JP7137760B2 - Charge/discharge control method for secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池の充放電制御方法に関する。 The present invention relates to a charge/discharge control method for a secondary battery.

リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池は、既存の電池に比べて軽量かつエネルギー密度が高いことから、大容量でかつハイレートでの充放電を行う、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両の駆動用高出力電源として好ましく用いられている。車両駆動用電源として用いられる二次電池は、複数の単電池を直列および/または並列に接続した組電池の形態で用いられている。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are lightweight and have high energy density compared to existing batteries, so they have a large capacity and charge and discharge at a high rate. Electric vehicles (EV) and hybrid vehicles (HV), plug-in hybrid vehicles (PHV), etc., are preferably used as high-output power sources for driving vehicles. A secondary battery used as a power source for driving a vehicle is used in the form of an assembled battery in which a plurality of single cells are connected in series and/or in parallel.

例えばリチウムイオン二次電池は、負極電位がリチウム基準電位にまで低下すると負極表面に金属リチウムが析出し、電池性能が劣化してしまう。そのため、この種の非水電解質二次電池には、充放電履歴に基づき充放電時に負極電位が所定の電荷担体析出電位(ここではリチウム基準電位)まで低下しないように、二次電池への入力電力を調整するように制御されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a lithium ion secondary battery, when the negative electrode potential drops to the lithium reference potential, metallic lithium is deposited on the negative electrode surface, resulting in deterioration of the battery performance. Therefore, in this type of non-aqueous electrolyte secondary battery, an input voltage is applied to the secondary battery so that the negative electrode potential does not drop to a predetermined charge carrier deposition potential (here, the lithium reference potential) during charging and discharging based on the charging and discharging history. It is controlled to adjust the power (see, for example, Patent Literature 1).

国際公開第2010/005079号公報International Publication No. 2010/005079

しかしながら、本発明者らがハイブリッド自動車について特許文献1に記載の充放電制御を実際に行い、当該制御による二次電池の充放電状態を当該二次電池の特性等と併せて詳細に検討してみたところ、入力電力を過剰に制限している局面があることを知見した。換言すれば、充放電制御により二次電池の出入力を抑制しすぎ、二次電池の性能を活かしきれていない場合があった。 However, the inventors of the present invention actually performed the charge/discharge control described in Patent Document 1 for a hybrid vehicle, and examined in detail the charge/discharge state of the secondary battery under the control together with the characteristics of the secondary battery. As a result, it was found that there was a situation in which the input power was excessively limited. In other words, there have been cases where the charging/discharging control suppresses the input/output of the secondary battery too much and the performance of the secondary battery is not fully utilized.

本発明は、かかる新たな知見に基づき創出されたものであり、その目的は、二次電池の性能を発揮させつつ劣化を抑制することができる充放電制御方法を提供することである。 The present invention was created based on such new findings, and an object thereof is to provide a charge/discharge control method capable of suppressing deterioration while exhibiting the performance of a secondary battery.

ここに開示される技術は、リチウムイオン二次電池の充放電制御方法を提供する。このリチウムイオン二次電池は、正極と負極とを備えている。そしてこの制御方法は、金属リチウムが上記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第1許容充電電流と、再溶解しない金属リチウムが上記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第2許容充電電流と、の少なくとも一方に基づいて入力許可電力を決定し、上記入力許可電力以下で充放電する。 The technology disclosed herein provides a charge/discharge control method for a lithium ion secondary battery. This lithium ion secondary battery has a positive electrode and a negative electrode. In this control method, the first allowable charge current is set as the maximum current value at which metallic lithium is not deposited on the negative electrode, and is decreased according to the charge duration time and increased according to the discharge duration time. Current and a second allowable charge current set as a maximum current value at which metallic lithium that does not redissolve is deposited on the negative electrode, and is decreased according to the charge duration time and increased according to the discharge duration time. The allowable input power is determined based on at least one of the current and the charging/discharging is performed below the allowable input power.

他の側面において、ここに開示される二次電池の充放電制御装置は、金属リチウムが上記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第1許容充電電流と、再溶解しない金属リチウムが上記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第2許容充電電流と、の少なくとも一方に基づいて入力許可電力を決定し、上記入力許可電力以下で充放電する、入力許可電力調整手段を備えている。 In another aspect of the secondary battery charge/discharge control device disclosed herein, the allowable charging current is set as the maximum current value at which metallic lithium does not deposit on the negative electrode, and is reduced according to the charging duration time. , a first allowable charging current that increases according to the duration of discharge, and an allowable charging current that is set as a maximum current value at which metallic lithium that does not re-dissolve is deposited on the negative electrode, and decreases according to the duration of charging. , and a second allowable charging current that increases according to the discharge duration time.

上記の構成では、金属リチウムの析出防止のための充電電流基準として、より厳しい第1許容充電電流と、より緩和された第2許容充電電流とを用いるようにしている。これにより、例えば、
通常の電力供給時には相対的に緩和された第2許容充電電流を基準に充電電流の制御を行い、電池性能を低下させるような金属リチウムの析出が生じうる局面においてのみ相対的に厳しい第1許容充電電流を基準に充電電流の制御を行うようにしている。その結果、性能低下を引き起こす金属リチウムの析出量は抑えつつ、電池の有する本来の高出力性能が要求される場面では過度な制限を受けずに、電池性能を如何なく発揮することができる。換言すると、二次電池の性能を発揮させつつ劣化を抑制することができる。
In the above configuration, the stricter first allowable charging current and the more relaxed second allowable charging current are used as charging current standards for preventing deposition of metallic lithium. This allows, for example,
During normal power supply, the charging current is controlled based on the relatively relaxed second allowable charging current, and the first allowable charging current is relatively strict only in situations where deposition of metallic lithium that degrades battery performance may occur. The charging current is controlled based on the charging current. As a result, while suppressing the deposition amount of metallic lithium that causes performance deterioration, the battery performance can be fully exhibited without being subject to excessive restrictions in a situation where the original high output performance of the battery is required. In other words, deterioration can be suppressed while the performance of the secondary battery is exhibited.

ハイブリッド自動車に搭載された一実施形態に係る充放電制御装置の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of a charge/discharge control device according to an embodiment mounted on a hybrid vehicle; FIG. 一実施形態に係る二次電池の充放電制御のフロー図である。FIG. 4 is a flowchart of charge/discharge control of a secondary battery according to one embodiment; 一実施形態に係る充放電制御方法における入力電力制限値Winを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an input power limit value W in in a charge/discharge control method according to one embodiment; 一実施形態に係る充放電制御の様子を説明するグラフである。5 is a graph for explaining how charge/discharge control is performed according to one embodiment. 第1許容充電電流に対応するラインBと、第2許容充電電流に対応するラインAとを示すグラフである。4 is a graph showing a line B corresponding to a first permissible charging current and a line A corresponding to a second permissible charging current;

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明に係る制御方法について、好適な実施形態に基づき説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、本発明を特徴付けない二次電池や車両の構造等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、数値範囲を示す「A~B」との表現は、「A以上B以下」の意である。 Hereinafter, the control method according to the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings as appropriate. Matters other than those specifically referred to in this specification that are necessary for the implementation of the present invention (for example, secondary batteries, vehicle structures, etc. that do not characterize the present invention) are conventional in the relevant field. It can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on technology. The present invention can be implemented based on the contents disclosed in this specification and common general technical knowledge in the field. The expression "A to B" indicating a numerical range means "A or more and B or less".

本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間においてこの電荷担体の移動に伴い繰り返し充放電が実現される二次電池を包含する。電解質は、固体電解質やゲル状高分子電解質、液状電解質(電解液)のいずれであってもよい。一般にリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等と称される二次電池は、本明細書における非水電解質二次電池に包含される典型例である。以下、ここに開示される非水電解質二次電池がリチウムイオン電池である場合を例にして詳細に説明する。 As used herein, the term "lithium ion secondary battery" includes a secondary battery that utilizes lithium ions as charge carriers and repeatedly charges and discharges as the charge carriers move between the positive and negative electrodes. The electrolyte may be a solid electrolyte, a gel polymer electrolyte, or a liquid electrolyte (electrolytic solution). Secondary batteries generally called lithium ion batteries, lithium polymer batteries and the like are typical examples included in the non-aqueous electrolyte secondary battery in the present specification. Hereinafter, a case where the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein is a lithium ion battery will be described in detail as an example.

リチウムイオン二次電池10は、一般的に、複数の単電池(以下「セル」と表現する場合がある)が接続された組電池の形態を有している。セルにおいては、充電状態が継続すると正極平均電位は上昇し、負極平均電位は下降し、正負極間の電位差(Vav)が大きくなる。ここで、負極電位がLi基準電位以下となると、負極表面に金属リチウム(Li)が析出することが知られている。そのため、従来からリチウムイオン二次電池を充電する際には、正負極間の平均電位の電位差である正負極間の端子電圧を所定電位(例えば、4.1V)以内に抑制して、負極表面の金属リチウムの析出を抑制するようにしている。なお、Li基準電位とは、リチウム金属電極のLi/Li平衡電位であり、リチウムイオン二次電池10の電極電位は、このLi基準電位を0V(vsLi/Li)として定義される。 The lithium-ion secondary battery 10 generally has the form of an assembled battery in which a plurality of cells (hereinafter sometimes referred to as "cells") are connected. In the cell, as the charged state continues, the average positive electrode potential increases, the average negative electrode potential decreases, and the potential difference (Vav) between the positive and negative electrodes increases. Here, it is known that metallic lithium (Li) is deposited on the surface of the negative electrode when the negative electrode potential becomes equal to or lower than the Li reference potential. Therefore, conventionally, when charging a lithium ion secondary battery, the terminal voltage between the positive and negative electrodes, which is the potential difference of the average potential between the positive and negative electrodes, is suppressed within a predetermined potential (for example, 4.1 V), and the negative electrode surface The deposition of metallic lithium is suppressed. The Li reference potential is the Li + /Li equilibrium potential of the lithium metal electrode, and the electrode potential of the lithium ion secondary battery 10 is defined with this Li reference potential as 0 V (vs Li + /Li).

しかしながら、組電池においては、セルごとに性能のばらつきがあり得る。また、電池のセル内部(例えば正負極の表面)にも、反応性にバラツキがあり得る。そのため、たとえ組電池の正負極平均電位の電位差が所定電位以下(例えば、電流が後述する許容入力電流値Vlim以下)であったとしても、負極の局所的な部位については負極電位(以下、負極局所電位という)がLi基準電位以下に達し、当該負極表面には金属リチウムが析出する場合があり得る。このような金属リチウムの析出は、ハイレート(例えば20C以上)での充電や、高充電状態(高SOC、State of Charge:SOC)からの充電、長時間の充電継続、低温(電池セルの内部抵抗が高い状態)での充電の際に生じやすい。なお、セル電位は、リチウムイオン二次電池のセルにおける正極と負極との間の電位差であり、負極電位および正極電位は、Li基準電極に対する電位差として把握される。ここで、負極電位がLi基準電位以下にならないように、正極平均電位を引き下げることも考えられるが、この場合はセル電位が小さくなってしまい、二次電池に対する要求性能を満足できない場合が生じ得る。 However, in an assembled battery, there may be variations in performance from cell to cell. In addition, there may be variations in reactivity inside the cells of the battery (for example, the surfaces of the positive and negative electrodes). Therefore, even if the potential difference between the positive and negative electrode average potentials of the assembled battery is equal to or less than a predetermined potential (for example, the current is equal to or less than an allowable input current value Vlim , which will be described later), the negative electrode potential (hereinafter referred to as local potential of the negative electrode) reaches the Li reference potential or less, and metallic lithium may be deposited on the surface of the negative electrode. Such deposition of metallic lithium is caused by charging at a high rate (for example, 20 C or higher), charging from a high state of charge (high SOC, State of Charge: SOC), continuous charging for a long time, low temperature (internal resistance of battery cell) high voltage). The cell potential is the potential difference between the positive electrode and the negative electrode in the cell of the lithium ion secondary battery, and the negative electrode potential and the positive electrode potential are grasped as the potential difference with respect to the Li reference electrode. Here, it is conceivable to lower the average potential of the positive electrode so that the negative electrode potential does not fall below the Li reference potential. .

そこで、ここに開示される二次電池の充放電制御装置20は、負極電位が局所的にもLi基準電位に達するのを抑制するため、入力許可電力調整手段40を有している。この入力許可電力調整手段40は、充放電時に、充放電履歴に基づきリチウムイオン二次電池の負極電位がリチウム基準電位まで低下しないように、二次電池への入力許可電力を調整する。 Therefore, the charge/discharge control device 20 for a secondary battery disclosed herein has input permission power adjustment means 40 in order to suppress the negative electrode potential from locally reaching the Li reference potential. This input permission power adjustment means 40 adjusts the input permission power to the secondary battery based on the charge/discharge history so that the negative electrode potential of the lithium ion secondary battery does not drop to the lithium reference potential during charge/discharge.

以下、二次電池の充放電制御装置20ならびに入力許可電力調整手段40の構成と動作について、図1に示す充放電制御装置20を搭載した自動車100の例を基に説明する。図1の自動車100は、いわゆるハイブリッド自動車(HV:Hybrid Vehicle)であり、ここに開示される自動車100の好適例である。なお、本明細書における「ハイブリッド自動車」とは、内燃機関と電動機(モータ)との両方を動力源として搭載する自動車の意である。ただし、自動車100は、いわゆる電気自動車(EV:Electric Vehicle)や、燃料電池車(FCEV:Fuel Cell Electric Vehicle)等の内燃機関を備えない自動車であってもよい。 The configuration and operation of the secondary battery charging/discharging control device 20 and the input permission power adjusting means 40 will be described below based on an example of an automobile 100 equipped with the charging/discharging control device 20 shown in FIG. A vehicle 100 in FIG. 1 is a so-called hybrid vehicle (HV), and is a preferred example of the vehicle 100 disclosed herein. In this specification, the term "hybrid vehicle" means a vehicle equipped with both an internal combustion engine and an electric motor (motor) as power sources. However, the vehicle 100 may be a vehicle without an internal combustion engine, such as a so-called electric vehicle (EV) or a fuel cell electric vehicle (FCEV).

ハイブリッド自動車(HV)100は、エンジン58と、モータ52と、充放電可能な二次電池10と、を備えている。エンジン58は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系燃料の燃焼により、熱エネルギーを力学的エネルギーに変換して動力を出力する内燃機関である。モータ52は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電力機器、原動機であり、ここでは力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電を可能とする。モータ52とエンジン58の出力軸は3軸式の動力分配統合機構56に接続されており、これらは自動車100の駆動輪60を回転駆動する。また、自動車100は、動力分配統合機構56に接続され発電するためのジェネレータ54と、二次電池10とモータ52及びジェネレータ54とを接続する昇圧コンバータ兼インバータ50と、を有する。二次電池10は、昇圧コンバータ兼インバータ50を介してモータ52と電力やりとりし充放電する。また、二次電池10は、昇圧コンバータ兼インバータ50を介して、ジェネレータ54からの発電電力および回生エネルギーを蓄電する。なお、二次電池10は、着脱可能に備えられていてもよい。また、昇圧コンバータは、インバータ入力電圧を制御するものであり、モータ52の出力トルク等に応じたインバータ入力電圧を制御する。インバータは、モータ52への駆動電流を制御するとともに、回生制動の制御も行う。ジェネレータ54の発電電力は、昇圧コンバータ兼インバータ50を介し二次電池10に供給される。なお、モータ52とは別に、必ずしもジェネレータ54を設ける必要はない。 A hybrid vehicle (HV) 100 includes an engine 58 , a motor 52 , and a rechargeable secondary battery 10 . The engine 58 is an internal combustion engine that converts thermal energy into mechanical energy by burning hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil to output power. The motor 52 is a power device or a prime mover that converts electrical energy into mechanical energy, and enables power generation by converting mechanical energy into electrical energy. The output shafts of the motor 52 and the engine 58 are connected to a three-shaft power distribution/integration mechanism 56, which rotates driving wheels 60 of the automobile 100. FIG. The vehicle 100 also includes a generator 54 connected to the power distribution integration mechanism 56 for generating power, and a boost converter/inverter 50 that connects the secondary battery 10 to the motor 52 and the generator 54 . The secondary battery 10 exchanges electric power with the motor 52 via the boost converter/inverter 50 to be charged and discharged. In addition, secondary battery 10 stores electric power and regenerated energy generated from generator 54 via boost converter/inverter 50 . Note that the secondary battery 10 may be detachably provided. The boost converter controls the inverter input voltage, and controls the inverter input voltage according to the output torque of the motor 52 and the like. The inverter controls the drive current to the motor 52 and also controls regenerative braking. The power generated by generator 54 is supplied to secondary battery 10 via boost converter/inverter 50 . It should be noted that it is not always necessary to provide the generator 54 separately from the motor 52 .

自動車100は、さらに、二次電池の充放電制御装置20を備えている。この充放電制御装置20は、二次電池用電子制御ユニット(以下「二次電池ECU」という)22と、SOC推定手段24と、エンジン用電子制御ユニット(以下「エンジンECU」という)26と、モータ用電子制御ユニット(以下「モータECU」という)28と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下「HVECU」という)30と、入力許可電力調整手段40とを有する。また、充放電制御装置20は、入力許可電力調整手段40により二次電池に入力可能な電力値を算出するために、二次電池の温度を検知する温度センサ12と、二次電池のからの電流を検知する電流センサ14と、電圧センサ16とを有していてもよい。電流センサ14は、二次電池10の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられ、二次電池の電流Iを検出する。温度センサ12は、二次電池10内に設けられ、二次電池の温度Tを検出する。電圧センサ16は、二次電池10に取り付けられ、二次電池10の端子間電圧を測定する。図1では、電圧センサ16は二次電池10の全体(組電池)の電圧を測定するように設置されているが、電圧センサ16は、各セルのセル電圧を測定するように設置されていてもよい。 The automobile 100 further includes a charge/discharge control device 20 for a secondary battery. The charge/discharge control device 20 includes a secondary battery electronic control unit (hereinafter referred to as "secondary battery ECU") 22, an SOC estimation means 24, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as "engine ECU") 26, It has a motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 28 , a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as “HVECU”) 30 , and input permission power adjusting means 40 . In order to calculate the power value that can be input to the secondary battery by the input permission power adjusting means 40, the charge/discharge control device 20 includes a temperature sensor 12 for detecting the temperature of the secondary battery and a It may have a current sensor 14 for detecting current and a voltage sensor 16 . A current sensor 14 is attached to the power line connected to the output terminal of the secondary battery 10 and detects the current IB of the secondary battery. A temperature sensor 12 is provided inside the secondary battery 10 and detects a temperature TB of the secondary battery. A voltage sensor 16 is attached to the secondary battery 10 and measures the voltage across the terminals of the secondary battery 10 . In FIG. 1, the voltage sensor 16 is installed so as to measure the voltage of the entire secondary battery 10 (battery assembly), but the voltage sensor 16 is installed so as to measure the cell voltage of each cell. good too.

HVECU30は、動力出力装置全体をコントロールする。例えば、HVECU30は、エンジンECU26、モータECU28、および、二次電池ECU22と、通信ポートを介して接続されており、エンジンECU26、モータECU28、および、二次電池ECU22と各種制御信号やデータを送受信可能に構成されている。また、HVECU30は、自動車100の運転状態を検出する各種センサから信号を受信する。例えば、HVECU30は、図示しないイグニッションスイッチからのイグニッション信号や、図示しないアクセルセンサからの信号や、その他センサからの信号を受信し、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報が入力される。ここで、HVECU30は、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報に基づき、トルク指令を決定する。決定されたトルク指令は、HVECU30から、モータECU28、エンジンECU26に出力される。HVECU30は、例えば、モータ52が回生中であるかどうかを判定し、回生中であると判断した場合は、これら情報からモータトルク指令を決定する。HVECU30は、例えば、モータトルク指令を決定し、モータECU28を介して昇圧コンバータ兼インバータ50を制御し、二次電池の充電電流を制御する。 The HVECU 30 controls the entire power output device. For example, the HVECU 30 is connected to the engine ECU 26, the motor ECU 28, and the secondary battery ECU 22 via communication ports, and can transmit and receive various control signals and data to and from the engine ECU 26, the motor ECU 28, and the secondary battery ECU 22. is configured to The HVECU 30 also receives signals from various sensors that detect the operating state of the automobile 100 . For example, the HVECU 30 receives an ignition signal from an ignition switch (not shown), a signal from an accelerator sensor (not shown), and signals from other sensors, and inputs information such as accelerator opening, brake depression amount, and vehicle speed. Here, the HVECU 30 determines a torque command based on information such as accelerator opening, brake depression amount, and vehicle speed. The determined torque command is output from the HVECU 30 to the motor ECU 28 and the engine ECU 26 . For example, the HVECU 30 determines whether or not the motor 52 is regenerating, and if it determines that it is regenerating, determines a motor torque command from these pieces of information. The HVECU 30, for example, determines a motor torque command, controls the boost converter/inverter 50 via the motor ECU 28, and controls the charging current of the secondary battery.

このようなHVECU30は、CPU32を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU32の他に、処理プログラムを記憶するROM34と、データを一時的に記憶するRAM36と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ここで、ROM34には、入力許可電力調整手段40において算出される許容入力電流値Ilim、および、二次電池入力電力制限値Winを算出するためのプログラムが格納されている。RAM36は、後述する二次電池ECU22から出力された二次電池電流値Iおよび二次電池温度値Tや、入力許可電力調整手段40にて算出された許容入力電流値Ilim、および、二次電池入力電力制限値Win、その他、各種演算に必要なデータを一時的に記憶することができる。 The HVECU 30 is configured as a microprocessor centering on a CPU 32. In addition to the CPU 32, a ROM 34 for storing processing programs, a RAM 36 for temporarily storing data, input/output ports and communication ports (not shown) are provided. and Here, the ROM 34 stores a program for calculating the allowable input current value I lim calculated by the input permission power adjusting means 40 and the secondary battery input power limit value W in . The RAM 36 stores a secondary battery current value IB and a secondary battery temperature value TB output from the secondary battery ECU 22, which will be described later, an allowable input current value Ilim calculated by the allowable input power adjusting means 40, and The secondary battery input power limit value W in and other data necessary for various calculations can be temporarily stored.

エンジンECU26は、エンジン58の駆動を制御する。エンジンECU26は、エンジン58の運転状態を検出する各種センサから信号を受信し、エンジン58の駆動を制御する。また、エンジンECU26は、HVECU30に接続されており、HVECU30から送られたトルク指令に合致するようにエンジン58の駆動を制御する。エンジンECU26は、例えば、エンジン58に対して燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を実施する。また、エンジンECU26は、必要に応じてエンジン58の運転状態に関するデータをHVECU30に送信する。 The engine ECU 26 controls driving of the engine 58 . The engine ECU 26 receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 58 and controls driving of the engine 58 . The engine ECU 26 is also connected to the HVECU 30 and controls the driving of the engine 58 so as to match the torque command sent from the HVECU 30 . The engine ECU 26 performs operational control such as fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment control on the engine 58, for example. The engine ECU 26 also transmits data regarding the operating state of the engine 58 to the HVECU 30 as necessary.

モータECU28は、モータ52を駆動制御する。モータECU28は、モータ52の運転状態を検出する各種センサから信号を受信する。モータECU28は、信号に応じて昇圧コンバータ兼インバータ50を制御し、モータ52の駆動を制御する。また、モータECU28は、HVECU30と通信可能に接続されており、HVECU30から送られたトルク指令を受信する。モータECU28は、例えば、このモータトルク指令に従って昇圧コンバータ兼インバータ50を制御し、モータ52の駆動を調整する。する。モータECU28は、必要に応じてモータ52の運転状態に関するデータをHVECU30に出力する。 The motor ECU 28 drives and controls the motor 52 . The motor ECU 28 receives signals from various sensors that detect the operating state of the motor 52 . The motor ECU 28 controls the step-up converter/inverter 50 according to the signal to control the driving of the motor 52 . In addition, the motor ECU 28 is communicably connected to the HVECU 30 and receives a torque command sent from the HVECU 30 . The motor ECU 28 controls the step-up converter/inverter 50 according to the motor torque command, for example, and adjusts the drive of the motor 52 . do. The motor ECU 28 outputs data regarding the operating state of the motor 52 to the HVECU 30 as necessary.

二次電池ECU22は、二次電池10の状態を監視する。二次電池ECU22には、二次電池10を管理するのに必要な信号、例えば、二次電池10の正負極端子間に設置された電圧センサ16からの端子間電圧、電流センサ14からの充放電電流(以下「二次電池電流I」という)、温度センサ12からの電池温度T等が入力されて記憶される。二次電池ECU22は、HVECU30のRAM36に、時間tにおける二次電池電流値Iおよび電池温度Tを出力して一時記憶させる。 The secondary battery ECU 22 monitors the state of the secondary battery 10 . The secondary battery ECU 22 receives signals necessary for managing the secondary battery 10, such as a voltage across terminals from a voltage sensor 16 installed between the positive and negative terminals of the secondary battery 10, and a charge signal from a current sensor 14. A discharge current (hereinafter referred to as "secondary battery current I B "), a battery temperature T B from the temperature sensor 12, and the like are input and stored. The secondary battery ECU 22 outputs the secondary battery current value IB and the battery temperature TB at time t to the RAM 36 of the HVECU 30 for temporary storage.

SOC推定手段24は、二次電池10の充電状態(State of Chare:SOC、ここでは残容量に対応)を推定する。SOC推定手段24は、二次電池ECU22に入力された二次電池電流値Iを積算することで、時間tにおける充電容量値SOCを推定する。なお、積算には、実測された二次電池温度値Tにより補正された推定電流値を用いることが好適であり、二次電池起電圧など他の情報を利用してより正確なSOC推定を採用してもよい。二次電池の温度を考慮した充電容量値SOCの推定方法は、公知の各種のSOC算出法を採用することができる。SOCの推定に際しては、電池温度の他、電池使用年数、運転モード、使用地域、季節、外気温等のいずれか1以上の要素を考慮してもよい。 The SOC estimating means 24 estimates the state of charge (State of Chare: SOC, here corresponding to the remaining capacity) of the secondary battery 10 . The SOC estimator 24 estimates the charge capacity value SOC at time t by accumulating the secondary battery current value IB input to the secondary battery ECU 22 . It is preferable to use the estimated current value corrected by the actually measured secondary battery temperature value TB for the integration, and other information such as the secondary battery electromotive voltage can be used to estimate the SOC more accurately. may be adopted. As a method of estimating the charge capacity value SOC considering the temperature of the secondary battery, various known SOC calculation methods can be adopted. In estimating the SOC, in addition to the battery temperature, one or more factors such as the age of the battery, operation mode, area of use, season, outside temperature, etc. may be considered.

入力許可電力調整手段40は、例えば、所定の時間間隔(例えば100msec毎)に二次電池の入力電力を制限する制限値Winを算出し、この制限値Winを基に二次電池10への入力許可電力を調整している。入力許可電力調整手段40は、例えば、許容入力電流値算出手段42と、入力電力制限値算出手段44と、を備える。これらの手段は、集積回路やマイクロプロセッサ等のハードウェアで構成されていてもよいし、CPUがコンピュータプログラムを実行することにより機能的に実現されるようになっていてもよい。なお、ここに開示される技術には、プロセッサを上記各手段42、44として機能させるためのコンピュータプログラム、および、このコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体の提供が含まれる。この記録媒体としては、信号や搬送波のような形態を長く留めない伝播信号を含まない。 The input permission power adjustment means 40 calculates, for example, a limit value Win that limits the input power of the secondary battery at predetermined time intervals (for example, every 100 msec), and based on this limit value Win , the power supplied to the secondary battery 10 is is adjusting the allowable input power of The allowable input power adjusting means 40 includes, for example, allowable input current value calculating means 42 and input power limit value calculating means 44 . These means may be configured by hardware such as integrated circuits and microprocessors, or may be functionally implemented by the CPU executing a computer program. The technology disclosed herein includes providing a computer program for causing the processor to function as each of the means 42 and 44, and a computer-readable recording medium in which this computer program is recorded. The recording medium does not include propagating signals that do not retain their form such as signals or carriers.

図2は、二次電池の充放電制御装置20による、二次電池の充放電制御のフローチャートである。以下、充放電制御装置20の動作について説明する。
充放電制御装置20では、温度センサ12にて、所定の測定間隔(例えば100msec毎)で、時間tにおける二次電池温度T(t)を測定する。また、電流センサ14にて、時間tにおける二次電池電流I(t)を測定する(S10)。各センサで測定された二次電池温度値T(t)と二次電池電流値I(t)は、二次電池ECU22に送られ、二次電池ECU22において記憶される。
FIG. 2 is a flow chart of the charge/discharge control of the secondary battery by the charge/discharge control device 20 for the secondary battery. The operation of the charge/discharge control device 20 will be described below.
In the charge/discharge control device 20, the temperature sensor 12 measures the secondary battery temperature T B (t) at time t at predetermined measurement intervals (for example, every 100 msec). Further, the current sensor 14 measures the secondary battery current I B (t) at time t (S10). The secondary battery temperature value T B (t) and the secondary battery current value I B (t) measured by each sensor are sent to the secondary battery ECU 22 and stored in the secondary battery ECU 22 .

また、二次電池ECU22は、SOC推定手段24と、HVECU30とに、時間tにおける二次電池温度値T(t)と二次電池電流値I(t)とを出力する。HVECU30は、これら二次電池温度値T(t)と二次電池電流値I(t)をRAM36に一時的に記憶する。SOC推定手段24は、入力された二次電池温度値T(t)と二次電池電流値I(t)とを基に、時間tにおける充電容量SOC(t)を推定する(S20)。 The secondary battery ECU 22 also outputs the secondary battery temperature value T B (t) and the secondary battery current value I B (t) at time t to the SOC estimation means 24 and the HVECU 30 . The HVECU 30 temporarily stores the secondary battery temperature value T B (t) and the secondary battery current value I B (t) in the RAM 36 . The SOC estimating means 24 estimates the charge capacity SOC(t) at time t based on the input secondary battery temperature value T B (t) and secondary battery current value I B (t) (S20). .

次いで、HVECU30は、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などから、モータが回生中であるかどうかを判断する(S30)。そしてHVECU30は、モータが回生中であると判定した場合は、回生エネルギーによる蓄電を行うため、二次電池10への充電を開始する(S40)。すなわち、HVECU30は、モータトルク指令を決定し、モータECU28を介して昇圧コンバータ兼インバータ50を制御する。このとき、HVECU30は、二次電池10への入力電力が過剰とならないように、電力制限値Winを使用して二次電池10への充電を実施する。この電力制限値Winは、入力許可電力調整手段40により以下の手順で算出される。 Next, the HVECU 30 determines whether or not the motor is regenerating from the accelerator opening, the amount of brake depression, the vehicle speed, etc. (S30). When the HVECU 30 determines that the motor is regenerating, the HVECU 30 starts charging the secondary battery 10 in order to store the regenerated energy (S40). That is, the HVECU 30 determines a motor torque command and controls the boost converter/inverter 50 via the motor ECU 28 . At this time, HVECU 30 charges secondary battery 10 using power limit value Win so that the input power to secondary battery 10 does not become excessive. This power limit value W in is calculated by the input permission power adjusting means 40 in the following procedure.

入力許可電力調整手段40では、まず、許容入力電流値算出手段42が、二次電池への許容入力電流値Ilim(t)を算出する(S50)。許容入力電流値Ilim(t)の算出法は特に限定されない。許容入力電流値算出手段42は、例えば、RAM36に一時記憶された時間tにおける二次電池電流値I(t)および二次電池温度値T(t)と、SOC推定手段24において推定された時間tにおける充電容量値SOC(t)とを用い、ROM34に格納されているプログラムに基づいて、許容入力電流値Ilim(t)を算出することができる。許容入力電流値算出手段42は、例えば、以下の式(I)(II)に示すように、t=t(ただし、nは整数である。)における二次電池への許容入力電流値Ilim(t)を、t=tn-1における既知の算出許容入力電流値Ilim(tn-1)を基準とし、これに充電の継続による単位時間当たりの許容入力電流値の減少分F又はfと、単位時間当たりの放置による許容電流量回復量G又はgとを減じることで算出することができる。

Figure 0007137760000001
Figure 0007137760000002
In the allowable input power adjusting means 40, the allowable input current value calculating means 42 first calculates the allowable input current value I lim (t) to the secondary battery (S50). A method for calculating the allowable input current value I lim (t) is not particularly limited. Allowable input current value calculation means 42 calculates, for example, secondary battery current value I B (t) and secondary battery temperature value T B (t) at time t temporarily stored in RAM 36 and estimated by SOC estimation means 24 . The allowable input current value I lim (t) can be calculated based on the program stored in the ROM 34 using the charging capacity value SOC(t) at time t. The allowable input current value calculation means 42 calculates, for example, the allowable input current value I lim (t n ) is referenced to the known calculated allowable input current value I lim (t n−1 ) at t=t n−1 and the decrease in allowable input current value per unit time due to continued charging is It can be calculated by subtracting F or f from the allowable current amount recovery amount G or g due to being left as it is per unit time.
Figure 0007137760000001
Figure 0007137760000002

ここで、測定開始の時間はt0=0である。また、充放電履歴がない場合、すなわち初回(t0)については、上記式(I)で示したように、初回の許容入力電流値Ilim(t)として設定許容入力電流値Ilim(0)を用いることができる。そして許容入力電流値Ilimは、上記のとおり、充放電履歴がない状態における許容入力電流値Ilim(0)から、充放電の継続による許容入力電流値の減少分Fと、二次電池の放置による許容入力電流値の回復量Gとをそれぞれ減算することで算出される。 Here, the measurement start time is t 0 =0. Further, when there is no charge/discharge history, that is, for the first time (t 0 ), the initial allowable input current value I lim (t 0 ) is set as the allowable input current value I lim ( 0) can be used. As described above, the allowable input current value I lim is calculated from the allowable input current value I lim (0) in a state where there is no charge/discharge history, the decrease F in the allowable input current value due to continuation of charge/discharge, and the secondary battery It is calculated by subtracting the recovery amount G of the allowable input current value due to leaving.

なお、式(I)、(II)における各項は、以下を示す。なお、初回の設定許容入力電流値Ilim(0)は、例えば、対象とする二次電池について、充放電履歴の影響がない状態から充電した場合に、単位時間以内に金属Liが析出しない最大電流値として求めることができる。なお、この初回の設定許容入力電流値Ilim(0)については、予め電池温度ごとに、当該「金属リチウムが析出しない最大電流値」を測定しておき、電池温度と初回の設定許容入力電流値Ilim(0)との関係を示すマップ等として、例えばHVECU30のRAM36等に格納しておくことができる。このようなマップについても、電池使用年数、運転モード、使用地域、季節、外気温等のいずれか1以上の要素を考慮して変化させたものを、複数のパターンとして用意しておいてもよい。以下に記載されるマップについても同様である。

Figure 0007137760000003
Each term in formulas (I) and (II) indicates the following. Note that the initial set allowable input current value I lim (0) is, for example, the maximum value at which metal Li does not precipitate within a unit time when the target secondary battery is charged from a state where there is no influence of the charge/discharge history. It can be obtained as a current value. Regarding this initial set allowable input current value I lim (0), the "maximum current value at which metallic lithium does not precipitate" is measured in advance for each battery temperature, and the battery temperature and the initial set allowable input current For example, it can be stored in the RAM 36 of the HVECU 30 as a map or the like showing the relationship with the value I lim (0). Such a map may also be prepared as a plurality of patterns that are changed in consideration of any one or more factors such as battery age, operation mode, area of use, season, outside temperature, etc. . The same is true for the maps described below.
Figure 0007137760000003

ここで、許容入力電流値Ilim=0の場合、二次電池の負極活物質中にLiイオンが満充電されている(飽和状態である)ことを示すことから、Ilim(0)-Ilim(t)は、二次電池の負極活物質に吸蔵されているLiイオン量を示す。一方、二次電池は自然放電が生じることから、負極活物質中のLiイオンが減少することによって、時間による許容入力電流値Ilimは回復され、その大きさはLiイオンの減少量に比例する。したがって、時間tにおけるIlim(t)よりも単位時間(dt)だけ前の時間tn-1におけるLiイオンの減少量は、Ilim(0)とIlim(tn-1)との差に比例する。ここで、差を無次元化するために、差をIlim(0)で除すことにより回復量を得ることができる。 Here, when the allowable input current value I lim =0, it indicates that Li ions are fully charged (saturated) in the negative electrode active material of the secondary battery, so I lim (0)−I lim (t) indicates the amount of Li ions occluded in the negative electrode active material of the secondary battery. On the other hand, since spontaneous discharge occurs in the secondary battery, the amount of Li ions in the negative electrode active material decreases, and the allowable input current value I lim recovers with time, and the magnitude is proportional to the amount of decrease in Li ions. . Therefore, the amount of decrease in Li ions at time t n -1 , which is the unit time (dt) before I lim (t n ) at time t n, is I lim (0) and I lim (t n-1 ). is proportional to the difference between Now, to make the difference dimensionless, we can get the recovery by dividing the difference by I lim (0).

なお、二次電池は使用によって電池性能が低下することがあり得る。この場合、許容入力電流値算出手段42は、二次電池の経時劣化を考慮して許容入力電流値Ilim'を算出してもよい。本実施形態の許容入力電流値算出手段42は、さらに金属リチウム析出を経時で抑制するために、二次電池の経時劣化を考慮した許容入力電流値Ilim'を算出するようにしている(S52)。許容入力電流値Ilim'は、例えば、下記の式(III)に示すように、S50で得られたIlimに劣化係数ηを乗じることで産出することができる。

Figure 0007137760000004
It should be noted that the battery performance of the secondary battery may deteriorate with use. In this case, the allowable input current value calculation means 42 may calculate the allowable input current value I lim ' in consideration of deterioration of the secondary battery over time. The allowable input current value calculation means 42 of the present embodiment further calculates the allowable input current value I lim ' in consideration of the deterioration of the secondary battery over time in order to suppress metal lithium deposition over time (S52 ). The allowable input current value I lim ' can be obtained by multiplying I lim obtained in S50 by a deterioration coefficient η, as shown in the following equation (III).
Figure 0007137760000004

ここで、上記劣化係数ηは、一定の値であってもよいし、変数であってもよい。例えば、対象とする二次電池の充放電頻度と劣化係数との関係を予めマップにして用意しておき、HVECU30のRAM36等に格納しておくとよい。許容入力電流値算出手段42は、二次電池の充放電頻度に応じてRAM36にアクセスすることで、充放電頻度に対応したより適切な劣化係数を得ることができる。これにより、二次電池の劣化を考慮した許容入力電流値を算出することができる。 Here, the deterioration coefficient η may be a constant value or a variable. For example, the relationship between the charging/discharging frequency and the deterioration coefficient of the target secondary battery may be prepared as a map in advance and stored in the RAM 36 of the HVECU 30 or the like. By accessing the RAM 36 according to the charge/discharge frequency of the secondary battery, the allowable input current value calculation means 42 can obtain a more appropriate deterioration coefficient corresponding to the charge/discharge frequency. As a result, it is possible to calculate the allowable input current value considering the deterioration of the secondary battery.

ところで、上記の許容入力電流値Ilim(0)は、単位時間だけ充電したときに、金属リチウムが負極に析出しないような最大電流CmaxBとして設定されている。特に、許容入力電流値Ilim(0)=CmaxBは、上述のとおり、セルごとの性能のばらつきを考慮して、二次電池のハイレート充電や、高SOCからの充電、長時間の充電継続、低温充電などにおいても金属リチウムが負極に析出しないような最大電流Cとして設定されている。ここで、負極の表面に析出する金属リチウムには、活性リチウムと、不活性リチウムと、が含まれている。そして活性リチウムは、負極電位に応じて電解液への再溶解が可能である。つまり、いったん析出した金属リチウムであっても、活性リチウムであれば電池の放電を行うことで電解液に溶解させることができる。活性リチウムの溶解は、直近に析出した活性リチウム、すなわち、負極の表面に近い活性リチウムから順に進む。また、活性リチウムは、周辺の電解液と反応して徐々に不活性化し、不活性リチウムに変質する。活性リチウムがいったん不活性リチウムとなると、電解液に溶解できず、電気化学反応に寄与しない。しかしながら、再溶解された金属リチウムは、再び電気化学反応に寄与することができ、電池の性能および耐久性等の面でなんら問題がないといえる。換言すれば、再溶解するような金属リチウムが析出するような二次電池の充放電態様については、なんら問題がないといえる。また、不活性リチウムが析出するような二次電池の充放電態様でないかぎり、上記許容入力電流値Ilimによる制限は過剰となり、二次電池が要求される出力性能を満足できない可能性があり得る。 By the way, the allowable input current value I lim (0) is set as the maximum current C maxB such that metallic lithium does not deposit on the negative electrode when the battery is charged for a unit time. In particular, the allowable input current value I lim (0)=C maxB , as described above, takes into consideration the variation in performance of each cell, and is determined by high-rate charging of the secondary battery, charging from a high SOC, and continuous charging for a long time. , the maximum current C is set such that metallic lithium does not deposit on the negative electrode even during low-temperature charging. Here, the metallic lithium deposited on the surface of the negative electrode contains active lithium and inactive lithium. Active lithium can be re-dissolved in the electrolytic solution depending on the potential of the negative electrode. In other words, even metallic lithium once deposited can be dissolved in the electrolytic solution by discharging the battery if it is active lithium. The dissolution of active lithium proceeds in order from the most recently deposited active lithium, that is, active lithium closer to the surface of the negative electrode. Also, the active lithium reacts with the surrounding electrolytic solution to gradually become inactive and transform into inactive lithium. Once active lithium becomes inactive lithium, it cannot be dissolved in the electrolyte and does not contribute to the electrochemical reaction. However, the re-dissolved metallic lithium can contribute to the electrochemical reaction again, and it can be said that there is no problem in terms of battery performance and durability. In other words, it can be said that there is no problem with the charging/discharging mode of the secondary battery in which metallic lithium that redissolves is deposited. In addition, unless the secondary battery is charged and discharged in such a manner that inert lithium is deposited, the limitation by the allowable input current value I lim is excessive, and there is a possibility that the secondary battery cannot satisfy the required output performance. .

これらのことから、ここに開示される技術では、上述の許容入力電流値Ilimを「IlimB」と表して区別しておく。そして、HVECU30は、リチウムイオン二次電池20が短絡せず、再溶解可能な状態では、許容入力電流値Ilimとして、上記IlimBとは別の許容入力電流値IlimA(ここで、IlimB<IlimAである)を用意するようにしている。そして、許容入力電流値IlimBおよび許容入力電流値IlimAの少なくとも一方に基づいて入力許可電力を決定し、この入力許可電力以下で充放電するようにしている。許容入力電流値IlimBは、本発明における第1許容充電電流の一例である。許容入力電流値IlimAは、本発明における第2許容充電電流の一例である。許容入力電流値IlimAと許容入力電流値IlimBとは、時間tとの関係において、図5に示すように、許容入力電流ラインAと許容入力電流ラインBとを形成する。 For these reasons, in the technology disclosed herein, the allowable input current value I lim is expressed as "I limB " for distinction. Then, when the lithium-ion secondary battery 20 is not short-circuited and can be remelted, the HVECU 30 sets the allowable input current value I lim to an allowable input current value I limA (here, I limB < IlimA ) is prepared. Then, the allowable input power is determined based on at least one of the allowable input current value IlimB and the allowable input current value IlimA , and charging/discharging is performed below this allowable input power. The permissible input current value IlimB is an example of a first permissible charging current in the present invention. The allowable input current value IlimA is an example of the second allowable charging current in the present invention. The allowable input current value IlimA and the allowable input current value IlimB form an allowable input current line A and an allowable input current line B in relation to time t, as shown in FIG.

ここで、IlimAは、許容入力電流値算出手段42によって、上記の式(I)および式(II)に基づいて算出することができる(S60)。ただし、初回の設定許容入力電流値IlimA(0)は、例えば、対象とする二次電池について、充放電履歴の影響がない状態から充電した場合に、単位時間以内に、活性リチウムは析出しても良いが不活性リチウムは析出しない最大電流値として求めることができる。なお、この初回の設定許容入力電流値IlimA(0)についても、予め電池温度ごとに、当該「金属リチウムが析出しない最大電流値」を測定しておき、電池温度と初回の設定許容入力電流値IlimA(0)との関係を示すマップ等として、例えばHVECU30のRAM36等に格納しておくことができる。なお、IlimAの算出方法は、上記例に限定されず、ここに開示される技術の本質を逸脱しない限りにおいて改変し得る。一例として、本出願人により提案されている他の算出法(例えば、特開2017-103896号公報参照)を採用してもよい。 Here, IlimA can be calculated by the allowable input current value calculating means 42 based on the above equations (I) and (II) (S60). However, the initial set allowable input current value I limA (0) is such that, for example, when the target secondary battery is charged from a state where there is no influence of the charge/discharge history, active lithium is deposited within a unit time. However, it can be obtained as the maximum current value at which inert lithium is not deposited. Regarding this initial set allowable input current value I limA (0), the "maximum current value at which metallic lithium does not precipitate" is measured in advance for each battery temperature. For example, it can be stored in the RAM 36 of the HVECU 30 as a map or the like showing the relationship with the value I limA (0). Note that the method for calculating I limA is not limited to the above example, and can be modified without departing from the essence of the technology disclosed herein. As an example, another calculation method proposed by the present applicant (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-103896) may be employed.

また本実施形態の許容入力電流値算出手段42は、さらに金属リチウム析出を経時で抑制するために、二次電池の経時劣化を考慮した許容入力電流値Ilim'を算出するようにしている(S62)。許容入力電流値算出手段42は、二次電池の経時劣化を考慮して許容入力電流値Ilim'として、IlimB'に換えて、IlimA'(ここで、IlimB'<IlimA'である)にまで緩和するようにしている。許容入力電流値Ilim'は、例えば、上記の式(III)に示すように、S60で得られたIlimAに劣化係数ηを乗じることで算出することができる。 In addition, the allowable input current value calculation means 42 of the present embodiment calculates the allowable input current value I lim ' in consideration of the deterioration of the secondary battery over time in order to further suppress the deposition of metallic lithium over time ( S62). The allowable input current value calculation means 42 considers the deterioration of the secondary battery over time, and replaces IlimB ' with IlimA ' as the allowable input current value Ilim ' (where IlimB '< IlimA ' (there is). The allowable input current value I lim ′ can be calculated, for example, by multiplying I limA obtained in S60 by the deterioration coefficient η, as shown in the above equation (III).

ここで、上記劣化係数ηは、一定の値であってもよいし、変数であってもよい。例えば、対象とする二次電池の充放電頻度と劣化係数との関係を予めマップにして用意しておき、HVECU30のRAM36等に格納しておくとよい。許容入力電流値算出手段42は、二次電池の充放電頻度に応じてRAM36にアクセスすることで、充放電頻度に対応したより適切な劣化係数を得ることができる。 Here, the deterioration coefficient η may be a constant value or a variable. For example, the relationship between the charging/discharging frequency and the deterioration coefficient of the target secondary battery may be prepared as a map in advance and stored in the RAM 36 of the HVECU 30 or the like. By accessing the RAM 36 according to the charge/discharge frequency of the secondary battery, the allowable input current value calculation means 42 can obtain a more appropriate deterioration coefficient corresponding to the charge/discharge frequency.

なお、S30において、HVECU30が、モータが回生中ではないと判定した場合であっても、二次電池10のSOCに基づき二次電池ECU22が二次電池10への充電要求を発信する場合がある。このような場合、HVECU30は、二次電池10への充電を開始する。したがって、回生中でなくても、S116において、二次電池10は充電中と判断される(S40)。このような場合、充放電制御装置20は、上述したS50からS62の動作を実行する。なお、この場合、モータ52による回生エネルギーに換えて、ジェネレータ54からの発電電力が二次電池10に供給される。 Even when the HVECU 30 determines in S30 that the motor is not regenerating, the secondary battery ECU 22 may issue a charge request to the secondary battery 10 based on the SOC of the secondary battery 10. . In such a case, the HVECU 30 starts charging the secondary battery 10 . Therefore, in S116, it is determined that the secondary battery 10 is being charged even if it is not being regenerated (S40). In such a case, the charge/discharge control device 20 executes the operations from S50 to S62 described above. In this case, instead of the regenerated energy by the motor 52 , the power generated by the generator 54 is supplied to the secondary battery 10 .

一方で、S30において、HVECU30が、モータが回生中ではないと判定した場合であって、二次電池ECU22による充電要求がなく、二次電池10が充電状態にない場合がある。換言すれば、二次電池10は使用されていない(以下、「放置」という)か、自動車の走行等に伴い放電している。このような場合、許容入力電流値算出手段42は、上述の式(I)又は式(II)ではなく、以下の式(I')又は式(II')を用いて許容入力電流値IlimBおよびIlimAを算出する(S54、S64)。つまり、充電に換えて、放置または放電の場合には、上記減少分F又はfは、単位時間当たりの許容入力電流値の回復量F'又はf'と考えることができる。したがって、許容入力電流値IlimBおよびIlimAは、放置又は充放電の継続による許容入力電流値の回復分F'又はf'を加算し、二次電池の放置による許容入力電流値の回復量Gを減算することで算出される。換言すれば、上記式(I)及び(II)の式中のFの関数及びfの関数における符号をそれぞれマイナスからプラスに変えて、許容入力電流値Ilimを算出することができる。なお、式(I')又は式(II')は、F関数及びf関数が、放置または放電による単位時間当たりの許容電流回復項を示すこと以外は、式(I)及び(II)と共通である。したがって、他の項等についての説明はここでは省略する。 On the other hand, in S30, there is a case where the HVECU 30 determines that the motor is not regenerating, and the secondary battery ECU 22 does not request charging, and the secondary battery 10 is not in a charging state. In other words, the secondary battery 10 is not used (hereinafter referred to as "left") or discharged as the vehicle runs. In such a case, the allowable input current value calculation means 42 calculates the allowable input current value IlimB using the following formula (I') or (II') instead of the above formula (I) or formula (II). and IlimA are calculated (S54, S64). That is, in the case of leaving or discharging instead of charging, the decrease F or f can be considered as recovery amount F' or f' of the allowable input current value per unit time. Therefore, the allowable input current values I limB and I limA are obtained by adding the allowable input current value recovery amount F′ or f′ due to neglect or continued charge/discharge, and the allowable input current value recovery amount due to the leave of the secondary battery G is calculated by subtracting In other words, the allowable input current value Ilim can be calculated by changing the sign of the function of F and the function of f in the above formulas (I) and (II) from minus to plus. Note that formula (I') or formula (II') is the same as formulas (I) and (II) except that the F function and f function indicate the allowable current recovery term per unit time due to neglect or discharge. is. Therefore, description of other terms and the like is omitted here.

Figure 0007137760000005
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次いで、許容入力電流値算出手段42、上記式(III)により、二次電池の経時劣化を考慮した許容入力電流値IlimB'およびIlimA'を算出する(S56、S66)。すなわち、放置による許容入力電流値Ilimの増加分(G項による回復分)、または、放電継続による許容入力電流値Ilimの回復分(F項による回復分)を更新する。これにより、許容入力電流値算出手段42により、経時劣化を考慮した許容入力電流値IlimB'およびIlimA'が算出される。 Next, the allowable input current value calculating means 42 calculates the allowable input current values I limB ' and I limA ' in consideration of the aging deterioration of the secondary battery by the above formula (III) (S56, S66). That is, the increase in allowable input current value Ilim due to neglect (recovery by G term) or the recovery of allowable input current value Ilim due to continuation of discharge (recovery by F term) is updated. Accordingly, the allowable input current value calculation means 42 calculates the allowable input current values I limB ' and I limA ' in consideration of deterioration over time.

許容入力電流値算出手段42は、許容入力電流値IlimBおよびIlimAと、経時劣化を考慮した許容入力電流値IlimB'およびIlimA'を算出する。ここで、HVECU30は、金属リチウムのうちの活性リチウムの析出を許容するべく、許容入力電流値Ilimを緩和するようにしている。すなわち、時間tにおける許容入力電流値Ilim(t)が、Ilim(t)>IlimB'の関係となることが許容される(S70)。 The allowable input current value calculation means 42 calculates allowable input current values I limB and I limA and allowable input current values I limB ' and I limA ' considering deterioration over time. Here, the HVECU 30 relaxes the allowable input current value Ilim in order to allow deposition of active lithium out of metallic lithium. That is, the allowable input current value I lim (t) at time t is allowed to satisfy the relationship I lim (t)>I limB ' (S70).

なお、二次電池の充放電制御においては、フィードバック制御の制御遅れなどによって、二次電池電流Iが許容入力電流値IlimまたはIlim'を超えて流れることがあり得る。本実施形態において、入力電力制限値算出手段44は、このフィードバック制御の遅れに基づく金属リチウムの析出を抑制するために、二次電池10への入力許可電力を制限する入力電力制限値Winを規定するようにしている。 In the charge/discharge control of the secondary battery, the secondary battery current IB may flow over the allowable input current value Ilim or Ilim ' due to a delay in feedback control or the like. In the present embodiment, the input power limit value calculation means 44 sets the input power limit value W in that limits the allowable input power to the secondary battery 10 in order to suppress deposition of metallic lithium based on the delay in feedback control. I am trying to stipulate.

ここで入力電力制限値Winは、図3に示すように、時刻tにおける実際の二次電池電流値I(t)が許容入力電流値Ilim'(t)に近づいてきたときに、二次電池電流値I(t)が許容入力電流値Ilim'(t)に到達しないように制限を開始するための目安となる入力電力(W)の制限値である。入力電力制限値Winは、例えばIlim'を上回らないような入力電流である電流目標値Itagを設定したとき、実際の二次電池電流値I(t)がこの電流目標値Itagに到達するような入力電力値として把握することができる。 Here, as shown in FIG. 3, when the actual secondary battery current value I B (t) at time t approaches the allowable input current value I lim ′(t), the input power limit value W in is It is an input power (W) limit value that serves as a guideline for starting a limit so that the secondary battery current value I B (t) does not reach the allowable input current value I lim ′(t). For the input power limit value W in , for example, when a current target value I tag that is an input current that does not exceed I lim ′ is set, the actual secondary battery current value I B (t) is equal to this current target value I tag can be grasped as an input power value that reaches

なお、入力電力制限値算出手段44は、具体的には、以下のようにして入力電力制限値Winを算出することができる。すなわち、まず、例えばIlim'を所定量オフセットさせるようにした入力電流制限目標値Itagを一旦算出する。次いで、RAM36に一時記憶された時間tにおける二次電池電流値I(t)と、得られたItagとに基づいて、下式(IV)により入力電力制限値Winを算出する。なお、Itag1及びItag2は、以下の式(V)により得ることができる。 Specifically, the input power limit value calculation means 44 can calculate the input power limit value W in as follows. That is, first, for example, an input current limit target value I tag is once calculated by offsetting I lim ′ by a predetermined amount. Next, based on the secondary battery current value I B (t) at time t temporarily stored in the RAM 36 and the obtained I tag , the input power limit value W in is calculated by the following equation (IV). Note that I tag1 and I tag2 can be obtained by the following formula (V).

Figure 0007137760000006
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Figure 0007137760000007
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なお、式(V)において、Itag1及びItag2は、上述のようにIlim'に対し、それぞれ所定量だけオフセットさせた量として求められる。すなわち、Itag1及びItag2は、式(I)における、充電の継続による許容入力電流値Ilimの減少分(F関数による減少項)を更新する。したがって、Itag1,Itag2と、Ilim'の関係を、HVECU30のRAM36にマップとして予め格納しておき、これを参照してItag1,Itag2を求めるとよい。なお、二次電池の劣化や二次電池の制御を考慮してマップを作成しておくことにより、さらに局所的な負極電位低下による金属リチウム析出を抑制することができる。 In equation (V), I tag1 and I tag2 are obtained as amounts offset from I lim ' by a predetermined amount as described above. That is, I tag1 and I tag2 update the decrease in allowable input current value I lim due to continued charging (decrease term by F function) in equation (I). Therefore, the relationship between I tag1 , I tag2 and I lim ′ should be stored in advance as a map in the RAM 36 of the HVECU 30, and I tag1 and I tag2 may be obtained by referring to this map. By creating a map in consideration of the deterioration of the secondary battery and the control of the secondary battery, it is possible to further suppress deposition of metallic lithium due to a local decrease in the potential of the negative electrode.

入力電力制限値算出手段44は、許容入力電流値算出手段42により出力された、これら放置時の回復分または放電時の増加分が更新された許容入力電流値Ilim'と、時刻tにおける実際の二次電池電流値Iとを基に、式(IV)及び式(V)を用い、入力電力制限値Winを算出する(S100)。さらに、算出された入力電力制限値Winを基に、二次電池10への入力許可電力を制限する(S110)。ここで、放置時または放電時は二次電池10への充電が行われない。したがって、入力電力制限値Winが更新されるだけで、モータの駆動(出力トルク)制御は、入力電力制限値Winとは無関係に行われる。 The input power limit value calculation means 44 calculates the allowable input current value I lim ' in which the recovering amount at the time of leaving or the increase at the time of discharging is updated, which is output by the allowable input current value calculating means 42, and the actual value at the time t. The input power limit value W in is calculated using the formulas (IV) and ( V ) based on the secondary battery current value IB (S100). Further, based on the calculated input power limit value Win , the allowable input power to the secondary battery 10 is limited (S110). Here, charging of the secondary battery 10 is not performed when the battery is left standing or discharged. Therefore, only the input power limit value Win is updated, and motor drive (output torque) control is performed regardless of the input power limit value Win .

これにより、二次電池10への入力電力は、入力電力制限規定値のベース電力値であるSWinに対し、二次電池電流Iに応じたフィードバック制御が行われる。なお、このフィードバック制御においては、金属リチウムを析出させないための許容入力電流値Ilimまたはこれに電池劣化を考慮したIlim'に対し、所定のオフセット(制御マージン)を付与したItag1またはItag2に応じたものとなっている。これにより、フィードバック制御による制御遅れなどにより、二次電池電流IがItag1またはItag2を超えてしまうことを、効果的に防止することができる。さらに、Itag1(またはItag2)は、充放電の履歴を考慮している。すなわち、式(I)、(II)、(I')、(II')、(III)に示すように、充放電継続時間に基づく許容入力電流の減少、回復や、放置に許容入力電流の回復を考慮している。従って、その時の二次電池10の状態に応じた金属リチウム析出防止を図ることができる。 As a result, the input power to the secondary battery 10 is subjected to feedback control according to the secondary battery current IB with respect to SWin , which is the base power value of the input power limit specified value. In this feedback control, I tag 1 or I tag 2 obtained by adding a predetermined offset (control margin) to the allowable input current value I lim for preventing the deposition of metallic lithium or I lim ' considering the deterioration of the battery. It is according to As a result, it is possible to effectively prevent the secondary battery current IB from exceeding I tag1 or I tag2 due to a control delay due to feedback control or the like. Furthermore, I tag1 (or I tag2 ) takes into account the history of charging and discharging. That is, as shown in formulas (I), (II), (I'), (II'), and (III), the allowable input current decreases or recovers based on the charging/discharging duration, and the allowable input current increases due to neglect. Considering recovery. Therefore, it is possible to prevent deposition of metallic lithium according to the state of the secondary battery 10 at that time.

(1)ここで、許容入力電流値Ilim(t)が、Ilim(t)≧IlimB'(t)ではないとき、すなわちIlim(t)<IlimB'(t)のとき、許容入力電流値Ilim(t)を入力しても負極には金属リチウムは析出しない。したがって、入力電力制限値算出手段44は、例えば、二次電池10への入力許可電力を制限する必要はない。 (1) Here, when the allowable input current value I lim (t) is not I lim (t)≧I limB '(t), that is, when I lim (t)<I limB '(t), the allowable Even if the input current value I lim (t) is input, metallic lithium is not deposited on the negative electrode. Therefore, the input power limit value calculation means 44 does not need to limit the allowable input power to the secondary battery 10, for example.

(2)しかしながら、許容入力電流値Ilim(t)が、IlimB'を超えるとき、すなわちIlim(t)≧IlimB'であるときは、負極表面に金属リチウムが析出しうる。したがって、入力電力制限値算出手段44は、先ずは許容入力電流値IlimA(t)に基づいて二次電池10への入力許可電力を制限する。そして、下記式(VI)により、IlimB'を超過したI×tを積算する。換言すれば、金属リチウムの析出量に対応するΣIlim(t)を算出する(S80)。そして入力電力制限値算出手段44は、算出された金属リチウムの析出量に対応するΣIlim(t)が、予め定められた活性リチウムが不活性リチウムに反応する金属リチウムの析出量に対応する閾値ΣIlimitとの比較において、ΣIlim(t)>ΣIlimitであるかどうかを確認する(S90)。そして、ΣIlim(t)>ΣIlimitの関係を満たす場合、すなわちΣIlim(t)が閾値を超える場合は、従来と同様、許容入力電流値IlimB'の減少分(F関数による減少項)に基づいて、上記手順にて入力電力制限値WinB(t)を算出する(S120)。 (2) However, when the allowable input current value I lim (t) exceeds I limB ', that is, when I lim (t)≧I limB ', metallic lithium can be deposited on the negative electrode surface. Therefore, the input power limit value calculation means 44 first limits the allowable input power to the secondary battery 10 based on the allowable input current value I limA (t). Then, I×t exceeding I limB ′ is integrated by the following formula (VI). In other words, ΣI lim (t) corresponding to the deposition amount of metallic lithium is calculated (S80). Then, the input power limit value calculating means 44 determines that ΣI lim (t) corresponding to the calculated deposition amount of metallic lithium is a predetermined threshold value corresponding to the deposition amount of metallic lithium at which active lithium reacts with inert lithium. In comparison with ΣI limit , it is checked whether ΣI lim (t)>ΣI limit (S90). Then, when the relationship ΣI lim (t)>ΣI limit is satisfied, that is, when ΣI lim (t) exceeds the threshold value, the decrease of the allowable input current value I limB ' (decrease term by F function) , the input power limit value W inB (t) is calculated according to the above procedure (S120).

Figure 0007137760000008
Figure 0007137760000008

(3)これに対し、S90において、ΣIlim(t)>ΣIlimitの関係を満たさない場合、すなわちΣIlim(t)が閾値ΣIlimit以下の場合は、析出した活性リチウムは放電時に再溶解すると考えられる。そのため、負極に析出した金属リチウムが、電解液と反応して不活性リチウムとなる閾値ΣIlimitに達しない範囲で、負極に金属リチウムが析出することが許容される。したがって、ΣIlim(t)≦ΣIlimitの場合は、入力電力制限値算出手段44は、より緩和された入力電力制限値WinA(t)を算出する。具体的には、入力電力制限値算出手段44は、許容入力電流値IlimA'の減少分(F関数による減少項)に基づいて、上記手順にて入力電力制限値WinA(t)を算出する(S100)。 (3) On the other hand, if the relationship ΣI lim (t)>ΣI limit is not satisfied in S90, that is, if ΣI lim (t) is equal to or less than the threshold ΣI limit , the precipitated active lithium is redissolved during discharge. Conceivable. Therefore, deposition of metallic lithium on the negative electrode is allowed within a range in which the metallic lithium deposited on the negative electrode does not reach the threshold value ΣI limit that reacts with the electrolyte and becomes inactive lithium. Therefore, when ΣI lim (t)≦ΣI limit , the input power limit value calculation means 44 calculates a more relaxed input power limit value W inA (t). Specifically, the input power limit value calculation means 44 calculates the input power limit value W inA (t) according to the above procedure based on the decrease in the allowable input current value I limA ' (decrease term by the F function). (S100).

HVECU30は、このように入力電力制限値算出手段44によって算出された入力電力制限値Winに基づき、二次電池10への入力電力を制限する(S124)。より具体的には、HVECU30は、二次電池10への入力電力が入力電力制限値Win以下になるようにモータトルク指令(充電するための負のトルク指令)を調整して、モータECU28へ送る。モータECU28は、入力電力制限値Winに基づき制御されたモータトルク指令にしたがい、昇圧コンバータ兼インバータ50による二次電池10への入力電力を制限する。 The HVECU 30 limits the input power to the secondary battery 10 based on the input power limit value W in calculated by the input power limit value calculation means 44 in this way (S124). More specifically, the HVECU 30 adjusts the motor torque command (negative torque command for charging) so that the input power to the secondary battery 10 is equal to or less than the input power limit value Win, send. The motor ECU 28 limits the input power to the secondary battery 10 from the boost converter/inverter 50 according to the motor torque command controlled based on the input power limit value Win .

図4は、自動車走行時の駆動用二次電池について、(a)充放電電流、(b)金属リチウムの析出量ΣIlim(t)、(c)許容入力電流値Ilimmax、(d)入力電力制限値Winmaxの時間変化の一例を示すグラフである。(a)において、二次電池の放電電流は一本のラインで示されているが、入力電流については、入力制限がかかる時間帯については、三本のラインで示されている。この例では、一番上のライン(小充電)がIlimB(t)を、真ん中のライン(中充電)がIlimA(t)を、一番下のライン(大充電)が未制限時の充電電流を表している。例えば、図4(a)の約左半分に示すように、時間tが初期の頃は、S90においてΣIlim(t)≦ΣIlimitの関係であったため、HVECU30は、二次電池への入力電流を、より厳しい許容入力電流値IlimB又はIlimB'は超えてよいが、ラインAとして示されるより緩やかな許容入力電流値IlimA又はIlimA'を超えないように、入力電力制限値WinA(t)に基づいて制限している(S130)。IlimB又はIlimB'を超えない場合は制限が為されない。そして、図4(b)に示すように、S90においてΣIlim(t)>ΣIlimitの関係となる時間帯(両矢印で示す)において、HVECU30は、二次電池への入力電流を、ラインBとして示されるより厳しい許容入力電流値IlimB又はIlimB'を超えないように、入力電力制限値WinB(t)に基づいて制限する(S110)。その結果、ΣIlim(t)≦ΣIlimitの関係が維持され、二次電池への充電電流IがIlimB'以下に維持される。これにより、負極における金属リチウムの析出を好適に抑制することができる。なお、一として、二次電池の耐用年数(例えば10年)を考慮して、当該耐用年数までは許容入力電流値IlimA(図5のラインA)によって入力電流を制限し、耐用年数を満了した後に許容入力電流値IlimB(図5のラインB)によって入力電流を制限するように、F関数およびG関数を設計してもよい。 FIG. 4 shows (a) charging/discharging current, (b) deposition amount ΣI lim (t) of metallic lithium, (c) allowable input current value I limmax , (d) input 7 is a graph showing an example of a change over time of a power limit value W inmax ; In (a), the discharge current of the secondary battery is indicated by one line, but the input current is indicated by three lines during the time period when the input is limited. In this example, the top line (small charge) is I limB (t), the middle line (medium charge) is I limA (t), and the bottom line (large charge) is the unlimited represents the charging current. For example, as shown in the left half of FIG. 4A, when the time t was early, the relationship ΣI lim (t)≦ΣI limit was established in S90. may exceed the tighter allowable input current value I limB or I limB ′, but not the looser allowable input current value I limA or I limA ′ shown as line A, so that the input power limit W inA (t) is limited (S130). No limit is imposed if I limB or I limB ' is not exceeded. Then, as shown in FIG. 4(b), in the time period (indicated by the double arrow) in which the relationship ΣI lim (t)>ΣI limit holds in S90, the HVECU 30 directs the input current to the secondary battery to the line B (S110) based on the input power limit value W inB (t) so as not to exceed the stricter allowable input current value I limB or I limB ′ indicated as . As a result, the relationship ΣI lim (t)≦ΣI limit is maintained, and the charging current I B to the secondary battery is maintained below I limB ′. As a result, deposition of metallic lithium on the negative electrode can be suitably suppressed. Considering the service life of the secondary battery (for example, 10 years), the input current is limited by the allowable input current value I limA (line A in FIG. 5) until the service life expires. The F-function and G-function may be designed to limit the input current by the allowable input current value I limB (line B in FIG. 5).

また、本実施の形態における二次電池の充放電制御装置20は、二次電池の使用による性能低下を抑制するために、リチウムイオン二次電池の上限電圧が予め設定された上限電圧を超えないように制御する上限電圧制御手段をさらに有してもよい。上限電圧制御手段としては、例えば、HVECU30において、予め設定された上限電圧値と、図示しない電圧センサから出力される実際の二次電池電圧値とを比較して、充電量を制御する。このように、充電電圧に上限値を設定することで、セルに不当に大きな電圧が印加されることを防止することが可能となる。 In addition, in the secondary battery charge/discharge control device 20 according to the present embodiment, the upper limit voltage of the lithium ion secondary battery does not exceed a preset upper limit voltage in order to suppress deterioration in performance due to use of the secondary battery. You may further have an upper limit voltage control means to control. As the upper limit voltage control means, for example, in the HVECU 30, a preset upper limit voltage value is compared with an actual secondary battery voltage value output from a voltage sensor (not shown) to control the charging amount. By setting the upper limit of the charging voltage in this manner, it is possible to prevent application of an unreasonably high voltage to the cell.

[劣化係数η]
上述したように、図1に示す許容入力電流値算出手段42は、使用による二次電池10の性能低下を考慮して、上記式(III)で、二次電池の経時劣化を考慮したIlim'を求めている。ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池は経年使用に伴い、劣化度合いが変化し得る。そこで、リチウムイオン二次電池の入出力を最大限活用しつつ、劣化度合いに応じて、リチウム金属の析出を抑制するために、上述した入力電力制限値Winを変更することが好適である。
[degradation factor η]
As described above, the allowable input current value calculation means 42 shown in FIG. 1 uses the above formula (III) in consideration of deterioration in performance of the secondary battery 10 due to use, and I lim ' is asking. Here, the degree of deterioration of a secondary battery such as a lithium ion secondary battery may change as it is used over time. Therefore, it is preferable to change the above-mentioned input power limit value W in in order to suppress deposition of lithium metal according to the degree of deterioration while maximizing the input/output of the lithium ion secondary battery.

そこで、許容入力電流値算出手段42は、公知の電池劣化度算出方法に基づき劣化パラメータDを求めて、劣化係数ηを決定してもよい。電池劣化度算出方法としては、例えば、特許文献1に開示された、(ア)起電圧からの電池劣化度算出方法、(イ)内部抵抗からの電池劣化度算出方法、(ウ)満充電容量からの電池劣化度算出方法、などが挙げられる。このような電池劣化度算出方法によると、劣化パラメータDに応じて、予めHVECU30のROM34に格納されたマップを用いて劣化係数ηを求めることができる。これにより、二次電池の経年劣化が反映された、経時劣化を考慮したIlim'を算出することができる。すなわち、劣化度が相対的に小さい二次電池の場合には、充電が継続した場合における入力電力制限値Winの上昇度合いが相対的に緩和されるが、劣化度が大きな二次電池の場合には、入力電力制限値Winを相対的に大きく制限し(例えばゼロにする)、充電電流をより小さく低減させることが望まれる。また、閾値ΣIlimitは、二次電池の性能に影響を及ぼさない金属リチウムの析出量であることの他に、安全性に影響を及ぼさない析出量として決定してもよい。これらは、例えば、二次電池、延いては車両を実際に使用するユーザの特性によって、例えば、電池性能、セル数、電池劣化特性などを考慮して決定することができる。なお、上記の電池劣化度算出方法では、HVECU30に付加的に備えられるタイマー38により、二次電池10の装着時から使用期間が累積カウントされている。なお、部品交換等を考慮し、タイマー情報の共有化の観点から、例えば、二次電池ECU22やエンジンECU26に設けられているタイマーにおいて、二次電池10の装着時からの使用期間が累積カウントされていてもよく、複数箇所でカウントすることも好適である。 Therefore, the allowable input current value calculation means 42 may determine the deterioration coefficient η by obtaining the deterioration parameter D based on a known battery deterioration degree calculation method. As the battery deterioration degree calculation method, for example, (A) battery deterioration degree calculation method from electromotive voltage, (b) battery deterioration degree calculation method from internal resistance, (c) full charge capacity disclosed in Patent Document 1 and the like. According to this battery deterioration degree calculation method, the deterioration coefficient η can be obtained according to the deterioration parameter D using a map stored in advance in the ROM 34 of the HVECU 30 . This makes it possible to calculate I lim ' that reflects the deterioration over time of the secondary battery and takes into account deterioration over time. That is, in the case of a secondary battery with a relatively small degree of deterioration, the degree of increase in the input power limit value W in when charging is continued is relatively moderated, but in the case of a secondary battery with a large degree of deterioration, Therefore, it is desirable to limit the input power limit W in relatively large (eg, to zero) to reduce the charging current to a smaller value. In addition, the threshold ΣI limit may be determined as a deposition amount of metallic lithium that does not affect the performance of the secondary battery, or as a deposition amount that does not affect safety. These can be determined, for example, by taking into consideration the characteristics of the user who actually uses the secondary battery and the vehicle, such as battery performance, number of cells, and battery deterioration characteristics. In the battery deterioration degree calculation method described above, the timer 38 additionally provided in the HVECU 30 cumulatively counts the period of use from the time when the secondary battery 10 is installed. From the viewpoint of sharing timer information in consideration of parts replacement, for example, the timer provided in the secondary battery ECU 22 or the engine ECU 26 cumulatively counts the usage period from the time when the secondary battery 10 is installed. It is also preferable to count at multiple locations.

以上の構成は、例えば、ハイレートでの充放電を行う比較的大容量(例えば電池容量が20Ah以上の、典型的には25Ah以上の、例えば30Ah以上)の二次電池についての制御方法に好ましく適用することができる。したがって、このような特徴を活かして、ここに開示される技術は、高エネルギー密度,高入出力密度およびサイクル特性等が要求される用途ならびに高い信頼性を要求される用途の二次電池を含む制御方法に、特に好ましく適用することができる。かかる用途としては、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。この二次電池は、典型的には複数個を直列および/または並列に接続してなる組電池の形態であってもよい。 The above configuration is preferably applied, for example, to a control method for a relatively large-capacity secondary battery (for example, a battery capacity of 20 Ah or more, typically 25 Ah or more, for example 30 Ah or more) that charges and discharges at a high rate. can do. Therefore, taking advantage of such features, the technology disclosed herein includes secondary batteries for applications requiring high energy density, high input/output density, cycle characteristics, etc., and applications requiring high reliability. It can be particularly preferably applied to the control method. Such uses include, for example, power supplies for driving vehicles such as plug-in hybrid vehicles (PHV), hybrid vehicles (HV), and electric vehicles (EV). This secondary battery may typically be in the form of an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series and/or in parallel.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。本出願の請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記充放電制御によると、二次電池として用いるリチウムイオン二次電池の使用による性能低下を抑制して、安定して二次電池から出力を得ることができる。かかる二次電池としては、車両における二次電池の充放電制御に限定されず、他の用途のリチウムイオン二次電池にも適用することが可能である。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims of the present application includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. For example, according to the charge/discharge control described above, it is possible to suppress deterioration in performance due to the use of a lithium-ion secondary battery used as a secondary battery, and stably obtain output from the secondary battery. Such a secondary battery is not limited to charge/discharge control of a secondary battery in a vehicle, and can be applied to lithium ion secondary batteries for other uses.

10 二次電池
20 充放電制御装置
22 二次電池ECU
30 HVECU
40 入力許可電力調整手段
100 自動車
10 secondary battery 20 charge/discharge control device 22 secondary battery ECU
30 HV ECU
40 Input permission power adjustment means 100 Automobile

Claims (1)

リチウムイオン二次電池の充放電を制御する方法であって、前記リチウムイオン二次電池は、正極と負極とを備えており、
金属リチウムが前記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第1許容充電電流と、
再溶解しない金属リチウムが前記負極に析出しない最大電流値として設定される許容充電電流であって、充電継続時間に応じて減少され、放電継続時間に応じて増加される第2許容充電電流と
基づいて入力許可電力を決定し、前記入力許可電力以下で充電する、二次電池の充放電制御方法。
A method for controlling charging and discharging of a lithium ion secondary battery, the lithium ion secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode,
a first allowable charging current that is set as a maximum current value at which metallic lithium does not deposit on the negative electrode, that decreases according to the duration of charging and increases according to the duration of discharging;
a second allowable charge current that is set as the maximum current value at which metallic lithium that does not redissolve is deposited on the negative electrode, that is decreased according to the duration of charging and increased according to the duration of discharge ;
A charge/discharge control method for a secondary battery , comprising: determining an allowable input electric power based on the above;
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