(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記車両は、前記２次電池を充電するための充電手段を含み、前記制御装置は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、
前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電手段による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記充電手段と前記切換え手段とを制御するための制御手段とを含む、電池の制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記車両は、前記２次電池を充電するための充電手段を含み、前記制御装置は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、
前記２次電池のＳＯＣを検知するための検知手段と、
前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記充電手段による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための制御手段を含む、電池の制御装置。
【請求項３】
前記車両は、エンジンを含み、
前記充電手段は、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するための手段を含み、
前記制御手段は、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む、請求項２に記載の電池の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、時間に関する予め定められた条件が満足されると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む、請求項２に記載の電池の制御装置。
【請求項５】
前記車両は、ナビゲーション装置を搭載し、
前記制御手段は、前記ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む、請求項４に記載の電池の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、ナビゲーション装置を搭載し、
前記制御手段は、前記ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた第２の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を制限して、前記目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む、請求項４に記載の電池の制御装置。
【請求項７】
エンジンを含む車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記車両は、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するための充電手段を含み、前記制御装置は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、
前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記エンジンを停止させて、前記充電手段による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記充電手段と前記切換え手段とを制御するための制御手段とを含む、電池の制御装置。
【請求項８】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記車両は、前記２次電池を充電するための充電手段を含み、前記制御装置は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、
前記車両の外気温を検知するための検知手段と、
前記検知手段により検知された前記外気温が予め定められた温度以下であって、前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電手段による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記充電手段と前記切換え手段とを制御するための制御手段とを含む、電池の制御装置。
【請求項９】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記車両は、前記２次電池を充電するための充電手段を含み、前記制御装置は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、
前記２次電池の温度を検知するための検知手段と、
前記検知手段により検知された前記２次電池の温度が予め定められた温度以下であって、前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電手段による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記充電手段と前記切換え手段とを制御するための制御手段とを含む、電池の制御装置。
【請求項１０】
前記２次電池は、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかである、請求項１〜９のいずれかに記載の電池の制御装置。
【請求項１１】
前記２次電池と前記負荷とが非接続にされるときの、前記２次電池のＳＯＣは、８０〜１００％である、請求項２〜６のいずれかに記載の電池の制御装置。
【請求項１２】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御方法であって、前記車両は、前記２次電池を充電する充電回路を含み、前記制御方法は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、
前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電回路による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記切換えステップを制御する制御ステップとを含む、電池の制御方法。
【請求項１３】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御方法であって、前記車両は、前記２次電池を充電する充電回路を含み、前記制御方法は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、
前記２次電池のＳＯＣを検知する検知ステップと、
前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記充電回路による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記切換えステップを制御する制御ステップとを含む、電池の制御方法。
【請求項１４】
前記車両は、エンジンを含み、
前記充電回路は、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電する回路を含み、
前記制御ステップは、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するステップを含む、請求項１３に記載の電池の制御方法。
【請求項１５】
前記制御ステップは、時間に関する予め定められた条件が満足されると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するステップを含む、請求項１３に記載の電池の制御方法。
【請求項１６】
前記車両は、ナビゲーション装置を搭載し、
前記制御ステップは、前記ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するステップを含む、請求項１５に記載の電池の制御方法。
【請求項１７】
前記車両は、ナビゲーション装置を搭載し、
前記制御ステップは、前記ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた第２の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を制限して、前記目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電するとともに前記２次電池から前記負荷への放電を禁止して、前記２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように制御するステップを含む、請求項１５に記載の電池の制御方法。
【請求項１８】
エンジンを含む車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する方法であって、前記車両は、前記エンジンを用いて前記２次電池を充電する充電回路を含み、前記制御方法は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、
前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記エンジンを停止させて、前記充電回路による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記切換えステップを制御する制御ステップとを含む、電池の制御方法。
【請求項１９】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御方法であって、前記車両は、前記２次電池を充電する充電回路を含み、前記制御方法は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、
前記車両の外気温を検知する検知ステップと、
前記検知ステップにて検知された前記外気温が予め定められた温度以下であって、前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電回路による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記切換えステップを制御する制御ステップとを含む、電池の制御方法。
【請求項２０】
車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する制御方法であって、前記車両は、前記２次電池を充電する充電回路を含み、前記制御方法は、
前記２次電池と前記車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、
前記２次電池の温度を検知する検知ステップと、
前記検知ステップにて検知された前記２次電池の温度が予め定められた温度以下であって、前記２次電池が予め定められた充電状態になると、前記充電回路による前記２次電池の充電中に、前記２次電池と前記負荷とを非接続にするように、前記切換えステップを制御する制御ステップとを含む、電池の制御方法。
【請求項２１】
前記２次電池は、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかである、請求項１２〜２０のいずれかに記載の電池の制御方法。
【請求項２２】
前記２次電池と前記負荷とが非接続にされるときの、前記２次電池のＳＯＣは、８０〜１００％である、請求項１３〜１７のいずれかに記載の電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池およびその電池を充電する装置を搭載した車両の電池制御に関し、特に、電解液に水酸基を有する２次電池の充電制御に関する。
【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。その際、インバータを構成する各スイッチング素子のスイッチング動作を制御することにより、モータから所望の出力トルクを得ることができる。
【０００３】
このようなハイブリッドシステムを搭載した自動車には、たとえば鉛電池が搭載される。鉛電池は、ＳＯＣ（States Of Charge）が向上するとその凍結温度が低下する特性を有する。すなわち、電池内部の電解液は、ＳＯＣが高い状態であれば比較的低温になるまで凍結せず、逆に、ＳＯＣが低い状態であれば周囲の温度が比較的高くても凍結する可能性がある。具体的には、ＳＯＣが３０％程度の状態では、周囲温度が−１０℃まで低下すると、凍結する可能性がある。このような特性は、自動車を夜間に長時間駐車した時等のように、自動車の駆動系を動作させていない状態で外気温が低下した場合に、問題となる。すなわち、電池の内部の電解液が凍結することにより、電池の損傷等の不具合が発生するおそれがある。
【０００４】
特開平６−２３３４６６号公報は、車両駐車時等における車載の電池の凍結を防止する制御装置を開示する。この公報に開示された制御装置は、車両の周囲温度を検出するセンサと、電池のＳＯＣを検出する回路と、検出されたＳＯＣに対応する凍結温度を求める回路と、求めた凍結温度及び検出された周囲温度に基づき、電池の液が凍結する可能性があるか否かを判定する回路と、可能性があると判定された場合に、エンジン駆動発電機等の充電回路から電池に充電電力を供給する回路とを含む。
【０００５】
この公報に開示された制御装置によると、周囲温度及び電池のＳＯＣが検出される。次に、検出されたＳＯＣに対応する凍結温度が求められ、求められた凍結温度および検出された周囲温度に基づき、電池の液が凍結する可能性があるか否かが判定される。可能性があると判定された場合には、電池の充電動作が実行され、これにより電池のＳＯＣが高められる。この電池は、電池のＳＯＣと凍結温度の関係が、ＳＯＣが向上すると凍結温度が低くなるという関係を有する。このような電池について、上述の制御装置による充電を行なうと、ＳＯＣの向上に伴い凍結温度が低下する。したがって、たとえば、夜間の駐車時等において周囲温度が低くかつ電池のＳＯＣが低いことによる電池の凍結が防止でき、電池の損傷等の不具合の発生を好適に防止できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公報に開示された制御装置を用いると、ＳＯＣの上昇に伴い凍結温度が低下する鉛電池の凍結を防止することができても、以下のような問題が発生する。以下に示す問題は、特に、水酸基を含む電解液を有する電池に対して発生する。
【０００７】
図９に、外気温が−２０℃で、自宅に帰宅した後の１２時間、車両を屋外に駐車した場合の電池温度の変化を示す。図９に示すように、電池の温度は−２０℃近くにまで低下する。このとき、上述の公報のようにＳＯＣを高めておくと、電解液が凍結しないようにすることができる。図１０に電池温度と電池出力との関係を示す。図１０に示すように、電池温度が低いと電池出力が低くなる。すなわち、翌朝のエンジン始動時に電池温度が下がっていると、電解液の凍結が回避できても、電池温度が低いことによる電池出力の低下を回避できず、エンジンを始動するスタータに必要な電力を供給することができないという問題点が発生しうる。
【０００８】
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、水酸基を含む電解液を有する電池において、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置および制御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する。この制御装置は、２次電池と車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換えるための切換え手段と、予め定められた条件が満足されると、充電手段による２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように、充電手段と切換え手段とを制御するための制御手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、電解液に水酸基を含む２次電池の１つであるＮｉＭＨ電池においては、過充電すると、水素ガス（Ｈ2）と酸素ガス（Ｏ2）とが電槽内で発生して電槽内に蓄えられる。２次電池への充放電が行なわれていない状態において、この水素ガスと酸素ガスとは、２次電池の電槽内で再結合反応を発生する。この再結合反応は、発熱反応であるので、電池温度を高める。２次電池が過充電状態であって、２次電池からの放電が全く行なわれていない状態で、２次電池と充放電回路とを切断すると、この後再結合反応は進行する。制御手段は、このような発熱反応により電池温度を低くしたくない条件を満足するとき（たとえば、車両の外気温が低い、電池温度が低いとき）であって、充電手段により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にする。これにより、２次電池は、過充電状態であって、充電中に負荷と切り離される。すなわち、放電が全くされていない状態で負荷と切り離される。この後、外気温の低い屋外に車両が長時間に亘って駐車されても、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応が発生して、電池温度が低くならないようにできる。電池温度が低くならないので、高い電池出力を維持でき、スタータを十分に回転させることなどができる。その結果、水酸基を含む電解液を有する電池において、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、２次電池が予め定められた充電状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、２次電池が過充電の状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００１３】
第３の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、２次電池のＳＯＣを検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、検知手段により検知されたＳＯＣに基づいて、２次電池が満充電に近い状態（たとえば、ＳＯＣが８０〜１００％）になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００１５】
第４の発明に係る制御装置は、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００１６】
第４の発明によると、この車両は、エンジンを含み、充電手段は、エンジンを用いて２次電池を充電する。制御手段は、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣを高める。ＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第５の発明に係る制御装置は、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、時間に関する予め定められた条件が満足されると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、たとえば、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００１９】
第６の発明に係る制御装置は、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００２０】
第６の発明によると、車両に搭載されたナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２１】
第７の発明に係る制御装置は、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた第２の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を制限して、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２２】
第７の発明によると、車両に搭載されたナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を制限して、２次電池を充電してＳＯＣを７０％程度にまで上昇させる。車両が目的地にさらに近づいて駐車される時間がさらに近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を充電してＳＯＣを８０％程度にまで上昇させる。その充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２３】
第８の発明に係る制御装置は、第１〜第７の発明の構成に加えて、充電手段は、エンジンを用いて２次電池を充電するための手段を含む。制御手段は、エンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００２４】
第８の発明によると、車両に搭載されたエンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２５】
第９の発明に係る制御装置は、第１〜第８のいずれかの発明の構成に加えて、車両の外気温を検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検知手段により検知された外気温が予め定められた温度以下であって、予め定められた条件が満足されると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００２６】
第９の発明によると、外気温が低い場合には、長時間屋外に車両を駐車すると、電池温度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。そのため、外気温が低い場合であって、充電手段により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２７】
第１０の発明に係る制御装置は、第１〜第８のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池の温度を検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検知手段により検知された温度が予め定められた温度以下であって、予め定められた条件が満足されると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するための手段を含む。
【００２８】
第１０の発明によると、電池温度が低い場合には、長時間屋外に車両を駐車すると、さらに電池温度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。そのため、電池温度が低い場合であって、充電手段により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００２９】
第１１の発明に係る制御装置は、第１〜第１０のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池は、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかであるものである。
【００３０】
第１１の発明によると、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかに適用して、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００３１】
第１２の発明に係る制御装置は、第３〜第７のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池と負荷とが非接続にされるときの、２次電池のＳＯＣは、８０〜１００％であるものである。
【００３２】
第１２の発明によると、ＳＯＣを再結合反応が発生する８０〜１００％の状態であって、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御装置を提供することができる。
【００３３】
第１３の発明に係る制御方法は、車両に搭載された、電解液に水酸基を含む２次電池の充放電を制御する。この制御方法は、２次電池と車両に搭載された負荷との接続および非接続を切換える切換えステップと、予め定められた条件が満足されると、充電回路による２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように、切換えステップとを制御する制御ステップとを含む。
【００３４】
第１３の発明によると、電解液に水酸基を含む２次電池の１つであるＮｉＭＨ電池においては、過充電すると、水素ガスと酸素ガスとが電槽内で発生して電槽内に蓄えられる。２次電池への充放電が行なわれていない状態において、この水素ガスと酸素ガスとは、２次電池の電槽内で再結合反応を発生する。この再結合反応は、発熱反応であるので、電池温度を高める。２次電池が過充電状態であって、２次電池からの放電が全く行なわれていない状態で、２次電池と充放電回路とを切断すると、この後再結合反応は進行する。制御ステップは、このような発熱反応により電池温度を低くしたくない条件を満足するとき（たとえば、車両の外気温が低い、電池温度が低いとき）であって、充電回路により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にする。これにより、２次電池は、過充電状態であって、充電中に負荷と切り離される。すなわち、放電が全くされていない状態で負荷と切り離される。この後、外気温の低い屋外に車両が長時間に亘って駐車されても、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応が発生して、電池温度が低くならないようにできる。電池温度が低くならないので、高い電池出力を維持でき、スタータを十分に回転させることなどができる。その結果、水酸基を含む電解液を有する電池において、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００３５】
第１４の発明に係る制御方法は、第１３の発明の構成に加えて、制御ステップは、２次電池が予め定められた充電状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００３６】
第１４の発明によると、２次電池が過充電の状態になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００３７】
第１５の発明に係る制御方法は、第１３の発明の構成に加えて、２次電池のＳＯＣを検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップは、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００３８】
第１５の発明によると、検知ステップにて検知されたＳＯＣに基づいて、２次電池が満充電に近い状態（たとえば、ＳＯＣが８０〜１００％）になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００３９】
第１６の発明に係る制御方法は、第１５の発明の構成に加えて、制御ステップは、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００４０】
第１６の発明によると、この車両は、エンジンを含み、充電回路は、エンジンを用いて２次電池を充電する。制御ステップは、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣを高める。ＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００４１】
第１７の発明に係る制御方法は、第１５の発明の構成に加えて、制御ステップは、時間に関する予め定められた条件が満足されると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００４２】
第１７の発明によると、たとえば、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００４３】
第１８の発明に係る制御方法は、第１７の発明の構成に加えて、制御ステップは、ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００４４】
第１８の発明によると、車両に搭載されたナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を過充電して、その充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００４５】
第１９の発明に係る制御方法は、第１７の発明の構成に加えて、制御ステップは、ナビゲーション装置からの出力に基づいて、目的地到着までの時間が予め定められた第２の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を制限して、目的地到着までの時間が、予め定められた第１の時間以内になると、エンジンを用いて２次電池を充電するとともに２次電池から負荷への放電を禁止して、２次電池のＳＯＣが予め定められた値以上になると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００４６】
第１９の発明によると、車両に搭載されたナビゲーション装置からの出力に基づいて、車両が目的地に近づいて駐車される時間が近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を制限して、２次電池を充電してＳＯＣを７０％程度にまで上昇させる。車両が目的地にさらに近づいて駐車される時間がさらに近くなったことを検知すると、２次電池からの放電を禁止して、２次電池を充電してＳＯＣを８０％程度にまで上昇させる。その充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００４７】
第２０の発明に係る制御方法は、第１３〜第１９のいずれかの発明の構成に加えて、制御ステップは、エンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００４８】
第２０の発明によると、車両に搭載されたエンジンを停止させて、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００４９】
第２１の発明に係る制御方法は、第１３〜第２０のいずれかの発明の構成に加えて、車両の外気温を検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップは、検知ステップにて検知された外気温が予め定められた温度以下であって、予め定められた条件が満足されると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００５０】
第２１の発明によると、外気温が低い場合には、長時間屋外に車両を駐車すると、電池温度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。そのため、外気温が低い場合であって、充電回路により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００５１】
第２２の発明に係る制御方法は、第１３〜第２０のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池の温度を検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップは、検知ステップにて検知された温度が予め定められた温度以下であって、予め定められた条件が満足されると、２次電池の充電中に、２次電池と負荷とを非接続にするように制御するステップを含む。
【００５２】
第２２の発明によると、電池温度が低い場合には、長時間屋外に車両を駐車すると、さらに電池温度が低くなり、電池出力が低下するおそれがある。そのため、電池温度が低い場合であって、充電回路により充電された２次電池が過充電であるという条件を満足すると、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００５３】
第２３の発明に係る制御方法は、第１３〜第２２のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池は、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかであるものである。
【００５４】
第２３の発明によると、ＮｉＭＨ電池およびＮｉＣｄ電池のいずれかに適用して、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００５５】
第２４の発明に係る制御方法は、第１５〜第１９のいずれかの発明の構成に加えて、２次電池と負荷とが非接続にされるときの、２次電池のＳＯＣは、８０〜１００％であるものである。
【００５６】
第２４の発明によると、ＳＯＣを再結合反応が発生する８０〜１００％の状態であって、２次電池の充電中に２次電池と負荷とを非接続にして、水素ガスと酸素ガスとの再結合反応（発熱反応）を発生させることができる。その結果、電池温度の低下に伴う電池出力の低下を防止できる、電池の制御方法を提供することができる。
【００５７】
【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。
【００５８】
本発明の実施の形態にかかる電池制御システムを含む車両について説明する。図１に、この電池制御システムが搭載された車両のパワートレインを示す。この車両は、以下に示すハイブリットシステムと呼ばれるパワートレインを搭載する。
【００５９】
ここで、簡単にハイブリッドシステムについて説明する。ハイブリッドシステムとは、ガソリンエンジンと電気モータのように、２種類の動力源を組合せて使用するパワートレインである。このシステムは、走行条件に応じて、ガソリンエンジンと電気モータとを使い分け、それぞれの持つ長所を活かしつつ、不得意な部分を補うことができる。そのため、滑らかでレスポンスの良い動力性能とともに、燃料消費や排出ガスを大幅に抑制できるという特徴を有する。このハイブリットシステムには、大別してシリーズハイブリットシステムおよびパラレルハイブリッドシステムの２種類がある。
【００６０】
シリーズ（直列）ハイブリッドシステムは、車輪の駆動を電気モータで行ない、エンジンは、電気モータへの動力供給源として作動する。小さな出力のエンジンを効率良い領域でほぼ一定回転で運転し、効率良く充電しながら走行できる。
【００６１】
パラレル（並列）ハイブリッドシステムは、エンジンと電気モータとで車輪を直接駆動する。このシステムでは、電気モータは、エンジンの動力のアシストを行なうとともに、発電機としてバッテリを充電しながら走行することも可能である。
【００６２】
図１に示したパワートレインは、パラレルハイブリッドシステムおよびシリーズハイブリッドシステムの両方の特徴を有するパラレルシリーズハイブリッドシステムである。このパワートレインは、フロントユニットがパラレルハイブリッドシステム、リアユニットがフロントのモータジェネレータで発電した電力を使用する、シリーズハイブリッドシステムの要素を含む。
【００６３】
このパワートレインは、無段変速機１００と、動力源としてのエンジン２００と、無段変速機１００と、エンジン２００を制御する制御装置３００とを含む。無段変速機１００の入力軸７００は、エンジン２００に接続され、無段変速機１００の出力軸７５０は、駆動輪（前輪）８００に接続されている。さらに、このパワートレインは、車両の走行用に直流電力を供給するバッテリ１３００と、バッテリ１３００に接続されたインバータ１２００と、インバータ１２００に接続されたモータジェネレータ２０００と、エンジン２００からの動力およびモータジェネレータ２０００からの動力を分配する動力分配機構１０００とを含む。
【００６４】
制御装置３００は、駆動輪（前輪）８００に対する目標トルクを発生させるための指示トルクに基づいて、動力源であるエンジン２００およびモータジェネレータ２０００に接続されたインバータ１２００を制御する。このとき、制御装置３００は、無段変速機１００の入力軸７００に所定の駆動力が入力されるように、動力分配機構１０００を制御する。
【００６５】
さらに、このパワートレインは、駆動輪（後輪）２２００と、駆動輪（後輪）２２００の動力源としてのモータジェネレータ２０５０とを含む。モータジェネレータ２０５０の出力軸２１００は、駆動輪（後輪）２２００に接続されている。モータジェネレータ２０５０は、インバータ１２００に接続され、インバータ１２００を介して、バッテリ１３００から電力が供給される。
【００６６】
制御装置３００は、駆動輪（後輪）２２００に対する目標トルクを発生させるための指示トルクに基づいて、動力源であるモータジェネレータ２０５０に接続されたインバータ１２００を制御する。
【００６７】
この車両の駆動輪（前輪）８００の動力源は、エンジン２００およびモータジェネレータ２０００であって、駆動輪（後輪）２２００の動力源は、モータジェネレータ２０５０である。モータジェネレータ２０００からの駆動力は、出力軸７５０を介して駆動輪（前輪）８００に伝達され、モータジェネレータ２０５０からの駆動力は、出力軸２１００を介して駆動輪（後輪）２２００に伝達される。このモータジェネレータ２０００、２０５０は、駆動時にはモータとして使用され、制動時にはジェネレータとして使用される。
【００６８】
この車両は、このようなパワートレインを有するため、たとえば、エンジン２００を回転させて、その回転力を、動力分配機構１０００でモータジェネレータ２０００と無断変速機１００とに分配して、車両を走行させながら、モータジェネレータ２０００により発電してバッテリ１３００を充電させることができる。この場合、駆動輪（前輪）８００のみで車両を駆動し、駆動輪（後輪）２２００を駆動しないので、モータジェネレータ２０５０からモータとして機能しないで、モータジェネレータ２０５０から駆動輪（後輪）２２００に駆動力が伝達されない。そのため、走行中にバッテリ１３００から放電させることなく、バッテリ１３００を充電させることができる。また、このようにして車両を走行させると、車両が制動状態にあるか否かに関わらず、バッテリ１３００から放電させることなく、走行中に充電のみを行なわせることができる。
【００６９】
この車両に搭載されるバッテリ１３００は、ＮｉＭＨ電池である。なお、本発明に係る電池の制御装置は、このＮｉＭＨ電池に適用されるものに限定されず、電解液に水酸基を含む、全ての電池に適用できる。さらに、本発明に係る電池制御システムは、上述したパワートレインに適用されることに限定されない。車両の走行中に、車両に搭載したバッテリから放電させることなく、そのバッテリを充電させることができる全てのパワートレインに、本発明に係る電池制御システムは適用される。
【００７０】
図２を参照して、本実施の形態に係る電池制御システムについて説明する。この電池制御システムは、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１００と、電池ＥＣＵ３１００に接続されたナビゲーションシステム３２００と、電池温度センサ３３００と、外気温センサ３４００と、モータジェネレータ３５００と、電池メインリレー３６００とを含む。モータジェネレータ３５００は、図１に示したモータジェネレータ２０００である。以下の説明では、モータジェネレータは、モータジェネレータ３５００と記載する。
【００７１】
電池ＥＣＵ３１００は、インバータ３１０２と、この電池制御システムの全体を制御する電池制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０４と、ＣＰＵ３１０４で実行される電池制御プログラムやそのプログラムの実行結果を記憶するメモリ３１０６と、予め設定された時間の経過を検知するタイマ３１０８とを含む。このインバータ３１０２は、図１に示したインバータ１２００である。以下の説明では、インバータは、インバータ３１０２と記載する。
【００７２】
電池ＥＣＵ３１００は、目標ＳＯＣに従って、インバータ３１０２の界磁コイルへの電流値を増減させる。電池ＥＣＵ３１００により、インバータ３１０２の界磁コイルへの電流値が増減されると、バッテリ１３００への充電量が制御されて、充電電流値および充電電圧値が変化する。電池ＥＣＵ３１００により、インバータ３１０２の界磁コイルへの電流値が増加されると、バッテリ１３００への充電電流値および充電電圧値が上昇する。バッテリ１３００への充電電流値および充電電圧値が上昇して目標ＳＯＣになるように、バッテリ１３００のＳＯＣが電池ＥＣＵ３１００により制御される。
【００７３】
電池ＥＣＵ１３００は、バッテリ１３００から放電されておらず、かつバッテリ１３００への充電されているときに、電池メインリレー３６００を遮断することができる。このようにすると、バッテリ１３００は、充電中の状態でその動作を停止させることができる。
【００７４】
図３を参照して、ＮｉＭＨ電池であるバッテリ１３００の内部で発生する化学反応について説明する。通常の反応時には、充電時に、正極側で「Ｎｉ（ＯＨ）2＋ＯＨ-  →  ＮｉＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-  （１）」の反応が、負極側で「Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-  →  ＭＨ＋ＯＨ-  （２）」の反応が発生している。全体としては、「Ｎｉ（ＯＨ）2＋Ｍ  →  ＮｉＯＯＨ＋ＭＨ  （３）」の反応が発生している。放電時には、逆の方向に反応が進む。なお、「Ｍ」は、水素吸蔵合金である。
【００７５】
このような化学反応とともに、過充電時に、正極側で「ＯＨ-  →  １／２Ｈ2Ｏ＋１／４Ｏ2↑＋ｅ-  （４）」の反応が、負極側で「Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-  →  ＭＨ＋ＯＨ-  （５）」の反応と「ＭＨx  →  Ｍ＋Ｘ／２Ｈ2↑  （６）」の反応とが発生している。この過充電時（ＳＯＣがおよそ８０％以上）における反応は、通常の充電時にも一部発生している。過充電時（ＳＯＣが１００％以上）では、この過充電時における反応のみが発生している。
【００７６】
さらに、このような過充電時の状態で電池のメインリレー３６００を遮断すると、再結合反応が発生する。この再結合反応においては、バッテリ１３００の内部において、「ＭＨx＋Ｏ2  →  ＭＨx-4＋２Ｈ2Ｏ  （７）」の反応と、「ＭＨx＋Ｈ2  →  ＭＸX+2  （８）」の反応とが発生する。この式からわかるように、バッテリ１３００の内部では、水素吸蔵合金中の水素が酸素ガスを還元するとともに、水素吸蔵合金の撥水性により直接水素を吸蔵している。この再結合反応においては、全体として、「２Ｈ2＋Ｏ2  →  ２Ｈ2Ｏ＋Ｑ（発熱）」ように、発熱反応が発生する。
【００７７】
この発熱は、ＳＯＣが１００％を越えるように過充電した方が、より大きな発熱量を得ることができるが、バッテリの寿命が短くなるので過度の過充電は好ましくない。そのため、ＳＯＣが８０〜１００％で充電して、この再結合反応を発生させて熱を発生させる。より具体的には、ＳＯＣが７０％ぐらいまで充電する通常の充電制御に加えて、さらに３〜５分の間は充電のみを行ない、ＳＯＣを８０％ぐらいまで高める。この充電状態のまま、電池メインリレー３６００を遮断する。このようにすると、再結合反応が促進されて、より大きな熱量を得ることができる。なお、ＳＯＣを１００％程度にして、バッテリを一旦放電状態にしてから、電池メインリレー３６００を遮断すると、再結合反応が促進されず、より大きな熱量を得ることができない。
【００７８】
図４を参照して、本実施の形態に係る電池制御システムの電池ＥＣＵ３１００のＣＰＵ３１０４で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＣＰＵ３１０４は、現在時刻が目的地到着の１０分前に到達したか否かを判断する。この判断は、電池ＥＣＵ３１００に接続されたナビゲーションシステム３２００からの入力信号に基いて行なわれる。なお、ナビゲーションシステム３２００は、目的地登録機能と、目的地到着までの予測時間を算出する機能と、算出された目的地到着までの予測時間を予め定められた時間ごとに（１分ごとに）電池ＥＣＵ３１００に出力する機能とを有する。目的地到着の１０分前になると（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Ｓ１００へ戻され、現在時刻が目的地到着の１０分前になるまで待つ。
【００８０】
Ｓ２００にて、ＣＰＵ３１０４は、電池温度＜０℃または外気温＜−１０℃であるか否かを判断する。この判断は、電池温度センサ３３００から入力された電池温度または外気温センサ３４００から入力された外気温に基いて行なわれる。電池温度が＜０℃であるか外気温が＜−１０℃であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８１】
Ｓ３００にて、ＣＰＵ３１０４は、充電優先制御モードへ移行する。このとき、制御ＳＯＣを７０％に設定する。このとき、電池ＥＣＵ３１００から制御装置３００へ、充電優先制御モードへ移行したことを表わすフラグが送信される。制御装置３００においては、放電を禁止することはしないが、エンジン２００の駆動力の一部を動力分配機構１０００を用いてモータジェネレータ２０００に伝達し、モータジェネレータ３５００を発電機として機能させ、インバータ３１０２を介して得られた直流電力をバッテリ１３００に供給する。このとき、エンジン２００の駆動力の一部以外は、動力分配機構１０００により無断変速機１００に伝達され、無断変速機１００から出力軸７５０を介して駆動輪（前輪）８００を駆動させる。
【００８２】
これにより、車両の走行中にバッテリ１３００からの放電を抑制しつつ、車両をエンジン２００により駆動させることができる。このとき、バッテリ１３００を駆動源とするモータジェネレータ２０５０は、モータとして機能しない。また、このとき電池ＥＣＵ３１００は、インバータ３１０２の界磁コイルの電流値を増減させて、制御ＳＯＣである７０％に、実際のＳＯＣが到達するように制御する。
【００８３】
Ｓ４００にて、ＣＰＵ３１０４は、現在時刻が目的地到着の２分前に到達したか否かを判断する。目的地到着の２分前になると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ戻され、現在時刻が目的地到着の２分前に到達するまで待つ。
【００８４】
Ｓ５００にて、ＣＰＵ３１０４は、放電禁止モードへ移行する。このとき、制御ＳＯＣを８０％に設定する。この放電禁止モードは、前述のＳ３００における充電優先制御モードよりも、充電を優先させたモードであって、電池１３００からの放電を完全に禁止するモードである。これにより、電池１３００には、エンジン２００から動力分配機構１０００、モータジェネレータ３５００およびインバータ３１０２を介して得られた電力が供給される。また、バッテリ１３００から、図１に示すモータジェネレータ２０５０およびこの車両の補機類に対して、バッテリ１３００から電力が供給されない。このとき、電池ＥＣＵ３１００のインバータ３１０２の界磁コイルへの電流値がさらに増加され、制御ＳＯＣが８０％になるように制御される。
【００８５】
Ｓ６００にて、ＣＰＵ３１０４は、車両停止要求を検知したか否かを判断する。この判断は、電池ＥＣＵ３１００にイグニッションスイッチのオフを検知することにより行なわれる。車両停止要求を検知すると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ５００に戻され、車両の停止要求を検知するまで待つ。
【００８６】
Ｓ７００にて、ＣＰＵ３１０４は、充電中に電池メインリレー３６００をオフにする。Ｓ８００にて、ＣＰＵ３１０４は、ハイブリッドシステムを停止させる。
【００８７】
以上のような構造をフローチャートに基く、本実施の形態に係る電池制御システムの動作について説明する。
【００８８】
図１に示すパワートレインを搭載した車両が走行中に、ナビゲーションシステム３２００の入力信号により電池ＥＣＵ１００が目的地到着の１０分前を検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電池温度センサ３３００または外気温センサ３４００により検知された電池温度または外気温に基いて、電池の昇温動作を実行するか否かが判断される。電池温度が０℃未満または外気温度が−１０℃未満であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、充電優先制御モードへ移行する（Ｓ３００）。このとき、制御ＳＯＣが７０％に設定される。
【００８９】
図５を用いて、この充電優先制御モードについて説明する。図５は、バッテリ１３００のＳＯＣと、バッテリ１３００の充放電電流との時間的な変化を表わす。図５に示すように、電池１３００に対しては、インバータ１２００からの充電電流およびバッテリ１３００からインバータ１２００への放電電流が、プラス側を放電としてマイナス側を充電として流れる。このとき、何ら優先モードが設定されていない場合には、６００（ｓｅｃ）以降のように、放電電流の時間積算値の方が充電電流の時間積算値よりも多ければ、ＳＯＣが徐々に低下する。その一方、２００（ｓｅｃ）から３５０（ｓｅｃ）のように、充電優先制御モードであると、１０（Ａ）程度の充電電流が電池１３００に流れるように制御される。このとき、放電禁止モードではないため、バッテリ１３００からインバータ３１０２を介して放電されるが、その放電電流を上回るように充電電流が設定され、その充電電流をモータジェネレータ３５００が出力するように制御される。
【００９０】
さらに車両が走行を継続し、車両が目的地に到着し、車両の運転者がイグニッションスイッチをオフにすると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、充電中の状態で、電池のメインリレー３６００がオフされる（Ｓ７００）。その後、ハイブリッドシステムが停止され（Ｓ８００）、車両は長時間（１２時間程度）駐車された状態となる。
【００９１】
図６を参照して、このときの動作とＳＯＣとの関係を説明する。走行開始から目的地到着の１０分前までは、通常のハイブリッド走行が行なわれて、ＳＯＣは、その走行状態によって上下動する。目的地到着の１０分前であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電池温度が０℃未満または外気温が−１０℃未満であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、充電優先制御モードに移行する（Ｓ３００）。このとき、目的地到着の１０分前から２分前においては、充放電しながらＳＯＣを７０％になるように、充電優先制御モードによりモータジェネレータ２０００が制御される。
【００９２】
さらに目的地到着の２分前になると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、放電禁止モードに移行する（Ｓ５００）。このとき制御ＳＯＣが８０％に設定される。このとき、図６に示すように、目的地到着の２分前からは、充電のみが行なわれ、放電が禁止される。そのためＳＯＣは、短時間で（２分）、１０％向上し、制御ＳＯＣである８０％に到達する。
【００９３】
この後、車両は長時間（１２時間程度）駐車されることになる。このとき、図７に示すように、ハイブリッドシステムが停止してから（Ｓ８００）、２時間程度の間は、図３に示す再結合反応が発生し、再結合反応による発熱が持続する。そのため、ハイブリッドシステム停止時に１０℃程度であった電池温度は、２０℃付近まで上昇する。その後は（２時間以降）、再結合反応が終了し、発熱は維持されず徐々に電池温度は低下する。
【００９４】
図８を参照して、外気温が−２０℃である場合の、電池温度の１２時間の変化を示す。目的地を自宅とし、帰宅時にハイブリッドシステムを停止したときには（Ｓ８００）、電池温度が１０℃であったとする。充電中に電池メインリレー３６００をオフにした場合の昇温制御が行なわれると、２０時頃には電池温度が２０℃付近まで上昇する。その後、外気温が−２０℃であることにより、バッテリ１３００は冷却され、徐々に温度が低下し、６時頃には電池温度は−１０℃付近になる。
【００９５】
また、図８に示すように、電池の昇温制御を行なうが、充電中に電池メインリレー３６００をオフにするのではなく、放電後に電池メインリレー３６００をオフにした場合には、図３に示す再結合反応が抑制されてしまい、２１時付近において、電池温度が１２〜１３℃にしか上昇しない。そのため、３時頃に電池温度は−１０℃付近になり、さらにその後電池温度が低下してしまう。
【００９６】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池制御システムは、ハイブリッドシステムを搭載した車両において、車両が長時間駐車する前の１０分前になると、充電優先制御モードに移行して、ＳＯＣが７０％になるように制御される。さらに長時間駐車される２分前になると、放電が禁止され、ＳＯＣが８０％になるように制御される。その充電中に、すなわち、バッテリ１３００からの放電電流が０である状態において、電池メインリレーがオフにされる。これにより、バッテリは充電中に充放電回路と遮断される。その結果、バッテリは過充電状態において、充電中に充放電回路と遮断されるため、再結合反応の要因である水素ガスと酸素ガスとが電槽内に十分に蓄えられた状態でハイブリッドシステムが停止する。その状態で充放電反応が行なわれないと、電槽内に発生した水素ガスと酸素ガスとが再結合し、その再結合時に発生する熱により、電池温度が上昇する。その結果、長時間車両を駐車しても、その反応熱により電池温度が一旦上昇するため、長時間の駐車後も電池温度が極度に低下することを防止することができる。
【００９７】
なお、図４に示したフローチャートの中で、Ｓ２００における処理は、電池温度が０℃未満または外気温が−１０℃未満であることを条件としたが、これに限定されない。たとえば、電池温度が０℃未満かつ外気温が−１０℃未満であるときに、充電優先制御モードに移行するようにしてもよい。さらに、上述した説明において、目的地到着までの時間である１０分および２分は、一例であり、これに限定されない。これらの時間は、ＳＯＣを所定分上昇させる時間に基づいて、設定される。
【００９８】
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制御システムが搭載される車両のパワートレインの制御ブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る電池制御システムの制御ブロック図である。
【図３】  バッテリにおける化学反応式をまとめた図である。
【図４】  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５】  充放電電流とＳＯＣとの関係を示す図である。
【図６】  車両の走行経過に伴うＳＯＣの時間変化を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係る電池制御システムにおける電池温度の時間変化を示す図（その１）である。
【図８】  本発明の実施の形態に係る電池制御システムにおける電池温度の時間変化を示す図（その２）である。
【図９】  従来技術に係る電池制御システムにおける電池温度の時間変化を示す図である。
【図１０】  電池温度と電池出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００  無段変速機、２００  エンジン、３００  制御装置、７００  入力軸、７５０、２１００  出力軸、８００  駆動輪（前輪）、１０００  動力分配機構、１２００  インバータ、１３００  バッテリ、２０００、２０５０  モータジェネレータ、２２００  駆動輪（後輪）。
【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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