(57)【要約】【課題】保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合にも、電池容量を良好に確保することができ、電池を効率的に使用することを可能にする。【解決手段】電動車両１０は、基準走行距離算出手段３８、平均走行距離算出手段３０及び劣化抑制制御手段４０を備える。基準走行距離算出手段３８は、駆動用蓄電池１２の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出し、平均走行距離算出手段３０は、前記所定期間中の平均走行距離を算出する。そして、劣化抑制制御手段４０は、算出された平均走行距離が基準走行距離であると判断された際、駆動用蓄電池１２の劣化を抑制する制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池から走行用モータに供給される電力により走行可能な電動車両であって、
前記電池の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出する基準走行距離算出部と、
前記所定期間中の平均走行距離を算出する平均走行距離算出部と、
算出された前記平均走行距離が前記基準走行距離であると判断された際、前記電池の劣化を抑制する制御を行う劣化抑制制御部と、
を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両において、前記基準走行距離は、前記保障期間及び前記保障走行距離から算出される走行距離を挟んで所定の範囲を含んだ走行距離範囲に設定されるとともに、
前記平均走行距離が前記走行距離範囲内に入る際、前記電池の劣化を抑制する制御が行われることを特徴とする電動車両。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動車両において、前記劣化抑制制御部は、前記電池の使用可能容量を低減させる制御、前記電池の充電率の上限を低下させる制御、前記電池の冷却開始温度を低下させる制御又は前記電池の最大許容電流を低下させる制御の少なくとも１つの制御を行うことを特徴とする電動車両。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両において、前記所定期間は、１日単位であることを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両において、前記劣化抑制制御部は、前記平均走行距離が前記基準走行距離よりも小さい場合に、保障容量と時間との関係から前記電池の劣化を抑制する制御を行う第１マップと、
前記平均走行距離が前記基準走行距離よりも大きい場合に、保障容量と走行距離との関係から前記電池の劣化を抑制する制御を行う第２マップと、
を有するとともに、
前記平均走行距離が前記基準走行距離である場合に、前記第１マップと前記第２マップのうち、保障容量と実際の容量との差分が大きい方に基づいて、前記電池の劣化を抑制する制御を行うことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
電池から走行用モータに供給される電力により走行可能な電動車両の電池劣化抑制方法であって、
前記電池の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出する工程と、
前記所定期間中の平均走行距離を算出する工程と、
前記平均走行距離と前記基準走行距離とが比較される工程と、
前記平均走行距離が前記基準走行距離であると判断された際、前記電池の劣化を抑制する制御を行う劣化抑制工程と、
を有することを特徴とする電動車両の電池劣化抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池から走行用モータに供給される電力により走行可能な電動車両及びその電池劣化抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複数の電池（蓄電池）が積層された電池群（バッテリモジュール）を備えた蓄電装置が知られている。この蓄電装置は、例えば、ハイブリッド車両や電気車両等の電動車両に搭載されており、電池からの電気エネルギを走行用モータに供給して前記電動車両を走行可能に構成している。
【０００３】
このため、電池の信頼性を保障する必要があり、前記電池の劣化を抑制して電池寿命を向上させる工夫がなされている。具体的には、電池の保障期間（例えば、保障年数）内及び保障走行距離内において、前記電池の使用可能容量の目標を確保できるように、該電池の保護制御が行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されているバッテリ充放電制御装置が知られている。このバッテリ充放電制御装置では、バッテリ充電量（ＳＯＣ）（バッテリ充電状態）が高ＳＯＣ領域に位置する頻度が、所定の閾値を超えたときには、一時的にＳＯＣの制御上限を低下させている。
【０００５】
従って、ＳＯＣが高ＳＯＣ領域に位置する頻度が低減されることから、電池温度の上昇が抑えられ、電池容量の低下を防止することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際の電池劣化状態においては、電動車両の走行年数及び走行距離の組み合わせにより電池劣化が決まっている。このため、上記の特許文献１による制御では、電池の各劣化因子の分布によって制御を行う必要があり、抑制制御が介入する頻度が大幅に増加し、前記電池の使い切りが阻害されるおそれがある。しかも、特許文献１では、保障期間及び保障走行距離を考慮しておらず、保障期間に到達する前に、又は保障走行距離に到達する前に、実際の電池容量が必要電池容量よりも低下する場合がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合にも、電池容量を良好に確保することができ、電池を効率的に使用することが可能な電動車両及びその電池劣化抑制方法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】
【０００９】
本発明は、電池から走行用モータに供給される電力により走行可能な電動車両及びその電池劣化抑制方法に関するものである。電動車両は、基準走行距離算出部、平均走行距離算出部及び劣化抑制制御部を備えている。基準走行距離算出部は、電池の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出しており、平均走行距離算出部は、前記所定期間中の平均走行距離を算出している。そして、劣化抑制制御部は、算出された平均走行距離が基準走行距離であると判断された際、電池の劣化を抑制する制御を行っている。
【００１０】
また、この電動車両では、基準走行距離は、保障期間及び保障走行距離から算出される走行距離を挟んで所定の範囲を含んだ走行距離範囲に設定されている。そこで、平均走行距離が走行距離範囲内に入る際、電池の劣化を抑制する制御が行われることが好ましい。
【００１１】
さらに、この電動車両では、劣化抑制制御部は、電池の使用可能容量を低減させる制御、前記電池の充電率の上限を低下させる制御、前記電池の冷却開始温度を低下させる制御又は前記電池の最大許容電流を低下させる制御の少なくとも１つの制御を行うことが好ましい。
【００１２】
さらにまた、この電動車両では、所定期間は、１日単位であることが好ましい。
【００１３】
また、この電動車両では、劣化抑制制御部は、平均走行距離が基準走行距離よりも小さい場合に、保障容量と時間との関係から電池の劣化を抑制する制御を行う第１マップを有することが好ましい。劣化抑制制御部は、平均走行距離が基準走行距離よりも大きい場合に、保障容量と走行距離との関係から電池の劣化を抑制する制御を行う第２マップを有することが好ましい。そして、平均走行距離が基準走行距離である場合に、第１マップと第２マップのうち、保障容量と実際の容量との差分が大きい方に基づいて、電池の劣化を抑制する制御を行うことが好ましい。
【００１４】
さらに、この電池劣化抑制方法は、電池の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出する工程と、前記所定期間中の平均走行距離を算出する工程とを有している。この電池劣化抑制方法は、平均走行距離と基準走行距離とが比較される工程と、前記平均走行距離が前記基準走行距離であると判断された際、電池の劣化を抑制する制御を行う劣化抑制工程とを有している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池の保障期間及び保障走行距離から算出された基準走行距離と、実際の走行による平均走行距離とが比較されている。ここで、平均走行距離が基準走行距離未満であると、保障走行距離に到達する前に保障期間が経過するため、放置時間（経過年数）が支配的となる。一方、平均走行距離が基準走行距離を超えると、保障期間が経過する前に保障走行距離に到達するため、実際の走行距離が支配的となる。
【００１６】
そして、走行距離が基準走行距離であると、保障期間及び保障走行距離の双方が同時に到達するため、放置時間による劣化と走行距離による劣化とを考慮しなければならない。従って、このような厳しい使用条件において、電池の劣化を抑制する制御を行うことにより、前記電池の容量を一定量に確保することができる。
【００１７】
これにより、保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合にも、電池容量を良好に確保することができ、電池を効率的に使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動車両の制御ブロック説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る電池劣化抑制方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電動車両の制御ブロック説明図である。
【図４】容量と時間（年数）との関係からなる第１マップの説明図である。
【図５】容量と走行距離との関係からなる第２マップの説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る電池劣化抑制方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る電動車両１０は、ハイブリッド自動車又は電気自動車等の電池搭載自動車である。電動車両１０は、駆動用蓄電池（バッテリ）１２から走行用モータ１４に供給される電力により走行可能である。
【００２０】
駆動用蓄電池１２から走行用モータ１４に放電される一方、前記走行用モータ１４から前記駆動用蓄電池１２に回生電力が供給（充電）される。駆動用蓄電池１２には、蓄電池温度を検出する温度センサ１６、出力電圧を検出する電圧センサ１８及び出力電流を検出する電流センサ２０が設けられる。
【００２１】
電動車両１０は、制御装置２２を備える。制御装置２２は、制限値設定部２４及び充放電制御部２６を有する。制限値設定部２４は、電動車両１０の実走行距離（実際の走行距離）を計測する走行距離計２８に接続される平均走行距離算出手段（平均走行距離算出部）３０を備える。平均走行距離算出手段３０は、所定期間中の、例えば、１日の平均走行距離を算出する。なお、所定期間は、１日に限定されるものではなく、例えば、１週間、１０日又は１ヶ月等に設定することができる。
【００２２】
平均走行距離算出手段３０は、算出された平均走行距離を制限値選択手段３２に送る。制限値選択手段３２には、通常制限値（マップ）を記憶する第１メモリ３４及び劣化制限値（マップ）を記憶する第２メモリ３６が接続される。通常制限値は、後述するように、平均走行距離が基準走行距離と異なる際に用いられる一方、劣化制限値は、前記平均走行距離が前記基準走行距離である際に用いられる。
【００２３】
通常制限値及び劣化制限値は、それぞれ駆動用蓄電池１２の使用可能容量、前記駆動用蓄電池１２の充電率の上限、前記駆動用蓄電池１２の冷却開始温度及び前記駆動用蓄電池１２の最大許容電流を有する。
【００２４】
通常制限値は、例えば、使用可能容量が２Ａｈ、充電率が９０％、冷却開始温度が６０℃及び最大許容電流が５００Ａに設定される。一方、劣化制限値は、例えば、使用可能容量が１Ａｈ、充電率が７０％、冷却開始温度が２５℃及び最大許容電流が２００Ａに設定される。なお、劣化制限値は、通常制限値よりも厳しい値に設定されていればよく、それぞれの数値は、種々変更可能である。
【００２５】
制限値選択手段３２には、基準走行距離算出手段（基準走行距離算出部）３８が接続される。基準走行距離算出手段３８は、駆動用蓄電池１２の保障期間及び保障走行距離から所定期間中の基準走行距離を算出する。例えば、保障期間が１０年で、保障走行距離が２０万Ｋｍであると、所定期間中、例えば、１日の基準走行距離は、５５Ｋｍ（２０００００Ｋｍ/３６５０日）となる。基準走行距離は、１日の基準走行距離を挟んで所定の範囲を含んだ走行距離範囲、例えば、５０Ｋｍ≦基準走行距離≦６０Ｋｍに設定される。
【００２６】
制限値選択手段３２には、充放電制御部２６が接続されるとともに、前記充放電制御部２６は、走行用モータ１４に制御指令を送る。充放電制御部２６は、劣化抑制制御手段（劣化抑制制御部）４０としての機能を有する。劣化抑制制御手段４０は、算出された平均走行距離が基準走行距離（走行距離範囲内）であると判断された際、劣化制限値に沿って駆動用蓄電池１２の劣化を抑制する制御を行う。
【００２７】
このように構成される電動車両１０の動作について、第１の実施形態に係る電池劣化抑制方法との関連で、図２に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【００２８】
先ず、基準走行距離算出手段３８では、駆動用蓄電池１２の保障期間及び保障走行距離から１日の基準走行距離が算出される（ステップＳ１）。第１の実施形態では、保障期間が１０年で、保障走行距離が２０万Ｋｍであり、１日の基準走行距離は、５５Ｋｍとなる。そして、基準走行距離は、５０Ｋｍ≦基準走行距離≦６０Ｋｍの範囲に設定される。
【００２９】
次いで、ステップＳ２に進んで、平均走行距離算出手段３０では、走行距離計２８から得られた累積走行距離を所定日数で割ることにより、１日の平均走行距離が算出される。さらに、ステップＳ３に進んで、平均走行距離と基準走行距離とが比較される。
【００３０】
平均走行距離が基準走行距離ではないと判断されると（ステップＳ３中、ＮＯ）、ステップＳ４に進んで、通常制限値による制御が行われる。ここで、平均走行距離が基準走行距離未満（平均走行距離＜５０Ｋｍ）であると、実際の走行距離が保障走行距離に到達する前に保障期間が経過するため、放置時間が支配的となる。一方、平均走行距離が基準走行距離を超えた値（６０Ｋｍ＜平均走行距離）であると、保障期間が経過する前に保障走行距離に到達するため、走行距離が支配的となる。
【００３１】
このため、ステップＳ４では、駆動用蓄電池１２の使用可能容量が所定値Ｓｗｈに設定される。具体的には、通常制限値である、例えば、使用可能容量が２Ａｈ、充電率が９０％、冷却開始温度が６０℃及び最大許容電流が５００Ａに設定される。従って、保障期間に至った時点で、又は、保障走行距離に到達した時点で、駆動用蓄電池１２の容量を使い切ることができる。
【００３２】
また、平均走行距離が基準走行距離であると判断されると、（ステップＳ３中、ＹＥＳ）、ステップＳ５に進んで、駆動用蓄電池１２の使用可能容量が所定値Ｔｗｈ（＜所定値Ｓｗｈ）に設定され、劣化制限値による制御が行われる。保障期間及び保障走行距離の双方が同時に到達するため、放置時間による劣化と走行距離による劣化とを考慮しなければならず、厳しい使用条件が設定される。具体的には、劣化制限値である、例えば、使用可能容量が１Ａｈ、充電率が７０％、冷却開始温度が２５℃及び最大許容電流が２００Ａに設定される。
【００３３】
これにより、厳しい使用条件において、駆動用蓄電池１２の劣化を抑制する制御が行われ、前記駆動用蓄電池１２の容量を一定量に確保することができるとともに、前記駆動用蓄電池１２の性能（容量）を使い切ることが可能になる。
【００３４】
このため、第１の実施形態では、保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合にも、電池容量を良好に確保することができ、駆動用蓄電池１２を効率的に使用することが可能になるという効果が得られる。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電動車両５０の制御ブロック説明図である。なお、第１の実施形態に係る電動車両１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
電動車両５０は、制御装置５２を備える。制御装置５２を構成する制限値設定部５４は、第１劣化制限値を記憶する第２メモリ３６ａ及び第２劣化制限値を記憶する第３メモリ３６ｂを有する。
【００３７】
第１劣化制限値は、平均走行距離が基準走行距離未満である場合（平均走行距離＜５０Ｋｍ）の制限値であり、図４に示すように、容量と時間（年数）との関係からなる第１基準容量Ｆ１（第１マップ）を有する。第２劣化制限値は、平均走行距離が基準走行距離を超える値である場合（６０Ｋｍ＜平均走行距離）の制限値であり、図５に示すように、容量と走行距離との関係からなる第２基準容量Ｆ２（第２マップ）を有する。
【００３８】
制御装置５２は、制限値選択手段３２に接続される実容量検知手段５６を有する。実容量検知手段５６は、駆動用蓄電池１２の実際の容量を検出するものであり、公知の方法により算出することができる。例えば、（新品の駆動用蓄電池１２の容量）×（現在の駆動用蓄電池１２の内部抵抗）÷（新品の駆動用蓄電池１２の内部抵抗）から算出される。あるいは、駆動用蓄電池１２を満充電した後に全て放電し、その時の放電容量を計算することにより、実際の容量を算出してもよい。実容量検知手段５６には、温度センサ１６、電圧センサ１８及び電流センサ２０が接続される。
【００３９】
このように構成される電動車両５０の動作について、第２の実施形態に係る電池劣化抑制方法との関連で、図６に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【００４０】
先ず、駆動用蓄電池１２の保障期間及び保障走行距離から１日の基準走行距離が算出された後（ステップＳ１０）、１日の平均走行距離が算出される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２では、実容量検知手段５６により駆動用蓄電池１２の実容量が算出される。
【００４１】
ステップＳ１３では、平均走行距離と基準走行距離とが比較され、前記平均走行距離が前記基準走行距離であると判断されると（ステップＳ１３中、ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、実容量が第１基準容量Ｆ１及び第２基準容量Ｆ２と比較される。実容量が第１基準容量Ｆ１及び第２基準容量Ｆ２の両方を超える（上回る）と判断されると（ステップＳ１４中、ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進んで、通常制限値に沿って制御が行われる。
【００４２】
一方、実容量が、少なくとも第１基準容量Ｆ１以下又は第２基準容量Ｆ２以下のいずれかであると判断されると（ステップＳ１４中、ＮＯ）、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、第１基準容量Ｆ１と実容量との差分が、第２基準容量Ｆ２と前記実容量との差分よりも小さいか否かが判断される。
【００４３】
第１基準容量Ｆ１と実容量との差分が、第２基準容量Ｆ２と前記実容量との差分よりも小さいと判断されると（ステップＳ１６中、ＹＥＳ）、ステップＳ１７に進んで、第２劣化制限値による制御が行われる。すなわち、差分の大きい側である容量と走行距離との関係からなる第２マップ（図５参照）に基づいて、制御される。ここで、第２劣化制限値は、現在の走行距離における第２基準容量Ｆ２と実容量との差分の大きさに基づいて決定される。すなわち、当該差分が大きければ大きい程、使用可能容量、充電率、冷却開始温度及び最大許容電流がより制限される方向に設定される。この設定は、差分−制限量の関係を示すマップを予め実験等で用意しておくことにより、対応することができる。
【００４４】
また、第１基準容量Ｆ１と実容量との差分が、第２基準容量Ｆ２と前記実容量との差分以上であると判断されると（ステップＳ１６中、ＮＯ）、ステップＳ１８に進んで、第１劣化制限値による制御が行われる。すなわち、差分の大きい側である容量と時間との関係からなる第１マップ（図４参照）に基づいて、制御される。ここで、第１劣化制限値は、現在の経過時間における第１基準容量Ｆ1と実容量との差分の大きさに基づいて決定される。すなわち、当該差分が大きければ大きい程、使用可能容量、充電率、冷却開始温度及び最大許容電流がより制限される方向に設定される。この設定は、差分−制限量の関係を示すマップを予め実験等で用意しておくことにより、対応することができる。
【００４５】
さらにまた、ステップＳ１３において、平均走行距離が基準走行距離未満（平均走行距離＜５０Ｋｍ）であると判断されると、ステップＳ１９に進んで、実容量が第１基準容量Ｆ１を超えるか否かが判断される。実容量が第１基準容量Ｆ１を超えると判断されると（ステップＳ１９中、ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進んで、通常制限値に沿って制御される。一方、実容量が第１基準容量Ｆ１以下であると判断されると（ステップＳ１９中、ＮＯ）、ステップＳ１８に進んで、第１劣化制限値（第１マップ）に沿って制御される。
【００４６】
さらに、ステップＳ１３において、平均走行距離が基準走行距離を超える値（６０Ｋｍ＜平均走行距離）であると判断されると、ステップＳ２０に進んで、実容量が第２基準容量Ｆ２を超えるか否かが判断される。実容量が第２基準容量Ｆ２を超えると判断されると（ステップＳ２０中、ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進んで、通常制限値に沿って制御される。一方、実容量が第２基準容量Ｆ２以下であると判断されると（ステップＳ２０中、ＮＯ）、ステップＳ１７に進んで、第２劣化制限値（第２マップ）に沿って制御される。
【００４７】
このように、第２の実施形態では、保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合にも、電池容量を良好に確保することができ、駆動用蓄電池１２を効率的に使用することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、保障期間及び保障走行距離を同時に満たす場合に、第１劣化制限値と第２劣化制限値とのうち、差分の大きい方（厳しい方）を選択している。このため、駆動用蓄電池１２の容量制御が一層確実に遂行されるという利点がある。
【００４８】
その上、平均走行距離が基準走行距離未満であると判断されると、制限値が第１劣化制限値に変更される一方、前記平均走行距離が前記基準走行距離を超える値であると判断されると、制限値が第２劣化制限値に変更されている。従って、平均走行距離が基準走行距離から外れる場合にも、劣化抑制の制御が行われるため、そのような場合においても、電池容量を良好に確保することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０、５０…電動車両                １２…駆動用蓄電池
１４…走行用モータ                  １６…温度センサ
１８…電圧センサ                    ２０…電流センサ
２６…充放電制御部                  ２８…走行距離計
３０…平均走行距離算出手段          ３２…制限値選択手段
３４、３６…メモリ                  ３８…基準走行距離算出手段
４０…劣化抑制制御手段              ５２…制御装置
５４…制限値設定部                  ５６…実容量検知手段
【図１】
2015142492.tif 000003
【図２】
2015142492.tif 000004
【図３】
2015142492.tif 000005
【図４】
2015142492.tif 000006
【図５】
2015142492.tif 000007
【図６】
2015142492.tif 000008