JP7122635B2 - 電源システム、及び管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両に搭載される電源システム、及び管理装置に関する。

近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきている。これらの電動車両にはキーデバイスとして、二次電池を備える電源システムが搭載される。

電動車両において、経済性向上のため通常時に出力制限を行い、登坂時など出力が不足する場合に出力制限を緩和する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１－２０５９１４号公報

上述のように電動車両に搭載する二次電池の劣化抑制のためには、二次電池の出力を制限することが有効であるが、出力制限値が大きすぎると登坂中に停止する可能性がある。反対に、出力制限値が小さすぎると二次電池の劣化抑制効果が小さくなってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電動車両の登板時の走行性能を確保しつつ、セルの劣化を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電源システムは、電動車両に搭載される電源システムであって、複数のセルが接続された蓄電部と、前記複数のセルの各電圧を測定する電圧測定部と、前記複数のセルに流れる電流を測定する電流測定部と、前記複数のセルの温度を測定する温度測定部と、前記電圧測定部により測定される各セルの電圧、前記電流測定部により測定される電流、及び前記温度測定部により測定される温度をもとに、セル劣化を抑制するために推奨される電流／電力の上限を規定する出力制限値を決定し、決定した出力制限値を前記電動車両内の上位の制御部に通知する前記蓄電部の制御部と、を備える。前記蓄電部の制御部は、前記上位の制御部から、前記電動車両の速度情報、傾き情報、及び位置情報と、前記電動車両が走行中の道路情報を取得可能であり、前記蓄電部の制御部は、前記電動車両が坂を登るとき、前記セルの劣化量を許容量の範囲に抑えつつ、設定された最低速度を下回らずに前記坂を登るために必要な前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値を算出し、算出した電流値／電力値が前記出力制限値より大きい場合、前記出力制限値を前記算出した電流値／電力値に置き換える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電動車両の登板時の走行性能を確保しつつ、セルの劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る電動車両の概略構成を示す図である。 図１に示した電動車両の電源システムの詳細な構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る電動車両における出力制限に関する処理の流れを示すフローチャートである。 図３のステップＳ１７のサブルーチンの第１例を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１７のサブルーチンの第２例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動車両１の概略構成を示す図である。図１に示す電動車両１は、一対の前輪２ｆ、一対の後輪２ｒ、動力源としてのモータ５を備える後輪駆動（２ＷＤ）の電気自動車（ＥＶ）である。一対の前輪２ｆは前輪軸３ｆで連結され、一対の後輪２ｒは後輪軸３ｒで連結される。変速機４は、モータ５の回転を所定の変換比で後輪軸３ｒに伝達する。

車両制御部２０は電動車両１全体を制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、例えば、統合型のＶＣＭ（Vehicle control module）で構成されていてもよい。車両制御部２０には、電動車両１内の各種センサから電動車両１の状態を示す各種の検出情報が入力される。各種センサとして図１では、車速センサ３１、ＧＰＳセンサ３２及びジャイロセンサ３３を備えている。

車速センサ３１は、前輪軸３ｆ／後輪軸３ｒの回転数に比例したパルス信号を発生させ、発生させたパルス信号を車両制御部２０に送信する。車両制御部２０は、車速センサ３１から受信したパルス信号をもとに電動車両１の速度を検出する。

ＧＰＳセンサ３２は、電動車両１の位置情報を検出し、検出した位置情報を車両制御部２０に送信する。ＧＰＳセンサ３２は具体的には、複数のＧＰＳ衛星から、それぞれの発信時刻を含む電波をそれぞれ受信し、受信した複数の電波にそれぞれ含まれる複数の発信時刻をもとに受信地点の緯度経度を算出する。

ジャイロセンサ３３は、電動車両１の角速度を検出し、検出した角速度を車両制御部２０に送信する。車両制御部２０は、ジャイロセンサ３３から受信した角速度を積分して、電動車両１の傾斜角を検出することができる。

無線通信部３４は、インターネット上の各種サーバ、路側機、他の車両などと無線通信を行う。無線通信網として、例えば、携帯電話網（セルラー網）、無線ＬＡＮ、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、Ｖ２Ｉ（Vehicle-to-Infrastructure）、Ｖ２Ｖ（Vehicle-to-Vehicle）を使用することができる。

本実施の形態では車両制御部２０は、無線通信部３４を介して、インターネット上の道路情報を保持するサーバにアクセスして、電動車両１が走行中の道路情報を取得する。例えば日本では、一般財団法人日本デジタル道路地図協会が提供しているデジタル道路地図データベースを利用することができる。

なお、電動車両１内のカーナビゲーションシステム（不図示）内の記録媒体に、デジタル道路地図データが保存されている場合、車両制御部２０は当該カーナビゲーションシステムから道路情報を取得してもよい。

図２は、図１に示した電動車両１の電源システム１０の詳細な構成を説明するための図である。電源システム１０は、リレーＲＹ１及びインバータ６を介してモータ５に接続される。インバータ６は力行時、電源システム１０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５に供給する。回生時、モータ５から供給される交流電力を直流電力に変換して電源システム１０に供給する。モータ５は三相交流モータであり、力行時、インバータ６から供給される交流電力に応じて回転する。回生時、減速による回転エネルギーを交流電力に変換してインバータ６に供給する。

リレーＲＹ１は、電源システム１０とインバータ６を繋ぐ配線間に挿入されるコンタクタである。車両制御部２０は、走行時、リレーＲＹ１をオン状態（閉状態）に制御し、電源システム１０と電動車両１の動力系を電気的に接続する。車両制御部２０は非走行時、原則としてリレーＲＹ１をオフ状態（開状態）に制御し、電源システム１０と電動車両１の動力系を電気的に遮断する。なおリレーの代わりに、半導体スイッチなどの他の種類のスイッチを用いてもよい。

電源システム１０は、蓄電部１１と管理部１２を備え、蓄電部１１は、直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎを含む。より具体的には蓄電部１１は、１つ又は複数の蓄電モジュールを含む。複数の蓄電モジュールは直列／直並列接続されて構成される。各蓄電モジュールは、直列／直並列接続された複数のセルを含む。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル（公称電圧：３．６－３．７Ｖ）を使用する例を想定する。セルＥ１－Ｅｎの直列数は、モータ５の駆動電圧に応じて決定される。

複数のセルＥ１－Ｅｎと直列にシャント抵抗Ｒｓが接続される。シャント抵抗Ｒｓは電流検出素子として機能する。なおシャント抵抗Ｒｓの代わりにホール素子を用いてもよい。また蓄電部１１内に、複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を検出するための複数の温度センサＴ１、Ｔ２が設置される。温度センサは各蓄電モジュールに１つ設置されてもよいし、複数のセルごとに１つ設置されてもよい。温度センサＴ１、Ｔ２には例えば、サーミスタを使用することができる。

管理部１２は、電圧測定部１３、温度測定部１４、電流測定部１５及び制御部１６を備える。直列接続された複数のセルＥ１－Ｅｎの各ノードと、電圧測定部１３との間は複数の電圧線で接続される。電圧測定部１３は、隣接する２本の電圧線間の電圧をそれぞれ測定することにより、各セルＥ１－Ｅｎの電圧を測定する。電圧測定部１３は、測定した各セルＥ１－Ｅｎの電圧を制御部１６に送信する。

電圧測定部１３は制御部１６に対して高圧であるため、電圧測定部１３と制御部１６間は絶縁された状態で、通信線で接続される。電圧測定部１３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）または汎用のアナログフロントエンドＩＣで構成することができる。電圧測定部１３はマルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器を含む。マルチプレクサは、隣接する２本の電圧線間の電圧を上から順番にＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、マルチプレクサから入力されるアナログ電圧をデジタル値に変換する。

温度測定部１４は分圧抵抗およびＡ／Ｄ変換器を含む。Ａ／Ｄ変換器は、複数の温度センサＴ１、Ｔ２と複数の分圧抵抗によりそれぞれ分圧された複数のアナログ電圧を順次、デジタル値に変換して制御部１６に出力する。制御部１６は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの温度を推定する。例えば制御部１６は、各セルＥ１－Ｅｎの温度を、各セルＥ１－Ｅｎに最も隣接する温度センサで測定された値をもとに推定する。

電流測定部１５は差動アンプ及びＡ／Ｄ変換器を含む。差動アンプはシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を増幅してＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、差動アンプから入力される電圧をデジタル値に変換して制御部１６に出力する。制御部１６は当該デジタル値をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎに流れる電流を推定する。

なお制御部１６内にＡ／Ｄ変換器が搭載されており、制御部１６にアナログ入力ポートが設置されている場合、温度測定部１４及び電流測定部１５はアナログ電圧を制御部１６に出力し、制御部１６内のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換してもよい。

制御部１６は、電圧測定部１３、温度測定部１４及び電流測定部１５により測定された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流をもとに複数のセルＥ１－Ｅｎの状態を管理する。制御部１６と車両制御部２０間は、車載ネットワークにより接続される。車載ネットワークとして例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）を使用することができる。

制御部１６はマイクロコンピュータ及び不揮発メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ）により構成することができる。不揮発メモリ内に、ＳＯＣ(State Of Charge)－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）マップ１６ａ及びＳＯＣ・温度マップ１６ｂが保持される。ＳＯＣ－ＯＣＶマップ１６ａには、複数のセルＥ１－ＥｎのＳＯＣ－ＯＣＶカーブの特性データが記述されている。

制御部１６は、複数のセルＥ１－ＥｎのそれぞれのＳＯＣ及びＳＯＨ(State Of Health）を推定する。制御部１６は、ＯＣＶ法と電流積算法を組み合わせて、ＳＯＣを推定する。ＯＣＶ法は、電圧測定部１３により測定される各セルＥ１－ＥｎのＯＣＶと、ＳＯＣ－ＯＣＶマップ１６ａに記述されるＳＯＣ－ＯＣＶカーブの特性データをもとにＳＯＣを推定する方法である。電流積算法は、各セルＥ１－Ｅｎの充放電開始時のＯＣＶと、電流測定部１５により測定される電流の積算値をもとにＳＯＣを推定する方法である。電流積算法は、充放電時間が長くなるにつれて、電流測定部１５の測定誤差が累積していく。従って、ＯＣＶ法により推定されたＳＯＣを用いて、電流積算法により推定されたＳＯＣを補正する必要がある。

ＳＯＨは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど（０％に近いほど）劣化が進行していることを示す。ＳＯＨは、完全充放電による容量測定により求めてもよいし、保存劣化とサイクル劣化を合算することにより求めてもよい。保存劣化はＳＯＣ、温度、及び保存劣化速度をもとに推定することができる。サイクル劣化は、使用するＳＯＣ範囲、温度、電流レート、及びサイクル劣化速度をもとに推定することができる。保存劣化速度およびサイクル劣化速度は、予め実験やシミュレーションにより導出することができる。ＳＯＣ、温度、ＳＯＣ範囲、及び電流レートは測定により求めることができる。

またＳＯＨは、セルの内部抵抗との相関関係をもとに推定することもできる。内部抵抗は、セルに所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流値で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、ＳＯＨが低下するほど増加する関係にある。

ＳＯＣ・温度マップ１６ｂは、セルのＳＯＣ及び温度と、出力制限値との関係を規定したマップである。出力制限値は、セルの劣化を抑制するために推奨される電流／電力（電流または電力）の上限値を規定した値である。電池メーカは、事前に数値シミュレーションや実験をもとに、セルのＳＯＣ及び温度の種々の組み合わせごとに、推奨される出力制限値を決定し、それらの関係をマップ化する。推奨される出力制限値は例えば、平均的なセルの寿命曲線より劣化の進行が早くなることを回避するための電流値／電力値（電流値または電力値）に設定される。推奨される出力制限値は、充電と放電のそれぞれについて別々に設けられる。電池メーカにより生成されたＳＯＣ・温度マップ１６ｂは、制御部１６内の不揮発メモリに登録される。

なお、セルのＳＯＣ及び温度と、推奨される出力制限値との関係は関数化されて定義されてもよい。その場合も、導出された関数が制御部１６内の不揮発メモリに登録される。

なお、ＳＯＣ・温度マップ１６ｂは、セルのＳＯＣ、温度及びＳＯＨと、出力制限値との関係を規定したマップであってもよい。電池メーカは、事前に数値シミュレーションや実験をもとに、セルのＳＯＣ、温度及びＳＯＨの種々の組み合わせごとに、推奨される出力制限値を決定し、それらの関係をマップ化する。なおＳＯＨの代わりに内部抵抗を用いてもよい。

制御部１６は、複数のセルＥ１－Ｅｎの状態を、車載ネットワークを介して車両制御部２０に通知する。例えば制御部１６は、複数のセルＥ１－Ｅｎの各ＳＯＣを合算して蓄電部１１全体のＳＯＣを算出し、算出した蓄電部１１全体のＳＯＣを車両制御部２０に通知する。また制御部１６は、蓄電部１１に印加されている電圧、及び蓄電部１１に流れている電流をリアルタイムに車両制御部２０に通知する。また車両制御部２０は、上述の出力制限値を車両制御部２０に通知する。

車両制御部２０は、電源システム１０の制御部１６から受信した出力制限値をインバータ６に設定する。インバータ６は、設定された出力制限値の範囲内で出力電流／出力電力（出力電流または出力電力）を制御する。すなわち、蓄電部１１からの放電電流／放電電力（放電電流または放電電力）を制御する。

図３は、本発明の実施の形態に係る電動車両１における出力制限に関する処理の流れを示すフローチャートである。電動車両１の電源がオン（エンジン車両のイグニッションオンに相当する）されると（ステップＳ１０のＯＮ）、制御部１６は、電圧測定部１３、温度測定部１４及び電流測定部１５により測定された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流を取得する（Ｓ１１）。制御部１６は、取得した電圧、電流をもとに複数のセルＥ１－ＥｎのＳＯＣを推定する（Ｓ１２）。制御部１６は、推定した各セルのＳＯＣと、各セルの温度をもとにＳＯＣ・温度マップ１６ｂを参照して、各セルの推奨される出力制限値Ａを決定する（Ｓ１３）。制御部１６は、決定した各セルの推奨される出力制限値Ａのうち、最も小さい出力制限値Ａを選択し、選択した出力制限値Ａを車両制御部２０に通知する（Ｓ１４）。この出力制限値Ａは、通常走行用の出力制限値である。

制御部１６は、車両制御部２０を介して電動車両１の状態情報を取得する。具体的には制御部１６は、電動車両１の速度情報、位置情報、及び傾斜情報を状態情報として取得する。また制御部１６は、電動車両１が走行中の道路情報を取得する（Ｓ１５）。走行中の道路情報には、道路の種別情報、道路の最低速度情報、道路の位置情報、道路の標高情報などが含まれる。

制御部１６は電動車両１が登板中であるか否か判定する（Ｓ１６）。例えば制御部１６は、車両制御部２０から取得した電動車両１の傾斜角度が設定角度を超えると、登板中と判定する。また制御部１６は、取得した走行中の道路の標高推移をもとに坂の位置を特定し、取得した電動車両１の位置情報と照合することにより、登板中であるか否か判定してもよい。後者の場合、坂の入口の直前から登板中モードに移行することができる。登板中の場合（Ｓ１６のＹ）、制御部１６は、登板走行用の出力制限値Ｂを算出する（Ｓ１７）。

図４は、図３のステップＳ１７のサブルーチンの第１例を示すフローチャートである。制御部１６は、取得した道路情報をもとに、電動車両１が走行中の道路の最低速度を特定する（Ｓ１７１）。走行中の道路が高速道路の場合、最低速度が法定されている。日本では原則として５０ｋｍ／ｈである。また走行中の道路が高速道路でない場合であっても、区間によっては法令により最低速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）が指定されている場合がある。法令により走行中の道路の最低速度が指定されている場合、制御部１６は当該最低速度を使用する。法令により最低速度が指定されていない場合、制御部１６は、メーカにより予め設定された速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）を最低速度として使用する。

制御部１６は、取得した道路情報をもとに坂の標高推移を特定する（Ｓ１７２）。制御部１６は、現在位置から坂の頂上までの傾斜角および距離をもとに、頂上到達時の速度が最低速度になるように出力制限値Ｂを算出する（Ｓ１７３ａ）。

例えば制御部１６は、坂の標高推移から、現在位置から坂の頂上までの傾斜角として、坂の平均傾斜角／平均勾配を算出する。制御部１６は、頂上到達時の目標速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）と、坂の平均傾斜角／平均勾配と現在位置から坂の頂上までの距離をパラメータとする電動車両１の減速関数から、最低速度を下回らずに坂を登るために必要な現在位置の速度を逆算する。この逆算した現在位置の速度は、運転者がアクセル開度を一定にした状態で電動車両１が坂を登った場合に、坂の頂上で電動車両１の速度が最低速度に到達する速度である。制御部１６は、逆算した現在位置の必要速度に対応するインバータ６の出力電流／出力電力を出力制限値Ｂに設定する。

制御部１６は、電圧測定部１３、温度測定部１４及び電流測定部１５により測定された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流を取得する（Ｓ１７４）。制御部１６は、取得した電圧、温度、電流をもとに電動車両１が坂を登る期間のセルの劣化量を推定する（Ｓ１７５）。

制御部１６は、推定したセルの劣化量と、セル劣化の許容量を比較する（Ｓ１７６）。当該許容量は電池メーカにより予め設定される。具体的には、１回の登板により許容できる最大劣化量に設定され、当該最大劣化量は、電池の型式や電池メーカの設計思想に基づき設定される。

推定したセルの劣化量が許容量より小さい場合（Ｓ１７６のＹ）、制御部１６は出力制限値Ｂに、所定の増分値αを加算する（Ｓ１７７）。増分値は、固定値であってもよいし、出力制限値Ｂに応じた変動値であってもよい。例えば、出力制限値Ｂに定率（例えば、１％）を掛けた値を増分値としてもよい。ステップＳ１７５に戻る。制御部１６は、電動車両１の現在位置の必要速度または前回の出力制限値Ｂに対応する速度を、新たな出力制限値Ｂに対応する速度に置き換えて、電動車両１が坂を登る期間のセルの劣化量を再度推定する（Ｓ１７５）。前回の推定時より電流レートが増加するため、セルの劣化量は増加する。

ステップＳ１７６において、推定したセルの劣化量が許容量以上の場合（Ｓ１７６のＮ）、制御部１６は出力制限値Ｂに増分値αを加算した履歴が存在するか否か判定する（Ｓ１７８）。加算した履歴が存在する場合（Ｓ１７８のＹ）、制御部１６は出力制限値Ｂから、前回加算した増分値αを減算する（Ｓ１７９）。加算した履歴が存在しない場合（Ｓ１７８のＮ）、ステップＳ１７９の処理をスキップする。図４に示すサブルーチンを終了する。

図５は、図３のステップＳ１７のサブルーチンの第２例を示すフローチャートである。制御部１６は、取得した道路情報をもとに、電動車両１が走行中の道路の最低速度を特定する（Ｓ１７１）。制御部１６は、取得した道路情報をもとに坂の標高推移を特定する（Ｓ１７２）。制御部１６は、坂の最大勾配地点を通過するときの速度が最低速度となる出力制限値Ｂを算出する（Ｓ１７３ｂ）。なお、アクセル開度は一定であることを前提とする。例えば、勾配および速度と、インバータ６の出力電流／出力電力との関係を記述したマップを予め用意し、坂の最大勾配と最低速度の組み合わせに対応するインバータ６の出力電流／出力電力を導出する。制御部１６は、導出したインバータ６の出力電流／出力電力を出力制限値Ｂに設定する。

制御部１６は、電圧測定部１３、温度測定部１４及び電流測定部１５により測定された複数のセルＥ１－Ｅｎの電圧、温度、及び電流を取得する（Ｓ１７４）。制御部１６は、取得した電圧、温度、電流をもとに電動車両１が坂を登る期間のセルの劣化量を推定する（Ｓ１７５）。制御部１６は、推定したセルの劣化量と、セル劣化の許容量を比較する（Ｓ１７６）。

推定したセルの劣化量が許容量より小さい場合（Ｓ１７６のＹ）、制御部１６は出力制限値Ｂに、所定の増分値αを加算する（Ｓ１７７）。ステップＳ１７５に戻る。制御部１６は、電動車両１の上記最低速度または前回の出力制限値Ｂに対応する速度を、新たな出力制限値Ｂに対応する速度に置き換えて、電動車両１が坂を登る期間のセルの劣化量を再度推定する（Ｓ１７５）。前回の推定時より電流レートが増加するため、セルの劣化量は増加する。

ステップＳ１７６において、推定したセルの劣化量が許容量以上の場合（Ｓ１７６のＮ）、制御部１６は出力制限値Ｂに増分値αを加算した履歴が存在するか否か判定する（Ｓ１７８）。加算した履歴が存在する場合（Ｓ１７８のＹ）、制御部１６は出力制限値Ｂから、前回加算した増分値αを減算する（Ｓ１７９）。加算した履歴が存在しない場合（Ｓ１７８のＮ）、ステップＳ１７９の処理をスキップする。図５に示すサブルーチンを終了する。

図３に戻る。制御部１６は、ステップＳ１７で算出した登板走行用の出力制限値Ｂと、通常走行用の出力制限値Ａを比較する（Ｓ１８）。登板走行用の出力制限値Ｂが通常走行用の出力制限値Ａより大きい場合（Ｓ１８のＹ）、制御部１６は、登板走行用の出力制限値Ｂを車両制御部２０に通知する（Ｓ１９）。登板走行用の出力制限値Ｂが通常走行用の出力制限値Ａ以下の場合（Ｓ１８のＮ）、ステップＳ１９はスキップされる。

制御部１６は、車両制御部２０から取得した電動車両１の速度と最低速度を比較する（Ｓ２０）。電動車両１の速度が最低速度を下回っている場合（Ｓ２０のＹ）、制御部１６は、出力制限の無効化を指示する信号を車両制御部２０に通知する（Ｓ２１）。ステップＳ１５に遷移し、ステップＳ１５以下の処理を繰り返す。電動車両１の速度が最低速度以上の場合（Ｓ２０のＮ）、ステップＳ２１をスキップして、ステップＳ１５に遷移する。

なおステップＳ１７の登板走行用の出力制限値Ｂの算出処理は、図５に示した第２例の場合、坂に突入する前または突入する時点で１回、実行されればよい。図４に示した第１例の場合も、坂に突入する前または突入する時点で１回、実行されればよいが、坂の途中で出力制限値Ｂを再度算出してもよい。

ステップＳ１６において、登板中でない場合（Ｓ１６のＮ）、ステップＳ１０に遷移する。電動車両１の電源がオフ（エンジン車両のイグニッションオフに相当する）された場合（ステップＳ１０のＯＦＦ）、全体処理を終了する。

以上説明したように本実施の形態によれば、電動車両１の登板時の走行性能を確保しつつ、セルの劣化を抑制することができる。図４に示した第１例、及び図５に示した第２例のいずれにおいても、電動車両１の速度が最低速度を下回らずに坂を登れるように出力制限値が設定される。即ち、最低速度を下回らずに坂を登れるように算出した出力制限値Ｂが通常走行用の出力制限値Ａより大きい場合、出力制限値Ｂに切り替える。このように登板時は出力制限を緩和することにより、電動車両１の登板時の走行性能を確保することができる。

また、環境条件の悪化（向かい風）などにより、電動車両１の登板時の速度が最低速度を下回った場合、出力制限値Ｂを解除する。これにより、電動車両１の速度回復が容易になり、追突されるリスクの増加を抑制することができる。

また、登板時のセルの劣化量が許容量の範囲内に収まるように出力制限値Ｂを決定する。これにより、電動車両１の登板時の走行性能を確保しつつ、セルの劣化を抑制することができる。また、登板時のセルの劣化量が許容量の範囲内において、出力制限値Ｂをできるだけ緩和的に設定することにより、電動車両１の登板時の走行性能をできるだけ大きく確保することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記図４、図５に示した出力制限値Ｂの算出方法は一例であり、他の算出方法を用いてもよい。例えば、図４に示した第１例において、減速関数のパラメータに、風速および／または路面の摩擦係数がさらに含まれてもよい。風速および／または路面の摩擦係数に関する情報も、無線通信部３４を介して外部から受信することができる。この場合、坂の頂上で最低速度となる現在位置の必要速度を、より精緻に逆算することができる。

また図５に示した第２例において、勾配および速度をパラメータとして含むマップが、風速および／または路面の摩擦係数を別のパラメータとしてさらに含んでいてもよい。この場合、インバータ６の出力電流／出力電力を、より精緻に導出することができる。

また上記図４、図５において、ステップＳ１７４－Ｓ１７９の処理を省略してもよい。この場合、出力制限値Ｂがより厳格な値となり、セルの劣化をより抑制することができる。なお登板中の速度がより制限されることになるが、最低速度は下回らずに坂を登ることができる。

上述した実施の形態では、電動車両１として、エンジンを搭載しない純粋な電気自動車（ＥＶ）を想定したが、ハイブリッド車（ＨＶ）又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）の場合であっても、モータ走行で坂を登る場合、本発明を適用可能である。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
電動車両（１）に搭載される電源システム（１０）であって、
複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）が接続された蓄電部（１１）と、
前記複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）の各電圧を測定する電圧測定部（１３）と、
前記複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）に流れる電流を測定する電流測定部（１５）と、
前記複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）の温度を測定する温度測定部（１４）と、
前記電圧測定部（１３）により測定される各セル（Ｅ１－Ｅｎ）の電圧、前記電流測定部（１５）により測定される電流、及び前記温度測定部（１４）により測定される温度をもとに、セル劣化を抑制するために推奨される電流／電力の上限を規定する出力制限値を決定し、決定した出力制限値を前記電動車両（１）内の上位の制御部（２０）に通知する前記蓄電部（１１）の制御部（１６）と、を備え、
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記上位の制御部（２０）から、前記電動車両（１）の速度情報、傾き情報、及び位置情報と、前記電動車両（１）が走行中の道路情報を取得可能であり、
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記電動車両（１）が坂を登るとき、前記セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化量を許容量の範囲に抑えつつ、設定された最低速度を下回らずに前記坂を登るために必要な前記蓄電部（１１）から放電すべき電流値／電力値を算出し、算出した電流値／電力値が前記出力制限値より大きい場合、前記出力制限値を前記算出した電流値／電力値に置き換えることを特徴とする電源システム（１０）。
これによれば、電動車両（１）の登板時の走行性能を確保しつつ、セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化を抑制することができる。
［項目２］
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、現在位置から前記坂の頂上までの傾斜角および距離をもとに、前記坂の頂上到達時に前記最低速度になるように、前記蓄電部（１１）から放電すべき電流値／電力値を算出することを特徴とする項目１に記載の電源システム（１０）。
これによれば、最低速度を下回らず、かつセル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化を抑制しながら、電動車両（１）が坂を登ることができる。
［項目３］
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記坂の最大勾配地点を通過するときの速度が、前記最低速度になるように、前記蓄電部（１１）から放電すべき電流値／電力値を算出することを特徴とする項目１に記載の電源システム（１０）。
これによれば、最低速度を下回らず、かつセル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化を抑制しながら、電動車両（１）が坂を登ることができる。
［項目４］
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記算出した前記蓄電部（１１）から放電すべき電流値／電力値に、前記セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化量が前記許容量の範囲内において、所定の増分値を加算することを特徴とする項目２または３に記載の電源システム（１０）。
これによれば、セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化量が許容量の範囲内において、できるだけ電動車両（１）の走行性能を確保することができる。
［項目５］
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記電動車両（１）が前記坂を登っているときにおいて、前記電動車両（１）の速度が前記最低速度を下回ったとき、出力制限を解除することを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の電源システム（１０）。
これによれば、電動車両（１）の登板時の最低限の走行性能を担保することができる。
［項目６］
電動車両（１）に搭載される電源システム（１０）に含まれる管理装置（１２）であって、
前記電源システム（１０）に含まれる蓄電部（１１）内の複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）の各電圧を測定する電圧測定部（１３）と、
前記複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）に流れる電流を測定する電流測定部（１５）と、
前記複数のセル（Ｅ１－Ｅｎ）の温度を測定する温度測定部（１４）と、
前記電圧測定部（１３）により測定される各セル（Ｅ１－Ｅｎ）の電圧、前記電流測定部（１５）により測定される電流、及び前記温度測定部（１４）により測定される温度をもとに、セル劣化を抑制するために推奨される電流／電力の上限を規定する出力制限値を決定し、決定した出力制限値を前記電動車両（１）内の上位の制御部（２０）に通知する前記蓄電部（１１）の制御部（１６）と、を備え、
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記上位の制御部（２０）から、前記電動車両（１）の速度情報、傾き情報、及び位置情報と、前記電動車両（１）が走行中の道路情報を取得可能であり、
前記蓄電部（１１）の制御部（１６）は、前記電動車両（１）が坂を登るとき、前記セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化量を許容量の範囲に抑えつつ、設定された最低速度を下回らずに前記坂を登るために必要な前記蓄電部（１１）から放電すべき電流値／電力値を算出し、算出した電流値／電力値が前記出力制限値より大きい場合、前記出力制限値を前記算出した電流値／電力値に置き換えることを特徴とする管理装置（１２）。
これによれば、電動車両（１）の登板時の走行性能を確保しつつ、セル（Ｅ１－Ｅｎ）の劣化を抑制することができる。

１ 電動車両、 ２ｆ 前輪、 ２ｒ 後輪、 ３ｆ 前輪軸、 ３ｒ 後輪軸、 ４ 変速機、 ５ モータ、 ６ インバータ、 １０ 電源システム、 １１ 蓄電部、 １２ 管理部、 １３ 電圧測定部、 １４ 温度測定部、 １５ 電流測定部、 １６ 制御部、 １６ａ ＳＯＣ－ＯＣＶマップ、 １６ｂ ＳＯＣ・温度マップ、 Ｅ１－Ｅｎ セル、 Ｒｓ シャント抵抗、 Ｔ１，Ｔ２ 温度センサ、 ２０ 車両制御部、 ３１ 車速センサ、 ３２ ＧＰＳセンサ、 ３３ ジャイロセンサ、 ３４ 無線通信部、 ＲＹ１ リレー。

Claims (6)

1. 電動車両に搭載される電源システムであって、
   複数のセルが接続された蓄電部と、
   前記複数のセルの各電圧を測定する電圧測定部と、
   前記複数のセルに流れる電流を測定する電流測定部と、
   前記複数のセルの温度を測定する温度測定部と、
   前記電圧測定部により測定される各セルの電圧、前記電流測定部により測定される電流、及び前記温度測定部により測定される温度をもとに、セル劣化を抑制するために推奨される電流／電力の上限を規定する出力制限値を決定し、決定した出力制限値を前記電動車両内の上位の制御部に通知する前記蓄電部の制御部と、を備え、
   前記蓄電部の制御部は、前記上位の制御部から、前記電動車両の速度情報、傾き情報、及び位置情報と、前記電動車両が走行中の道路情報を取得可能であり、
   前記蓄電部の制御部は、前記電動車両が坂を登るとき、前記セルの劣化量を許容量の範囲に抑えつつ、設定された最低速度を下回らずに前記坂を登るために必要な前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値を算出し、算出した電流値／電力値が前記出力制限値より大きい場合、前記出力制限値を前記算出した電流値／電力値に置き換えることを特徴とする
   電源システム。
2. 前記蓄電部の制御部は、現在位置から前記坂の頂上までの傾斜角および距離をもとに、前記坂の頂上到達時に前記最低速度になるように、前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値を算出することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記蓄電部の制御部は、前記坂の最大勾配地点を通過するときの速度が、前記最低速度になるように、前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値を算出することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
4. 前記蓄電部の制御部は、前記算出した前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値に、前記セルの劣化量が前記許容量の範囲内において、所定の増分値を加算することを特徴とする請求項２または３に記載の電源システム。
5. 前記蓄電部の制御部は、前記電動車両が前記坂を登っているときにおいて、前記電動車両の速度が前記最低速度を下回ったとき、出力制限を解除することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源システム。
6. 電動車両に搭載される電源システムに含まれる管理装置であって、
   前記電源システムに含まれる蓄電部内の複数のセルの各電圧を測定する電圧測定部と、
   前記複数のセルに流れる電流を測定する電流測定部と、
   前記複数のセルの温度を測定する温度測定部と、
   前記電圧測定部により測定される各セルの電圧、前記電流測定部により測定される電流、及び前記温度測定部により測定される温度をもとに、セル劣化を抑制するために推奨される電流／電力の上限を規定する出力制限値を決定し、決定した出力制限値を前記電動車両内の上位の制御部に通知する前記蓄電部の制御部と、を備え、
   前記蓄電部の制御部は、前記上位の制御部から、前記電動車両の速度情報、傾き情報、及び位置情報と、前記電動車両が走行中の道路情報を取得可能であり、
   前記蓄電部の制御部は、前記電動車両が坂を登るとき、前記セルの劣化量を許容量の範囲に抑えつつ、設定された最低速度を下回らずに前記坂を登るために必要な前記蓄電部から放電すべき電流値／電力値を算出し、算出した電流値／電力値が前記出力制限値より大きい場合、前記出力制限値を前記算出した電流値／電力値に置き換えることを特徴とする管理装置。

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