JP6970289B2 - 充電制御装置、輸送機器、及びプログラム - Google Patents

充電制御装置、輸送機器、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、充電制御装置、輸送機器、及びプログラムに関する。
リチウムイオン二次電池の充電方法として、（ｉ）充電電圧が充電終止電圧Ｅｃｓｆに達するまで、充電電流をそれぞれ一定に設定して二次電池を充電する２以上の定電流充電ステップを実行し、（ｉｉ）充電電圧が前記充電終止電圧Ｅｃｓｆに達すると、前記充電終止電圧Ｅｃｓｆで、充電電流が所定電流に低下するまで前記二次電池を充電する定電圧充電ステップを実行する方法が知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］国際公開第２０１１／０６５００９号
 解決しようとする課題
より短い時間でより大きいエネルギーをバッテリに蓄積することが望まれている。
一般的開示
本発明の第１の態様によれば、充電制御装置が提供される。充電制御装置は、バッテリが有する１以上のセルのセル内における内部状態のばらつきを示す情報を取得するばらつき取得部を備える。充電制御装置は、内部状態のばらつきが、セル内における内部状態のばらつきの許容限度を表す閾値未満である場合に、過充電によるバッテリ劣化を防止するために定められている第１の充電終了制御電圧をセル電圧が超えることを許可して、バッテリを充電させる制御部を備える。
制御部は、内部状態のばらつきが閾値以上である場合に、少なくともセル電圧が第１の充電終了制御電圧に到達した場合にバッテリの充電を停止させ、内部状態のばらつきが閾値未満である場合に、第１の充電終了制御電圧より高い第２の充電終了制御電圧を設定し、セル電圧が第２の充電終了制御電圧に到達するまで、バッテリを充電させてよい。
セル内における内部状態のばらつきを示す情報は、セル内における充電状態のばらつきを示してよい。
取得部は、バッテリの充電終了後におけるセルの開回路電圧の時間変化量を、内部状態のばらつきを示す情報として取得してよい。制御部は、時間変化量の大きさが、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、セル電圧が第１の充電終了制御電圧を超えることを許可してよい。
バッテリは複数のセルを有してよい。取得部は、バッテリの充電終了後における複数のセルのそれぞれの開回路電圧の時間変化量を取得してよい。制御部は、複数のセルの開回路電圧の時間変化量の最大値が、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、複数のセルのセル電圧が第１の充電終了制御電圧を超えることを許可してよい。
時間変化量は、バッテリの充電終了時のセルの開回路電圧と、バッテリの充電終了時から予め定められた時間が経過したときのセルの開回路電圧との差に基づいて算出されてよい。
セルの負極の活物質は、作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する酸化物活物質であってよい。
充電制御装置は、セル電圧が上限電圧以下となるようにセルのＳＯＣ及びの温度に対応づけて、バッテリの充電電流の設定値を記憶する記憶部をさらに備えてよい。制御部は、セルのＳＯＣ及びバッテリの温度に対応づけて記憶部に記憶されている設定値の充電電流をバッテリに供給して、バッテリを充電させてよい。
制御部は、内部状態のばらつきが閾値未満であり、かつ、セルのＳＯＣが規定の範囲内にある場合に、第１の充電終了制御電圧をセル電圧が超えることを許可して、バッテリを充電させてよい。
制御部は、内部状態のばらつきが閾値未満であり、セルのＳＯＣが規定の範囲内にあり、かつ、バッテリの温度が規定の範囲内にある場合に、第１の充電終了制御電圧をセル電圧が超えることを許可して、バッテリを充電させてよい。
第２の態様によれば、上記の充電制御装置を備える輸送機器が提供される。
第３の態様によれば、プログラムが提供される。プログラムは、コンピュータを、バッテリが有する１以上のセルのセル内における内部状態のばらつきを示す情報を取得するばらつき取得部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、内部状態のばらつきが、セル内における内部状態のばらつきの許可限度を表す閾値未満である場合に、過充電を防止するために定められている充電終了制御電圧を変更してバッテリを充電させる制御部として機能させてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
一実施形態の充電システム５の構成を概略的に示す。 バッテリＥＣＵ３０の機能構成を概略的に示す。 充電ＥＣＵ４０の機能構成を概略的に示す。 充電終了後のセル２２のＯＣＶの時間変化を概略的に示す。 複数のセル２２において検出されたΔＶの分布を模式的に示す。 記憶部２８０が記憶する許可電流マップの一例をテーブル形式で示す。 充電時におけるバッテリＥＣＵ３０の処理を示すフローチャートである。 充電時における充電ＥＣＵ４０の処理を示すフローチャートである。 バッテリＥＣＵ３０及び充電ＥＣＵ４０として機能するコンピュータ１０００の一例を概略的に示す。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、一実施形態の充電システム５の構成を概略的に示す。充電システム５は、充電装置９と、車両１０とを備える。車両１０は、輸送機器の一例である。車両１０は、例えば電気自動車である。電気自動車は、バッテリ式電動輸送機器（ＢＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）を含む電気自動車である。車両１０は、動力の少なくとも一部を提供する内燃機関を備えるハイブリッド自動車であってもよい。
車両１０は、駆動輪１２と、モータユニット１４と、バッテリ２０と、バッテリＥＣＵ３０と、充電ＥＣＵ４０と、車両ＥＣＵ５０と、ＰＣＵ７０と、コンバータ８０とを備える。ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略称である。ＰＣＵは、Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略称である。
バッテリ２０は、電気エネルギーを蓄積する。バッテリ２０が蓄積している電気エネルギーは、直流電力としてＰＣＵ７０に供給される。ＰＣＵ７０は、バッテリ２０からの直流電力を交流電力に変換して、モータユニット１４に供給する。モータユニット１４は、バッテリ２０から供給される交流電力を用いて動力を出力する。モータユニット１４の動力は駆動輪１２に伝達される。また、モータユニット１４は、駆動輪１２等を通じて伝達される車両１０の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、回生電力を発生する。ＰＣＵ７０は、発生した回生電力を直流電力に変換してバッテリ２０に蓄積する。
コンバータ８０は、車両１０が備える受電部１８を介して充電装置８から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に供給する。バッテリ２０には電流センサ２６が設けられている。電流センサ２６は、バッテリ２０に供給される電流を検出する。電流センサ２６は、コンバータ８０からバッテリ２０に供給される電力を検出する。また、電流センサ２６は、バッテリ２０からＰＣＵ７０に供給される電流を検出する。電流センサ２６が検出した電流値を示す信号は、バッテリＥＣＵ３０に供給される。
バッテリ２０には、直列に接続された複数の組電池２１と、温度センサ２４ａ、温度センサ２４ｂ及び温度センサ２４ｃを含む複数の温度センサ２４が設けられている。組電池２１は、直列接続された複数のセル２２を有する。セル２２は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であってよい。温度センサ２４は、バッテリ２０内の温度を検出する。温度センサ２４は、バッテリ２０内の高温部の温度及び低温部の温度を検出するべく、バッテリ２０内の複数の箇所に設けられる。温度センサ２４により検出された温度を示す信号は、バッテリＥＣＵ３０に供給される。
バッテリ２０は、電圧センサにより検出された複数のセル２２のそれぞれのセル電圧を示す信号を、バッテリＥＣＵ３０に供給する。例えば、バッテリ２０がＭ個のセル２２を有する場合、バッテリ２０は、Ｍ個のセル電圧を示す信号を、バッテリＥＣＵ３０に供給する。セル電圧は、正極及び負極間の電圧として測定される。
バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０の状態を監視して、各種の信号を出力する。例えば、バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０から供給されるセル電圧信号、電流センサ２６から供給される電流信号、及び温度センサ２４から供給される温度信号等の各種の信号に基づき、各セル２２のＳＯＣ及び内部抵抗等の各種の状態量を算出する。ＳＯＣは、Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅの略称である。バッテリＥＣＵ３０は、算出した各種の状態量を車両ＥＣＵ５０及び充電ＥＣＵ４０に供給する。
車両ＥＣＵ５０は、充電ＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ３０及びＰＣＵ７０から供給される情報に基づいて、ＰＣＵ７０を制御する。車両ＥＣＵ５０は、充電装置８の充電コネクタ９が受電部１８に挿入されたことを検出すると、充電装置８の識別情報を充電装置８から取得する。車両ＥＣＵ５０は、充電装置８によってバッテリ２０を充電することができる場合に、充電可能であることを示す充電許可情報と、ＳＯＣの要求値とを、充電ＥＣＵ４０に供給する。充電ＥＣＵ４０は、バッテリＥＣＵ３０及び車両ＥＣＵ５０から供給される情報に基づいて、コンバータ８０を制御してバッテリ２０を充電する。
例えば、バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０から供給される各種の信号及び信号に基づいて算出されるセル２２の状態量に基づき、バッテリ２０への充電許可電流を決定する。充電許可電流は、バッテリ２０の充電電流の設定値を示す。バッテリＥＣＵ３０は、各セル２２のＳＯＣ及び内部抵抗等の各種の状態量及び充電許可電流を、充電ＥＣＵ４０に供給する。充電ＥＣＵ４０は、車両ＥＣＵ５０から取得したＳＯＣの要求値に基づいてＳＯＣの目標値を設定する。充電ＥＣＵ４０は、バッテリ２０のＳＯＣがＳＯＣの目標値に到達するまで比較的大電流で定電流充電を行い、ＳＯＣの目標値に到達すると、定電圧充電モードに移行し、バッテリ２０の充電を終了する。なお、本実施形態において、定電流充電によるＳＯＣの目標値をＳＯＣｏｂｊと呼ぶ。ＳＯＣｏｂｊは、バッテリ２０の充電完了時のＳＯＣが、車両ＥＣＵ５０から取得したＳＯＣの要求値となるように設定される。
本実施形態において、充電ＥＣＵ４０は、セル２２のセル電圧が、バッテリ２０の過充電を抑制するために定められている充電終了制御電圧Ｖ１に到達した場合には、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊに到達していないときでも、バッテリ２０は定電圧充電に移行し充電を終了する。ここで、充電ＥＣＵ４０は、各セル２２のセル内における内部状態のばらつきが閾値より小さい場合に、充電終了制御電圧Ｖ１を超えてバッテリ２０を充電する。これにより、セル内における内部状態のばらつきに起因する劣化を抑制しつつ、充電が完了するまでの時間を短縮することができる。
１つのセル２２内において、セル２２の電池性能に影響を与える要素の状態は均一ではない。一般には、どのようなセルにおいても、セル内である程度のばらつきを有し得る。ＳＯＣは１つのセル全体の平均値として観測される代表値であって、実際には微視的に見ると電極の部分毎に充電状態が異なり得る。
セル２２内における充電状態のばらつきを示す指標として、充電終了後におけるセル２２の開放端電圧（ＯＣＶ）の低下量を用いることができる。充電状態のばらつきは、例えば、セル２２を充電する場合にセル２２内において反応が不均一に進行することにより生じる。充電状態のばらつきは、セル２２の充電終了後に緩和反応が進行することによって緩和される。緩和反応が進行して充電状態のばらつきが緩和されるに従って、セル２２のＯＣＶが低下する。したがって、充電終了後のＯＣＶの低下量を、セル２２の充電状態のばらつきの指標として用いることができる。
図２は、バッテリＥＣＵ３０の機能構成を概略的に示す。バッテリＥＣＵ３０は、処理部３２と、記憶部２８０とを備える。処理部３２は、取得部２１０と、ＳＯＣ算出部２３０と、内部抵抗算出部２４０と、許可電流決定部２５０と、ばらつき算出部２２０と、上限電圧決定部２００とを備える。
処理部３２は、マイクロプロセッサ等の処理装置であってよい。バッテリＥＣＵ３０は、一種のコンピュータである。記憶部２８０は、バッテリＥＣＵ３０の動作に必要な情報を記憶する。記憶部２８０は、バッテリＥＣＵ３０の制御プログラム、制御プログラムが使用する定数及び変数、及び、制御プログラムの演算に必要な一時的な情報を記憶する。
取得部２１０は、バッテリ２０から供給される情報及び充電ＥＣＵ４０から供給される情報を取得する。取得部２１０は、セル２２のセル電圧を示す情報を取得する。具体的には、取得部２１０は、セル２２の端子間電圧を検出する電圧センサにより検出された電圧値を取得する。
取得部２１０は、バッテリ２０に流れる電流を示す情報を取得する。バッテリ２０が有する複数のセル２２が直列接続されている場合、バッテリ２０に流れる電流はセル２２に流れる電流を示す。バッテリ２０に流れる電流は、バッテリ２０に供給される、又は、バッテリ２０から供給される電流である。バッテリ２０に供給される電流は、バッテリ２０の充電電流となる。取得部２１０は、電流センサ２６により検出された電流値を取得する。
取得部２１０は、バッテリ２０の温度を示す情報を取得する。具体的には、取得部２１０は、温度センサ２４により検出された温度を取得する。
ＳＯＣ算出部２３０は、セル２２のＳＯＣを算出する。例えば、ＳＯＣ算出部２３０は、セル２２のセル電圧に基づいて、セル２２のＳＯＣを算出する。具体的には、記憶部２８０は、セル電圧とＳＯＣとを対応づけるＳＯＣマップを記憶しており、ＳＯＣ算出部２３０は、記憶部２８０が記憶しているＳＯＣマップ及びセル２２のセル電圧に基づいて、セル２２のＳＯＣを算出してよい。ＳＯＣマップは、セル２２のＯＣＶとＳＯＣとを対応づけてよい。ＳＯＣ算出部２３０は、セル２２のＯＣＶ及びＳＯＣマップから算出したＳＯＣと、バッテリ２０の充電電流とに基づいて、充電中のセル２２のＳＯＣを算出してよい。
内部抵抗算出部２４０は、セル２２の内部抵抗を算出する。例えば、内部抵抗算出部２４０は、セル２２に流れる電流とセル電圧に基づいて、セル２２の内部抵抗を算出する。セル２２に流れる電流は、バッテリ２０に供給される電流に基づく。
許可電流決定部２５０は、バッテリ２０の充電許可電流を決定する。許可電流決定部２５０は、ＳＯＣ算出部２３０が算出したセル２２のＳＯＣ、温度センサ２４により検出された温度、内部抵抗算出部２４０が算出したセル２２の内部抵抗等に基づいて、充電許可電流を決定してよい。例えば、記憶部２８０は、セル２２のＳＯＣ及びバッテリ２０の温度に対応づけて、バッテリ２０の充電電流の設定値を記憶しており、許可電流決定部２５０は、ＳＯＣ算出部２３０により算出されたセル２２のＳＯＣ及び温度センサ２４により検出されたバッテリ２０の温度に対応づけて記憶部２８０が記憶しているバッテリ２０の充電電流の設定値を、充電許可電流として決定してよい。許可電流決定部２５０は、バッテリ２０が有する複数のセル２２のそれぞれについて充電許可電流を算出し、算出した充電許可電流の最小値を、バッテリ２０の充電許可電流として適用してよい。
取得部２１０は、バッテリ２０が有する１以上のセル２２のセル２２内における内部状態のばらつきを示す情報を取得する。取得部２１０は、バッテリ２０が有する複数のセル２２のそれぞれのセル２２内における内部状態のばらつきを示す情報を取得してよい。具体的には、取得部２１０は、バッテリ２０が有する全てのセル２２のセル２２内における内部状態のばらつきを示す情報を取得してよい。
セル２２内における内部状態のばらつきを示す情報は、セル２２内における充電状態のばらつきを示してよい。例えば、取得部２１０は、バッテリ２０の充電終了後におけるセル２２のＯＣＶの時間変化量を、セル２２内における内部状態のばらつきを示す情報として取得する。例えば、取得部２１０は、バッテリ２０の充電終了後における複数のセル２２のそれぞれのＯＣＶの時間変化量を取得する。セル２２のＯＣＶは、バッテリ２０が外部回路から切り離された状態でセル電圧を検出することにより取得されてよい。
ばらつき算出部２２０は、取得部２１０が取得した情報に基づいて、セル２２内における内部状態のばらつきを算出する。例えば、ばらつき算出部２２０は、バッテリ２０の充電終了時のセル２２の開回路電圧と、バッテリ２０の充電終了時から予め定められた時間が経過したときのセル２２の開回路電圧との差に基づいて、セル２２のそれぞれの時間変化量を算出する。
上限電圧決定部２００は、バッテリ２０の充電時の上限電圧を決定する。上限電圧決定部２００は、ばらつき算出部２２０が算出した内部状態のばらつきに基づいて、上限電圧を決定する。例えば、上限電圧決定部２００は、内部状態のばらつきが、セル２２内における内部状態のばらつきの許容限度を表す閾値以上である場合に、バッテリ２０に定められた充電終了制御電圧Ｖ１を、上限電圧として決定する。一方、上限電圧決定部２００は、内部状態のばらつきが閾値未満である場合に、充電終了制御電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２に移行しこれを新たな充電終了制御電圧とし上限電圧に決定する。
ＳＯＣ算出部２３０が算出したＳＯＣと、内部抵抗算出部２４０が算出した内部抵抗と、許可電流決定部２５０が決定した充電許可電流と、上限電圧決定部２００が決定した上限電圧とを示す情報は、充電ＥＣＵ４０に供給される。
図３は、充電ＥＣＵ４０の機能構成を概略的に示す。充電ＥＣＵ４０は、処理部４２と、記憶部３８０とを備える。処理部４２は、取得部３１０と、制御部３００とを備える。
処理部４２は、マイクロプロセッサ等の処理装置であってよい。充電ＥＣＵ４０は、一種のコンピュータである。記憶部３８０は、充電ＥＣＵ４０の動作に必要な情報を記憶する。記憶部３８０は、充電ＥＣＵ４０の制御プログラム、制御プログラムが使用する定数及び変数、及び、制御プログラムの演算に必要な一時的な情報を記憶する。
取得部３１０は、バッテリＥＣＵ３０から供給される情報、車両ＥＣＵ５０から供給される情報、及びコンバータ８０から供給される情報を取得する。取得部３１０は、バッテリＥＣＵ３０においてＳＯＣ算出部２３０が算出したＳＯＣと、内部抵抗算出部２４０が算出した内部抵抗と、許可電流決定部２５０が決定した充電許可電流の電流値と、上限電圧決定部２００が決定した上限電圧とを示す情報を取得する。取得部３１０は、車両ＥＣＵ５０から供給される充電許可情報と、ＳＯＣの要求値を示す情報とを取得する。車両ＥＣＵ５０は、受電部１８に充電コネクタ９が接続された場合に、充電装置８から取得した識別情報から充電装置８によって車両１０の充電が可能と判断された場合に、充電許可情報と、ＳＯＣの要求値を示す情報とを、充電ＥＣＵ４０に供給する。
制御部３００は、バッテリ２０の充電を制御する。例えば、制御部３００は、バッテリ２０の急速充電を制御する。具体的には、制御部３００は、コンバータ８０を制御することによって、充電装置８からバッテリ２０に供給される電力を制御する。
制御部３００は、バッテリ２０のＳＯＣが、ＳＯＣの要求値にもとづいて設定したＳＯＣの目標値に到達した場合に、バッテリ２０の定電流充電を停止した後、予め定められた期間定電圧充電を行って、バッテリ２０の充電を停止させる。制御部３００は、例えば定電流充電において、バッテリＥＣＵ３０から取得した電流値の充電許可電流をバッテリ２０に供給させる。制御部３００は、セル２２のセル電圧が上限電圧に到達した場合には、バッテリ２０の充電を停止させる。具体的には、制御部３００は、セル２２のセル電圧が、上限電圧決定部２００によって決定された上限電圧に到達した場合に、バッテリ２０の充電を停止させる。
上述したように、上限電圧決定部２００は、セル２２の内部状態のばらつきが閾値以上である場合に、充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として設定し、セル２２の内部状態のばらつきが閾値未満である場合に充電終了制御電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２を新たな充電終了制御電圧Ｖ２として設定する。したがって、制御部３００は、内部状態のばらつきが、セル２２内における内部状態のばらつきの許容限度を表す閾値未満である場合に、充電終了制御電圧Ｖ１をセル電圧が超えることを許可して、バッテリ２０を充電させる。具体的には、制御部３００は、内部状態のばらつきが閾値以上である場合に、少なくともセル電圧が充電終了制御電圧Ｖ１に到達した場合にバッテリ２０の定電流充電を停止させ、セル２２の内部状態のばらつきが閾値未満である場合にセル電圧が充電終了制御電圧Ｖ２に到達することを許可してバッテリ２０を充電させる。これにより、例えば２Ｃから８Ｃの高レートで定電流充電している場合に、セル電圧が充電終了制御電圧Ｖ１に到達したセル２２が存在する場合でも、セル２２の内部状態のばらつきが閾値より小さい場合には、高レートによる充電を継続することができる。そのため、セル２２の過充電を抑制しつつ、充電時間を短縮することができる。
上述したように、上限電圧決定部２００は、ＯＣＶの時間変化量の大きさが予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、充電終了制御電圧Ｖ１より高い充電終了制御電圧Ｖ２を上限電圧として設定する。したがって、制御部３００は、ＯＣＶの時間変化量の大きさが、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、セル電圧が充電終了制御電圧Ｖ１を超えることを許可する。また、上限電圧決定部２００は、複数のセル２２のＯＣＶの時間変化量の最大値が、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、充電終了制御電圧Ｖ１より高い充電終了制御電圧Ｖ２を上限電圧として設定する。したがって、制御部３００は、複数のセル２２のＯＣＶの時間変化量の最大値が、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、複数のセル２２のセル電圧が充電終了制御電圧Ｖ１を超えることを許可する。
以上に説明したように、バッテリＥＣＵ３０及び充電ＥＣＵ４０によれば、セル２２の内部状態に応じて、バッテリ２０の充電を停止するか否かを判定するためのＣＣＶ電圧の上限を変更することにより、充電許可電力を増加させる。これにより、短時間でバッテリ２０を急速充電することができる。
図４は、充電終了後のセル２２のＯＣＶの時間変化を概略的に示す。横軸は定電圧充電終了時からの経過時間を示し、縦軸はＯＣＶを示す。上述したように、セル２２の充電反応が不均一に進行した後、充電終了後に緩和反応が進行する。緩和反応の進行により、ＯＣＶが低下していく。図４に示されるように、充電終了時から３０分程度の時間が経過すると、単位時間あたりのＯＣＶの低下量が小さくなる。
バッテリＥＣＵ３０は、充電ＥＣＵ４０による制御に基づいて、バッテリ２０の充電終了時点における各セル２２のＯＣＶと、充電終了時から３０分が経過した時点における各セル２２のＯＣＶを取得する。バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０の充電終了時点におけるセル２２のＯＣＶから、充電終了時から３０分が経過した時点におけるセル２２のＯＣＶを減算することによって得られたＯＣＶ低下量ΔＶを、セル２２内における内部状態のばらつきとして算出する。図４において、バッテリ２０が備える複数のセル２２のうちの一つのセル２２のΔＶが、ΔＶ１として示されている。
バッテリＥＣＵ３０において、記憶部２８０は、各セル２２のΔＶのうちの最大値ΔＶｍａｘを記憶する。記憶部２８０に記憶されているΔＶｍａｘは、セル２２における内部状態のばらつきを示す情報として用いられる。具体的には、上限電圧決定部２００は、バッテリ２０の次の充電時において、充電終了制御電圧Ｖ１を超えて充電することを許可するか否かを判断するための情報として、ΔＶｍａｘを用いる。
なお、セル２２においては、充電反応だけでなく、放電反応も不均一に進行し得る。充電反応や放電反応の不均一さは、セル２２内における電池反応に寄与する要素の状態のばらつきによって生じ得る。したがって、充電終了後におけるＯＣＶの時間変化量を、セル２２内における内部状態のばらつきを表す一つの指標として用いることができる。
このように、ΔＶは、各セル２２のセル２２内における電池性能に影響を与える要素の状態を示す指標となり得る。すなわち、ΔＶが小さい場合、各セルにおいて、セル内の電池性能に影響を与える要素の状態は比較的均一に保たれていることを示す。一方、ΔＶが大きい場合、各セル２２において、セル２２内の電池性能に影響を与える要素の状態の差異がセル２２内で大きいことを示す。
例えば、ΔＶが大きい場合、セル２２内の充電状態が高い部分と充電状態が低い部分との間において、充電状態の差異が大きいことを示す。そのため、ΔＶが閾値Δｃｒｉより大きい場合、上限電圧決定部２００は、充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として決定する。上限電圧は、バッテリを保護するための閉回路電圧値であり、負極電位低下による電析や正極内の電位ばらつきによる高電位化に伴う内部劣化を防止する電圧である。例えば、充電終了制御電圧Ｖ１は通常、SOC100%を示すOCV電圧値より同等か若干高い値に設定される。ΔＶが閾値Δｃｒｉより大きい場合に、充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として用いることで、セル２２内において充電状態が高い部分が過充電状態になることを抑制することができる。そのため、セル２２の過充電劣化を抑制することができる。
一方、ΔＶが小さい場合、セル２２内の充電状態が高い部分と充電状態が低い部分との間において、充電状態の差異が小さいことを示す。そのため、ΔＶが閾値Δｃｒｉより小さい場合、上限電圧決定部２００は、充電終了制御電圧Ｖ１より高い充電終了制御電圧Ｖ２を上限電圧として決定する。これにより、セル電圧がすぐに上限電圧に到達して定電流充電が終了してしまうことを抑制することができ、ひいては、ＳＯＣが比較的に高い状態で長時間の定電圧充電を行うことを抑制することができる。ΔＶが小さい場合は、セル２２内の充電状態が高い部分と充電状態が低い部分との間における充電状態の差異が小さいので、セル２２内の特定の部分が過充電状態になりにくい。そのため、比較的に高い上限電圧を設定して定電流充電を行っても、セル２２の過充電劣化の進行を抑えることができる。
充電システム５によれば、セル２２内の充電状態のばらつきを表す指標を、充電終了後とのＯＣＶ測定により簡便に取得することができる。また、ΔＶｍａｘとΔＶｃｒｉとを比較してセル２２内の充電状態のばらつきを判断するので、特定のセル２２が過充電状態になることを抑制することができる。
閾値Δｃｒｉは、バッテリ２０と同じ型式のバッテリに使用される一つのセルを用いて、試験により取得される。ΔＶｃｒｉはセル内における充電状態のばらつきの許容限度を示す指標であるから、セル内の充電状態のばらつきを生じさせる試験を繰り返し行って、ΔＶｃｒｉを決定してよい。
例えば、バッテリ２０と同じ型式のバッテリに使用する一つのセルを作製し、初期内部抵抗を測定する。次に、充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧に設定した比較的に低温での充電と放電を所定回数繰り返す充放電サイクル試験を行って、最終回の放電後に充電終了制御電圧Ｖ１までの充電を行って、充電終了時のＯＣＶと３０分後のＯＣＶとの差ΔＶを取得する。続いて、セルの内部抵抗を測定して、初期内部抵抗と比較する。内部抵抗の増加は、セル内の充電状態のばらつきが増加していることを示す。なお、低温ではセル内の充電状態のばらつきが生じやすいため、常温より低い低温で充放電サイクル試験を行うことが望ましい。
この充放電サイクル試験を、サイクル数を変えて複数回行って、それぞれΔＶ及び内部抵抗を取得する。これらの充放電サイクル試験から、内部抵抗が初期内部抵抗の規定値倍となるΔＶを、閾値ΔＶｃｒｉとする。この規定値としては、例えば１．５を適用できる。ΔＶが初期内部抵抗の１．５倍程度になった状態は、セル内の充電状態のばらつきが比較的に大きい状態とみなすことができる。
なお、セル２２の負極の活物質は、作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する酸化物活物質であることが望ましい。負極の活物質の作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する場合、ΔＶが大きくなる傾向にあるため、閾値ΔＶｃｒｉとΔＶとを精度よく比較することができる。そのため、上述した上限電圧を変える判定の精度を高めることができる。これにより充電終了制御電圧Ｖ１から充電終了制御電圧Ｖ２への変更範囲の判定をすることが容易であり大電流充電を継続可能となり充電時間を短縮しやすい。また、高電位負極を用いることで、低温での電析が起こりにくくなる。作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する酸化物活物質としては、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等を例示することができる。作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する酸化物活物質を負極の活物質として用いることで、低温でも大電流で充電することが容易であり、充電終了時のＯＣＶの電圧減衰に明確な差が出やすく、正確に観測することが可能になる。
図５は、複数のセル２２において検出されたΔＶの分布を模式的に示す。図５は、バッテリ２０に含まれる一つのセル２２において、ΔＶｃｒｉより大きいΔＶが検出されたことを示す。上限電圧決定部２００は、ΔＶｃｒｉより大きいΔＶが検出されたセル２２が一つでも存在する場合には、充電終了制御電圧Ｖ１を超える上限電圧を決定せず、充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として用いる。これにより、セル２２の過充電劣化を抑制することができる。一方、上限電圧決定部２００は、ΔＶｃｒｉより大きいΔＶが検出されたセル２２が存在しない場合に、充電終了制御電圧Ｖ１を超える充電終了制御電圧Ｖ２を上限電圧として決定する。
充電終了制御電圧Ｖ２は、バッテリ２０と同じ型式のバッテリに使用する一つのセルを用いて、試験により取得される。例えば、バッテリ２０と同じ型式のバッテリに使用する一つのセルを作製し、初期内部抵抗を測定する。そして、充電終了制御電圧Ｖ１よりもわずかに高い上限電圧を設定して充放電を所定回数繰り返す充放電サイクル試験を行う。この試験は常温で行う。例えば、充電終了制御電圧Ｖ１が４．２Ｖの場合、上限電圧を４．２５Ｖとして２０回充放電を繰り返す充放電サイクル試験を行う。そして、充放電サイクル試験後の内部抵抗を測定し、初期内部抵抗と比較する。
セルの電池性能が悪化しない上限電圧で充放電サイクル試験を行った場合、２０サイクル程度の充放電サイクルの繰り返しでは、セルの内部抵抗は顕著な増加を示さない。そのため、内部抵抗を初期内部抵抗と比較することで、充電終了制御電圧Ｖ１よりも高い電圧を上限電圧とした場合にセルに悪影響を与えるか否かを判断することができる。
例えば、電圧上限を少しずつ増加させて上記の充放電サイクル試験を行い、充放電サイクル試験後のセルの内部抵抗が顕著に増加する上限電圧を、充電終了制御電圧Ｖ２とする。例えば充放電サイクル試験後のセルの内部抵抗が初期抵抗の既定値倍となる上限電圧を、充電終了制御電圧Ｖ２として決定する。従来の上限電圧を電圧上限として設定したときの抵抗増加率が初期抵抗と比較して３倍に変化する場合はこの既定値として、３〜６程度の値を適用してよい。
図６は、記憶部２８０が記憶する許可電流マップの一例をテーブル形式で示す。許可電流マップは、ＳＯＣ及び温度の組み合わせを充電許可電流に対応づける。充電許可電流とは、バッテリ２０を急速充電する場合に適用される充電電流である。急速充電可能なＳＯＣ範囲として、ＳＯＣの範囲は１０％から９０％の範囲とする。許可電流マップに記憶される充電許可電流は、例えば、２Ｃから８Ｃの範囲内の比較的に高い電流値であってよい。
許可電流決定部２５０は、許可電流マップを参照して、セル２２のＳＯＣ及び温度の組み合わせに対応づけられた充電許可電流Ｉを特定する。許可電流決定部２５０は、セル２２のそれぞれについて、充電許可電流Ｉを特定する。許可電流決定部２５０は、例えば、温度センサ２４によって検出された温度の最大値を、セル２２の温度として適用してよい。許可電流決定部２５０は、セル２２のそれぞれについて特定した充電許可電流Ｉのうちの最小値を、バッテリ２０の充電許可電流として適用してよい。制御部３００は、許可電流決定部２５０により決定された充電許可電流でバッテリ２０が定電流充電されるように、コンバータ８０を制御する。
これにより、制御部３００は、バッテリＥＣＵ３０から供給される比較的に高い上限許可電流に従って定電流充電を行わせる。また、制御部３００は、バッテリＥＣＵ３０から供給される上限電圧に到達するとバッテリ２０の充電を停止させる。また、制御部３００は、バッテリＥＣＵ３０から供給される上限電圧に到達していない場合において、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊに到達すると、定電圧充電を行ってバッテリ２０の充電を停止させる。この制御により、ＳＯＣが１００％を超えて過充電されることを抑制することができる。
以上に説明したように、制御部３００は、セル２２における内部状態のばらつきが閾値より小さい場合には、充電終了制御電圧Ｖ１を超える上限電圧を設定して、２Ｃから８Ｃの比較的に高いレートで急速充電を行う。これにより、セル２２の過充電劣化を抑制しつつ、充電時間を短縮することができる。
図７は、充電時におけるバッテリＥＣＵ３０の処理を示すフローチャートである。バッテリＥＣＵ３０は、本フローチャートに示す処理を、予め定められた時間間隔毎に実行する。本フローチャートの処理を繰り返す時間間隔として、例えば１秒から１０秒等の時間を適用できる。
Ｓ７０２において、取得部２１０は、バッテリ２０の状態を示す情報として、セル２２のセル電圧、充電電流及び温度を取得する。Ｓ７０４において、ＳＯＣ算出部２３０は、取得した情報に基づいて、セル２２の内部抵抗及びＳＯＣを算出する。Ｓ７０６において、許可電流決定部２５０は、充電許可電流を決定する。決定した充電許可電流は、充電ＥＣＵ４０に送信される。
Ｓ７０８において、ＳＯＣが下限値以上であり、かつ、ＳＯＣｏｂｊ未満であるか否かを判断する。例えば、上限電圧決定部２００は、セル２２のＳＯＣが下限値以上であり、かつ、ＳＯＣｏｂｊ未満であるか否かを判断する。具体的には、上限電圧決定部２００は、全てのセル２２のＳＯＣが下限値以上であり、かつ、ＳＯＣｏｂｊ未満であるか否かを判断する。いずれかのセル２２のＳＯＣが下限値未満である、又は、ＳＯＣｏｂｊ以上である場合、Ｓ７２２において、上限電圧決定部２００は充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として決定する。ＳＯＣの下限値としては、図６に示す許可電流マップに定められるＳＯＣの最小値を適用してよい。なお、バッテリＥＣＵ３０は、ＳＯＣｏｂｊを示す情報を、充電開始時に充電ＥＣＵ４０から取得する。
ＳＯＣが下限値以上であり、かつ、ＳＯＣｏｂｊ未満である場合、Ｓ７１０において、上限電圧決定部２００は、温度センサ２４により検出された温度が予め定められた範囲内であるか否かを判断する。例えば、バッテリ２０は、温度センサ２４により検出された全ての温度が下限値以上であり、かつ、上限値以下の場合に、温度が範囲内であると判断する。温度センサ２４により検出された温度が範囲内にない場合、Ｓ７２２において、上限電圧決定部２００は充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として決定する。温度の下限値としては、図６に示す許可電流マップに定められる温度の最低値を適用してよく、温度の上限値としては、図６に示す許可電流マップに定められる温度の最高値を適用してよい。
温度センサ２４により検出された温度が範囲内にある場合、記憶部２８０に記憶されているΔＶｍａｘを読み出し（Ｓ７１２）、ΔＶｍａｘがΔＶｃｒｉ未満であるか否かを判断する（Ｓ７１４）。記憶部２８０に記憶されているΔＶｍａｘは、前回の充電後に測定されたセル２２のΔＶのうちの最大値である。ΔＶｍａｘがΔＶｃｒｉ未満である場合、Ｓ７１６において、上限電圧決定部２００は、上限電圧として充電終了制御電圧Ｖ２を設定する。ΔＶｍａｘがΔＶｃｒｉ以上である場合、Ｓ７２２において、上限電圧決定部２００は充電終了制御電圧Ｖ１を上限電圧として決定する。
図８は、充電時における充電ＥＣＵ４０の処理を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、車両ＥＣＵ５０から充電許可情報とＳＯＣの要求値を示す情報が供給された場合に、開始される。
Ｓ８０２において、制御部３００は、車両ＥＣＵ５０から取得したＳＯＣの要求値に基づいて、ＳＯＣｏｂｊを決定する。ＳＯＣｏｂｊは、定電流充電により充電する目標値となるＳＯＣである。
Ｓ８０４において、取得部３１０がバッテリＥＣＵ３０から充電許可電流を取得し、制御部３００は、取得した充電許可電流に基づいて充電電流を設定する。制御部３００は、充電装置８から供給可能な電流の上限値を超えない範囲で、充電電流を設定する。制御部３００は、充電許可電流が充電装置８から供給可能な電流の上限値を超えない場合、充電許可電流を充電電流として設定する。充電許可電流が充電装置８から供給可能な電流の上限値を超える場合、充電装置８から供給可能な電流の上限値を充電電流として設定する。
Ｓ８０６において、取得部３１０は、バッテリＥＣＵ３０から上限電圧を取得する。上限電圧は、充電終了制御電圧Ｖ１、又は、充電終了制御電圧Ｖ１より高い充電終了制御電圧Ｖ２である。Ｓ８１０において、制御部３００は、セル電圧が上限電圧を超えているか否かを判断する。制御部３００は、複数のセル２２のうちの少なくとも一つのセル２２のセル電圧が上限電圧を超えている場合に、セル電圧が上限電圧を超えていると判断する。セル電圧が上限電圧を超えていると判断した場合、Ｓ８１６に処理を移行する。Ｓ８１６以降の処理については後述する。セル電圧が上限電圧を超えていない場合、制御部３００は、Ｓ８１２において、Ｓ８０４で設定した充電電流で定電流充電を行わせる。
制御部３００は、取得部３１０がバッテリＥＣＵ３０からセル２２のＳＯＣを取得すると、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊ以上であるか否かを判断する。制御部３００は、複数のセル２２のうちの少なくとも一つのセル２２のＳＯＣがＳＯＣｏｂｊを超えている場合に、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊ以上であると判断する。ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊ以上でない場合はＳ８０４に処理を移行する。
Ｓ８１４において、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊ以上であると判断した場合、Ｓ８１６において、制御部３００はバッテリ２０の充電を定電流充電から定電圧充電に切り換える。例えば、制御部３００は、ＳＯＣがＳＯＣｏｂｊ以上となった時点での電圧による定電圧充電を、予め定められた時間継続させる。
定電圧充電を開始して予め定められた時間が経過すると、Ｓ８１８において、制御部３００は充電を停止させる。なお、制御部３００は、定電圧充電の充電電流が予め定められた電流未満になった場合に、定電圧充電を停止してもよい。例えば、充電電流が１．５Ａ以下になった場合に定電圧充電を停止してもよい。定電圧充電を停止することにより、バッテリ２０の充電が終了する。
バッテリ２０の充電を停止すると、制御部３００は、Ｓ８２０において、バッテリＥＣＵ３０にセル２２のＯＣＶを測定させ（Ｓ８２０）、ΔＶｍａｘを記憶させる（Ｓ８２２）。具体的には、制御部３００は、バッテリ２０の充電を停止すると、バッテリ２０を開回路状態にし、充電終了時のセル２２のＯＣＶと充電終了時から３０分後のセル２２のＯＣＶを取得し、ΔＶを算出し、ΔＶの最大値ΔＶｍａｘを算出し、ΔＶｍａｘをバッテリＥＣＵ３０に供給して、記憶させる。続いて、Ｓ８２４において、制御部３００は、バッテリＥＣＵ３０を停止させる。
以上に説明したように、充電システム５によれば、セル２２の内部状態のばらつきに応じた定電流充電の充電条件を設定することで、定電圧充電の時間を削減し、高レートでの定電流充電が充電時間に占める割合を増加させることができる。そのため、セル２２の過充電を防止しながら、高レートの定電流充電の時間割合を増加させることができる。これにより、バッテリ２０の充放電サイクル寿命特性を大きく損なわずに充電時間を短縮することができる。したがって、バッテリ２０の耐久性を維持しつつ、比較的に短時間でより多くのエネルギーをバッテリ２０に蓄積させることができる。
例えば、充電システム５とは異なり、サイクル特性の低下を防止するために充電終止電圧より低い範囲に目標電圧を複数設定し、高電圧範囲においては充電電流を小さくして、過充電を防止するために最終ステップで定電圧充電を用いる充電方式を採用した場合、比較的小さな充電電流で充電する期間が長くなる。また、ＳＯＣが高い状態で充電を行う時間が長くなってしまう。
また、バッテリ容量が大きくなると、セルの放熱速度がバッテリ内の位置によって異なり得るため、特に急速充電によるジュール発熱により、バッテリ内又は組電池内の温度の違いが大きくなり、セルの内部抵抗等のばらつきが発生しやすくなる。個別セルを監視することで充電を制御すると、特定のセルのＳＯＣや温度で充電量が制限される場合があり、結果としてバッテリ全体の充電に要する時間が長くなってしまう。特に、急速充電は電流値が大きく、内部抵抗や温度のばらつきの制限を受け易くなるため、大容量バッテリを効率的に急速充電することが容易ではない。
これに対し、充電システム５によれば、急速充電可能なＳＯＣ範囲内において２Ｃから８Ｃ程度の高レートの定電流充電を行う場合に、充電終了制御電圧Ｖ１より高く、かつ、セル２２の性能劣化を抑制できる程度の充電終了制御電圧Ｖ２にセル電圧が到達することを許可する。そして、充電終了制御電圧Ｖ２での定電流充電による急速充電を、予め定められた条件を満たす場合にのみ許可する。具体的には、ＳＯＣが規定の範囲内にあり、バッテリ２０における温度が規定の範囲内にあり、かつ、セル２２内における充電状態のばらつきが小さい場合に、充電終了制御電圧Ｖ２での定電流充電による急速充電を許可する。これにより、大容量バッテリを比較的短い時間で充電しつつ、セルの過充電劣化を抑制することができる。
図９は、バッテリＥＣＵ３０及び充電ＥＣＵ４０として機能するコンピュータ１０００の一例を概略的に示す。本実施形態に係るコンピュータ１０００は、ホストコントローラ１０９２により相互に接続されるＣＰＵ１０１０、ＲＡＭ１０３０、及びグラフィックコントローラ１０８５を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ１０９４によりホストコントローラ１０９２に接続されるＲＯＭ１０２０、通信Ｉ／Ｆ１０４０、ハードディスクドライブ１０５０、及び入出力チップ１０８０を有する入出力部を備える。
ＣＰＵ１０１０は、ＲＯＭ１０２０及びＲＡＭ１０３０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィックコントローラ１０８５は、ＣＰＵ１０１０などがＲＡＭ１０３０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、ディスプレイ上に表示させる。これに代えて、グラフィックコントローラ１０８５は、ＣＰＵ１０１０などが生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
通信Ｉ／Ｆ１０４０は、有線又は無線によりネットワークを介して他の装置と通信する。また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、通信を行うハードウエアとして機能する。ハードディスクドライブ１０５０は、ＣＰＵ１０１０が使用するプログラム及びデータを格納する。
ＲＯＭ１０２０は、コンピュータ１０００が起動時に実行するブート・プログラム及びコンピュータ１０００のハードウエアに依存するプログラムなどを格納する。入出力チップ１０８０は、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポートなどを介して各種の入出力装置を入出力コントローラ１０９４へと接続する。
ＲＡＭ１０３０を介してハードディスクドライブ１０５０に提供されるプログラムは、ＩＣカードなどの記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ１０３０を介してハードディスクドライブ１０５０にインストールされ、ＣＰＵ１０１０において実行される。
コンピュータ１０００にインストールされ、コンピュータ１０００をバッテリＥＣＵ３０として機能させるプログラムは、ＣＰＵ１０１０などに働きかけて、コンピュータ１０００を、上限電圧決定部２００、取得部２１０、ばらつき算出部２２０、ＳＯＣ算出部２３０、内部抵抗算出部２４０、許可電流決定部２５０、記憶部２８０を含むバッテリＥＣＵ３０の各部としてそれぞれ機能させてよい。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１０００に読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段であるとして機能させる。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１０００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有のバッテリＥＣＵ３０が構築される。
同様に、コンピュータ１０００にインストールされ、コンピュータ１０００を充電ＥＣＵ４０として機能させるプログラムは、ＣＰＵ１０１０などに働きかけて、コンピュータ１０００を、取得部３１０、制御部３００、記憶部３８０を含むバッテリＥＣＵ３０の各部としてそれぞれ機能させてよい。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１０００に読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウエア資源とが協働した具体的手段であるとして機能させる。これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１０００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有のバッテリＥＣＵ３０が構築される。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
５ 充電システム
８ 充電装置
９ 充電コネクタ
１０ 車両
１２ 駆動輪
１４ モータユニット
１８ 受電部
２０ バッテリ
２１ 組電池
２２ セル
２４ 温度センサ
２６ 電流センサ
３０ バッテリＥＣＵ
３２ 処理部
４０ 充電ＥＣＵ
４２ 処理部
５０ 車両ＥＣＵ
７０ ＰＣＵ
８０ コンバータ
２００ 上限電圧決定部
２１０ 取得部
２２０ 算出部
２３０ ＳＯＣ算出部
２４０ 内部抵抗算出部
２５０ 許可電流決定部
２８０ 記憶部
３００ 制御部
３１０ 取得部
３８０ 記憶部
１０００ コンピュータ
１０１０ ＣＰＵ
１０２０ ＲＯＭ
１０３０ ＲＡＭ
１０４０ 通信Ｉ／Ｆ
１０５０ ハードディスクドライブ
１０８０ 入出力チップ
１０８５ グラフィックコントローラ
１０９２ ホストコントローラ
１０９４ 入出力コントローラ

Claims (10)

  1. バッテリが有する１以上のセルのセル内における内部状態のばらつきを示す情報を取得するばらつき取得部と、
    前記内部状態のばらつきが、セル内における内部状態のばらつきの許容限度を表す閾値未満である場合に、過充電を防止するために定められている第１の充電終了制御電圧をセル電圧が超えることを許可して、前記バッテリを充電させる制御部と
    を備え、
    前記セル内における内部状態のばらつきを示す情報は、前記セル内における充電状態のばらつきを示し、
    前記第１の充電終了制御電圧は、過充電を防止するために定められている閉回路電圧であり、
    前記取得部は、前記バッテリの充電終了後における前記セルの開回路電圧の時間変化量を、前記内部状態のばらつきを示す情報として取得し、
    前記制御部は、前記時間変化量の大きさが、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、閉回路電圧である前記セル電圧が前記第１の充電終了制御電圧を超えることを許可する
    充電制御装置。
  2. 前記制御部は、
    前記時間変化量の大きさが前記予め定められた時間変化量の閾値以上である場合に、少なくとも閉回路電圧である前記セル電圧が前記第１の充電終了制御電圧に到達した場合に前記バッテリの充電を停止させ、
    前記時間変化量の大きさが前記予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、前記第１の充電終了制御電圧より高い第２の充電終了制御電圧を設定し、閉回路電圧である前記セル電圧が前記第２の充電終了制御電圧に到達することを許可して、前記バッテリを充電させる
    請求項１に記載の充電制御装置。
  3. 前記バッテリは複数のセルを有し、
    前記取得部は、前記バッテリの充電終了後における前記複数のセルのそれぞれの開回路電圧の時間変化量を取得し、
    前記制御部は、前記複数のセルの開回路電圧の時間変化量の最大値が、前記予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、前記複数のセルの閉回路電圧であるセル電圧が前記第１の充電終了制御電圧を超えることを許可する
    請求項１又は２に記載の充電制御装置。
  4. 前記時間変化量は、前記バッテリの充電終了時の前記セルの開回路電圧と、前記バッテリの充電終了時から予め定められた時間が経過したときの前記セルの開回路電圧との差に基づいて算出される
    請求項１から３のいずれか一項に記載の充電制御装置。
  5. 前記セルの負極の活物質は、作動電位が黒鉛系材料と比べて貴な電位を有する酸化物活物質である
    請求項１から４のいずれか一項に記載の充電制御装置。
  6. セルのＳＯＣ及びの温度に対応づけて、前記バッテリの充電電流の設定値を記憶する記憶部
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記セルのＳＯＣ及び前記バッテリの温度に対応づけて前記記憶部に記憶されている前記設定値の充電電流を前記バッテリに供給して、前記バッテリを充電させる
    請求項１から５のいずれか一項に記載の充電制御装置。
  7. 前記制御部は、前記時間変化量の大きさが前記予め定められた時間変化量の閾値未満であり、かつ、前記セルのＳＯＣが規定の範囲内にある場合に、閉回路電圧である前記セル電圧が前記第１の充電終了制御電圧を超えることを許可して、前記バッテリを充電させる
    請求項１から６のいずれか一項に記載の充電制御装置。
  8. 前記制御部は、前記時間変化量の大きさが前記予め定められた時間変化量の閾値未満であり、前記セルのＳＯＣが規定の範囲内にあり、かつ、前記バッテリの温度が規定の範囲内にある場合に、閉回路電圧である前記セル電圧が前記第１の充電終了制御電圧を超えることを許可して、前記バッテリを充電させる
    請求項１から７のいずれか一項に記載の充電制御装置。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の充電制御装置を備える輸送機器。
  10. コンピュータを、
    バッテリが有する１以上のセルのセル内における内部状態のばらつきを示す情報を取得するばらつき取得部、
    前記内部状態のばらつきが、セル内における内部状態のばらつきの許可限度を表す閾値未満である場合に、過充電を防止するために定められている充電終了制御電圧を閉回路電圧であるセル電圧が超えることを許可して、前記バッテリを充電させる制御部
    として機能させ、
    前記セル内における内部状態のばらつきを示す情報は、前記セル内における充電状態のばらつきを示し、
    前記充電終了制御電圧は、過充電を防止するために定められている閉回路電圧であり、
    前記取得部は、前記バッテリの充電終了後における前記セルの開回路電圧の時間変化量を、前記内部状態のばらつきを示す情報として取得し、
    前記制御部は、前記時間変化量の大きさが、予め定められた時間変化量の閾値未満である場合に、閉回路電圧である前記セル電圧が前記充電終了制御電圧を超えることを許可する
    プログラム。
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