JPWO2020250342A1 - 充放電制御装置および充放電制御方法 - Google Patents

Abstract

充放電制御装置（１０−１）は、時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲よりも低い第１の充電率範囲および第２の充電率範囲よりも高い第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、電池の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部（１１−１）と、保存時の充電率に基づいて、電池の充放電を制御する充放電制御部（１２）と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、電池の劣化を抑制する充放電制御装置および充放電制御方法に関する。

電池は、充放電に伴う電池の劣化であるサイクル劣化が生じるとともに、充放電が行われていない状態であっても時間の経過に伴う劣化である保存劣化が生じることが知られている。保存劣化の進行速度は、電池の充電率によって変化する。例えば、電気自動車はユーザの使用状況によって走行時間よりも駐車時間の方が長い場合がある。このため、駐車時間中の保存劣化の抑制は重要である。

特許文献１には、充電率が高いほど保存劣化が進行する電池の保存劣化を抑制する技術が開示されている。特許文献１に記載の蓄電池ステムは、複数の運転パターンを生成し、生成した複数の運転パターンそれぞれの劣化量を算出し、最も劣化量の少ないパターンを選択する。特許文献１には、充電率が高いほど電池の劣化が進行するため、充電率をなるべく低い状態とすることが記載されている。

国際公開第２０１８／１０５６４５号

しかしながら、電池の保存劣化率は、電池の材料によって異なり、充電率が高いほど保存劣化が進行する電池ばかりでなく、充電率の中間の範囲において保存劣化が進行する電池も存在する。特許文献１に記載の技術では、充電率の中間の範囲において電池を保存する運転パターンが選択されることがあり、充電率の中間の範囲において保存劣化が進行する電池においては、保存劣化を十分に抑制することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、充電率の中間の範囲において保存劣化が進行する電池において、保存劣化を抑制することが可能な充放電制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の充放電制御装置は、時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲よりも低い第１の充電率範囲および第２の充電率範囲よりも高い第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、電池の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部と、保存時の充電率に基づいて、電池の充放電を制御する充放電制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、充電率の中間の範囲において保存劣化が進行する電池において、保存劣化を抑制することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる充放電制御装置の構成を示す図 図１に示す電池の充電率と当該充電率で保存した場合の劣化速度の関係を示す図 図１に示す電池の充電率制御の第１の例を示す図 図１に示す電池の充電率制御の第２の例を示す図 図１に示す電池の充電率制御の第３の例を示す図 図１に示す充放電制御装置の動作の第１の例を示すフローチャート 図１に示す充放電制御装置の動作の第２の例を示すフローチャート 本発明の実施の形態２にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 図８に示す電池の充電率と劣化速度の関係を示す図 図８に示す電池の充電率と劣化速度の関係を近似した関数を示す図 図８に示す充放電制御装置の動作の第１の例を示すフローチャート 図８に示す充放電制御装置の動作の第２の例を示すフローチャート 本発明の実施の形態３にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 図１３に示す充放電制御装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態４にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 本発明の実施の形態５にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 図１６に示す第１取得部および第２取得部の説明をするための図 図１６に示す電池の劣化パターンを温度毎に示す図 図１６に示す電池の容量の経時的な変化の第１の例を示す図 図１６に示す電池の容量の経時的な変化の第２の例を示す図 本発明の実施の形態６にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 図２１に示す電池の充電率制御の第１の例を示す図 図２１に示す電池の充電率制御の第２の例を示す図 図２１に示す電池の充電率制御の第３の例を示す図 本発明の実施の形態７にかかる充放電制御装置の機能構成を示す図 本発明の実施の形態１〜７にかかる充放電制御装置の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図 本発明の実施の形態１〜７にかかる充放電制御装置の機能を実現するための制御回路の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる充放電制御装置および充放電制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

以下の明細書中および図面中において、同一の部分または同様の機能を有する部分については同一の符号を付して説明する。また、図面は簡略化して描かれており、寸法および形状は必ずしも正確ではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる充放電制御装置１０−１の構成を示す図である。充放電制御装置１０−１は、電池２０と接続可能であり、接続された電池２０の充放電を制御する。

電池２０は、充放電可能な二次電池である。以下、電池２０がリチウムイオン電池である例について説明するが、電池２０の種類は、リチウムイオン二次電池に限らず、鉛蓄電池、ニッケル水素電池などであってもよい。さらに電池の形状は図示した例に限定されず、積層型、巻型、ボタン型など様々な形状の電池について本実施の形態に説明する技術を適用することができる。

リチウムイオン電池などの二次電池は、使用しない状態、つまり充放電を行っていない状態であっても劣化が生じることが知られている。この劣化は、保存劣化と呼ばれる。また以下の説明中において、充放電を行っていない状態であって、電池２０が使用されていない状態を保存状態と称する。電池２０を保存状態にした場合、外部回路に電流が流れなくても、内部の活物質が酸化還元反応して少しずつ放電する。放電した電荷は、充電によって戻すことができる可逆過程と、回復せずに劣化につながる不可逆過程がある。保存劣化は、充電率および温度の影響によって進行度合いが変化する。充電率は、ＳＯＣ（State Of Charge）とも呼ばれる。

電池２０の劣化が進行した場合、充電できるエネルギー容量が低下したり、供給できる最大パワーが低下したりする。また電池２０は、充放電サイクルを繰り返すことで電極が膨張収縮し、疲労破壊によって、電極材料が剥離するなどの劣化現象が生じる。このような充放電に伴う劣化は、サイクル劣化と呼ばれている。サイクル劣化は、充放電時の電流値、温度、サイクルする充電率の範囲などの影響で進行度合いが変化する。

電池２０の劣化の進行度合いは、電極材料によっても異なる。例えば、正極材料に、例えばＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのマンガンを含む材料であるマンガン系材料、ＬｉＮｉＯ_２などのニッケル系材料およびマンガン系材料の混合材料、Ｌｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ_２などの三元系材料およびマンガン系材料の混合材料などを使用するリチウムイオン電池は、充電率の中間の範囲において劣化が進行しやすい。マンガン系材料を使用したリチウムイオン電池では、充電率がゼロに近い第１の充電率範囲よりも高く、充電率が上限値に近い第３の充電率範囲よりも低い中間の充電率の範囲である第２の充電率範囲において、劣化が進行しやすいという特徴を有する。これは、第２の充電率範囲において、ヤーン・テラー効果を呼ばれるスピネル構造のひずみが生じるため、マンガンの溶出に伴って劣化が進行しやすくなるためである。また、第２の充電率範囲において劣化が進行しやすい特徴を有する電池は、マンガン系材料を使用する場合に限らない。

図２は、図１に示す電池２０の充電率と当該充電率で保存した場合の劣化速度の関係を示す図である。電池２０の充電率の範囲は、第１の充電率範囲Ｒ１、第２の充電率範囲Ｒ２、および第３の充電率範囲Ｒ３の３つに分けることができる。この範囲は、保存劣化の大きさに基づいて分けられる。第２の充電率範囲Ｒ２は、時間の経過に伴う電池２０の劣化である保存劣化の極大値を含む範囲である。第１の充電率範囲Ｒ１は、第２の充電率範囲Ｒ２よりも小さい充電率の範囲である。第３の充電率範囲Ｒ３は、第２の充電率範囲Ｒ２よりも大きい充電率の範囲である。ここでは、保存劣化の大きさは、１時間あたりの劣化速度で示されている。図２に示す例では、第１の充電率範囲Ｒ１は、充電率が０％から２０％の間の範囲であり、第２の充電率範囲Ｒ２は、充電率が２０％から７０％の間の範囲であり、第３の充電率範囲Ｒ３は、充電率が７０％から１００％の間の範囲である。第２の充電率範囲Ｒ２における劣化速度は、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３における劣化速度よりも大きい。図２に示す例では、第３の充電率範囲Ｒ３における劣化速度は、第１の充電率範囲Ｒ１における劣化速度よりも大きい。

図２に示すように、電池２０は、第２の充電率範囲Ｒ２において保存劣化が大きくなるという特性を有している。このため、充放電制御装置１０−１は、電池２０の保存時の充電率が第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３に含まれるように、電池２０の充放電を制御する。

充放電制御装置１０は、電池２０の充放電を行わない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部１１−１と、決定した保存時の充電率に基づいて、電池２０の充放電を制御する充放電制御部１２とを有する。

保存充電率決定部１１−１は、時間の経過に伴う電池２０の劣化率である保存劣化率の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲Ｒ２よりも低い第１の充電率範囲Ｒ１と、第２の充電率範囲Ｒ２よりも高い第３の充電率範囲Ｒ３との中から１つの範囲を選択する。保存充電率決定部１１−１は、選択した範囲の中から、電池２０の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する。ここで保存充電率決定部１１−１は、保存劣化の大きさに基づいて予め定められた範囲を用いることができる。

保存充電率決定部１１−１は、例えば、第１の充電率範囲Ｒ１と第３の充電率範囲Ｒ３とをランダムに選択することができる。また保存充電率決定部１１−１は、電池２０の現在の充電率に基づいて、保存時の充電率を決定してもよい。例えば、保存充電率決定部１１−１は、現在の充電率が第２の充電率範囲Ｒ２に含まれる場合、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３のうちの１つをランダムに選択する。この時、保存充電率決定部１１−１は、現在の充電率が第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる場合、現在の充電率が含まれる範囲を選択することができる。

或いは、保存充電率決定部１１−１は、保存時間および現在の充電率から充電目標値まで充電するためにかかる時間である充電時間に基づいて、保存時の充電率を決定することもできる。例えば、保存時間が充電時間よりも長い場合、保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１を選択し、保存時間が充電時間以下である場合、保存充電率決定部１１−１は、第３の充電率範囲Ｒ３を選択してもよい。

充放電制御部１２は、保存充電率決定部１１−１が決定した保存時の充電率に基づいて、電池２０の充放電を制御する。充放電制御部１２は、決定した保存時の充電率が現在の充電率よりも高い場合、電池２０を保存時の充電率まで充電する。充放電制御部１２は、決定した保存時の充電率が現在の充電率よりも低い場合、電池２０を保存時の充電率まで放電する。

電池２０は、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）などの車両に搭載されている。ＥＶ、ＰＨＥＶなどは、ユーザによっては年間数万ｋｍ以上走行する場合もあるが、年間１万ｋｍ程度の走行距離のユーザが多いことが知られている。年間１万ｋｍ程度の走行距離の場合、通常、車両が走行している時間よりも、走行していない駐車時間が長いといった特徴がある。したがって、ＥＶ、ＰＨＥＶなどの車両に搭載されている電池は、予め定められた充電率で保存されている保存時間が長くなり、保存時の温度および充電率によっては劣化の進行が速くなる。

ＥＶ、ＰＨＥＶなどの車両に双方向の電力授受を実施する車載用充電器などの変換器が搭載されている場合、電池２０内の電力を住宅内の電気機器に使用したり、住宅内に限らず屋外で直接電気機器と接続して使用したり、災害時に停電が生じた場合に電力を使用したりすることができる。或いは、将来的には、複数台のＥＶ、ＰＨＥＶなどの車両同士を接続して電力授受を実施し、電力の融通を行うなど、様々なユースケースが想定される。車両内の変換器が双方向の電力授受に対応していない場合、一般的には、家庭内や公共の充電スタンドと接続した段階で満充電になるまで充電を実施する。これに対して、双方向の電力授受に対応している場合、電池２０の充電率を調整することで劣化を抑制しつつ、住宅内の電気機器などに、電池２０内に貯蔵された電力を活用することが可能である。

図３は、図１に示す電池２０の充電率制御の第１の例を示す図である。電池２０を搭載する車両が走行を開始した時点で充電率が１００％であり、車両が走行を終えて駐車した時点で充電率が５０％である。第１の例では、保存時の充電率を調整せずにそのまま時間ｔ１の間保存した後、上限値である１００％まで電池２０を充電している。つまり、保存時の充電率は５０％である。時間ｔ１は、駐車している時間から、電池２０を充電率５０％から１００％まで充電するためにかかる充電時間を減算した値となる。

図４は、図１に示す電池２０の充電率制御の第２の例を示す図である。電池２０を搭載する車両が走行を開始した時点で充電率が１００％であり、車両が走行を終えて駐車した時点で充電率が５０％である。第２の例では、保存時の充電率を１００％とする。つまり、充放電制御装置１０−１は、駐車を開始した時点において、電池２０の充電を開始し、充電率を５０％から１００％にする。充電を終えてから、次に車両が走行を開始するまでの時間ｔ２の保存時間の間、電池２０は、充電率１００％の状態で保存されることになる。

図５は、図１に示す電池２０の充電率制御の第３の例を示す図である。電池２０を搭載する車両が走行を開始した時点で充電率が１００％であり、車両が走行を終えて駐車した時点で充電率が５０％である。第３の例では、保存時の充電率を１０％とする。つまり、充放電制御装置１０−１は、駐車を開始した時点において、電池２０の放電を開始し、充電率を５０％から１０％にする。放電を終えてから、時間ｔ３の間、電池２０は、充電率１０％の状態で保存されることになる。時間ｔ３の経過後、次に車両が走行を開始するまでの間に、充放電制御装置１０−１は、電池２０を充電して充電率１００％の状態にする。時間ｔ３は、充放電制御装置１０−１が電池２０の放電を終えた時点と、次に車両が走行を開始する時点の間の時間から、電池２０を充電率１０％から１００％まで充電するためにかかる充電時間を減算した値となる。

図６は、図１に示す充放電制御装置１０−１の動作の第１の例を示すフローチャートである。保存充電率決定部１１−１は、電池２０の現在の充電率を取得する（ステップＳ１０１）。保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３の中から１つの範囲を選択する（ステップＳ１０２）。例えば、保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３をランダムに選択することができる。或いは、保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３のうち、現在の充電率に近い範囲を選択することもできる。

保存充電率決定部１１−１は、選択した範囲の中から保存時の充電率を決定する（ステップＳ１０３）。例えば図２に示す例では、第１の充電率範囲Ｒ１は０％から２０％であるため、保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１を選択した場合、保存時の充電率を０％以上２０％未満の値とする。図２に示す例では、第３の充電率範囲Ｒ３は、７０％から１００％であるため、保存充電率決定部１１−１は、第３の充電率範囲Ｒ３を選択した場合、保存時の充電率を７０％以上１００％以下の値とする。

充放電制御部１２は、保存時の充電率の決定された値を用いて、電池２０の充放電制御を行う（ステップＳ１０４）。例えば、保存時の充電率が、ステップＳ１０１で取得した現在の充電率よりも低い場合、充放電制御部１２は、電池２０の充電率が保存時の充電率となるまで、電池２０を放電させる。例えば、保存時の充電率が、ステップＳ１０１で取得した現在の充電率よりも高い場合、充放電制御部１２は、電池２０の充電率が保存時の充電率となるまで、電池２０を充電する。また、充放電制御部１２は、保存時の充電率が充電率の上限値よりも低い場合、電池２０が次に使用されるまでに、上限値まで充電することもできる。このとき、保存時の充電率は、保存劣化が小さくなるように決定されているため、保存状態はなるべく長い方が電池２０の劣化を抑制することができる。このため、充放電制御部１２は、保存時の充電率から上限値まで充電するためにかかる充電時間を計算し、電池２０が次に使用開始される時点から、充電時間の分だけ手前の時点から充電を開始する。

図７は、図１に示す充放電制御装置１０−１の動作の第２の例を示すフローチャートである。保存充電率決定部１１−１は、電池２０の現在の充電率を取得する（ステップＳ２０１）。保存充電率決定部１１−１は、取得した現在の充電率が、第２の充電率範囲Ｒ２内の値であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

第２の充電率範囲Ｒ２内の値である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−１は、保存時間および充電時間を設定する（ステップＳ２０３）。保存時間は、電池２０が次に使用開始されるまでの時間であり、充電時間は、現在の充電率から充電率の上限値まで充電するためにかかる時間である。保存充電率決定部１１−１は、保存時間の大きさを充電時間の大きさと比較し、保存時間が充電時間よりも長いか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

保存時間が充電時間よりも長い場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−１は、第１の充電率範囲Ｒ１を選択する（ステップＳ２０５）。保存時間が充電時間以下である場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、保存充電率決定部１１−１は、第３の充電率範囲Ｒ３を選択する（ステップＳ２０６）。

保存充電率決定部１１−１は、選択した範囲の中から保存時の充電率を決定する（ステップＳ２０７）。充放電制御部１２は、保存時の充電率の決定された値を用いて、電池２０の充放電制御を行う（ステップＳ２０８）。なお、保存時の充電率を決定する具体的な方法は、図６のステップＳ１０３と同様であり、充放電制御の具体的な方法は、図６のステップＳ１０４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

現在の充電率が第２の充電率範囲Ｒ２内の値でない場合（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０３からステップＳ２０８の処理は省略される。つまり、現在の充電率が第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３内の値である場合、保存時の充電率は調整されず、現在の充電率のまま電池２０は保存される。なお、この場合であっても、充放電制御部１２は、次に電池２０が使用開始されるまでの間に、上限値まで充電してもよい。この充電制御が開始される時点は、次に電池２０が使用開始されるまでの時間と、現在の充電率から上限値まで充電するためにかかる充電時間とに基づいて算出される。

第２の例では、現在の充電率が第２の充電率範囲Ｒ２内の値である場合に限って、保存時の充電率が調整される。これにより、現在の充電率が第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる値である場合、保存時の充電率を調整するための充放電に伴うサイクル劣化が生じない。このため、第１の充電率範囲Ｒ１における保存劣化速度と、第３の充電率範囲Ｒ３における保存劣化速度との差がサイクル劣化率と比べて小さい場合、電池２０の劣化を抑制することが可能になる。

また、第２の例では、保存時間が充電時間よりも大きい場合、第１の充電率範囲Ｒ１が選択され、保存時間が充電時間以下である場合、第３の充電率範囲Ｒ３が選択される。保存時の充電率を第１の充電率範囲Ｒ１にする場合、次に使用開始するまでの充電時間が長くなる場合が多い。保存時間および充電時間に基づいて、保存時の充電率の範囲を選択することで、電池２０が次に使用開始されるまでの間に、電池２０を充電するための時間が十分でない場合には、第１の充電率範囲Ｒ１が選択されなくなる。このため、電池２０の使用に支障をきたす状況を回避することが可能になる。

以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる充放電制御装置１０−１は、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３の中から、１つの範囲を選択し、保存時の充電率を選択した範囲の中から決定する。これにより、電池２０の保存時の充電率は、時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲Ｒ２よりも低い第１の充電率範囲Ｒ１、または、第２の充電率範囲Ｒ２よりも高い第３の充電率範囲Ｒ３に含まれることになる。したがって、充電率の中間の範囲である第２の充電率範囲Ｒ２において保存劣化が進行する電池２０において、保存劣化を抑制することが可能になる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる充放電制御装置１０−２の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−２は、保存充電率決定部１１−２と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３とを有する。

保存劣化情報取得部１３は、電池２０の保存劣化の大きさを示す保存劣化情報を取得する。保存劣化情報取得部１３は、電池２０の充電率に基づいて、保存劣化情報を取得することができる。また保存劣化情報取得部１３は、電池２０の充電率および温度に基づいて、保存劣化情報を取得してもよい。

図９は、図８に示す電池２０の充電率と劣化速度の関係を示す図である。図９には、電池２０が中間の充電率範囲において劣化速度の極大値を有し、次に高充電率範囲において劣化速度が大きく、低充電率範囲において、中間の充電率範囲および高充電率範囲よりも劣化速度が小さいことが示されている。劣化速度は、新品状態または初期状態と定義した時点の電池２０の容量を１００％とした場合において、予め定められた時間が経過したときの容量を測定し、測定した容量の所定時間当たりの低下速度である。図９では容量を％で示しているが、容量を示す単位はＡｈ、Ｗｈであってもよい。また、劣化速度は１時間当たりの低下速度に限らず、１分当たりの容量の低下速度Ａｈ／ｍｉｎであってもよいし、１秒当たりの劣化速度Ａｈ／ｓｅｃであってもよい。また、図９に示すような相関グラフから、各測定点間の任意の温度および充電率に対応する劣化速度を線形補間などで推定してもよい。

図１０は、図８に示す電池２０の充電率と劣化速度の関係を近似した関数を示す図である。図９および図１０に示すように、電池２０の劣化速度は、充電率および温度によって異なる。このため、保存劣化情報取得部１３は、充電率および温度に基づいて、保存劣化情報を取得することができる。保存劣化情報は、保存劣化率を示す情報であってよい。また、保存劣化情報取得部１３は、電池２０の充電率、温度および保存時間に基づいて、保存劣化情報を取得してもよい。この場合、保存劣化情報は、保存劣化率に保存時間を積算した保存劣化量で表される。時間経過に伴って温度および充電率が変化する場合、保存劣化情報取得部１３は、各時点における劣化率および温度から取得した保存劣化率を加算することで、保存劣化量を算出することができる。

図８の説明に戻る。保存充電率決定部１１−２は、保存充電率決定部１１−１の機能に加えて、保存劣化情報取得部１３が取得する保存劣化情報に基づいて、保存時の充電率を決定する機能を有する。

図１１は、図８に示す充放電制御装置１０−２の動作の第１の例を示すフローチャートである。保存充電率決定部１１−２は、電池２０の現在の充電率および温度を取得する（ステップＳ３０１）。

保存充電率決定部１１−２は、取得した温度を保存劣化情報取得部１３に出力して、保存劣化情報取得部１３に保存劣化率を取得させる（ステップＳ３０２）。具体的には、保存劣化情報取得部１３は、第１の充電率範囲Ｒ１に含まれる充電率で電池２０を保存した場合の保存劣化率である第１の保存劣化率と、第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる充電率で電池２０を保存した場合の保存劣化率である第３の保存劣化率とを取得する。保存劣化情報取得部１３は、取得した保存劣化情報である保存劣化率を、保存充電率決定部１１−２に出力する。

保存充電率決定部１１−２は、第１の保存劣化率の大きさと、第３の保存劣化率の大きさとを比較し、第１の保存劣化率が第３の保存劣化率よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３０３）。

第１の保存劣化率が第３の保存劣化率よりも小さい場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−２は、第１の充電率範囲Ｒ１を選択する（ステップＳ３０４）。第１の保存劣化率が第３の保存劣化率以上である場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、保存充電率決定部１１−２は、第３の充電率範囲Ｒ３を選択する（ステップＳ３０５）。

保存充電率決定部１１−２は、選択した範囲の中から保存時の充電率を決定する（ステップＳ３０６）。充放電制御部１２は、保存時の充電率の決定された値を用いて、電池２０の充放電制御を行う(ステップＳ３０７)。

なお、保存時の充電率を決定する具体的な方法は、図６のステップＳ１０３と同様であり、充放電制御の具体的な方法は、図６のステップＳ１０４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

本発明の実施の形態２の第１の例では、保存劣化率を直接比較することで、保存時の充電率が決定される。実施の形態１では、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３では、第２の充電率範囲Ｒ２よりも保存劣化が小さいという前提の下で、保存時の充電率を、第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる値とした。本実施の形態では、さらに第１の充電率範囲Ｒ１における第１の保存劣化率と、第３の充電率範囲Ｒ３における第３の保存劣化率とを直接比較することで、より保存劣化が小さくなるように、保存時の充電率が選択される。したがって、保存劣化をさらに小さくすることが可能になる。

図１２は、図８に示す充放電制御装置１０−２の動作の第２の例を示すフローチャートである。保存充電率決定部１１−２は、電池２０の現在の充電率を取得する（ステップＳ４０１）。

保存充電率決定部１１−２は、取得した現在の充電率が、第２の充電率範囲Ｒ２内の値であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。現在の充電率が第２の充電率範囲Ｒ２に含まれる場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−２は、保存時間および温度を取得する（ステップＳ４０３）。

保存充電率決定部１１−２は、充電率、保存時間および温度に基づいて、保存劣化情報取得部１３に保存劣化量を取得させる（ステップＳ４０４）。具体的には、保存劣化情報取得部１３は、第１の充電率範囲Ｒ１に含まれる充電率で保存時間の間、電池２０を保存した場合の保存劣化量である第１の保存劣化量と、第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる充電率で電池２０を保存時間の間、保存した場合の保存劣化量である第３の保存劣化量とを取得する。保存劣化情報取得部１３は、取得した保存劣化情報である保存劣化量を、保存充電率決定部１１−２に出力する。

保存充電率決定部１１−２は、第１の保存劣化量の大きさと、第３の保存劣化量の大きさとを比較し、第１の保存劣化量が第３の保存劣化量よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ４０５）。

第１の保存劣化量が第３の保存劣化量よりも小さい場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−２は、第１の充電率範囲Ｒ１を選択する（ステップＳ４０６）。第１の保存劣化量が第３の保存劣化量以上である場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、保存充電率決定部１１−２は、第３の充電率範囲Ｒ３を選択する（ステップＳ４０７）。

保存充電率決定部１１−２は、選択した範囲の中から保存時の充電率を決定する（ステップＳ４０８）。充放電制御部１２は、保存時の充電率の決定された値を用いて、電池２０の充放電制御を行う(ステップＳ４０９)。

なお、保存時の充電率を決定する具体的な方法は、図６のステップＳ１０３と同様であり、充放電制御の具体的な方法は、図６のステップＳ１０４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

第２の例では、保存劣化情報は、保存時間を考慮した保存劣化量である。保存時の充電率を第１の充電率範囲Ｒ１の値にする場合と第３の充電率範囲Ｒ３の値にする場合とでは、保存の終了時に上限値まで充電するためにかかる時間が異なるため、保存時間が異なる。第２の例によれば、保存時間の差が保存劣化の大きさに与える影響を含めて、保存時の充電率を決定することができ、より保存劣化を抑制することが可能になる。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる充放電制御装置１０−３の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−３は、保存充電率決定部１１−３と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３と、サイクル劣化情報取得部１４とを有する。

サイクル劣化情報取得部１４は、充放電に伴う電池２０の劣化の大きさを示すサイクル劣化情報を取得する。サイクル劣化情報取得部１４は、充放電時の温度と、電流値と、充電率のサイクル範囲であるサイクル充電率範囲とに基づいて、サイクル劣化情報を取得することができる。サイクル劣化情報取得部１４は、取得したサイクル劣化情報を保存充電率決定部１１−３に出力する。

図１４は、図１３に示す充放電制御装置１０−３の動作を示すフローチャートである。保存充電率決定部１１−３は、電池２０の現在の充電率、温度および保存時間を取得する（ステップＳ５０１）。保存充電率決定部１１−３は、保存劣化情報取得部１３に、充電率、温度および保存時間に基づいて、保存劣化量を取得させる（ステップＳ５０２）。具体的には、保存劣化情報取得部１３は、現在の充電率で保存する場合の保存劣化量と、保存時の充電率を第１の充電率範囲Ｒ１内の値とする場合の保存劣化量と、保存時の充電率を第３の充電率範囲Ｒ３内の値とする場合の保存劣化量とを取得する。

保存充電率決定部１１−３は、電池２０の充放電時の温度、電流値およびサイクル充電率範囲を取得する（ステップＳ５０３）。保存充電率決定部１１−３は、温度、電流値およびサイクル充電率範囲に基づいて、サイクル劣化情報取得部１４に、サイクル劣化量を取得させる（ステップＳ５０４）。具体的には、サイクル劣化情報取得部１４は、保存時の充電率を第１の充電率範囲Ｒ１の値にする場合のサイクル劣化量と、保存時の充電率を第３の充電率範囲Ｒ３の値にする場合のサイクル劣化量とを取得する。サイクル劣化情報取得部１４は、取得したサイクル劣化量を保存充電率決定部１１−３に出力する。

保存充電率決定部１１−３は、保存劣化量およびサイクル劣化量に基づいて、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３の中から１つの範囲を選択する（ステップＳ５０５）。例えば、保存充電率決定部１１−３は、保存充電率を第１の充電率範囲Ｒ１内の値にする場合の保存劣化量およびサイクル劣化量の合計と、保存充電率を第３の充電率範囲Ｒ３内の値にする場合の保存劣化量およびサイクル劣化量の合計とを比較し、劣化量が小さくなる範囲を選択することができる。

保存充電率決定部１１−３は、現在の充電率で保存する場合の保存劣化量である第１の劣化量と、保存時の充電率を、ステップＳ５０５で選択した範囲内の値に調整する場合の保存劣化量およびサイクル劣化量の合計である第２の劣化量とを比較し、第１の劣化量が第２の劣化量よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５０６）。

第１の劣化量が第２の劣化量よりも大きい場合（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、保存充電率決定部１１−３は、調整後の充電率を保存時の充電率とする（ステップＳ５０７）。つまり、保存充電率決定部１１−３は、保存時の充電率を、ステップＳ５０５で選択した範囲内の値に調整する。

第１の劣化量が第２の劣化量以下である場合（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、保存充電率決定部１１−３は、現在の充電率、充電率の上限値の中から保存時の充電率を決定する（ステップＳ５０８）。保存時の充電率を、現在の充電率とするか、充電率の上限値とするかは、例えば、各充電率としたときの劣化量に基づいて決定することができる。或いは、上限値である充電率１００％まで充電して保存した場合の劣化率を基準劣化率とし、決定した充電率で保存した場合の保存劣化率と基準劣化率との差が、充電率の調整に伴うサイクル劣化率を上回らないように、保存時の充電率を決定するようにしてもよい。

充放電制御部１２は、保存時の充電率の決定された値を用いて、電池２０の充放電制御を行う(ステップＳ５０９)。なお、充放電制御の具体的な方法は、図６のステップＳ１０４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

実施の形態４．
図１５は、本発明の実施の形態４にかかる充放電制御装置１０−４の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−４は、保存充電率決定部１１−４と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３と、サイクル劣化情報取得部１４−４とを有する。

サイクル劣化情報取得部１４−４は、第１算出部１４１と、第２算出部１４２とを有する。第１算出部１４１は、電池２０の充放電に伴う劣化のうち、充放電中の保存劣化を除く第１のサイクル劣化量を算出する。第２算出部１４２は、サイクル劣化量に含まれる保存劣化量であり、電池２０の充放電中の保存劣化量である第２のサイクル劣化量を算出する。例えば、第２算出部１４２は、充電率２０％〜８０％の範囲でサイクルが実施される場合、充電率２０％〜８０％の保存劣化率を積算することで、第２のサイクル劣化量を算出する。サイクル劣化情報取得部１４−４は、第１のサイクル劣化量および第２のサイクル劣化量を示すサイクル劣化情報を保存充電率決定部１１−４に出力する。

保存充電率決定部１１−４は、保存劣化情報と、サイクル劣化情報に含まれる第１のサイクル劣化量および第２のサイクル劣化量とに基づいて、保存時の充電率を決定することができる。

本発明の実施の形態４にかかる充放電制御装置１０−４によれば、電池２０の充放電時において、温度、電流値およびサイクル充電率範囲の影響を受けて劣化速度が変化する第１のサイクル劣化量と、温度およびサイクル充電率範囲の影響を受けて劣化速度が変化する保存劣化量である第２のサイクル劣化量とを分けて算出することができる。このため、電池２０の充放電制御時の電流値およびサイクル充電率範囲の設定を変えることで、劣化を抑制しつつより効率的に充放電制御を行うことが可能になる。

実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５にかかる充放電制御装置１０−５の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−５は、保存充電率決定部１１−５と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３−５と、サイクル劣化情報取得部１４とを有する。

保存劣化情報取得部１３−５は、第１取得部１３１と、第２取得部１３２とを有する。第１取得部１３１は、電池２０の保存劣化速度と充電率の相関において、中間の充電率範囲である第２の充電率範囲Ｒ２において、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３よりも劣化速度が高くなる第１の保存劣化パターンを用いて、保存劣化速度を取得する。第２取得部１３２は、充電率が高いほど劣化速度が高くなる第２の保存劣化パターンを用いて、保存劣化速度を取得する。電池２０の保存劣化速度は、第１取得部１３１が取得する保存劣化速度と、第２取得部１３２が取得する保存劣化速度の和となる。

図１７は、図１６に示す第１取得部１３１および第２取得部１３２の説明をするための図である。図１７には、電池２０の充電率に対する劣化速度３−１と、劣化速度３−１の第１の保存劣化パターン３−１ａと、第２の保存劣化パターン３−１ｂとが示されている。

図１８は、図１６に示す電池２０の劣化パターンを温度毎に示す図である。第１取得部１３１は、第１の保存劣化パターン３−２ａ，３−３ａを用いて、保存劣化速度を取得する。第２取得部１３２は、第２の保存劣化パターン３−２ｂ，３−３ｂを用いて、保存劣化速度を取得する。劣化速度３−２、第１の保存劣化パターン３−２ａ、および第２の保存劣化パターン３−２ｂは、例えば２５℃以下の低温における保存劣化速度を示している。劣化速度３−３、第１の保存劣化パターン３−３ａ、および第２の保存劣化パターン３−３ｂは、例えば４５度の高温における保存劣化速度を示している。

劣化速度３−２に示されるように、第２の充電率範囲Ｒ２において劣化速度の極大値を示すとき、保存充電率決定部１１−５は、現在の充電率が、第２の充電率範囲Ｒ２に含まれるか否かを判断し、第２の充電率範囲Ｒ２に含まれる場合、保存時の充電率を、第１の充電率範囲または第３の充電率範囲に含まれる値とする。劣化速度３−３に示されるように、第２の充電率範囲Ｒ２および第３の充電率範囲Ｒ３において劣化速度の極大値を示すとき、保存充電率決定部１１−５は、保存時の充電率を、第１の充電率範囲Ｒ１内の値とすることができる。

このような構成によると、温度によって、第１の保存劣化パターンと第２の保存劣化パターンの劣化速度と充電率の相関が変化した場合に、それらの和である保存劣化の劣化速度と充電率の相関が温度で変化したとしても、劣化を抑制するように充放電制御を行うことが可能になる。

図１９は、図１６に示す電池２０の容量の経時的な変化の第１の例を示す図である。劣化速度は、図１９に示すような容量低下量と時間の相関に基づいて算出することができる。図１９には、電池２０の容量４−１の経時変化が示されている。容量４−１は、充電率が高いほど劣化が進行し、時間が進むにつれて容量が低下しにくくなる第１のパターン４−１ａと、中間の充電率で劣化が進行し、時間の経過に伴って劣化が進行しやすくなる第２のパターン４−１ｂとの和で表される。第１のパターン４−１ａは、一般的に、時間の０．５乗に対して線形となる。第２のパターン４−１ｂは、一般的に、時間に対して指数関数または線形関数となる。

保存充電率決定部１１−５は、第１のパターン４−１ａおよび第２のパターン４−１ｂに基づいて、電池２０の保存劣化の推移を予測し、予測結果に従って保存時の充電率を決定することもできる。例えば、図１９の予め定められた時間が経過した地点Ａにおいて、第１のパターン４−１ａの割合が第２のパターン４−１ｂよりも大きい場合、充電率が高いほど劣化速度が大きくなるため、電池２０の保存時の充電率を第３の充電率範囲Ｒ３ではなく第１の充電率範囲Ｒ１または第２の充電率範囲Ｒ２に含まれる値とすることができる。

図２０は、図１６に示す電池２０の容量の経時的な変化の第２の例を示す図である。第２の例では、第１のパターン４−２ａの割合は第２のパターン４−２ｂよりも小さい。この場合、第２の充電率範囲Ｒ２において劣化が進行する。このため、保存充電率決定部１１−５は、保存時の充電率を、第１の充電率範囲Ｒ１または第３の充電率範囲Ｒ３に含まれる値とすることができる。

また、保存充電率決定部１１−５は、予め定められた時間が経過した地点Ａ，Ｂにおける劣化状態に基づいて、第１のパターン４−１ａ，４−２ａと第２のパターン４−１ｂ，４−２ｂのどちらの影響が大きいかを判断することで、将来的な電池２０の劣化状態を推測することが可能になる。保存充電率決定部１１−５は、推定結果に基づいて、電池２０の交換時期をユーザに通知することができる。

また、図１９，２０では、電池２０の保存劣化を２つのパターンで表したが、３つ以上のパターンで表してもよい。３つのパターンで表した場合、電池２０の保存劣化率は、３つのパターンを用いて取得した３つの保存劣化率の和となる。

実施の形態６．
図２１は、本発明の実施の形態６にかかる充放電制御装置１０−６の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−６は、保存充電率決定部１１−６と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３と、変換器１５とを有する。

複数の電池２０−１，２０−２は、変換器１５を介して並列に接続されている。ここでは２つの電池２０−１，２０−２を示したが、接続する電池２０の数は３つ以上であってもよく、変換器１５が複数設けられてもよい。また、電池２０−１，２０−２は直列に接続されてもよい。

保存充電率決定部１１−６は、複数の電池２０−１，２０−２のそれぞれの保存時の充電率を決定する。このとき保存充電率決定部１１−６は、複数の電池２０−１，２０−２の一方からの出力と、複数の電池２０−２，２０−２の他方への入力とが同一の値となるようにする。充放電制御部１２は、電池２０−１，２０−２間にて電力を授受させて、電池２０−１，２０−２の充電率を調整する。

図２２は、図２１に示す電池２０−１，２０−２の充電率制御の第１の例を示す図である。図２２には、電池２０−１，２０−２の劣化速度および充電率の相関が示されている。第１の例では、電池２０−１，２０−２は、両方とも、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３よりも第２の充電率範囲Ｒ２の方が劣化が進行する特徴を有する。この場合、電池２０−１，２０−２を使用したい充電率を地点Ａとすると、電池２０−１の充電率を地点Ｂ、電池２０−２の充電率を地点Ｃに設定する。地点Ｂと地点Ａとの間の差ａと、地点Ｃと地点Ａとの間の差ｂとは、ａ＝ｂの関係を有する。電池２０−１，２０−２の充電率を両方とも地点Ａに設定すると、劣化速度の合計は２ｋとなる。一方、電池２０−１，２０−２の平均充電率が使用したい地点Ａとなるように設定した場合、電池２０−１の劣化速度はｋａ、電池２０−２の劣化速度はｋｂとなり、劣化速度の合計はｋａ＋ｋｂとなる。ｋａ＋ｋｂは、２ｋよりも小さくなり、劣化速度を低減することが可能である。

したがって、充放電制御装置１０−６は、保存時間をｔとしたとき、電池２０−１，２０−２の保存時の充電率が、（ｋａ＋ｋｂ）ｔが、２ｋｔと比較して低下するように、電池２０−１，２０−２の間で電力授受を行わせる。或いは、充放電制御装置１０−６は、電池２０−１，２０−２の一方は第１の充電率範囲Ｒ１となり、他方は第３の充電率範囲Ｒ３となるように電池２０−１，２０−２間で電力授受を行わせる。

図２３は、図２１に示す電池２０−１，２０−２の充電率制御の第２の例を示す図である。電池２０−１，２０−２を地点Ｄで使用したい場合、電池２０−１，２０−２の一方は地点Ｅで、他方は地点Ｆで使用する。地点Ｄ，Ｅの充電率の差ｅと、地点Ｄ，Ｆの充電率の差ｆとの間には、ｅ＝ｆの関係が成り立つ。電池２０−１を地点Ｅで使用し、電池２０−２を地点Ｆで使用した場合の劣化速度ｋｅ＋ｋｆは、電池２０−１，２０−２を地点Ｄで使用した場合の劣化速度２ｋｄと比較して小さく、劣化を抑制することができる。

しかしながら、地点Ｆは、電池２０−１，２０−２の第３の充電率範囲Ｒ３における劣化速度の極小値を示し、例えば、範囲＃１の劣化速度は、地点Ｆでの劣化速度よりも小さくなる。このため、電池２０−１，２０−２の一方を範囲＃１で使用した場合、２つの電池２０−１，２０−２間では劣化にばらつきが生じてしまう。したがって、範囲＃１を除いた範囲＃２内に収まるように電池２０−１，２０−２の充電率を制御してもよい。この場合、電池２０−１，２０−２間の劣化のばらつきを抑制することができる。また、電池２０−１，２０−２間で劣化のばらつきが生じている場合、故意に電池２０−１，２０−２のうち劣化が進んでいる方を範囲＃１で使用し、劣化が進んでいない方を範囲＃２で使用するように充電率を調整してもよい。

図２４は、図２１に示す電池２０−１，２０−２の充電率制御の第３の例を示す図である。電池２０−１は、第１の充電率範囲Ｒ１および第３の充電率範囲Ｒ３よりも第２の充電率範囲Ｒ２で劣化が進行する。電池２０−２は、第３の充電率範囲Ｒ３で劣化速度の極大値をとる。この場合、電池２０−１，２０−２の使用したい充電率の地点Ｇにおいて、電池２０−１の劣化速度はｋｇ１であり、電池２０−２の劣化速度はｋｇ２であり、劣化速度の合計はｋｇ１＋ｋｇ２となる。電池２０−１の調整後の充電率を地点Ｉとし、、電池２０−２の調整後の充電率を地点Ｈとすると、地点Ｇと地点Ｉとの充電率の差ｉと地点Ｇと地点Ｈとの充電率の差ｈとの関係は、ｈ＝ｉとなる。このとき電池２０−１の劣化速度ｋｉ、電池２０−２の劣化速度ｋｈ、劣化速度の合計はｋｉ＋ｋｈとなる。

したがって、保存時間ｔとすると、電池２０−１，２０−２の保存時の充電率は、ｈ＝ｉの関係を満たしつつ、調整後における保存劣化率（ｋｉ＋ｋｈ）ｔが、（ｋｇ１＋ｋｇ２）ｔよりも小さくなるように決定される。電池２０−１，２０−２間で電力を授受して充電率の調整が行われる。このような構成をとることで、中間の充電率において劣化速度の極大値を有する電池２０−１と、充電率が高いほど劣化速度が大きい電池２０−２において、電池２０−１，２０−２の両方の劣化速度が小さくなるように、充電率が調整される。このため、消費電力を小さくしつつ、劣化を抑制することが可能になる。

実施の形態７．
図２５は、本発明の実施の形態７にかかる充放電制御装置１０−７の機能構成を示す図である。充放電制御装置１０−７は、保存充電率決定部１１−７と、充放電制御部１２と、保存劣化情報取得部１３と、サイクル劣化情報取得部１４と、変換器１５とを有する。充放電制御装置１０−７は、充放電制御装置１０−６にサイクル劣化情報取得部１４を加えた構成を有する。

保存充電率決定部１１−７は、サイクル劣化情報取得部１４に、電池２０−１，２０−２間の電力授受におけるサイクル充電率範囲と、電流値と、温度とを入力して、サイクル劣化情報を取得させる。このため、サイクル劣化情報取得部１４は、電池２０−１，２０−２間の電力授受に伴うサイクル劣化率を取得することになる。保存充電率決定部１１−７は、サイクル劣化情報取得部１４が取得するサイクル劣化情報であるサイクル劣化率に基づいて、保存時の充電率を決定する。

以上説明したように、本発明の実施の形態７によれば、電池２０−１，２０−２の保存劣化だけでなく、サイクル劣化も考慮して、全体として劣化を抑制することが可能になる。

続いて、本発明の実施の形態１〜７にかかる充放電制御装置１０−１〜１０−７のハードウェア構成について説明する。充放電制御装置１０−１〜１０−７の各機能部は、処理回路により実現される。これらの処理回路は、専用のハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いた制御回路であってもよい。

上記の処理回路が、専用のハードウェアにより実現される場合、これらは、図２６に示す処理回路９０により実現される。図２６は、本発明の実施の形態１〜７にかかる充放電制御装置１０−１〜１０−７の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図である。処理回路９０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。

上記の処理回路が、ＣＰＵを用いた制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図２７に示す構成の制御回路９１である。図２７は、本発明の実施の形態１〜７にかかる充放電制御装置１０−１〜１０−７の機能を実現するための制御回路９１の構成を示す図である。図２７に示すように、制御回路９１は、プロセッサ９２と、メモリ９３とを備える。プロセッサ９２は、ＣＰＵであり、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などとも呼ばれる。メモリ９３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などである。

上記の処理回路が制御回路９１により実現される場合、プロセッサ９２がメモリ９３に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９３は、プロセッサ９２が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

例えば、図１５、図２１、図２５に示す保存劣化情報取得部１３を、図１６に示す保存劣化情報取得部１３−５に置き換えることができる。また、図２５に示すサイクル劣化情報取得部１４を、図１５に示すサイクル劣化情報取得部１４−４に置き換えることもできる。

例えば、図示したフローチャートの各動作を、組み合わせることもできるし、同様の効果を奏する限り、各動作の実施順を入れ替えてもよい。また、各動作によって生じる動作が変わらない限り、複数の動作を並列で実行することもできる。

また、上記の実施の形態１〜７で説明する機能は、充放電制御装置１０−１〜１０−７として実現されることはもちろん、充放電制御方法として実現されてもよいし、充放電制御方法の各動作を記述したコンピュータプログラムとして実現されてもよい。コンピュータプログラムは、通信路を介して提供されてもよいし、記録媒体に記録されて提供されてもよい。

１０−１〜１０−７ 充放電制御装置、１１−１〜１１−７ 保存充電率決定部、１２ 充放電制御部、１３，１３−５ 保存劣化情報取得部、１４，１４−４ サイクル劣化情報取得部、１５ 変換器、２０，２０−１，２０−２ 電池、９０ 処理回路、９１ 制御回路、９２ プロセッサ、９３ メモリ、１３１ 第１取得部、１３２ 第２取得部、１４１ 第１算出部、１４２ 第２算出部。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の充放電制御装置は、電池の充電率および温度に基づいて、時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の大きさを示す保存劣化情報を取得する保存劣化情報取得部と、保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲よりも低い第１の充電率範囲および第２の充電率範囲よりも高い第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、保存劣化情報に基づいて、電池の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部と、保存時の充電率に基づいて、電池の充放電を制御する充放電制御部と、を備えることを特徴とする。

図１０は、図８に示す電池２０の充電率と劣化速度の関係を近似した関数を示す図である。図９および図１０に示すように、電池２０の劣化速度は、充電率および温度によって異なる。このため、保存劣化情報取得部１３は、充電率および温度に基づいて、保存劣化情報を取得することができる。保存劣化情報は、保存劣化率を示す情報であってよい。また、保存劣化情報取得部１３は、電池２０の充電率、温度および保存時間に基づいて、保存劣化情報を取得してもよい。この場合、保存劣化情報は、保存劣化率に保存時間を積算した保存劣化量で表される。時間経過に伴って温度および充電率が変化する場合、保存劣化情報取得部１３は、各時点における充電率および温度から取得した保存劣化率を加算することで、保存劣化量を算出することができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の充放電制御装置は、電池の充電率に基づいて、時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の大きさを示す保存劣化情報を取得する保存劣化情報取得部と、充放電に伴う電池の劣化の大きさを示すサイクル劣化情報を取得するサイクル劣化情報取得部と、保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲よりも低い第１の充電率範囲および第２の充電率範囲よりも高い第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、保存劣化情報およびサイクル劣化情報に基づいて、電池の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部と、保存時の充電率に基づいて、電池の充放電を制御する充放電制御部と、を備えることを特徴とする。

Claims (16)

1. 時間の経過に伴う電池の劣化である保存劣化の極大値を含む充電率の範囲である第２の充電率範囲よりも低い第１の充電率範囲および前記第２の充電率範囲よりも高い第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、前記電池の充放電が行われていない保存時の充電率を決定する保存充電率決定部と、
   前記保存時の充電率に基づいて、前記電池の充放電を制御する充放電制御部と、
   を備えることを特徴とする充放電制御装置。
2. 前記保存充電率決定部は、前記電池の現在の充電率が前記第２の充電率範囲に含まれている場合、前記第１の充電率範囲および前記第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択し、選択した範囲の中から、前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項１に記載の充放電制御装置。
3. 前記電池の充電率に基づいて、前記電池の保存劣化の大きさを示す保存劣化情報を取得する保存劣化情報取得部、
   をさらに備え、
   前記保存充電率決定部は、前記保存劣化情報に基づいて前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の充放電制御装置。
4. 前記保存劣化情報取得部は、前記電池の充電率および温度に基づいて、前記保存劣化情報を取得することを特徴とする請求項３に記載の充放電制御装置。
5. 前記保存劣化情報取得部は、前記電池の充電率、温度および保存時間に基づいて、前記保存劣化情報を取得することを特徴とする請求項３に記載の充放電制御装置。
6. 充放電に伴う電池の劣化の大きさを示すサイクル劣化情報を取得するサイクル劣化情報取得部、
   をさらに備え、
   前記保存充電率決定部は、前記保存劣化情報および前記サイクル劣化情報に基づいて、前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
7. 前記保存充電率決定部は、前記電池を現在の充電率で保存した場合の保存劣化量と、調整した後の充電率で保存した場合の保存劣化量と、調整のための充放電に伴うサイクル劣化量とに基づいて、前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項６に記載の充放電制御装置。
8. 前記保存充電率決定部は、前記現在の充電率で保存した場合の保存劣化量である第１の劣化量と、調整した後の充電率で保存した場合の保存劣化量に、調整のための充放電に伴うサイクル劣化量を加えた第２の劣化量とに基づいて、前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項７に記載の充放電制御装置。
9. 前記保存劣化情報取得部は、複数の電池の保存劣化情報を取得し、
   前記サイクル劣化情報取得部は、複数の電池間の電力授受に伴うサイクル劣化量を示すサイクル劣化情報を取得し、
   前記保存充電率決定部は、前記複数の電池のそれぞれに対して取得された前記保存劣化情報および前記サイクル劣化情報に基づいて、前記複数の電池のそれぞれの保存時の充電率を決定し、
   前記充放電制御部は、前記複数の電池間で電力を授受させて各電池の充電率を調整することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
10. 前記充放電制御部は、前記第１の充電率範囲に含まれる前記保存劣化の極小値よりも保存劣化の大きい範囲内で前記複数の電池の充放電制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の充放電制御装置。
11. 前記電池の保存劣化の大きさは、互いに異なる複数の保存劣化パターンの和で表され、
    前記保存劣化情報取得部は、それぞれが異なる保存劣化パターンを示す複数の保存劣化情報を取得することを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
12. 前記複数の保存劣化パターンは、前記第２の充電率範囲で前記保存劣化が極大値をとる第１のパターンと、前記第１の充電率範囲で前記保存劣化が極大値をとらない第２のパターンとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の充放電制御装置。
13. 前記複数の保存劣化パターンのそれぞれは、時間の経過に対する前記電池の容量低下のパターンを示し、
    前記保存充電率決定部は、取得した複数の保存劣化情報に基づいて、前記電池の保存劣化の推移を予測し、予測結果に従って前記保存時の充電率を決定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の充放電制御装置。
14. 前記電池は、正極にマンガンを含む材料が使用されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
15. 前記保存充電率決定部は、現在の充電率が前記第１の充電率範囲に含まれている場合、前記現在の充電率を保存時の充電率とし、保存時間の終了時点から、充電目標値までの充電にかかる充電時間だけ前の時点が到来すると、充電を開始することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
16. 充放電制御装置が、第１の充電率範囲よりも高く、第３の充電率範囲よりも低い充電率の範囲である第２の充電率範囲において、時間の経過に伴う劣化率である保存劣化率が極大値をとる電池の現在の充電率を取得するステップと、
    前記充放電制御装置が、前記第１の充電率範囲および前記第３の充電率範囲の中から１つの範囲を選択するステップと、
    前記充放電制御装置が、前記電池の充放電が行われていない保存時の充電率が選択した範囲に含まれるように前記充電率を調整するステップと、
    を含むことを特徴とする充放電制御方法。

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