JP5472048B2 - 車載２次電池の状態定量化装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する車載２次電池の状態定量化装置に関する。

車載主機として回転機と、回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両にあっては、２次電池の充電率を適切に管理することが必要となる。そこで従来、例えば下記特許文献１に見られるように、予め定められた２次電池の下限電圧に基づき、所定時間放電した後の２次電池の端子電圧が下限電圧となる最大放電可能電流量を算出し、これと下限電圧とに基づき、最大放電可能電力を推定するものも提案されている。

特開２００７−１４７４８７号公報

ところで、近年、例えば車載主機として回転機のみを備える電気自動車や、車載主機として内燃機関を備えつつも２次電池を外部の商用電源等によって充電可能なプラグインハイブリッド車が実用化されつつある。そして、こうした車両にあっては、車両の走行のために回転機に要求される電力を２次電池によって供給可能であるか否かを把握すべく２次電池の状態をいかに定量化するかが問題となることが発明者らによって見出されている。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する新たな車載２次電池の状態定量化装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する車載２次電池の状態定量化装置において、車両の走行のための電力を前記２次電池によって供給可能な前記２次電池の充電率の下限値であって、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで前記車両の走行性能を保証するための下限値を、前記２次電池の劣化が進行するほど上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする。また、本発明は、前記２次電池の実際の充電率が前記下限値となった場合に、前記充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする。加えて、本発明は、前記上昇手段が、算出手段を備えることを特徴とする。ここで、前記算出手段は、前記２次電池から所定出力を出力する場合の端子電圧の電圧降下量を推定し、推定した前記電圧降下量と前記２次電池の開放端電圧とに基づいて端子電圧を算出し、この算出した端子電圧と充電率との関係から前記下限値を算出するものである。
請求項２記載の発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する車載２次電池の状態定量化装置において、車両の走行のための電力を前記２次電池によって供給可能な前記２次電池の充電率の下限値を、前記２次電池の劣化が進行するほど上昇させる上昇手段を備え、前記上昇手段が、算出手段を備えることを特徴とする。ここで、前記算出手段は、前記２次電池から所定出力を出力する場合の端子電圧の電圧降下量を推定し、推定した前記電圧降下量と前記２次電池の開放端電圧とに基づいて端子電圧を算出し、この算出した端子電圧と充電率との関係から前記下限値を算出するものである。

２次電池の劣化が進行すると、放電電力が同じでも端子電圧が低下する。また、２次電池の劣化が進行すると、放電エネルギが同じでも充電率の低下量が大きくなる。上記発明では、この点に鑑み、車両の走行のための電力を２次電池によって供給可能な２次電池の充電率の下限値を２次電池の劣化が進行するほど上昇させる。このように充電率の下限値が上昇すると、開放端電圧が上昇するため、放電時の端子電圧の下限値も上昇する。また、放電によって充電率が落ち込む際のその下限値も上昇する。このため、２次電池の劣化の進行にかかわらず車両の走行のために要求される電力を供給することができる。しかも、初めから充電率の下限値を劣化に起因した上昇後の下限値に設定する場合と比較して、劣化前における２次電池の放電電力量や放電電力を増大させることもできる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記充電率の下限値は、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための下限値であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記２次電池の実際の充電率が前記下限値となった場合にその旨を外部に通知する通知手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、実際の充電率が上記下限値に達したことをユーザが把握することができる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記通知手段は、前記充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを外部に通知することを特徴とする。

上記発明では、上記下限値に対する実際の充電率の余裕度をユーザが把握することができる。

請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記上昇手段は、前記２次電池の劣化状態に基づき、前記車両の走行のために要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値を算出する算出手段を備えることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記算出手段は、前記２次電池の充電率として現在の充電率よりも小さい充電率において前記２次電池を放電させた場合の前記２次電池の状態をシミュレートすることで前記下限値を算出することを特徴とする。

上記発明では、現在の充電率よりも小さい充電率における２次電池の状態をシミュレートすることで、２次電池の挙動に問題が生じる以前に、問題が生じる手前の充電率である上記充電率の下限値を適切に算出することができる。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記算出手段は、前記２次電池の充電率として複数通りの値のそれぞれについて前記２次電池を放電させた場合の前記２次電池の状態をシミュレートすることで前記下限値を算出することを特徴とする。

上記発明では、複数の充電率を想定したシミュレーションを実行することで、２次電池の挙動に問題が生じる手前の充電率である上記充電率の下限値をいっそう適切に算出することができる。

請求項９記載の発明は、請求項６〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記２次電池の放電時の許容下限電圧を設定する設定手段をさらに備え、前記算出手段は、前記要求される電力を前記２次電池によって供給する際の前記２次電池の端子電圧が前記許容下限電圧以上となる充電率の最小値を算出することを特徴とする。

２次電池の劣化が進むと、内部抵抗値が大きくなることなどによって、充電率と放電電力とを同一とした場合の放電時の端子電圧が低下する傾向がある。このため、許容下限電圧を設定する場合には、劣化の進行につれて充電率の下限値を上昇させることが特に重要となる。

請求項１０記載の発明は、請求項６〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記２次電池の内部抵抗値を所定周期で推定する推定手段を備え、前記算出手段は、前記２次電池の劣化状態を示すパラメータとしての前記２次電池の内部抵抗値を入力とし、前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値を算出することを特徴とする。

２次電池の劣化が進むと内部抵抗値が大きくなる傾向がある。このため、内部抵抗値は、２次電池の劣化を定量化するための適切なパラメータである。特に、内部抵抗を用いるなら、２次電池の放電時の挙動を簡易にシミュレートすることもできる。

請求項１１記載の発明は、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記車両は、車載主機として前記回転機のみを備えるものであり、前記要求される電力とは、前記車両が所定の加速性能を満たすために前記回転機に供給することが要求される電力であることを特徴とする。

車両の加速時においては回転機に供給することが要求される電力や電力量が大きくなるため、２次電池の端子電圧の低下量や充電率の減少量も大きくなりやすい。このため、加速性能を用いることで、２次電池の充電率の下限値を適切に設定することができる。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記算出手段は、前記２次電池の現在の温度に基づき前記下限値を算出することを特徴とする。

２次電池の温度に応じて２次電池の内部抵抗値が変化することなどから、２次電池の温度に応じて２次電池の放電時の挙動が変化する。このため、加速性能を満たす上での充電率の下限値は温度に依存することとなる。上記発明では、この点に鑑み、現在の温度を用いて下限値を算出することで、現在の温度にとって適切な下限値を算出することができる。

請求項１３記載の発明は、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記車両は、車載主機として前記回転機に加えて内燃機関を備えるものであり、前記要求される電力とは、前記回転機の動力によって前記内燃機関を起動させるために前記回転機に供給することが要求される電力であることを特徴とする。

内燃機関に初期回転を付与する電子制御式の手段が回転機である場合、回転機によって内燃機関を起動させることができないなら、車両が走行できなくなるおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、回転機によって内燃機関を起動することができる充電率の下限値を算出する。

請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明において、前記算出手段は、前記２次電池の温度として想定される最低温度に基づき前記下限値を算出することを特徴とする。

２次電池の温度に応じて２次電池の内部抵抗値が変化することなどから、２次電池の温度に応じて２次電池の放電時の挙動が変化する。特に、温度が低いほど２次電池の挙動が問題となりやすい。上記発明では、この点に鑑み、最低温度に基づき充電率の下限値を算出することで、２次電池の温度にかかわらず回転機によって内燃機関を起動可能な下限値を算出することができる。

請求項１５記載の発明は、請求項１３または１４記載の発明において、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値を、前記回転機に要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値よりも所定のエネルギ量だけ多い充電率として算出する手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明において、前記２次電池の開放端電圧と充電率との関係を定める関係設定手段と、前記２次電池の所定期間における充放電に伴う前記２次電池の充放電電荷総量を算出する手段と、前記所定期間における充放電に伴う前記２次電池の開放端電圧の変化量から前記関係設定手段によって定められる前記関係に基づき前記充電率の変化量を算出する手段と、前記充電率の変化量と前記充放電電荷総量とに基づき前記２次電池の満充電電荷量を算出する手段とを備え、前記所定のエネルギ量だけ多い充電率の算出に際して、前記満充電電荷量の算出値を用いることを特徴とする。

満充電電荷量は、２次電池の劣化に伴って変化する一方、充電率と開放端電圧との関係は、２次電池の劣化によってはほとんど変化しない。上記発明では、この点に鑑み、満充電電荷量を算出することで、所定のエネルギ量だけ多い充電率を高精度に算出することができる。

請求項１７記載の発明は、請求項６〜１６のいずれか１項に記載の発明において、前記車両の走行のために要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両の走行のために前記回転機に要求される電力を規定時間に渡り前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値であることを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、請求項６〜１７のいずれか１項に記載の発明において、前記２次電池の実際の充電率が前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値となった場合にその旨を外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする。

上記発明では、実際の充電率が上記下限値に達したことをユーザが把握することができる。

請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の発明において、前記通知手段は、前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを通知する通知手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、車両の走行のために要求される下限値に対する実際の充電率の余裕度をユーザが把握することができる。

請求項２０記載の発明は、請求項１５記載の発明において、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを通知する通知手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、車両の駆動力を回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための下限値に対する実際の充電率の余裕度をユーザが把握することができる。

請求項２１記載の発明は、請求項１、４、５、１８〜２０のいずれか１項に記載の発明において、前記通知手段は、視覚情報を利用して前記通知にかかる処理を行うものであって且つ、前記下限値の表示に際し、該下限値と前記充電率がゼロとなる点との関係情報を表示することなく、前記下限値を基準点として表示することを特徴とする。

上記発明では、充電率がゼロとなる点と下限値との関係情報を表示しないため、ユーザにとって必要な情報に焦点を当てて表示することができる。

請求項２２記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記２次電池の充電率の下限値は、前記２次電池の端子電圧が放電時の許容下限電圧を下回ることなく前記回転機の動力が前記車両の走行のために要求される値を満足するためのものであることを特徴とする。

２次電池の劣化が進むと、内部抵抗値が大きくなることなどによって、充電率と放電電力とを同一とした場合の放電時の端子電圧が低下する傾向がある。このため、許容下限電圧を設定する場合には、劣化の進行につれて充電率の下限値を上昇させることが特に重要となる。

請求項２３記載の発明は、請求項１〜請求項５または請求項２２のいずれか１項に記載の発明において、前記車両は、車載主機として前記回転機のみを備えるものであり、前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両が所定の加速性能を満たすための下限値であることを特徴とする。

車両の加速時においては回転機に供給することが要求される電力や電力量が大きくなるため、２次電池の端子電圧の低下量や充電率の減少量も大きくなりやすい。このため、加速性能を用いることで、２次電池の充電率の下限値を適切に設定することができる。

請求項２４記載の発明は、請求項１〜請求項５または請求項２２のいずれか１項に記載の発明において、前記２次電池の充電率が前記下限値となることで前記車両の走行を制限する制限手段を備えることを特徴とする。

請求項２５記載の発明は、請求項２４記載の発明において、前記車両は、車載主機として前記回転機に加えて内燃機関を備えるものであり、前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値であることを特徴とする。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるバッテリ状態の定量化処理に関するブロック図。 同実施形態にかかる満充電電荷量の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる現在充電率の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる下限充電率の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる閾値充電率の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態の効果を示す図。 同実施形態の効果を示す図。 同実施形態にかかるバッテリ状態の表示手法を示す図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる下限充電率の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるバッテリ状態の表示手法を示す図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車載２次電池の状態定量化装置を、プラグインハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、本実施形態にかかるハイブリッド車は、パラレルシリーズハイブリッド車である。すなわち、動力分割装置１０は、遊星歯車機構を備えて構成されており、内燃機関（エンジン１２）、モータジェネレータ１４、ならびにモータジェネレータ１６および駆動輪１８の動力を分割する。詳しくは、遊星歯車機構のリングギアＲには、モータジェネレータ１６および駆動輪１８が機械的に連結されており、サンギアＳには、モータジェネレータ１４が機械的に連結されており、キャリアＣには、モータジェネレータ１４が機械的に連結されている。

モータジェネレータ１４は、インバータ２０を介して高電圧バッテリ２４に接続されており、モータジェネレータ１６は、インバータ２２を介して高電圧バッテリ２４に接続されている。ここで、高電圧バッテリ２４は、リチウムイオン２次電池である。また、高電圧バッテリ２４は、例えば百Ｖ以上の高電圧を有するものである。特に本実施形態では、高電圧バッテリ２４として、複数の電池セルＣ１〜Ｃｎの直列接続体である組電池を想定している。

高電圧バッテリ２４は、充電器２６に接続されている。充電器２６には、プラグ２８が接続可能とされており、これにより、高電圧バッテリ２４は、車両の外部の商用電源等の電源装置によって充電が可能となっている。

また、高電圧バッテリ２４の充放電電流量Ｉは、電流センサ３０によって検出され、高電圧バッテリ２４の電圧は、電圧センサ３２によって検出され、高電圧バッテリ２４の温度Ｔは、温度センサ３４によって検出される。ここで、高電圧バッテリ２４の電圧は、実際には、組電池を構成する複数の電池セルＣ１〜Ｃｎのうちの１の電池セル毎のセル電圧Ｖｃが検出される。

制御装置４０は、充電器２６を操作して高電圧バッテリ２４の状態を制御したり、インバータ２０，２２を操作して、モータジェネレータ１４，１６の制御量を制御したりする。また、制御装置４０は、上記各種センサの検出値等に基づき、高電圧バッテリ２４の状態を定量化する処理を行う。本実施形態では、電池セルＣｊ（ｊ＝１〜ｎ）の等価回路モデルを用いて状態を定量化する。この等価回路モデルとしては、例えば上記特許文献１に見られるように、起電力を生じる電源および抵抗体の直列接続体とキャパシタとの並列接続体に抵抗体が直列接続された構成とすればよい。ちなみに、以下の記載における電池セルＣｊの内部抵抗とは、上記並列接続体に直列接続される抵抗体のことである。

図２に、上記定量化処理に関するブロック図を示す。

内部抵抗検出部Ｓ１００は、高電圧バッテリ２４の充放電電流量Ｉと、セル電圧Ｖｃとに基づき、電池セルＣｊの内部抵抗Ｒを算出する。これは、例えば、インバータ２０や充電器２６を停止した際等において、高電圧バッテリ２４の充放電電流量Ｉの絶対値が漸減していく際の充放電電流量Ｉとセル電圧Ｖｃとの複数の検出値に基づき、重回帰分析等によって求めることができる。こうして検出された最新の内部抵抗Ｒは、高電圧バッテリ２４の温度Ｔと現在の充電率（満充電電荷量に対する電荷量の百分率：ＳＯＣ）との情報に関連付けて記憶される。この具体的な記憶手法は、現在のＳＯＣ（現在充電率Ｐｘ）と温度Ｔとによって分割された領域毎に、内部抵抗Ｒの値を記憶することとしてもよいし、また、温度Ｔおよび現在充電率Ｐｘと内部抵抗Ｒとを関係付ける関係式を、最新の内部抵抗Ｒの検出結果に基づき補正することで行なってもよい。なお、内部抵抗Ｒは、例えば車両の走行距離が規定距離となる都度や、所定時間が経過する都度等、所定周期で行なえばよい。

開放端電圧推定部Ｓ２００では、セル電圧Ｖｃと、内部抵抗Ｒと、充放電電流量Ｉとに基づき、電池セルＣｊの開放端電圧（以下、ＯＣＶ）を算出する。ここでは、セル電圧Ｖｃが、ＯＣＶと、内部抵抗Ｒによる電圧降下ＩＲとの和であることを利用する。ただし、実際には、高電圧バッテリ２４の出力を変更した際には、過渡的な現象としてセル電圧Ｖｃが分極電圧の影響を受けることを考慮することが望ましい。

電流積算部Ｓ３００では、都度の充放電電流量Ｉを積算する処理を行う。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。

満充電電荷量算出部Ｓ４００では、ＯＣＶが変化した際の充放電電流総量に基づき、電池セルＣｊの満充電電荷量Ａｈ０を算出する。詳しくは、ＳＯＣが第１充電率ＰＡから第２充電率ＰＢまで変化するまでの高電圧バッテリ２４の充放電電流の時間積分値を、「（ＰＡ−ＰＢ）％／１００」にて除算することで、満充電電荷量Ａｈ０を算出する。この処理は、電池セルＣｊの満充電電荷量Ａｈ０が電池セルＣｊの劣化によって変化することに鑑み、現在の電池セルＣｊの満充電電荷量Ａｈ０を高精度に定量化するためのものである。ここでは、電池セルＣｊの劣化にかかわらず、ＯＣＶとＳＯＣとの関係がほとんど変化しないことを利用している。すなわち、この場合、ＯＣＶの変化からＳＯＣの変化「ＰＡ−ＰＢ」を高精度に算出することができるため、この変化に際しての充放電電流総量に基づき、満充電電荷量Ａｈ０を高精度に算出することができる。

図３に、満充電電荷量Ａｈ０の算出処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ４０２において、Ａｈ０算出フラグＦが「１」であるか否かを判断する。ここで、Ａｈ０算出フラグＦが「１」の場合には、満充電電荷量Ａｈ０の算出処理中であることを示し、Ａｈ０算出フラグＦが「０」の場合には、満充電電荷量Ａｈ０の算出処理がなされていないことを示す。そしてステップＳ４０２において否定判断される場合、ステップＳ４０４において、現在充電率Ｐｘが第１充電率ＰＡであるか否かを判断する。この処理は、満充電電荷量Ａｈ０を算出する処理を開始するタイミングであるか否かを判断するためのものである。そしてステップＳ４０４において肯定判断される場合、ステップＳ４０６において、Ａｈ０算出フラグＦを「１」とする。

そしてステップＳ４０２において肯定判断される場合や、ステップＳ４０６の処理が完了する場合、ステップＳ４０８において、Ａｈ０算出フラグＦが「１」となってから現在までの充放電電流量Ｉの積算値を更新する。ここで積算値は、先の図２の電流積算部Ｓ３００によって算出されるものである。続くステップＳ４１０では、現在充電率Ｐｘが第２充電率ＰＢ（＜ＰＡ）であるか否かを判断する。この処理は、満充電電荷量Ａｈ０を算出する準備が整ったか否かを判断するためのものである。そしてステップＳ４１０において肯定判断される場合、ステップＳ４１２において、Ａｈ０算出フラグＦを「０」として且つ、満充電電荷量Ａｈ０を更新する。

なお、ステップＳ４０４，Ｓ４１０において否定判断される場合や、ステップＳ４１２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

先の図２に示す充電率算出部Ｓ５００では、電池セルＣｊの現在のＳＯＣ（現在充電率Ｐｘ）を算出する。図４に、ＳＯＣの算出処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ５０２において、先の図２の電流積算部Ｓ３００による電流の積算値Ｉｎを取得する。ここでの積算値Ｉｎは、この図４に示す一連の処理の周期当たりの積算値である。続くステップＳ５０４では、前回算出された現在充電率Ｐｘ（ｎ−１）に、ステップＳ５０２によって取得された積算値Ｉｎを「Ａｈ０／１００」で除算した値を加算することで、今回の現在充電率Ｐｘ（ｎ）を算出する。続くステップＳ５０６では、開放端電圧推定部Ｓ２００によって推定されたＯＣＶを取得する。そして、ステップＳ５０８では、ＯＣＶとＳＯＣとの関係に基づき、電池セルＣｊのＳＯＣ（ＳＯＣｖ）を算出する。ここでは、ＳＯＣとＯＣＶとの関係を定めたマップを用いればよい。そして、ステップＳ５１０では、現在充電率Ｐｘ（ｎ）が、ＯＣＶに基づき算出されたＳＯＣｖよりも所定量ΔＳＯＣ以上大きいか否かを判断し、また、ステップＳ５１２では、現在充電率Ｐｘ（ｎ）が、ＯＣＶに基づき算出されたＳＯＣｖよりも所定量ΔＳＯＣ以上小さいか否かを判断する。これらの処理は、充放電電流量Ｉの積算値に基づき算出されたＳＯＣを補正する必要があるか否かを判断するためのものである。すなわち、一般に、充放電電流量Ｉの積算値に基づき算出されるＳＯＣには誤差が生じやすいことに鑑み、ＯＣＶに基づき算出されたＳＯＣｖに基づき、その値を評価する。そして、ステップＳ５１０において肯定判断される場合には、ステップＳ５１４において、現在充電率Ｐｘ（ｎ）を、規定量ΔＰだけ低減補正し、ステップＳ５１２において肯定判断される場合には、ステップＳ５１６において、現在充電率Ｐｘ（ｎ）を、規定量ΔＰだけ増大補正する。

なお、ステップＳ５１４，Ｓ５１６の処理が完了する場合や、ステップＳ５１２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

先の図２に示す下限充電率算出部Ｓ６００は、高電圧バッテリ２４の温度としてとり得ると想定される最低温度Ｔｍｉｎにある状況下、モータジェネレータ１４によってエンジン１２を起動させる場合に電池セルＣｊの電圧が下限電圧Ｖｍｉｎとなるときの電池セルＣｊの充電率（下限充電率Ｐ０）を算出する。これは、高電圧バッテリ２４の温度としてとり得ると想定される最低温度Ｔｍｉｎにある状況下、様々なＳＯＣにて規定時間継続して放電を行なった場合の電池セルＣｊの端子電圧の変化をシミュレートすることで行うことができる。図５に、この処理の詳細を示す。

この一連の処理では、まずステップＳ６０２において、充電率変数Ｐを「１００％」に設定する。続くステップＳ６０４では、高電圧バッテリ２４の電圧が最低温度Ｔｍｉｎである状況下、高電圧バッテリ２４から規定時間Ｙ１（例えば数秒）に渡って要求される出力Ｘ１（ｋＷ）を出力する場合の端子電圧の電圧降下量ΔＶ（Ｐ）を推定する。ここで、電圧降下量ΔＶ（Ｐ）の算出には、内部抵抗検出部Ｓ１００によって検出された最新の内部抵抗Ｒが用いられる。なお、この際の充放電電流量Ｉについては、充電率変数Ｐに対応するＯＣＶから電圧降下量ΔＶ（Ｐ）＝ＲＩを減算したものに充放電電流量Ｉと電池セルの数ｎとを乗算した値が、モータジェネレータ１４によって要求される出力Ｘ１となるように設定すればよい。すなわち、「Ｘ１＝（ＯＣＶ（Ｐ）−ＲＩ）×Ｉ×ｎ」となるＩを設定すればよい。ただし、上記規定時間Ｙ１は、エンジン１２を起動するためにモータジェネレータ１４が要求出力を継続することが要求される時間に設定される。このため、上記シミュレートに際しては、規定時間放電を継続することによるＳＯＣの仮設定値からの変化や高電圧バッテリ２４の過渡的な挙動等を考慮することが望ましい。なお、上記要求出力や規定時間は、車両が停止しており、モータジェネレータ１４，１６のみならずエンジン１２も停止している状況下、モータジェネレータ１４を駆動することでエンジン１２に初期回転を付与することでエンジン１２が自立運転可能となるために要求されるものである。

続くステップＳ６０６では、ＯＣＶ（Ｐ）から電圧降下量ΔＶ（Ｐ）を減算することで、要求される出力Ｘ１での放電に際しての端子電圧Ｖ（Ｐ）を算出する。続くステップＳ６０８では、充電率変数Ｐを、規定量ΔＰだけ低減補正する。そして、ステップＳ６１０では、充電率変数Ｐがゼロよりも小さいか否かを判断する。この処理は、ＳＯＣの全ての領域において端子電圧の降下に関するシミュレーションが完了したか否かを判断するためのものである。そしてステップＳ６１０において否定判断される場合には、ステップＳ６０４に戻る一方、肯定判断される場合には、端子電圧Ｖ（Ｐ）が下限電圧Ｖｍｉｎとなる際の充電率変数Ｐを、下限充電率Ｐ０に特定する。

なお、上記ステップＳ６１２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

先の図２に示す閾値充電率算出部Ｓ７００は、車両の駆動力をモータジェネレータ１６単独で生成する走行モード（ＥＶ走行モード）からエンジン１２の動力をも用いる走行モード（ハイブリッド走行モード）へと切り替えるための充電率の閾値（閾値充電率Ｐｔｈ）を算出する。これは、下限充電率Ｐ０よりもエネルギ量が所定量Ｚだけ大きくなる充電率として算出される。ここで、所定量Ｚは、ハイブリッド走行モードに切り替えることで、下限充電率Ｐ０を下回ることなく車両を良好に走行させることができると想定されるエネルギ量に設定される。図６に、この処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ７０２において、充電率変数Ｐを下限充電率Ｐ０に設定する。続くステップＳ７０４では、下限充電率Ｐ０から充電率変数Ｐまでの間のエネルギ量Ｗｈｔｈを算出する。本実施形態では、規定量ΔＰずつ充電率変数Ｐを変化させる関係上、前回のエネルギ量Ｗｈｔｈに、充電率変数ＰからＰ＋ΔＰまでの間のエネルギ量を加算する処理を行う。ここで、充電率変数Ｐが規定量ΔＰだけ変化する間の放電電流量が「Ａｈ０・ΔＰ／１００」であって且つ、この間のＯＣＶの平均値が「ＯＣＶ（Ｐ）」であることから、加算されるエネルギ量は、「Ａｈ０・ΔＰ・ＯＣＶ（Ｐ）／１００」となる。続くステップＳ７０６では、下限充電率Ｐ０から充電率変数Ｐまでのエネルギ量Ｗｈｔｈが所定量Ｚ以上であるか否かを判断する。そして、ステップＳ７０６において否定判断される場合には、ステップＳ７０８において、充電率変数Ｐを規定量ΔＰだけ増大補正する。これに対し、ステップＳ７１０において肯定判断される場合、ステップＳ７１０において、そのときの充電率変数Ｐ（より正確には、Ｐ＋ΔＰ）を、閾値充電率Ｐｔｈとする。

先の図２に示すエネルギ量推定部Ｓ８００は、閾値充電率Ｐｔｈから現在充電率Ｐｘまでのエネルギ余裕量Ｗｈｘを算出する。この処理は、先の図６の処理において、充電率変数Ｐの初期値を閾値充電率Ｐｔｈとして且つ、充電率変数Ｐが現在充電率Ｐｘよりも規定量ΔＰだけ小さい値までステップＳ７０４の処理を行うことで算出することができる。

表示情報算出部Ｓ９００では、現在充電率Ｐｘと、閾値充電率Ｐｔｈと、エネルギ余裕量Ｗｈｘとに基づき、ユーザに通知する表示情報を算出して出力する。この表示情報は、閾値充電率Ｐｔｈに対する現在充電率Ｐｘの上回り度合いを示すものである。ここで、表示対象となる閾値充電率Ｐｔｈや現在充電率Ｐｘとしては、高電圧バッテリ２４を構成する電池セルのうち内部抵抗Ｒが最も大きい電池セルに対応するものとしたり、満充電電荷量Ａｈ０が最も小さい電池セルに対応するものとしたりしてもよい。ただし、実際には、端子電圧が下限電圧Ｖｍｉｎに最も早期に到達する電池セルが、満充電電荷量Ａｈ０が最も小さいものや内部抵抗Ｒが最も大きいものとなるとは限らない。このため、各電池セルの満充電電荷量Ａｈ０と内部抵抗Ｒとに基づき、高電圧バッテリ２４が放電を継続することでＳＯＣが低下していった際に端子電圧が最も早期に下限電圧Ｖｍｉｎに達すると予測される電池セルの閾値充電率ＰｔｈやＳＯＣを表示対象とすることが望ましい。

上記のように、閾値充電率Ｐｔｈを設定することで、ＥＶ走行が可能な距離を極力長くすることができる。すなわち、高電圧バッテリ２４の劣化に伴って内部抵抗が大きくなることから、図７に示すように、放電時の端子電圧は、高電圧バッテリ２４が劣化することで低くなる。このため、高電圧バッテリ２４の劣化時には、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈを大きく設定することが要求される。ただし、高電圧バッテリ２４の劣化前において、高電圧バッテリ２４の劣化を考慮して下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈを設定してしまうなら、高電圧バッテリ２４が劣化する以前には、ＥＶ走行が可能にもかかわらず、ハイブリッド走行モードに早期に移行してしまうこととなる。これに対し、本実施形態では、高電圧バッテリ２４の劣化が進行することで下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈを上昇させるため、ＥＶ走行が可能な距離を極力延ばすことができる。図８（ａ）に本実施形態における高電圧バッテリ２４のエネルギの使用可能範囲を示し、図８（ｂ）に、比較例として、高電圧バッテリ２４の劣化前において、高電圧バッテリ２４の劣化を考慮して下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈを設定する場合を示す。なお、図８の棒グラフでは、劣化後のものの長さが短くなっているが、これは、劣化にともなって満充電時の電気エネルギ量が減少することに対応している。

図９に、本実施形態にかかる閾値充電率Ｐｔｈに対する現在充電率Ｐｘの上回り度合いを表示する手法を示す。この表示情報は、例えば車両のインストルメントパネルに表示すればよい。ここで、図９（ａ）は、高電圧バッテリ２４の劣化前（新品）を示し、図９（ｂ）は、高電圧バッテリ２４の劣化後を示す。

図示されるように、本実施形態では、ＳＯＣがゼロとなる点と閾値充電率Ｐｔｈとの関係を示すことなく、閾値充電率Ｐｔｈを基準点として、これに対する現在充電率Ｐｘの上回り度合いを１次元の情報（上回り度合いと対応付けられた長さ情報）として表示する。このようにＳＯＣがゼロとなる点を表示しないのは、ＳＯＣがゼロとなる点がユーザにとって特に有益な情報ではないからである。これにより、「ＥＶ走行がどれだけ可能か」というユーザにとって真に必要な情報に焦点を当てることができる。

ここで、図９（ｂ）においては、図９（ａ）におけるよりもＳＯＣが「０〜１００％」となる領域を小さく記載しているが、これは、高電圧バッテリ２４の劣化に伴って満充電電荷量Ａｈ０が小さくなるためである。ただし、表示情報としては、閾値充電率Ｐｔｈから高電圧バッテリ２４の満充電となる点（図中、Ｆｕｌｌ）までを、劣化の有無にかかわらず同一に設定している。この場合、閾値充電率Ｐｔｈから現在充電率Ｐｘまでの表示上の距離が同一であっても、高電圧バッテリ２４の劣化の有無に応じてエネルギ量が相違することとなる。そこで本実施形態では、このエネルギ量に関する情報であるエネルギ余裕量Ｗｈｘを、所定の走行条件における走行可能距離情報として併せ表示するようにしている。ここで、所定の走行条件としては、例えば路面抵抗や路面勾配を所定に想定しつつ一定速度で走行する条件とすればよい。なお、この際、路面勾配はゼロと想定してもよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）ＥＶ走行が可能なＳＯＣの下限値である閾値充電率Ｐｔｈを、高電圧バッテリ２４の劣化が進行するほど上昇させた。これにより、初めから劣化を想定して閾値充電率Ｐｔｈを設定する場合と比較して、ＥＶ走行が可能な距離を極力延ばすことができる。

（２）電池セルＣｊのＳＯＣとして複数通りの値のそれぞれについて高電圧バッテリ２４を放電させた場合の電池セルＣｊの端子電圧をシミュレートすることで下限充電率Ｐ０を算出した。これにより、電池セルＣｊのＳＯＣが下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈに達する以前に、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈを適切に設定することができる。

（３）モータジェネレータ１４の動力によってエンジン１２を起動させるためにモータジェネレータ１４に供給することが要求される電力に基づき、下限充電率Ｐ０を設定した。これにより、エンジン１２の動力を利用して車両を走行させることができる状態を維持することが可能となる。

（４）高電圧バッテリ２４の温度として想定される最低温度Ｔｍｉｎに基づき下限充電率Ｐ０を算出した。これにより、端子電圧が最も低下する条件においても下限電圧Ｖｍｉｎを下回ることなくエンジン１２を起動させることができる。

（５）下限充電率Ｐ０よりも所定のエネルギ量だけ多い充電率として閾値充電率Ｐｔｈを設定した。これにより、ＳＯＣが減少した場合に、エンジン１２の動力を利用して高電圧バッテリ２４を充電しつつ車両を良好に走行させることが可能な状態でハイブリッド走行モードに切り替えることができる。

（６）高電圧バッテリ２４を充放電した際のＳＯＣの変化量と充放電電流総量とに基づき満充電電荷量Ａｈ０を算出した。これにより、高電圧バッテリ２４の劣化にかかわらず、閾値充電率Ｐｔｈを、下限充電率Ｐ０よりも所定のエネルギ量だけ多いＳＯＣとして高精度に算出することができる。

（７）閾値充電率Ｐｔｈに対する現在充電率Ｐｘの上回り度合いを外部に表示した。これにより、後どれくらいＥＶ走行を行うことができるかについてユーザが把握することができる。

（８）ＳＯＣがゼロとなる点と閾値充電率Ｐｔｈとの関係を表示することなく、閾値充電率Ｐｔｈを基準点として現在充電率Ｐｘを表示した。これにより、ユーザにとって必要な情報に焦点を当てて表示することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１０に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図１０において、先の図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、車載主機としてモータジェネレータ１６のみを備える電気自動車に、状態定量化装置を適用する。

図１１に、本実施形態にかかる下限充電率Ｐ０の算出処理の手順を示す。なお、図１１において、図５に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ６０２の後、ステップＳ６０４ａにおいて、高電圧バッテリ２４の現在の温度Ｔにおいて、規定時間Ｙ２に渡って要求出力Ｘ２（ｋＷ）の電力を出力した場合の電圧降下量Δ（Ｐ）を算出する。ここで、規定時間Ｙ２に渡って要求出力Ｘ２（ｋＷ）の電力を出力することは、車両の加速性能を満たすために高電圧バッテリ２４に要求される電力である。すなわち、要求出力Ｘ２および規定時間Ｙ２は、車両の仕様上、出しうる最大トルクとその継続時間とによって定まる。

なお、本実施形態では、閾値充電率Ｐｔｈを算出する処理は行なわず、またエネルギ余裕量Ｗｈｘは、下限充電率Ｐ０から現在充電率Ｐｘまでのエネルギ量とする。

図１２に、本実施形態にかかる表示情報を示す。図示されるように、本実施形態では、ＳＯＣがゼロとなる点との関係を示すことなく、下限充電率Ｐ０を基準点として現在充電率Ｐｘの上回り度合いを示す関係情報が１次元的な情報（上回り度合いと対応付けられた長さ情報）として視覚表示されている。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「算出手段について」
高電圧バッテリ２４のＳＯＣ（開放端電圧ＯＣＶ）を仮設定しつつ高電圧バッテリ２４を放電させた場合にシミュレート対象となる高電圧バッテリ２４の状態としては、要求出力を規定時間に渡って出力した場合の端子電圧に限らない。例えば、端子電圧を規定時間にわたって下限電圧Ｖｍｉｎとするように放電させた場合の出力であってもよい。この場合、要求出力となる際のＳＯＣが下限充電率Ｐ０となる。

算出手段としては、ＳＯＣ（開放端電圧ＯＣＶ）を複数通りに仮設定しつつ高電圧バッテリ２４を放電させた場合の高電圧バッテリ２４の状態をシミュレートするものに限らない。例えば、要求出力を規定時間継続することによるＳＯＣ（開放端電圧ＯＣＶ）の変化や分極による影響を無視することで、下記の２次方程式の解として下限充電率Ｐ０に対応する開放端電圧Ｖ０を推定してもよい。

Ｖ０−ＩＲ＝Ｖｍｉｎ
Ｖｍｉｎ・Ｉ＝Ｘ１
より
Ｖｍｉｎ・Ｖｍｉｎ−Ｖｍｉｎ・Ｖ０＋Ｒ・Ｘ１＝０
なお、分極の影響を無視するなら、下限電圧Ｖｍｉｎの設定に際して、高い側に十分なマージンを設けることが望ましい。

高電圧バッテリ２４の劣化状態を示すパラメータとしては、内部抵抗Ｒに限らない。例えば特開平２００８−４２９６０号公報に記載されているように、高電圧バッテリ２４の電気化学反応を推定可能なモデルを用いて劣化を定量化してもよい。この場合であっても、例えば、要求出力を規定時間継続する際の高電圧バッテリ２４の端子電圧を予測できるなら、下限充電率Ｐ０を算出することができる。

「算出手段の入力パラメータとしての温度Ｔついて」
上記第１の実施形態においては、最低温度Ｔｍｉｎ（固定値）を用いたが、これに限らない。例えば地域や季節に関する情報に基づき可変設定されるものであってもよい。すなわち、下限充電率Ｐ０を算出するために用いる温度情報として固定値を用いる場合、想定される限りの最低温度を用いることが望ましいこととなる一方、この場合、実際にはありえない低温を想定するおそれもある。このため、地域や季節に関する情報に基づき想定される最低温度を可変設定することで、下限充電率Ｐ０をより小さい値とすることが可能となる。

上記第２の実施形態では、下限充電率Ｐ０を算出するために現在の温度Ｔを用いたがこれに限らない。例えば、車両の移動方向や目的地に応じて現在の温度Ｔを補正してもよい。これは、所定時間（例えば１，２時間）走行後に気温が大きく変化する地域に到着する場合等において有効である。

「算出手段の入力パラメータとしての要求出力について」
車両の走行のために要求される出力としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。例えばエンジン１２を起動させる専用のスタータであって且つ高電圧バッテリ２４を電源とするものを備え、これによって要求される出力に設定してもよい。なお、この場合、スタータ起動時に突入電流が流れることで高電圧バッテリ２４の電圧降下が最大となると考えられることから、出力についての要求を設定しつつもその継続時間についての設定を削除してもよい。

車両の駆動力を回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための出力としては、上記第２の実施形態において例示したものに限らない。例えば、車両が規定時間に渡って基準となる路面を定速走行するうえで要求される出力であってもよい。この場合には、規定時間内におけるＳＯＣの低下を十分に考慮することが望ましい。もっとも、下限充電率Ｐ０を端子電圧が下限電圧Ｖｍｉｎ以上となるＳＯＣの最小値に設定する上では、継続時間の長短にかかわらず出力が大きい方が下限充電率Ｐ０の設定に寄与しやすい。このため、加速性能等、車両の走行性能を保証するうえで車両に要求される出力の最大値に設定することが望ましい。

「上昇手段について」
上昇手段としては、算出手段を備えるものに限らない。例えば、劣化以前に下限充電率Ｐ０を予め与えておき、この下限充電率Ｐ０の初期値を、劣化による内部抵抗Ｒの変化に基づき補正するものであってもよい。この場合、内部抵抗Ｒが増加するほど下限充電率Ｐ０を増加補正すればよい。もっとも、劣化を示す２次電池のパラメータとしては、内部抵抗Ｒにも限らない。

さらに、劣化を示すパラメータとしては、２次電池をモデル化するものに限らない。例えば高電圧バッテリ２４の出力の絶対値の時間積分値等であってもよい。また、第２の実施形態のように、車載主機として単一のモータジェネレータ１６のみを備える場合、モータジェネレータ１６の出力の絶対値の時間積分値や、走行距離等であってもよい。ここで、走行距離を用いる場合、走行距離が長いほど劣化が進んだとして下限充電率Ｐ０を上昇させればよい。

「ＳＯＣの閾値について」
ＳＯＣの閾値としては、下限値に限らず、上限値であってもよい。すなわち、高電圧バッテリ２４の充電時には、高電圧バッテリ２４の端子電圧がＯＣＶよりも上昇する。そして、端子電圧には、通常、上限電圧Ｖｍａｘが設定されている。このため、上限電圧Ｖｍａｘを上回らないとの条件下、回生運転時にモータジェネレータ１６に要求される制動力を生成可能なＳＯＣの上限値を設定することも有効である。

「通知手段について」
上記発明では、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈに対する現在充電率Ｐｘの上回り度合いを表示すべく、１次元的な視覚情報に加えて、走行可能距離情報を併せ表示したが、これに限らず、エネルギ余裕量Ｗｈｘ自体を併せ表示してもよい。

上記実施形態では、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈと満充電電荷量Ａｈ０とを表示の両境界とし、表示の両境界間のエネルギ量が下限充電率Ｐ０や満充電電荷量Ａｈ０等の変化に応じて変化してもこれら境界間の距離を固定したが、これに限らない。例えば、上記両境界を明示しつつ両境界間の表示間隔を、満充電電荷量Ａｈ０の減少や閾値充電率Ｐｔｈや下限充電率Ｐ０の上昇に伴って縮小させてもよい。

また、満充電電荷量Ａｈ０となる点を示すことなく、下限充電率Ｐ０や満充電電荷量Ａｈ０の変化にかかわらず、表示単位としての単位エネルギ量を同一としてもよい。

また、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈからの実際のＳＯＣの上回り度合いの表示手法としては、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈと実際のＳＯＣとの乖離度合いを幾何学的に表現するものに限らない。例えば走行可能距離情報のみを表示するものであってもよい。

上記第１の実施形態において、下限充電率Ｐ０を併せ表示してもよい。この場合、現在のＳＯＣが下限充電率Ｐ０と閾値充電率Ｐｔｈとの間のどの辺りにいるかをユーザが把握可能なため、ＨＶ走行によってエンジン１２の稼動状況等についての理解が得られるメリットがある。

上記第２の実施形態において、下限充電率Ｐ０を表示の境界とすることなく、これよりも１メモリ程度小さい充電率まで表示可能としてもよい。

さらに、ＳＯＣがゼロとなる点からＳＯＣが１００％となる点までを幾何学的に表示するとともに、現在のＳＯＣと、下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈとを併せ表示するものであってもよい。

なお、通知手段としては、視覚情報を利用するものに限らず、例えば聴覚情報を利用するものであってもよい。この際、例えば現在のＳＯＣが下限充電率Ｐ０や閾値充電率Ｐｔｈとなった場合にその旨を通知するものであってもよい。

「閾値充電率Ｐｔｈの設定について」
閾値充電率Ｐｔｈの設定としては、上記第１の実施形態において例示したものに限らない。例えば、モータジェネレータ１６のみで所定の加速性能を満たすことができるＳＯＣの下限値であってもよい。

「制限手段について」
制限手段としては、上記第１の実施形態において例示したように、閾値充電率Ｐｔｈとなることで、モータジェネレータ１６のみによる走行を禁止するものに限らない。例えば上記第２の実施形態において、下限充電率Ｐ０となることで、制御装置４０によってトルク制限等を行なってもよい。

「状態定量化対象としての２次電池について」
上記実施形態のように、各電池セルＣ１〜Ｃｎのそれぞれ毎に各別に状態を定量化するものに限らない。例えば、高電圧バッテリ２４を構成する一部の電池セルであって且つ互いに隣接する複数の電池セル毎に、各別に状態を定量化してよい。もっとも、高電圧バッテリ２４について、内部抵抗等を定量化してもよい。この場合、内部抵抗Ｒ等は平均的な値となるため、各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子電圧が下限電圧Ｖｍｉｎを下回らないようにするうえでは、高電圧バッテリ２４の端子電圧の下限値を下限電圧Ｖｍｉｎに電池セル数ｎを乗算した値よりも大きくなるようにマージンを設けることが望ましい。

「ハイブリッド車について」
ハイブリッド車としては、パラレルシリーズハイブリッド車に限らない。例えばパラレルハイブリッド車であっても、モータジェネレータ１６単独で車両走行が可能であるなら、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、外部の電源装置によって高電圧バッテリ２４を充電可能なものに限らない。さらに、モータジェネレータ１６単独で車両走行が可能であるものにも限らない。例えば、モータジェネレータ１６の回転軸が駆動輪とエンジン１２との間に機械的に連結されるパラレルハイブリッド車であって、モータジェネレータ１６がエンジン１２のアシスト手段としてのみ用いられるものであってもよい。この場合であっても、発進とともにモータジェネレータ１６によってエンジン１２を起動させるものであるなら、エンジン１２を起動させることのできる出力を高電圧バッテリ２４から出力した際の端子電圧が下限電圧Ｖｍｉｎ以上となる下限充電率Ｐ０をＳＯＣの許容下限値としてモータジェネレータ１６の制御量を制御することは有効である。

「そのほか」
・関係設定手段としては、ＯＣＶとＳＯＣとの関係をマップ化したものに限らず、これらの関係を関係式にて表現したものであってもよい。

・２次電池としては、リチウムイオン２次電池に限らず、例えばニッケル水素２次電池等であってもよい。

・閾値充電率Ｐｔｈを算出する際に用いる満充電電荷量Ａｈ０としては、上記第１の実施形態において例示したものに限らず、例えばデフォルト値であってもよい。また、これに代えて、２次電池の使用時間や充放電量の絶対値の時間積分値を２次電池の劣化を示すパラメータとして、劣化が進行するほど満充電電荷量Ａｈ０の初期値を低減補正したものとしてもよい。

１２…エンジン、１４，１６…モータジェネレータ、２４…高電圧バッテリ、４０…制御装置、Ｃ１〜Ｃｎ…電池セル。

Claims (25)

1. 車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する車載２次電池の状態定量化装置において、
   車両の走行のための電力を前記２次電池によって供給可能な前記２次電池の充電率の下限値であって、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで前記車両の走行性能を保証するための下限値を、前記２次電池の劣化が進行するほど上昇させる上昇手段と、
   前記２次電池の実際の充電率が前記下限値となった場合に、前記充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを外部に通知する通知手段と、を備え、
   前記上昇手段は、
   前記２次電池から所定出力を出力する場合の端子電圧の電圧降下量を推定し、推定した前記電圧降下量と前記２次電池の開放端電圧とに基づいて端子電圧を算出し、この算出した端子電圧と充電率との関係から前記下限値を算出する、算出手段を備えることを特徴とする車載２次電池の状態定量化装置。
2. 車載主機としての回転機と、該回転機に電力を供給する２次電池とを備える車両に適用され、前記２次電池の状態を定量化する車載２次電池の状態定量化装置において、
   車両の走行のための電力を前記２次電池によって供給可能な前記２次電池の充電率の下限値を、前記２次電池の劣化が進行するほど上昇させる上昇手段を備え、
   前記上昇手段は、
   前記２次電池から所定出力を出力する場合の端子電圧の電圧降下量を推定し、推定した前記電圧降下量と前記２次電池の開放端電圧とに基づいて端子電圧を算出し、この算出した端子電圧と充電率との関係から前記下限値を算出する、算出手段を備えることを特徴とする車載２次電池の状態定量化装置。
3. 前記充電率の下限値は、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための下限値であることを特徴とする請求項２記載の車載２次電池の状態定量化装置。
4. 前記２次電池の実際の充電率が前記下限値となった場合にその旨を外部に通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項２または３記載の車載２次電池の状態定量化装置。
5. 前記通知手段は、前記充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを外部に通知することを特徴とする請求項４記載の車載２次電池の状態定量化装置。
6. 前記上昇手段は、前記２次電池の劣化状態に基づき、前記車両の走行のために要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値を算出する算出手段を備えることを特徴とする請求項２記載の車載２次電池の状態定量化装置。
7. 前記算出手段は、前記２次電池の充電率として現在の充電率よりも小さい充電率において前記２次電池を放電させた場合の前記２次電池の状態をシミュレートすることで前記下限値を算出することを特徴とする請求項６記載の車載２次電池の状態定量化装置。
8. 前記算出手段は、前記２次電池の充電率として複数通りの値のそれぞれについて前記２次電池を放電させた場合の前記２次電池の状態をシミュレートすることで前記下限値を算出することを特徴とする請求項７記載の車載２次電池の状態定量化装置。
9. 前記２次電池の放電時の許容下限電圧を設定する設定手段をさらに備え、
   前記算出手段は、前記要求される電力を前記２次電池によって供給する際の前記２次電池の端子電圧が前記許容下限電圧以上となる充電率の最小値を算出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
10. 前記２次電池の内部抵抗値を所定周期で推定する推定手段を備え、
    前記算出手段は、前記２次電池の劣化状態を示すパラメータとしての前記２次電池の内部抵抗値を入力とし、前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値を算出することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
11. 前記車両は、車載主機として前記回転機のみを備えるものであり、
    前記要求される電力とは、前記車両が所定の加速性能を満たすために前記回転機に供給することが要求される電力であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
12. 前記算出手段は、前記２次電池の現在の温度に基づき前記下限値を算出することを特徴とする請求項１１記載の車載２次電池の状態定量化装置。
13. 前記車両は、車載主機として前記回転機に加えて内燃機関を備えるものであり、
    前記要求される電力とは、前記回転機の動力によって前記内燃機関を起動させるために前記回転機に供給することが要求される電力であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
14. 前記算出手段は、前記２次電池の温度として想定される最低温度に基づき前記下限値を算出することを特徴とする請求項１３記載の車載２次電池の状態定量化装置。
15. 前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値を、前記回転機に要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値よりも所定のエネルギ量だけ多い充電率として算出する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４記載の車載２次電池の状態定量化装置。
16. 前記２次電池の開放端電圧と充電率との関係を定める関係設定手段と、
    前記２次電池の所定期間における充放電に伴う前記２次電池の充放電電荷総量を算出する手段と、
    前記所定期間における充放電に伴う前記２次電池の開放端電圧の変化量から前記関係設定手段によって定められる前記関係に基づき前記充電率の変化量を算出する手段と、
    前記充電率の変化量と前記充放電電荷総量とに基づき前記２次電池の満充電電荷量を算出する手段とを備え、
    前記所定のエネルギ量だけ多い充電率の算出に際して、前記満充電電荷量の算出値を用いることを特徴とする請求項１５記載の車載２次電池の状態定量化装置。
17. 前記車両の走行のために要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両の走行のために前記回転機に要求される電力を規定時間に渡り前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値であることを特徴とする請求項６〜１６のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
18. 前記２次電池の実際の充電率が前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値となった場合にその旨を外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項６〜１７のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
19. 前記通知手段は、前記要求される電力を前記２次電池によって供給することが可能な前記２次電池の充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１８記載の車載２次電池の状態定量化装置。
20. 前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値に対する実際の充電率の上回り度合いを通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１５記載の車載２次電池の状態定量化装置。
21. 前記通知手段は、視覚情報を利用して前記通知にかかる処理を行うものであって且つ、前記下限値の表示に際し、該下限値と前記充電率がゼロとなる点との関係情報を表示することなく、前記下限値を基準点として表示することを特徴とする請求項１、４、５、１８〜２０のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
22. 前記２次電池の充電率の下限値は、前記２次電池の端子電圧が放電時の許容下限電圧を下回ることなく前記回転機の動力が前記車両の走行のために要求される値を満足するためのものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
23. 前記車両は、車載主機として前記回転機のみを備えるものであり、
    前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両が所定の加速性能を満たすための下限値であることを特徴とする請求項１〜請求項５または請求項２２のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
24. 前記２次電池の充電率が前記下限値となることで前記車両の走行を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項５または請求項２２のいずれか１項に記載の車載２次電池の状態定量化装置。
25. 前記車両は、車載主機として前記回転機に加えて内燃機関を備えるものであり、
    前記２次電池の充電率の下限値は、前記車両の駆動力を前記回転機単独で生成することで車両の走行性能を保証するための充電率の下限値であることを特徴とする請求項２４記載の車載２次電池の状態定量化装置。

Images