(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される蓄電池の電池特性に関する情報に基づいて機器を制御する制御部と、
前記蓄電池に備えられる記憶部から前記情報を読み取る読取部と、
前記車両の走行時の電池状態を検出する検出部と、を備え、
前記電池特性は、前記蓄電池から放電可能な放電電流の最大値と、前記蓄電池の使用温度の最大値と、前記蓄電池が充電できる充電量の最大値とを含み、
前記走行時の電池状態は、前記蓄電池からの放電電流値と、前記蓄電池の使用温度と、前記蓄電池の充電量との情報を含み、
前記制御部は、
前記放電電流の最大値または前記使用温度の最大値を超えたときに前記蓄電池の放電を制限し、前記充電量の最大値または前記使用温度の最大値を超えたときに前記蓄電池への充電を制限するとともに、
前記検出部で検出した前記走行時の電池状態と前記電池特性とを比較し、各情報が異なるか否かを判断し、前記走行時の電池状態の最大値が前記電池特性の最大値より低いとき、前記走行時の電池状態の最大値を前記電池特性として前記記憶部に記憶することを特徴とする電池特性制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池特性制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、環境やエネルギ資源対策の観点から優れた利点を有するが、その反面、エネルギの補充、すなわち蓄電池の充電作業に手間がかかるという難点がある。そこで、特許文献１では、蓄電池を交換するステーション間において、充填が完了している蓄電池を効率的に流通させて、ユーザを充電作業にかかる手間から開放させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８２３１０号公報（段落００２０、００２３、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電気自動車における蓄電池（二次電池）は、その寿命が一般的に短い上、高価である。このため、蓄電池をレンタルすることが考えられている。しかしながら、蓄電池は、ユーザの使用状況に応じて、その劣化状態が異なるため、例えば、蓄電池のレンタル業者が蓄電池の寿命を長くさせたいと思っていたとしても、ユーザの使用状況で蓄電池が早期に劣化してしまうという問題がある。すなわち、レンタル業者は、蓄電池の寿命を自分でコントロールできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、蓄電池の電池特性に基づいて車両を走行制御することができる電池特性制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両に搭載される蓄電池の電池特性に関する情報に基づいて機器を制御する制御部と、前記蓄電池に備えられる記憶部から前記情報を読み取る読取部と、前記車両の走行時の電池状態を検出する検出部と、を備え、前記電池特性は、前記蓄電池から放電可能な放電電流の最大値と、前記蓄電池の使用温度の最大値と、前記蓄電池が充電できる充電量の最大値とを含み、前記走行時の電池状態は、前記蓄電池からの放電電流値と、前記蓄電池の使用温度と、前記蓄電池の充電量との情報を含み、前記制御部は、前記放電電流の最大値または前記使用温度の最大値を超えたときに前記蓄電池の放電を制限し、前記充電量の最大値または前記使用温度の最大値を超えたときに前記蓄電池への充電を制限するとともに、前記検出部で検出した前記走行時の電池状態と前記電池特性とを比較し、各情報が異なるか否かを判断し、前記走行時の電池状態の最大値が前記電池特性の最大値より低いとき、前記走行時の電池状態の最大値を前記電池特性として前記記憶部に記憶することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、蓄電池に備えられる記憶部に記憶された電池特性に応じて車両の走行制御、具体的には、蓄電池からの放電、蓄電池への充電、蓄電池の温度を制御しているので、蓄電池に対する負荷を軽減することが可能になる。また、蓄電池が現在備えている能力に応じた車両の走行が可能になる。よって、ユーザの使用状況で蓄電池が早期に劣化してしまうといった不都合を防止できる。
【０００９】
これによれば、走行時の電池状態を記憶部に記憶することで、蓄電池の寿命を制御することが可能になる。よって、蓄電池の使用条件を厳しくすることで蓄電池の寿命を延ばしたり、あるいは蓄電池の使用条件を緩めることで車両のパワーを上げたり、航続距離を延ばすといった制御が可能になる。
【００１１】
これによれば、先に記憶している電池特性より厳しい走行時の電池状態を検出したときに、そのより厳しい走行時の電池状態を記憶部に記憶することで、蓄電池の寿命をさらに長くすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蓄電池の電池特性に基づいて車両を走行制御することができる電池特性制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の電池特性制御システムを備えた車両を示す構成図である。
【図２】電池特性制御システムにおける走行制御を示すフローチャートである。
【図３】他の走行制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の電池特性制御システム１は、電気自動車（以下、車両と表記する）Ｖに適用され、車両制御装置２（制御部）、読取部３、検出部４などを備えている。なお、本実施形態における車両Ｖは、後輪ＲＷ，ＲＷを駆動させる後輪駆動式の場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、前輪ＦＷ，ＦＷを駆動させる前輪駆動式のものであってもよく、後輪ＲＷ，ＲＷおよび前輪ＦＷ，ＦＷを四輪駆動式のものであってもよい。
【００１５】
車両制御装置２は、読取部３を介して高圧のバッテリ５（蓄電池）に備えられた電子タグ６に記憶された電池特性に関する情報を取得する。電子タグ６に記憶される電池特性は、バッテリ５から放電可能な放電電流の最大値、バッテリ５の使用温度の最大値、バッテリ５が充電できる充電量の最大値などの情報を含んでいる。
【００１６】
バッテリ５は、ニッケル水素、リチウムイオンなどの充放電可能な電池で構成されている。例えば、円筒型や角筒型の形状を呈した複数の単電池が電気的に直列に接続されて、防水加工されたケース内に収められている。また、バッテリ５は、車両Ｖの車体に設けられた所定のバッテリ支持部に取り付けられる。
【００１７】
バッテリ５には、バッテリ貸し出し業者（レンタル業者）によって、電子タグ６が予め取り付けられている。この電子タグ６には、バッテリ５の用途に応じて予め後記するバッテリタイプを決める制限データが記録されている。バッテリ貸し出し業者は、充電が完了したバッテリ５をバッテリ交換用のステーションに複数保管しておき、ユーザが車両Ｖをステーションに持ち込むことで、充電が完了したバッテリ５に交換することができる。よって、ユーザは、バッテリを充電する必要がなくなるので、バッテリ５の充電作業の手間から開放される。
【００１８】
また、バッテリ５には、電子タグ６、無線通信装置７が備えられている。つまり、バッテリ５を車両Ｖから取り外すことにより、電子タグ６および無線通信装置７もバッテリ５と共に取り外されるようになっている。
【００１９】
電子タグ６には、例えば、以下の表１に示すような、ロング型またはハイパワー型のデータが書き込まれている。つまり、本実施形態では、ロング型のバッテリ５に付される電子タグ６には、表１におけるロング型のデータが書き込まれている。ロング型とは、バッテリ５の劣化を抑え、バッテリ５の寿命を延ばすためにハイパワー型に対して使用条件を厳しく設定している。
【００２０】
【表１】
0005466529.tif 000002
【００２１】
すなわち、ロング型は、放電電流の最大値および充電電流の最大値をそれぞれ１００アンペアに設定して、充放電電流の最大値を低く設定している。また、ロング型は、ＳＯＣ（ＳＯＣ：State  Of  Charge）の上限値を６０％に設定し、ＳＯＣの下限値を４０％に設定して、ＳＯＣの使用範囲を狭く設定している。また、ロング型は、バッテリ５の温度上限値を低めの５０℃に設定している。
【００２２】
一方、ハイパワー型は、放電電流の最大値および充電電流の最大値とそれぞれ３００アンペアに設定し、充放電電流の最大値を高く設定している。また、ハイパワー型は、ＳＯＣの上限値を８０％に設定し、ＳＯＣの下限値を２０％に設定して、ＳＯＣの使用範囲を広く設定している。また、ハイパワー型は、バッテリ５の温度上限値を高めの７０℃に設定している。
【００２３】
また、電子タグ６には、その他に、バッテリ５の使用回数、使用時間、使用温度範囲、劣化係数などが記録されている。使用回数とは、車両Ｖに装着された回数、使用時間とは、車両Ｖに搭載された状態での走行した総時間であり、使用温度範囲とは、バッテリ５が作動しているときの温度範囲である。劣化係数とは、バッテリ５の劣化度合いを示すものであり、例えばバッテリ５の内部抵抗に基づいて検出でき、使用中のΔＶ（電圧変化）／ΔＩ（電流変化）に基づいて算出することができる。
【００２４】
無線通信装置７は、外部のステーションまたは制御システムと無線を介してバッテリ５の制御を行うようになっている。例えば、ロング型のバッテリ５を搭載している車両Ｖにおいて、残りの走行可能距離が少なくなった場合に、無線により無線通信装置７を介してロング型のバッテリ５をハイパワー型のバッテリ５に変更する制御を行うことで、ＳＯＣ領域（ＳＯＣ上限値〜ＳＯＣ下限値）を拡大して、延長走行が可能になる。
【００２５】
読取部３は、車両Ｖに設けられており、バッテリ５が車両Ｖの所定のバッテリ支持部に搭載されたときに、バッテリ５に取り付けられた電子タグ６と、読取部３との間で互いの端子部が接触することで、電子タグ６に記憶された情報が車両制御装置２に取得される。
【００２６】
なお、読取部３は、非接触での情報の取得でもよい。つまり、電子タグ６がＲＦＩＤ（Radio  Frequency  ＩＤ）で、読取部３が無線タグリーダでもよい。
【００２７】
また、車両制御装置２は、検出部４から走行時の電池状態に関する情報を取得する。なお、走行時の電池状態とは、電気自動車Ｖの走行時における現在のバッテリ５の状態を意味しており、バッテリ５からの放電電流値と、バッテリ５の温度と、バッテリ５の充電量との情報を含んでいる。検出部４は、車両Ｖに備えられており、バッテリ５が車両Ｖに搭載されたときに、バッテリ５の走行時の電池状態を検出できるようになっている。
【００２８】
検出部４は、図示しない電流計、電圧計および温度計を含んで構成されている。電流計によって、バッテリ５からの放電電流値およびバッテリ５への充電電流値を検出する。温度計によって、バッテリ５の現在の温度を検出する。なお、温度計は、例えば複数の単電池が収納されるケース内に設けられている。また、バッテリ５の充電量（ＳＯＣ）は、電圧計から電圧値、電流計から電流値および温度計から温度を取得することにより算出される。なお、ＳＯＣは、電圧と電流のみから算出してもよく、電圧のみから算出してもよい。
【００２９】
車両駆動装置８は、図示しない、走行モータ、トランスミッション、ディファレンシャルギアなどが組み合わされた機器である。走行モータは、同期モータ、誘導モータなどの電気自動車に適用可能な各種のモータを採用することができ、車両制御装置２によって走行モータの回転速度が制御される。
【００３０】
また、車両駆動装置８は、ＰＤＵ（Power Drive Unit）９を介してバッテリ５と高圧ケーブルによって接続されている。ＰＤＵ９は、バッテリ５から供給される直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を走行モータに供給する。また、車両Ｖの降坂中などにおいては後輪ＲＷ，ＲＷからの逆駆動力によりトランスミッションを介して走行モータが回転させられるので、走行モータに回生電力が発生する。この回生電力はＰＤＵ９によって直流電圧に変換されバッテリ５に充電される。
【００３１】
次に、本実施形態の電池特性制御システムの動作について図２および図３を参照して説明する。
図２に示すように、車両制御装置２は、ステップＳ１０において、イグニッションスイッチのオン信号（ＩＧＯＮ）を検知したかどうかを判断し、ＩＧＯＮを検知していないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０を繰り返し、ＩＧＯＮを検知したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０に進む。
【００３２】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ２０において、バッテリ５に備えられた電子タグ６に記憶されている放電電流の最大値（蓄電池から放電可能な放電電流の最大値）を読み込む。そして、車両制御装置２は、ステップＳ３０において、電子タグ６からバッテリ５の温度の上限値（蓄電池の使用温度の最大値）を読み込み、そして、ステップＳ４０において、電子タグ６からＳＯＣの上限値（蓄電池が充電できる充電量の最大値）を読み込む。電子タグ６から読み込んだ、放電電流の最大値、バッテリ５の温度の上限値、およびＳＯＣの上限値をＲＡＭなどのメモリに書き込む。なお、上限値は、この上限値を超えたら限界を意味する値ではなく、効率よく動作させることができる範囲における最大値である。
【００３３】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ５０において、車両Ｖが加速中であるか否かを判断する。なお、車両が加速中であるか否かは、例えば、図示しないスロットルペダルの開度（アクセル開度）に基づいて判断することができる。
【００３４】
車両制御装置２は、ステップＳ５０において、車両Ｖが加速中ではないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ６０ないしステップＳ８０をスキップして、ステップＳ９０に進み、車両Ｖが加速中であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０に進み、放電電流がステップＳ２０で読み込んだ最大値を超えたか否かを判断する。
【００３５】
車両制御装置２は、ステップＳ６０において、放電電流が最大値を超えていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ７０に進み、バッテリ５の温度がステップＳ３０で読み込んだ上限値を超えたか否かを判断する。そして、車両制御装置２は、ステップＳ７０において、バッテリ５の温度が上限値を超えていないと判断した場合（Ｎｏ）、ステップＳ９０に進む。
【００３６】
一方、車両制御装置２は、ステップＳ６０において、放電電流が最大値を超えたと判断した場合（Ｙｅｓ）、または、ステップＳ７０において、バッテリ５の温度が上限値を超えたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ８０に進み、放電電流を制限する。放電電流を制限するとは、例えば、バッテリ５から走行モータに供給する電流（モータ電流）、空調装置（機器）に使用されるコンプレッサに供給する電流（空調用電流）を制限したり、パワーステアリングのアシストを制限することである。
【００３７】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ９０において、車両Ｖが減速中であるか否かを判断する。車両Ｖが減速中とは、前記したように、降坂中など後輪ＲＷ，ＲＷからの逆駆動力によりトランスミッションを介して走行モータが回転させられる状態であり、図示しない、スロットルペダルの開度、ブレーキペダルの踏み込み量、車速センサから得られる車速の変化などに基づいて判断できる。
【００３８】
車両制御装置２は、ステップＳ９０において、車両Ｖが減速中ではないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１００ないしステップＳ１３０をスキップして、ステップＳ１４０に進み、車両Ｖが減速中であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１００に進み、ＳＯＣがステップＳ４０で読み込んだ上限値を超えたか否かを判断する。
【００３９】
車両制御装置２は、ステップＳ１００において、ＳＯＣが上限値を超えていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１０に進み、バッテリ５の温度が上限値を超えたか否かを判断する。そして、車両制御装置２は、バッテリ５の温度が上限値を超えていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進み、減速時に得られた回生電力を制限することなくバッテリ５に充電する（通常回生）。
【００４０】
一方、車両制御装置２は、ステップＳ１００において、ＳＯＣが上限値を超えたと判断した場合（Ｙｅｓ）、または、ステップＳ１１０において、バッテリ５の温度が上限値を超えたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０に進み、回生電流を制限する。すなわち、ＳＯＣの上限値を超えないように制御しながら回生電流をバッテリ５に充電し、また、バッテリ５の温度が上限値を超えないように制御しながら回生電流をバッテリ５に充電する。
【００４１】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ１４０において、イグニッションスイッチのオフ信号（ＩＧＯＦＦ）を検知したかどうかを判断し、ＩＧＯＦＦを検知していないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ５０に戻り、ＩＧＯＦＦを検知したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５０に進み、バッテリ５の使用回数、使用時間、使用温度範囲、劣化係数等のデータ（使用状況）を取得する。
【００４２】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ１６０において、電子タグ６に記憶されていたバッテリ５の使用回数、使用時間、使用温度範囲および劣化係数等のデータを、ステップＳ１５０で取得したバッテリ５の使用回数、使用時間、使用温度範囲および劣化係数等のデータに書き換える。
【００４３】
また、図３に示すように、車両Ｖの走行時において、走行時の電池状態の最大値とバッテリ５の電池特性とを比較するようにしてもよい。すなわち、車両制御装置２は、ステップＳ２００において、車両Ｖの走行時の電池状態を検出する。走行時の電池状態とは、バッテリ５からの放電電流値、バッテリ５の使用温度、バッテリ５の充電量（ＳＯＣ）などである。これらの走行時の電池状態は、検出部４によって前記したように検出される。
【００４４】
そして、車両制御装置２は、ステップＳ２１０において、検出した走行時の電池状態のうちの最大値が、バッテリ５の電子タグ６に記憶された電池特性の最大値よりも低くないと判断したときは（Ｎｏ）、ステップＳ２００に戻り、低いと判断したときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２０に進む。
【００４５】
車両制御装置２は、ステップＳ２２０において、走行時の電池状態の最大値を、バッテリ５の電池特性として、電子タグ６に記憶する（電子タグ６を書き換える）。これにより、バッテリ５の使用条件をさらに厳しくすることができ、バッテリ５の寿命をさらに延ばすことが可能になる。なお、走行時の電池状態の放電電流値、温度、充電量のうち、電池特性の最大値よりも低いものだけを書き換える。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の電池特性制御システム１によれば、バッテリ５（蓄電池）に備えられる電子タグ６（記憶部）に記憶された電池特性に応じて車両の走行制御、具体的には、バッテリ５からの放電、バッテリ５への充電、バッテリ５の温度を制御しているので、バッテリ５に対する負荷を軽減することが可能になる。また、バッテリ５が現在備えている能力に応じた車両Ｖの走行が可能になる。よって、ユーザの使用状況でバッテリ５が早期に劣化してしまうといった不都合を防止できる。
【００４７】
このようにすることで、バッテリ５の貸し出し業者（レンタル業者）がバッテリ５の寿命を長くさせたい場合には、貸し出し業者側でロング型のバッテリ５を車両Ｖに搭載させることで、バッテリ５の寿命をコントロールすることが可能になる。
【００４８】
また、本実施形態の電池特性制御システム１によれば、図３で説明したように、電子タグ６に先に記憶している走行条件（走行時の電池状態）よりも厳しい走行条件を検出したときに、電子タグ６にその厳しい条件を記憶することにより、バッテリ５の使用条件が厳しくなり、バッテリ５の寿命をさらに長くすることが可能になる。
【００４９】
なお、本発明は、前記した実施形態のように、使用条件を厳しくする場合のみに限定されるものではなく、例えば、緊急の処理として車両Ｖの走行を延長させたい場合には、外部（バッテリ交換ステーション）からの無線信号により無線通信装置７を介して、ロング型の情報を、ハイパワー型の情報に変更するように制御してもよい。ロング型からハイパワー型に情報を書き換える（変更する）ことで、ＳＯＣの使用領域を広げることができ、車両Ｖの延長走行が可能になる。
【００５０】
また、ロング型のバッテリ５と、ハイパワー型のバッテリ５とにおいて、ハイパワー型のバッテリ５の需要が多い場合など、需要に応じて、ロング型の電子タグ６を備えたバッテリ５を、ハイパワー型のものに変更するようにしてもよい。
【００５１】
また、劣化係数が大きいものは、さらに使用条件を厳しくて、充放電電流の最大値やＳＯＣの上限値、バッテリ５の温度の上限値を変更するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１      電池特性制御システム
２      車両制御装置（制御部）
３      読取部
４      検出部
５      バッテリ（蓄電池）
６      電子タグ（記憶部）
７      無線通信装置
８      車両駆動装置（機器）
９      ＰＤＵ
Ｖ      電気自動車（車両）
【図１】
0005466529.tif 000003
【図２】
0005466529.tif 000004
【図３】
0005466529.tif 000005