(57)【要約】【課題】電池の劣化を容易に、かつ、精度良く判定する電池劣化判定装置を提供する。【解決手段】電池劣化判定装置１は、バッテリ２２を有し、モータ２０により走行可能な車両に用いられる。充電状態推定部３５は、電池残容量ＳＯＣを推定可能である。残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値以上、第２残容量閾値（ＳＯＣ＿ｔｈ２）以下になるように、電池残容量ＳＯＣを制御可能である。電池温度検出部３７は、電池温度Ｔｂを検出可能である。電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値以上、第２温度閾値以下になるように、電池温度Ｔｂを制御可能である。劣化判定部４０は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値以上、第２温度閾値以下、かつ、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値以上、第２残容量閾値以下であるとき、バッテリ２２の劣化を判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池（２２）を有し、モータ（２０）により走行可能な車両（９０）に用いられる電池劣化判定装置（１）であって、
前記電池の充電状態である電池残容量（ＳＯＣ）を推定可能な充電状態推定部（３５）と、
前記電池残容量が第１残容量閾値（ＳＯＣ＿ｔｈ１）以上、前記第１残容量閾値よりも大きく設定される第２残容量閾値（ＳＯＣ＿ｔｈ２）以下になるように、前記電池残容量を制御可能な残容量制御部（３６）と、
前記電池の温度である電池温度（Ｔｂ）を検出可能な電池温度検出部（３７）と、
前記電池温度が第１温度閾値（Ｔｂ＿ｔｈ１）以上、前記第１温度閾値よりも高く設定される第２温度閾値（Ｔｂ＿ｔｈ２）以下になるように、前記電池温度を制御可能な電池温度制御部（３９）と、
前記電池温度が前記第１温度閾値以上、前記第２温度閾値以下、かつ、前記電池残容量が前記第１残容量閾値以上、前記第２残容量閾値以下であるとき、前記電池の劣化を判定する劣化判定部（４０）と、
を備える電池劣化判定装置。
【請求項２】
前記電池の内部抵抗である電池内部抵抗（Ｒｂ）を演算可能な内部抵抗演算部（３８）をさらに備え、
前記劣化判定部は、前記電池内部抵抗に基づいて、前記電池の劣化を判定する請求項１に記載の電池劣化判定装置。
【請求項３】
前記内部抵抗演算部は、前記電池温度が前記第１温度閾値以上のとき、前記電池内部抵抗を演算する請求項２に記載の電池劣化判定装置。
【請求項４】
前記劣化判定部は、充電器（９８）が前記車両に接続されているとき、前記電池の劣化を判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項５】
前記電池を加熱可能な電池加熱部（６０）と、
前記電池を冷却可能な電池冷却部（７０）と、
をさらに備え、
前記電池温度制御部は、前記電池温度が前記第１温度閾値未満であるとき、前記電池温度が上昇するように、前記電池加熱部を制御し、前記電池温度が前記第２温度閾値を超えるとき、前記電池温度が低下するように、前記電池冷却部を制御する請求項１から４のいずれか一項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項６】
前記電池の開放端電圧（ＯＣＶ）を検出可能な開放端電圧検出部（３３）をさらに備え、
前記充電状態推定部は、前記開放端電圧に基づき、前記電池残容量を推定し、
前記第１残容量閾値および前記第２残容量閾値は、前記電池残容量に対する前記開放端電圧の変化量（ΔＯＣＶ）に基づいて、設定される請求項１から５のいずれか一項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項７】
前記残容量制御部が断線または短絡したとき、前記残容量制御部が異常であると判定する異常判定部（３１）をさらに備え、
前記劣化判定部は、前記残容量制御部が異常であるとき、前記電池の劣化を停止する請求項１から６のいずれか一項に記載の電池劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、電池の内部抵抗を比較して、電池の劣化を推定する電池劣化判定装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４０４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、電池の内部抵抗は、電池の温度に依存する。電池の温度が低くなるに伴い、内部抵抗は、急増する。このため、内部抵抗によって電池の劣化を診断するとき、電池の温度によって、電池の劣化を正確に判定できない虞がある。
【０００５】
一方、特許文献１では、電池の温度に対する予め設定された電池の基準内部抵抗と測定した電池の内部抵抗とを比較することによって、電池の劣化を判定している。特許文献１の構成では、電池の温度と電池の内部抵抗の関係を演算する必要があり、演算負荷が増加する。また、電池の温度変化により、電池の内部抵抗の精度が低下し、電池の劣化を判定する精度が低下する虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、電池の劣化を容易に、かつ、精度良く判定する電池劣化判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池劣化判定装置は、電池（２２）を有し、モータ（２０）により走行可能な車両（９０）に用いられる。電池劣化判定装置（１）は、充電状態推定部（３５）、残容量制御部（３６）、電池温度検出部（３７）、電池温度制御部（３９）および劣化判定部（４０）を備える。
【０００８】
充電状態推定部は、電池の充電状態である電池残容量（ＳＯＣ）を推定可能である。
残容量制御部は、電池残容量が第１残容量閾値（ＳＯＣ＿ｔｈ１）以上、第１残容量閾値よりも大きく設定される第２残容量閾値（ＳＯＣ＿ｔｈ２）以下になるように、電池残容量を制御可能である。
【０００９】
電池温度検出部は、電池の温度である電池温度（Ｔｂ）を検出可能である。
電池温度制御部は、電池温度が第１温度閾値（Ｔｂ＿ｔｈ１）以上、第１温度閾値よりも高く設定される第２温度閾値（Ｔｂ＿ｔｈ２）以下になるように、電池温度を制御可能である。
【００１０】
劣化判定部は、電池温度が第１温度閾値以上、第２温度閾値以下、かつ、電池残容量が第１残容量閾値以上、第２残容量閾値以下であるとき、電池の劣化を判定する。
【００１１】
これにより、電池の特性値が安定した状態で、電池の特性値を検出または演算できる。検出値または演算値の精度が向上するため、電池の劣化を精度良く判定できる。また、複数のデータを比較しなくても、電池の劣化を判定でき、電池の劣化判定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による電池劣化判定装置が用いられる車両の駆動システムの概略図。
【図２】一実施形態による電池劣化判定装置を示すブロック図。
【図３】一実施形態による電池劣化判定装置の電池電流、開放端電圧、閉路電圧および電池内部抵抗を説明するためのバッテリの模式図。
【図４】一実施形態による電池劣化判定装置の充電状態推定部を説明するための開放端電圧および電池残容量の関係図。
【図５】一実施形態による電池劣化判定装置の内部抵抗演算部を説明するための電池温度および電池内部抵抗の関係図。
【図６】一実施形態による電池劣化判定装置の劣化判定部を説明するための電池温度および電池内部抵抗の関係図。
【図７】一実施形態による電池劣化判定装置の処理を示すフローチャート。
【図８】一実施形態による電池劣化判定装置の処理を示すフローチャート。
【図９】一実施形態による電池劣化判定装置の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態による電池劣化判定装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。
【００１４】
本実施形態の電池劣化判定装置は、電池を有し、モータにより走行可能な車両９０の駆動システム９１に用いられる。車両９０は、所謂、電気自動車である。また、車両９０は、充電器９８に接続可能であり、電池を充電可能である。まず、車両９０の駆動システム９１について説明する。
【００１５】
図１に示すように、駆動システム９１は、モータとしてのモータジェネレータ２０、減速機９３、インバータ２１、電池としてのバッテリ２２、モータジェネレータ制御部２４および電池劣化判定装置１を備える。図において、モータジェネレータ２０をＭＧと記載している。また、図において、モータジェネレータ制御部２４をＭＧ−ＥＣＵと記載している。
【００１６】
モータジェネレータ２０には、回転速度センサ２３が設けられている。回転速度センサ２３は、例えば、タコジェネレータまたはレゾルバであり、モータジェネレータ２０の回転速度を検出可能である。
【００１７】
モータジェネレータ２０は、バッテリ２２からの電力で駆動されることによりトルクを発生する電動機としての機能、および、車両９０の制動時に駆動されて発電する発電機としての機能を有する。本実施形態のモータジェネレータ２０は、例えば、永久磁石式同期型の３相交流のモータである。モータジェネレータ２０のトルクは、減速機９３に伝達される。
【００１８】
減速機９３は、モータジェネレータ２０の回転速度を調整する。減速機９３の出力軸９４の動力は、ギア機構９５およびドライブシャフト９６等を経由して、駆動輪９７に伝達される。なお、減速機９３に代替して、クラッチおよび変速機等が設けられてもよい。
【００１９】
また、図示はしないが、車両９０は、ステアリングホイールを備える。ステアリングホイールは、操舵部材であり、ステアリングシャフトに接続されている。ステアリングホイールを運転手が操作することによって、車両９０の走行方向が変更される。
【００２０】
インバータ２１は、モータジェネレータ２０とバッテリ２２との間に設けられている。インバータ２１は、バッテリ２２の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ２０へ供給する。また、インバータ２１は、モータジェネレータ２０により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２へ供給する。
【００２１】
バッテリ２２は、例えば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。バッテリ２２に替えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を直流電源として用いてもよい。
【００２２】
モータジェネレータ制御部２４は、マイコンを主体として構成されており、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。モータジェネレータ制御部２４の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。モータジェネレータ制御部２４は、トルク指令値に基づき、インバータ２１のスイッチング素子のオンオフ作動を制御することによって、モータジェネレータ２０を制御する。
【００２３】
（一実施形態）
電池劣化判定装置１は、電池加熱部６０、電池冷却部７０およびバッテリ制御部３０を備える。図において、バッテリ制御部３０をＢＡＴＴ−ＥＣＵと記載する。
【００２４】
図２に示すように、電池加熱部６０は、加熱器としてのヒータ６１または振動電流発生部６２を有する。ヒータ６１は、電力が供給されると、発熱する。振動電流発生部６２は、交流電源を含む共振回路により構成される。振動電流発生部６２は、共振回路の共振周波数を含む交流電圧が交流電源により発生したとき、発熱する。電池加熱部６０は、ヒータ６１または振動電流発生部６２により、バッテリ２２を加熱可能である。
【００２５】
電池冷却部７０は、流体圧縮部としてのコンプレッサ７１、流体冷却部７２、膨張弁７３、吸熱部としてのエバポレータ７４、流体送風部としてのブロワ７５、流体温度検出部７６および流体温度制御部７７を有する。電池冷却部７０は、バッテリ２２を冷却可能である。
【００２６】
コンプレッサ７１は、バッテリ２２から電力が供給されたとき、流体を圧縮する。なお、コンプレッサ７１は、コンプレッサ７１の駆動による発熱を用いて、電池加熱部６０として用いられてもよい。
【００２７】
流体冷却部７２は、例えば、コンデンサおよびコンデンサファンであり、コンプレッサ７１により圧縮された流体を冷却可能である。コンプレッサ７１により圧縮された流体がコンデンサを経由する。コンデンサを経由する流体は、コンデンサファンにより、冷却される。
【００２８】
膨張弁７３によって、流体冷却部７２により冷却された流体が膨張し、気化する。気化した流体は、エバポレータ７４の周囲の熱を吸熱する。これにより、エバポレータ７４が冷却される。冷却されたエバポレータ７４を介して、バッテリ２２に向かってブロワ７５は、送風する。エバポレータ７４によって冷却されたブロワ７５の風により、バッテリ２２が冷却される。なお、エバポレータ７４を経由した流体は、コンプレッサ７１に戻る。
【００２９】
流体温度検出部７６は、エバポレータ７４によって冷却されたブロワ７５の流体の温度である流体温度Ｔｆを検出可能である。
流体温度制御部７７は、流体温度Ｔｆが流体温度閾値Ｔｆ＿ｔｈ以下となるように、コンプレッサ７１、流体冷却部７２、膨張弁７３、吸熱部としてのエバポレータ７４およびブロワ７５を制御する。流体温度閾値Ｔｆ＿ｔｈは、バッテリ２２の温度特性に基づいて、設定される。
【００３０】
バッテリ制御部３０は、モータジェネレータ制御部２４と同様に、マイコンを主体として構成されている。バッテリ制御部３０は、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。バッテリ制御部３０は、異常判定部３１、電池電流検出部３２、開放端電圧検出部３３、閉路電圧検出部３４、充電状態推定部３５、残容量制御部３６、電池温度検出部３７、内部抵抗演算部３８、電池温度制御部３９および劣化判定部４０を有する。
【００３１】
異常判定部３１は、電池加熱部６０、電池冷却部７０または後述の残容量制御部３６が異常であるか否かを判定可能である。異常判定部３１は、電池加熱部６０が電気的に断線または短絡したとき、電池加熱部６０が異常であると判定する。異常判定部３１は、電池冷却部７０が電気的に断線または短絡したとき、電池冷却部７０が異常であると判定する。異常判定部３１は、残容量制御部３６が断線または短絡したとき、残容量制御部３６が異常であると判定する。異常判定部３１は、電池加熱部６０、電池冷却部７０または残容量制御部３６が異常であったとき、異常信号Ａを劣化判定部４０に出力する。なお、異常判定部３１は、電池加熱部６０、電池冷却部７０および残容量制御部３６が正常であったとき、劣化判定部４０に出力しない。
【００３２】
図３に示すように、電池電流検出部３２は、バッテリ２２に流れる電流である電池電流Ｉｂ［Ａ］を検出可能である。検出された電池電流Ｉｂは、開放端電圧検出部３３、閉路電圧検出部３４および内部抵抗演算部３８に出力される。
【００３３】
開放端電圧検出部３３は、電池電流Ｉｂが流れていないとき、すなわち、電池電流Ｉｂがゼロであるときのバッテリ２２の電圧である開放端電圧ＯＣＶ［Ｖ］を検出可能である。検出された開放端電圧ＯＣＶは、充電状態推定部３５および内部抵抗演算部３８に出力される。
【００３４】
閉路電圧検出部３４は、電池電流Ｉｂが流れているときのバッテリ２２の電圧である閉路電圧ＣＣＶ［Ｖ］を検出可能である。検出された閉路電圧ＣＣＶは、内部抵抗演算部３８に出力される。
【００３５】
バッテリ２２の内部抵抗を電池内部抵抗Ｒｂ［Ω］とすると、電池電流Ｉｂ、開放端電圧ＯＣＶおよび閉路電圧ＣＣＶは、以下関係式（１）のように表される。Ｖ＿ＯＣＶは、開放端電圧ＯＣＶの値である。Ｖ＿ＣＣＶは、閉路電圧ＣＣＶの値である。
Ｖ＿ＣＣＶ＝Ｖ＿ＯＣＶ−Ｒｂ×Ｉｂ                ・・・（１）
【００３６】
充電状態推定部３５は、バッテリ２２の充電状態である電池残容量ＳＯＣ［％］を推定可能である。
【００３７】
図４に示すように、充電状態推定部３５は、開放端電圧ＯＣＶおよび電池残容量ＳＯＣの関係図を用いて、電池残容量ＳＯＣを推定する。推定された電池残容量ＳＯＣは、残容量制御部３６および劣化判定部４０に出力される。
【００３８】
電池残容量ＳＯＣが比較的小さいとき、または、電池残容量ＳＯＣが比較的大きいとき、開放端電圧ＯＣＶの変化は、急激に大きくなる。本実施形態では、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満であるとき、電池残容量ＳＯＣが小さくなるに伴い、開放端電圧ＯＣＶは、急激に低下する。
【００３９】
また、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２を超えるとき、電池残容量ＳＯＣが大きくなるに伴い、開放端電圧ＯＣＶは、急激に上昇する。第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２は、第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１より大きく設定されている。第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１および第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２は、電池残容量ＳＯＣに対する開放端電圧ＯＣＶの変化量である電圧変化量ΔＯＣＶに基づいて、設定される。第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１および第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２は、例えば、電圧変化量ΔＯＣＶ
の絶対値が所定値より大きくなるときの開放端電圧ＯＣＶである。なお、この所定値は、バッテリ２２の特性ならびに実験またはシミュレーションに基づいて、設定される。
【００４０】
電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満、または、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２を超えるとき、開放端電圧検出部３３が開放端電圧ＯＣＶを検出すると、開放端電圧ＯＣＶの変化が大きい。このため、開放端電圧ＯＣＶの精度が低下する虞がある。そこで、本実施形態では、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上、第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下となるように、バッテリ２２の充放電を制御する。
【００４１】
残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満であるとき、バッテリ２２を充電する。このとき、バッテリ２２が充電され、電池残容量ＳＯＣは、大きくなる。また、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２を超えるとき、バッテリ２２が放電するように、バッテリ２２を制御する。このとき、バッテリ２２が放電し、電池残容量ＳＯＣは、小さくなる。
【００４２】
図２に戻って、電池温度検出部３７は、バッテリ２２の温度である電池温度Ｔｂを検出可能である。電池温度検出部３７は、例えば、温度に対応して電気抵抗が変化するセラミック半導体であるサーミスタを含む。電池温度検出部３７は、バッテリ２２内のセルの温度をサーミスタにより検出することによって、電池温度Ｔｂを検出する。検出された電池温度Ｔｂは、内部抵抗演算部３８、電池温度制御部３９および劣化判定部４０に出力される。
【００４３】
内部抵抗演算部３８は、電池電流Ｉｂ、開放端電圧ＯＣＶ、閉路電圧ＣＣＶおよび電池温度Ｔｂに基づき、電池内部抵抗Ｒｂを演算可能である。電池温度Ｔｂの変化に伴う電池内部抵抗Ｒｂの変化量を抵抗変化量ΔＲｂとする。電池内部抵抗Ｒｂは、以下関係式（２）のように、表される。
Ｒｂ＋ΔＲｂ＝（Ｖ＿ＣＣＶ−Ｖ＿ＯＣＶ）／Ｉｂ    ・・・（２）
【００４４】
図５に示すように、電池温度Ｔｂの変化に伴い、電池内部抵抗Ｒｂは、変化する。本実施形態では、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満であるとき、電池温度Ｔｂが低下するに伴い、電池内部抵抗Ｒｂが急激に増加する。また、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上であるとき、電池内部抵抗Ｒｂの変化が比較的小さくなる。このとき、電池内部抵抗Ｒｂが安定する。第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１は、抵抗変化量ΔＲｂに基づいて、設定される。第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１は、例えば、抵抗変化量ΔＲｂの絶対値が所定値より大きくなるときの電池温度Ｔｂである。この所定値は、バッテリ２２の特性ならびに実験またはシミュレーションに基づいて、設定される。
【００４５】
電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満であるとき、内部抵抗演算部３８が電池内部抵抗Ｒｂを検出すると、電池内部抵抗Ｒｂの変化が大きい。このため、電池内部抵抗Ｒｂの精度が低下する虞がある。そこで、本実施形態では、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上であるとき、内部抵抗演算部３８は、電池内部抵抗Ｒｂを演算する。これにより、電池内部抵抗Ｒｂに対して抵抗変化量ΔＲｂを非常に小さくできる、すなわち、ΔＲｂ≪Ｒｂとみなせる。これにより、電池内部抵抗Ｒｂは、以下関係式（３）のようにみなせる。検出された電池内部抵抗Ｒｂは、劣化判定部４０に出力される。
Ｒｂ＝（Ｖ＿ＣＣＶ−Ｖ＿ＯＣＶ）／Ｉｂ            ・・・（３）
【００４６】
電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下となるように、電池温度Ｔｂを制御する。電池温度制御部３９は、電池加熱部６０および電池冷却部７０を制御可能である。
【００４７】
一般に、バッテリ２２が比較的高温であるとき、バッテリ２２の内部における予期しない化学反応がしやすくなり、バッテリ２２が不安定になる。このため、バッテリ２２が劣化しやすくなる。そこで、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２は、第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１よりも大きく設定されており、バッテリ２２の温度特性またはバッテリ２２の構造に基づき、バッテリ２２の劣化が促進されないように、設定されている。
【００４８】
電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満であるとき、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上となるように、電池加熱部６０を制御する。電池加熱部６０が駆動し、電池加熱部６０がバッテリ２２を加熱する。電池加熱部６０により、電池温度Ｔｂが上昇する。
【００４９】
また、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２を超えるとき、電池温度Ｔｂが第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下となるように、電池冷却部７０を制御する。電池冷却部７０が駆動し、電池冷却部７０がバッテリ２２を冷却する。電池冷却部７０により、電池温度Ｔｂが低下する。
【００５０】
劣化判定部４０は、異常信号Ａ、電池残容量ＳＯＣ、電池温度Ｔｂおよび電池内部抵抗Ｒｂに基づいて、バッテリ２２の劣化を判定可能である。劣化判定部４０は、異常信号Ａをしたとき、バッテリ２２の劣化の判定を停止する。また、劣化判定部４０は、充電器９８が車両９０に接続されているとき、すなわち、充電器９８によってバッテリ２２が充電されているとき、バッテリ２２の劣化を判定する。劣化判定部４０は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上、第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下、かつ、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下であるとき、バッテリ２２の劣化を判定する。
【００５１】
図６に示すように、電池内部抵抗Ｒｂが抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈ未満であるとき、バッテリ２２は劣化していないと、劣化判定部４０は、判定する。電池内部抵抗Ｒｂが抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈ以上であるとき、バッテリ２２は劣化していると、劣化判定部４０は、判定する。抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈは、バッテリ２２の初期特性、バッテリ２２の耐久試験またはシミュレーションにより、予め設定される。
【００５２】
図７、図８および図９のフローチャートを参照して、電池劣化判定装置１の判定について説明する。フローチャートにおいて、「Ｓ」は、ステップを意味する。
【００５３】
ステップ１０１において、劣化判定部４０は、充電器９８が車両９０に接続されているか否かを判定する。充電器９８が車両９０に接続されていないとき、処理は、終了する。充電器９８が車両９０に接続されているとき、処理は、ステップ１０２に移行する。
【００５４】
ステップ１０２において、異常判定部３１は、電池加熱部６０、電池冷却部７０または残容量制御部３６が異常であるか否かを判定する。電池加熱部６０、電池冷却部７０または残容量制御部３６が異常であるとき、処理は、終了する。電池加熱部６０、電池冷却部７０および残容量制御部３６が正常であるとき、処理は、ステップ１０３に移行する。
【００５５】
ステップ１０３において、開放端電圧検出部３３は、開放端電圧ＯＣＶを検出する。
ステップ１０４において、充電状態推定部３５は、開放端電圧ＯＣＶに基づき、電池残容量ＳＯＣを推定する。
【００５６】
ステップ１０５において、劣化判定部４０は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上、第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下であるか否かを判定する。電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上、第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下であるとき、処理は、ステップ１０６に移行する。電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満、または、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２を超えるとき、処理は、ステップ１１２に移行する。
【００５７】
ステップ１０６において、電池温度検出部３７は、電池温度Ｔｂを検出する。
ステップ１０７において、劣化判定部４０は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下であるか否かを判定する。電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下であるとき、処理は、ステップ１０８に移行する。電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満、または、電池温度Ｔｂが第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２を超えるとき、処理は、ステップ１１６に移行する。
【００５８】
ステップ１０８において、電池電流検出部３２は、電池電流Ｉｂを検出する。開放端電圧検出部３３は、開放端電圧ＯＣＶを検出する。閉路電圧検出部３４は、閉路電圧ＣＣＶを検出する。内部抵抗演算部３８は、電池電流Ｉｂ、開放端電圧ＯＣＶおよび閉路電圧ＣＣＶに基づき、電池内部抵抗Ｒｂを演算する。
【００５９】
ステップ１０９において、劣化判定部４０は、電池内部抵抗Ｒｂが抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する。電池内部抵抗Ｒｂが抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈ以上であるとき、処理は、ステップ１１０に移行する。電池内部抵抗Ｒｂが抵抗閾値Ｒｂ＿ｔｈ未満であるとき、処理は、ステップ１１１に移行する。
【００６０】
ステップ１１０において、バッテリ２２は劣化していると、劣化判定部４０は、判定する。その後、処理は、終了する。
ステップ１１１において、バッテリ２２は劣化していない、すなわち、バッテリ２２は未劣化であると、劣化判定部４０は、判定する。その後、処理は、終了する。
【００６１】
ステップ１１２において、ステップ１０５を経由して、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満か否かを判定する。電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１未満であるとき、処理は、ステップ１１３に移行する。電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上であるとき、処理は、ステップ１１４に移行する。
ステップ１１３において、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上となるように、バッテリ２２を充電する。その後、処理は、終了する。
【００６２】
ステップ１１４において、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２を超えると、判定する。
ステップ１１５において、バッテリ２２が放電し、残容量制御部３６は、電池残容量ＳＯＣが第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下となるように、バッテリ２２を制御する。その後、処理は、終了する。
【００６３】
ステップ１１６において、ステップ１０７を経由して、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満であるか否かを判定する。電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１未満であるとき、処理は、ステップ１１７に移行する。電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上であるとき、処理は、ステップ１１８に移行する。
【００６４】
ステップ１１７において、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上となるように、電池加熱部６０を制御する。電池加熱部６０は、バッテリ２２を加熱する。電池加熱部６０により、電池温度Ｔｂが上昇する。その後、処理は、終了する。
【００６５】
ステップ１１８において、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２を超えると、判定する。
ステップ１１９において、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下となるように、電池冷却部７０を制御する。電池冷却部７０は、バッテリ２２を冷却する。電池冷却部７０により、電池温度Ｔｂが低下する。その後、処理は、終了する。
【００６６】
一般に、電池の内部抵抗は、電池の温度に依存する。電池の温度が低くなるに伴い、内部抵抗は、急増する。このため、内部抵抗によって電池の劣化を診断するとき、電池の温度により、電池の劣化を正確に判定できない虞がある。
【００６７】
一方、特許文献１では、電池の温度に対する予め設定された電池の基準内部抵抗と測定した電池の内部抵抗とを比較することによって、電池の劣化を判定している。特許文献１の構成では、電池の温度と電池の内部抵抗の関係を演算する必要があり、演算負荷が増加する。また、電池の温度変化により、電池の内部抵抗の精度が低下し、電池の劣化を判定する精度が低下する虞がある。そこで、本実施形態の電池劣化判定装置１は、電池の劣化を容易に、かつ、精度良く判定する。
【００６８】
［１］劣化判定部４０は、電池残容量ＳＯＣが第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１以上、第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２以下、かつ、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下であるとき、バッテリ２２の劣化を判定する。これにより、開放端電圧ＯＣＶおよび電池内部抵抗Ｒｂ等のバッテリ２２の特性値が安定した状態で、バッテリ２２の特性値を検出または演算できる。検出値または演算値の精度が向上するため、バッテリ２２の劣化を精度良く判定できる。また、複数のデータを比較しなくても、バッテリ２２の劣化を判定でき、電池の劣化判定が容易になる。
【００６９】
［２］劣化判定部４０は、電池内部抵抗Ｒｂに基づいて、バッテリ２２の劣化を判定する。電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上であるとき、内部抵抗演算部３８が電池内部抵抗Ｒｂを演算することによって、抵抗変化量ΔＲｂを非常に小さくできる。これにより、電池内部抵抗Ｒｂの精度が向上する。
【００７０】
［３］バッテリ２２の充放電または走行風が発生する車両９０の走行中であるときと比較して、充電器９８が車両９０に接続されているとき、電池残容量ＳＯＣまたは電池温度Ｔｂが変動しにくい。そこで、劣化判定部４０は、充電器９８が車両９０に接続されているとき、バッテリ２２の劣化を判定する。バッテリ２２の特性が安定しやすい状態で、バッテリ２２の劣化を判定することになり、バッテリ２２の劣化判定の精度がより向上する。
【００７１】
［４］電池加熱部６０または電池冷却部７０によって、電池温度制御部３９は、電池温度Ｔｂが第１温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ１以上、第２温度閾値Ｔｂ＿ｔｈ２以下になるように、電池温度Ｔｂを制御する。これにより、電池温度Ｔｂが安定した状態を作りやすく、維持しやすくなる。電池温度Ｔｂが安定した状態を維持できるため、バッテリ２２の劣化判定の精度がより向上する。
【００７２】
［５］第１残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ１および第２残容量閾値ＳＯＣ＿ｔｈ２は、電圧変化量ΔＯＣＶの絶対値が所定値より大きくなるときの開放端電圧ＯＣＶに基づいて、設定される。これにより、電池残容量ＳＯＣが安定した状態を作りやすく、維持しやすくなる。上記［４］と同様に、バッテリ２２の劣化判定の精度がより向上する。
【００７３】
（他の実施形態）
［ｉ］劣化判定部４０は、予め設定された基準抵抗Ｒｂ＿ｒｅｆと電池内部抵抗Ｒｂとの差の絶対値、または、時間に対する電池内部抵抗Ｒｂの変化量に基づいて、バッテリ２２の劣化を判定してもよい。
【００７４】
［ｉｉ］充電状態推定部３５は、充電器９８が車両９０に接続されているとき、電池残容量ＳＯＣを推定してもよい。電池温度検出部３７は、充電器９８が車両９０に接続されているとき、電池温度Ｔｂを検出してもよい。内部抵抗演算部３８は、充電器９８が車両９０に接続されているとき、電池内部抵抗Ｒｂを演算してもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  ・・・電池劣化判定装置、
２０  ・・・モータ（モータジェネレータ）、
２２  ・・・電池（バッテリ）、
３５  ・・・充電状態推定部、
３６  ・・・残容量制御部、
３７  ・・・電池温度検出部、
３９  ・・・電池温度制御部、
４０  ・・・劣化判定部、
９０  ・・・車両。
【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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【図８】
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【図９】
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