(57)【要約】【課題】正確に二次電池の寿命を推定する。【解決手段】電池ＥＣＵ２００は、ニッケル水素電池１００の状態量を検知するサーミスタ１１０、電流計１２０および電圧計１３０から入力されたデータに基づいて、複数の劣化度を算出して、算出された複数の劣化度にそれぞれ対応する寄与度をメモリ６００から読出し、劣化度および寄与度に基づいて、ニッケル水素電池１００の総合劣化度を算出し、算出された総合劣化度に基づいて、寄与度を算出し、メモリ６００に記憶させるＣＰＵ３００を含む。【選択図】　　　　図１
2004022183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池における複数の状態量を検知するための検知手段と、
前記検知された複数の状態量に基づいて、複数の劣化度を算出するための第１の算出手段と、
前記複数の劣化度にそれぞれ対応する寄与度を記憶するための記憶手段と、
前記劣化度および前記寄与度に基づいて、前記電池の総合劣化度を算出するための第２の算出手段と、
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記寄与度を算出するための第３の算出手段とを含む、電池の劣化度算出装置。
【請求項２】
前記第１の算出手段は、前記電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、複数の劣化度を算出するための手段を含む、請求項１に記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項３】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池の使用の制限に関する情報を作成するための作成手段をさらに含む、請求項１または２に記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項４】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池の保証に関する情報を作成するための作成手段をさらに含む、請求項１または２に記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項５】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池に残存する価値に関する情報を作成するための残価作成手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項６】
前記電池は、車両に搭載された車両駆動用電池である、請求項１〜４のいずれかに記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項７】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記車両に残存する価値に関する情報を作成するための残価作成手段をさらに含む、請求項６に記載の電池の劣化度算出装置。
【請求項８】
電池における複数の状態量を検知する検知ステップと、
前記検知された複数の状態量に基づいて、複数の劣化度を算出する第１の算出ステップと、
前記複数の劣化度にそれぞれ対応する寄与度を記憶する記憶ステップと、
前記劣化度および前記寄与度に基づいて、前記電池の総合劣化度を算出する第２の算出ステップと、
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記寄与度を算出する第３の算出ステップとを含む、電池の劣化度算出方法。
【請求項９】
前記第１の算出ステップは、前記電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、複数の劣化度を算出するステップを含む、請求項８に記載の電池の劣化度算出方法。
【請求項１０】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池の使用の制限に関する情報を作成する作成ステップをさらに含む、請求項８または９に記載の電池の劣化度算出方法。
【請求項１１】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池の保証に関する情報を作成する作成ステップをさらに含む、請求項８または９に記載の電池の劣化度算出方法。
【請求項１２】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記電池に残存する価値に関する情報を作成する残価作成ステップをさらに含む、請求項８〜１１のいずれかに記載の電池の劣化度算出方法。
【請求項１３】
前記電池は、車両に搭載された車両駆動用電池である、請求項８〜１１のいずれかに記載の電池の劣化度算出方法。
【請求項１４】
前記算出された総合劣化度に基づいて、前記車両に残存する価値に関する情報を作成する残価作成ステップをさらに含む、請求項１３に記載の電池の劣化度算出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池が使用されることに伴い劣化する度合いを算出する技術に関し、特に、車両に搭載される二次電池の劣化度を算出する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車には、内燃機関であるガソリンエンジンと、電気モータとの２種類の動力源を組合せて使用するパワートレーンを搭載するものがある。このようなパワートレインをハイブリッドシステムと呼ぶ。この電気モータは、車両に搭載された電池から供給される電力により駆動される。たとえば、電気モータとして交流モータを用いている場合、電池から出力される直流電力をインバータ等の回路により交流電力に変換し、この交流電力によって電気モータを駆動する。
【０００３】
このようなハイブリッドシステムにおける電池は、車両の走行に関わるため、その信頼性が高いものでなければならない。また、このような電池は、使用状態により、使用開始からの経過年数だけで、その劣化の状態を判定することが困難である。
【０００４】
特開昭５２−１４５７３４号公報は、このような二次電池の寿命判定方法を開示する。この公報に開示された寿命判定方法は、二次電池の経年変化と相関性の大きい要因である使用年数、外観、浮動充電時または均等充電時のセル電圧のばらつき、充電電流、電解液比重のばらつき、浮動充電時の静電容量、内部抵抗を測定するステップと、その測定結果をランク分けするステップと、各要因および各ランク毎に設定した得点の合計により電池の寿命判定および電池の余剰寿命判定を行なうステップとを含む。
【０００５】
この公報に開示された寿命判定方法によると、二次電池についての各種の状態量を測定して、電池劣化と相関性の強い要因について、その測定値の範囲によって二次電池の劣化状態に及ぼす影響を、たとえば４段階のランクに分ける。そのランクに対応させて得点を設定しておいて、測定値に基づいてランクを算出し、そのランクに対応付けられた得点を加算した総得点により二次電池の寿命を判定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報に記載された寿命判定方法においては、ランク分けと、そのランクに対応付けられた得点とは、たとえば熟練者の経験により設定されて、総得点が計算される。二次電池の寿命に関する要因は、上述した公報に開示されたように、様々な要因があり、それらを固定化されたランクと得点とで判定しているので、正確に寿命を判定することができない。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、正確に電池の寿命を判定するとともにその寿命に基づく情報を作成することができる電池の劣化度算出装置および劣化度算出方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電池の劣化度算出装置は、電池における複数の状態量を検知するための検知手段と、検知された複数の状態量に基づいて、複数の劣化度を算出するための第１の算出手段と、複数の劣化度にそれぞれ対応する寄与度を記憶するための記憶手段と、劣化度および寄与度に基づいて、電池の総合劣化度を算出するための第２の算出手段と、算出された総合劣化度に基づいて、寄与度を算出するための第３の算出手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、検知手段は、たとえば、二次電池の温度、電池の充放電電流値、電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅｓ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）変化量などを検知する。第１の算出手段は、たとえば、電池の温度に起因する電池の劣化度を、電池の充放電電流値に起因する電池の劣化度を、電池のＳＯＣの変化量に起因する電池の劣化度をそれぞれ算出する。第２の算出手段は、記憶手段に記憶された寄与度を劣化度に乗算して、乗算された値を合算して電池の総合劣化度を算出する。第３の算出手段は、たとえば、算出された総合劣化度が大きくなると（劣化が進むと）、次の劣化度の処理の時に用いられる寄与度を変化（たとえば、特定の劣化度に対する寄与度を大きく）させる。このようにすると、二次電池の現実の寿命により近い総合劣化度を算出することができる。その結果、正確に二次電池の寿命を判定することができる電池の劣化度算出装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る電池の劣化度算出装置は、第１の発明の構成に加えて、第１の算出手段は、電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、複数の劣化度を算出するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、二次電池の劣化に大きな影響を与える、電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、それらの状態量を時間で積分することなどにより、劣化度を正確に算出することができる。
【００１２】
第３の発明に係る電池の劣化度算出装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池の使用の制限に関する情報を作成するための作成手段をさらに含む。
【００１３】
第３の発明によると、この電池が車両に搭載されて、その車両を駆動するための二次電池である場合であって、二次電池の劣化が激しくて、算出された総合劣化度が二次電池の寿命に到達したことを示している場合、二次電池による車両の走行が不可能になることを避けるために、これ以上の劣化を抑制するための情報が作成される。たとえば、この情報は、二次電池への入力電力および二次電池からの出力電力を制限する情報であったり、二次電池のＳＯＣの使用可能領域を狭く制限する情報であったりする。これにより、二次電池の交換を行なう前に、二次電池が完全に機能したり、車両が停止してしまう状況を避けることができる。
【００１４】
第４の発明に係る電池の劣化度算出装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池の保証に関する情報を作成するための作成手段をさらに含む。
【００１５】
第４の発明によると、通常、使用時間等で保証期間が設定されている場合に比較して、現実に総合劣化度から判断した二次電池の寿命時期までに保証期間を設定することができる．
第５の発明に係る電池の劣化度算出装置は、第１〜第４のいずれかの発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池に残存する価値に関する情報を作成するための残価作成手段をさらに含む。
【００１６】
第５の発明によると、通常、使用時間等で決定する電池に残存する価値に比較して、現実の劣化度合いを表わす総合劣化度から電池に残存する価値を決定できる。
【００１７】
第６の発明に係る劣化度算出装置における電池は、車両に搭載された車両駆動用電池である。
【００１８】
第６の発明によると、車両を駆動するための電池について、その総合劣化度から現実の寿命を精度良く算出して、車両が走行できなくなる可能性が発生する前に、電池交換を行わせることができる。
【００１９】
第７の発明に係る電池の劣化度算出装置は、第６の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、車両に残存する価値に関する情報を作成するための残価作成手段をさらに含む。
【００２０】
第７の発明によると、通常、走行距離や走行年数等で決定する車両に残存する価値に比較して、現実の劣化度合いを表わす総合劣化度から電池を駆動源とする車両に残存する価値を決定できる。
【００２１】
第８の発明に係る電池の劣化度算出方法は、電池における複数の状態量を検知する検知ステップと、検知された複数の状態量に基づいて、複数の劣化度を算出する第１の算出ステップと、複数の劣化度にそれぞれ対応する寄与度を記憶する記憶ステップと、劣化度および寄与度に基づいて、電池の総合劣化度を算出する第２の算出ステップと、算出された総合劣化度に基づいて、寄与度を算出する第３の算出ステップとを含む。
【００２２】
第８の発明によると、検知ステップにて、たとえば、二次電池の温度、電池の充放電電流値、電池のＳＯＣ変化量などが検知される。第１の算出ステップにて、たとえば、電池の温度に起因する電池の劣化度を、電池の充放電電流値に起因する電池の劣化度を、電池のＳＯＣの変化量に起因する電池の劣化度がそれぞれ算出される。第２の算出ステップにて、記憶ステップにて記憶された寄与度を劣化度に乗算して、乗算された値を合算して電池の総合劣化度が算出される。第３の算出ステップにて、たとえば、算出された総合劣化度が大きくなると（劣化が進むと）、次の劣化度の処理の時に用いられる寄与度が変化（たとえば、特定の劣化度に対する寄与度を大きく）される。このようにすると、二次電池の現実の寿命により近い総合劣化度を算出することができる。その結果、正確に二次電池の寿命を判定することができる電池の劣化度算出方法を提供することができる。
【００２３】
第９の発明に係る電池の劣化度算出方法は、第８の発明の構成に加えて、第１の算出ステップは、電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、複数の劣化度を算出するステップを含む。
【００２４】
第９の発明によると、二次電池の劣化に大きな影響を与える、電池における温度、充放電電流値およびＳＯＣに基づいて、それらの状態量を時間で積分することなどにより、劣化度を正確に算出することができる。
【００２５】
第１０の発明に係る電池の劣化度算出方法は、第８または第９の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池の使用の制限に関する情報を作成する作成ステップをさらに含む。
【００２６】
第１０の発明によると、この電池が車両に搭載されて、その車両を駆動するための二次電池である場合であって、二次電池の劣化が激しくて、算出された総合劣化度が二次電池の寿命に到達したことを示している場合、二次電池による車両の走行が不可能になることを避けるために、これ以上の劣化を抑制するための情報が作成される。たとえば、この情報は、二次電池への入力電力および二次電池からの出力電力を制限する情報であったり、二次電池のＳＯＣの使用可能領域を狭く制限する情報であったりする。これにより、二次電池の交換を行なう前に、二次電池が完全に機能しなくなり、車両が停止してしまう状況を避けることができる。
【００２７】
第１１の発明に係る電池の劣化度算出方法は、第８または第９の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池の保証に関する情報を作成する作成ステップをさらに含む。
【００２８】
第１１の発明によると、通常、使用時間等で保証期間が設定されている場合に比較して、現実に総合劣化度から判断した二次電池の寿命時期までに保証期間を設定することができる．
第１２の発明に係る電池の劣化度算出方法は、第８〜第１１のいずれかの発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、電池に残存する価値に関する情報を作成する残価作成ステップをさらに含む。
【００２９】
第１２の発明によると、通常、使用時間等で決定する電池に残存する価値に比較して、現実の劣化度合いを表わす総合劣化度から電池に残存する価値を決定できる。
【００３０】
第１３の発明に係る劣化度算出方法における電池は、車両に搭載された車両駆動用電池である。
【００３１】
第１３の発明によると、車両を駆動するための電池について、その総合劣化度から現実の寿命を精度良く算出して、車両が走行できなくなる可能性が発生する前に、電池交換を行なわせることができる。
【００３２】
第１４の発明に係る電池の劣化度算出方法は、第１３の発明の構成に加えて、算出された総合劣化度に基づいて、車両に残存する価値に関する情報を作成する残価作成ステップをさらに含む。
【００３３】
第１４の発明によると、通常、走行ｄ距離や走行年数等で決定する車両に残存する価値に比較して、現実の劣化度合いを表わす総合劣化度から電池を駆動源とする車両に残存する価値を決定できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３５】
以下の説明では、車両の駆動用機器へ電力を供給する二次電池であって、たとえばニッケル水素電池の劣化度を表わす寿命消費係数を算出する算出装置について説明する。なお、本発明に係る算出装置は、ニッケル水素電池に限定されて適用されるものではなく、ＮｉＣｄ電池や、リチウムイオン電池に適用することもできる。
【００３６】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る劣化度算出装置を実現する電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２００を含む車両のパワーユニットについて説明する。図１に示すように、この車両のパワーユニットは、ニッケル水素電池１００と電池ＥＣＵ２００とを含む。ニッケル水素電池１００には、電池の温度を測定するためのサーミスタ１１０と、電池の電圧を測定する電圧計１３０とが取り付けられている。ニッケル水素電池１００と車両のパワーケーブルとを接続する出入力ケーブルには、充放電電流を測定する電流計１２０が取り付けられている。電池ＥＣＵ２００は、サーミスタ１１０と、電流計１２０と、電圧計１３０と、電池関係警告出力信号線およびイグニッションスイッチオン信号線に接続された入出力インターフェイス５００と、電池ＥＣＵ２００を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３００と、クロック４００と、各種データを記憶するメモリ６００およびフラッシュメモリ７００とを含む。
【００３７】
ニッケル水素電池１００の電源端子は、車両パワーケーブルに接続され、この車両の走行モータ、補機電装品等に電力を供給する。ニッケル水素電池１００の温度を測定するサーミスタ１１０により検出された温度信号は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。ニッケル水素電池１００への充電電流およびニッケル水素電池１００からの放電電流を測定する電流計１２０により検出された電流値は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。この電流値を時間積算することにより、電力値を算出することができる。ニッケル水素電池１００の電圧を測定する電圧計１３０により検出された電圧値は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。
【００３８】
電池ＥＣＵ２００は、クロック４００により計測されるクロック信号に従った時間の間隔で、ニッケル水素電池１００の温度、電流値、電圧値を検知する。電池ＥＣＵ２００は、検知したニッケル水素電池１００の温度、電流値、電圧値などに基づいて、寿命係数α、寿命係数β、寿命係数γおよび寿命係数δを算出する。なお、電圧値はＳＯＣの算出等に用いられることもある。これらの寿命係数を用いて、駐車時間と電池温度とに起因する寿命消費推定量Ａ、累積電流値と電池温度とに起因する寿命消費推定量ＢおよびＳＯＣ使用幅の累積に起因する寿命消費推定量Ｃを算出する。
【００３９】
電池ＥＣＵ２００は、これら３つの寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃに、それぞれ対応する重み付け係数ａ、ｂ、ｃをメモリ６００から読み出して、寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃに、それぞれ重み付け係数ａ、ｂ、ｃを乗算して、寿命消費係数Ｌを算出する。算出された寿命消費係数Ｌは、フラッシュメモリ７００に記憶される。このパワーユニットは、ニッケル水素電池１００と電池ＥＣＵ２００とが一体として取引経路を流通し、ニッケル水素電池１００の寿命消費係数Ｌがフラッシュメモリ７００に半永久的に記憶される。このとき、フラッシュメモリ７００に寿命消費係数Ｌが記憶されているので、電池ＥＣＵ２００への電源供給が遮断されたとしても、寿命消費係数Ｌが消去されることがない。
【００４０】
電池ＥＣＵ２００は、算出された寿命消費係数Ｌに基づいて、３つの寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ対応する、重み付け係数ａ、ｂ、ｃを算出して、メモリ６００に記憶する。
【００４１】
また、電池ＥＣＵ２００の内部においては、入出力インターフェイス５００、ＣＰＵ３００、クロック４００、メモリ６００およびフラッシュメモリ７００が、内部バス８００を介して接続され、互いにデータ通信を行なうことができる。
【００４２】
図２を参照して、電池ＥＣＵ２００のメモリ６００に記憶される、電池温度と寿命係数αとの関係について説明する。実際には、電池温度と寿命係数αとの関係を表わすマップ形式でメモリ６００に記憶される。図２は、電池温度と寿命係数αとの関係をグラフ化したものである。図２に示すように、電池温度が上昇するに従い、寿命係数αが大きくなる。この図２が適用されるのは車両が停車中の場合であって、電池温度が高くなるに従い、劣化が早くなる。なお、図２に示すグラフは、変曲点を有しない直線状の形態であるが、これに限定されず、電池の極板設計などの違いにより、変曲点を有する曲線になる場合もある。
【００４３】
図３を参照して、電池ＥＣＵ２００のメモリ６００に記憶される充放電電流値と寿命係数βとの関係について説明する。実際には、充放電電流値と寿命係数βとの関係を表わすマップ形式でメモリ６００に記憶される。図３に示すように、充電電流および放電電流共に、ある値以上大きくなるに従い、寿命係数βが大きくなる。また、充電よりも放電の方が、寿命係数βの増加する割合が大きい。
【００４４】
図４を参照して、電池ＥＣＵ２００のメモリ６００に記憶される電池温度と寿命係数γとの関係について説明する。実際には、電池温度と寿命係数γとの関係を表わすマップ形式でメモリ６００に記憶される。図４に示すように、電池温度が高くなるに従い、寿命係数γが大きくなる。この図４が適用されるのは、車両が走行中の場合である。したがって、図４に示す横軸の電池温度は、車両の走行中の電池温度を表わす。
【００４５】
図５を参照して、電池ＥＣＵ２００のメモリ６００に記憶されるΔＳＯＣと寿命係数δとの関係について説明する。実際には、ΔＳＯＣと寿命係数δとの関係を表わすマップ形式でメモリ６００に記憶される。ΔＳＯＣが大きくなるに従って、寿命係数δが大きくなる。また、図５の縦軸に寿命サイクル数を併記する。
【００４６】
図６を参照して、図５の横軸であるΔＳＯＣの算出方法について説明する。図６は、横軸に車両の走行時間を、縦軸にＳＯＣを表わす。図６に示すように、ＳＯＣは、車両の走行に伴い上下動し、たとえば、走行時間１時間あたりで、最高ＳＯＣと最低ＳＯＣとの差をΔＳＯＣとする。図６に示すように、このようにして、ΔＳＯＣ（１）、ΔＳＯＣ（２）およびΔＳＯＣ（３）が算出される。この図６に示すようにしてΔＳＯＣを算出することにより、図５に示す寿命係数δを算出することができる。
【００４７】
図７を参照して、本実施の形態に係る電池ＥＣＵ２００のＣＰＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＣＰＵ３００は、イグニッションスイッチがオン状態であるか否かを判断する。この判断は、入出力インターフェイス５００を介して入力されたイグニッションスイッチオン信号に基づいて行なわれる。イグニッションスイッチがオン状態であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ移される。
【００４９】
Ｓ１１０にて、ＣＰＵ３００は、車両が駐車している状態の状態量を検出する。具体的には、駐車時間Ｈ（１）と電池温度ＴＢ（１）とが検知される。Ｓ１２０にて、ＣＰＵ３００は、寿命係数αを読出す。この寿命係数αは、電池温度ＴＢ（１）に基づく係数である。また、この電池温度ＴＢ（１）と寿命係数αとの関係は、図４に示すグラフにより表わされる。
【００５０】
Ｓ１３０にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費推定量Ａを算出する。このとき、寿命消費推定量Ａは、Ａ＝∫｛α（ＴＢ（１））×Ｈ｝ｄＨで算出される。すなわち、電池温度により定められた寿命係数αと駐車時間とを乗算して時間で積分することにより寿命消費推定量Ａが算出される。その後、処理はＳ３００へ移される。Ｓ２００にて、ＣＰＵ３００は、車両が運転状態における状態量を検知する。このとき、充放電電流Ｉ、電池温度ＴＢ（２）、運転継続時間Ｈ（２）および充電状態を表わすＳＯＣが検知される。
【００５１】
Ｓ２１０にて、ＣＰＵ３００は、寿命係数β、γ、δをメモリ６００から読出す。このとき読出される寿命係数βは、ニッケル水素電池１００の充放電電流に基づく係数であり、寿命係数γは、ニッケル水素電池１００の電池温度に基づく係数であり、寿命係数δはニッケル水素電池１００のΔＳＯＣに基づく係数である。
【００５２】
Ｓ２２０にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費推定量Ｂを算出する。このとき、寿命消費推定量Ｂは、Ｂ＝∫｛β（Ｉ）×γ（ＴＢ（２））×｜Ｉ｜×Ｈ｝ｄＨで算出される。すなわち、電池温度により定められた寿命係数γと充放電電流の絶対値と走行時間とを乗算して時間で積分することにより寿命消費推定量Ｂが算出される。
【００５３】
Ｓ２３０にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費推定量Ｃを算出する。このとき、寿命消費推定量Ｃは、Ｃ＝∫｛δ（ΔＳＯＣ）×γ（ＴＢ（２））×Ｈ｝ｄＨで算出される。すなわち、ΔＳＯＣにより定められた寿命係数δと電池温度により定められた寿命係数γと走行時間とを乗算して時間で積分することにより寿命消費推定量Ｃが算出される。
【００５４】
Ｓ３００にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃに対する重み付け係数ａ、ｂ、ｃをメモリ６００から読出す。Ｓ３１０にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費係数Ｌを算出する。このとき、寿命消費係数Ｌは、Ｌ＝ａ×Ａ＋ｂ×Ｂ＋ｃ×Ｃにより算出される。
【００５５】
Ｓ３２０にて、ＣＰＵ３００は、寿命消費係数Ｌに基づき、重み付け係数ａ、ｂ、ｃを算出する。このとき、図８に示す関係に基づいて、寿命消費係数Ｌから、重み付け係数ａ、ｂ、ｃが算出される。図８に示すように、寿命消費係数Ｌが上昇するに従い、重み付け係数ａと重み付け係数ｂおよび重み付け係数ｃとの差が小さくなる。Ｓ３３０にて、ＣＰＵ３００は、重み付け係数ａ、ｂ、ｃをメモリ６００に記憶する。
【００５６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る劣化度算出装置の動作について説明する。
【００５７】
電池寿命算出サブルーチンが起動されると、イグニッションスイッチがオン状態か否かが判断される（Ｓ１００）。イグニッションスイッチがオン状態でないと（Ｓ１００にてＮＯ）、車両は駐車状態と判断され、駐車状態における状態量が検知される（Ｓ１１０）。このとき、駐車時間Ｈ（１）と電池温度ＴＢ（１）とが検知される。電池温度に基づく寿命係数αがメモリ６００から読出される（Ｓ１２０）。読出された寿命係数αと駐車時間とを用いて、寿命消費推定量Ａが算出される（Ｓ１３０）。
【００５８】
車両が走行中であると、イグニッションスイッチがオン状態と判断され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、運転状態の車両における状態量が検知される（Ｓ２００）。このとき、充放電電流、電池温度、運転継続時間および充電状態（ＳＯＣ）が検知される。
【００５９】
メモリ６００から、寿命係数β、γ、δが読出される（Ｓ２１０）。充放電電流に起因する寿命係数βと電池温度に起因する寿命係数γと充放電電流値の絶対値および運転継続時間とに基づいて、寿命消費推定量Ｂが算出される（Ｓ２２０）。ΔＳＯＣに起因する寿命係数δと電池温度に起因する寿命係数γと運転継続時間とに基づいて、寿命消費推定量Ｃが算出される。
【００６０】
寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃに対する重み付け係数ａ、ｂ、ｃがメモリ６００から読出される（Ｓ３００）。寿命消費推定量Ａ、Ｂ、Ｃおよびそれぞれの寿命消費推定量に対応する重み付け係数ａ、ｂ、ｃを用いて、寿命消費係数Ｌが算出される（Ｓ３１０）。
【００６１】
算出された寿命消費係数Ｌに基づいて、重み付け係数ａ、ｂ、ｃが算出される。このとき、図８に示すようなメモリ６００に記憶されたデータに基づいて重み付け係数が算出される。Ｓ３３０にて、重み付け係数ａ、ｂ、ｃがメモリ６００に記憶される。
【００６２】
以上のような動作により算出された寿命消費係数Ｌは、図９に示すように車両の走行経過年数に伴い上昇する。図９に示す寿命消費係数Ｌが１００％は、ニッケル水素電池１００の特性から予想される寿命である。図９に示すようにニッケル水素電池１００は、約１３年で寿命（寿命消費係数Ｌ＝１００）に到達する。寿命消費係数Ｌが１００％を越えると、車両のユーザに電池の寿命を表示させる。また、このような劣化したニッケル水素電池１００で、故障に至らず走行できるように、寿命消費係数Ｌが１００％を越えると、図１０に示すように、ニッケル水素電池１００への出入力電力を制限したり、ＳＯＣの使用許可幅を低減させたりする。このようにすることにより、寿命消費係数Ｌが１００％を越えた場合であっても、電池が急激に機能しなくなることを防ぐことができ、その結果、車両が走行できなくなる事態を避けることができる。
【００６３】
前述した動作により算出された寿命消費係数Ｌを用いて、ニッケル水素電池１００のメーカ補償について説明する。図１１に、車両の走行距離に対する寿命消費係数の変化を、図１２に、車両の走行開始からの経過年数に対する寿命消費係数Ｌの変化を示す。図１１に示すように、従来は車両の走行距離が１０万ｋｍを越えるまでニッケル水素電池１００をメーカ補償するものとしていたが、本発明の劣化度算出装置を用いると、寿命消費係数Ｌが１００になる（すなわちニッケル水素電池１００が寿命になる）まで、メーカの補償範囲を広げることができる。また、図１２に示すように、従来は車両の走行開始から５年を経過するまでニッケル水素電池１００のメーカ補償するものとしていたが、本発明に係る劣化度算出装置によると、寿命消費係数Ｌが１００になる（ニッケル水素電池１００が寿命になる）まで、メーカの補償範囲を広げることができる。
【００６４】
図１３に、寿命消費係数Ｌと車両またはニッケル水素電池１００の残価の関係を示す。寿命消費係数Ｌの増加に伴い、残価が減少する。図１３に示す関係を用いて、寿命消費係数Ｌに基づく車両またはニッケル水素電池１００の残価を算出することができる。
【００６５】
さらに、このようにして算出された寿命消費係数Ｌは、フラッシュメモリ７００に記憶される。そのため、電池ＥＣＵ２００への電源供給が遮断された場合であっても、記憶された寿命消費係数Ｌは消去されず、電池ＥＣＵ２００とニッケル水素電池１００とを１ユニットとして中古品販売した場合であっても、フラッシュメモリ７００に記憶された寿命消費係数Ｌを参照することにより、そのニッケル水素電池１００の残りの寿命を正確に算定することができる。
【００６６】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池の劣化度算出装置によると、ニッケル水素電池の温度、充放電電流値、ＳＯＣ変化量などを検知して、電池の温度に起因する寿命消費推定量Ａ、充放電電流に起因する寿命消費推定量Ｂ、ニッケル水素電池のＳＯＣの変化量に起因する寿命消費推定量Ｃがそれぞれ算出される。算出された３つの寿命消費推定量に対して、重み付け係数が乗算され、全体の寿命消費係数Ｌが算出される。このとき、乗算される重み付け係数は、算出される寿命消費係数Ｌに基づいて変化する。その結果、ニッケル水素電池の現実の寿命により近い寿命を判定することができる寿命消費係数を算出することができる。その結果、正確にニッケル水素電池の寿命を判定することができる。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池ＥＣＵを搭載した車両の制御ブロック図である。
【図２】電池温度と寿命係数αとの関係を示す図である。
【図３】充放電電流と寿命係数βとの関係を示す図である。
【図４】電池温度と寿命係数γとの関係を示す図である。
【図５】ΔＳＯＣと寿命係数δとの関係を示す図である。
【図６】車両の走行時間とＳＯＣとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電池ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】寿命消費係数Ｌと重み付け係数との関係を示す図である。
【図９】寿命消費係数Ｌの変化を示す図である。
【図１０】寿命消費係数Ｌと電池入出力制限値およびＳＯＣ使用許可幅との関係を示す図である。
【図１１】車両の走行距離と寿命消費係数Ｌとの関係を示す図である。
【図１２】車両の走行年数と寿命消費係数Ｌとの関係を示す図である。
【図１３】車両の残価と寿命消費係数Ｌとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１００　ニッケル水素電池、１１０　サーミスタ、１２０　電流計、１３０　電圧計、２００　電池ＥＣＵ、３００　ＣＰＵ、４００　クロック、５００　入出力インターフェイス、６００　メモリ、７００　フラッシュメモリ、８００　内部バス。
【図１】
2004022183.tif 000003
【図２】
2004022183.tif 000004
【図３】
2004022183.tif 000005
【図４】
2004022183.tif 000006
【図５】
2004022183.tif 000007
【図６】
2004022183.tif 000008
【図７】
2004022183.tif 000009
【図８】
2004022183.tif 000010
【図９】
2004022183.tif 000011
【図１０】
2004022183.tif 000012
【図１１】
2004022183.tif 000013
【図１２】
2004022183.tif 000014
【図１３】
2004022183.tif 000015