(57)【要約】【課題】必要に応じてリフレッシュ充電することにより、鉛電池の寿命の劣化を抑制すること。【解決手段】充電制御装置１００は、鉛電池１５０の充電を制御する。ＳＯＣ検出部１０１は、鉛電池１５０のＳＯＣを検出する。サルフェーション発生量検出部１０３は、ＳＯＣ検出部１０１から入力されたＳＯＣの検出結果及びタイマ１０２により計測した時間より、ＳＯＣが減少する際の減少量と時間との関係を求め、サルフェーションの発生を推定する。充電制御部１０５は、サルフェーションの発生の推定結果を記憶部１０４より読み出して、読み出した推定結果に基づいて、充電部１０６に対して通常充電する場合とリフレッシュ充電する場合との切り替え制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛電池の充電を制御する充電制御装置であって、
前記鉛電池の残容量を検出する検出部と、
前記検出部により検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定する制御部と、
を有する充電制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記減少量を前記時間で微分して前記関係を求める、
請求項１記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記検出部は、
所定の前記時間毎に前記残容量を検出し、
前記制御部は、
前記検出部により前回と今回とにおいて検出した前記残容量より前記減少量を算出し、所定の前記時間で前記減少量を微分した微分値と第１の閾値とを比較するとともに、前記微分値が前記第１の閾値以上である回数が第２の閾値以上である場合に、前記鉛電池をリフレッシュ充電するものと判定する、
請求項１記載の充電制御装置。
【請求項４】
鉛電池を充電する充電装置であって、
前記鉛電池の残容量を検出する検出部と、
前記検出部により検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定する制御部と、
前記制御部によりリフレッシュ充電するものと判定した場合にリフレッシュ充電を行う充電部と、
を有する充電装置。
【請求項５】
前記鉛電池と、
請求項４記載の充電装置と、
を有する車輌。
【請求項６】
鉛電池を充電する充電制御装置における充電制御方法であって、
前記鉛電池の残容量を検出するステップと、
検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定するステップと、
を有する充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛電池の充電を制御する充電制御装置、充電装置及び充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉛電池には、ＳＯＣ（State Of Charge）の低下及び放置により、難溶解性のサルフェーション（硫酸鉛；ＰｂＳＯ４）が発生する。サルフェーションが発生した場合には、鉛電池の満充電時の電池容量は低下する。
【０００３】
このため、従来は、例えば７日に１回の頻度で、定期的に鉛電池をリフレッシュ充電することにより、サルフェーションを解消し、鉛電池の満充電時の電池容量の低下を回避している（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６８９７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来においては、サルフェーションの発生量に関わらず、定期的にリフレッシュ充電するので、リフレッシュ充電する頻度が必要以上に多くなり電極材料を傷めることにより、鉛電池の寿命の劣化を招くという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、必要に応じてリフレッシュ充電することにより、鉛電池の寿命の劣化を抑制することができる充電制御装置、充電装置及び充電制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る充電制御装置は、鉛電池の充電を制御する充電制御装置であって、前記鉛電池の残容量を検出する検出部と、前記検出部により検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定する制御部と、を有する。
【０００８】
本発明に係る充電装置は、鉛電池を充電する充電装置であって、前記鉛電池の残容量を検出する検出部と、前記検出部により検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定する制御部と、前記制御部によりリフレッシュ充電するものと判定した場合にリフレッシュ充電を行う充電部と、を有する。
【０００９】
本発明に係る充電制御方法は、鉛電池を充電する充電制御装置における充電制御方法であって、前記鉛電池の残容量を検出するステップと、検出した前記残容量が減少する際の減少量と時間との関係に基づいて前記鉛電池をリフレッシュ充電するか否かを判定するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、必要に応じてリフレッシュ充電することにより、鉛電池の寿命の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る充電装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるサルフェーション発生推定方法を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態における充電切替方法を示すフロー図
【図４】本発明の実施の形態におけるＳＯＣと時間との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
＜充電制御装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る充電制御装置１００の構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
充電制御装置１００は、ＳＯＣ検出部１０１と、タイマ１０２と、サルフェーション発生量検出部１０３と、記憶部１０４と、充電制御部１０５とから主に構成されている。受電制御装置１００は、鉛電池１５０の充電を制御する。
【００１５】
ＳＯＣ検出部１０１は、鉛電池１５０のＳＯＣ（残容量）を所定時間毎に検出する。ＳＯＣ検出部１０１は、ＳＯＣの検出結果をサルフェーション発生量検出部１０３に順次出力する。ここで、ＳＯＣとは、鉛電池１５０の充電状態を表す指標であり、満充電時の容量を１００％として、満充電量に対する充電量の割合を百分率で表した値である。
【００１６】
タイマ１０２は、サルフェーション発生量検出部１０３の指示により時間を計測する。
【００１７】
サルフェーション発生量検出部１０３は、ＳＯＣ検出部１０１から入力されたＳＯＣの検出結果及びタイマ１０２により計測した時間より、ＳＯＣが減少する際の減少量と時間との関係を求める。
【００１８】
具体的には、サルフェーション発生量検出部１０３は、ＳＯＣ検出部１０１からＳＯＣの検出結果が入力した際にタイマ１０２に時間の計測を開始させる。サルフェーション発生量検出部１０３は、前回と今回のＳＯＣの検出結果よりＳＯＣの減少量を求めるとともに、タイマ１０２から取得した時間の計測結果より前回から今回までの経過時間を求める。そして、サルフェーション発生量検出部１０３は、減少量を経過時間で微分した微分値を求め、求めた微分値よりサルフェーションの発生を推定し、推定結果を記憶部１０４に記憶させる。なお、サルフェーションの発生の推定方法は後述する。
【００１９】
記憶部１０４は、サルフェーション発生量検出部１０３から入力されたサルフェーションの発生の推定結果を順次記憶する。
【００２０】
充電制御部１０５は、サルフェーションの発生の推定結果を記憶部１０４より読み出して、読み出した推定結果に基づいて、充電部１０６に対して通常充電する場合とリフレッシュ充電する場合との切り替え制御を行う。なお、充電の切り替え方法については後述する。
【００２１】
＜充電装置の構成＞
本発明の実施の形態における充電装置１４０の構成について、図１を用いて説明する。
【００２２】
充電装置１４０は、充電制御装置１００と、充電部１０６と、充電コネクタ１０７とから主に構成されている。なお、充電制御装置１００の構成については、上記で説明しているので省略する。
【００２３】
充電部１０６は、充電制御部１０５の制御に従って、図示しない電源より充電コネクタ１０７を介して供給される電力を鉛電池１５０に蓄積させることにより、鉛電池１５０を通常充電またはリフレッシュ充電する。充電部１０６は、リフレッシュ充電する際には、通常充電する際に比べて、充電電流または充電電圧を大きくする。
【００２４】
充電コネクタ１０７は、図示しない電源に接続される。
【００２５】
ＳＯＣ検出部１０１、タイマ１０２、サルフェーション発生量検出部１０３及び充電制御部１０５と充電部１０６とは、１つの筐体に収納されて充電装置１４０を構成してもよいし、別体の筐体に各々収納されて充電装置１４０を構成してもよい。
【００２６】
なお、負荷１６０は、鉛電池１５０に蓄積された電力により動作する。
【００２７】
上記の構成を有する充電装置１４０は、鉛電池１５０及び負荷１６０と共に、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＥＶ（Plug-in Electric Vehicle）またはＥＶ（Electric Vehicle）といった電力で走行する図示しない車輌に搭載することができる。
【００２８】
＜サルフェーション発生推定方法＞
本発明の実施の形態におけるサルフェーション発生推定方法について、図２を用いて説明する。
【００２９】
まず、ＳＯＣ検出部１０１は、充電中であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。
【００３０】
充電制御装置１００は、充電中である場合（ステップＳＴ２０１：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００３１】
一方、ＳＯＣ検出部１０１は、充電中ではない場合（ステップＳＴ２０１：Ｎｏ）には、ＳＯＣを検出する（ステップＳＴ２０２）。
【００３２】
次に、サルフェーション発生量検出部１０３は、前回検出したＳＯＣと今回検出したＳＯＣとの減少量を算出する。また、サルフェーション発生量検出部１０３は、算出した減少量を計測待ち時間Ｍで微分した微分値（ｄＳＯＣ／ｄｔ）が、０以下かつ閾値αより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ２０３）。
【００３３】
サルフェーション発生量検出部１０３は、微分値が０以下かつ閾値αより大きい場合（ステップＳＴ２０３：Ｙｅｓ）には、サルフェーション発生量変数Ｓｕｌに「１」を加算してサルフェーション発生量変数Ｓｕｌを更新する（Ｓｕｌ＝Ｓｕｌ＋１）（ステップＳＴ２０４）。そして、サルフェーション発生量検出部１０３は、更新後のサルフェーション発生量変数Ｓｕｌを記憶部１０４に記憶させる。
【００３４】
また、充電制御装置１００は、前回検出した時刻から計測待ち時間Ｍが経過した際に（ステップＳＴ２０５）、ステップ２０１に処理を戻す。
【００３５】
一方、充電制御装置１００は、微分値が０より大きいかまたは閾値α以下の場合（ステップＳＴ２０３：Ｎｏ）には、ステップＳＴ２０４の処理を飛ばしてステップＳＴ２０５の処理に進む。この際、記憶部１０４に記憶されるサルフェーション発生量変数Ｓｕｌは、更新されない。
【００３６】
＜充電切替方法＞
本発明の実施の形態における充電切替方法について、図３を用いて説明する。
【００３７】
まず、充電制御部１０５は、記憶部１０４から読み出したサルフェーション発生量変数Ｓｕｌが閾値βより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３０１）。
【００３８】
充電部１０６は、サルフェーション発生量変数Ｓｕｌが閾値βより大きい場合（ステップＳＴ３０１：Ｙｅｓ）には、充電制御部１０５の制御によりリフレッシュ充電を行う（ステップＳＴ３０２）。
【００３９】
次に、充電部１０６は、充電終了したか否かを判定する（ステップＳＴ３０３）。
【００４０】
充電装置１４０は、充電終了する場合（ステップＳＴ３０３：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００４１】
一方、充電装置１４０は、充電終了しない場合（ステップＳＴ３０３：Ｎｏ）には、満充電になったために充電完了するか否かを判定する（ステップＳＴ３０４）。
【００４２】
充電部１０６は、充電完了ではない場合（ステップＳＴ３０４：Ｎｏ）には、ステップＳＴ３０２の処理に戻る。
【００４３】
一方、充電制御部１０５は、充電完了である場合（ステップＳＴ３０４：Ｙｅｓ）には、記憶部１０４に記憶しているサルフェーション発生量変数Ｓｕｌをリセットして（ステップＳＴ３０５）、処理を終了する。
【００４４】
また、充電部１０６は、ステップＳＴ３０１において、サルフェーション発生量変数Ｓｕｌが閾値β以下の場合（ステップＳＴ３０１：Ｎｏ）には、充電制御部１０５の制御により通常充電を行う（ステップＳＴ３０６）。
【００４５】
次に、充電部１０６は、充電終了したか否かを判定する（ステップＳＴ３０７）。
【００４６】
充電装置１４０は、充電終了する場合（ステップＳＴ３０７：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００４７】
一方、充電装置１４０は、充電終了しない場合（ステップＳＴ３０７：Ｎｏ）には、満充電になったために充電完了するか否かを判定する（ステップＳＴ３０８）。
【００４８】
充電部１０６は、充電完了ではない場合（ステップＳＴ３０８：Ｎｏ）には、ステップＳＴ３０６の処理に戻る。
【００４９】
一方、充電装置１４０は、充電完了である場合（ステップＳＴ３０８：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００５０】
＜ＳＯＣと時間との関係＞
本発明の実施の形態におけるＳＯＣと時間との関係について、図４を用いて説明する。図４において、ＳＯＣは、時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ２以降において、鉛電池１５０に蓄積されている電力の負荷１６０における使用により減少し、時刻ｔ１〜ｔ２において、放置（放電）により減少する。
【００５１】
鉛電池１５０のＳＯＣは、充電していない場合には、図４に示すように、負荷１６０における使用または放電により徐々に低下する。ＳＯＣの減少量は、一般に、負荷１６０における使用による減少よりも、放置に伴う放電による減少の方が緩やかである。充電制御装置１００は、時刻ｔ１〜ｔ２において、計測待ち時間Ｍ毎に微分値を求めることにより、サルフェーション発生区間Ｋを推定することができる。従って、充電制御装置１００は、サルフェーション発生区間Ｋの長さに応じて、リフレッシュ充電するか否かを判定することにより、リフレッシュ充電の頻度を必要最小限にすることができる。
【００５２】
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、必要に応じてリフレッシュ充電することにより、鉛電池の寿命の劣化を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、計測待ち時間Ｍ毎にＳＯＣを検出してサルフェーション発生量変数と閾値βとを比較するので、リフレッシュ充電するか否かの判定処理の頻度を最小限にすることができ、低消費電力にすることができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、充電装置及び鉛電池を車輌に搭載した場合には、鉛電池の寿命の劣化に伴う、車輌における鉛電池の交換作業等の煩わしさを少なくすることができる。
【００５５】
＜本実施の形態の変形例＞
本実施の形態において、サルフレーション発生量変数Ｓｕｌが閾値βより大きい場合にリフレッシュ充電したが、ＳＯＣの減少量を時間で微分した微分値が、０以下かつ閾値αより大きい時間が所定時間継続した際（例えば、図４のＫ＞所定時間γの場合）に、リフレッシュ充電するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態において、ＳＯＣと時間との関係を微分して（傾きにより）求めたが、微分以外の方法によりＳＯＣと時間との関係を求めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる充電制御装置、充電装置及び充制御電方法は、鉛電池の充電を制御するのに好適である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  充電制御装置
１０１  ＳＯＣ検出部
１０２  タイマ
１０３  サルフェーション発生量検出部
１０４  記憶部
１０５  充電制御部
１０６  充電部
１０７  充電コネクタ
１４０  充電装置
１５０  鉛電池
１６０  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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