JP4650532B2 - 蓄電装置の劣化判定装置および蓄電装置の劣化判定方法 - Google Patents

Description

この発明は、蓄電装置の劣化判定装置および蓄電装置の劣化判定方法に関し、特に、車両に搭載された走行用の蓄電装置の劣化状態を判定する技術に関する。

特開平９−７６４２号公報（特許文献１）は、二次電池の異常や性能の劣化を診断し判定する機能を備えた充電器を開示する。この充電器は、充電モード、リフレッシュモードおよび診断モードの３つの動作モードを有する。この充電器においては、二次電池が新品または新品同様の状態のときに、診断モードにおいて一度充放電が行なわれ、そのときの充電容量、放電容量および充電完了時の端子電圧が記憶部に記憶される。そして、二次電池が複数回使用された後、診断モードにおいて充電容量、放電容量および充電完了時の端子電圧が再び測定され、記憶部に記憶された新品時のデータと比較することにより劣化の度合いが判定される（特許文献１参照）。
特開平９−７６４２号公報 特開２００２−１０１５７１号公報 特開平５−２２７６６９号公報

しかしながら、上記の特開平９−７６４２号公報に記載の充電器では、診断対象の二次電池の新品時の状態を測定して記憶部に記憶しておき、二次電池が複数回使用された後に再び状態を測定して新品時と比較することにより二次電池の劣化状態を判定するので、新品時のデータが記憶された特定の充電器でないと劣化状態を正確に判定できない。

また、上記の充電器では、充電時または診断時に測定される二次電池の特性データを用いて蓄電装置の劣化状態が判定されるが、このような測定時のデータだけでは十分な劣化判定精度が得られない可能性もある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両走行用の蓄電装置の劣化状態を正確に判定可能な蓄電装置の劣化判定装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、車両走行用の蓄電装置の劣化状態を正確に判定可能な蓄電装置の劣化判定方法を提供することである。

この発明によれば、蓄電装置の劣化判定装置は、車両に搭載された走行用の蓄電装置の劣化判定装置である。車両は、蓄電装置と車両外部の電源または車両外部の電気負荷との間で電力を授受可能に構成される。劣化判定装置は、車両識別部と、第１および第２の評価部と、劣化判定部とを備える。車両識別部は、車両から取得される車両の識別番号に基づいて車両を識別する。第１の評価部は、車両識別部により取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを用いて、車両に搭載された蓄電装置の使用履歴に基づいて蓄電装置の劣化状態を評価する。第２の評価部は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電源または電気負荷との間で電力が授受されているときに収集されるデータを用いて蓄電装置の劣化状態を評価する。劣化判定部は、第１の評価部により評価された劣化状態と第２の評価部により評価された劣化状態とに基づいて蓄電装置の劣化状態を判定する。

好ましくは、当該劣化判定装置は、車両と車両外部の電源または電気負荷とを接続する電力ケーブルに設けられる。車両識別部は、電力ケーブルが車両に接続されると、識別番号を車両から取得する。

好ましくは、車両識別部により識別番号が取得されると、識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について予め解析されたデータがデータ通信網を介してサーバから取得される。

また、この発明によれば、蓄電装置の劣化判定方法は、車両に搭載された走行用の蓄電装置の劣化判定方法である。車両は、蓄電装置と車両外部の電源または車両外部の電気負荷との間で電力を授受可能に構成される。そして、劣化判定方法は、車両から取得される車両の識別番号に基づいて車両を識別するステップと、その取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを用いて、車両に搭載された蓄電装置の使用履歴に基づいて蓄電装置の劣化状態を評価する第１の評価ステップと、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電源または電気負荷との間で電力が授受されているときに収集されるデータを用いて蓄電装置の劣化状態を評価する第２の評価ステップと、第１の評価ステップにおいて評価された劣化状態と第２の評価ステップにおいて評価された劣化状態とに基づいて蓄電装置の劣化状態を判定するステップとを備える。

好ましくは、車両と車両外部の電源または電気負荷とを接続する電力ケーブルが車両に接続されると、車両を識別するステップにおいて、識別番号が車両から取得される。

好ましくは、劣化判定方法は、車両を識別するステップにおいて取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について予め解析されたデータをデータ通信網を介してサーバから取得するステップをさらに備える。

この発明においては、車両から取得される車両の識別番号に基づいて車両が識別される。そして、識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを用いて、車両に搭載された蓄電装置の使用履歴に基づいて蓄電装置の劣化状態が評価される（第１の評価）。さらに、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電源または電気負荷との間で電力が授受されているときに収集されるデータを用いて蓄電装置の劣化状態が評価される（第２の評価）。そして、第１の評価による劣化状態と第２の評価による劣化状態とに基づいて蓄電装置の劣化状態が判定される。

したがって、この発明によれば、車両走行用の蓄電装置の劣化状態を正確に判定することができる。

以下、本発明の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返さない。

図１は、この発明の実施の形態による、蓄電装置の劣化判定システムの全体図である。図１を参照して、劣化判定システム１００は、車両１０と、電力ケーブル２０と、電力ステーション３０と、充放電装置４０と、データ通信網５０と、サーバ６０とを備える。

車両１０は、走行用動力源として蓄電装置およびモータを搭載した電動車両であり、たとえば、電気自動車やハイブリッド車両、燃料電池車などから成る。車両１０は、電力ケーブル２０によって電力ステーション３０に接続可能であり、電力ケーブル２０に設けられた充放電装置４０によって、電力ステーション３０から蓄電装置を充電することができ、また、蓄電装置から電力ステーション３０へ給電することができる。

電力ケーブル２０は、電力ステーション３０と車両１０とを電気的に接続するための電力線である。また、電力ケーブル２０は、車両１０と充放電装置４０との間のデータ通信媒体としても用いられる。電力ステーション３０は、電力ケーブル２０を介して車両１０へ充電電力を供給可能であり、また、車両１０から電力を受けて系統電源や各種負荷へ供給可能である。

充放電装置４０は、電力ケーブル２０に設けられる。そして、充放電装置４０は、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時、電力ステーション３０から車両１０への給電を制御する。また、充放電装置４０は、車両１０から電力ステーション３０への給電時、車両１０から電力ステーション３０への給電を制御する。

さらに、充放電装置４０は、電力ケーブル２０が車両１０に接続されると、車両１０の識別番号を車両１０から電力ケーブル２０を介して取得し、その取得した識別番号に基づいて車両１０を識別する。そして、充放電装置４０は、後述の方法により、その取得した識別番号に対応する車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態を判定する。

また、充放電装置４０は、データ通信網５０に接続され、データ通信網５０を介してサーバ６０と通信可能である。そして、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態の判定時、充放電装置４０は、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態の判定に用いられる解析データをサーバ６０からデータ通信網５０を介して取得する。

データ通信網５０は、たとえばインターネット網である。サーバ６０は、データ通信網５０に接続され、データ通信網５０を介して充放電装置４０と通信可能に構成される。サーバ６０は、蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを記憶しており、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化判定時、充放電装置４０からの要求に応じて、車両１０に搭載された蓄電装置の解析データをデータ通信網５０を介して充放電装置４０へ送信する。

この蓄電装置の解析データは、より詳しくは、メーカー等によって回収された蓄電装置の中から良品のものについて、蓄電装置の使用履歴（走行距離や使用時間など）と劣化状態との関係を解析した結果得られたデータである。

図２は、図１に示した充放電装置４０の機能ブロック図である。図２を参照して、充放電装置４０は、車両インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１０と、車両識別部１２０と、サーバＩ／Ｆ部１３０と、記憶部１４０と、データ収集部１５０と、第１評価部１６０と、第２評価部１７０と、劣化判定部１８０と、充放電制御部１９０と、リフレッシュ制御部２００とを含む。

車両Ｉ／Ｆ部１１０は、電力ケーブル２０を介して車両１０と通信を行なう。車両Ｉ／Ｆ部１１０は、たとえばモデム等の通信装置によって構成される。車両識別部１２０は、電力ケーブル２０が車両１０に接続されると、車両１０の識別番号を車両１０から取得する。そして、車両識別部１２０は、その取得した識別番号をサーバＩ／Ｆ部１３０へ出力する。サーバＩ／Ｆ部１３０は、データ通信網５０を介してサーバ６０と通信を行なう。サーバＩ／Ｆ部１３０は、車両識別部１２０から受けた車両１０の識別番号をサーバ６０へ送信し、それに応じてサーバ６０から送信されてくる劣化状態評価用の解析データを受信して記憶部１４０へ出力する。

データ収集部１５０は、電力ケーブル２０が車両１０に接続されると、車両１０に搭載された蓄電装置の使用履歴に関するデータを車両１０から取得し、その取得した使用履歴データを第１評価部１６０へ出力する。また、データ収集部１５０は、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時または車両１０から電力ステーション３０への給電時、車両１０に搭載された蓄電装置の電圧、電流および温度、ならびに電力ケーブル２０を流れる電流および電圧の各データを車両１０から収集し、その収集したデータを第２評価部１７０へ出力する。

第１評価部１６０は、サーバ６０から取得された解析データを記憶部１４０から読出し、データ収集部１５０によって車両１０から取得された蓄電装置の使用履歴データをデータ収集部１５０から受ける。そして、第１評価部１６０は、記憶部１４０から読出された解析データを用いて、データ収集部１５０から受ける使用履歴データに基づいて車両１０の蓄電装置の劣化状態を評価する（第１の評価）。すなわち、第１評価部１６０は、車両識別部１２０により取得された識別番号に対応する車両１０に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを用いて、車両１０から取得された蓄電装置の使用履歴に関するデータに基づいて車両１０の蓄電装置の劣化状態を評価する。

第２評価部１７０は、データ収集部１５０によって収集された車両１０の蓄電装置のデータ等をデータ収集部１５０から受ける。そして、第２評価部１７０は、データ収集部１５０から受ける収集データを用いて車両１０の蓄電装置の劣化状態を評価する（第２の評価）。すなわち、第２評価部１７０は、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時または車両１０から電力ステーション３０への給電時に収集されるデータを用いて車両１０の蓄電装置の劣化状態を評価する。ここで、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時または車両１０から電力ステーション３０への給電時に収集されるデータを用いるのは、そのような充電時または給電時は車両走行時に比べて環境が安定しており、収集されるデータも安定しているからである。

劣化判定部１８０は、第１評価部１６０により評価された蓄電装置の劣化状態（第１の評価）と、第２評価部１７０により評価された蓄電装置の劣化状態（第２の評価）とに基づいて、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態を判定する。たとえば、劣化判定部１８０は、第１の評価と第２の評価のうち評価の悪い方を蓄電装置の劣化状態として判定する。あるいは、第１の評価と第２の評価の平均を蓄電装置の劣化状態として判定してもよいし、第１および第２の評価を適当に重み付けして平均してもよい。

充放電制御部１９０は、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時、蓄電装置の充電を実行するための充電実行指令をＩ／Ｆ部１１０を介して車両１０へ出力する。また、充放電制御部１９０は、車両１０から電力ステーション３０への給電時、車両１０から電力ステーション３０への給電を実行するための給電実行指令をＩ／Ｆ部１１０を介して車両１０へ出力する。

リフレッシュ制御部２００は、いわゆるメモリ効果による蓄電装置の充放電容量の低下やサルフェーションによる劣化からの回復を図るために、蓄電装置を満充電または完全放電に近づけて蓄電装置をリフレッシュさせるための制御を行なう。リフレッシュ制御部２００は、蓄電装置のリフレッシュ要求を受けると、蓄電装置を満充電または完全放電に近づけるための充放電指令を充放電制御部１９０へ出力する。

図３は、図１に示した充放電装置４０による蓄電装置の劣化判定処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図３を参照して、充放電装置４０は、車両１０の識別番号を車両１０から電力ケーブル２０を介して取得する（ステップＳ１０）。次いで、充放電装置４０は、取得された識別番号に対応する車両１０に搭載された蓄電装置について、その蓄電装置の使用履歴に基づく劣化状態の評価を行なう（第１の評価）（ステップＳ２０）。さらに、充放電装置４０は、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電時または車両１０から電力ステーション３０への給電時に収集されるデータに基づく蓄電装置の劣化状態の評価を行なう（第２の評価）（ステップＳ３０）。

そして、充放電装置４０は、ステップＳ２０における第１の評価およびステップＳ３０における第２の評価に基づいて、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態を判定する（ステップＳ４０）。充放電装置４０は、その劣化状態の判定結果を電力ケーブル２０を介して車両１０へ送信する（ステップＳ５０）。この劣化状態の判定結果は、車両１０において利用者に表示される。

車両の利用者は、蓄電装置の劣化状態の判定結果に基づいて、蓄電装置の延命処理を実施するか否かを判断することができる。充放電装置４０は、利用者の入力に基づいて、蓄電装置の延命処理を実施するか否かを判定する（ステップＳ６０）。そして、延命処理の実施が利用者から要求されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、蓄電装置のリフレッシュ制御が実施される（ステップＳ７０）。このリフレッシュ制御の実施により、メモリ効果による蓄電装置の充放電容量の低下やサルフェーションによる劣化からの回復が図られ、蓄電装置の延命が図られる。

図４は、図３のステップＳ２０において実施される第１の評価の処理を具体的に説明するためのフローチャートである。図４を参照して、充放電装置４０は、取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析された解析データをサーバ６０（図１）からデータ通信網５０を介して取得する（ステップＳ１１０）。そして、充放電装置４０は、その取得した解析データを記憶部に記憶する（ステップＳ１２０）。

次いで、充放電装置４０は、電力ケーブル２０に接続された車両１０に搭載された蓄電装置の使用履歴に関するデータを車両１０から取得する（ステップＳ１３０）。蓄電装置の使用履歴データが車両１０から取得されると、充放電装置４０は、サーバ６０から取得した蓄電装置の解析データを記憶部から読出す（ステップＳ１４０）。

そして、充放電装置４０は、記憶部から読出された解析データを用いて、実際に車両１０から取得された蓄電装置の使用履歴データに基づいて蓄電装置の劣化状態を評価する（第１の評価）（ステップＳ１５０）。

図５は、蓄電装置の第１の評価の一例を示した図である。図５を参照して、横軸は、蓄電装置の使用履歴を示し、この図５では、一例として、蓄電装置を使用して走行した一年間の平均走行距離を示す。なお、横軸は、蓄電装置を使用して走行した総走行距離であってもよいし、蓄電装置の総使用時間などであってもよい。縦軸は、蓄電装置の劣化度を示す。領域Ａは、サーバ６０から取得した解析データの示す領域であり、具体的には、メーカー等によって回収された蓄電装置の中から良品のものについて解析された蓄電装置の寿命領域を示す。点Ｐは、車両１０に搭載された蓄電装置の現在の劣化状態を示す。点Ｐが領域Ａに近いほど蓄電装置の劣化が進行していると評価される。

図６は、図３のステップＳ３０において実施される第２の評価の処理を具体的に説明するためのフローチャートである。図６を参照して、電力ステーション３０から車両１０の蓄電装置の充電または車両１０から電力ステーション３０への給電が行なわれているとき（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、充放電装置４０は、蓄電装置の劣化状態を評価するためのデータ収集を実施するか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

充放電装置４０は、データ収集を実施するものと判定すると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、電力ケーブル２０に接続された車両１０から、蓄電装置の電圧、電流および温度、ならびに電力ケーブル２０を流れる電流および電圧の各データを収集する（ステップＳ２３０）。一方、ステップＳ２２０においてデータ収集を実施しないと判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ステップＳ２４０へ処理が移行する。

次いで、充放電装置４０は、データ収集が完了したか否かを判定する（ステップＳ２４０）。充放電装置４０は、データ収集が完了していないと判定すると（ステップＳ２４０においてＮＯ）、ステップＳ２６０へ処理が移行する。

ステップＳ２４０においてデータ収集が完了したと判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、充放電装置４０は、ステップＳ２３０において収集されたデータを用いて、車両１０に搭載された蓄電装置の劣化状態を評価する（第２の評価）（ステップＳ２５０）。

図７は、蓄電装置の第２の評価の一例を示した図である。図７を参照して、縦軸は、電力ステーション３０から車両１０の充電時の充電効率を示し、横軸は、時間（日単位）を示す。実線部は、現在までの充電効率の推移を示し、点線部は、これまでの充電効率の推移に基づいて予測される将来の充電効率の推移を示す。なお、時刻ｔ０が現在に対応する。

充放電装置４０は、車両１０から収集されたデータに基づいて蓄電装置の充電効率を算出し、その算出された充電効率に基づいて蓄電装置の劣化状態を評価する。たとえば、第１レベルＬＶＬ１および第２レベルＬＶＬ２は、蓄電装置の劣化状態を示す評価レベルであり、第１レベルＬＶＬ１は、蓄電装置の劣化が相当程度進んでいることを示し、第２レベルＬＶＬ２は、蓄電装置の寿命に達したことを示す。

なお、この第２の評価について、蓄電装置の充電効率に代えて別のデータを用いてもよい。たとえば、二次電池は、満充電状態になると温度が上昇し、さらに、劣化が進行するほど、満充電時の温度上昇が大きくなるという性質を一般に有する。そこで、蓄電装置が満充電状態となったときの蓄電装置の温度を収集し、その収集された温度を用いて蓄電装置の劣化状態を評価することができる。

また、蓄電装置の電圧は蓄電装置の充電とともに上昇するが、蓄電装置の劣化が進行すると、内部抵抗の増加により抵抗ロスが増大するので電圧の上昇率は低下する。そこで、電力ステーション３０から蓄電装置の充電時における蓄電装置の電圧の上昇率に基づいて蓄電装置の劣化状態を評価することもできる。

次に、図１に示した車両１０の構成について説明する。図８は、図１に示した車両１０の概略構成図である。図８を参照して、車両１０は、動力出力装置２１０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２２０と、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、コネクタ２３０と、Ｉ／Ｆ装置２４０とを含む。

動力出力装置２１０は、車両１０の駆動力を出力する。また、動力出力装置２１０は、コネクタ２３０に接続される電力ケーブル２０（図１）を介して電力ステーション３０（図１）と電力を授受することができる。なお、動力出力装置２１０の構成については、後ほど説明する。コネクタ２３０は、電力ケーブル２０を車両１０に電気的に接続するための電力インターフェースである。Ｉ／Ｆ装置２４０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続され、電力ケーブル２０に設けられる充放電装置４０（図１）と電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２および電力ケーブル２０を介して通信を行なう。Ｉ／Ｆ装置２４０は、たとえばモデム等の通信装置から成る。

車両ＥＣＵ２２０は、車両の動作モードが走行モードのとき、動力出力装置２１０に含まれるモータジェネレータのトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を生成し、その生成したトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を動力出力装置２１０へ出力する。

また、車両ＥＣＵ２２０は、動作モードが充電モードのとき、電力ステーション３０からの充電電流の目標値である電流指令ＩＲを生成して動力出力装置２１０へ出力する。さらに、車両ＥＣＵ２２０は、動作モードが給電モードのとき、電力ステーション３０への給電電流の目標値である電流指令ＩＲを生成して動力出力装置２１０へ出力する。

また、さらに、車両ＥＣＵ２２０は、動作モードが充電モードまたは給電モードであって電力ステーション３０と電力の授受が行なわれているとき、動力出力装置２１０内の蓄電装置の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂ、ならびに電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の電流Ｉａｃおよび電圧Ｖａｃの各検出値をＩ／Ｆ装置２４０を介して充放電装置４０へ出力する。なお、この各検出値のデータは、充放電装置４０において蓄電装置の劣化状態の評価に用いられる。

図９は、図８に示した動力出力装置２１０の機能ブロック図である。図９を参照して、動力出力装置２１０は、エンジン２５０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置２５２と、車輪２５４とを含む。また、動力出力装置２１０は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ２５６と、インバータ２５８，２６０と、ＭＧ−ＥＣＵ２６２と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６４とをさらに含む。さらに、動力出力装置２１０は、電圧センサ２７２，２７８と、電流センサ２７４，２８０と、温度センサ２７６とをさらに含む。

動力分割装置２５２は、エンジン２５０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割装置２５２としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２５０によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２５０の始動を行ない得る電動機として動作するものとして動力出力装置２１０に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪である車輪２５４を駆動する電動機として動力出力装置２１０に組込まれる。

蓄電装置Ｂは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。走行モード時、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ２５６へ電力を供給し、また、昇圧コンバータ２５６から出力される電力を受けて充電される。充電モード時は、蓄電装置Ｂは、電力ステーション３０からの充電電力をＡＣ／ＤＣコンバータ２６４から受けて充電される。給電モード時は、蓄電装置Ｂは、電力ステーション３０へ給電される電力をＡＣ／ＤＣコンバータ２６４へ出力する。

コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。昇圧コンバータ２５６は、蓄電装置Ｂから受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ２５６は、正極線ＰＬ２を介してインバータ２５８，２６０から受ける直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ２５６は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成される。

コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動を平滑化する。インバータ２５８は、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２５８は、エンジン２５０の出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極線ＰＬ２へ出力する。

インバータ２６０は、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２６０は、車両の制動時、車輪２５４からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極線ＰＬ２へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２５０の出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２５８へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２５８から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン２５０の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２６０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の制動時、３相交流電圧を発生してインバータ２６０へ出力する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２６４は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６４は、充電モード時、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から受ける電力ステーション３０からの充電電力（交流）を直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１へ出力し、蓄電装置Ｂを充電する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６４は、給電モード時、蓄電装置Ｂから出力される直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を電力ステーション３０に電気的に接続される電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２へ出力する。

電圧センサ２７２は、蓄電装置Ｂの電圧Ｖｂを検出し、その検出値を車両ＥＣＵ２２０（図８）へ出力する。電流センサ２７４は、蓄電装置Ｂに入出力される電流Ｉｂを検出し、その検出値を車両ＥＣＵ２２０へ出力する。温度センサ２７６は、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂを検出し、その検出値を車両ＥＣＵ２２０へ出力する。電圧センサ２７８は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧Ｖａｃを検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ２６２および車両ＥＣＵ２２０へ出力する。電流センサ２８０は、電力線ＡＣＬ１に流れる電流Ｉａｃを検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ２６２および車両ＥＣＵ２２０へ出力する。なお、電流センサ２８０は、電力線ＡＣＬ２に流れる電流を検出してＭＧ−ＥＣＵ２６２へ出力してもよい。

ＭＧ−ＥＣＵ２６２は、走行モード時、車両ＥＣＵ２２０からのトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に基づいて、昇圧コンバータ２５６およびインバータ２５８，２６０を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を昇圧コンバータ２５６およびインバータ２５８，２６０へ出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ２６２は、充電モード時、車両ＥＣＵ２２０から与えられる電流指令ＩＲに基づいて、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される電力ステーション３０からの充電電力（交流）を直流電力に変換して蓄電装置Ｂを充電するようにＡＣ／ＤＣコンバータ２６４を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をＡＣ／ＤＣコンバータ２６４へ出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ２６２は、給電モード時、車両ＥＣＵ２２０から与えられる電流指令ＩＲに基づいて、蓄電装置Ｂから出力される直流電力を交流電力に変換して電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２へ出力するようにＡＣ／ＤＣコンバータ２６４を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をＡＣ／ＤＣコンバータ２６４へ出力する。

図１０は、図８に示した車両ＥＣＵ２２０の機能ブロック図である。図１０を参照して、車両ＥＣＵ２２０は、データ収集部３１０と、記憶部３２０と、Ｉ／Ｆ部３３０と、車両制御部３４０と、指令生成部３５０と、表示制御部３６０とを含む。

データ収集部３１０は、蓄電装置Ｂの使用履歴に関するデータを収集する。たとえば、データ収集部３１０は、蓄電装置Ｂを使用して走行した車両１０の総走行距離や一年間の平均走行距離、蓄電装置Ｂの総使用時間などのデータを収集する。また、データ収集部３１０は、電力ステーション３０（図１）から蓄電装置Ｂの充電時または蓄電装置Ｂから電力ステーション３０への給電時、蓄電装置Ｂの電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂ、ならびに電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の電流Ｉａｃおよび電圧Ｖａｃの各検出値を収集する。そして、データ収集部３１０は、収集したデータを記憶部３２０へ出力する。

記憶部３２０は、当該車両１０の識別番号を記憶する。また、記憶部３２０は、データ収集部３１０によって収集されたデータを記憶する。さらに、記憶部３２０は、Ｉ／Ｆ部３３０によって充放電装置４０から受信した蓄電装置の劣化状態の判定結果を記憶する。

Ｉ／Ｆ部３３０は、電力ケーブル２０がコネクタ２３０（図８）に接続されると、車両１０の識別番号を記憶部３２０から読出して充放電装置４０へ送信する。また、Ｉ／Ｆ部３３０は、データ収集部３１０によって収集された蓄電装置Ｂの使用履歴に関するデータを記憶部３２０から読出して充放電装置４０へ送信する。さらに、Ｉ／Ｆ部３３０は、電力ステーション３０から蓄電装置Ｂの充電時または蓄電装置Ｂから電力ステーション３０への給電時、データ収集部３１０により収集された各データを記憶部３２０から読出して充放電装置４０へ送信する。

また、さらに、Ｉ／Ｆ部３３０は、電力ステーション３０から蓄電装置Ｂの充電の実行を指示する充電実行指令または蓄電装置Ｂから電力ステーション３０への給電の実行を指示する給電実行指令を充放電装置４０から受信すると、その受信した指令を指令生成部３５０へ出力する。また、さらに、Ｉ／Ｆ部３３０は、蓄電装置Ｂの劣化状態の判定結果を充放電装置４０から受信すると、その受信した判定結果を記憶部３２０へ出力する。

車両制御部３４０は、車両１０の制御全般を司る。車両制御部３４０は、車両の動作モード（走行モード／充電モード／給電モード）を制御するとともに動作モードを指令生成部３５０へ通知する。

指令生成部３５０は、動作モードが走行モードのとき、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を生成して動力出力装置２１０へ出力する。また、指令生成部３５０は、動作モードが充電モードまたは給電モード時、Ｉ／Ｆ部３３０から受ける充電実行指令または給電実行指令に基づいて電流指令ＩＲを生成し、その生成した電流指令ＩＲを動力出力装置２１０へ出力する。

表示制御部３６０は、図示されない表示装置からの表示要求に応じて、蓄電装置Ｂの劣化状態の判定結果を記憶部３２０から読出し、その判定結果を表示装置に表示させるために表示装置へ出力する。なお、この表示装置として、たとえばカーナビゲーション装置を用いてもよい。

以上のように、この実施の形態においては、電力ケーブル２０に接続される車両１０から取得される車両の識別番号に基づいて車両１０が識別される。そして、識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係について予め解析されたデータを用いて、車両１０に搭載された蓄電装置Ｂの使用履歴に基づいて蓄電装置Ｂの劣化状態が評価される（第１の評価）。さらに、車両１０に搭載された蓄電装置Ｂと車両外部の電力ステーション３０との間で電力が授受されているときに収集されるデータを用いて蓄電装置Ｂの劣化状態が評価される（第２の評価）。そして、第１の評価による劣化状態と第２の評価による劣化状態とに基づいて蓄電装置Ｂの劣化状態が判定される。したがって、この実施の形態によれば、車両走行用の蓄電装置Ｂの劣化状態を正確に判定することができる。

なお、上記の実施の形態においては、電力ケーブル２０に設けられる充放電装置４０において蓄電装置の劣化状態を評価し判定するものとしたが、この劣化判定機能を車両１０に搭載してもよい。

また、上記においては、車両１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６４を用いて車両１０の蓄電装置Ｂと電力ステーション３０との間で電力を授受するものとしたが、専用のコンバータを設けることなく、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点にそれぞれ接続し、インバータ２５８，２６０により中性点間の電圧を調整することによって、車両１０の蓄電装置Ｂと電力ステーション３０との間で電力を授受することもできる。

また、上記においては、車両１０は、走行用の動力源としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載するハイブリッド車両としたが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンを搭載しない電気自動車や、直流電源として燃料電池を搭載した燃料電池車なども含む。

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。本発明の範囲は、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。

この発明の実施の形態による、蓄電装置の劣化判定システムの全体図である。 図１に示す充放電装置の機能ブロック図である。 図１に示す充放電装置による蓄電装置の劣化判定処理を説明するためのフローチャートである。 図３のステップＳ２０において実施される第１の評価の処理を具体的に説明するためのフローチャートである。 蓄電装置の第１の評価の一例を示した図である。 図３のステップＳ３０において実施される第２の評価の処理を具体的に説明するためのフローチャートである。 蓄電装置の第２の評価の一例を示した図である。 図１に示す車両の概略構成図である。 図８に示す動力出力装置の機能ブロック図である。 図８に示す車両ＥＣＵの機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 車両、２０ 電力ケーブル、３０ 電力ステーション、４０ 充放電装置、５０ データ通信網、６０ サーバ、１００ 劣化判定システム、１１０ 車両Ｉ／Ｆ部、１２０ 車両識別部、１３０ サーバＩ／Ｆ部、１４０，３２０ 記憶部、１５０，３１０ データ収集部、１６０ 第１評価部、１７０ 第２評価部、１８０ 劣化判定部、１９０ 充放電制御部、２００ リフレッシュ制御部、２１０ 動力出力装置、２２０ 車両ＥＣＵ、２３０ コネクタ、２４０ Ｉ／Ｆ装置、２５０ エンジン、２５２ 動力分割装置、２５４ 車輪、２５６ 昇圧コンバータ、２５８，２６０ インバータ、２６２ ＭＧ−ＥＣＵ、２６４ ＡＣ／ＤＣコンバータ、２７２，２７８ 電圧センサ、２７４，２８０ 電流センサ、２７６ 温度センサ、３３０ Ｉ／Ｆ部、３４０ 車両制御部、３５０ 指令生成部、３６０ 表示制御部、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力線、Ｂ 蓄電装置、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (6)

1. 車両に搭載された走行用の蓄電装置の劣化判定装置であって、前記車両は、前記蓄電装置と車両外部の電源または車両外部の電気負荷との間で電力を授受可能に構成され、
   前記車両から取得される前記車両の識別番号に基づいて前記車両を識別する車両識別部と、
   前記車両識別部により取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について、前記蓄電装置を使用して走行した走行距離または走行時間を用いて示される前記蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係につき予め解析されたデータを用いて、前記車両に搭載された蓄電装置の前記使用履歴に基づいて前記蓄電装置の劣化状態を評価する第１の評価部と、
   前記車両に搭載された蓄電装置と前記電源または前記電気負荷との間で電力が授受されているときに測定される、前記蓄電装置の充放電状況を示すデータを用いて前記蓄電装置の劣化状態を評価する第２の評価部と、
   前記第１の評価部により評価された劣化状態と前記第２の評価部により評価された劣化状態とに基づいて前記蓄電装置の劣化状態を判定する劣化判定部とを備える、蓄電装置の劣化判定装置。
2. 当該劣化判定装置は、前記車両と前記電源または前記電気負荷とを接続する電力ケーブルに設けられ、
   前記車両識別部は、前記電力ケーブルが前記車両に接続されると、前記識別番号を前記車両から取得する、請求項１に記載の蓄電装置の劣化判定装置。
3. 前記車両識別部により前記識別番号が取得されると、前記識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について予め解析された前記データがデータ通信網を介してサーバから取得される、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置の劣化判定装置。
4. 車両に搭載された走行用の蓄電装置の劣化判定方法であって、前記車両は、前記蓄電装置と車両外部の電源または車両外部の電気負荷との間で電力を授受可能に構成され、
   前記車両から取得される前記車両の識別番号に基づいて前記車両を識別するステップと、
   その取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について、前記蓄電装置を使用して走行した走行距離または走行時間を用いて示される前記蓄電装置の使用履歴と劣化状態との関係につき予め解析されたデータを用いて、前記車両に搭載された蓄電装置の前記使用履歴に基づいて前記蓄電装置の劣化状態を評価する第１の評価ステップと、
   前記車両に搭載された蓄電装置と前記電源または前記電気負荷との間で電力が授受されているときに測定される、前記蓄電装置の充放電状況を示すデータを用いて前記蓄電装置の劣化状態を評価する第２の評価ステップと、
   前記第１の評価ステップにおいて評価された劣化状態と前記第２の評価ステップにおいて評価された劣化状態とに基づいて前記蓄電装置の劣化状態を判定するステップとを備える、蓄電装置の劣化判定方法。
5. 前記車両と前記電源または前記電気負荷とを接続する電力ケーブルが前記車両に接続されると、前記車両を識別するステップにおいて、前記識別番号が前記車両から取得される、請求項４に記載の蓄電装置の劣化判定方法。
6. 前記車両を識別するステップにおいて取得された識別番号に対応する車両に搭載された蓄電装置について予め解析された前記データをデータ通信網を介してサーバから取得するステップをさらに備える、請求項４または請求項５に記載の蓄電装置の劣化判定方法。

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