(57)【要約】【課題】電池の寿命及びコストや重量に影響を与えず，中心ＳＯＣを変化させることなく低温時の燃費を向上させることのできるハイブリッド自動車用電池制御装置，ハイブリッド自動車用電池制御方法及びハイブリッド自動車を提供すること。【解決手段】本発明のハイブリッド自動車は，電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御装置を有し，そのハイブリッド自動車用電池制御装置は，電池の入出力電圧の上限電圧および下限電圧を電池温度に応じて設定する。電池温度が低いときの上限電圧を電池温度が高いときの上限電圧以上とするとともに，電池温度が低いときの下限電圧を電池温度が高いときの下限電圧以下とする。さらに，このように設定された上限電圧，下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御する。【選択図】            図２
2006081300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド自動車の電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御装置において，
電池の入出力電圧の上限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの上限電圧を電池温度が高いときの上限電圧以上とする上限電圧設定部と，
電池の入出力電圧の下限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの下限電圧を電池温度が高いときの下限電圧以下とする下限電圧設定部とを有し，
前記上限電圧設定部により設定された上限電圧，および前記下限電圧設定部により設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載するハイブリッド自動車用電池制御装置において，
電池の連続入出力の許容時間を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの許容時間を電池温度が高いときの許容時間以下とする許容時間設定部を有し，
前記上限電圧設定部により設定された上限電圧，前記下限電圧設定部により設定された下限電圧，および前記許容時間設定部により設定された許容時間の範囲内で電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するハイブリッド自動車用電池制御装置において，
前記上限電圧設定部は，電池温度が第１温度と第２温度の間の範囲内である場合には電池温度が低いほど上限電圧を高くし，電池温度がその範囲外である場合には上限電圧を一定とするものであり，
前記下限電圧設定部は，電池温度が第３温度と第４温度の間の範囲内である場合には電池温度が低いほど下限電圧を低くし，電池温度がその範囲外である場合には下限電圧を一定とするものであることを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載するハイブリッド自動車用電池制御装置において，
前記許容時間設定部は，電池温度が第５温度より高い場合には許容時間を一定とし，電池温度が第５温度より低い場合には電池温度が低いほど許容時間を短くするものであることを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４に記載するハイブリッド自動車用電池制御装置において，
前記上限電圧設定部，前記下限電圧設定部，および前記許容時間設定部は，電池温度の他に電池の充電状態にも応じて上下限電圧および許容時間を設定するものであり，
電池の充電状態に応じて電池の最大入出力を設定する最大入出力設定部と，
前記上限電圧設定部により設定された上限電圧，前記下限電圧設定部により設定された下限電圧，および前記許容時間設定部により設定された許容時間により電池の上下限出力を設定する上下限出力設定部とを有し，
前記最大入出力設定部により設定された最大入出力と，前記上下限出力設定部により設定された上下限出力とのうち小さい方により電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御装置。
【請求項６】
ハイブリッド自動車の電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御方法において，
電池の入出力電圧の上限電圧を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの上限電圧が，電池温度が高いときの上限電圧以上となるように設定し，
電池の入出力電圧の下限電圧を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの下限電圧が，電池温度が高いときの下限電圧以下となるように設定し，
設定された上限電圧と設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載するハイブリッド自動車用電池制御方法において，
電池の連続入出力の許容時間を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの許容時間が，電池温度が高いときの許容時間以下となるように設定し，
設定された上限電圧と設定された下限電圧と設定された許容時間の範囲内で電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車用電池制御方法。
【請求項８】
電動モータと内燃機関とを駆動に併用し，前記電動モータの電池の充放電を制御する電池制御装置を備えたハイブリッド自動車において，前記電池制御装置は，
電池の入出力電圧の上限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの上限電圧を電池温度が高いときの上限電圧以上とする上限電圧設定部と，
電池の入出力電圧の下限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの下限電圧を電池温度が高いときの下限電圧以下とする下限電圧設定部とを有し，
前記上限電圧設定部により設定された上限電圧，および前記下限電圧設定部により設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御することを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，エンジンとモータジェネレータとを有するハイブリッド自動車に搭載されるハイブリッド自動車用電池制御装置とその制御方法及びその制御装置が搭載されたハイブリッド自動車に関する。さらに詳細には，車両用電池の状態や環境に応じて充放電電力を制御するためのハイブリッド自動車用電池制御装置，ハイブリッド自動車用電池制御方法及びハイブリッド自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの他にモータジェネレータ及び二次電池を搭載し，車両駆動力の一部をモータジェネレータによって得るハイブリッド自動車がある。このハイブリッド自動車では，一般に，エンジンの状況を監視するエンジンＥＣＵと電池の状態を監視する電池ＥＣＵとを有し，これらからの情報が車両ＥＣＵに入力される。車両ＥＣＵでは，エンジンＥＣＵと電池ＥＣＵからの情報を受けて，運転者の運転操作に応じてエンジンやモータジェネレータを制御し，自動車の駆動制御を行っている。
【０００３】
二次電池では一般に，その入出力電圧が所定の上下限電圧の範囲を超えると，電池寿命に影響があることがわかっている。そのため，長寿命が要求されるハイブリッド自動車用の二次電池では，上下限電圧の範囲外となるような充放電を行わないようにしている。さらに，連続した入出力が許容される許容時間も，例えば数秒間等と設定している。さらに二次電池では，所定の範囲を超えて電池温度が上昇することもまた好ましくない。そこで，従来より，そのときの電池の温度や充電状態（ＳＯＣ）に対して，許容される最大の入出力電力値が設定されている（例えば，特許文献１参照。）。
【０００４】
この許容入出力値は，例えば，図６と図７のグラフに示すように制限されている。これらのグラフでは，横軸より上側の領域は出力値が正の場合であり，電池が電力を出力する場合を示している。また，横軸より下側の領域は，運転者のブレーキ操作等によって発生した余剰エネルギーを回生して電池を充電する場合を示している。まず，電池温度に対する許容入出力は，図６に示すカーブの範囲内に制限されている。二次電池における化学反応の速度は温度に依存するため，特に低温では出力・回生特性がともに大きく下がってしまう。そのため，低温時には許容入出力値を制限して電圧の低下を防止している。また，所定の温度以上では，許容入出力値を制限して電池の反応を抑制し，電池温度のさらなる上昇を抑制している。
【０００５】
また，ＳＯＣに対する許容入出力は，図７に示すように制限されている。従来のハイブリッド自動車では一般に，中心ＳＯＣは所定の一定値として設定されている。この中心ＳＯＣは，運転者の運転操作に応じて回生も出力も十分に可能なように，例えば５０〜６０％程度に設定される。そして，ＳＯＣが所定の範囲を超えて下がったら，それ以上ＳＯＣが下がらないように電池の出力を制限する。また，ＳＯＣが所定の範囲を超えて高くなったら，それ以上の充電は行わないようにしている。こうして，ＳＯＣが所定の範囲内となるように，ＳＯＣに応じた許容入出力の制限をも行っている。
【０００６】
そして，車両の使用時には，電池ＥＣＵは，その時点での電池温度やＳＯＣを取得して，それぞれに対応する許容入出力値を求める。さらに，それらのうち最小のものをその時点での許容入出力値とし，車両ＥＣＵに出力する。車両ＥＣＵでは，その許容範囲内で電池を使用するように車両全体を制御している。しかし，この方法による制御では，図６と図７のグラフに示すように，電池温度が低温の場合の許容入出力値は非常に小さくなってしまう。これに対し，電池の温度や外気温を検出して，それに応じて中心ＳＯＣを変化させる制御方法が提案されている（例えば，特許文献２参照。）。この技術によれば，電池温度が低いほど中心ＳＯＣを大きく設定するので，温度によらず必要な出力を得られるとされている。
【特許文献１】特開平１１−１８７５７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，前記した特許文献２に記載の電池制御方法は，制御が煩雑であり，無駄の多いものとなるおそれがある。その一方で，特許文献１に記載されている制御方法では，図６に示したように，電池温度が低い状態での許容入出力値は非常に小さくなってしまう。そのため，寒冷地の冬場等ではモータアシストや回生時のエネルギー回収が減少し，車両全体としての燃費の悪化を招く。特に，通勤使用のような比較的短時間の運転では電池温度が上昇しないうちに運転を止めることになるので，燃費の悪い状態が続くこととなるという問題点があった。
【０００８】
これに対し，低温時の許容入出力値を上げるために上下限電圧や許容時間を全領域で拡大することは，電池寿命を短くするおそれがあるので好ましくない。また，電池のセル数や容量を増加させて電池性能を向上させる方法もあるが，常温時ではエネルギー過剰となるので無駄である。さらには，コストや重量の増加にもつながるので好ましくないという問題点があった。
【０００９】
本発明は，前記した従来の電池制御方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電池の寿命及びコストや重量に影響を与えず，中心ＳＯＣを変化させることなく低温時の燃費を向上させることのできるハイブリッド自動車用電池制御装置，ハイブリッド自動車用電池制御方法及びハイブリッド自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた本発明のハイブリッド自動車用電池制御装置は，ハイブリッド自動車の電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御装置であって，電池の入出力電圧の上限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの上限電圧を電池温度が高いときの上限電圧以上とする上限電圧設定部と，電池の入出力電圧の下限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの下限電圧を電池温度が高いときの下限電圧以下とする下限電圧設定部とを有し，上限電圧設定部により設定された上限電圧，および下限電圧設定部により設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御するものである。
【００１１】
本発明のハイブリッド自動車用電池制御装置によれば，上限電圧設定部と下限電圧設定部とによって，上限電圧および下限電圧が電池温度に応じて設定される。特に，電池温度が低いときには，上限電圧を電池温度が高いとき以上に，下限電圧を電池温度が高いとき以下にするので，電池が充放電可能な上下限電圧の範囲が広くなっている。従って，電池温度が低いときにもある程度の充放電が可能であり，許容入出力値を従来に比較して大きく設定することができる。従って，電池の寿命及びコストや重量に影響を与えず，中心ＳＯＣを変化させることなく低温時の燃費を向上させることができる。
【００１２】
なお，ここでは，入出力電圧について，出力側を正とし，入力側すなわち充電側を負としている。よって，上限電圧とは，電池から出力させることを許容する最大電圧のことである。また，下限電圧とは，電池を充電するために加えられる最小電圧のことであり，これはその絶対値としては入力側の中で最大のものである。この上下限電圧は，電池寿命に影響を与えるものであり，常温域においてはこの上下限電圧の範囲を大きくすることは好ましくない。しかし，低温時においては，電池寿命に影響を与えない範囲で上下限電圧の範囲を大きくすることができる。これにより，低温時における電池からの出力電力を大きくすることができるので，燃費を向上させることができる。
【００１３】
さらに本発明では，電池の連続入出力の許容時間を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの許容時間を電池温度が高いときの許容時間以下とする許容時間設定部を有し，上限電圧設定部により設定された上限電圧，下限電圧設定部により設定された下限電圧，および許容時間設定部により設定された許容時間の範囲内で電池の充放電を制御することが望ましい。
このようにすれば，電池温度が低いときに上限電圧と下限電圧との範囲を広げた場合でも，その電圧での連続出力は許容時間によって制限される。従って，電池寿命に影響を与えるおそれがない。
【００１４】
さらに本発明では，上限電圧設定部は，電池温度が第１温度と第２温度の間の範囲内である場合には電池温度が低いほど上限電圧を高くし，電池温度がその範囲外である場合には上限電圧を一定とすることが望ましい。
このようにすれば，上限電圧は，例えば常温域以上および極低温域では一定とされる。さらに，それらの間の低温域では，電池温度が低いほど上限電圧が高くされるので，電池の寿命に影響を与えない範囲で上下限電圧の範囲が大きくされている。
【００１５】
さらに本発明では，下限電圧設定部は，電池温度が第３温度と第４温度の間の範囲内である場合には電池温度が低いほど下限電圧を低くし，電池温度がその範囲外である場合には下限電圧を一定とすることが望ましい。
このようにすれば，下限電圧は，例えば常温域以上および極低温域では一定とされる。さらに，それらの間の低温域では，電池温度が低いほど下限電圧が低くされるので，電池の寿命に影響を与えない範囲で上下限電圧の範囲が大きくされている。ここで，第１温度と第３温度とは同じでも良い。また，第２温度と第４温度とは同じでも良い。
【００１６】
さらに本発明では，許容時間設定部は，電池温度が第５温度より高い場合には許容時間を一定とし，電池温度が第５温度より低い場合には電池温度が低いほど許容時間を短くするものであることが望ましい。
このようにすれば，例えば常温域以上や低温域では一定の許容時間が設定される。極低温域では，反応速度が非常に遅くなるので，電池温度が低いほど許容時間を短く設定すれば，電池寿命への影響はごく小さく，制御も容易となる。ここで，第５温度は，第１温度あるいは第３温度と同じでも良い
【００１７】
さらに本発明では，上限電圧設定部，下限電圧設定部，および許容時間設定部は，電池温度の他に電池の充電状態にも応じて上下限電圧および許容時間を設定するものであり，電池の充電状態に応じて電池の最大入出力を設定する最大入出力設定部と，上限電圧設定部により設定された上限電圧，下限電圧設定部により設定された下限電圧，および許容時間設定部により設定された許容時間により電池の上下限出力を設定する上下限出力設定部とを有し，最大入出力設定部により設定された最大入出力と，上下限出力設定部により設定された上下限出力とのうち小さい方により電池の充放電を制御することが望ましい。
このようにすれば，電池に許容される最大の入出力電力値は，電池温度だけでなく電池の充電状態にも応じて，適切に制御される。
【００１８】
また本発明は，ハイブリッド自動車の電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御方法であって，電池の入出力電圧の上限電圧を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの上限電圧が，電池温度が高いときの上限電圧以上となるように設定し，電池の入出力電圧の下限電圧を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの下限電圧が，電池温度が高いときの下限電圧以下となるように設定し，設定された上限電圧と設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御するハイブリッド自動車用電池制御方法にも及ぶ。
【００１９】
さらに本発明では，電池の連続入出力の許容時間を，電池温度に応じて，電池温度が低いときの許容時間が，電池温度が高いときの許容時間以下となるように設定し，設定された上限電圧と設定された下限電圧と設定された許容時間の範囲内で電池の充放電を制御することが望ましい。
【００２０】
また本発明は，電動モータと内燃機関とを駆動に併用し，電動モータの電池の充放電を制御する電池制御装置を備えたハイブリッド自動車であって，電池制御装置は，電池の入出力電圧の上限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの上限電圧を電池温度が高いときの上限電圧以上とする上限電圧設定部と，電池の入出力電圧の下限電圧を電池温度に応じて設定し，電池温度が低いときの下限電圧を電池温度が高いときの下限電圧以下とする下限電圧設定部とを有し，上限電圧設定部により設定された上限電圧，および下限電圧設定部により設定された下限電圧の範囲内で電池の充放電を制御するハイブリッド自動車にも及ぶ。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハイブリッド自動車用電池制御装置，ハイブリッド自動車用電池制御方法及びハイブリッド自動車によれば，電池の寿命及びコストや重量に影響を与えず，中心ＳＯＣを変化させることなく低温時の燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，エンジンとモータジェネレータとを有するハイブリッド自動車に本発明を適用したものである。
【００２３】
本形態のハイブリッド自動車１は，図１にその概略構成を示すように，電池制御装置２と駆動制御装置３とを有し，これらによって駆動制御されるものである。そのために，ハイブリッド自動車１の全体の制御を行うＨＶＥＣＵ１１と，電池制御装置２の中心となる電池ＥＣＵ１２を有し，さらに，駆動制御装置３にはエンジンＥＣＵ１３を有している。
【００２４】
電池制御装置２では，電池２０は，電池ＥＣＵ１２によって監視され，リレー２１を介してモータジェネレータ２２に接続されている。また，電池２０の温度を検出するサーミスタ２３と冷却用の冷却システム２４も備えられている。駆動制御装置３では，エンジン３０は，エンジンＥＣＵ１３によって監視されている。さらに，運転操作装置３１がＨＶＥＣＵ１１に接続されている。また，モータジェネレータ２２とエンジン３０とはいずれも，トランスミッション３２を介して車輪３３に接続されている。ここで，運転操作装置３１とは，アクセルペダル，ブレーキペダル，シフトレバー等のことである。
【００２５】
ここで，電池ＥＣＵ１２は，電池２０の電圧や電流を検出し，その積算から電池２０のＳＯＣを算出して，ＨＶＥＣＵ１１に出力する。さらに，サーミスタ２３によって電池２０の温度が検出され，ＨＶＥＣＵ１１に出力される。このとき，電池２０の温度が所定の温度より高いと判断されたら，電池ＥＣＵ１２は冷却システム２４を稼働して電池２０を冷却する。また，エンジンＥＣＵ１３は，エンジン３０の状況を監視して，ＨＶＥＣＵ１１に出力する。また，ＨＶＥＣＵ１１は，電池ＥＣＵ１２とエンジンＥＣＵ１３との出力を受け，運転操作装置３１の操作に応じてモータジェネレータ２２やエンジン３０の動作制御を行う。
【００２６】
モータジェネレータ２２はＨＶＥＣＵ１１の制御に基づいて，電動モータとして駆動力を出力したり，ジェネレータとして電池２０を充電したりする。モータジェネレータ２２が電動モータとして働き，車輪３３に駆動力を与えるときには，電池２０からリレー２１を介してモータジェネレータ２２に電力が供給される。また，運転者のブレーキ操作等によって車速が過剰となった時には，モータジェネレータ２２によって回生して得られた余剰電力により電池２０が充電される。
【００２７】
またこのハイブリッド自動車１は，トランスミッション３２が切り替えられることにより，モータジェネレータ２２あるいはエンジン３０のいずれからでもあるいはその両方からでも駆動力を受けることができる。従って，できるだけモータジェネレータ２２からの駆動力を使用するようにできれば，それだけハイブリッド自動車１としての燃費を良くすることができる。本形態では，低温域における電池２０の上下限電圧の範囲を広げることで，低温域における電池２０の出力低下を抑制する。
【００２８】
一般に，二次電池において上下限電圧を超えて充放電することは，電池２０の寿命を短くする原因となることが分かっている。しかし，本発明者は，低温環境時においては，常温における上下限電圧の範囲より少し外側で動作させても，電池２０の寿命に悪影響を与えないことを見いだした。そこで，本形態の電池制御装置２では，電池２０の上下限電圧を温度に応じて変化させたものとしている。すなわち，電池２０の温度が低温の場合では，温度が下がるに従って上限電圧を大きくかつ下限電圧を小さくするのである。一方，電池２０の温度が常温以上では，上下限電圧を従来と同じ一定値とする。
【００２９】
本形態の電池制御装置２では，例えば図２に示したように，電池温度に応じて上下限電圧値を変化させる。この図で，下側のグラフで示した下限電圧は，入力時の最小電圧に相当する。また，上側のグラフで示した上限電圧は，出力時の最大電圧に相当する。この図に示すように，電池温度Ｔ１以上では，上下限電圧をともに一定値とする。これらは，従来と同様の値にされている。一方，電池温度Ｔ１〜Ｔ２の低温では，温度が低いほど上限電圧値を大きく下限電圧値を小さくなるように変化させる。電池温度Ｔ２以下の極低温では，再び上下限電圧をそれぞれ一定値とする。ここで，Ｔ１が第１温度および第３温度に相当し，Ｔ２が第２温度および第４温度に相当する。
【００３０】
例えば，電池温度Ｔ１〜Ｔ２の低温で入力時の下限電圧Ｖｌｃは，常温での下限電圧をＶｌとすると，定数αと温度に依存する変数Ｔとを使用して次式のように表される。
Ｖｌｃ＝Ｖｌ−αＴ
また，電池温度Ｔ１〜Ｔ２の低温で出力時の上限電圧Ｖｕｃは，常温での上限電圧をＶｕとすると，定数βと温度に依存する変数Ｔとを使用して次式のように表される。
Ｖｕｃ＝Ｖｕ＋βＴ
電池温度Ｔ２以下の極低温では，上記の各式で温度Ｔ２としたときのＶｌｃ，Ｖｕｃが上下限電圧となる。
【００３１】
さらに，本形態の電池制御装置２では，図３に示したように，電池温度に応じて連続許容時間を変化させる。これは，上記の上下限電圧での充放電を連続して行うことが許容される時間である。一般に，常温での連続許容時間は例えば数秒のように一定値に設定されている。本形態では，電池温度Ｔ２以下の極低温では，連続許容時間を電池温度に応じて変化させる。具体的には温度が低いほど短く設定する。そして，所定の温度Ｔ３以下では全く許容しない。ここでは，Ｔ２が第５温度に相当する。
【００３２】
例えば，電池温度Ｔ２以下の極低温で出力時の許容時間ｔ１ｃは，常温での最大出力許容時間をｔ１とすると，定数γと温度に依存する変数Ｔとを使用して次式のように表される。
ｔ１ｃ＝ｔ１／γＴ
また，電池温度Ｔ２以下の極低温で入力時の許容時間ｔ２ｃは，常温での最大入力許容時間をｔ２とすると，同様に次式のように表される。
ｔ２ｃ＝ｔ２／γＴ
ここでの変数Ｔは，温度が低いほど大きい値となる。なお，電池温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３としては，例えばＴ１が約２０℃，Ｔ２が約−１０℃，Ｔ３が約−３０℃等とすればよい。
【００３３】
次に，各ハイブリッド自動車１について，電池２０の上下限電圧を変化させる度合いの決定方法について説明する。電池２０の上下限電圧は，様々な条件により異なるものとなるので，電池寿命に影響を与えない範囲を実験によって求める。各種の前提条件としては，電池２０の仕様や車両での電池の使われ方が大きく影響する。まず，電池２０の仕様としては，電池２０の種類がリチウムイオン電池であるかニッケル水素電池であるかによって大きく異なる。また，電池２０に使用されている活物質，電解質，添加剤等の材質や，内部構造の違い等によっても，電池２０の特性はそれぞれ異なる。また，車両における電池２０の使われ方も車種等によって異なり，これによっても設定が異なる。
【００３４】
そこでまず，電池２０の特性について実験する。上記のように様々な電池２０から適切なものを選択し，選択された電池２０について，各温度での従来の上限電圧より大きい電圧値で最大パルス耐久試験を実施する。この試験を，温度と上下限電圧を変えて多数行い，変曲点を確認する。変曲点が有ればそこからはっきりとした劣化が始まるので，寿命が設定されるということであり，変曲点の無いものは寿命が長いと考えられる。そこで，変曲点の無い範囲内で各温度における上下限電圧を設定する。
【００３５】
また従来では，連続した充放電を許容する許容時間を一定値に定めている。しかし，極低温以下となると，ここで設定された上下限電圧で，この従来の許容時間だけ連続して充放電させることは難しくなる。そこで，極低温における連続充放電可能な連続許容時間を確認する。その確認した許容時間で，極低温の各温度での最大パルス耐久試験をさらに実施する。そして，寿命への影響レベルを確認する。その結果，寿命への影響が無いと認められた範囲で各温度の許容時間を設定する。このようにして，電池２０の特性としての上下限電圧と許容時間とが決定される。
【００３６】
一方，実際の車両における電池２０の使用状況についても確認する必要がある。そこで，まず各種の車両について，設計上での電池２０の入出力頻度や電圧レベルを決定する。そして，その車両が寒冷地あるいは酷暑地での使われ方を考慮し，必要とされる寿命の条件を決定する。この必要寿命を余裕を持って満たすように上下限電圧が設定される。
【００３７】
これにより，この車両における上下限電圧の変化グラフが，例えば図２のように得られる。さらに許容時間が，例えば図３のように得られる。電池２０の温度が低温領域では，抵抗が大きくなっているので，出力電圧を大きくしても電流が大きくなりすぎることは無く，寿命への影響はほとんどない。従って，このように設定してやることにより，低温領域での許容入出力値を，図４に示すように，広げることができる。この図で，破線で示しているのが従来の許容入出力値であり，これに比べて実線で示した本形態の許容入出力値は，低温領域で大きく広がっている。従って，低温時や極低温時における電池２０の出力を上昇させ，冬期の燃費の悪化を抑制することができる。
【００３８】
なお，これらのグラフは，ＳＯＣごとに決められる。すなわち，全体としては，これらのグラフにＳＯＣ軸を加えた３元系のマップが作成される。そして，電池ＥＣＵ１２では，そのときのＳＯＣや電池２０の温度を得て，適合するグラフから上下限電圧を抽出し，ＨＶＥＣＵ１１に出力する。なお，本形態では中心ＳＯＣは所定の一定値に設定すればよい。
【００３９】
さらに，極低温では，許容時間を定めることなく電池２０の性能に任せてしまう方法をとることもできる。極低温においては，上下限電圧の範囲内で有れば連続入出力による寿命への影響は小さいからである。ただし，この場合にはＨＶＥＣＵ１１での制御がやや難しいものとなる。これは，極低温では電池抵抗が大きく上昇するため，急激な出力低下が起こりやすいからである。このような出力低下時にエンジン３０が対応しきれない場合には，車両の加速挙動がスムーズでなく感じられるおそれがある。すなわち，運転者にアクセル操作と加速との間にタイムラグがあるように感じさせるおそれがある。これを避けるためには，ＨＶＥＣＵ１１の制御を高速化し，電池２０の出力低下時に素早く対処できるようにしなくてはならない。
【００４０】
このように上下限電圧と許容時間とが設定された電池制御装置２を搭載したハイブリッド自動車１では，図５に示すフローチャートに従って，電池２０の出力・回生制御が行われる。まず，電池ＥＣＵ１２では，サーミスタ２３で電池２０の温度を検出する（Ｓ１０１）。次に，その温度に適合する上下限電圧を取得する（Ｓ１０２）。また，電池２０の温度が所定の温度以下の極低温領域であるかどうかを判断する（Ｓ１０３）。
【００４１】
極低温領域ではないと判断された場合には（Ｓ１０３：Ｎｏ），常温領域と同じ許容時間（ｔ１，ｔ２）を選択する（Ｓ１０４）。極低温領域であると判断された場合には（Ｓ１０３：Ｙｅｓ），温度に応じた許容時間（ｔ１ｃ，ｔ２ｃ）を選択する（Ｓ１０５）。さらに，この上下限電圧と許容時間とから，そのときの許容入出力値を求める（Ｓ１０６）。
【００４２】
また，電池ＥＣＵ１２では，そのときの電池２０のＳＯＣも検出する（Ｓ１０７）。その結果からＳＯＣに対応する許容入出力値を求める（Ｓ１０８）。次に，Ｓ１０６とＳ１０８で求められた２つの許容入出力値を比較する（Ｓ１０９）。それらのうち小さい方をそのときの許容入出力値として採用し，ＨＶＥＣＵ１１に出力する（Ｓ１１０）。ＨＶＥＣＵ１１では，入力された許容入出力値を限度として，運転者の運転操作に応じてモータジェネレータ２２を制御する。
【００４３】
以上詳細に説明したように本形態の電池制御装置２によれば，電池２０の温度が低温の領域では，温度が下がるに従って，入出力の上限電圧を大きく下限電圧を小さくする。従って，低温領域での出力電力を従来に比較して大きくすることができる。この方法では，中心ＳＯＣを変化させていないので制御が容易であり，電池２０のセル数等は増加していないのでコストや重量の増加とはならない。また，寿命に影響の無い範囲の上下限電圧値を実験により決定しているので，電池２０の寿命を短くすることはない。従って，電池２０の寿命及びコストや重量に影響を与えず，中心ＳＯＣを変化させることなく低温時の燃費を向上させることができる。さらに，極低温での上下限電圧の許容時間も設定しておけば，制御がより容易になる。
【００４４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，各グラフは１つの例であり，実際の車両ではこの形になるとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本形態のシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本形態の電池温度と上下限電圧値との関係を示すグラフである。
【図３】本形態の電池温度と許容時間との関係を示すグラフである。
【図４】本形態の電池温度と許容入出力値との関係を示すグラフである。
【図５】本形態のハイブリッド自動車の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】従来の電池温度と許容入出力値との関係を示すグラフである。
【図７】従来のＳＯＣと許容入出力値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ハイブリッド自動車
２  電池制御装置（ハイブリッド自動車用電池制御装置）
１２  電池ＥＣＵ（上限電圧設定部，下限電圧設定部，許容時間設定部，最大入出力設定部，上下限出力設定部）
２０  電池
２２  モータジェネレータ（電動モータ）
３０  エンジン（内燃機関）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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