(57)【要約】【課題】二次電池を搭載した電動車両において、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制する。【解決手段】電池１６は、二次電池であり、車両駆動装置２２との間で電力を入出力する。電流センサ２４は、電池１６に対して入出力される電流Ｉを検出する。ＥＣＵ２６は、電池１６の充放電を制御する。また、ＥＣＵ２６は、電流センサ２４の検出値を用いて、充放電に伴なう電池１６の塩濃度の偏りに起因した電池１６の劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出する。そして、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤが予め定められたしきい値を超えると、電池１６のＳＯＣを上昇させるための制御を実行する。【選択図】図１
2016182022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成された車両駆動装置と、
前記車両駆動装置との間で電力を入出力する二次電池と、
前記二次電池に対して入出力される電流を検出する電流センサと、
前記二次電池の充放電を制御するとともに、前記電流センサの検出値を用いて、前記充放電に伴なう前記二次電池の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記評価値が予め定められたしきい値を超えると、前記二次電池の残存容量を上昇させるための制御を実行する、電動車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記残存容量が所定の目標に近づくように前記二次電池の充放電を制御し、さらに、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記残存容量の目標を高める、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記残存容量が所定範囲に入るように前記二次電池の充放電を制御し、さらに、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記所定範囲を高める、請求項１又は請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
電動車両の制御方法であって、
前記電動車両は、
電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成された車両駆動装置と、
前記車両駆動装置との間で電力を入出力する二次電池と、
前記二次電池に対して入出力される電流を検出する電流センサとを含み、
前記制御方法は、
前記電流センサの検出値を用いて、前記二次電池の充放電に伴なう前記二次電池の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出するステップと、
前記評価値が予め定められたしきい値を超えると、前記二次電池の残存容量を上昇させるための制御を実行するステップとを含む、電動車両の制御方法。
【請求項５】
前記残存容量が所定の目標に近づくように前記二次電池の充放電が制御され、
前記残存容量を上昇させるための制御を実行するステップは、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記残存容量の目標を高めるステップを含む、請求項４に記載の電動車両の制御方法。
【請求項６】
前記残存容量が所定範囲に入るように前記二次電池の充放電が制御され、
前記残存容量を上昇させるための制御を実行するステップは、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記所定範囲を高めるステップを含む、請求項４又は請求項５に記載の電動車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両及びその制御方法に関し、特に、電動車両に搭載される二次電池の劣化を抑制するための制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の充放電に伴ない二次電池の電解液に塩濃度の偏りが生じ、その結果、二次電池の内部抵抗が上昇する。この塩濃度の偏りに起因した内部抵抗の上昇は、特に大電流の放電又は充電によって生じ得るとされ、経年劣化と区別して「ハイレート劣化」などと称される。
【０００３】
特開２０１０−６０４０６号公報（特許文献１）は、このようなハイレート劣化の度合いを示し得る評価値が所定値よりも大きくなると、二次電池の残存容量を示すＳＯＣ（State  Of  Charge）の制御中心値を調整（変更）することを開示している。具体的には、特許文献１に記載の監視装置は、ＳＯＣの制御中心値を通常設定値よりも下げることによって、より多くの電力を二次電池に充電させることを可能とし、その結果、速やかに電池抵抗を正常状態に回復させることを可能としている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６０４０６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１７１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＳＯＣの制御中心値を通常設定値よりも下げると、ＳＯＣが低い領域で二次電池を使用することとなる。ＳＯＣが低い領域では、電池の負極の膨張・収縮が大きくなり、電池セル内の電解液が押し出されやすくなる。これにより、電池セル面内の塩濃度差が生じやすくなり、その結果、上記の「ハイレート劣化」が促進されてしまう可能性がある。
【０００６】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、二次電池を搭載した電動車両において、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、電動車両は、車両駆動装置と、二次電池と、電流センサと、制御装置とを備える。車両駆動装置は、電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成される。二次電池は、車両駆動装置との間で電力を入出力する。電流センサは、二次電池に対して入出力される電流を検出する。制御装置は、二次電池の充放電を制御するとともに、電流センサの検出値を用いて、充放電に伴なう二次電池の塩濃度の継続的な偏りに起因した二次電池の劣化の度合いを示す評価値（ΣＤ）を算出する。そして、制御装置は、評価値が予め定められたしきい値を超えると、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）を上昇させるための制御を実行する。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、二次電池のＳＯＣが所定の目標に近づくように二次電池の充放電を制御する。そして、制御装置は、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えると、評価値がしきい値よりも小さいときに比べてＳＯＣの目標を高める。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、二次電池のＳＯＣが所定範囲に入るように二次電池の充放電を制御する。そして、制御装置は、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えると、評価値がしきい値よりも小さいときに比べて上記の所定範囲を高める。
【００１０】
上記のような構成とすることにより、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えてハイレート劣化が生じ得る状態となると、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において二次電池の充電が行なわれるのを回避することができる。したがって、この電動車両によれば、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【００１１】
また、この発明によれば、制御方法は、電動車両の制御方法である。電動車両は、車両駆動装置と、二次電池と、電流センサとを含む。車両駆動装置は、電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成される。二次電池は、車両駆動装置との間で電力を入出力する。電流センサは、二次電池に対して入出力される電流を検出する。そして、制御方法は、電流センサの検出値を用いて、二次電池の充放電に伴なう二次電池の塩濃度の継続的な偏りに起因した二次電池の劣化の度合いを示す評価値（ΣＤ）を算出するステップと、評価値が予め定められたしきい値を超えると、二次電池のＳＯＣを上昇させるための制御を実行するステップとを含む。
【００１２】
好ましくは、二次電池のＳＯＣが所定の目標に近づくように二次電池の充放電が制御される。そして、ＳＯＣを上昇させるための制御を実行するステップは、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えると、評価値がしきい値よりも小さいときに比べてＳＯＣの目標を高めるステップを含む。
【００１３】
好ましくは、二次電池のＳＯＣが所定範囲に入るように二次電池の充放電が制御される。そして、ＳＯＣを上昇させるための制御を実行するステップは、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えると、評価値がしきい値よりも小さいときに比べて上記の所定範囲を高めるステップを含む。
【００１４】
上記のような方法により、評価値（ΣＤ）がしきい値を超えてハイレート劣化が生じ得る状態となると、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において二次電池の充電が行なわれるのを回避することができる。したがって、この制御方法によれば、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、二次電池を搭載した電動車両において、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に従う電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。
【図２】ＳＯＣと充電要求パワーとの関係を示した図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】ハイレート劣化の評価値ΣＤとＳＯＣ目標（ＳＣ）との関係を示した図である。
【図５】図１に示すＥＣＵにより実行されるハイレート劣化抑制処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】ハイレート劣化の評価値ΣＤと強制充電のＳＯＣ域との関係を示した図である。
【図７】実施の形態２におけるＥＣＵにより実行されるハイレート劣化抑制処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、車両駆動装置２２と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４と、電池１６と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２６とを備える。
【００１９】
車両駆動装置２２は、車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成される。具体的には、車両駆動装置２２は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、電力変換器１８，２０とを含む。
【００２０】
エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、又は、液体若しくは気体の水素燃料が好適である。
【００２１】
モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行なう。
【００２２】
動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。
【００２３】
電池１６は、再充電可能な二次電池であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。電池１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、電池１６は、モータジェネレータ６及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。電流センサ２４は、電池１６に入出力される電流Ｉを検出し（電池１６からの出力（放電）を正値、電池１６への入力（充電）を負値として検出する。）、その検出値をＥＣＵ２６へ出力する。
【００２４】
なお、電池１６の残存容量は、たとえば、電池１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、たとえば、電流センサ２４及び／又は図示されない電圧センサの検出値に基づいて算出される。ＳＯＣは、ＥＣＵ２６で算出してもよいし、電池１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよい。
【００２５】
電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と電池１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と電池１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、電池１６との間での電力の授受を伴なって、電動機として動作するための正トルク又は発電機として動作するための負トルクを出力することができる。電力変換器１８，２０は、たとえばインバータによって構成される。なお、電池１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。
【００２６】
ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２７】
ＥＣＵ２６の主要な制御として、ＥＣＵ２６は、車速とアクセルペダルの操作量に応じたアクセル開度とに基づいて車両駆動トルク（要求値）を算出し、算出された車両駆動トルクに基づいて車両駆動パワー（要求値）を算出する。また、ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣに基づいて電池１６の充電要求パワーをさらに算出し、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えたパワー（以下「車両パワー」と称する。）を発生するように車両駆動装置２２を制御する。
【００２８】
ＥＣＵ２６は、車両パワーが小さいときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ（Electric  Vehicle）走行）するように車両駆動装置２２を制御する。これにより、電池１６は放電し、電池１６のＳＯＣは減少する。車両パワーが大きくなると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を作動させて走行（ＨＶ（Hybrid  Vehicle）走行）するように車両駆動装置２２を制御する。このとき、エンジン２の出力が車両パワーよりも大きければ電池１６は充電され、車両パワーの方がエンジン出力よりも大きければ電池１６は放電する。
【００２９】
また、ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣを制御する。具体的には、上述のように、電池１６のＳＯＣに基づいて電池１６の充電要求パワーが算出されるところ、ＥＣＵ２６は、図２に示すようにＳＯＣ（算出値）と目標ＳＣとの偏差に基づいて電池１６の充電要求パワーを決定することにより、電池１６のＳＯＣを目標ＳＣに制御する。
【００３０】
再び図１を参照して、ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣが低下した場合には、電池１６を強制的に充電するための制御を実行する。すなわち、上記のようにＳＯＣ（算出値）と目標ＳＣとの偏差に基づいて電池１６の充電要求パワーを決定しても、車両駆動パワーが小さいために車両パワーが小さい場合には、エンジン２が動作せずにＳＯＣが低下し得る。そこで、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣが所定の下限値まで低下した場合には、エンジン２を始動させ、下限値よりも高い所定の上限値までＳＯＣが上昇するように電池１６を強制的に充電させる。
【００３１】
また、ＥＣＵ２６は、電池１６の充放電に伴なう電池１６の塩濃度の継続的な偏りに起因した電池１６の劣化の度合いを評価する。電池１６の劣化度合いを示す評価値（ΣＤ）の算出方法については後ほど詳しく説明するが、この評価値は、電池１６が充電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には負の値を示し、電池１６が放電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には正の値を示す。そして、ＥＣＵ２６は、評価値が所定の下限レベル（負値）に達すると、電池１６の充電電力の上限を示す充電許容電力Ｗｉｎを絞り、評価値が所定の上限レベル（正値）に達すると、電池１６の放電電力の上限を示す放電許容電力Ｗｏｕｔを絞る。
【００３２】
さらに、ＥＣＵ２６は、電池１６の劣化度合いを示す評価値（ΣＤ）が上記下限レベル手前の所定のしきい値（負値）に達すると、電池１６のＳＯＣを上昇させるための制御を実行する。具体的には、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００においては、ＥＣＵ２６は、評価値が上記しきい値（負値）に達すると、評価値がしきい値に達する前に比べてＳＯＣの目標ＳＣ（図２）を高める。これにより、電池１６のハイレート劣化を確実に抑制することができる。以下、これについて説明する。
【００３３】
ハイレート劣化は、充電がハイレートで行なわれ放電がローレートで行なわれる場合、又は、放電がハイレートで行なわれ充電がローレートで行なわれる場合に特に起こり得るものとされていた。しかしながら、本願発明者らは、長時間走行が行なわれる場合に、ハイレートでの充電や放電が行なわれなくても徐々に電池１６の塩濃度の偏りが発生し、上記の評価値が負方向に増大するとの知見を得た（以下では、ハイレートでの充電や放電が行なわれなくても、電池１６に生じる塩濃度の偏りに起因した電池１６の劣化を、経年劣化を区別して「ハイレート劣化」と称する。）。
【００３４】
ここで、電池１６のＳＯＣが低い領域では、電池１６の負極の膨張・収縮が大きくなり、電池セル内の電解液が押し出されやすくなる。これにより、電池セル面内の塩濃度差が生じやすくなり、その結果、ハイレート劣化が促進されてしまう可能性がある。そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、上記の評価値が、充電許容電力Ｗｉｎが抑制される下限レベルの手前に設定される所定のしきい値（負値）に達すると、ＳＯＣの目標ＳＣを高めることとしたものである。これにより、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において電池１６の充電が行なわれるのを回避し、ハイレート劣化が促進されるのを抑制することができる。
【００３５】
図３は、図１に示したＥＣＵ２６の機能ブロック図である。なお、この図３では、ＥＣＵ２６により実行される各種制御のうち、ハイレート劣化に関する部分のみ抽出して示されている。図３を参照して、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ算出部５２と、ダメージ量（Ｄ）算出部５４と、評価値（ΣＤ）算出部５６と、記憶部５８と、判定部６０と、ＳＯＣ制御部６２とを含む。
【００３６】
ＳＯＣ算出部５２は、電流センサ２４（図１）及び／又は図示されない電圧センサによって検出される電池１６の電流及び／又は電圧に基づいて、電池１６のＳＯＣを算出する。ＳＯＣの具体的な算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。
【００３７】
ダメージ量（Ｄ）算出部５４は、ＳＯＣ算出部５２によって算出されたＳＯＣ、及び電流センサ２４によって検出される電流Ｉに基づいて、電池１６の塩濃度の偏りに起因した電池１６のダメージ量Ｄを算出する。ダメージ量Ｄは、たとえば、以下の式（１）に基づいて、所定の周期Δｔで算出される。
【００３８】
Ｄ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ−１）−α×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１）＋（β／Ｃ）×Ｉ×Δｔ  …（１）
ここで、Ｄ（Ｎ）はダメージ量Ｄの今回演算値を示し、Ｄ（Ｎ−１）は、周期Δｔ前に算出されたダメージ量Ｄの前回演算値を示す。Ｄ（Ｎ−１）は、前回演算時に記憶部５８に記憶され、今回演算時に記憶部５８から読み出される。
【００３９】
式（１）における右辺第２項のα×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１）は、ダメージ量Ｄの減少項であり、塩濃度の偏りが緩和するときの成分を示す。αは忘却係数であり、電池１６の電解液中におけるイオンの拡散速度に対応する係数である。拡散速度が高いほど、忘却係数αは大きくなる。α×Δｔの値は、０から１までの値となるように設定される。このダメージ量Ｄの減少項は、忘却係数αが大きいほど（すなわちイオンの拡散速度が高いほど）、また、周期Δｔが長いほど、大きな値となる。
【００４０】
忘却係数αは、電池１６のＳＯＣや温度に依存する。忘却係数αと、電池１６のＳＯＣ及び温度との対応関係を実験等によって予め求めて記憶部５８に記憶しておき、演算時の電池１６のＳＯＣ及び温度に基づいて忘却係数αが設定される。なお、忘却係数αは、たとえば、電池１６の温度が同じであればＳＯＣが高いほど大きい値に設定され、ＳＯＣが同じであれば電池１６の温度が高いほど大きい値に設定され得る。
【００４１】
式（１）における右辺第３項の（β／Ｃ）×Ｉ×Δｔは、ダメージ量Ｄの増加項であり、塩濃度の偏りが発生するときの成分を示す。βは電流係数であり、Ｃは限界しきい値を示す。このダメージ量Ｄの増加項は、電流Ｉが大きいほど、また、周期Δｔが長いほど、大きな値となる。
【００４２】
電流係数β及び限界しきい値Ｃは、電池１６のＳＯＣや温度に依存する。電流係数β及び限界しきい値Ｃの各々と、電池１６のＳＯＣ及び温度との対応関係を実験等によって予め求めて記憶部５８に記憶しておき、演算時の電池１６のＳＯＣ及び温度に基づいて、電流係数β及び限界しきい値Ｃが設定される。なお、限界しきい値Ｃは、たとえば、電池１６の温度が同じであればＳＯＣが高いほど大きい値に設定され、ＳＯＣが同じであれば電池１６の温度が高いほど大きい値に設定される。
【００４３】
このように、塩濃度の偏りの発生及び緩和をそれぞれ上記の増加項及び減少項で表して現在のダメージ量Ｄを算出することにより、ハイレート劣化の要因と考えられる塩濃度の偏りの変化（増減）を適切に把握することができる。
【００４４】
評価値（ΣＤ）算出部５６は、電池１６のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出する。ハイレート劣化の進行状態は、ダメージ量算出部５４によって算出されるダメージ量Ｄの積算値を用いて評価される。評価値ΣＤは、たとえば、以下の式（２）に基づいて算出される。
【００４５】
ΣＤ（Ｎ）＝γ×ΣＤ（Ｎ−１）＋η×Ｄ（Ｎ）  …（２）
ここで、ΣＤ（Ｎ）は評価値の今回演算値を示し、ΣＤ（Ｎ−１）は、周期Δｔ前に算出された評価値の前回演算値を示す。γは減衰係数であり、ηは補正係数である。ΣＤ（Ｎ−１）は、前回演算時に記憶部５８に記憶され、今回演算時に記憶部５８から読み出される。γ及びηも、記憶部５８に予め記憶され、今回演算時に記憶部５８から読み出される。
【００４６】
減衰係数γは、１よりも小さい値に設定される。時間の経過に伴なうイオンの拡散によって塩濃度の偏りが緩和されるので、今回の評価値ΣＤ（Ｎ）を算出するときに、前回の評価値ΣＤ（Ｎ−１）が減少していることを考慮するものである。補正係数ηは、適宜設定される。
【００４７】
このようにして算出される評価値ΣＤは、電池１６が放電過多の使われ方をすると、放電過多に応じた塩濃度の偏りが増加することにより正方向（正値）に増加する。一方、電池１６が充電過多の使われ方をすると、評価値ΣＤは、充電過多に応じた塩濃度の偏りが増加することにより負方向（負値）に増加する。
【００４８】
判定部６０は、評価値算出部５６によって算出された評価値ΣＤが所定のしきい値に達したか否かを判定する。具体的には、上述のように、この実施の形態１では、ハイブリッド車両１００の長時間使用により徐々に電池１６の塩濃度の偏りが発生し、評価値ΣＤが負方向に増大する場合のハイレート劣化の抑制を対象としている。そこで、判定部６０は、評価値ΣＤが所定のしきい値（負値）を下回ったか否かを判定する。また、判定部６０は、上記のしきい値よりも小さい（評価値ΣＤの絶対値としては大きい）所定の下限値を評価値ΣＤが下回ったか否かも判定する。
【００４９】
ＳＯＣ制御部６２は、判定部６０により評価値ΣＤがしきい値を下回ったと判定されると、ＳＯＣの目標ＳＣ（図２）を高める。上述のように、電池１６のＳＯＣが低い領域では、電池セル面内の塩濃度差が生じやすくなり、その結果、ハイレート劣化が促進され得る（式（１）からも、ＳＯＣが低いほど、忘却係数α及び限界しきい値Ｃが小さいので、ダメージ量Ｄの減少は小さく増加は大きくなることが分かる。）。そこで、この実施の形態１では、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域での電池１６の充電を回避するため、評価値ΣＤがしきい値を下回った場合には、ＳＯＣの目標ＳＣを高めることによりＳＯＣを高めることとしたものである。
【００５０】
図４は、ハイレート劣化の評価値ΣＤとＳＯＣ目標（ＳＣ）との関係を示した図である。図４を参照して、評価値ΣＤが負値として増加し、時刻ｔ１においてしきい値ＳＤ１（負値）に達すると、ＳＯＣの目標を示す目標ＳＣ（図２）が通常のＳ０からＳ１に高められる。これにより、評価値ΣＤの増加傾向（負方向への増加）が軽減される。
【００５１】
時刻ｔ２において、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ２（負値であり、ＳＤ２＜ＳＤ１）に達すると、目標ＳＣがさらにＳ２に高められる。これにより、評価値ΣＤの増加傾向（負方向への増加）がさらに軽減される。
【００５２】
なお、評価値ΣＤが下限ＳＤＬに達すると、ＳＯＣ制御部６２（図３）は、電池１６の充電許容電力Ｗｉｎを制限する。充電許容電力Ｗｉｎが制限されると、車両制動時の回生充電量が制限されるので、ハイブリッド車両１００の燃費が悪化する。そこで、この実施の形態１では、評価値ΣＤが下限ＳＤＬに達する前に、評価値ΣＤがしきい値（ＳＤ１，ＳＤ２）に達すると、目標ＳＣを高めてＳＯＣを高めることにより評価値ΣＤの増加が抑制される。
【００５３】
図５は、図１に示したＥＣＵ２６により実行されるハイレート劣化抑制処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、所定の周期Δｔ毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００５４】
図５を参照して、ＥＣＵ２６は、電池１６に入出力される電流Ｉを電流センサ２４によって検出する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣを算出する（ステップＳ２０）。なお、ＳＯＣの算出には、種々の公知の手法を用い得る。
【００５５】
続いて、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０において検出された電流Ｉ、及びステップＳ２０において算出されたＳＯＣに基づいて、上述の式（１）を用いて電池１６のダメージ量Ｄを算出する（ステップＳ３０）。さらに、ＥＣＵ２６は、上述の式（２）を用いて、ステップＳ３０において算出されたダメージ量Ｄに基づいて電池１６のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出する（ステップＳ４０）。
【００５６】
評価値ΣＤが算出されると、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤが所定のしきい値（負値）を下回ったか否かを判定する（ステップＳ５０）。なお、この実施の形態１では、図４に示したように２段階のしきい値ＳＤ１，ＳＤ２を有するものとしているが、しきい値の設定はこれに限られるものではなく、たとえばしきい値は１つでもよい。
【００５７】
そして、ステップＳ５０において評価値ΣＤがしきい値を下回ったものと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣの目標を示す目標ＳＣ（図２）を高める（ステップＳ６０）。詳細には、図４に示したように、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ１を下回ったものと判定されると、ＥＣＵ２６は、目標ＳＣを通常のＳ０からＳ１に高める。また、評価値ΣＤがさらにしきい値ＳＤ２（ＳＤ２＜ＳＤ１）を下回ったものと判定されると、ＥＣＵ２６は、目標ＳＣをＳ１からＳ２へさらに高める。
【００５８】
なお、ステップＳ５０において評価値ΣＤがしきい値を下回っていないと判定されたときは（ステップＳ５０においてＮＯ）、ステップＳ６０の処理は実行されずにステップＳ７０へ処理が移行される。
【００５９】
以上のように、この実施の形態１においては、評価値（ΣＤ）を用いて、充放電に伴なう電池１６の塩濃度の継続的な偏りに起因した電池１６の劣化の度合いが評価される。そして、評価値（ΣＤ）が所定のしきい値（負値）を下回ると、ＳＯＣの目標を示す目標ＳＣが高められる。これにより、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において電池１６の充電が行なわれるのを回避することができる。したがって、この実施の形態１によれば、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【００６０】
［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、ハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤが所定のしきい値（負値）を下回ると、ＳＯＣの目標ＳＣを高めるものとした。この実施の形態２では、評価値ΣＤがしきい値を下回った場合にＳＯＣを高める手段として、電池１６を強制的に充電するための制御（以下「強制充電」とも称する。）が実行されるＳＯＣ域（強制充電を開始する制御下限から強制充電を終了する制御上限までの範囲）が高められる。
【００６１】
図６は、ハイレート劣化の評価値ΣＤと強制充電のＳＯＣ域との関係を示した図である。図６を参照して、評価値ΣＤが負値として増加し、時刻ｔ１においてしきい値ＳＤ１（負値）に達すると、強制充電のＳＯＣ域が通常域から高められる。具体的には、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ１に達するまでは、ＳＯＣが下限ＳＬ１まで低下するとエンジン２（図１）が始動して強制充電が開始され、ＳＯＣが上限ＳＵ１まで上昇すると強制充電が終了するように、強制充電のＳＯＣ域が設定されている。評価値ΣＤがしきい値ＳＤ１に達した後は、ＳＯＣが下限ＳＬ２（ＳＬ２＞ＳＬ１）まで低下するとエンジン２が始動して強制充電が開始され、ＳＯＣが上限ＳＵ２（ＳＵ２＞ＳＵ１）まで上昇すると強制充電が終了するように、強制充電のＳＯＣ域が高められる。これにより、評価値ΣＤの増加傾向（負方向への増加）が軽減される。
【００６２】
時刻ｔ２において、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ２（負値であり、ＳＤ２＜ＳＤ１）に達すると、強制充電のＳＯＣ域がさらに高められる。具体的には、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ２に達した後は、ＳＯＣが下限ＳＬ３（ＳＬ３＞ＳＬ２）まで低下するとエンジン２が始動して強制充電が開始され、ＳＯＣが上限ＳＵ３（ＳＵ３＞ＳＵ２）まで上昇すると強制充電が終了するように、強制充電のＳＯＣ域が高められる。これにより、評価値ΣＤの増加傾向（負方向への増加）がさらに軽減される。
【００６３】
なお、上記では、強制充電のＳＯＣ域の幅ΔＳを不変として、評価値ΣＤが増加するに従って強制充電のＳＯＣ域を高めるものとしたが、低ＳＯＣ領域での充電を回避するために、評価値ΣＤが増加するに従って強制充電のＳＯＣ域の下限のみを高めてもよいし、ＳＯＣ域の下限の変更幅とＳＯＣ域の上限の変更幅とを変えてもよい。
【００６４】
なお、評価値ΣＤが下限ＳＤＬに達すると電池１６の充電許容電力Ｗｉｎが制限されるのは、実施の形態１と同じである。
【００６５】
図７は、実施の形態２におけるＥＣＵ２６により実行されるハイレート劣化抑制処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、所定の周期Δｔ毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００６６】
図７を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ６０に代えてステップＳ６５を含む。すなわち、ステップＳ５０において評価値ΣＤがしきい値を下回ったものと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、強制充電のＳＯＣ域をそれまでよりも高める（ステップＳ６５）。
【００６７】
詳細には、図６に示したように、評価値ΣＤがしきい値ＳＤ１を下回ったものと判定されると、ＥＣＵ２６は、強制充電のＳＯＣ域を［ＳＬ１〜ＳＵ１］から［ＳＬ２〜ＳＵ２］へ高める。また、評価値ΣＤがさらにしきい値ＳＤ２（ＳＤ２＜ＳＤ１）を下回ったものと判定されると、ＥＣＵ２６は、強制充電のＳＯＣ域を［ＳＬ２〜ＳＵ２］から［ＳＬ３〜ＳＵ３］へさらに高める。
【００６８】
以上のように、この実施の形態２においては、評価値（ΣＤ）が所定のしきい値（負値）を下回ると、強制充電のＳＯＣ域が高められる。これにより、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において電池１６の充電が行なわれるのを回避することができる。したがって、この実施の形態２によれば、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【００６９】
なお、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両１００は、動力分割装置４によりエンジン２の動力を分割して駆動軸１２とモータジェネレータ６とに伝達可能なシリーズ／パラレル型の車両としたが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンが生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両等にもこの発明は適用可能である。
【００７０】
また、上記の各実施の形態では、電動車両の一例としてハイブリッド車両１００について説明したが、この発明の適用はハイブリッド車両に限定されるものではない。たとえば、電池１６を充電可能な発電装置として燃料電池を搭載した燃料電池車などにも、この発明は適用可能である。
【００７１】
なお、上記において、電池１６は、この発明における「二次電池」の一実施例に対応し、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
【００７２】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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、上記した実施の形態の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及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。
【符号の説明】
【００７３】
２  エンジン、４  動力分割装置、６，１０  モータジェネレータ、８  伝達ギヤ、１２  駆動軸、１４  車輪、１６  電池、１８，２０  電力変換器、２２  車両駆動装置、２４  電流センサ、２６  ＥＣＵ、５２  ＳＯＣ算出部、５４  ダメージ量算出部、５６  評価値算出部、５８  記憶部、６０  判定部、６２  ＳＯＣ制御部、１００  ハイブリッド車両。
【図１】
2016182022.tif 000003
【図２】
2016182022.tif 000004
【図３】
2016182022.tif 000005
【図４】
2016182022.tif 000006
【図５】
2016182022.tif 000007
【図６】
2016182022.tif 000008
【図７】
2016182022.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月9日(2015.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成された車両駆動装置と、
前記車両駆動装置との間で電力を入出力する二次電池と、
前記二次電池に対して入出力される電流を検出する電流センサと、
前記二次電池の充放電を制御するとともに、前記電流センサの検出値を用いて、前記充放電に伴なう前記二次電池の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出する制御装置とを備え、
前記評価値は、前記電流と前記電流の通電時間とに基づいて算出される前記二次電池のダメージ量を積算した値であり、
前記制御装置は、前記評価値が予め定められたしきい値を超えると、前記二次電池の残存容量を上昇させるための制御を実行する、電動車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記残存容量が所定の目標に近づくように前記二次電池の充放電を制御し、さらに、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記残存容量の目標を高める、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記残存容量が所定範囲に入るように前記二次電池の充放電を制御し、さらに、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記所定範囲を高める、請求項１又は請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
電動車両の制御方法であって、
前記電動車両は、
電力を受けて車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成された車両駆動装置と、
前記車両駆動装置との間で電力を入出力する二次電池と、
前記二次電池に対して入出力される電流を検出する電流センサとを含み、
前記制御方法は、
前記電流センサの検出値を用いて、前記二次電池の充放電に伴なう前記二次電池の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出するステップを含み、
前記評価値は、前記電流と前記電流の通電時間とに基づいて算出される前記二次電池のダメージ量を積算した値であり、さらに
前記評価値が予め定められたしきい値を超えると、前記二次電池の残存容量を上昇させるための制御を実行するステップを含む、電動車両の制御方法。
【請求項５】
前記残存容量が所定の目標に近づくように前記二次電池の充放電が制御され、
前記残存容量を上昇させるための制御を実行するステップは、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記残存容量の目標を高めるステップを含む、請求項４に記載の電動車両の制御方法。
【請求項６】
前記残存容量が所定範囲に入るように前記二次電池の充放電が制御され、
前記残存容量を上昇させるための制御を実行するステップは、前記評価値が前記しきい値を超えると、前記評価値が前記しきい値よりも小さいときに比べて前記所定範囲を高めるステップを含む、請求項４又は請求項５に記載の電動車両の制御方法。