JP2020068606A

JP2020068606A - 車両用二次電池システム

Info

Publication number: JP2020068606A
Application number: JP2018201051A
Authority: JP
Inventors: 雅大井上; Masahiro Inoue; 正紀新谷; Masanori Shintani
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-30

Abstract

【課題】劣化指標を推定する機会を増加させることが可能な車両用二次電池システムを提供する。【解決手段】組電池４を充電して、組電池４の電池電圧Ｖと、電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する組電池４の電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示す微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する微分曲線算出部１０と、電池電圧Ｖの所定の領域において現れる微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの特徴点Ｐｔを特定する特徴点特定部１５と、特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔに基づいて、組電池４のＳＯＨを推定するＳＯＨ推定部１６と、組電池４を充電する際に、組電池４の電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔより高い場合、組電池４を放電させて電池電圧Ｖを特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔ未満としてから、組電池４を充電させる放電後充電を実施して、ＳＯＨを推定させるメインコントローラ２を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用二次電池システムに係り、詳しくは、二次電池の充電方法に関する。

二次電池の劣化度合いを表す劣化指標として、新品時の満充電容量に対する現状の満充電容量の比率であるＳＯＨ（State of Health）が広く知られている。この劣化指標ＳＯＨは、例えば二次電池を電池残容量０の状態から満充電まで充電して、実際の満充電容量を測定して得られることができる。しかしながら、劣化指標を推定するために電池残容量０の状態から満充電まで充電しなければならず、推定に要する時間が大幅に長くなるといった問題点がある。

そこで、二次電池の充放電時の電池容量及び電池電圧をパラメータとした微分特性を有する微分曲線が二次電池の劣化状態に応じて形状が異なることを利用して、微分曲線上に現れる特徴点の推移や変化量等に基づき二次電池の劣化指標を推定する種々の手法が提案されている。
例えば特許文献１に記載された二次電池システムでは、二次電池の充電時に電池容量Ｑを算出すると共に、電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶを求め、微分値ｄＱ/ｄＶと電池電圧Ｖとの関係から微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出している。

そして、所定の電池電圧Ｖの範囲内で微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶに現れる特徴点の電圧値、詳しくはピーク形状の頂点部分である極大点の電圧値から、二次電池の劣化指標である容量低下率を求めている。
また、特許文献２に記載された二次電池システムでは、微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶに現れる特徴点から、詳しくは微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの極大点の微分値ｄＱ/ｄＶ（極大値）から二次電池の劣化指標を求めている。

特開２０１３−１９７０９号公報特開２０１４−１３９８９７号公報

ところで、特許文献１の二次電池システムは、プラグインハイブリッド車等の外部電源より充電可能な車両に搭載されており、二次電池の充電時に劣化指標を推定する。また、特許文献２の二次電池システムは、例えば車両に搭載されるものであり、二次電池の充放電時に劣化指標を推定する。
しかしながら、外部電源より充電可能な車両に搭載された二次電池システムにおいては、あまり放電されていない状態から充電が開始される場合がある。したがって、特許文献１または２に記載されたように微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶに現れる特徴点に基づいて劣化指標を推定する場合には、充電時に特徴点の電池電圧よりも高電圧の状態から充電する場合があり得るので、劣化指標の推定が不能となる場合がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、劣化指標を推定する機会を増加させることが可能な車両用二次電池システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の車両用二次電池システムは、車両に搭載された二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記充放電制御部によって前記二次電池を充電し、前記二次電池の電池電圧Ｖと、前記電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する前記二次電池の電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示す微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する微分曲線算出部と、前記電池電圧Ｖの所定の領域において現れる前記微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの特徴点を特定する特徴点特定部と、前記二次電池を充電する際に、前記特徴点の電池電圧に基づいて、前記二次電池の劣化指標を推定する劣化指標推定部と、前記充放電制御部によって前記二次電池の充電を開始する際に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高い場合、前記二次電池を放電させて前記二次電池の電池電圧を前記特徴点の電池電圧未満とした後に前記二次電池を充電させる放電後充電を実施して、前記劣化指標推定部により前記劣化指標を推定させる制御部と、を備えたことを特徴とする。

これにより、二次電池の充電を開始する際に、二次電池の電池電圧が特徴点の電池電圧より高い場合であっても、特徴点の電池電圧未満となるまで放電した後に充電するので、充電時に二次電池の電池電圧が特徴点の電池電圧に達する。これにより、充電開始時における二次電池の充電状態に拘わらず、劣化指標の推定が可能となる。
また、好ましくは、前記充放電制御部によって前記二次電池を充電する際に、前記放電後充電、及び前記二次電池を放電させずに充電する通常充電のいずれを実施するか選択する選択部を備えるとよい。

これにより、二次電池の劣化指標の推定と二次電池の充電のいずれを優先するか選択することができる。
また、好ましくは、前記充放電制御部によって前記二次電池を充電する際に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高いことを表示する表示部を備えるとよい。
これにより、表示部によって通常充電ではＳＯＨの推定が不能であることが表示されるので、選択部によって放電後充電の選択をする必要性を認識することが可能となる。

また、好ましくは、前記車両に、前記二次電池へ充電電流を供給する充電ガンを接続する端子部を備え、前記端子部は、接続した前記充電ガンの回転位置を変更可能に構成され、前記選択部は、前記充電ガンの回転位置で前記放電後充電及び前記通常充電の選択を行うとよい。
これにより、放電後充電及び通常充電の選択を容易に行うことができるとともに、充電ガンの回転位置によって放電後充電及び通常充電のいずれを選択しているか容易に確認することが可能となる。

また、好ましくは、前記制御部は、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高い場合に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧未満となるまでの放電時間を演算し、当該放電時間に応じて前記充電ガンの回転可能な位置を制限するとよい。
これにより、充電ガンの回転によって放電後充電を選択する際に、充電ガンの回転可能な位置によって放電時間を容易に確認することができる。

また、好ましくは、前記二次電池を充電させる充電機が急速充電機か普通充電機かを判別する判別部を備え、前記選択部は、前記充電機が前記急速充電機である場合には、前記通常充電を自動的に選択するとよい。
これにより、急速充電機である場合には通常充電が自動的に選択されるので、二次電池の劣化指標の推定よりも充電を優先して、二次電池を短時間で効率よく充電させることができる。

また、好ましくは、前記二次電池を充電させる充電機が急速充電機か普通充電機かを判別する判別部を備え、前記選択部は、前記充電機が前記普通充電機である場合には、前記放電後充電を自動的に選択するとよい。
これにより、比較的充電時間を長く要する普通充電機による充電において、充電の前に放電を行って、二次電池の劣化指標の推定を確実に行うことができる。

本発明の車両用二次電池システムによれば、二次電池の充電を開始する際に、二次電池の電池電圧が特徴点の電池電圧より高い場合であっても、特徴点の電池電圧未満となるまで放電した後に充電するので、充電時に二次電池の電池電圧が特徴点の電池電圧に達して、劣化指標の推定が可能となる。これにより、二次電池の劣化指標の推定機会を増加させることができる。

本発明の実施形態の車両用二次電池システムを示す概略構成図である。微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの一例を示す特性図である。電圧Ｖtと組電池４のＳＯＨとの相関関係の一例を示す特性図である。充電選択制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した車両用二次電池システムの一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の車両用二次電池システムを示す概略構成図である。図２は、微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの一例を示す特性図である。図２では、微分値ｄＱ/ｄＶを縦軸とし、電池電圧Ｖを横軸として、ＳＯＨ１００％、７５％、６４％の夫々における電池温度２５℃での微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶが表されている。図３は、電圧Ｖtと組電池４のＳＯＨとの相関関係の一例を示す特性図である。なお、図３では、温度毎に実線あるいは破線で結んで表示されている。

本実施形態の車両用二次電池システム（二次電池システム１）は、電気自動車またはプラグインハイブリッド車のような充電可能な車両２０に搭載されており、走行用動力源である走行モータに電力を供給する。全体として二次電池システム１は、その全体を統合制御するメインコントローラ２(制御部)、及びメインコントローラ２に並列に接続された複数の二次電池モジュール３から構成されている。

二次電池モジュール３は、組電池４（二次電池）、サブコントローラ５及び充放電制御部６から構成されている。
組電池４は、所期の電池容量及び出力電圧を達成するために複数の単電池を組み合わせて構成されている。本実施形態の組電池４は、その正極電極板にＬｉＭｎ_２Ｏ_４及びＬｉＭＯ_２（Ｍは、Ｃｏ,Ｎｉ,Ａｌ,Ｍｎ,Ｆｅの内、少なくとも１つを含む遷移金属元素）が含まれている。

組電池４には電圧センサ７、電流センサ８及び温度センサ９が接続されている。電圧センサ７により組電池４の電池電圧Ｖが検出され、電流センサ８により組電池４の入出力電流Ｉが検出され、温度センサ９により組電池４の電池温度Ｔが検出され、それらの検出情報はサブコントローラ５に入力される。
サブコントローラ５は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等から構成されている。サブコントローラ５は充放電制御部６を駆動して組電池４の充放電を制御する機能を奏し、充放電制御の際には、組電池４の劣化指標に応じて最大許容電流や最大許容電圧を調整する。なお、本実施形態においては、組電池４の劣化指標として、新品時の満充電容量に対する現状の満充電容量の比率であるＳＯＨ（State of Health）を使用する。

また、サブコントローラ５は、組電池４のＳＯＨを推定するために必要な微分曲線を算出する微分曲線算出部１０を備えている。本実施形態では微分曲線としてＶ-ｄＱ/ｄＶを用いている。微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶとは、組電池４の電池電圧Ｖと、組電池４の電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示すものである。

微分曲線算出部１０は、組電池４の充電時または放電時に適宜設定された所定時間毎に組電池４の電池容量Ｑを逐次算出すると共に、これに同期して電池電圧Ｖを取得し、組電池４の電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶを算出する。そして、得られた微分値ｄＱ/ｄＶと電池電圧Ｖとの関係を示す曲線として微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する。

組電池４の充電または放電に伴って組電池４の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）と共に電池電圧Ｖが増加または低下し、それに応じて微分値ｄＱ/ｄＶが変化することで、例えば図２に示すように微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶ上には、電池電圧Ｖの所定範囲（例えば３．８５Ｖ〜４．０５Ｖ付近）においてピーク形状が現れる。なお、このピークにおける低電圧側の傾斜部の電池電圧Ｖの範囲を特定電圧区間Ｖｒとする。この特定電圧区間Ｖｒは、本発明における電池電圧Ｖの所定の領域に該当する。

微分曲線算出部１０は、算出した微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶ及び温度センサ９により検出された電池温度Ｔ（以下、これらを実測データと称する）をメインコントローラ２に出力する。
なおサブコントローラ５は、組電池４の充放電に伴う入出力電流Ｉを適宜設定された所定時間毎に積算して組電池４のＳＯＣを算出し、その情報もメインコントローラ２に出力する。

一方、メインコントローラ２はサブコントローラ５と同様に、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等から構成されている。
メインコントローラ２は、入出力部１２、データ保存部１３（記憶部)、特徴点特定部１５、ＳＯＨ推定部１６（劣化指標推定部）及び充放電指令部１７を備えている。

特徴点特定部１５は、微分曲線算出部１０において算出した微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶから、特定電圧区間内で微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａ（例えば６０であり、本発明の所定値に該当する）となる微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶ上の点を特徴点Ｐｔとする。
データ保存部１３は、入出力部１２を介して各二次電池モジュール３のサブコントローラ５から入力された実測データを記憶する。またデータ保存部１３には、試験等により、予め微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶ上の特定の特徴点Ｐtの電圧Ｖtと組電池４のＳＯＨとの相関関係を示すデータ（以下、基準データと称する）が温度域毎に記憶されている。この基準データは、例えば図３に示すように、温度域毎に、特徴点Ｐtの電圧Ｖtが増加するに伴って、ＳＯＨが低下するような関係になっている。

基準データの作成処理は、以下の通りであり、工場等で試験を行って実施される。
まず、本実施形態の組電池４と同一規格の組電池４の劣化試験を実施し、未使用の組電池４の充放電を繰り返して寿命限界まで段階的に劣化させる。劣化過程の各ＳＯＨにおいて、異なる複数の温度域の下で組電池４を充放電させる。
そして、微分曲線算出部１０において、充放電により得られた電池電圧Ｖ及び電池容量Ｑに基づき微分値ｄＱ/ｄＶを算出し、電池電圧Ｖと微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示す微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する。更に、特徴点特定部１５において微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶにおける微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａとなった特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔを求める。

そして、データ保存部１３は、この特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔと組電池４のＳＯＨとの相関関係を、温度域毎に各二次電池モジュール３の共通の基準データ（マップデータ）として予めデータ保存部１３に記憶する。
ＳＯＨ推定部１６は、データ保存部１３に記憶された各二次電池モジュール３の基準データを読み出して逐次実測データと比較して、それぞれの二次電池モジュール３について現在の組電池４のＳＯＨを推定する。詳しくは、実測データの電池温度Ｔに基づき温度域を特定し、その温度域に対応する各ＳＯＨの基準データの中から、実測データの特定の特徴点の位置に対して一致または最も近い特徴点を有する基準データを選択し、その基準データのＳＯＨを推定値と見なす。本実施形態における特徴点Ｐtは、電池電圧Ｖと微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示すグラフ上で、微分値ｄＱ/ｄＶが所定値ａである線Ｌと、測定した微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶとの交点である。

このときの実測データは微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの全領域が算出されている必要はなく、微分値ｄＱ/ｄＶが所定値ａとなることが判明できれば、特徴点Ｐtの特定、延いてはＳＯＨの推定が可能である。本発明は、このような部分的な微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する場合も含むものとする。
なお、各ＳＯＨ間及び各温度域間は基準データを特定できないため、補間処理により基準データを算出してもよい。

充放電指令部１７は、ＳＯＨ推定部１６により推定されたＳＯＨ等に基づき、各二次電池モジュール３のサブコントローラ５に入出力部１２を介して充放電制御の指令を出力する。例えば所定値未満のＳＯＨが推定された二次電池モジュール３に対しては、充放電時の最大許容電流や最大許容電圧を制限する指令を出力する。この指令に基づくサブコントローラ５による充放電制御により、劣化の進行した組電池４の保護が図られる。

また充放電指令部１７は、何れかの二次電池モジュール３で寿命限界を下回るＳＯＨが推定された場合等には、運転席に設けられた表示部１８に車両点検を促すメッセージを表示する。これにより販社等で車両点検が実施されて、必要に応じて組電池４が交換される。
なお、以上の説明では、各二次電池モジュール３の組電池４全体を対象として、電池電圧Ｖ、入出力電流Ｉ及び温度Ｔの検出処理、微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの算出処理、ＳＯＨの推定処理を実施したが、これに限るものではない。例えば、組電池４を構成する単電池毎に各処理を実施したり、或いは複数の単電池からなる単電池群毎に各処理を実施したりしてもよい。また、微分曲線算出部１０、データ保存部1３、特徴点特定部１５、ＳＯＨ推定部１６は必ずしもメインコントローラ２やサブコントローラ５に存在する必要は無く、外部ＰＣのソフトウェアなどでこれらの処理を行ってもよい。

更に、本実施形態の二次電池システム１は、充電方式選択スイッチ２１（選択部）
及びＳＯＨ推定不能表示部２２(表示部)を備えている。
充電方式選択スイッチ２１及びＳＯＨ推定不能表示部２２は、車両２０に搭載され、例えば充電コネクタ２３(端子部)を収納した充電リッド内に備えられている。なお、この充電コネクタ２３は、車外の充電機２４から充電電流を供給するための充電ガン２５が接続される。充電方式選択スイッチ２１及びＳＯＨ推定不能表示部２２は、メインコントローラ２の入出力部１２に接続されている。

充電方式選択スイッチ２１は、放電後充電と通常充電とを選択するスイッチである。
放電後充電は、組電池４を電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔ未満となるまで放電した後に充電を行う制御である。通常充電は、組電池４の放電を行わずに充電を実行する制御である。
また、メインコントローラ２は、充電ガン２５を車両２０の充電コネクタ２３に接続した際に、充電機２４の図示しないコントローラと通信し、少なくとも充電機２４の充電開始スイッチ２６の操作信号を入力可能となっている。

次に、図４を用いて、メインコントローラ２において実行される組電池４の充電選択制御手順を説明する。
図４は、組電池４の充電選択制御手順を示すフローチャートである。
本実施形態では、組電池４の充電を開始する際に、充電選択制御を行う。
組電池４の充電開始時期として、例えば車両２０の充電コネクタ２３を覆う充電リッドの開時に、本制御を実行すればよい。

始めにステップＳ１０では、電圧センサ７により組電池４の電圧Ｖを検出する。そして、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、ステップＳ１０で検出した電池電圧Ｖが、データ保存部１３に記憶されている特徴点Ｐｔの電圧Ｖｒmin以上か否かを判別する。電圧Ｖｒminについては、特定電圧区間Ｖｒの下限値であり、特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔよりも低く、充電中に確実に特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔが計測可能となる値に設定すればよい。電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｒmin以上である場合には、即ち特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔを充電中に計測不能である場合には、ステップＳ３０に進む。電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｒmin未満である場合には、即ち特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔを充電中に計測可能である場合には、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ３０では、ＳＯＨ推定不能表示部２２によってＳＯＨの推定が不能であることを表示する。そして、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、充電機２４の充電開始スイッチ２６がＯＮであるか否かを判別する。充電開始スイッチ２６がＯＮである場合には、ステップＳ５０に進む。充電開始スイッチ２６がＯＦＦである場合には、ステップＳ４０を繰り返す。

ステップＳ５０では、充電方式選択スイッチ２１が放電後充電を選択しているか否かを判別する。放電後充電を選択している場合には、ステップＳ６０に進む。放電後充電を選択していない場合には、ステップＳ８０に進む。
ステップＳ６０は、放電後充電を実行する。即ち、組電池４を、電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔ以上の状態から電圧Ｖｒmin未満となるまで放電した後に充電を行う。そして、本ルーチンを終了する。

ステップＳ７０では、充電機２４の充電開始スイッチ２６がＯＮであるか否かを判別する。充電開始スイッチ２６がＯＮである場合には、ステップＳ８０に進む。充電開始スイッチ２６がＯＦＦである場合には、ステップＳ７０を繰り返す。
ステップＳ８０では、通常充電を実行する。即ち、組電池４に対し、放電を行わずに充電を実行する。そして、本ルーチンを終了する。

なお、放電後充電及び通常充電は、組電池４が満充電に到達した場合に充電を完了する。
以上のように、本実施形態では、微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの特徴点Ｐtとして、微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａであるときとし、この規定値ａであるときの電圧ＶｔからＳＯＨを推定するので、ＳＯＨと強い相関性のある電圧Ｖｔとの関係を利用してＳＯＨを精度良く推定することができる。

しかしながら、本実施形態では、充電時に微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを演算し、微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａに到達したときの電圧Ｖｔに基づいてＳＯＨを推定するので、充電開始時の組電池４の電池電圧Ｖが電圧Ｖｔより高い場合では、微分値ｄＱ/ｄＶがすでに規定値ａを超えているため、充電を行っても微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａに到達しない。
そこで、本実施形態では、充電を開始する際に、電池電圧Ｖが電圧Ｖｒmin以上であるか否かを判別し、電池電圧Ｖが電圧Ｖｒmin以上である場合には、放電を行って電池電圧Ｖを電圧Ｖｒmin未満、即ち確実に特徴点Ｐtの電圧Ｐｔよりも低い電圧にした後に充電を行う充電後放電を行う。

これにより、組電池４の電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔより高い場合であっても、電圧Ｖｒmin未満となるまで放電した後に充電するので、組電池４の充電の際に確実に電池電圧Ｖが電圧Ｖｔに到達してＳＯＨを推定する機会を増加させることができる。
また、本実施形態では、充電方式選択スイッチ２１によって、放電後充電と通常充電を選択することができるので、組電池４のＳＯＨの推定と充電のいずれを優先するか選択することができる。例えば、充電時間を長時間確保することができる場合には、放電後充電を選択して確実に組電池４のＳＯＨの推定が可能となる一方、充電時間を長時間確保することができない場合には、通常充電を選択することで、放電を行わずに充電を実施して効率よく組電池４を充電させることができる。

また、車両２０にＳＯＨ推定不能表示部２２を備え、組電池４の電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｔ以上である場合にＳＯＨの推定が不能であることを表示するので、充電方式選択スイッチ２１によって放電後充電の選択をする必要性を認識することが可能となる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、充電方式選択スイッチ２１によって放電後充電と通常充電とを選択するが、充電コネクタ２３について充電ガン２５を差し込んだ際に所定の範囲の角度を回転可能に構成し、この回転角度を検出するスイッチを充電方式選択スイッチ２１の代わりとして、充電ガン２５の向き（回転位置）に応じて放電後充電と通常充電とを切り換えるようにしてもよい。これにより、放電後充電及び通常充電の選択を容易に行うことができるとともに、充電ガン２５の回転位置によって放電後充電及び通常充電のいずれを選択しているか容易に確認することが可能となる。

また、メインコントローラ２は、組電池４の電池電圧Ｖが特徴点Ｐｔの電圧Ｖｒmin未満となるまでに必要な放電時間を算出し、放電時間が所定時間(例えば１時間)以下の場合に、ＳＯＨ推定不能表示部２２によってＳＯＨの推定が不能であることを表示して、放電後充電を可能とする一方、算出した放電時間が所定時間を超えている場合には、強制的に通常充電としてもよい。これにより、組電池４のＳＯＨ推定のために放電時間が過度に大きくなることを防止して、組電池４の充電時間を確保することができる。

更に、算出した放電時間に応じて充電ガン２５の回転可能な角度を変更するように、充電コネクタ２３を構成してもよい。詳しくは、放電時間が大きくなるに伴って充電ガン２５の回転可能角度を大きくすればよい。これにより、充電ガン２５を回転させて放電後充電を選択した際に、放電時間を容易に確認することができる。
また、図１の二点鎖線で示すように、車両２０に充電機２４が急速充電機か普通充電機かを判別する判別部３０を備え、メインコントローラ２は、判別部３０から充電機２４が急速充電機である情報を入力した場合には、充電方式選択スイッチ２１の操作及び電池電圧Ｖに拘わらず、自動的に通常充電を選択してもよい。急速充電機は殆ど有料であるとともに、短時間で充電率を上昇させる要望が強いときに使用する場合が多いので、通常充電によってＳＯＨを推定するよりも組電池４の充電率の上昇を優先させることができる。

また、メインコントローラ２は、充電機２４が普通充電機である情報を入力し、電池電圧Ｖが電圧Ｖｔ以上である場合では、充電方式選択スイッチ２１の操作に拘わらず、自動的に放電後充電を実行してもよい。普通充電機は、例えば家庭に設置した充電機であって、充電時間を長く確保することができるので、充電を停止したとしても組電池４を十分に充電させることができ、組電池４のＳＯＨの推定機会を増加させて組電池４の状態を十分な頻度で把握することができる。

また、上記の実施形態では、充電方式選択スイッチ２１及びＳＯＨ推定不能表示部２２を、充電リッド内、即ち充電コネクタ２３付近に設けたが、表示部１８を利用して表示したり、車両２０内のメータパネル等の他の表示部で表示したりしてもよい。
また、以上の実施形態では、一つの組電池４に対するＳＯＨの推定について説明したが、車両２０には複数の組電池４を搭載しているので、各組電池４に対して上記制御を個別に行ってＳＯＨを推定すればよい。

また、上記実施形態では、微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶにおいて、微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａになった点を特定点として、その電池電圧ＶからＳＯＨを推定するが、例えば所定の電圧範囲における微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶのピーク点、変曲点、傾きの最大点等のように、微分値ｄＱ/ｄＶが規定値ａになった点以外を特定点としてもよい。

２メインコントローラ（制御部）
４組電池（二次電池）
６充放電制御部
１０微分曲線算出部
１５特徴点特定部
１６ＳＯＨ推定部（劣化指標推定部）
２１充電方式選択スイッチ（選択部）
２２ＳＯＨ推定不能表示部（表示部）
２３充電コネクタ(端子部)
２５充電ガン
３０判別部

Claims

車両に搭載された二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、
前記充放電制御部によって前記二次電池を充電し、前記二次電池の電池電圧Ｖと、前記電池電圧Ｖの変化量ｄＶに対する前記二次電池の電池容量Ｑの変化量ｄＱの割合である微分値ｄＱ/ｄＶとの関係を示す微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶを算出する微分曲線算出部と、
前記電池電圧Ｖの所定の領域において現れる前記微分曲線Ｖ-ｄＱ/ｄＶの特徴点を特定する特徴点特定部と、
前記二次電池を充電する際に、前記特徴点の電池電圧に基づいて、前記二次電池の劣化指標を推定する劣化指標推定部と、
前記充放電制御部によって前記二次電池の充電を開始する際に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高い場合、前記二次電池を放電させて前記二次電池の電池電圧を前記特徴点の電池電圧未満とした後に前記二次電池を充電させる放電後充電を実施して、前記劣化指標推定部により前記劣化指標を推定させる制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用二次電池システム。
前記充放電制御部によって前記二次電池を充電する際に、前記放電後充電、及び前記二次電池を放電させずに充電する通常充電のいずれを実施するか選択する選択部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用二次電池システム。
前記充放電制御部によって前記二次電池を充電する際に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高いことを表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用二次電池システム。
前記車両に、前記二次電池へ充電電流を供給する充電ガンを接続する端子部を備え、
前記端子部は、接続した前記充電ガンの回転位置を変更可能に構成され、
前記選択部は、前記充電ガンの回転位置により前記放電後充電及び前記通常充電の選択を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用二次電池システム。
前記制御部は、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧より高い場合に、前記二次電池の電池電圧が前記特徴点の電池電圧未満となるまでの放電時間を演算し、当該放電時間に応じて前記充電ガンの回転可能な位置を制限することを特徴とする請求項４に記載の車両用二次電池システム。
前記二次電池を充電させる充電機が急速充電機か普通充電機かを判別する判別部を備え、
前記選択部は、前記充電機が前記急速充電機である場合には、前記通常充電を自動的に選択することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用二次電池システム。
前記二次電池を充電させる充電機が急速充電機か普通充電機かを判別する判別部を備え、
前記選択部は、前記充電機が前記普通充電機である場合には、前記放電後充電を自動的に選択することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用二次電池システム。