二次電池の監視装置
【課題】二次電池におけるハイレート抵抗上昇量を適切に推定する。
【解決手段】ＥＣＵは、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０とを含む。取得部６１０は、バッテリの測定電流Ｉｒを取得する。取得部６２０は、バッテリの測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを取得する。抵抗算出部６３０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒを用いて、バッテリの測定抵抗Ｒｒを算出する。推定部６４０は、測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを入力変数として、予め与えられた電池モデルからバッテリの推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍを算出する。ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを、ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒ＝（１−１／Ｄｈ）×Ｒｒの算出式で算出する。
【解決手段】ＥＣＵは、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０とを含む。取得部６１０は、バッテリの測定電流Ｉｒを取得する。取得部６２０は、バッテリの測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを取得する。抵抗算出部６３０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒを用いて、バッテリの測定抵抗Ｒｒを算出する。推定部６４０は、測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを入力変数として、予め与えられた電池モデルからバッテリの推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍを算出する。ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを、ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒ＝（１−１／Ｄｈ）×Ｒｒの算出式で算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の監視装置に関し、特に、二次電池の劣化状態を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流での二次電池の充放電（以下、「ハイレート充放電」ともいう）が継続されると、二次電池の内部抵抗が一時的（可逆的）に上昇する場合がある。このような状態が継続すると、二次電池の劣化が促進されてしまう（以下、ハイレート充放電の継続に起因する電池の劣化を「ハイレート劣化」ともいう）。そのため、二次電池の状態がハイレート劣化が生じ得る状態であるか否かを適確に把握することが望ましい。
【０００３】
特開２００９−１２３４３５号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池の状態がハイレート劣化が生じ得る状態であるか否かを評価するためのハイレート劣化評価値を算出し、そのハイレート劣化評価値を用いてハイレート劣化を抑制する技術が開示されている。具体的には、特許文献１では、電解液中のリチウム塩濃度の偏りの変化に対応させてバッテリ劣化評価値を算出し、バッテリ劣化評価値が目標値を超えたか否かに応じて放電電力を制限している。
【０００４】
また、特開２０１０−６０４０６号公報（特許文献２）には、予め与えられた電池モデル式を用いてハイレート劣化の有無を推定する技術が開示されている。この電池モデル式では、電極における電気化学反応を示す式（「バトラー・ボルマーの式」と呼ばれる式）や、充放電時における電極の表面での電極反応、電極内部および電解液中のリチウムの拡散、各部位での電位分布や温度分布などがモデリングされている。この電池モデル式を用いると、実際に測定された電池の測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂに対応する電池の推定電流Ｉｍを求めることができる。そして、電池モデルで求めた推定電流Ｉｍと実際に測定された測定電流Ｉｒとに乖離が発生したときにハイレート劣化が生じていると推定する。なお、以下の説明では、特許文献２に記載の電池モデル式を用いて推定電流Ｉｍや推定抵抗Ｒｍなどの電池に関する情報を推定する制御を「ＳＯＨ（State Of Health）制御」とも称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２３４３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１、２に開示された従来技術では、ハイレート劣化を検出することはできても、ハイレート充放電の継続に伴なう二次電池の内部抵抗の一時的な上昇量（以下、「ハイレート抵抗上昇量」ともいう）そのものを推定することはできない。そのため、二次電池の劣化状態を正確には把握できず、急激なハイレート抵抗上昇が発生した場合に電池劣化保護が遅れたり、充放電の制限量を無駄に高くしたりすることを余儀なくされていた。
【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、その目的は、二次電池におけるハイレート抵抗上昇量を適切に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る二次電池の監視装置は、二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、予め与えられた電池モデルに従って、電池電圧および電池温度の測定値に対応する電池電流を推定する電流推定部と、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部とを備える。ハイレート劣化量算出部は、電池電流の測定値をＩｒ、電池電流の測定値および電池電圧の測定値から求まる電池抵抗の測定値をＲｒ、電池モデルに従って推定される電池電流の推定値をＩｍ、電池電流の推定値と電池電圧の測定値と電池電流の測定値と電池温度の測定値とから求まる電池抵抗の推定値をＲｍとするとき、ハイレート劣化量を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍのいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【０００９】
好ましくは、ハイレート劣化量算出部は、ハイレート劣化量の上昇率を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒのいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【００１０】
この発明の別の局面に係る二次電池の監視装置は、二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部と、二次電池の経年劣化による電池抵抗の定常的な上昇量を磨耗劣化量として算出する磨耗劣化量算出部とを備える。磨耗劣化量算出部は、二次電池の充放電停止状態が所定時間以上継続した後に測定された電池電流および電池電圧から求まる電池抵抗の測定値をＲＲ１、二次電池の未使用時の初期抵抗をＲｒ０とするとき、磨耗劣化量をＲＲ１−Ｒｒ０の算出式を用いて算出して記憶する。ハイレート劣化量算出部は、二次電池の充放電が可能な状態で測定された電池電流および電池電圧から求まる電池抵抗の測定値をＲＲ２、記憶された磨耗劣化量をΔＲａとするとき、ハイレート劣化量を、ＲＲ２−Ｒｒ０−ΔＲａおよびＲＲ２−ＲＲ１のいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【００１１】
好ましくは、監視装置は、ハイレート劣化量が所定値を超える場合に、二次電池がハイレート劣化状態であると判定する状態判定部をさらに備える。
【００１２】
好ましくは、監視装置は、状態判定部によって二次電池がハイレート劣化状態であると判定された場合、二次電池の充放電を制限し、二次電池がハイレート劣化状態であると判定されない場合、二次電池の充放電の制限を解除する充放電制御部をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、監視装置は、二次電池の充放電履歴に基づいて、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の劣化の度合いを示すハイレート劣化評価値を、二次電池の放電に応じて放電側に変化させ、二次電池の充電に応じて充電側に変化させるように算出する評価値算出部と、ハイレート劣化評価値と充電側閾値および放電側閾値との比較結果に応じて、ハイレート劣化量が増加した要因が充電および放電のいずれであるのかを判定する要因判定部とをさらに備える。
【００１４】
好ましくは、監視装置は、二次電池の充電および放電のいずれか一方が制限された状態でハイレート劣化量が上昇した場合、ハイレート劣化量が増加した要因が、充電および放電のうち制限された方とは反対の方であると判定する要因判定部をさらに備える。
【００１５】
好ましくは、二次電池は、車両に搭載されるリチウムイオン二次電池である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、二次電池におけるハイレート抵抗上昇量を適切に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】二次電池の監視装置を搭載した車両の構造を示す図である。
【図２】バッテリ周辺の構造を示す図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図（その１）である。
【図４】ＥＣＵの機能ブロック図（その２）である。
【図５】バッテリの内部抵抗の変化とＥＣＵの動作を模式的に示す図である。
【図６】ＥＣＵの機能ブロック図（その３）である。
【図７】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図８】ＥＣＵの機能ブロック図（その４）である。
【図９】ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよびバッテリ劣化評価値Ｄの変化とＥＣＵの動作を模式的に示す図である。
【図１０】ＥＣＵの機能ブロック図（その５）である。
【図１１】ＥＣＵの機能ブロック図（その６）である。
【図１２】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その１）である。
【図１３】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その２）である。
【図１４】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その３）である。
【図１５】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【図１７】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その４）である。
【図１８】ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に係る二次電池の監視装置を搭載した車両の構造を示す図である。車両は、エンジン１００と、発電機（ジェネレータ）２００と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３００と、電池（バッテリ）４００、電動機（モータ）５００と、これらのすべてに接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００とを含む。なお、図１に示す車両は、エンジン１００、ジェネレータ２００、モータ５００を搭載したハイブリッド車両であるが、本発明を適用可能な車両は図１に示す車両に限定されず、電力エネルギを用いて走行する車両全般に適用可能である。
【００２０】
エンジン１００が発生する動力は、動力分配機構７００により、２経路に分割される。一方は減速機８００を経由して車輪９００を駆動する経路である。もう一方は、発電機２００を駆動させて発電する経路である。
【００２１】
発電機２００は、動力分配機構７００により分配されたエンジン１００の動力により発電するが、発電機２００により発電された電力は、車両の運転状態や、バッテリ４００の残存容量（以下、単に「ＳＯＣ（State Of Charge）」ともいう）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、発電機２００により発電された電力はそのままモータ５００を駆動させる電力となる。一方、バッテリ４００のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、発電機２００により発電された電力は、ＰＣＵ３００のインバータ３０２により交流電力から直流電力に変換され、コンバータ３０４により電圧が調整された後、バッテリ４００に蓄えられる。
【００２２】
バッテリ４００は、複数のリチウムイオン二次電池セルを一体化したモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。リチウムイオン二次電池セルの正極は、リチウムイオン（以下「Ｌｉ塩」ともいう）を可逆的に吸蔵／放出可能な材料（たとえばリチウム含有酸化物）から成り、充電過程においてＬｉ塩を電解液に放出し、放電過程において電解液中のＬｉ塩を吸蔵する。リチウムイオン二次電池セルの負極は、Ｌｉ塩を可逆的に吸蔵／放出可能な材料（たとえば炭素）から成り、充電過程において電解液中のＬｉ塩を吸蔵し、放電過程においてＬｉ塩を電解液に放出する。
【００２３】
モータ５００は、三相交流モータであり、バッテリ４００に蓄えられた電力および発電機２００により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。モータ５００の駆動力は、減速機８００を経由して車輪９００に伝えられる。これにより、モータ５００は、エンジン１００をアシストして車両を走行させたり、モータ５００からの駆動力のみにより車両を走行させたりする。
【００２４】
一方、車両の回生制動時には、減速機８００を経由して車輪９００によりモータ５００が駆動され、モータ５００が発電機として作動させられる。これによりモータ５００は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータ５００により発電された電力は、インバータ３０２を経由してバッテリ４００に蓄えられる。
【００２５】
ＥＣＵ６００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００２６】
図２は、バッテリ４００の周辺の構造を示す図である。図２に示すように、バッテリ４００には、バッテリ４００の両端電圧を検出する電圧センサ６０１と、バッテリ４００の充放電電流を検出する電流センサ６０２と、バッテリ４００の温度を検出する温度センサ６０３とが設けられる。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ６００に出力する。
【００２７】
ＥＣＵ６００は、電圧センサ６０１の検出値および電流センサ６０２の検出値からバッテリ４００の充放電電力値を算出するとともに、充放電電流を積算してバッテリ４００のＳＯＣを算出する。
【００２８】
ＥＣＵ６００は、バッテリ４００の充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴ（単位はいずれもワット）を設定し、実際の充電電力およぼ放電電力がそれぞれ充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴを超えないように制御する。
【００２９】
本実施の形態に係るバッテリ４００において、ハイレート充放電が継続的に行なわれると、内部抵抗が一時的（可逆的）に上昇し、バッテリ４００の出力電圧が急激に低下する場合がある。この状態が続くと、バッテリ４００の劣化が促進されてしまう。ハイレート充放電が継続的に行なわれることによる電解液中のＬｉ塩の偏りが、この劣化の要因の１つと考えられている。
【００３０】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ６００は、ハイレート充放電の継続に伴なうバッテリ４００の内部抵抗の一時的（可逆的）な上昇量（以下、「ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈ」ともいう）を推定し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに基づいてハイレート劣化を検出する。具体的には、ＥＣＵ６００は、現在の電池劣化状態から決まるハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを推定し、推定したハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと要求性能から求まるハイレート抵抗上昇量許容値ΔＲｈｌｉｍとを直接比較することでハイレート劣化の検出精度を向上させる。
【００３１】
図３は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００３２】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０とを含む。
【００３３】
取得部６１０は、電流センサ６０２が検出したバッテリ４００の充放電電流を取得する。以下の説明では、取得部６１０が取得したバッテリ充放電電流を「測定電流Ｉｒ」ともいう。
【００３４】
取得部６２０は、電圧センサ６０１が検出したバッテリ４００の両端電圧および温度センサ６０３が検出したバッテリ４００の温度を出力する。以下の説明では、取得部６２０が取得したバッテリ４００の両端電圧および温度をそれぞれ「測定電圧Ｖｒ」および「測定温度Ｔｂ」ともいう。
【００３５】
抵抗算出部６３０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒを用いて、バッテリ４００の内部抵抗を算出する。抵抗算出部６３０は、測定電圧Ｖｒと測定電流Ｉｒとの対応関係を複数サンプリングし、これらのサンプリング値からバッテリ４００の内部抵抗を統計的に（たとえば最小２乗法を用いて）算出する。以下の説明では、抵抗算出部６３０が算出した内部抵抗を「測定抵抗Ｒｒ」ともいう。
【００３６】
推定部６４０は、バッテリ４００の化学反応を簡易的にモデル化した電池モデルを用いて、推定電流Ｉｍや推定抵抗Ｒｍなどのバッテリ４００に関する内部パタメータを推定する。
【００３７】
推定部６４０は、測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを入力変数として電池モデルを用いてバッテリ４００の充放電電流を推定する。より具体的には、推定部６４０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒから複数の内部パラメータを求め、それらの内部パラメータを予め記憶された電池モデルに代入することで、バッテリ４００の充放電電流を推定する。以下の説明では、推定部６４０が電池モデルを用いて推定したバッテリ４００の充放電電流を「推定電流Ｉｍ」ともいう。
【００３８】
また、推定部６４０は、推定電流Ｉｍと測定電圧Ｖｒと測定電流Ｉｒと測定温度Ｔｂとを入力変数として電池モデルを用いてバッテリ４００の内部抵抗を推定する。以下の説明では、推定部６４０が電池モデルを用いて推定したバッテリ４００の内部抵抗を「推定抵抗Ｒｍ」ともいう。
【００３９】
この電池モデルでは、バッテリ４００の電極における電気化学反応を示す式（「バトラー・ボルマーの式」と呼ばれる式）や、充放電時における電極の表面での電極反応、電極内部および電解液中のリチウムの拡散、各部位での電位分布や温度分布など、バッテリ４００の電解液中および電極内部で生じる化学反応のさまざまな特性がモデリングされている。この電池モデルを用いて算出される推定電流Ｉｍには、バッテリ４００の経年劣化による内部抵抗の定常的（不可逆的）な上昇量（以下、「磨耗劣化量ΔＲａ」ともいう）の影響が反映されるが、急にハイレート抵抗上昇が発生した場合は電池モデルの推定抵抗の学習速度が追いつかずハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの影響は反映されない。したがって、ハイレート充放電時には、推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに応じた乖離（以下、「推定電流差ΔＩ」ともいう）が発生する。なお、具体的な電池モデル式および推定電流Ｉｍ、推定抵抗Ｒｍの推定手法としては、たとえば従来技術である上述の特許文献２に記載の電池モデルおよびＳＯＨ制御を用いることができる。以下の説明では、このＳＯＨ制御を用いて推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍを算出することを前提として説明するが、推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍの算出手法は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４０】
ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、測定電流Ｉｒ、推定電流Ｉｍ、測定抵抗Ｒｒを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを算出する。具体的には、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、ハイレート充放電時に推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに応じた乖離が発生する点に着目し、下記の式（１）よりハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００４１】
ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒ＝（１−１／Ｄｈ）×Ｒｒ …（１）
式（１）において、「Ｉｍ−Ｉｒ」は上述した推定電流差ΔＩに相当する。「Ｄｈ」は電池抵抗上昇率であり、Ｒｒ／ＲｍあるいはＩｍ／Ｉｒで求まる値である。（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍは、測定抵抗Ｒｒに対してハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが占める割合に相当する。
【００４２】
以下、式（１）の導出について詳細に説明する。
ハイレート抵抗上昇の有無は電池モデルを用いた従来のＳＯＨ制御では判別できず、結果的に、ハイレート充放電時には、ＳＯＨ制御で求めた推定電流Ｉｍは、実際の測定電流Ｉｒよりも大きくなってしまう。そして、ハイレート充放電時の推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの乖離幅は、ハイレート充放電による内部抵抗の上昇量に応じて大きくなる。本実施の形態では、この点に着目し、推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの差（推定電流差ΔＩ）を用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００４３】
電池モデルによる推定値（推定抵抗Ｒｍ、推定電流Ｉｍ）と実際の測定値（測定抵抗Ｒｒ、測定電流Ｉｒ）との関係を式（１ａ）に示す。式（１ａ）において、「ΔＶ」はバッテリ４００の開放電圧（ＯＣＶ：Open circuit voltage）からの電圧降下量を示す。
【００４４】
ΔＶ＝Ｒｍ・Ｉｍ＝Ｒｒ・Ｉｒ …（１ａ）
ハイレート抵抗上昇によって生じる推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの乖離幅を推定電流差ΔＩと定義し、式（１ｂ）に示す。
【００４５】
ΔＩ＝Ｉｍ−Ｉｒ …（１ｂ）
なお、推定電流差ΔＩは、放電時は正の値となり、充電時は負の値となる。
【００４６】
ハイレート抵抗上昇量を含む測定抵抗Ｒｒと、ハイレート抵抗上昇量を含まない基準抵抗Ｒｓｔｄと、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとの関係を下記の式（１ｃ）に示す。
【００４７】
ΔＲｈ＝Ｒｒ−Ｒｓｔｄ …（１ｃ）
ここで、基準抵抗Ｒｓｔｄとは、磨耗劣化量ΔＲａと新品抵抗Ｒｒ０との合計値（＝ΔＲａ＋Ｒｒ０）である。新品抵抗Ｒｒ０は、バッテリ４００の未使用時の初期抵抗である。
【００４８】
式（１ｃ）の両辺に測定電流Ｉｒを掛けて式（１ｄ）のように変形すると、ハイレート抵抗上昇による実電圧降下量ΔＶｈｒが求まる。
【００４９】
ΔＶｈｒ＝ΔＲｈ・Ｉｒ＝（Ｒｒ−Ｒｓｔｄ）・Ｉｒ …（１ｄ）
ここで、推定抵抗Ｒｍにはハイレート抵抗上昇の影響は反映されておらず無視できるものと仮定すれば、推定抵抗Ｒｍは基準抵抗Ｒｓｔｄと等しくなるため、上記の式（１ｃ）、（１ｄ）はそれぞれ下記の（１ｅ）、（１ｆ）に変形することができる。
【００５０】
ΔＲｈ＝Ｒｒ−Ｒｓｔｄ＝Ｒｒ−Ｒｍ …（１ｅ）
ΔＶｈｒ＝ΔＲｈ・Ｉｒ＝（Ｒｒ−Ｒｍ）・Ｉｒ …（１ｆ）
また、電池モデルの推定抵抗Ｒｍが変化しない場合、ハイレート抵抗上昇の影響が推定電流Ｉｍに反映される。そのため、推定電流Ｉｍはハイレート抵抗上昇の影響が含まれないとした測定電流Ｉｒよりも大きくなる。その差に基づく電圧差をハイレート抵抗上昇による推定電圧降下量ΔＶｈｍとすると推定電圧降下量ΔＶｈｍは下記の式（１ｇ）で求まる。
【００５１】
ΔＶｈｍ＝Ｒｍ・ΔＩ＝Ｒｍ・（Ｉｍ−Ｉｒ） …（１ｇ）
ハイレート抵抗上昇による電圧降下量ΔＶｈは、式（１ａ）に示すように推定電圧降下量ΔＶｈｍと実電圧降下量ΔＶｈｒとで等しいと仮定すると、式（１ｈ）が導かれる。
【００５２】
ΔＶｈ＝ΔＶｈｍ＝ΔＶｈｒ …（１ｈ）
式（１ｈ）に、式（１ｆ）、（１ｇ）を代入すると、式（１ｉ）が導かれる。
【００５３】
ΔＶｈ＝Ｒｍ・ΔＩ＝ΔＲｈ・Ｉｒ …（１ｉ）
式（１ｉ）をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈで整理し、さらに式（１ａ）を代入してＲｍからＲｒに変換すると、上述した式（１）を導くことができる。
【００５４】
このように、電池モデルで求めた推定電流Ｉｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する手法が導かれた。なお、式（１）は、式（１ｊ）に示すように、電池抵抗上昇率Ｄｈで整理することもできる。式（１ｊ）に示す電池抵抗上昇率Ｄｈは、測定抵抗Ｒｒに含まれるハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの割合を示す単純な式となる。
【００５５】
Ｄｈ＝Ｒｒ／Ｒｍ＝Ｉｍ／Ｉｒ …（１ｊ）
以上のように、本実施の形態では、ハイレート充放電時に電池モデル（ＳＯＨ制御）で推定された推定電流Ｉｍと実際に測定された測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量に応じた乖離（推定電流差ΔＩ）が発生する点に着目し、この推定電流差ΔＩを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを精度よく推定することができる。
【００５６】
また、たとえば、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと要求性能から求まるハイレート抵抗上昇量許容値ΔＲｈｌｉｍとを直接比較した結果でハイレート劣化の有無を判定することが可能となる。そのため、ハイレート劣化の検出精度を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定手法は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度を確保しつつ、オンボードで推定可能な形態である点および演算負荷が小さい点で優れている。
【００５８】
従来技術においては、ハイレート抵抗上昇量そのものを精度よく推定できなかった。そのため、以下のような課題があった。すなわち、ハイレート抵抗上昇による電池経年劣化プロフィールは電池毎で異なるが、従来技術ではこの点を把握することができなかった。そのため、急激なハイレート抵抗上昇が発生した場合、電池劣化保護が遅れ、電池寿命を保証できなくなるおそれがあった。さらに、従来技術では、安全設計上、電池の使用開始当初から寿命までの生涯を通じて電池寿命年数の電池性能を目標値として設定する必要があった。そのため、使用期間が比較的短い間においては充放電の制限量が無駄に高くなり燃費ロスが生じていた。これに対し、本実施の形態では、上述のようにハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを精度よく推定することができるため、これらの従来技術の課題を解決し得る。
【００５９】
＜実施の形態１の変形例＞
上述の実施の形態１では、推定抵抗Ｒｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを算出したが、本変形例では、推定抵抗Ｒｍを用いる部分を簡素化する。
【００６０】
図４は、本変形例に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図４に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００６１】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇率算出部６５１とを含む。
【００６２】
ハイレート抵抗上昇率算出部６５１は、測定電流Ｉｒおよび推定電流Ｉｍから、式（２ａ）でハイレート抵抗上昇率γを算出する。
【００６３】
γ＝ΔＩ／Ｉｒ＝ΔＲｈ／Ｒｍ＝ΔＲｈｎｙ／Ｒｍｎｙ＝Ｄｈ−１ …（２ａ）
この式（２ａ）は、実施の形態１で示した式（１）を抵抗比および電流比で整理し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよび推定抵抗Ｒｍを固定値とする（たとえばｎ年の規定年数劣化後の値ΔＲｈｎｙおよびＲｍｎｙとして予め規定する）ことで導出される。
【００６４】
この式（２ａ）より、オンボードでΔＩ／Ｉｒを求め、求めた値をハイレート抵抗上昇率γとして規定年数の許容値γｌｉｍｎｙと比較することで、ハイレート劣化の有無を判定する。すなわち、式（２ｂ）が成立する場合に、ハイレート劣化が生じている状態と判定する。
【００６５】
γ＝ΔＩ／Ｉｒ＝Ｄｈ−１≧γｌｉｍｎｙ …（２ｂ）
このように、本変形例では、推定抵抗Ｒｍを用いることなく、規定年数後のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが許容値を超えるか否かに基づいてハイレート劣化の有無を判定することができる。
【００６６】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、電池モデルに従って推定された推定電流Ｉｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定した。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、推定電流Ｉｍを用いることなく、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。具体的には、放置中（充放電停止中）ではＬｉ塩濃度拡散によりハイレート抵抗上昇が解消する点に着目し、ハイレート抵抗上昇の解消に必要な放置時間経過後に測定された測定抵抗Ｒｒを用いて磨耗劣化量ΔＲａを推定し、推定した磨耗劣化量ΔＲａを記憶（学習）する。そして、走行中（充放電中）に、記憶された磨耗劣化量ΔＲａを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００６８】
図５は、バッテリ４００の内部抵抗の変化と本実施の形態に係るＥＣＵ６００の動作を模式的に示す図である。
【００６９】
バッテリ４００の内部抵抗には、新品抵抗Ｒｒ０と、経年劣化（使用年数）に応じて不可逆的に増加する磨耗劣化量ΔＲａと、ハイレート充放電中に一時的（可逆的）に増加するハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとが含まれ得る。すなわち、式（３ａ）の関係が成立する。
【００７０】
内部抵抗（＝測定抵抗Ｒｒ）＝Ｒｒ０＋ΔＲ＝Ｒｒ０＋ΔＲａ＋ΔＲｈ …（３ａ）
式（３ａ）において、「ΔＲ」は新品抵抗Ｒｒ０からの内部抵抗上昇量であり、磨耗劣化量ΔＲａとハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとの合計値である。
【００７１】
新品抵抗Ｒｒ０は変化せず、磨耗劣化量ΔＲａも使用年数に応じて徐々に増加するものであり急激には増加せず、また一旦増加すると減少することもない。これに対し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、ハイレート充放電時に増加するが、ハイレート充放電停止後は時間の経過とともにＬｉ塩濃度が拡散することによって徐々に減少する。
【００７２】
図５において、時刻ｔ１以前は、車両走行中（充放電中）であり、内部抵抗には、新品抵抗Ｒｒ０と磨耗劣化量ΔＲａとハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとが含まれている。この状態では、ＥＣＵ６００は、磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止しておく。
【００７３】
時刻ｔ１以降は、充放電が停止され、ハイレート抵抗上昇が徐々に解消され、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが減少していく。時刻ｔ１からハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが０となり、ハイレート抵抗上昇が完全に解消するため、式（３ｂ）の関係が成立する。
【００７４】
内部抵抗（＝測定抵抗Ｒｒ）＝Ｒｒ０＋ΔＲａ …（３ｂ）
ＥＣＵ６００は時刻ｔ２にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。
【００７５】
その後の時刻ｔ３で車両走行が再開されると、ＥＣＵ６００は、磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されているため、学習許可時間Ｔ２が経過する時刻ｔ４までに測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ１」として取得し、測定抵抗ＲＲ１から新品抵抗Ｒｒ０を減じた値を磨耗劣化量ΔＲａとして算出して記憶（学習）する。すなわち、磨耗劣化量ΔＲａの学習値は、式（３ｃ）で算出される。
【００７６】
ΔＲａ＝ＲＲ１−Ｒｒ０ …（３ｃ）
そして、ＥＣＵ６００は、時刻ｔ４以降の車両走行中において測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ２」として取得し、測定抵抗ＲＲ２から磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして算出する。
【００７７】
図６は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図６に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００７８】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、学習部６６０と、減算部６６４，６６５とを含む。
【００７９】
学習部６６０は、磨耗劣化量ΔＲａの学習制御を行なう。学習部６６０は、時間計測部６６１と、推定部６６２と、記憶部６６３とを含む。
【００８０】
時間計測部６６１は、放置時間τを計測する。本実施の形態において、「放置」とは、バッテリ４００の充放電が停止された状態を意味し、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態（車両走行不能状態）であることと等価である。したがって、「放置時間τ」とは、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態に切り替えられた時点（図５では時刻ｔ１）からの経過時間である。時間計測部６６１は、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態からＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（走行可能状態）に切り替えられた時点（図５では時刻ｔ３）で放置時間τの計測を停止し、計測した放置時間τを推定部６６２に出力する。
【００８１】
推定部６６２は、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態からＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態に切り替えられると、放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を超えているか否かを判定する。ハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１は、たとえば実験等によって予め規定される。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えていない場合、推定部６６２は、磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止する。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えている場合、推定部６６２は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態に切り替えらた時点から学習許可時間Ｔ２が経過する時点まで（図５では時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）は、ハイレート充放電が行なわれないものとして、磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。
【００８２】
磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可された場合、推定部６６２は、学習許可時間Ｔ２が経過するまでに測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ１」として取得する。この測定抵抗ＲＲ１には、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが含まれていない点に着目し、推定部６６２は、測定抵抗ＲＲ１を用いて磨耗劣化量ΔＲａを上述の式（３ｃ）で推定する。
【００８３】
記憶部６６３は、推定された磨耗劣化量ΔＲａを記憶する。この際、測定温度ＴｂやＳＯＣなどをパラメータとして磨耗劣化量ΔＲａをマップ化して記憶するようにしてもよい。この記憶部６６３に記憶された磨耗劣化量ΔＲａが、磨耗劣化量ΔＲａの学習値である。
【００８４】
図７は、上述の学習部６６０の機能を実現するためのＥＣＵ６００の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、上述したようにハードウェアによって実現してもよいしソフトウェアによって実現してもよい。
【００８５】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ６００は、放置中（充放電停止中）であるか否かを判定する。放電中でない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は処理をＳ１５に移す。
【００８６】
放置中である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１１にて放置時間τの計測を開始あるいは継続する。続くＳ１２にて、ＥＣＵ６００は、放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えているか否かを判定する。
【００８７】
放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えている場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１３にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えていない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１４にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止する。
【００８８】
Ｓ１５にて、ＥＣＵ６００は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（充放電可能状態）となったか否かを判定する。ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態となっていない場合（Ｓ１５にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は処理を終了させる。
【００８９】
ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態となった場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１６にて磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されているか否かを判定する。磨耗劣化量ΔＲａの学習が禁止されている場合（Ｓ１６にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、処理を終了させる。
【００９０】
磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されている場合（Ｓ１６にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１７にて少なくとも学習許可時間Ｔ２が経過するまでに（ハイレート充放電が開始される前に）上述した測定抵抗ＲＲ１を取得し、Ｓ１８にて磨耗劣化量ΔＲａをＲＲ１−Ｒｒ０として推定し、Ｓ１９にて推定した磨耗劣化量ΔＲａをメモリに記憶する。
【００９１】
図６に戻って、減算部６６４，６６５について説明する。減算部６６４は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（充放電可能状態）において測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ２」として取得し、測定抵抗ＲＲ２から新品抵抗Ｒｒ０を減じた値（＝ＲＲ２−Ｒｒ０）を算出し、算出結果を減算部６６５に出力する。
【００９２】
減算部６６５は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態において、減算部６６４から出力された値（＝ＲＲ２−Ｒｒ０）から、メモリに記憶された磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値を、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして出力する。すなわち、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、式（３ｄ）で算出される。
【００９３】
ΔＲｈ＝ＲＲ２−Ｒｒ０−ΔＲａ …（３ｄ）
なお、上述した測定抵抗ＲＲ１を記憶しておき、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを式（３ｃ）で算出するようにしてもよい。
【００９４】
ΔＲｈ＝ＲＲ２−ＲＲ１ …（３ｅ）
以上のように、本実施の形態では、充放電停止後から十分に放置することによりハイレート抵抗上昇が解消する点に着目し、放置後の起動時（ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ後に再びＲＥＡＤＹ−ＯＮに切り替えられた時）において放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を超えている場合には、ハイレート抵抗上昇が解消しておりかつ新たなハイレート充放電が行なわれていない測定抵抗ＲＲ１を用いて磨耗劣化量ΔＲａを学習する。そのため、磨耗劣化量ΔＲａを精度よく学習することができる。そして、走行中（充放電中）の測定抵抗ＲＲ２から磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして推定する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度も向上する。
【００９５】
また、本実施の形態では、演算容量が小さくかつ演算負荷が低いため、オンボードでも安価かつ簡易に磨耗劣化量ΔＲａおよびハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定することができる。
【００９６】
＜実施の形態２の変形例＞
上述の実施の形態２では、放置後の起動時に、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが解消しているものとして、起動時の測定抵抗Ｒｒから磨耗劣化量ΔＲａを学習し、その磨耗劣化量ΔＲａの学習値を用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定した。
【００９７】
これに対し、本変形例では、ハイレート抵抗上昇解消時の電池モデル（ＳＯＨ制御）の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍ０と現在の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍとの差を用いて、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００９８】
図８は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図８に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００９９】
ＥＣＵ６００は、取得部６２０と、推定部６４０Ａ，６４０Ｂと、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０Ａとを含む。
【０１００】
推定部６４０Ａ，６４０Ｂは、いずれも機能的には上述の図３に示す推定部６４０と同じである。ただし、推定部６４０Ａ，６４０Ｂは、推定電流Ｉｍの算出に用いる内部パラメータが互いに異なる。具体的には、推定部６４０Ａは、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの解消時に記憶された内部パラメータを用いて推定電流Ｉｍ０を算出する。したがって、推定部６４０Ａが算出する推定電流Ｉｍ０には、ハイレート抵抗上昇の影響が含まれていない。一方、推定部６４０Ｂは、現在の内部パラメータを用いて推定電流Ｉｍを算出する。したがって、推定部６４０Ｂが算出する推定電流Ｉｍは、ハイレート抵抗上昇の影響が含まれ得る。
【０１０１】
ハイレート抵抗上昇量算出部６５０Ａは、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを下記の式（）を用いて推定する。
【０１０２】
ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｍ０）／Ｉｍ×Ｒｒ …（４）
以上のように、本変形例では、ハイレート抵抗上昇解消時の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍ０と現在の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍとの差を用いて、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。そのため、上述の実施の形態２と同様、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度が向上するとともに、オンボードでも安価かつ簡易にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定することができる。
【０１０３】
［実施の形態３］
本実施の形態では、上述の実施の形態１，２で精度よく推定されたハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いてハイレート劣化状態を精度よく判定するとともにハイレート劣化を適切に抑制する。
【０１０４】
本実施の形態では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定と、バッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制とを組合せることにより、ハイレート劣化状態に応じて、バッテリ４００の充放電抑制量を可変的に選択する。
【０１０５】
まず、バッテリ劣化評価値Ｄについて説明する。ＥＣＵ６００は、バッテリ４００の電解液中のＬｉ塩濃度の偏りの変化に応じてバッテリ劣化評価値Ｄを設定する。ＥＣＵ６００は、所定の基準値（後述する図９では「０」）を中心として、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが放電側に大きいほどバッテリ劣化評価値Ｄを放電劣化側に変化させ、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが充電側に大きいほどバッテリ劣化評価値Ｄを充電劣化側に変化させる。なお、具体的なバッテリ劣化評価値Ｄの算出手法としては、たとえば上述の特許文献１に記載された従来の算出手法を用いることができる。
【０１０６】
次に、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定およびバッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制について説明する。
【０１０７】
図９は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよびバッテリ劣化評価値Ｄの変化と本実施の形態に係るＥＣＵ６００の動作を模式的に示す図である。
【０１０８】
ＥＣＵ６００は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えると「ハイレート劣化」と判定する。図９においては、時刻ｔ１１〜ｔ１２、時刻ｔ１３〜ｔ１４までの期間で「ハイレート劣化」と判定される。
【０１０９】
ここで、ハイレート劣化に放電側劣化と充電側劣化とがある電池の場合、逆側の充放電を抑制すると、ハイレート劣化が進行してしまう場合がある。そのため、ハイレート劣化が充電過多によるものか放電過多によるものかを適切に切り分け、その結果で充放電を抑制することが望ましい。しかしながら、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、ハイレート放電であってもハイレート充電であっても増加する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈだけでは、ハイレート充電に起因する劣化（充電側劣化）であるのか、ハイレート放電に起因する劣化（放電側劣化）であるのかを切り分けできない。
【０１１０】
そこで、ＥＣＵ６００は、「ハイレート劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄと放電過多閾値および充電過多閾値とを比較し、その比較結果に応じてハイレート劣化が「放電側劣化」であるのか「充電側劣化」であるのかを切り分ける。具体的には、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えている場合（図９においてはバッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値よりも放電側許容値に近づいた場合）、「放電側劣化」と判定する。そして、ＥＣＵ６００は、「放電側劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄの放電側許容値（以下「Ｄ上限値」という）を初期値よりも徐々に縮小させる（基準値に近づける、図９では基準値「０」に近づくように低下させる）。そして、ＥＣＵ６００は、Ｄ上限値の縮小に応じてバッテリ４００の放電を抑制（制限）する。一方、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えている場合（図９においてはバッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値よりも充電側許容値に近づいた場合）、「充電側劣化」と判定する。そして、ＥＣＵ６００は、「充電側劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄの充電側許容値（以下「Ｄ下限値」という）を初期値よりも徐々に縮小させる（基準値に近づける、図９では基準値「０」に近づくように増加させる）。そして、ＥＣＵ６００は、Ｄ下限値の縮小に応じてバッテリ４００の充電を抑制する。
【０１１１】
また、ＥＣＵ６００は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）を下回ると「ハイレート劣化解消」と判定する。図９においては、時刻ｔ１６以降の期間で「ハイレート劣化解消」と判定される。
【０１１２】
ＥＣＵ６００は、「ハイレート劣化解消」と判定した場合、Ｄ上限値およびＤ下限値を徐々に初期値まで拡大させて、充放電の抑制を徐々に解除させる。
【０１１３】
図１０は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。ＥＣＵ６００は、判定部６７０と、設定部６７１と、抑制部６７２とを含む。
【０１１４】
判定部６７０は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと劣化量大閾値Ｒ１および劣化量小閾値Ｒ２とを比較し、その比較結果で「ハイレート劣化」および「ハイレート劣化解消」の判定を行なう。
【０１１５】
また、判定部６７０は、「ハイレート劣化」と判定した場合には、バッテリ劣化評価値Ｄと放電過多閾値および充電過多閾値とを比較し、その比較結果に応じてハイレート劣化が「放電側劣化」であるのか「充電側劣化」であるのかを判定する（切り分ける）。
【０１１６】
設定部６７１は、判定部６７０の判定結果に応じて、Ｄ上限値およびＤ下限値を設定する。上述したように、設定部６７１は、「放電側劣化」であるときはＤ上限値を縮小させ（基準値に近づけ）、「充電側劣化」であるときはＤ下限値を縮小させる（基準値に近づける）。
【０１１７】
図１２〜１３は、Ｄ上限値およびＤ下限値を可変的に設定する方法を例示した図である。なお、図１２〜１３にはＤ上限値のみを代表的に示している。図１２に示すように、「放電側劣化」と判定された時点でＤ上限値をバッテリ劣化評価値Ｄにまで低下させるようにしてもよい。また、図１３に示すように、Ｄ上限値を固定ステップ量で段階的に低下させるようにしてもよい。また、図１４に示すように、「放電側劣化」と判定された時点のバッテリ劣化評価値Ｄを目標として、徐々に小さくなる複数の可変ステップ量を設定し、これらの可変ステップ量で段階的に目標まで低下させるようにしてもよい。
【０１１８】
図１０に戻って、抑制部６７２は、設定部６７１によって設定されたＤ上限値およびＤ下限値の増減に応じて、バッテリ４００の充放電を抑制する。この充放電の抑制には、充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴが用いられる。すなわち、充電を抑制する場合には充電電力制限値ＷＩＮが絞られ、放電を抑制する場合には、放電電力制限値ＷＯＵＴが絞られる。
【０１１９】
なお、抑制部６７２は、Ｄ上限値およびＤ下限値の縮小量に応じて充放電量の抑制量（ＷＩＮ、ＷＯＵＴの絞り量）を設定する。これにより、Ｄ上限値およびＤ下限値に応じて充放電量の抑制量を可変的に設定することができる。そして、抑制部６７２は、設定した充放電量の抑制量を実現するように、実際のバッテリ４００の充放電量を絞る。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、Ｄ上限値およびＤ下限値を用いて充放電を抑制する場合について説明する。しかし、図１１に示すように、設定部６７１の機能を有さず（Ｄ上限値およびＤ下限値を用いずに）、抑制部６７２が判定部６７０の判定結果を用いて直接的に充放電を抑制するようにしてもよい。
【０１２１】
図１５は、上述の機能を実現するためのＥＣＵ６００の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２２】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ６００は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。具体的な推定手法としては、上述の実施の形態１、２で説明した手法を用いればよい。
【０１２３】
Ｓ２１にて、ＥＣＵ６００は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えているか否かを判定する。
【０１２４】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えている場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２２にて「ハイレート劣化」と判定し、Ｓ２３にてハイレート劣化が充電側劣化なのか放電側劣化なのかを切り分ける処理を行なう。
【０１２５】
図１６は、ハイレート劣化の切り分け処理（図１５のＳ２３の処理）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【０１２６】
Ｓ２３ａにて、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えたか否かを判定する。なお、バッテリ劣化評価値Ｄは、上述したように、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが放電側に大きいほど放電劣化側に変化し、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが充電側に大きいほど充電劣化側に変化する値である。バッテリ劣化評価値Ｄは、他の処理で別途算出されている。
【０１２７】
Ｓ２３ｂにて、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えたか否かを判定する。
【０１２８】
バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えた場合（Ｓ２３ａにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｃにて「放電側劣化」と判定する。
【０１２９】
バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えた場合（Ｓ２３ｂにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｄにて「充電側劣化」と判定する。
【０１３０】
バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値および充電過多閾値を超えていない場合（Ｓ２３ａにてＮＯかつＳ２３ｂにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｅにて「切り分け不可」と判定する。
【０１３１】
図１５に戻って、ＥＣＵ６００は、Ｓ２４にて切り分け処理の結果が「放電側劣化」であるか否かを判定する。また、ＥＣＵ６００は、Ｓ２５にて切り分け処理の結果が「充電側劣化」であるか否かを判定する。
【０１３２】
切り分け処理の結果が「放電側劣化」である場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２６にてＤ上限値を縮小させる。切り分け処理の結果が「充電側劣化」である場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２７にてＤ下限値を縮小させる。切り分け処理の結果が「切り分け不可」である場合（Ｓ２５にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２８にてＤ上限値およびＤ下限値の双方を縮小させる。
【０１３３】
一方、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えていない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２９にてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回るか否かを判定する。ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回らない場合（Ｓ２９にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、処理を終了させる。
【０１３４】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回る場合（Ｓ２９にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ３０にて「ハイレート劣化解消」と判定し、Ｄ上限値およびＤ下限値を徐々に拡大させる。
【０１３５】
ＥＣＵ６００は、Ｓ３１にて、Ｄ上限値およびＤ下限値に基づいてバッテリ４００の充放電を抑制（制限）する。具体的な抑制手法は上述したとおりである。
【０１３６】
ＥＣＵ６００は、Ｓ３２にて、ハイレート劣化の再切り分け処理を行なう。
図１７は、ハイレート劣化の再切り分け処理（図１５のＳ３２の処理）の処理手順を示すフローチャートである。
【０１３７】
Ｓ３２ａにて、ＥＣＵ６００は、充放電の抑制（図１５のＳ３１の処理）を開始してから一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間が経過していない場合（Ｓ３２ａにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、一定時間が経過するまで待つ。
【０１３８】
一定時間が経過した場合（Ｓ３２ａにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ３２ｂにて充放電の抑制を開始した時点からハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加したか否かを判定する。
【０１３９】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加した場合（Ｓ３２ｂにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、前回の切り分け処理（図１５のＳ２３の処理）の判定結果が誤りであるとし、前回の切り分け結果とは反対の判定を行なう。一方、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが低下した場合（Ｓ３２ｂにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、前回の切り分け処理の判定結果が正しいとし、前回の切り分け処理の判定結果と同じ判定を行なう。
【０１４０】
図１８は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの変化を示す図である。図１８に示すように、時刻ｔ２１にて「充電側劣化」と判定して充電量を抑制したにも関わらずハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加した場合は、ＥＣＵ６００によって、時刻ｔ２２にて「充電側劣化」との前回の切り分け結果を誤りであるとして反対の「放電側劣化」と再判定される。これにより、充電量の抑制が停止されるとともに、放電量の抑制が開始される。このように、前回の誤判定を修正して充放電を適切に抑制することで、誤判定による反対側の充放電抑制でハイレート抵抗上昇が促進されてしまうことを防ぐことができる。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定と、バッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制とを組合せることにより、ハイレート劣化状態に応じて、バッテリ４００の充放電の抑制量を可変的に選択する。これにより、実際のハイレート抵抗上昇量に応じてバッテリ４００の充放電を適切に抑制することができる。
【０１４２】
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。
【符号の説明】
【０１４３】
１００ エンジン、２００ ジェネレータ、３００ ＰＣＵ、３０２ インバータ、３０４ コンバータ、４００ バッテリ、５００ モータ、６００ ＥＣＵ、６０１ 電圧センサ、６０２ 電流センサ、６０３ 温度センサ、６１０，６２０ 取得部、６３０ 抵抗算出部、６４０，６４０Ａ，６４０Ｂ 推定部、６５０，６５０Ａ ハイレート抵抗上昇量算出部、６５１ ハイレート抵抗上昇率算出部、６６０ 学習部、６６１ 時間計測部、６６２ 推定部、６６３ 記憶部、６６４，６６５ 減算部、６７０ 判定部、６７１ 設定部、６７２ 抑制部、７００ 動力分配機構、８００ 減速機、９００ 車輪。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の監視装置に関し、特に、二次電池の劣化状態を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流での二次電池の充放電（以下、「ハイレート充放電」ともいう）が継続されると、二次電池の内部抵抗が一時的（可逆的）に上昇する場合がある。このような状態が継続すると、二次電池の劣化が促進されてしまう（以下、ハイレート充放電の継続に起因する電池の劣化を「ハイレート劣化」ともいう）。そのため、二次電池の状態がハイレート劣化が生じ得る状態であるか否かを適確に把握することが望ましい。
【０００３】
特開２００９−１２３４３５号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池の状態がハイレート劣化が生じ得る状態であるか否かを評価するためのハイレート劣化評価値を算出し、そのハイレート劣化評価値を用いてハイレート劣化を抑制する技術が開示されている。具体的には、特許文献１では、電解液中のリチウム塩濃度の偏りの変化に対応させてバッテリ劣化評価値を算出し、バッテリ劣化評価値が目標値を超えたか否かに応じて放電電力を制限している。
【０００４】
また、特開２０１０−６０４０６号公報（特許文献２）には、予め与えられた電池モデル式を用いてハイレート劣化の有無を推定する技術が開示されている。この電池モデル式では、電極における電気化学反応を示す式（「バトラー・ボルマーの式」と呼ばれる式）や、充放電時における電極の表面での電極反応、電極内部および電解液中のリチウムの拡散、各部位での電位分布や温度分布などがモデリングされている。この電池モデル式を用いると、実際に測定された電池の測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂに対応する電池の推定電流Ｉｍを求めることができる。そして、電池モデルで求めた推定電流Ｉｍと実際に測定された測定電流Ｉｒとに乖離が発生したときにハイレート劣化が生じていると推定する。なお、以下の説明では、特許文献２に記載の電池モデル式を用いて推定電流Ｉｍや推定抵抗Ｒｍなどの電池に関する情報を推定する制御を「ＳＯＨ（State Of Health）制御」とも称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２３４３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１、２に開示された従来技術では、ハイレート劣化を検出することはできても、ハイレート充放電の継続に伴なう二次電池の内部抵抗の一時的な上昇量（以下、「ハイレート抵抗上昇量」ともいう）そのものを推定することはできない。そのため、二次電池の劣化状態を正確には把握できず、急激なハイレート抵抗上昇が発生した場合に電池劣化保護が遅れたり、充放電の制限量を無駄に高くしたりすることを余儀なくされていた。
【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、その目的は、二次電池におけるハイレート抵抗上昇量を適切に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る二次電池の監視装置は、二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、予め与えられた電池モデルに従って、電池電圧および電池温度の測定値に対応する電池電流を推定する電流推定部と、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部とを備える。ハイレート劣化量算出部は、電池電流の測定値をＩｒ、電池電流の測定値および電池電圧の測定値から求まる電池抵抗の測定値をＲｒ、電池モデルに従って推定される電池電流の推定値をＩｍ、電池電流の推定値と電池電圧の測定値と電池電流の測定値と電池温度の測定値とから求まる電池抵抗の推定値をＲｍとするとき、ハイレート劣化量を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍのいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【０００９】
好ましくは、ハイレート劣化量算出部は、ハイレート劣化量の上昇率を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒのいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【００１０】
この発明の別の局面に係る二次電池の監視装置は、二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部と、二次電池の経年劣化による電池抵抗の定常的な上昇量を磨耗劣化量として算出する磨耗劣化量算出部とを備える。磨耗劣化量算出部は、二次電池の充放電停止状態が所定時間以上継続した後に測定された電池電流および電池電圧から求まる電池抵抗の測定値をＲＲ１、二次電池の未使用時の初期抵抗をＲｒ０とするとき、磨耗劣化量をＲＲ１−Ｒｒ０の算出式を用いて算出して記憶する。ハイレート劣化量算出部は、二次電池の充放電が可能な状態で測定された電池電流および電池電圧から求まる電池抵抗の測定値をＲＲ２、記憶された磨耗劣化量をΔＲａとするとき、ハイレート劣化量を、ＲＲ２−Ｒｒ０−ΔＲａおよびＲＲ２−ＲＲ１のいずれか一方の算出式を用いて算出する。
【００１１】
好ましくは、監視装置は、ハイレート劣化量が所定値を超える場合に、二次電池がハイレート劣化状態であると判定する状態判定部をさらに備える。
【００１２】
好ましくは、監視装置は、状態判定部によって二次電池がハイレート劣化状態であると判定された場合、二次電池の充放電を制限し、二次電池がハイレート劣化状態であると判定されない場合、二次電池の充放電の制限を解除する充放電制御部をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、監視装置は、二次電池の充放電履歴に基づいて、二次電池の充放電の継続に起因する二次電池の劣化の度合いを示すハイレート劣化評価値を、二次電池の放電に応じて放電側に変化させ、二次電池の充電に応じて充電側に変化させるように算出する評価値算出部と、ハイレート劣化評価値と充電側閾値および放電側閾値との比較結果に応じて、ハイレート劣化量が増加した要因が充電および放電のいずれであるのかを判定する要因判定部とをさらに備える。
【００１４】
好ましくは、監視装置は、二次電池の充電および放電のいずれか一方が制限された状態でハイレート劣化量が上昇した場合、ハイレート劣化量が増加した要因が、充電および放電のうち制限された方とは反対の方であると判定する要因判定部をさらに備える。
【００１５】
好ましくは、二次電池は、車両に搭載されるリチウムイオン二次電池である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、二次電池におけるハイレート抵抗上昇量を適切に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】二次電池の監視装置を搭載した車両の構造を示す図である。
【図２】バッテリ周辺の構造を示す図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図（その１）である。
【図４】ＥＣＵの機能ブロック図（その２）である。
【図５】バッテリの内部抵抗の変化とＥＣＵの動作を模式的に示す図である。
【図６】ＥＣＵの機能ブロック図（その３）である。
【図７】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図８】ＥＣＵの機能ブロック図（その４）である。
【図９】ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよびバッテリ劣化評価値Ｄの変化とＥＣＵの動作を模式的に示す図である。
【図１０】ＥＣＵの機能ブロック図（その５）である。
【図１１】ＥＣＵの機能ブロック図（その６）である。
【図１２】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その１）である。
【図１３】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その２）である。
【図１４】Ｄ上限値およびＤ下限値の設定方法を例示した図（その３）である。
【図１５】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【図１７】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その４）である。
【図１８】ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に係る二次電池の監視装置を搭載した車両の構造を示す図である。車両は、エンジン１００と、発電機（ジェネレータ）２００と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３００と、電池（バッテリ）４００、電動機（モータ）５００と、これらのすべてに接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００とを含む。なお、図１に示す車両は、エンジン１００、ジェネレータ２００、モータ５００を搭載したハイブリッド車両であるが、本発明を適用可能な車両は図１に示す車両に限定されず、電力エネルギを用いて走行する車両全般に適用可能である。
【００２０】
エンジン１００が発生する動力は、動力分配機構７００により、２経路に分割される。一方は減速機８００を経由して車輪９００を駆動する経路である。もう一方は、発電機２００を駆動させて発電する経路である。
【００２１】
発電機２００は、動力分配機構７００により分配されたエンジン１００の動力により発電するが、発電機２００により発電された電力は、車両の運転状態や、バッテリ４００の残存容量（以下、単に「ＳＯＣ（State Of Charge）」ともいう）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、発電機２００により発電された電力はそのままモータ５００を駆動させる電力となる。一方、バッテリ４００のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、発電機２００により発電された電力は、ＰＣＵ３００のインバータ３０２により交流電力から直流電力に変換され、コンバータ３０４により電圧が調整された後、バッテリ４００に蓄えられる。
【００２２】
バッテリ４００は、複数のリチウムイオン二次電池セルを一体化したモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。リチウムイオン二次電池セルの正極は、リチウムイオン（以下「Ｌｉ塩」ともいう）を可逆的に吸蔵／放出可能な材料（たとえばリチウム含有酸化物）から成り、充電過程においてＬｉ塩を電解液に放出し、放電過程において電解液中のＬｉ塩を吸蔵する。リチウムイオン二次電池セルの負極は、Ｌｉ塩を可逆的に吸蔵／放出可能な材料（たとえば炭素）から成り、充電過程において電解液中のＬｉ塩を吸蔵し、放電過程においてＬｉ塩を電解液に放出する。
【００２３】
モータ５００は、三相交流モータであり、バッテリ４００に蓄えられた電力および発電機２００により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。モータ５００の駆動力は、減速機８００を経由して車輪９００に伝えられる。これにより、モータ５００は、エンジン１００をアシストして車両を走行させたり、モータ５００からの駆動力のみにより車両を走行させたりする。
【００２４】
一方、車両の回生制動時には、減速機８００を経由して車輪９００によりモータ５００が駆動され、モータ５００が発電機として作動させられる。これによりモータ５００は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータ５００により発電された電力は、インバータ３０２を経由してバッテリ４００に蓄えられる。
【００２５】
ＥＣＵ６００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００２６】
図２は、バッテリ４００の周辺の構造を示す図である。図２に示すように、バッテリ４００には、バッテリ４００の両端電圧を検出する電圧センサ６０１と、バッテリ４００の充放電電流を検出する電流センサ６０２と、バッテリ４００の温度を検出する温度センサ６０３とが設けられる。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ６００に出力する。
【００２７】
ＥＣＵ６００は、電圧センサ６０１の検出値および電流センサ６０２の検出値からバッテリ４００の充放電電力値を算出するとともに、充放電電流を積算してバッテリ４００のＳＯＣを算出する。
【００２８】
ＥＣＵ６００は、バッテリ４００の充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴ（単位はいずれもワット）を設定し、実際の充電電力およぼ放電電力がそれぞれ充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴを超えないように制御する。
【００２９】
本実施の形態に係るバッテリ４００において、ハイレート充放電が継続的に行なわれると、内部抵抗が一時的（可逆的）に上昇し、バッテリ４００の出力電圧が急激に低下する場合がある。この状態が続くと、バッテリ４００の劣化が促進されてしまう。ハイレート充放電が継続的に行なわれることによる電解液中のＬｉ塩の偏りが、この劣化の要因の１つと考えられている。
【００３０】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ６００は、ハイレート充放電の継続に伴なうバッテリ４００の内部抵抗の一時的（可逆的）な上昇量（以下、「ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈ」ともいう）を推定し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに基づいてハイレート劣化を検出する。具体的には、ＥＣＵ６００は、現在の電池劣化状態から決まるハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを推定し、推定したハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと要求性能から求まるハイレート抵抗上昇量許容値ΔＲｈｌｉｍとを直接比較することでハイレート劣化の検出精度を向上させる。
【００３１】
図３は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００３２】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０とを含む。
【００３３】
取得部６１０は、電流センサ６０２が検出したバッテリ４００の充放電電流を取得する。以下の説明では、取得部６１０が取得したバッテリ充放電電流を「測定電流Ｉｒ」ともいう。
【００３４】
取得部６２０は、電圧センサ６０１が検出したバッテリ４００の両端電圧および温度センサ６０３が検出したバッテリ４００の温度を出力する。以下の説明では、取得部６２０が取得したバッテリ４００の両端電圧および温度をそれぞれ「測定電圧Ｖｒ」および「測定温度Ｔｂ」ともいう。
【００３５】
抵抗算出部６３０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒを用いて、バッテリ４００の内部抵抗を算出する。抵抗算出部６３０は、測定電圧Ｖｒと測定電流Ｉｒとの対応関係を複数サンプリングし、これらのサンプリング値からバッテリ４００の内部抵抗を統計的に（たとえば最小２乗法を用いて）算出する。以下の説明では、抵抗算出部６３０が算出した内部抵抗を「測定抵抗Ｒｒ」ともいう。
【００３６】
推定部６４０は、バッテリ４００の化学反応を簡易的にモデル化した電池モデルを用いて、推定電流Ｉｍや推定抵抗Ｒｍなどのバッテリ４００に関する内部パタメータを推定する。
【００３７】
推定部６４０は、測定電圧Ｖｒおよび測定温度Ｔｂを入力変数として電池モデルを用いてバッテリ４００の充放電電流を推定する。より具体的には、推定部６４０は、測定電流Ｉｒおよび測定電圧Ｖｒから複数の内部パラメータを求め、それらの内部パラメータを予め記憶された電池モデルに代入することで、バッテリ４００の充放電電流を推定する。以下の説明では、推定部６４０が電池モデルを用いて推定したバッテリ４００の充放電電流を「推定電流Ｉｍ」ともいう。
【００３８】
また、推定部６４０は、推定電流Ｉｍと測定電圧Ｖｒと測定電流Ｉｒと測定温度Ｔｂとを入力変数として電池モデルを用いてバッテリ４００の内部抵抗を推定する。以下の説明では、推定部６４０が電池モデルを用いて推定したバッテリ４００の内部抵抗を「推定抵抗Ｒｍ」ともいう。
【００３９】
この電池モデルでは、バッテリ４００の電極における電気化学反応を示す式（「バトラー・ボルマーの式」と呼ばれる式）や、充放電時における電極の表面での電極反応、電極内部および電解液中のリチウムの拡散、各部位での電位分布や温度分布など、バッテリ４００の電解液中および電極内部で生じる化学反応のさまざまな特性がモデリングされている。この電池モデルを用いて算出される推定電流Ｉｍには、バッテリ４００の経年劣化による内部抵抗の定常的（不可逆的）な上昇量（以下、「磨耗劣化量ΔＲａ」ともいう）の影響が反映されるが、急にハイレート抵抗上昇が発生した場合は電池モデルの推定抵抗の学習速度が追いつかずハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの影響は反映されない。したがって、ハイレート充放電時には、推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに応じた乖離（以下、「推定電流差ΔＩ」ともいう）が発生する。なお、具体的な電池モデル式および推定電流Ｉｍ、推定抵抗Ｒｍの推定手法としては、たとえば従来技術である上述の特許文献２に記載の電池モデルおよびＳＯＨ制御を用いることができる。以下の説明では、このＳＯＨ制御を用いて推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍを算出することを前提として説明するが、推定電流Ｉｍおよび推定抵抗Ｒｍの算出手法は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４０】
ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、測定電流Ｉｒ、推定電流Ｉｍ、測定抵抗Ｒｒを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを算出する。具体的には、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０は、ハイレート充放電時に推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈに応じた乖離が発生する点に着目し、下記の式（１）よりハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００４１】
ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍ＝（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒ＝（１−１／Ｄｈ）×Ｒｒ …（１）
式（１）において、「Ｉｍ−Ｉｒ」は上述した推定電流差ΔＩに相当する。「Ｄｈ」は電池抵抗上昇率であり、Ｒｒ／ＲｍあるいはＩｍ／Ｉｒで求まる値である。（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍは、測定抵抗Ｒｒに対してハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが占める割合に相当する。
【００４２】
以下、式（１）の導出について詳細に説明する。
ハイレート抵抗上昇の有無は電池モデルを用いた従来のＳＯＨ制御では判別できず、結果的に、ハイレート充放電時には、ＳＯＨ制御で求めた推定電流Ｉｍは、実際の測定電流Ｉｒよりも大きくなってしまう。そして、ハイレート充放電時の推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの乖離幅は、ハイレート充放電による内部抵抗の上昇量に応じて大きくなる。本実施の形態では、この点に着目し、推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの差（推定電流差ΔＩ）を用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００４３】
電池モデルによる推定値（推定抵抗Ｒｍ、推定電流Ｉｍ）と実際の測定値（測定抵抗Ｒｒ、測定電流Ｉｒ）との関係を式（１ａ）に示す。式（１ａ）において、「ΔＶ」はバッテリ４００の開放電圧（ＯＣＶ：Open circuit voltage）からの電圧降下量を示す。
【００４４】
ΔＶ＝Ｒｍ・Ｉｍ＝Ｒｒ・Ｉｒ …（１ａ）
ハイレート抵抗上昇によって生じる推定電流Ｉｍと測定電流Ｉｒとの乖離幅を推定電流差ΔＩと定義し、式（１ｂ）に示す。
【００４５】
ΔＩ＝Ｉｍ−Ｉｒ …（１ｂ）
なお、推定電流差ΔＩは、放電時は正の値となり、充電時は負の値となる。
【００４６】
ハイレート抵抗上昇量を含む測定抵抗Ｒｒと、ハイレート抵抗上昇量を含まない基準抵抗Ｒｓｔｄと、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとの関係を下記の式（１ｃ）に示す。
【００４７】
ΔＲｈ＝Ｒｒ−Ｒｓｔｄ …（１ｃ）
ここで、基準抵抗Ｒｓｔｄとは、磨耗劣化量ΔＲａと新品抵抗Ｒｒ０との合計値（＝ΔＲａ＋Ｒｒ０）である。新品抵抗Ｒｒ０は、バッテリ４００の未使用時の初期抵抗である。
【００４８】
式（１ｃ）の両辺に測定電流Ｉｒを掛けて式（１ｄ）のように変形すると、ハイレート抵抗上昇による実電圧降下量ΔＶｈｒが求まる。
【００４９】
ΔＶｈｒ＝ΔＲｈ・Ｉｒ＝（Ｒｒ−Ｒｓｔｄ）・Ｉｒ …（１ｄ）
ここで、推定抵抗Ｒｍにはハイレート抵抗上昇の影響は反映されておらず無視できるものと仮定すれば、推定抵抗Ｒｍは基準抵抗Ｒｓｔｄと等しくなるため、上記の式（１ｃ）、（１ｄ）はそれぞれ下記の（１ｅ）、（１ｆ）に変形することができる。
【００５０】
ΔＲｈ＝Ｒｒ−Ｒｓｔｄ＝Ｒｒ−Ｒｍ …（１ｅ）
ΔＶｈｒ＝ΔＲｈ・Ｉｒ＝（Ｒｒ−Ｒｍ）・Ｉｒ …（１ｆ）
また、電池モデルの推定抵抗Ｒｍが変化しない場合、ハイレート抵抗上昇の影響が推定電流Ｉｍに反映される。そのため、推定電流Ｉｍはハイレート抵抗上昇の影響が含まれないとした測定電流Ｉｒよりも大きくなる。その差に基づく電圧差をハイレート抵抗上昇による推定電圧降下量ΔＶｈｍとすると推定電圧降下量ΔＶｈｍは下記の式（１ｇ）で求まる。
【００５１】
ΔＶｈｍ＝Ｒｍ・ΔＩ＝Ｒｍ・（Ｉｍ−Ｉｒ） …（１ｇ）
ハイレート抵抗上昇による電圧降下量ΔＶｈは、式（１ａ）に示すように推定電圧降下量ΔＶｈｍと実電圧降下量ΔＶｈｒとで等しいと仮定すると、式（１ｈ）が導かれる。
【００５２】
ΔＶｈ＝ΔＶｈｍ＝ΔＶｈｒ …（１ｈ）
式（１ｈ）に、式（１ｆ）、（１ｇ）を代入すると、式（１ｉ）が導かれる。
【００５３】
ΔＶｈ＝Ｒｍ・ΔＩ＝ΔＲｈ・Ｉｒ …（１ｉ）
式（１ｉ）をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈで整理し、さらに式（１ａ）を代入してＲｍからＲｒに変換すると、上述した式（１）を導くことができる。
【００５４】
このように、電池モデルで求めた推定電流Ｉｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する手法が導かれた。なお、式（１）は、式（１ｊ）に示すように、電池抵抗上昇率Ｄｈで整理することもできる。式（１ｊ）に示す電池抵抗上昇率Ｄｈは、測定抵抗Ｒｒに含まれるハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの割合を示す単純な式となる。
【００５５】
Ｄｈ＝Ｒｒ／Ｒｍ＝Ｉｍ／Ｉｒ …（１ｊ）
以上のように、本実施の形態では、ハイレート充放電時に電池モデル（ＳＯＨ制御）で推定された推定電流Ｉｍと実際に測定された測定電流Ｉｒとの間にハイレート抵抗上昇量に応じた乖離（推定電流差ΔＩ）が発生する点に着目し、この推定電流差ΔＩを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを精度よく推定することができる。
【００５６】
また、たとえば、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと要求性能から求まるハイレート抵抗上昇量許容値ΔＲｈｌｉｍとを直接比較した結果でハイレート劣化の有無を判定することが可能となる。そのため、ハイレート劣化の検出精度を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定手法は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度を確保しつつ、オンボードで推定可能な形態である点および演算負荷が小さい点で優れている。
【００５８】
従来技術においては、ハイレート抵抗上昇量そのものを精度よく推定できなかった。そのため、以下のような課題があった。すなわち、ハイレート抵抗上昇による電池経年劣化プロフィールは電池毎で異なるが、従来技術ではこの点を把握することができなかった。そのため、急激なハイレート抵抗上昇が発生した場合、電池劣化保護が遅れ、電池寿命を保証できなくなるおそれがあった。さらに、従来技術では、安全設計上、電池の使用開始当初から寿命までの生涯を通じて電池寿命年数の電池性能を目標値として設定する必要があった。そのため、使用期間が比較的短い間においては充放電の制限量が無駄に高くなり燃費ロスが生じていた。これに対し、本実施の形態では、上述のようにハイレート抵抗上昇量ΔＲｈそのものを精度よく推定することができるため、これらの従来技術の課題を解決し得る。
【００５９】
＜実施の形態１の変形例＞
上述の実施の形態１では、推定抵抗Ｒｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを算出したが、本変形例では、推定抵抗Ｒｍを用いる部分を簡素化する。
【００６０】
図４は、本変形例に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図４に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００６１】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、推定部６４０と、ハイレート抵抗上昇率算出部６５１とを含む。
【００６２】
ハイレート抵抗上昇率算出部６５１は、測定電流Ｉｒおよび推定電流Ｉｍから、式（２ａ）でハイレート抵抗上昇率γを算出する。
【００６３】
γ＝ΔＩ／Ｉｒ＝ΔＲｈ／Ｒｍ＝ΔＲｈｎｙ／Ｒｍｎｙ＝Ｄｈ−１ …（２ａ）
この式（２ａ）は、実施の形態１で示した式（１）を抵抗比および電流比で整理し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよび推定抵抗Ｒｍを固定値とする（たとえばｎ年の規定年数劣化後の値ΔＲｈｎｙおよびＲｍｎｙとして予め規定する）ことで導出される。
【００６４】
この式（２ａ）より、オンボードでΔＩ／Ｉｒを求め、求めた値をハイレート抵抗上昇率γとして規定年数の許容値γｌｉｍｎｙと比較することで、ハイレート劣化の有無を判定する。すなわち、式（２ｂ）が成立する場合に、ハイレート劣化が生じている状態と判定する。
【００６５】
γ＝ΔＩ／Ｉｒ＝Ｄｈ−１≧γｌｉｍｎｙ …（２ｂ）
このように、本変形例では、推定抵抗Ｒｍを用いることなく、規定年数後のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが許容値を超えるか否かに基づいてハイレート劣化の有無を判定することができる。
【００６６】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、電池モデルに従って推定された推定電流Ｉｍを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定した。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、推定電流Ｉｍを用いることなく、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。具体的には、放置中（充放電停止中）ではＬｉ塩濃度拡散によりハイレート抵抗上昇が解消する点に着目し、ハイレート抵抗上昇の解消に必要な放置時間経過後に測定された測定抵抗Ｒｒを用いて磨耗劣化量ΔＲａを推定し、推定した磨耗劣化量ΔＲａを記憶（学習）する。そして、走行中（充放電中）に、記憶された磨耗劣化量ΔＲａを用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００６８】
図５は、バッテリ４００の内部抵抗の変化と本実施の形態に係るＥＣＵ６００の動作を模式的に示す図である。
【００６９】
バッテリ４００の内部抵抗には、新品抵抗Ｒｒ０と、経年劣化（使用年数）に応じて不可逆的に増加する磨耗劣化量ΔＲａと、ハイレート充放電中に一時的（可逆的）に増加するハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとが含まれ得る。すなわち、式（３ａ）の関係が成立する。
【００７０】
内部抵抗（＝測定抵抗Ｒｒ）＝Ｒｒ０＋ΔＲ＝Ｒｒ０＋ΔＲａ＋ΔＲｈ …（３ａ）
式（３ａ）において、「ΔＲ」は新品抵抗Ｒｒ０からの内部抵抗上昇量であり、磨耗劣化量ΔＲａとハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとの合計値である。
【００７１】
新品抵抗Ｒｒ０は変化せず、磨耗劣化量ΔＲａも使用年数に応じて徐々に増加するものであり急激には増加せず、また一旦増加すると減少することもない。これに対し、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、ハイレート充放電時に増加するが、ハイレート充放電停止後は時間の経過とともにＬｉ塩濃度が拡散することによって徐々に減少する。
【００７２】
図５において、時刻ｔ１以前は、車両走行中（充放電中）であり、内部抵抗には、新品抵抗Ｒｒ０と磨耗劣化量ΔＲａとハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとが含まれている。この状態では、ＥＣＵ６００は、磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止しておく。
【００７３】
時刻ｔ１以降は、充放電が停止され、ハイレート抵抗上昇が徐々に解消され、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが減少していく。時刻ｔ１からハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが０となり、ハイレート抵抗上昇が完全に解消するため、式（３ｂ）の関係が成立する。
【００７４】
内部抵抗（＝測定抵抗Ｒｒ）＝Ｒｒ０＋ΔＲａ …（３ｂ）
ＥＣＵ６００は時刻ｔ２にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。
【００７５】
その後の時刻ｔ３で車両走行が再開されると、ＥＣＵ６００は、磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されているため、学習許可時間Ｔ２が経過する時刻ｔ４までに測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ１」として取得し、測定抵抗ＲＲ１から新品抵抗Ｒｒ０を減じた値を磨耗劣化量ΔＲａとして算出して記憶（学習）する。すなわち、磨耗劣化量ΔＲａの学習値は、式（３ｃ）で算出される。
【００７６】
ΔＲａ＝ＲＲ１−Ｒｒ０ …（３ｃ）
そして、ＥＣＵ６００は、時刻ｔ４以降の車両走行中において測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ２」として取得し、測定抵抗ＲＲ２から磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして算出する。
【００７７】
図６は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図６に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００７８】
ＥＣＵ６００は、取得部６１０，６２０と、抵抗算出部６３０と、学習部６６０と、減算部６６４，６６５とを含む。
【００７９】
学習部６６０は、磨耗劣化量ΔＲａの学習制御を行なう。学習部６６０は、時間計測部６６１と、推定部６６２と、記憶部６６３とを含む。
【００８０】
時間計測部６６１は、放置時間τを計測する。本実施の形態において、「放置」とは、バッテリ４００の充放電が停止された状態を意味し、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態（車両走行不能状態）であることと等価である。したがって、「放置時間τ」とは、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態に切り替えられた時点（図５では時刻ｔ１）からの経過時間である。時間計測部６６１は、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態からＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（走行可能状態）に切り替えられた時点（図５では時刻ｔ３）で放置時間τの計測を停止し、計測した放置時間τを推定部６６２に出力する。
【００８１】
推定部６６２は、車両の状態がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態からＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態に切り替えられると、放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を超えているか否かを判定する。ハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１は、たとえば実験等によって予め規定される。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えていない場合、推定部６６２は、磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止する。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えている場合、推定部６６２は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態に切り替えらた時点から学習許可時間Ｔ２が経過する時点まで（図５では時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）は、ハイレート充放電が行なわれないものとして、磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。
【００８２】
磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可された場合、推定部６６２は、学習許可時間Ｔ２が経過するまでに測定された測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ１」として取得する。この測定抵抗ＲＲ１には、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが含まれていない点に着目し、推定部６６２は、測定抵抗ＲＲ１を用いて磨耗劣化量ΔＲａを上述の式（３ｃ）で推定する。
【００８３】
記憶部６６３は、推定された磨耗劣化量ΔＲａを記憶する。この際、測定温度ＴｂやＳＯＣなどをパラメータとして磨耗劣化量ΔＲａをマップ化して記憶するようにしてもよい。この記憶部６６３に記憶された磨耗劣化量ΔＲａが、磨耗劣化量ΔＲａの学習値である。
【００８４】
図７は、上述の学習部６６０の機能を実現するためのＥＣＵ６００の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、上述したようにハードウェアによって実現してもよいしソフトウェアによって実現してもよい。
【００８５】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ６００は、放置中（充放電停止中）であるか否かを判定する。放電中でない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は処理をＳ１５に移す。
【００８６】
放置中である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１１にて放置時間τの計測を開始あるいは継続する。続くＳ１２にて、ＥＣＵ６００は、放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えているか否かを判定する。
【００８７】
放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えている場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１３にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を許可する。放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を越えていない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１４にて磨耗劣化量ΔＲａの学習を禁止する。
【００８８】
Ｓ１５にて、ＥＣＵ６００は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（充放電可能状態）となったか否かを判定する。ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態となっていない場合（Ｓ１５にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は処理を終了させる。
【００８９】
ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態となった場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１６にて磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されているか否かを判定する。磨耗劣化量ΔＲａの学習が禁止されている場合（Ｓ１６にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、処理を終了させる。
【００９０】
磨耗劣化量ΔＲａの学習が許可されている場合（Ｓ１６にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ１７にて少なくとも学習許可時間Ｔ２が経過するまでに（ハイレート充放電が開始される前に）上述した測定抵抗ＲＲ１を取得し、Ｓ１８にて磨耗劣化量ΔＲａをＲＲ１−Ｒｒ０として推定し、Ｓ１９にて推定した磨耗劣化量ΔＲａをメモリに記憶する。
【００９１】
図６に戻って、減算部６６４，６６５について説明する。減算部６６４は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態（充放電可能状態）において測定抵抗Ｒｒを「測定抵抗ＲＲ２」として取得し、測定抵抗ＲＲ２から新品抵抗Ｒｒ０を減じた値（＝ＲＲ２−Ｒｒ０）を算出し、算出結果を減算部６６５に出力する。
【００９２】
減算部６６５は、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態において、減算部６６４から出力された値（＝ＲＲ２−Ｒｒ０）から、メモリに記憶された磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値を、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして出力する。すなわち、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、式（３ｄ）で算出される。
【００９３】
ΔＲｈ＝ＲＲ２−Ｒｒ０−ΔＲａ …（３ｄ）
なお、上述した測定抵抗ＲＲ１を記憶しておき、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを式（３ｃ）で算出するようにしてもよい。
【００９４】
ΔＲｈ＝ＲＲ２−ＲＲ１ …（３ｅ）
以上のように、本実施の形態では、充放電停止後から十分に放置することによりハイレート抵抗上昇が解消する点に着目し、放置後の起動時（ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ後に再びＲＥＡＤＹ−ＯＮに切り替えられた時）において放置時間τがハイレート抵抗上昇解消時間Ｔ１を超えている場合には、ハイレート抵抗上昇が解消しておりかつ新たなハイレート充放電が行なわれていない測定抵抗ＲＲ１を用いて磨耗劣化量ΔＲａを学習する。そのため、磨耗劣化量ΔＲａを精度よく学習することができる。そして、走行中（充放電中）の測定抵抗ＲＲ２から磨耗劣化量ΔＲａの学習値を減じた値をハイレート抵抗上昇量ΔＲｈとして推定する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度も向上する。
【００９５】
また、本実施の形態では、演算容量が小さくかつ演算負荷が低いため、オンボードでも安価かつ簡易に磨耗劣化量ΔＲａおよびハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定することができる。
【００９６】
＜実施の形態２の変形例＞
上述の実施の形態２では、放置後の起動時に、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが解消しているものとして、起動時の測定抵抗Ｒｒから磨耗劣化量ΔＲａを学習し、その磨耗劣化量ΔＲａの学習値を用いてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定した。
【００９７】
これに対し、本変形例では、ハイレート抵抗上昇解消時の電池モデル（ＳＯＨ制御）の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍ０と現在の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍとの差を用いて、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。
【００９８】
図８は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。なお、図８に示した機能ブロックのうち、前述の図３に示した機能ブロックと同じ符号を付している機能ブロックについては、既に説明したためここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００９９】
ＥＣＵ６００は、取得部６２０と、推定部６４０Ａ，６４０Ｂと、ハイレート抵抗上昇量算出部６５０Ａとを含む。
【０１００】
推定部６４０Ａ，６４０Ｂは、いずれも機能的には上述の図３に示す推定部６４０と同じである。ただし、推定部６４０Ａ，６４０Ｂは、推定電流Ｉｍの算出に用いる内部パラメータが互いに異なる。具体的には、推定部６４０Ａは、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの解消時に記憶された内部パラメータを用いて推定電流Ｉｍ０を算出する。したがって、推定部６４０Ａが算出する推定電流Ｉｍ０には、ハイレート抵抗上昇の影響が含まれていない。一方、推定部６４０Ｂは、現在の内部パラメータを用いて推定電流Ｉｍを算出する。したがって、推定部６４０Ｂが算出する推定電流Ｉｍは、ハイレート抵抗上昇の影響が含まれ得る。
【０１０１】
ハイレート抵抗上昇量算出部６５０Ａは、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを下記の式（）を用いて推定する。
【０１０２】
ΔＲｈ＝（Ｉｍ−Ｉｍ０）／Ｉｍ×Ｒｒ …（４）
以上のように、本変形例では、ハイレート抵抗上昇解消時の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍ０と現在の内部パラメータで求めた推定電流Ｉｍとの差を用いて、現在のハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。そのため、上述の実施の形態２と同様、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの推定精度が向上するとともに、オンボードでも安価かつ簡易にハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定することができる。
【０１０３】
［実施の形態３］
本実施の形態では、上述の実施の形態１，２で精度よく推定されたハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いてハイレート劣化状態を精度よく判定するとともにハイレート劣化を適切に抑制する。
【０１０４】
本実施の形態では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定と、バッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制とを組合せることにより、ハイレート劣化状態に応じて、バッテリ４００の充放電抑制量を可変的に選択する。
【０１０５】
まず、バッテリ劣化評価値Ｄについて説明する。ＥＣＵ６００は、バッテリ４００の電解液中のＬｉ塩濃度の偏りの変化に応じてバッテリ劣化評価値Ｄを設定する。ＥＣＵ６００は、所定の基準値（後述する図９では「０」）を中心として、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが放電側に大きいほどバッテリ劣化評価値Ｄを放電劣化側に変化させ、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが充電側に大きいほどバッテリ劣化評価値Ｄを充電劣化側に変化させる。なお、具体的なバッテリ劣化評価値Ｄの算出手法としては、たとえば上述の特許文献１に記載された従来の算出手法を用いることができる。
【０１０６】
次に、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定およびバッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制について説明する。
【０１０７】
図９は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈおよびバッテリ劣化評価値Ｄの変化と本実施の形態に係るＥＣＵ６００の動作を模式的に示す図である。
【０１０８】
ＥＣＵ６００は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えると「ハイレート劣化」と判定する。図９においては、時刻ｔ１１〜ｔ１２、時刻ｔ１３〜ｔ１４までの期間で「ハイレート劣化」と判定される。
【０１０９】
ここで、ハイレート劣化に放電側劣化と充電側劣化とがある電池の場合、逆側の充放電を抑制すると、ハイレート劣化が進行してしまう場合がある。そのため、ハイレート劣化が充電過多によるものか放電過多によるものかを適切に切り分け、その結果で充放電を抑制することが望ましい。しかしながら、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈは、ハイレート放電であってもハイレート充電であっても増加する。そのため、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈだけでは、ハイレート充電に起因する劣化（充電側劣化）であるのか、ハイレート放電に起因する劣化（放電側劣化）であるのかを切り分けできない。
【０１１０】
そこで、ＥＣＵ６００は、「ハイレート劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄと放電過多閾値および充電過多閾値とを比較し、その比較結果に応じてハイレート劣化が「放電側劣化」であるのか「充電側劣化」であるのかを切り分ける。具体的には、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えている場合（図９においてはバッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値よりも放電側許容値に近づいた場合）、「放電側劣化」と判定する。そして、ＥＣＵ６００は、「放電側劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄの放電側許容値（以下「Ｄ上限値」という）を初期値よりも徐々に縮小させる（基準値に近づける、図９では基準値「０」に近づくように低下させる）。そして、ＥＣＵ６００は、Ｄ上限値の縮小に応じてバッテリ４００の放電を抑制（制限）する。一方、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えている場合（図９においてはバッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値よりも充電側許容値に近づいた場合）、「充電側劣化」と判定する。そして、ＥＣＵ６００は、「充電側劣化」と判定した場合、バッテリ劣化評価値Ｄの充電側許容値（以下「Ｄ下限値」という）を初期値よりも徐々に縮小させる（基準値に近づける、図９では基準値「０」に近づくように増加させる）。そして、ＥＣＵ６００は、Ｄ下限値の縮小に応じてバッテリ４００の充電を抑制する。
【０１１１】
また、ＥＣＵ６００は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）を下回ると「ハイレート劣化解消」と判定する。図９においては、時刻ｔ１６以降の期間で「ハイレート劣化解消」と判定される。
【０１１２】
ＥＣＵ６００は、「ハイレート劣化解消」と判定した場合、Ｄ上限値およびＤ下限値を徐々に初期値まで拡大させて、充放電の抑制を徐々に解除させる。
【０１１３】
図１０は、本実施の形態に係るＥＣＵ６００の機能ブロック図である。ＥＣＵ６００は、判定部６７０と、設定部６７１と、抑制部６７２とを含む。
【０１１４】
判定部６７０は、車両走行中において、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈと劣化量大閾値Ｒ１および劣化量小閾値Ｒ２とを比較し、その比較結果で「ハイレート劣化」および「ハイレート劣化解消」の判定を行なう。
【０１１５】
また、判定部６７０は、「ハイレート劣化」と判定した場合には、バッテリ劣化評価値Ｄと放電過多閾値および充電過多閾値とを比較し、その比較結果に応じてハイレート劣化が「放電側劣化」であるのか「充電側劣化」であるのかを判定する（切り分ける）。
【０１１６】
設定部６７１は、判定部６７０の判定結果に応じて、Ｄ上限値およびＤ下限値を設定する。上述したように、設定部６７１は、「放電側劣化」であるときはＤ上限値を縮小させ（基準値に近づけ）、「充電側劣化」であるときはＤ下限値を縮小させる（基準値に近づける）。
【０１１７】
図１２〜１３は、Ｄ上限値およびＤ下限値を可変的に設定する方法を例示した図である。なお、図１２〜１３にはＤ上限値のみを代表的に示している。図１２に示すように、「放電側劣化」と判定された時点でＤ上限値をバッテリ劣化評価値Ｄにまで低下させるようにしてもよい。また、図１３に示すように、Ｄ上限値を固定ステップ量で段階的に低下させるようにしてもよい。また、図１４に示すように、「放電側劣化」と判定された時点のバッテリ劣化評価値Ｄを目標として、徐々に小さくなる複数の可変ステップ量を設定し、これらの可変ステップ量で段階的に目標まで低下させるようにしてもよい。
【０１１８】
図１０に戻って、抑制部６７２は、設定部６７１によって設定されたＤ上限値およびＤ下限値の増減に応じて、バッテリ４００の充放電を抑制する。この充放電の抑制には、充電電力制限値ＷＩＮおよび放電電力制限値ＷＯＵＴが用いられる。すなわち、充電を抑制する場合には充電電力制限値ＷＩＮが絞られ、放電を抑制する場合には、放電電力制限値ＷＯＵＴが絞られる。
【０１１９】
なお、抑制部６７２は、Ｄ上限値およびＤ下限値の縮小量に応じて充放電量の抑制量（ＷＩＮ、ＷＯＵＴの絞り量）を設定する。これにより、Ｄ上限値およびＤ下限値に応じて充放電量の抑制量を可変的に設定することができる。そして、抑制部６７２は、設定した充放電量の抑制量を実現するように、実際のバッテリ４００の充放電量を絞る。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、Ｄ上限値およびＤ下限値を用いて充放電を抑制する場合について説明する。しかし、図１１に示すように、設定部６７１の機能を有さず（Ｄ上限値およびＤ下限値を用いずに）、抑制部６７２が判定部６７０の判定結果を用いて直接的に充放電を抑制するようにしてもよい。
【０１２１】
図１５は、上述の機能を実現するためのＥＣＵ６００の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２２】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ６００は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを推定する。具体的な推定手法としては、上述の実施の形態１、２で説明した手法を用いればよい。
【０１２３】
Ｓ２１にて、ＥＣＵ６００は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えているか否かを判定する。
【０１２４】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えている場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２２にて「ハイレート劣化」と判定し、Ｓ２３にてハイレート劣化が充電側劣化なのか放電側劣化なのかを切り分ける処理を行なう。
【０１２５】
図１６は、ハイレート劣化の切り分け処理（図１５のＳ２３の処理）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【０１２６】
Ｓ２３ａにて、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えたか否かを判定する。なお、バッテリ劣化評価値Ｄは、上述したように、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが放電側に大きいほど放電劣化側に変化し、電解液中のＬｉ塩濃度の偏りが充電側に大きいほど充電劣化側に変化する値である。バッテリ劣化評価値Ｄは、他の処理で別途算出されている。
【０１２７】
Ｓ２３ｂにて、ＥＣＵ６００は、バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えたか否かを判定する。
【０１２８】
バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値を超えた場合（Ｓ２３ａにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｃにて「放電側劣化」と判定する。
【０１２９】
バッテリ劣化評価値Ｄが充電過多閾値を超えた場合（Ｓ２３ｂにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｄにて「充電側劣化」と判定する。
【０１３０】
バッテリ劣化評価値Ｄが放電過多閾値および充電過多閾値を超えていない場合（Ｓ２３ａにてＮＯかつＳ２３ｂにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２３ｅにて「切り分け不可」と判定する。
【０１３１】
図１５に戻って、ＥＣＵ６００は、Ｓ２４にて切り分け処理の結果が「放電側劣化」であるか否かを判定する。また、ＥＣＵ６００は、Ｓ２５にて切り分け処理の結果が「充電側劣化」であるか否かを判定する。
【０１３２】
切り分け処理の結果が「放電側劣化」である場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２６にてＤ上限値を縮小させる。切り分け処理の結果が「充電側劣化」である場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２７にてＤ下限値を縮小させる。切り分け処理の結果が「切り分け不可」である場合（Ｓ２５にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２８にてＤ上限値およびＤ下限値の双方を縮小させる。
【０１３３】
一方、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量大閾値Ｒ１を超えていない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ２９にてハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回るか否かを判定する。ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回らない場合（Ｓ２９にてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、処理を終了させる。
【０１３４】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが劣化量小閾値Ｒ２を下回る場合（Ｓ２９にてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ３０にて「ハイレート劣化解消」と判定し、Ｄ上限値およびＤ下限値を徐々に拡大させる。
【０１３５】
ＥＣＵ６００は、Ｓ３１にて、Ｄ上限値およびＤ下限値に基づいてバッテリ４００の充放電を抑制（制限）する。具体的な抑制手法は上述したとおりである。
【０１３６】
ＥＣＵ６００は、Ｓ３２にて、ハイレート劣化の再切り分け処理を行なう。
図１７は、ハイレート劣化の再切り分け処理（図１５のＳ３２の処理）の処理手順を示すフローチャートである。
【０１３７】
Ｓ３２ａにて、ＥＣＵ６００は、充放電の抑制（図１５のＳ３１の処理）を開始してから一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間が経過していない場合（Ｓ３２ａにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、一定時間が経過するまで待つ。
【０１３８】
一定時間が経過した場合（Ｓ３２ａにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、Ｓ３２ｂにて充放電の抑制を開始した時点からハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加したか否かを判定する。
【０１３９】
ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加した場合（Ｓ３２ｂにてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、前回の切り分け処理（図１５のＳ２３の処理）の判定結果が誤りであるとし、前回の切り分け結果とは反対の判定を行なう。一方、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが低下した場合（Ｓ３２ｂにてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、前回の切り分け処理の判定結果が正しいとし、前回の切り分け処理の判定結果と同じ判定を行なう。
【０１４０】
図１８は、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈの変化を示す図である。図１８に示すように、時刻ｔ２１にて「充電側劣化」と判定して充電量を抑制したにも関わらずハイレート抵抗上昇量ΔＲｈが増加した場合は、ＥＣＵ６００によって、時刻ｔ２２にて「充電側劣化」との前回の切り分け結果を誤りであるとして反対の「放電側劣化」と再判定される。これにより、充電量の抑制が停止されるとともに、放電量の抑制が開始される。このように、前回の誤判定を修正して充放電を適切に抑制することで、誤判定による反対側の充放電抑制でハイレート抵抗上昇が促進されてしまうことを防ぐことができる。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態では、ハイレート抵抗上昇量ΔＲｈを用いたハイレート劣化判定と、バッテリ劣化評価値Ｄを用いたハイレート劣化抑制とを組合せることにより、ハイレート劣化状態に応じて、バッテリ４００の充放電の抑制量を可変的に選択する。これにより、実際のハイレート抵抗上昇量に応じてバッテリ４００の充放電を適切に抑制することができる。
【０１４２】
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。
【符号の説明】
【０１４３】
１００ エンジン、２００ ジェネレータ、３００ ＰＣＵ、３０２ インバータ、３０４ コンバータ、４００ バッテリ、５００ モータ、６００ ＥＣＵ、６０１ 電圧センサ、６０２ 電流センサ、６０３ 温度センサ、６１０，６２０ 取得部、６３０ 抵抗算出部、６４０，６４０Ａ，６４０Ｂ 推定部、６５０，６５０Ａ ハイレート抵抗上昇量算出部、６５１ ハイレート抵抗上昇率算出部、６６０ 学習部、６６１ 時間計測部、６６２ 推定部、６６３ 記憶部、６６４，６６５ 減算部、６７０ 判定部、６７１ 設定部、６７２ 抑制部、７００ 動力分配機構、８００ 減速機、９００ 車輪。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の監視装置であって、
前記二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、
予め与えられた電池モデルに従って、前記電池電圧および前記電池温度の測定値に対応する前記電池電流を推定する電流推定部と、
前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部とを備え、
前記ハイレート劣化量算出部は、前記電池電流の測定値をＩｒ、前記電池電流の測定値および前記電池電圧の測定値から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ、前記電池モデルに従って推定される前記電池電流の推定値をＩｍ、前記電池電流の推定値と前記電池電圧の測定値と前記電池電流の測定値と前記電池温度の測定値とから求まる前記電池抵抗の推定値をＲｍとするとき、前記ハイレート劣化量を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍのいずれか一方の算出式を用いて算出する、二次電池の監視装置。
【請求項２】
前記ハイレート劣化量算出部は、前記ハイレート劣化量の上昇率を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒのいずれか一方の算出式を用いて算出する、請求項１に記載の二次電池の監視装置。
【請求項３】
二次電池の監視装置であって、
前記二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、
前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部と、
前記二次電池の経年劣化による前記電池抵抗の定常的な上昇量を磨耗劣化量として算出する磨耗劣化量算出部とを備え、
前記磨耗劣化量算出部は、前記二次電池の充放電停止状態が所定時間以上継続した後に測定された前記電池電流および前記電池電圧から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ１、前記二次電池の未使用時の初期抵抗をＲｒ０とするとき、前記磨耗劣化量をＲｒ１−Ｒｒ０の算出式を用いて算出して記憶し、
前記ハイレート劣化量算出部は、前記二次電池の充放電が可能な状態で測定された前記電池電流および前記電池電圧から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ２、記憶された前記磨耗劣化量をΔＲａとするとき、前記ハイレート劣化量を、Ｒｒ２−Ｒｒ０−ΔＲａおよびＲｒ２−Ｒｒ１のいずれか一方の算出式を用いて算出する、二次電池の監視装置。
【請求項４】
前記監視装置は、前記ハイレート劣化量が所定値を超える場合に、前記二次電池がハイレート劣化状態であると判定する状態判定部をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項５】
前記監視装置は、前記状態判定部によって前記二次電池が前記ハイレート劣化状態であると判定された場合、前記二次電池の充放電を制限し、前記二次電池が前記ハイレート劣化状態であると判定されない場合、前記二次電池の充放電の制限を解除する充放電制御部をさらに備える、請求項４に記載の二次電池の監視装置。
【請求項６】
前記監視装置は、
前記二次電池の充放電履歴に基づいて、前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の劣化の度合いを示すハイレート劣化評価値を、前記二次電池の放電に応じて放電側に変化させ、前記二次電池の充電に応じて充電側に変化させるように算出する評価値算出部と、
前記ハイレート劣化評価値と充電側閾値および放電側閾値との比較結果に応じて、前記ハイレート劣化量が増加した要因が充電および放電のいずれであるのかを判定する要因判定部とをさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項７】
前記監視装置は、前記二次電池の充電および放電のいずれか一方が制限された状態で前記ハイレート劣化量が上昇した場合、前記ハイレート劣化量が増加した要因が、充電および放電のうち制限された方とは反対の方であると判定する要因判定部をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項８】
前記二次電池は、車両に搭載されるリチウムイオン二次電池である、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項１】
二次電池の監視装置であって、
前記二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、
予め与えられた電池モデルに従って、前記電池電圧および前記電池温度の測定値に対応する前記電池電流を推定する電流推定部と、
前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部とを備え、
前記ハイレート劣化量算出部は、前記電池電流の測定値をＩｒ、前記電池電流の測定値および前記電池電圧の測定値から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ、前記電池モデルに従って推定される前記電池電流の推定値をＩｍ、前記電池電流の推定値と前記電池電圧の測定値と前記電池電流の測定値と前記電池温度の測定値とから求まる前記電池抵抗の推定値をＲｍとするとき、前記ハイレート劣化量を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍ×Ｒｒおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒ×Ｒｍのいずれか一方の算出式を用いて算出する、二次電池の監視装置。
【請求項２】
前記ハイレート劣化量算出部は、前記ハイレート劣化量の上昇率を、（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｍおよび（Ｉｍ−Ｉｒ）／Ｉｒのいずれか一方の算出式を用いて算出する、請求項１に記載の二次電池の監視装置。
【請求項３】
二次電池の監視装置であって、
前記二次電池の電池電流、電池電圧および電池温度を測定する測定部と、
前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の電池抵抗の一時的な上昇量をハイレート劣化量として算出するハイレート劣化量算出部と、
前記二次電池の経年劣化による前記電池抵抗の定常的な上昇量を磨耗劣化量として算出する磨耗劣化量算出部とを備え、
前記磨耗劣化量算出部は、前記二次電池の充放電停止状態が所定時間以上継続した後に測定された前記電池電流および前記電池電圧から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ１、前記二次電池の未使用時の初期抵抗をＲｒ０とするとき、前記磨耗劣化量をＲｒ１−Ｒｒ０の算出式を用いて算出して記憶し、
前記ハイレート劣化量算出部は、前記二次電池の充放電が可能な状態で測定された前記電池電流および前記電池電圧から求まる前記電池抵抗の測定値をＲｒ２、記憶された前記磨耗劣化量をΔＲａとするとき、前記ハイレート劣化量を、Ｒｒ２−Ｒｒ０−ΔＲａおよびＲｒ２−Ｒｒ１のいずれか一方の算出式を用いて算出する、二次電池の監視装置。
【請求項４】
前記監視装置は、前記ハイレート劣化量が所定値を超える場合に、前記二次電池がハイレート劣化状態であると判定する状態判定部をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項５】
前記監視装置は、前記状態判定部によって前記二次電池が前記ハイレート劣化状態であると判定された場合、前記二次電池の充放電を制限し、前記二次電池が前記ハイレート劣化状態であると判定されない場合、前記二次電池の充放電の制限を解除する充放電制御部をさらに備える、請求項４に記載の二次電池の監視装置。
【請求項６】
前記監視装置は、
前記二次電池の充放電履歴に基づいて、前記二次電池の充放電の継続に起因する前記二次電池の劣化の度合いを示すハイレート劣化評価値を、前記二次電池の放電に応じて放電側に変化させ、前記二次電池の充電に応じて充電側に変化させるように算出する評価値算出部と、
前記ハイレート劣化評価値と充電側閾値および放電側閾値との比較結果に応じて、前記ハイレート劣化量が増加した要因が充電および放電のいずれであるのかを判定する要因判定部とをさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項７】
前記監視装置は、前記二次電池の充電および放電のいずれか一方が制限された状態で前記ハイレート劣化量が上昇した場合、前記ハイレート劣化量が増加した要因が、充電および放電のうち制限された方とは反対の方であると判定する要因判定部をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【請求項８】
前記二次電池は、車両に搭載されるリチウムイオン二次電池である、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池の監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−３２９６６（Ｐ２０１３−３２９６６Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９１１４（Ｐ２０１１−１６９１１４）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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