さな値に設定することにより、リチウム析出からバッテリ１０を一層確実に保護することが可能になる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、現車両１の利用中に収集されたデータ（バッテリ１０の温度頻度分布）に基づいて新車両のバッテリ１０の基準量Ｄｘを推定する構成について説明した。しかし、新規に開拓されたユーザ（他メーカからの買い換え検討中のユーザ）では、上記データが収集されていないため、同じ手法では基準量Ｄｘを推定することができない。実施の形態２においては、新規に開拓されたユーザに対するアンケートによって基準量Ｄｘを推定する構成について説明する。なお、実施の形態２に係る二次電池システムの基本構成は、実施の形態１における構成（図１および図２参照）と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

図８は、実施の形態２における基準量推定処理を示すフローチャートである。図８を参照して、このフローチャーとは、Ｓ３１,Ｓ３２の処理に代えてＳ４１の処理を含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図６参照）と異なる。Ｓ４１において、サーバ２００は、ユーザのアンケート結果から、新車両２におけるバッテリ１０の温度頻度分布を作成する。

より詳細に説明すると、ディーラは、ユーザにアンケートを実施し、ユーザの新車両２の運転態様に関する情報を取得する。具体的には、ユーザが予定している新車両２の運転地域（地域の季節毎の気温）、ユーザが予定している新車両２の日常の運転頻度（たとえば週何回運転するか）、日常の運転での１回の走行距離または走行時間、新車両２の長距離走行の頻度（たとえば年何回、旅行に行くか）などを尋ね、ユーザの回答をディーラ端末３００に入力する。サーバ２００は、ディーラ端末３００から受けたユーザの回答に基づき、当該ユーザの運転態様を予め準備された複数の運転態様のうちのいずれかに分類する。複数の運転態様の各々には、そのような運転を所定期間（たとえば１年間）継続した場合のバッテリ１０の温度頻度分布が対応付けられている。したがって、たとえユーザが実際に乗車した車両のデータがサーバ２００に収集されていなくても、新車両２の予定利用期間と新車両２の運転態様とから、新車両２の温度頻度分布を作成することができる。

続くＳ４２，Ｓ４３の処理は、実施の形態１におけるＳ２３，Ｓ２４の処理とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。

実施の形態２によれば、ユーザの車両の買い換え時以外であっても、実施の形態１と同様に、リチウム析出からバッテリ１０を保護しつつ、バッテリ１０の能力をより活用することができる。

なお、実施の形態１では、現車両１から収集されるバッテリ１０の温度頻度分布として表される条件が本開示に係る「車両の利用状況から定まる二次電池の温度条件」に相当する。一方、実施の形態２では、ユーザのアンケート結果から作成されるバッテリ１０の温度頻度分布が本開示に係る「車両の利用状況から定まる二次電池の温度条件」に相当する。

また、実施の形態１，２では、サーバ２００が本開示に係る「電池制御装置」である構成について説明した。しかし、実施の形態２のようにユーザのアンケート結果を用いる場合には、新車両２において基準量Ｄｘを算出してもよい。この場合には、ＥＣＵ１００が本開示に係る「電池制御装置」に相当する。より詳細には、ＣＰＵ１０１および入出力ポート１０３が本開示に係る「演算部」および「入力部」にそれぞれ相当する。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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

１ 現車両、２ 新車両、１０ バッテリ、１１ ブロック、１２ セル、２０ 監視ユニット、２１ 電圧センサ、２２ 電流センサ、２３ 温度センサ、３０ 通信機、４０ ＰＣＵ、５１，５２ モータジェネレータ、６０ エンジン、７０ 動力分割装置、８０ 駆動軸、９０ 駆動輪、１００ ＥＣＵ、１０１，２０１ ＣＰＵ、１０２，２０２ メモリ、１０３，２０３ 入出力ポート、２００ サーバ、３００ ディーラ端末。

Claims (1)

1. 車両に搭載された二次電池を制御するためのパラメータを設定する電池制御装置であって、
   前記二次電池は、リチウムイオンを電荷担体として含み、
   前記電池制御装置は、
   前記二次電池への充電電流が、前記二次電池の負極に金属リチウムが析出しない電流として設定される許容電流を上回らないように前記二次電池の充電状態を制御し、
   前記車両を購入する予定のユーザが前記車両を利用する予定期間を取得する入力部と、
   前記ユーザによる前記車両の利用状況から定まる前記二次電池の温度条件に基づいて、前記予定期間における前記二次電池の容量低下量である基準量を推定する演算部とを備え、
   前記演算部は、前記車両の購入後に前記二次電池の容量低下量が前記基準量に達する前の前記許容電流を前記二次電池の容量低下量が前記基準量に達した後の前記許容電流よりも大きく設定する、電池制御装置。

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