(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行時における回生制動に基づく電力を受け入れて充電されるとともに、外部電源からの電力を受け入れて充電される車載のリチウムイオン二次電池についての充電を制御する充電制御装置であって、
外部電源からの電力による充電を受け入れる外部充電時であるか、走行時であるか、を判定する判定手段と、
前記判定手段において、
前記外部充電時には、前記走行時に比べ、充電電流についての上限電流値を大きくすることを特徴とするバッテリの充電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御装置において、
さらに、
バッテリ電流を検出するバッテリ電流検出手段と、
バッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリの充電状態を推定する充放電推定手段と、
バッテリ電流と、バッテリ温度と、推定された充電容量値と、に基づき、単位処理時間ｄｔ毎に許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）を単位時間毎に算出する許容入力電流値算出手段であって、充電経過を考慮しない初回充電の際の初回許容入力電流値をＩｌｉｍ（０）、前記単位時間前に算出した前回算出許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ−１）、α，βを定数として、
Ilim[t］=Ilim[t-1]-α×IB[t]×dt-β{（Ilim[0]-Ilim[t-1])/Ilim[0]}×dt
により、算出する許容入力電流値算出手段と、
を有し、
得られた許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）に基づき、充電電流の上限電流値を定めるとともに、
走行時と、外部充電時とで、Ｉｌｉｍ（０）、α，βを変更することで、前記上限電流値を変更することを特徴とするバッテリの充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両では、バッテリで駆動されるモータに接続された駆動輪を回生制動力で制動する。この際、回生制動によりモータが発電する電力は、バッテリに充電させて回収する。しかし、限度を超えてバッテリを充電すると、バッテリが過充電状態になってしまう。これを防止するために、バッテリ電圧とバッテリ電圧リミットとを比較し、バッテリ電圧がバッテリ電圧リミットを超えないようにバッテリの充電を制御するバッテリ充電制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１５３３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、他の二次電池に比べ、初期開路電圧および平均動作電圧が高い。このことから、大きな電池容量、高い電圧を必要とするハイブリッド自動車用などの電源システムには好適である。また、リチウムイオン二次電池は、クーロン効率が１００％に近いことから充放電効率が高く、したがって、他の二次電池に比べエネルギーの有効利用が可能であるという利点も有する。
【０００５】
しかしながら、リチウムイオン二次電池は、使用態様（例えば、ハイレートで充電、高充電状態（高ＳＯＣ）からの充電、長時間充電継続、低温での充電（抵抗が高い状態での充電））において、リチウムイオン二次電池の負極表面にリチウム（Ｌｉ）金属が析出する虞があり、結果として、リチウムイオン二次電池の過熱或いは性能低下を招く虞がある。
【０００６】
従って、負極におけるリチウム金属の析出を抑制することが望まれる。ここで、充電量を大きく制限すれば、リチウム金属の析出を抑制することができる。しかし、それでは、回生制動による発電電力を十分回収できない。また、外部からの電力供給を受けてバッテリを充電する場合に、充電に長時間を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両走行時における回生制動に基づく電力を受け入れて充電されるとともに、外部電源からの電力を受け入れて充電される車載のリチウムイオン二次電池についての充電を制御するバッテリの充電制御装置であって、外部電源からの電力による充電を受け入れる外部充電時であるか、走行時であるか、を判定する判定手段と、前記判定手段において、前記外部充電時には、前記走行時に比べ、充電電流についての上限電流値を大きくすることを特徴とする。
【０００８】
さらに、バッテリ電流を検出するバッテリ電流検出手段と、バッテリ温度を検出するバッテリ温度検出手段と、前記バッテリの充電状態を推定する充放電推定手段と、バッテリ電流と、バッテリ温度と、推定された充電容量値と、に基づき、単位処理時間ｄｔ毎に許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）を単位時間毎に算出する許容入力電流値算出手段であって、充電経過を考慮しない初回充電の際の初回許容入力電流値をＩｌｉｍ（０）、前記単位時間前に算出した前回算出許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ−１）、α，βを定数として、
Ilim[t］=Ilim[t-1]-α×IB[t]×dt-β{（Ilim[0]-Ilim[t-1])/Ilim[0]}×dt
により、算出する許容入力電流値算出手段と、を有し、得られた許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）に基づき、充電電流の上限電流値を定めるとともに、走行時と、外部充電時とで、Ｉｌｉｍ（０）、α，βを変更することで、前記上限電流値を変更することが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外部電源からの充電時において、Ｌｉ金属の析出を防止しつつ、より急速な充電が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明における一実施形態であるバッテリの充電制御装置を含むハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の充電時間と正極電位および負極電位の推移を説明する図である。
【図３】リチウムイオン二次電池の構成の一例を示す模式図である。
【図４】許容入力電流値を算出するに当たり二次電池の放置による電流回復量を説明するための図である。
【図５】本発明における入力電力制限値を求める式（ＩＶ）の構成を説明するための図である。
【図６】充電電流に応じたＬｉ金属析出の特性を示す図である。
【図７】急速充電時における電流制限のための構成を示す図である。
【図８】急速充電時の入力許容電流算出のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に、本実施の形態におけるバッテリの充電制御装置を含む車両（電気自動車）の要部概略構成の一例を示す。ここで、本明細書におけるバッテリは、リチウムイオン二次電池であり、本明細書の『リチウムイオン二次電池』は、電解質として電解液を用いたリチウムイオン二次電池、および電解質として高分子ゲルを用いたリチウムポリマー電池を含む意味で用いる。以下、バッテリの充電制御装置を含む、充放電制御装置２０について説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態におけるバッテリの充放電制御装置２０は、バッテリ１０の状態を監視するバッテリ用電子制御ユニット２２（以下「バッテリＥＣＵ２２」という）と、バッテリ１０の充電状態を推定するＳＯＣ推定手段２４と、モータ５２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット２８（以下「モータＥＣＵ２８」という）と、動力出力装置全体をコントロールする車両用電子制御ユニット３０（以下「ＥＶＥＣＵ３０」という）と、充放電時に充放電履歴に基づき、リチウムイオン二次電池からなるバッテリの負極電位がリチウム基準電位まで低下しないように前記バッテリへの入力許可電力を調整する入力許可電力調整手段４０とを有する。
【００１４】
図２に示すように、バッテリ１０として用いるリチウムイオン二次電池は、充電の継続により、正極平均電位が上昇する一方、負極平均電位が下降することで正負極間の電位差（Ｖａｖ）が大きくなる。ここで、負極電位がＬｉ基準電位（０Ｖ）以下となると負極表面にＬｉ金属が析出することが知られている。そのため、従来からリチウムイオン二次電池を充電する際には、正負極間の平均電位の電位差である正負極間の端子電圧を所定電位（例えば、４．１Ｖ）以内に抑制することで負極表面のＬｉ金属の析出を回避している。
【００１５】
しかしながら、電池のセル内部（正負極表面）には反応バラツキがあるため、図２における時間ｔ１以降のように、例え正負極平均電位の電位差（Ｖａｖ）が所定電位（Ｖｌｉｍ）以内であったとしても、負極における局所的な部位の負極電位（負極局所電位と称す）としては、Ｌｉ基準電位（０Ｖ）以下に達し、該当する負極表面にはＬｉ金属が析出する場合がある。また、このようなＬｉ金属の析出プロセスは、ハイレート（例えば２０Ｃ以上）での充電、高充電状態（高ＳＯＣ）からの充電、長時間の充電継続、低温（電池セルの内部抵抗が高い状態）での充電などにおいて発生しやすい。
【００１６】
なお、図３に示すように、セル電圧は、リチウムイオン二次電池のセルにおける正極７４と負極７６との電位差であり、負極電位は、負極７６とＬｉ基準電極７８（電位０Ｖ）との電位差であり、また正極電位は、正極７４とＬｉ基準電極７８（電位０Ｖ）との電位差である。ここで、Ｌｉ基準電位以下にならないように、正極平均電位を引き下げることも考えられるが、かかる場合には、バッテリに対する要求性能を満足できない場合が生じる。
【００１７】
そこで、本実施の形態におけるバッテリの充放電制御装置２０は、局所的にも負極電位が、Ｌｉ基準電位０Ｖに達するのを抑制するため、入力許可電力調整手段４０を有する。
【００１８】
また、本実施の形態におけるバッテリの充放電制御装置２０には、後述するように、入力許可電力調整手段４０によりバッテリに入力可能な電力値を算出するために、さらに図１に示すバッテリ電流を検出する電流センサ１４と、バッテリ１０内に設けられバッテリ温度を検出する温度センサ１２、バッテリ電圧を検出する電圧センサ１６からの検出値が入力される。
【００１９】
さらに上述した各構成について、以下に詳細に説明する。バッテリＥＣＵ２２には、バッテリ１０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ１０の出力端子間に設置された電圧センサ１６からのバッテリ電圧、バッテリ１０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ１４からの充放電電流（以下「バッテリ電流」ともいう）、バッテリ１０に取り付けられた温度センサ１２からの電池温度ＴＢなどが入力され、記憶される。また、ＳＯＣ推定手段２４では、バッテリＥＣＵ２２に入力された電流センサ１４から実測されるバッテリ電流値ＩＢ（ｔ）を積算して充電状態（ＳＯＣ、残容量）も推定している。なお、積算には、実測されたバッテリ温度値ＴＢ（ｔ）により補正された推定電流値を用いることが好適であり、バッテリ起電圧など他の情報を利用してより正確なＳＯＣ推定を採用することができる。
【００２０】
ＥＶＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ３２の他に処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ３４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ３６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ＥＶＥＣＵ３０には、図示しないイグニッションスイッチからのイグニッション信号や、図示しないアクセルセンサからの信号や、その他センサからの信号を受け、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報が入力される。ここで、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報に基づき、ＥＶＥＣＵ３０においてトルク指令が決定され、ＥＶＥＣＵ３０からモータＥＣＵ２８にトルク指令が出力され、このトルク指令に合致するようにモータ５２の駆動が制御される。また、ＥＶＥＣＵ３０は、モータＥＣＵ２８、バッテリＥＣＵ２２と通信ポートを介して接続されており、モータＥＣＵ２８、バッテリＥＣＵ２２と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。また、ＲＯＭ３４には、後述する入力許可電力調整手段４０において算出される許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）、Ｉｌｉｍ’（ｔ）およびバッテリ入力電力制限値Ｗｉｎ（ｔ）を算出するためのプログラムが格納され、一方、ＲＡＭ３６には、バッテリＥＣＵ２２から出力されたバッテリ電流値およびバッテリ温度値を一時的に記憶するとともに、入力許可電力調整手段４０にて算出された許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）、Ｉｌｉｍ’（ｔ）およびバッテリ入力電力制限値Ｗｉｎ（ｔ）も一時的に記憶するとともに、各種演算に必要なデータを記憶する。
【００２１】
また、入力許可電力調整手段４０は、許容入力電流値算出手段４２と入力電力制限値算出手段４４とを備え、例えば１００ｍｓｅｃ毎に得られるバッテリ入力電力制限値Ｗｉｎ（ｔ）を基にバッテリ１０への入力許可電力を調整している。
【００２２】
許容入力電流値算出手段４２は、バッテリＥＣＵ２２より出力されＥＶＥＣＵ３０のＲＡＭ３６に一時記憶された時間ｔにおけるバッテリ電流値ＩＢ（ｔ）（以下「ＩＢ［ｔ］」ともいう）とバッテリ温度値ＴＢ（ｔ）（以下「ＴＢ［ｔ］」ともいう）と、ＳＯＣ推定手段２４において推定された時間ｔにおける充電容量値ＳＯＣ（ｔ）とを用い、ＥＶＥＣＵ３０のＲＯＭ３４に格納されているプログラムに基づき、充電時における単位時間当たりの許容入力電流値減少量Ｆまたはｆ、または放電時の単位時間当たりの許容入力電流値回復量Ｆ’またはｆ’（後述する式（Ｉ’）のＦと（ＩＩ’）のｆに相当）を求めるとともに、単位時間当たりの放置による許容電流量回復量Ｇまたはｇを求め、これに基づいてバッテリへの許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）を算出する。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）は、前回算出した前回算出許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ−１）に基づいて算出するが、初回のみ設定許容入力電流値Ｉｌｉｍ（０）を用いる。この初回のみ設定許容入力電流値Ｉｌｉｍ（０）は、充放電履歴の影響がない状態から充電した場合に、単位時間以内にＬｉ金属が析出しない最大電流値として求められる。
【００２３】
ここで、外部の直流電源（充電器）からの充電の場合には、バッテリに応じて適切な充電電流が定められており、その充電電流値は充電の継続によっても、Ｌｉ金属が析出しないようなある程度余裕を持った値に設定されている。従って、Ｉｌｉｍ（０）は、この許容充電電流値に設定され、回生電力を受け入れることを前提とした最大の許容入力電力値Ｉｌｉｍ（０）に比べて、小さめの値が設定される。
【００２４】
本実施の形態において、充電中の場合、許容入力電流値算出手段４２は、以下に示す式を用いて許容入力電流値Ｉｌｉｍ（ｔ）（以下、「Ｉｌｉｍ［Ｔ］」、「Ｉｌｉｍ［ｔ］」ともいう）を算出する。まず、充放電履歴がない場合は、すなわち初回のみ以下の式（Ｉ）により求められる。すなわち、充放電履歴がない状態における許容入力電流値Ｉｌｉｍ（０）から、充放電継続による減少または回復量Ｆ，Ｆ’、放置による回復量Ｇを減算する。
【数１】
0005304844.tif 000002
【００２５】
式（Ｉ）中において、以下の通りである。
【数２】
0005304844.tif 000003
【００２６】
また、充電中であって、充放電履歴がある場合は、以下の式（ＩＩ）により求められる。
【数３】
0005304844.tif 000004
式中、Ｉｌｉｍ［Ｔ］およびＩｌｉｍ［ｔ］：時間Ｔ，ｔにおける許容入力電流値、ＩＢ［ｔ］：時間ｔにおけるバッテリ電流値、ＴＢ［ｔ］：時間ｔにおけるバッテリ温度値、ＳＯＣ［ｔ］：時刻ｔにおけるバッテリＳＯＣ値、ｆ（）関数：単位時間当たりの充電による許容電流減少項、ｇ（）関数：放置による単位時間当たりの許容電流回復項を示す。
【００２７】
Ｉｌｉｍ［ｔ］＝０の場合、二次電池の負極活物質中のＬｉイオンが飽和状態になることを示すことから、Ｉｌｉｍ［０］−Ｉｌｉｍ［ｔ］は、二次電池の負極活物質中のＬｉイオン量を示す。一方、図４に示すように、時間による許容入力電流値の回復量は、負極活物質中のＬｉイオンが減少することによって得られ、その大きさはＬｉイオンの量に比例する。従って、単位時間（ｄｔ）前の時間（ｔ−１）におけるＩｌｉｍ［ｔ−１］の関係は、Ｉｌｉｍ［０］とＩｌｉｍ［ｔ−１］との差に比例し、さらに差を無次元化するためにＩｌｉｍ［０］で除すことにより得ることができる。
【００２８】
ここで、実際の計測結果から、関数ｆ（ｘ），ｇ（ｘ）について、温度ＴＢ軸、ＳＯＣ軸の３次元マップを作成することで、これらを係数α、βとして表すことができる。また、ｆ（ｘ）は簡便にバッテリ電流ＩＢの一次式とし、Ｉｌｉｍ（０）も計測結果からＴＢ（ｒ），ＳＯＣ（ｔ）のマップとして作成できる。
【００２９】
そこで、式（ＩＩ）は、下記式（２）のように表すことができる。
Ilim[t］=Ilim[t-1]-α×IB[t]×dt-β{（Ilim[0]-Ilim[t-1])/Ilim[0]}×dt
・・・（２）
【００３０】
なお、負極活物質中を移動するＬｉ＋の速度については上限がある。そこで、βが乗算される右辺第３項については、Ｉｌｉｍ［ｔ−１］の値を所定の上限値以上にならないようにリミットをかけることが好適である。
【００３１】
なお、放電中の場合には、それぞれ上記式（Ｉ）および（ＩＩ）の式中のＦ（）の関数およびｆ（）の関数における符号がマイナスからプラスに変わり、以下のようになる。
【数４】
0005304844.tif 000005
【数５】
0005304844.tif 000006
式中、Ｆ（）関数およびｆ（）関数：単位時間当たりの放電による許容電流回復項を示す以外は、上述同様であるためここでは説明を省略する。
【００３２】
「外部電源による充電」
電気自動車や、ハイブリッド車においては、外部電源からの電力で充電可能となっている場合もある。このような外部電源からの充電（以下急速充電と呼ぶ）の場合、その充電所要時間はなるべく短いことが好ましい。例えば、電気自動車の場合には、充電スタンドなどにおいて、充電する場合が考えられ、この場合には特に急速な充電が望まれる。
【００３３】
ここで、上述した許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］は、走行中の回生制動による大電流に対しても、Ｌｉ金属が析出しないように、α、β、Ｉｌｉｍ［０］を決定して算出している。
【００３４】
一方、急速充電時の外部電源からの充電電流は、予め定めることができ、回生制動時のような大きな電流を受け入れる必要はない。
【００３５】
図６には、充電電流とその継続時間に応じ、Ｌｉ金属の析出が発生したか否かを実験した結果が示されている。この図は、横軸が充電電流、縦軸が通電時間を示してあり、図中黒丸がＬｉ金属の析出あり、白丸がＬｉ金属の析出なしを示している。このように、充電電流が大きいほど、継続時間が短くてもＬｉ金属の析出が発生する。このような結果から、回生電流に応じた大きな充電電流も考慮して、α、β、Ｉｌｉｍ［０］を決定した場合の許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］が図中実線で示してある。
【００３６】
一方、外部電源による充電時の最大電流値までに限定した実験結果から，α、β、Ｉｌｉｍ［０］を決定した場合の急速充電用許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］が図中破線で示してある。このように、外部電源による急速充電時には、最大電流値が限定されているため、制限を緩和した保護ライン（図中破線で示した急速充電用許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］）を適用しても、Ｌｉ金属の析出が発生しないことが実験的に確認されている。
【００３７】
従って、本実施形態においては、走行時において用いる許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］と、急速充電時の許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］を変更する。これによって、Ｌｉ金属の析出を防止しつつ、急速充電時におけるＩｌｉｍ［ｔ］を、走行時のＩｌｉｍ［ｔ］に比べ比較的大きな値として急速充電が行える。
【００３８】
また、この変更は、α、β、Ｉｌｉｍ［０］を記憶するマップの切り換えによって行う。従って、係数が変更されるだけであって、充電制御の手法自体に変更はなく、容易かつ確実な制御が行える。
【００３９】
図７に、急速充電システムの概略構成を示す。２００Ｖの商用交流電源などからの電力供給を受ける充電器１００は、交流電力を直流電力に変換して出力する。この充電器１００は、定電流出力および定電圧出力が可能となっている。通常の場合、定電流出力により充電を行い、ＳＯＣが所定の上限値（例えば７０％程度）に達した場合に充電を終了する。しかし、本実施形態の場合には、車両側に電流調整器１０４を有しており、充電電流は車両側で制御する。このため、充電器１００は定電圧出力としてもよい。
【００４０】
充電器１００は、車両に設けられたコネクタ１０２に接続され、このコネクタ１０２を介し、充電電流が車載されているバッテリ１０に供給される。
【００４１】
ここで、このコネクタ１０２からバッテリ１０に至る経路には、電流調整器１０４が設けられ、充電電流を調整するようになっている。そして、この電流調整器１０４は、充放電制御装置２０によって、充電電流が許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］を超えないように制御される。
【００４２】
電流調整器１０４は、充放電制御装置２０からの制御信号に応じて充電電流を制御する。この電流調整器１０４は、充電器１００からの充電電流を受け、バッテリ１０の充電電流を制御する回路であり、コンバータ兼インバータ５０のコンバータが利用される。バッテリ１０の充電電流が急速充電用の許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］を超えないようにコンバータを制御することで、電流リミットをかけることが好適である。なお、急速充電用に専用の電流調整器を設け、ＥＶＥＣＵ３０により充電電流を制御してもよい。
【００４３】
このように、充放電制御装置２０は、走行時は、マップａ１０６のデータに基づいて昇圧兼インバータ５０を制御するが、急速充電時には、マップｂ１０８に記憶されている急速充電用のα、β、Ｉｌｉｍ［０］を用いて、電流調整器１０４を制御する。
【００４４】
図８には、マップ切り換え処理のフローチャートを示してある。まず、急速充電中か否かを判定する（Ｓ２１０）。これは外部充電器１００が接続され、電力が供給されてきたことを検知するとともに、充電受け入れの用意が調っているかを判定することによって行う。充電は、イグニッションスイッチが所定の位置（例えば、オフ位置）にあり、車両が停止していることなどから判定するとよい。
【００４５】
Ｓ２１０の判定でＹＥＳであれば、マップｂ１０８から急速充電時用のα、β、Ｉｌｉｍ［０］を読み出し、Ｉｌｉｍ［ｔ］を算出し、算出されたＩｌｉｍ［ｔ］を充電電流の上限値に設定する。そして、この上限値を電流調整器１０４おける上限電流に設定する。
【００４６】
次に、その時の充電電流ＩＢを所定の充電上限値と比較する（Ｓ２１４）。そして、充電電流が所定値以下であれば、Ｓ２１２に戻り、電流調整器１０４の上限値は、急速充電用のものとして、充電を継続する。
【００４７】
一方、Ｓ２１４の判定で、充電電流が所定値以上であれば、マップａ１０６から走行時用のα、β、Ｉｌｉｍ［０］を読み出し、Ｉｌｉｍ［ｔ］を算出し、算出されたＩｌｉｍ［ｔ］を充電電流の上限値に設定する（Ｓ２１６）。図６に示すように、急速充電用のα、β、Ｉｌｉｍ［０］は充電電流が所定値以下であることを前提として設定したものであり、充電電流がこの所定値を超えた場合には、走行時用のα、β、Ｉｌｉｍ［０］に切り換える。なお、Ｓ２１０において、急速充電時でなかった場合にも、Ｓ２１６に移行する。
【００４８】
このように、本実施形態では、急速充電時において、充電電流についての制限を走行時に比べて緩める。これによって、車両が停止し、バッテリの充電を行う際における、充電時間を短縮することができ、充電スタンドなどにおいて比較的短時間の充電でＳＯＣを十分回復することができる。
【００４９】
「劣化の考慮」
さらに、本実施の形態において、許容入力電流値算出手段４２では、使用により性能低下することを考慮し、さらにＬｉ金属析出を経時で抑制するために、上述の式より得られたＩｌｉｍ［Ｔ］およびＩｌｉｍ［ｔ］に劣化係数ηを乗じ、二次電池の経時劣化を考慮したＩｌｉｍ’［Ｔ］およびＩｌｉｍ’［ｔ］を求めている。
［数６］
Ｉｌｉｍ’［Ｔ］＝Ｉｌｉｍ［Ｔ］×ηまたはＩｌｉｍ’［ｔ］＝Ｉｌｉｍ［ｔ］×η・・・(III)
式中、η：劣化係数。
【００５０】
上記劣化係数ηは、一定の値であっても、またＥＶＥＣＵ３０のＲＡＭ３６に予め格納された二次電池の充放電頻度と劣化係数との関係からなるマップに基づき複数個であってもよい。
【００５１】
走行時および急速充電時の両方において、このような電池の劣化を考慮して許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］に代えてＩｌｉｍ’［ｔ］を用いることが好適である。
【００５２】
また、本実施の形態の入力電力制限値算出手段４４は、フィードバック制御の制御遅れなどによりバッテリ電流ＩＢが、Ｉｌｉｍ’（ｔ）を超えて流れることを防止することを目的とし、バッテリ入力制限値Ｗｉｎ（ｔ）を算出する。すなわち、バッテリＥＣＵ２２より出力されＥＶＥＣＵ３０のＲＡＭ３６に一時記憶された時間ｔにおけるバッテリ電流値ＩＢ（ｔ）と許容入力電流値算出手段４２において算出された許容入力電流値Ｉｌｉｍ’（ｔ）に基づき、例えばＩｌｉｍ（ｔ）に対して所定量オフセットさせるようにして入力電流制限目標値Ｉｔａｇを一旦算出する（図５参照）。そして、得られたＩｔａｇに基づいて下式（ＩＶ）によりバッテリ入力制限値Ｗｉｎ（ｔ）を算出する。
【００５３】
入力電力制限値算出手段４４は、図５に示すように、式（ＩＶ）で求められる入力電力制限値Ｗｉｎ（ｔ）により充電を制御することで、充電電流ＩＢをＩｌｉｍ’（ｔ）以下にして、負極においてＬｉ金属が析出することを抑制するが可能となる。
【００５４】
［数７］
Ｗｉｎ（ｔ）＝ＳＷｉｎ（ｔ）−Ｋｐ×｛ＩＢ（ｔ）−Ｉｔａｇ１（ｔ）｝−Ｋｉ×∫｛ＩＢ（ｔ）−Ｉｔａｇ２（ｔ）｝ｄｔ  ・・・（ＩＶ）
式中、Ｗｉｎ（ｔ）：時刻ｔにおけるバッテリ入力電力制限値（Ｗ）、ＳＷｉｎ（ｔ）：予め設定されたバッテリ入力電力制限規定値（例えば、バッテリ温度から定められたバッテリのベース入力電力制限規定値）、Ｋｐ：ｐ項フィードバックゲイン、Ｋｉ：ｉ項フィードバックゲイン、Ｉｔａｇ１（ｔ）：ｐ項フィードバック制御による電流制限目標値、Ｉｔａｇ２（ｔ）：ｉ項フィードバック制御による電流制限目標値、ＩＢ（ｔ）：時間ｔにおけるバッテリ電流値を示す。なお、ＳＷｉｎ（ｔ）は、例えば、予め設定された、バッテリの温度などと入力電力制限規定値との関係のマップにより求められる。
【００５５】
また、上記Ｉｔａｇ１（ｔ）およびＩｔａｇ２（ｔ）は以下の式（Ｖ）により得られる。
［数８］
Ｉｔａｇ１（ｔ）＝Ｆｐ（Ｉｌｉｍ’（ｔ））、および、Ｉｔａｇ２（ｔ）＝Ｆｉ（Ｉｌｉｍ’（ｔ））・・・（Ｖ）
【００５６】
式（Ｖ）において、Ｉｔａｇ１（ｔ）およびＩｔａｇ２（ｔ）は、上述のようにＩｌｉｍ’（ｔ）に対し、それぞれ所定量だけオフセットさせた量として求められる。従って、Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２と、Ｉｌｉｍ’（ｔ）の関係をＥＶＥＣＵ３０のＲＡＭ３６にマップとして予め格納しておき、これを参照してＩｔａｇ１，Ｉｔａｇ２を求めるとよい。なお、二次電池の劣化や二次電池の制御を考慮して、マップを作成しておくことにより、さらに局所的な負極電位低下によるＬｉ金属析出を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施の形態におけるバッテリの充放電制御装置２０は、バッテリの使用による性能低下を抑制するために、リチウムイオン二次電池の上限電圧が予め設定された上限電圧を超えないように制御する上限電圧制御手段をさらに有してもよい。上限電圧制御手段としては、例えば、ＥＶＥＣＵ３０において、予め設定された上限電圧値と、電圧センサ１６から出力される実際のバッテリ電圧値とを比較して、充電量を制御する。このように、充電電圧に上限値を設定することで、セルに不当に大きな電圧が印加されることを防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  バッテリ、１２  温度センサ、１４  電流センサ、１６  電圧センサ、２０  バッテリの充放電制御装置、２２  バッテリ用電子制御ユニット、２４  ＳＯＣ推定手段、２８  モータ用電子制御ユニット、３０  車両用電子制御ユニット、４０  入力許可電力調整手段、４２  許容入力電流値算出手段、４４  入力電力制限値算出手段、５０  昇圧コンバータ兼インバータ、５２  モータ、６０  駆動輪、１００  充電器、１０２  コネクタ、１０４  電流調整器。
【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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