(57)【要約】      （修正有）【課題】電池の劣化を抑制しながらパルス充電を行うことができる充電制御装置を提供する。【解決手段】パルス状の充電電流によるパルス通電と、充電の休止とを交互に行うことによって電池を充電する充電制御装置１は、電池のインピーダンス特性を測定するインピーダンス測定部１１と、電池の過電圧又は直流抵抗の少なくとも一方を検出する過電圧検出部１２又は直流抵抗検出部と、インピーダンス特性に基づいて過電圧閾値又は直流抵抗閾値を設定するとともに、過電圧検出部によって検出された過電圧が過電圧閾値を下回った場合又は直流抵抗検出部によって検出された直流抵抗が直流抵抗閾値を下回った場合に、パルス通電を許可する充電制御部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状の充電電流によるパルス通電と、充電の休止とを交互に行うことによって電池を充電する充電制御装置であって、
前記電池のインピーダンス特性を測定するインピーダンス測定部と、
前記電池の過電圧及び直流抵抗の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記インピーダンス特性に基づいて過電圧閾値又は直流抵抗閾値を設定するとともに、前記検出部によって検出された前記過電圧が前記過電圧閾値を下回った場合、又は、前記検出部によって検出された前記直流抵抗が前記直流抵抗閾値を下回った場合に、前記パルス通電を許可する充電制御部と、
を備える充電制御装置。
【請求項２】
前記充電制御部は、
ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧が分離できる場合に、
前記円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定する、
請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記充電制御部は、
前記ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、前記円弧が分離できず、拡散抵抗に相当する直線部が検出される場合に、
前記直線部の立上り部分であって、前記インピーダンス特性の測定時に前記電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定する、
請求項２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記充電制御部は、
前記ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、前記電荷移動抵抗に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、前記電荷移動抵抗に相当する円弧の前記終端部が確認できない場合に、
前記インピーダンス特性の測定時に前記電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定する、
請求項２または請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記充電制御部は、
ボード線図に示される前記インピーダンス特性に、傾きが概略ゼロの第１平坦部と第２平坦部とが含まれる場合に、
前記第１平坦部から前記第２平坦部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定する、
請求項１に記載の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池の充電時間を短縮する充電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この充電装置では、機器側と充電器側とが接続されているとき、磁気センサが磁石による磁気検出信号をスイッチ制御回路へ出力し、スイッチ制御回路がスイッチを制御し、パルス発生回路からのパルス電流によって二次電池の充電が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した充電装置では、パルス状の充電電流によって二次電池が充電されるが、特許文献１には、電池の使用開始後の使用時間、サイクル数や、充放電電流の履歴、温度の履歴、温度環境などによって、電池の特性がそれぞれ固有の特性に変化した場合に、具体的にどのような通電時間、休止時間で充電を行うかについて記載されていない。そのため、特許文献１に記載された充電装置では、充電の休止時間が不適切に設定され、電池が劣化してしまうおそれがある。
【０００５】
上述した問題点に鑑み、本発明は、電池の劣化を抑制しながらパルス充電を行うことができる充電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係る充電制御装置は、パルス状の充電電流によるパルス通電と、充電の休止とを交互に行うことによって電池を充電する充電制御装置であって、前記電池のインピーダンス特性を測定するインピーダンス測定部と、前記電池の過電圧及び直流抵抗の少なくとも一方を検出する検出部と、前記インピーダンス特性に基づいて過電圧閾値又は直流抵抗閾値を設定するとともに、前記検出部によって検出された前記過電圧が前記過電圧閾値を下回った場合、又は、前記検出部によって検出された前記直流抵抗が前記直流抵抗閾値を下回った場合に、前記パルス通電を許可する充電制御部とを備える。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の充電制御装置では、前記充電制御部は、ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧が分離できる場合に、前記円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定してもよい。
【０００８】
（３）上記（２）に記載の充電制御装置では、前記充電制御部は、前記ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、前記円弧が分離できず、拡散抵抗に相当する直線部が検出される場合に、前記直線部の立上り部分であって、前記インピーダンス特性の測定時に前記電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定してもよい。
【０００９】
（４）上記（２）または（３）に記載の充電制御装置では、前記充電制御部は、前記ナイキスト線図に示される前記インピーダンス特性から、前記電荷移動抵抗に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、前記電荷移動抵抗に相当する円弧の前記終端部が確認できない場合に、前記インピーダンス特性の測定時に前記電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定してもよい。
【００１０】
（５）上記（１）に記載の充電制御装置では、前記充電制御部は、ボード線図に示される前記インピーダンス特性に、傾きが概略ゼロの第１平坦部と第２平坦部とが含まれる場合に、前記第１平坦部から前記第２平坦部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、前記直流抵抗閾値として設定してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記（１）に記載の充電制御装置では、電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値又は直流抵抗閾値が設定され、電池の過電圧が過電圧閾値を下回った場合、又は、電池の直流抵抗が直流抵抗閾値を下回った場合に、パルス状の充電電流によるパルス通電が許可され、パルス通電と充電の休止とを交互に行うことによって電池が充電される。つまり、上記（１）に記載の充電制御装置では、過電圧閾値又は直流抵抗閾値が適切に設定され、充電の休止時間が適切に設定される。そのため、上記（１）に記載の充電制御装置では、電池の劣化を抑制しながらパルス充電を行うことができる。
【００１２】
上記（２）に記載の充電制御装置では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧が分離できる場合に、その円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定されてもよい。
その円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定される場合、上記（２）に記載の充電制御装置では、その円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間が用いられない場合よりも容易に、適切な直流抵抗閾値を設定することができる。
【００１３】
上記（３）に記載の充電制御装置では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧が分離できず、拡散抵抗に相当する直線部が検出される場合に、その直線部の立上り部分であって、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定されてもよい。
その直線部の立上り部分であってインピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定される場合、上記（３）に記載の充電制御装置では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から電荷移動抵抗に相当する円弧が分離できない場合であっても、試行錯誤の検討を経ることなく、直流抵抗閾値を適切に設定することができる。
【００１４】
上記（４）に記載の充電制御装置では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、その円弧の終端部が確認できない場合に、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定されてもよい。
インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定される場合、上記（４）に記載の充電制御装置では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧の終端部が確認できない場合であっても、試行錯誤の検討を経ることなく、直流抵抗閾値を適切に設定することができる。
【００１５】
上記（５）に記載の充電制御装置では、ボード線図に示される電池のインピーダンス特性に、傾きが概略ゼロの第１平坦部と第２平坦部とが含まれる場合に、その第１平坦部から第２平坦部までの抵抗絶対値区間に相当する値が、過電圧閾値または直流抵抗閾値として設定されてもよい。
傾きが概略ゼロの第１平坦部から第２平坦部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値が、直流抵抗閾値として設定される場合、上記（５）に記載の充電制御装置では、その第１平坦部から第２平坦部までの抵抗絶対値区間が用いられない場合よりも容易に、適切な直流抵抗閾値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の充電制御装置の構成の一例を示す図である。
【図２】インピーダンス測定部によってナイキスト線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の一例を示す図である。
【図３】インピーダンス測定部によってボード線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の一例を示す図である。
【図４】インピーダンス測定部によってボード線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の他の例を示す図である。
【図５】図２に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部によって過電圧閾値が設定される一例を示す図である。
【図６】インピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部によって過電圧閾値が設定される他の例を示す図である。
【図７】図２に示すインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部によって過電圧閾値が設定される更に他の例を示す図である。
【図８】図３に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部によって過電圧閾値が設定される一例を示す図である。
【図９】図３に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部によって過電圧閾値が設定される他の例を示す図である。
【図１０】最大許可電流設定部の構成の一例を示す図である。
【図１１】第１実施形態の充電制御装置による充電制御の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】第１実施形態の充電制御装置による充電制御の他の例を示すタイムチャートである。
【図１３】第２実施形態の充電制御装置の構成の一例を示す図である。
【図１４】第２実施形態の充電制御装置による充電制御の一例を示すタイムチャートである。
【図１５】第２実施形態の充電制御装置による充電制御の他の例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の充電制御装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の充電制御装置１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、充電制御装置１が、パルス状の充電電流によるパルス通電と、充電の休止とを交互に行うことによって電池（図示せず）を充電する。充電制御装置１による充電制御対象の電池は、バッテリ（蓄電池、二次電池）である。バッテリは、単電池であっても、組電池であってもよい。充電制御装置１は、インピーダンス測定部１１と、過電圧検出部１２と、充電制御部１４とを備えている。充電制御装置１は、例えばバッテリ(単電池・組電池)、電流、電圧、温度センサならびにこれらの信号を演算・記録できるプロセッサ／ＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる。また、充電制御装置１は、例えば電流積算・ＲＬＳ（Recursive Least Square）法等によるＳＯＣ（State of Charge）推定器・ＳＯＣ−ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）テーブルを有する。
インピーダンス測定部１１は、例えば電気化学インピーダンス法（ＥＩＳ：electro-chemical impedance spectroscopy）を用いることによって、充電制御対象の電池のインピーダンス特性を測定する。インピーダンス測定部１１による電池のインピーダンス特性の測定時には、充電状態ＳＯＣが所定の状態であって、電池の温度Ｔｂａｔｔが所定値の状態で、振幅電圧が所定値に設定された所定の周波数範囲の交流電圧が、電池に印加される。インピーダンス測定部１１は、応答電流に基づいて得られる電池のインピーダンス特性（内部抵抗）をナイキスト線図またはボード線図にプロットし、出力する。
【００１９】
図２はインピーダンス測定部１１によってナイキスト線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の一例を示す図である。図２において、横軸は実軸を示しており、縦軸は虚軸を示している。図２中の「状態１」は、電池の第１の状態を示している。「状態２」は、電池が第１の状態よりも劣化した状態、温度低下した状態、あるいは、ＳＯＣ変動した状態である電池の第２の状態を示している。「状態３」は、電池が第２の状態よりも劣化した状態、温度低下した状態、あるいは、ＳＯＣ変動した状態である電池の第３の状態を示している。
図２に示す例では、第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線が、円弧と、右下がりの直線部とを含んでいる。第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の左側の部分は、高い周波数（例えば約１ｋＨｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の右側の部分は、低い周波数（例えば約１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。
図２中の下段の「電荷移動律速部」は、電池の第１の状態のうちの、拡散が速く電荷移動反応が遅いために電極近傍に反応しない反応物が残っている状態（電荷移動抵抗）を示している。図２中の下段の「拡散律速部」は、電池の第１の状態のうちの、電荷移動反応が速く、拡散が遅いために電極近傍には反応物がなく、電解液中に残っている状態（拡散抵抗）を示している。図２中の下段の「オーミック抵抗律速」は、電池の第１の状態のうちの、「電荷移動律速部」よりも内部抵抗が小さい状態を示している。
【００２０】
図２に示す例では、第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線が、円弧（詳細には、第１の状態の円弧よりも半径が大きい円弧）と、右下がりの直線部とを含んでいる。
第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の左側の部分は、高い周波数（例えば約１ｋＨｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。１ｋＨｚの交流電圧が印加された場合における第２の状態の電池の内部抵抗は、１ｋＨｚの交流電圧が印加された場合における第１の状態の電池の内部抵抗よりも大きい。
第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の右側の部分は、低い周波数（例えば約１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。１Ｈｚの交流電圧が印加された場合における第２の状態の電池の内部抵抗は、１Ｈｚの交流電圧が印加された場合における第１の状態の電池の内部抵抗よりも大きい。
図２中の中段の「電荷移動律速部」は、電池の第２の状態の電荷移動律速部（電荷移動抵抗）を示している。電池の第２の状態の電荷移動律速部（電荷移動抵抗）は、電池の第１の状態の電荷移動律速部（電荷移動抵抗）よりも図２の右側（電池の内部抵抗が大きい側）に位置する。
図２中の中段の「拡散律速部」は、電池の第２の状態の拡散律速部（拡散抵抗）を示している。電池の第２の状態の拡散律速部（拡散抵抗）は、電池の第１の状態の拡散律速部（拡散抵抗）よりも図２の右側（電池の内部抵抗が大きい側）に位置する。
図２中の中段の「オーミック抵抗律速」は、電池の第２の状態のオーミック抵抗律速を示している。電池の第２の状態のオーミック抵抗律速は、電池の第１の状態のオーミック抵抗律速よりも図２の右側（電池の内部抵抗が大きい側）に位置する。
【００２１】
図２に示す例では、第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線が、円弧（詳細には、第１の状態および第２の状態の円弧よりも中心角が小さく、半径が大きい円弧）を含んでいる。第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の左側の部分は、高い周波数の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの図２の右側の部分は、低い周波数の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。
【００２２】
図３はインピーダンス測定部１１によってボード線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の一例を示す図である。図３において、横軸は電池に印加される交流電圧の周波数を示しており、縦軸はインピーダンスを示している。図３中の「状態１」は図２中の「状態１」に対応しており、図３中の「状態２」は図２中の「状態２」に対応しており、図３中の「状態３」は図２中の「状態３」のに対応している。
図３に示す例では、第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線が、傾きが概略ゼロの第１平坦部ＦＴ１１と第２平坦部ＦＴ１２とを含んでいる。第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの第１平坦部ＦＴ１１は、低い周波数（例えば約１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの第２平坦部ＦＴ１２は、高い周波数（例えば約ｋ１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。
第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線は、傾きが概略ゼロの第１平坦部ＦＴ２１と第２平坦部ＦＴ２２とを含んでいる。第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの第１平坦部ＦＴ２１は、低い周波数（例えば約１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの第２平坦部ＦＴ２２は、高い周波数（例えば約ｋ１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。
第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線は、傾きが概略ゼロの平坦部ＦＴ３２を一つのみ含んでいる。第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線のうちの平坦部ＦＴ３２は、高い周波数（例えば約ｋ１Ｈｚ）の交流電圧が印加された場合における電池の内部抵抗がプロットされたものである。
【００２３】
図４はインピーダンス測定部１１によってボード線図にプロットされた電池のインピーダンス特性の他の例を示す図である。図４において、横軸は電池に印加される交流電圧の周波数を示しており、縦軸は位相を示している。図４中の「状態１」は図２中の「状態１」に対応しており、図４中の「状態２」は図２中の「状態２」に対応しており、図４中の「状態３」は図２中の「状態３」に対応している。
図２〜図４に示すような電池（二次電池）の電気化学インピーダンス挙動は、例えば事前にＦＲＡ（周波数応答アナライザ）法により電流電圧応答を計測することによって得られる。他の例では、電池および充電器が搭載された機器においてオンボードで計測されるＥＩＳスペクトルを用いることによって、図２〜図４に示すような電池の電気化学インピーダンス挙動を得てもよい。オンボードで計測されるＥＩＳスペクトルが用いられる場合には、例えばＦＲＡ（周波数応答アナライザ）法、ＰＲＢＳ（疑似ランダム信号）入力に対するＦＦＴ（高速フーリエ変換）、ｗａｖｅｌｅｔ変換などが用いられる。
【００２４】
図１に示す例では、過電圧検出部１２が電池の過電圧を検出（推定）する。過電圧検出部１２は、ＯＣＶ算出部１２Ａと、ＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）取得部１２Ｂと、演算部１２Ｃとを備えている。過電圧検出部１２には、例えばＡＲＸ（Auto-Regressive eXogeneous）モデル等が用いられる。
ＯＣＶ算出部１２Ａには、電池の充電状態ＳＯＣと、電池の温度Ｔｂａｔｔとが入力される。ＯＣＶ算出部１２Ａは、図１中に示すＳＯＣ−ＯＣＶテーブルに基づいて、充電状態ＳＯＣが所定の状態であって、電池の温度Ｔｂａｔｔが所定値の状態における開回路電圧（ＯＣＶ）を算出し、出力する。図１中に示すＳＯＣ−ＯＣＶテーブルの横軸は充電状態ＳＯＣを示しており、縦軸は開回路電圧ＯＣＶを示している。充電状態ＳＯＣが大きいほど（つまり、電池の充電率が高いほど）、開回路電圧ＯＣＶは高くなる。
ＣＣＶ取得部１２Ｂは、電圧センサ（図示せず）によって検出された電池の閉回路電圧ＣＣＶを取得する。
演算部１２Ｃは、ＣＣＶ取得部１２Ｂによって取得される閉回路電圧ＣＣＶと、ＯＣＶ算出部１２Ａから出力される開回路電圧ＯＣＶとの差である過電圧ηを出力する。
【００２５】
図１に示す例では、充電制御部１４が、電池に対するパルス状の充電電流によるパルス通電を許可するか否かの制御を行う。充電制御部１４は、過電圧閾値演算部１４Ａと、演算部１４Ｂと、電流設定部１４Ｃと、最大許可電流設定部１４Ｄと、判定部１４Ｅとを備えている。
過電圧閾値演算部１４Ａは、インピーダンス測定部１１から出力されるインピーダンス特性（例えば図２、図３または図４に示すインピーダンス特性）に基づいて過電圧閾値ηｔａｒを設定する。
【００２６】
図５は図２に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される一例を示す図である。
図５に示す例では、図２に示す第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線（電荷移動円弧が分離できるインピーダンス特性曲線）に基づいて、過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される。詳細には、第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線からは、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧（詳細には、最初の円弧）Ａ１が分離できる。そのため、過電圧閾値演算部１４Ａは、その円弧Ａ１の開始部Ａ１１（電荷移動抵抗開始部）から終端部Ａ１２（電荷移動抵抗終了部）までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。抵抗絶対値とは、電池の内部抵抗の絶対値｜Ｚ｜（＝（Ｚｒｅａｌ２＋Ｚｉｍａｇｅ２）１／２）を意味する。
図５中の電荷移動抵抗開始部（開始部Ａ１１）から電荷移動抵抗終了部（終端部Ａ１２）までは、例えば図３に示すボード線図上で変化がなくなる領域と等価である。
【００２７】
つまり、図１に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧が分離できる場合に、充電制御部１４の過電圧閾値演算部１４Ａは、その円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する抵抗閾値Ｒｔａｒに対応する電圧値を、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
一方、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧（電荷移動円弧）が分離できず、拡散抵抗に相当する直線部が検出される場合もある。詳細には、この場合とは、高温などで電荷移動抵抗が小さく、拡散のみが観察される場合（拡散に移行している場合）である。
【００２８】
図６はインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される他の例を示す図である。
図６に示す例では、電荷移動円弧が分離できないインピーダンス特性曲線に基づいて、過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される。詳細には、図６に示す電池のインピーダンス特性曲線からは、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧（図示せず）が分離できず、拡散抵抗（拡散律速部）に相当する直線部Ｌ１が検出される。そのため、過電圧閾値演算部１４Ａは、その直線部Ｌ１の立上り部分Ｌ１１であって、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数ｆｓ（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚ）に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
【００２９】
つまり、図１に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧が分離できず、拡散抵抗（拡散律速部）に相当する直線部が検出される場合に、充電制御部１４の過電圧閾値演算部１４Ａは、その直線部の立上り部分であって、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
また、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、その円弧の終端部が確認できない場合もある。つまり、この場合も、電荷移動円弧が分離できない場合である。
【００３０】
図７は図２に示すインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される更に他の例を示す図である。
図７に示す例では、図２に示す第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線（電荷移動円弧が分離できないインピーダンス特性曲線）に基づいて、過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される。詳細には、第３の状態の電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧Ｃ１の立上り部分Ｃ１１が検出され、かつ、その円弧Ｃ１の終端部が確認できない場合に、過電圧閾値演算部１４Ａは、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数ｆｓに対応する抵抗絶対値区間（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚの交流電圧が印加される区間）内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。上述した例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚの周波数の範囲は、電池の許容可能な劣化率を考慮して設定される。
【００３１】
つまり、図１に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、その円弧の終端部が確認できない場合に、充電制御部１４の過電圧閾値演算部１４Ａは、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数ｆｓに対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。すなわち、過電圧閾値演算部１４Ａは、過電圧閾値ηｔａｒに相当する周波数の範囲（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚ）を直接指定する。
【００３２】
また、図１に示す例では、過電圧閾値演算部１４Ａが、ボード線図に示される電池のインピーダンス特性曲線に基づいて、過電圧閾値ηｔａｒを設定することもできる。
【００３３】
図８は図３に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される一例を示す図である。
図８に示す例では、図３に示すボード線図にプロットされた第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線に基づいて、過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される。詳細には、第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線には、傾きが概略ゼロの第１平坦部ＦＴ１１と第２平坦部ＦＴ１２とが含まれる。第１平坦部ＦＴ１１は電荷移動抵抗に相当し、第２平坦部ＦＴ１２も電荷移動抵抗に相当する。そのため、過電圧閾値演算部１４Ａは、第１平坦部ＦＴ１１から第２平坦部ＦＴ１２までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
【００３４】
図９は図３に示す電池のインピーダンス特性に基づいて過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される他の例を示す図である。
図９に示す例では、図３に示すボード線図にプロットされた第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線に基づいて、過電圧閾値演算部１４Ａによって過電圧閾値ηｔａｒが設定される。詳細には、第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線には、傾きが概略ゼロの第１平坦部ＦＴ２１と第２平坦部ＦＴ２２とが含まれる。第１平坦部ＦＴ２１は電荷移動抵抗に相当し、第２平坦部ＦＴ２２も電荷移動抵抗に相当する。そのため、過電圧閾値演算部１４Ａは、第１平坦部ＦＴ２１から第２平坦部ＦＴ２２までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する任意の抵抗値を、抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。そして、充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒを、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
【００３５】
つまり、図８および図９に示す例では、ボード線図に示される電池のインピーダンス特性に、傾きが概略ゼロの第１平坦部と第２平坦部とが含まれる場合に、充電制御部１４の過電圧閾値演算部１４Ａは、第１平坦部から第２平坦部までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する抵抗閾値Ｒｔａｒに対応する電圧値を、過電圧閾値ηｔａｒとして設定する。
過電圧閾値演算部１４Ａは、図５〜図９に示すようなロジカルな算出手法を用いることによって、試行錯誤の検討を経ることなく、過電圧閾値ηｔａｒを設定する。
【００３６】
図１に示す例では、演算部１４Ｂが、過電圧閾値演算部１４Ａによって設定される過電圧閾値ηｔａｒと、過電圧検出部１２から出力される過電圧ηとの差を算出する。電流設定部１４Ｃは、充電休止中の充電電流の値を０[Ａ]に設定する。最大許可電流設定部１４Ｄは、パルス通電が許可される期間中におけるパルス状の充電電流の最大値を設定する。
【００３７】
図１０は最大許可電流設定部１４Ｄの構成の一例を示す図である。
図１０に示す例では、最大許可電流設定部１４Ｄが、設備許可最大電流取得部１４Ｄ１と、バッテリ許可最大電圧取得部１４Ｄ２と、ＯＣＶ推定値取得部１４Ｄ３と、ＤＣＲ（直流抵抗）推定値取得部１４Ｄ４と、演算部１４Ｄ５と、演算部１４Ｄ６と、演算部１４Ｄ７とを備えている。
設備許可最大電流取得部１４Ｄ１は、第１実施形態の充電制御装置１による充電制御対象の充電器が電池に対して供給可能な充電電流の最大値である設備許可最大電流[Ａ]を取得する。設備許可最大電流は、充電器側の制約となる値である。
バッテリ許可最大電圧取得部１４Ｄ２は、第１実施形態の充電制御装置１による充電制御対象の電池に対して印加可能な電圧の最大値であるバッテリ許可最大電圧[Ｖ]を取得する。バッテリ許可最大電圧は、電池側の制約となる値である。
ＯＣＶ推定値取得部１４Ｄ３は、電池の開回路電圧ＯＣＶ[Ｖ]を取得する。ＯＣＶ推定値取得部１４Ｄ３によって取得される開回路電圧ＯＣＶは、ＯＣＶ算出部１２Ａが算出した開回路電圧ＯＣＶであっても、推定値であってもよい。
ＤＣＲ推定値取得部１４Ｄ４は、電池の直流抵抗ＤＣＲの値[Ω]を取得する。電池の直流抵抗ＤＣＲの値は、例えば数条件の電流値で電池に対して直流電流を通電させて電圧を測定し、横軸電流値、縦軸電圧のグラフに描かれる直線の傾きに基づいて算出（推定）される。電池の直流抵抗ＤＣＲの値は、電池の等価回路を用いることによって推定されてもよい。
演算部１４Ｄ５は、バッテリ許可最大電圧取得部１４Ｄ２によって取得されるバッテリ許可最大電圧と、ＯＣＶ推定値取得部１４Ｄ３によって取得される電池の開回路電圧ＯＣＶとの差△Ｖ[Ｖ]を出力する。
演算部１４Ｄ６は、演算部１４Ｄ５によって出力される差△Ｖを、ＤＣＲ推定値取得部１４Ｄ４によって取得される電池の直流抵抗ＤＣＲの値で除したもの（電流値[Ａ]）を出力する。
演算部１４Ｄ７は、設備許可最大電流取得部１４Ｄ１によって取得される設備許可最大電流と、演算部１４Ｄ６によって出力される電流値との小さい方を、最大許可電流[Ａ]として出力する。
つまり、最大許可電流設定部１４Ｄは、演算部１４Ｄ７によって出力される最大許可電流を、パルス通電が許可される期間中におけるパルス状の充電電流の最大値として設定する。
【００３８】
図１に示す例では、判定部１４Ｅは、充電休止中に、過電圧検出部１２によって検出（推定）される過電圧η（過電圧検出部１２から出力される過電圧η）が、過電圧閾値演算部１４Ａによって設定される過電圧閾値ηｔａｒを下回っているか否かを判定する。
充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回っている場合に、充電制御部１４は、パルス状の充電電流によるパルス通電を許可する。詳細には、充電制御部１４は、最大許可電流設定部１４Ｄによって設定される充電電流によるパルス通電を許可する（パルス通電の再開を許可する）。
充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である場合に、充電制御部１４は、パルス状の充電電流によるパルス通電を許可しない。詳細には、充電制御部１４は、電流設定部１４Ｃによって設定される充電電流の値０[Ａ]を適用し、充電を休止する（充電休止を継続する）。
【００３９】
図１１は第１実施形態の充電制御装置１による充電制御の一例を示すタイムチャートである。詳細には、図１１（Ａ）は過電圧検出部１２から出力される過電圧η[Ｖ]を示している。図１１（Ｂ）は充電制御部１４が許可する充電電流（充電器から電池に供給される充電電流）Ｉ[Ａ]を示している。
図１１に示す例では、時刻ｔＡ１に、充電器から電池へのパルス通電が開始される。詳細には、期間ｔＡ１〜ｔＡ２に、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われ、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ[Ｖ]を上回る。図１１に示す過電圧閾値ηｔａｒ[Ｖ]は、例えば図５、図６または図７に示す手法によって設定される。パルス通電中に、判定部１４Ｅは、過電圧検出部１２によって検出（推定）される過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを超えるか否かの判定を行わない。
時刻ｔＡ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＡ２〜ｔＢ１に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る。
【００４０】
図１１に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る時刻ｔＡ２に、充電器から電池へのパルス通電が再開されるのではなく、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＢ１に、充電器から電池へのパルス通電が再開される。詳細には、期間ｔＢ１〜ｔＢ２に、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われ、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを上回る。
時刻ｔＢ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＢ２〜ｔＣ１に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る。
詳細には、充電休止期間ｔＢ２〜ｔＣ１の過電圧ηは、充電休止期間ｔＡ２〜ｔＢ１の過電圧ηよりも高くなる。
【００４１】
図１１に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る時刻ｔＢ２に、充電器から電池へのパルス通電が再開されるのではなく、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＣ１に、充電器から電池へのパルス通電が再開される。詳細には、期間ｔＣ１〜ｔＣ２に、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われ、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを上回る。
時刻ｔＣ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＣ２〜ｔＤ１に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る。
詳細には、充電休止期間ｔＣ２〜ｔＤ１の過電圧ηは、充電休止期間ｔＢ２〜ｔＣ１の過電圧ηよりも高くなる。
【００４２】
図１１に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る時刻ｔＥ２に、充電器から電池へのパルス通電が再開されるのではなく、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＦ１に、充電器から電池へのパルス通電が再開される。詳細には、期間ｔＦ１〜ｔＦ２に、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われ、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを上回る。
時刻ｔＦ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。詳細には、充電休止中である時刻ｔＦ２の過電圧ηが、過電圧閾値ηｔａｒを下回らず、過電圧閾値ηｔａｒ以上になる。
【００４３】
図１１に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＦ２〜ｔＧ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＦ２〜ｔＧ１に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
次いで、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る時刻ｔＧ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可し、期間ｔＧ１〜ｔＧ２に、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われる。
時刻ｔＧ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。詳細には、充電休止中である時刻ｔＧ２の過電圧ηが、過電圧閾値ηｔａｒを下回らず、過電圧閾値ηｔａｒ以上になる。
【００４４】
図１１に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＧ２〜ｔＨ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＧ２〜ｔＨ１に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００４５】
詳細には、図１１に示す例では、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われる期間（例えば期間ｔＡ１〜ｔＡ２、ｔＢ１〜ｔＢ２、…、ｔＧ１〜ｔＧ２、ｔＨ１〜ｔＨ２など）の長さ、および、充電が休止される期間（例えば期間ｔＡ２〜ｔＢ１、ｔＢ２〜ｔＣ１、…、ｔＦ２〜ｔＧ１、ｔＧ２〜ｔＨ１など）の長さは、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを超過しない範囲で調整される。
図示しない充電制御装置による充電制御では、パルス状の充電電流Ｉ１[Ａ]によるパルス通電が行われる期間（例えば期間ｔＡ１〜ｔＡ２、ｔＢ１〜ｔＢ２、…、ｔＧ１〜ｔＧ２、ｔＨ１〜ｔＨ２など）の最大時間および最小時間が、過電圧閾値ηｔａｒとは関係なく設定されている。また、図示しない充電制御装置による充電制御では、充電が休止される期間（例えば期間ｔＡ２〜ｔＢ１、ｔＢ２〜ｔＣ１、…、ｔＦ２〜ｔＧ１、ｔＧ２〜ｔＨ１など）の最大時間および最小時間が、過電圧閾値ηｔａｒとは関係なく設定されている。
【００４６】
図１２は第１実施形態の充電制御装置１による充電制御の他の例を示すタイムチャートである。詳細には、図１２（Ａ）は過電圧検出部１２から出力される過電圧η[Ｖ]を示している。図１２（Ｂ）は充電制御部１４が許可する充電電流（充電器から電池に供給される充電電流）Ｉ[Ａ]を示している。
図１２に示す例では、時刻ｔＪ１に、充電器から電池へのパルス通電が開始される。詳細には、期間ｔＪ１〜ｔＪ３に、パルス状の充電電流Ｉ２[Ａ]によるパルス通電が行われ、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ[Ｖ]を上回る。図１２に示す過電圧閾値ηｔａｒ[Ｖ]は、例えば図５、図６または図７に示す手法によって設定される。
詳細には、時刻ｔＪ２に、過電圧ηが過電停止閾値を上回る。その結果、時刻ｔＪ２から所定期間経過後の時刻ｔＪ３に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を禁止し、充電電流が０[Ａ]になる。詳細には、充電休止中である時刻ｔＪ３の過電圧ηが、過電圧閾値ηｔａｒを下回らず、過電圧閾値ηｔａｒ以上になる。
【００４７】
図１２に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＪ３〜ｔＫ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＪ３〜ｔＫ１に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
次いで、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回る時刻ｔＫ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可し、期間ｔＫ１〜ｔＫ２に、パルス状の充電電流Ｉ２[Ａ]によるパルス通電が行われる。
時刻ｔＫ２には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。詳細には、充電休止中である時刻ｔＫ２の過電圧ηが、過電圧閾値ηｔａｒを下回らず、過電圧閾値ηｔａｒ以上になる。
【００４８】
図１２に示す例では、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＫ２〜ｔＬ１に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である期間ｔＫ２〜ｔＬ１に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００４９】
第１実施形態の充電制御装置１では、図１１および図１２に示すように、充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒ以上である場合に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。充電休止中の過電圧ηが過電圧閾値ηｔａｒを下回った場合に、充電制御部１４が、充電器から電池へのパルス通電を許可する。つまり、第１実施形態の充電制御装置１では、過電圧閾値ηｔａｒが適切に設定され、充電の休止時間が適切に設定される。そのため、第１実施形態の充電制御装置１では、電池の劣化を抑制しながらパルス充電を行うことができる。
【００５０】
第１実施形態の充電制御装置１では、図５〜図７に示すように、過電圧閾値ηｔａｒ（充電休止直前の充電電流Ｉ×抵抗閾値Ｒｔａｒ）が、ＥＩＳのナイキスト線図の周波数特性に基づいて設定される。
第１実施形態の充電制御装置１では、図２〜図４に示すような電池（二次電池）の電気化学インピーダンス挙動が、例えば事前に設定された電池の等価回路を用いることによって、あるいは、電池および充電器が搭載された機器においてオンボードで計測されるＥＩＳスペクトルを用いることによって得られる。つまり、電池を流れる電流値を求めるためのインピーダンスの周波数特性は、事前の試験結果、もしくは、オンボード演算で算出される。
第１実施形態の充電制御装置１では、過電圧ηを維持するために、図１に示すようなフィードバック制御が行われる。
第１実施形態の充電制御装置１では、電池（詳細には、例えば非水系二次電池）の劣化抑制と充電時間短縮との両立を実現することができる。電池が例えばリチウムイオン電池である場合には、リチウムの析出を抑制し、電池の劣化を抑制することができる。また、事前の試行錯誤によることなく、充電許可のための休止時間（緩和時間）を設定することができる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の充電制御装置１の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の充電制御装置１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の充電制御装置１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の充電制御装置１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の充電制御装置１と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
図１３は第２実施形態の充電制御装置１の構成の一例を示す図である。
図１３に示す例では、充電制御装置１が、インピーダンス測定部１１と、直流抵抗検出部１３と、充電制御部１５とを備えている。
直流抵抗検出部１３は、電池の直流抵抗（内部抵抗）を検出（推定）する。直流抵抗検出部１３は、過電圧推定器１３Ａと、電流値入力部１３Ｂと、ＤＣＲ推定器１３Ｃとを備えている。
過電圧推定器１３Ａには、電池の充電状態ＳＯＣと、電池の温度Ｔｂａｔｔと、電池の過電圧ηとが入力される。過電圧推定器１３Ａは、図１に示す過電圧検出部１２と同様に構成されており、充電状態ＳＯＣが所定の状態であって、電池の温度Ｔｂａｔｔが所定値の状態における電池の過電圧ηを推定し、出力する。
電流値入力部１３Ｂには、電池を流れる電流値が入力される。この電流値は、例えば電流センサ（図示せず）によって検出される。
ＤＣＲ推定器１３Ｃは、過電圧推定器１３Ａから出力される過電圧ηと、電流値入力部１３Ｂに入力される電流値とに基づいて、電池の直流抵抗ＤＣＲ（＝過電圧η／電流値）[Ω]を推定し、出力する。
【００５３】
図１３に示す例では、充電制御部１５が、電池に対するパルス状の充電電流によるパルス通電を許可するか否かの制御を行う。充電制御部１５は、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａと、演算部１５Ｂと、電流設定部１５Ｃと、最大許可電流設定部１５Ｄと、判定部１５Ｅとを備えている。
ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、インピーダンス測定部１１から出力されるインピーダンス特性（例えば図２、図３または図４に示すインピーダンス特性）に基づいて直流抵抗閾値Ｒｔａｒを設定する。
【００５４】
図５に示す例では、図２に示す第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線（電荷移動円弧が分離できるインピーダンス特性曲線）に基づいて、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって直流抵抗閾値Ｒｔａｒが設定される。詳細には、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、円弧Ａ１の開始部Ａ１１（電荷移動抵抗開始部）から終端部Ａ１２（電荷移動抵抗終了部）までの抵抗絶対値区間（図５の左右方向の幅）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００５５】
つまり、図１３に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧が分離できる場合に、充電制御部１５のＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、その円弧の開始部から終端部までの抵抗絶対値区間内に位置する位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００５６】
図６に示す例では、電荷移動円弧が分離できないインピーダンス特性曲線に基づいて、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって直流抵抗閾値Ｒｔａｒが設定される。詳細には、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、直線部Ｌ１の立上り部分Ｌ１１であって、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数ｆｓ（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚ）に対応する抵抗絶対値区間（図６の左右方向の幅）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００５７】
つまり、図１３に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧が分離できず、拡散抵抗（拡散律速部）に相当する直線部が検出される場合に、充電制御部１５のＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、その直線部の立上り部分であって、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００５８】
図７に示す例では、図２に示す第３の状態の電池のインピーダンス特性曲線（電荷移動円弧が分離できないインピーダンス特性曲線）に基づいて、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって直流抵抗閾値Ｒｔａｒが設定される。詳細には、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数ｆｓに対応する抵抗絶対値区間（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚの交流電圧が印加される区間）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。上述した例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚの周波数の範囲は、電池の許容可能な劣化率を考慮して設定される。
【００５９】
つまり、図１３に示す例では、ナイキスト線図に示される電池のインピーダンス特性から、電荷移動抵抗（電荷移動律速部）に相当する円弧の立上り部分が検出され、かつ、その円弧の終端部が確認できない場合に、充電制御部１５のＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、インピーダンス特性の測定時に電池に印加される交流電圧の予め定められた周波数に対応する抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。すなわち、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、直流抵抗閾値Ｒｔａｒに相当する周波数の範囲（例えば１ｋＨｚ〜１０Ｈｚ）を直接指定する。
【００６０】
図１３に示す例では、応答速度が遅く、低温などで円弧終端まで確認できない場合（電荷移動円弧の途中か、拡散か不明な場合）に、充電制御部１５のＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、電荷移動抵抗開始部から電荷移動抵抗終了部までの抵抗絶対値区間内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００６１】
図８に示す例では、図３に示すボード線図にプロットされた第１の状態の電池のインピーダンス特性曲線に基づいて、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって直流抵抗閾値Ｒｔａｒが設定される。詳細には、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、第１平坦部ＦＴ１１から第２平坦部ＦＴ１２までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００６２】
図９に示す例では、図３に示すボード線図にプロットされた第２の状態の電池のインピーダンス特性曲線に基づいて、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって直流抵抗閾値Ｒｔａｒが設定される。詳細には、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、第１平坦部ＦＴ２１から第２平坦部ＦＴ２２までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
【００６３】
つまり、図１３に示す例では、ボード線図に示される電池のインピーダンス特性に、傾きが概略ゼロの第１平坦部と第２平坦部とが含まれる場合に、充電制御部１５のＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、第１平坦部から第２平坦部までのボード線図の縦軸方向区間（抵抗絶対値区間）内に位置する任意の抵抗値を、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとして設定する。
ＤＣＲ閾値演算部１５Ａは、図５〜図９に示すようなロジカルな算出手法を用いることによって、試行錯誤の検討を経ることなく、直流抵抗閾値Ｒｔａｒを設定する。
【００６４】
図１３に示す例では、演算部１５Ｂが、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって設定される直流抵抗閾値Ｒｔａｒと、直流抵抗検出部１３から出力される直流抵抗ＤＣＲとの差を算出する。電流設定部１５Ｃは、電流設定部１４Ｃと同様に構成されており、充電休止中の充電電流の値を０[Ａ]に設定する。最大許可電流設定部１５Ｄは、最大許可電流設定部１４Ｄと同様に構成されており、パルス通電が許可される期間中におけるパルス状の充電電流の最大値を設定する。
【００６５】
図１３に示す例では、判定部１５Ｅは、充電休止中に、直流抵抗検出部１３によって検出（推定）される直流抵抗ＤＣＲ（直流抵抗検出部１３から出力される直流抵抗ＤＣＲ）が、ＤＣＲ閾値演算部１５Ａによって設定される直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回っているか否かを判定する。
充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回っている場合に、充電制御部１５は、パルス状の充電電流によるパルス通電を許可する。詳細には、充電制御部１５は、最大許可電流設定部１５Ｄによって設定される充電電流によるパルス通電を許可する。
充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ以上である場合に、充電制御部１５は、パルス状の充電電流によるパルス通電を許可しない。詳細には、充電制御部１５は、電流設定部１５Ｃによって設定される充電電流の値０[Ａ]を適用し、充電を休止する（充電休止を継続する）。
【００６６】
図１４は第２実施形態の充電制御装置１による充電制御の一例を示すタイムチャートである。詳細には、図１４（Ａ）は直流抵抗検出部１３から出力される直流抵抗ＤＣＲ[Ω]を示している。図１４（Ｂ）は充電制御部１５が許可する充電電流（充電器から電池に供給される充電電流）Ｉ[Ａ]を示している。
図１４に示す例では、時刻ｔＡ３に、充電器から電池へのパルス通電が開始される。詳細には、期間ｔＡ３〜ｔＡ４に、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が行われ、直流抵抗ＤＣＲは直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。図１４に示す直流抵抗閾値Ｒｔａｒ[Ω]は、例えば図５、図６または図７に示す手法によって設定される。パルス通電中（期間ｔＡ３〜ｔＡ４）に、判定部１５Ｅは、直流抵抗検出部１３によって検出（推定）される直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを超えるか否かの判定を行う。直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回るため、充電制御部１５は、パルス状の充電電流によるパルス通電を許可する。
時刻ｔＡ４には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＡ４〜ｔＢ３に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回り続ける。
【００６７】
図１４に示す例では、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＢ３に、充電器から電池へのパルス通電が再開される。詳細には、期間ｔＢ３〜ｔＢ４に、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が行われ、直流抵抗ＤＣＲは直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。
詳細には、充電期間ｔＢ３〜ｔＢ４の直流抵抗ＤＣＲは、充電期間ｔＡ３〜ｔＡ４の直流抵抗ＤＣＲよりも大きくなる。
時刻ｔＢ４には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＢ４〜ｔＣ３に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回り続ける。
【００６８】
図１４に示す例では、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＣ３に、充電器から電池へのパルス通電が再開される。詳細には、期間ｔＣ３〜ｔＣ４に、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が行われ、直流抵抗ＤＣＲは直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。
詳細には、充電期間ｔＣ３〜ｔＣ４の直流抵抗ＤＣＲは、充電期間ｔＢ３〜ｔＢ４の直流抵抗ＤＣＲよりも大きくなる。
時刻ｔＣ４には、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止される。詳細には、期間ｔＣ４〜ｔＤ３に、充電が休止されて、充電電流Ｉが０[Ａ]になり、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回り続ける。
【００６９】
図１４に示す例では、図示しない充電制御装置による充電制御によって、時刻ｔＥ３に、充電器から電池へのパルス通電が再開され、時刻ｔＥ４に、直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る。その結果、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。
次いで、充電休止中の時刻ｔＦ３に、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。その結果、充電制御部１５がパルス通電を許可し、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が再開される。
つまり、図１４に示す例では、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＥ４〜ｔＦ３に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＥ４〜ｔＦ３に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００７０】
次いで、時刻ｔＦ４に、直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る。その結果、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。
次いで、充電休止中の時刻ｔＧ３に、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。その結果、充電制御部１５がパルス通電を許可し、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が再開される。
つまり、図１４に示す例では、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＦ４〜ｔＧ３に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＥ４〜ｔＦ３に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００７１】
上述したように、図１４に示す例では、直流抵抗閾値Ｒｔａｒを直流抵抗ＤＣＲが下回った場合に、充電器から電池へのパルス通電の再開が許可される。
詳細には、図１４に示す例では、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が行われる期間（例えば期間ｔＡ３〜ｔＡ４、ｔＢ３〜ｔＢ４、ｔＣ３〜ｔＣ４、ｔＤ３〜ｔＤ４など）の長さ、および、充電が休止される期間（例えば期間ｔＡ４〜ｔＢ３、ｔＢ４〜ｔＣ３、ｔＣ４〜ｔＤ３、ｔＤ４〜ｔＥ３など）の長さは、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを超過しない範囲で調整される。
図示しない充電制御装置による充電制御では、パルス状の充電電流Ｉ３[Ａ]によるパルス通電が行われる期間（例えば期間ｔＡ３〜ｔＡ４、ｔＢ３〜ｔＢ４、ｔＣ３〜ｔＣ４、ｔＤ３〜ｔＤ４など）の最大時間および最小時間が、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとは関係なく設定されている。また、図示しない充電制御装置による充電制御では、充電が休止される期間（例えば期間ｔＡ４〜ｔＢ３、ｔＢ４〜ｔＣ３、ｔＣ４〜ｔＤ３、ｔＤ４〜ｔＥ３など）の最大時間および最小時間が、直流抵抗閾値Ｒｔａｒとは関係なく設定されている。
【００７２】
図１５は第２実施形態の充電制御装置１による充電制御の他の例を示すタイムチャートである。詳細には、図１５（Ａ）は直流抵抗検出部１３から出力される直流抵抗ＤＣＲ[Ω]を示している。図１５（Ｂ）は充電制御部１５が許可する充電電流（充電器から電池に供給される充電電流）Ｉ[Ａ]を示している。
図１５に示す例では、時刻ｔＪ３に、充電器から電池へのパルス通電が開始される。詳細には、期間ｔＪ３〜ｔＪ４に、パルス状の充電電流Ｉ４[Ａ]によるパルス通電が行われ、時刻ｔＪ４に、直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る。その結果、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。
図１５に示す直流抵抗閾値Ｒｔａｒ[Ω]は、例えば図５、図６または図７に示す手法によって設定される。
次いで、充電休止中の時刻ｔＫ３に、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。その結果、充電制御部１５がパルス通電を許可し、パルス状の充電電流Ｉ４[Ａ]によるパルス通電が再開される。
つまり、図１５に示す例では、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＪ４〜ｔＫ３に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＪ４〜ｔＫ３に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００７３】
次いで、時刻ｔＫ４に、直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る。その結果、図示しない充電制御装置による充電制御によって、充電が休止され、充電電流が０[Ａ]になる。
次いで、充電休止中の時刻ｔＬ３に、直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ（通電許可閾値）を下回る。その結果、充電制御部１５がパルス通電を許可し、パルス状の充電電流Ｉ４[Ａ]によるパルス通電が再開される。
つまり、図１５に示す例では、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＫ４〜ｔＬ３に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。そのため、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが通電停止閾値（＞直流抵抗閾値Ｒｔａｒ）を上回る期間ｔＫ４〜ｔＬ３に充電器から電池へのパルス通電が行われる場合よりも、電池の劣化を抑制することができる。
【００７４】
第２実施形態の充電制御装置１では、図１４および図１５に示すように、充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒ以上である場合に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可しない。充電休止中の直流抵抗ＤＣＲが直流抵抗閾値Ｒｔａｒを下回った場合に、充電制御部１５が、充電器から電池へのパルス通電を許可する。つまり、第２実施形態の充電制御装置１では、直流抵抗閾値Ｒｔａｒが適切に設定され、充電の休止時間が適切に設定される。そのため、第２実施形態の充電制御装置１では、電池の劣化を抑制しながらパルス充電を行うことができる。
【００７５】
第２実施形態の充電制御装置１では、図５〜図７に示すように、直流抵抗閾値Ｒｔａｒが、ＥＩＳのナイキスト線図の周波数特性に基づいて設定される。
第２実施形態の充電制御装置１では、第１実施形態の充電制御装置１と同様に、図２〜図４に示すような電池（二次電池）の電気化学インピーダンス挙動が、例えば事前に設定された電池の等価回路を用いることによって、あるいは、電池および充電器が搭載された機器においてオンボードで計測されるＥＩＳスペクトルを用いることによって得られる。つまり、電池を流れる電流値を求めるためのインピーダンスの周波数特性は、事前の試験結果、もしくは、オンボード演算で算出される。
第２実施形態の充電制御装置１では、直流抵抗ＤＣＲを維持するために、図１３に示すようなフィードバック制御が行われる。
第２実施形態の充電制御装置１では、第１実施形態の充電制御装置１と同様に、電池（詳細には、例えば非水系二次電池）の劣化抑制と充電時間短縮との両立を実現することができる。詳細には、電池が例えばリチウムイオン電池である場合には、リチウムの析出を抑制し、電池の劣化を抑制することができる。また、事前の試行錯誤によることなく、充電許可のための休止時間（緩和時間）を設定することができる。
【００７６】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００７７】
なお、上述した実施形態における充電制御装置１が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【００７８】
１…充電制御装置、１１…インピーダンス測定部、１２…過電圧検出部、１２Ａ…ＯＣＶ算出部、１２Ｂ…ＣＣＶ取得部、１２Ｃ…演算部、１３…直流抵抗検出部、１３Ａ…過電圧推定器、１３Ｂ…電流値入力部、１３Ｃ…ＤＣＲ推定器、１４…充電制御部、１４Ａ…過電圧閾値演算部、１４Ｂ…演算部、１４Ｃ…電流設定部、１４Ｄ…最大許可電流設定部、１４Ｄ１…設備許可最大電流取得部、１４Ｄ２…バッテリ許可最大電圧取得部、１４Ｄ３…ＯＣＶ推定値取得部、１４Ｄ４…ＤＣＲ推定値取得部、１４Ｄ５…演算部、１４Ｄ６…演算部、１４Ｄ７…演算部、１４Ｅ…判定部、１５…充電制御部、１５Ａ…ＤＣＲ閾値演算部、１５Ｂ…演算部、１５Ｃ…電流設定部、１５Ｄ…最大許可電流設定部、１５Ｅ…判定部
【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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【図１０】
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【図１１】
2019198174.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019198174.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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