充電制御システム
【課題】演算負荷を低減しながら、適切にバッテリの充電を行なうことができる充電制御システムを提供すること。
【解決手段】充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上における、最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点を求め、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出し、算出した目標電力点または目標電流点に基づいて、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する。
【解決手段】充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上における、最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点を求め、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出し、算出した目標電力点または目標電流点に基づいて、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリに入力される充電電力を制御するための充電制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリを充電する際に、充電開始時において、バッテリを充電するための電流値を徐々に上げていき、電流値が所定の値となった場合に、予め設定された目標電流値で、バッテリの充電を行なう技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４３２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、バッテリの充電を行なう際に、バッテリを充電するための電流値を徐々に上げていく段階と、電流値が所定の値となった場合に、予め設定された目標電流値で充電を行なう段階と、異なる２つの段階において、それぞれ異なる制御を行うものであった。すなわち、上記従来技術においては、通常、充電電流を決定するための制御マップを用いて、充電率やバッテリ電圧などに応じて、充電電流を決定するものであるが、上記従来技術においては、これら異なる２つの段階のそれぞれに対応した複数の制御マップが必要となり、そのため、演算負荷が高くなってしまうという問題があった。また、上記従来技術においては、充電電流を決めるための制御マップは、通常、バッテリのサイクル劣化等を考慮して設定されたものであるため、劣化がほとんど発生していない新品時においては、充電電流値が不要に制限されてしまうという不具合があったり、逆に、バッテリが想定以上に劣化した場合に、バッテリが過充電状態となってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、演算負荷を低減しながら、適切にバッテリの充電を行なうことができる充電制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上における、最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点を求め、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出し、算出した目標電力点または目標電流点に基づいて、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として設定し、これに基づいて、充電電力または充電電流を決定するため、充電電流を決めるための制御マップを複数有する必要が無く、そのため、バッテリの充電を行う際における、演算負荷の低減が可能となる。加えて、本発明によれば、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する際に、バッテリの状態（たとえば、バッテリの電圧、バッテリの内部抵抗等）の検出誤差を考慮した充電電力または充電電流を設定することができるため、これにより、劣化がほとんど発生していない新品時においては、不要に充電電流が制限されてしまうことを抑制することができ、さらには、バッテリが劣化した場合でも、バッテリを過充電状態などの悪影響下にさらしてしまうことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るバッテリ充電システムを示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態により算出された目標充電電力ＰＴＲＧを用いて、バッテリ４を充電した場合における充電プロファイルである。
【図３】図３は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図４】図４は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図５】図５は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図６】図６は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図７】図７は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図８】図８は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図９】図９は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施形態における充電制御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】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るバッテリ充電システムを示す構成図である。なお、以下においては、本実施形態に係るバッテリ充電システムが、電気車両（ハイブリッド車やＥＶ）用として用いられる場合を例示して説明するが、特にこれに限定されるものではない。
【００１１】
本実施形態に係るバッテリ充電システム１は、図１に示すように、強電ライン２を介して、互いに電気的に接続された充電装置３、バッテリ４、ＰＴＣヒータ５、コンプレッサ６およびＤＣ／ＤＣコンバータ７を備えている。また、バッテリ充電システム１は、強電ライン２を介して、外部交流電源１００と電気的に接続可能となっている。なお、外部交流電源１００は、通常、バッテリ４を充電するために、強電ライン２を介して、バッテリ充電システム１に電気的に接続される。
【００１２】
バッテリ４は、リチウムイオン二次電池などの二次電池を、直列に複数接続してなる組電池であり、図１に示すように、バッテリ４には、バッテリ４を構成する各セルの監視を行なうバッテリコントローラ８が接続されている。
【００１３】
バッテリコントローラ８は、周期的に、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔの検出を行う。また、バッテリコントローラ８は、これらに基づき、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、バッテリ４を構成する各セルのセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、およびバッテリ４の開路電圧Ｖ０を算出する。
【００１４】
最高電圧セルの電圧Ｖｈは、バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセルの端子電圧であり、最高電圧セルの電圧Ｖｈは、セル電圧ＶＣｅｌｌから算出される。
【００１５】
セル内部抵抗ＲＣｅｌｌは、バッテリ４を構成する各セルの内部抵抗であり、たとえば、セル電圧ＶＣｅｌｌ、充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリの劣化度などからバッテリ４を構成するセルごとに算出される。また、総内部抵抗ＲＢＡＴは、バッテリ４の総抵抗であり、バッテリ４を構成する各セルの抵抗の他、バッテリ４を構成するセル同士を電気的に接続するバスバーの抵抗などバッテリ４を構成する全ての部材の抵抗の合計である。総内部抵抗ＲＢＡＴは、たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリの劣化度などから算出される。
【００１６】
充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４を充電する際に、上限となる電圧であり、バッテリ４の劣化を防止するために設定される上限電圧である。充電上限電圧ＶＬＩＭは、たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ４の温度Ｔ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴから算出される。このような充電上限電圧ＶＬＩＭとしては、たとえば、バッテリ４を構成する各セル（あるいは、一部のセル）の内部に、リチウムの析出が開始する電圧や、リチウムの析出が開始する電圧よりも所定値低い電圧に設定することができるが、これらに限定されるものではない。たとえば、充電上限電圧ＶＬＩＭが、リチウムの析出が開始する電圧や、リチウムの析出が開始する電圧よりも所定値低い電圧に設定される場合には、充電上限電圧ＶＬＩＭは、以下のような特性を有する。すなわち、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧが大きいほど、低く算出され、充電電流ＩＣＨＧが小さいほど、高く算出される。また、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の温度Ｔが高いほど、高く算出され、バッテリ４の温度Ｔが低いほど、低く算出される。さらに、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが高いほど、低く算出され、総内部抵抗ＲＢＡＴが小さいほど、低く算出される。
【００１７】
開路電圧Ｖ０は、バッテリ４の無負荷状態における総電圧ＶＢＡＴと、充電電流ＩＣＨＧとから、たとえば、バッテリ４の無負荷状態における電圧に、充電電流ＩＣＨＧを積算して得られる電流積算値に基づいて算出される電圧増減量を加算することにより算出される。
【００１８】
そして、バッテリコントローラ８は、セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ温度Ｔ、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、および開路電圧Ｖ０を、システム制御装置１０に送信する。
【００１９】
また、ＰＴＣヒータ５は、強電ライン２を介して、バッテリ４または外部交流電源１００から供給される電力により駆動することで、バッテリ充電システム１を備える車両室内に送る空調風を加熱するためのヒータである。このＰＴＣヒータ５は、ヒータ素子の温度上昇に伴い電気抵抗値が増加して消費電力が減少する、いわゆるＰＴＣ特性を有する。
【００２０】
コンプレッサ６は、バッテリ充電システム１を備える車両に備えられた空調装置の冷凍サイクル（不図示）の冷媒を圧縮する冷媒圧縮装置であり、バッテリ４または外部交流電源１００から、強電ライン２を介して、電力の供給が行なわれることにより駆動する。
【００２１】
空調制御アンプ９は、ＰＴＣヒータ５およびコンプレッサ６の駆動を制御するための制御装置である。空調制御アンプ９は、たとえば、温度センサ（不図示）により検出された車両室内温度の情報、および車両室内を空調するための目標温度の情報を取得し、これらの情報に基づいて、ＰＴＣヒータ５およびコンプレッサ６を駆動させるために必要な駆動電力を設定し、設定した駆動電力を駆動電力供給指令とともに、システム制御装置１０に送信する。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、強電ライン２を介して、バッテリ４から供給された電力を変換するための装置であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７により変換された電力は、弱電ライン１１を介して、弱電補機１２に供給されることとなる。
【００２３】
充電装置３は、システム制御装置１０からの電力供給指令に基づき、外部交流電源１００からの電力をＡＣ／ＤＣ変換し、変換した電力を、バッテリ４、ＰＴＣヒータ５、コンプレッサ６に供給する。なお、充電装置３は、車両内に備えられているような構成であってもよいし、あるいは、車両外部に備えられているような構成であってもよい。また、充電装置３は、外部交流電源１００と互いに通信することで、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭの情報を取得し、取得した供給可能電力ＰＬＩＭの情報を、システム制御装置１０に送出する。
【００２４】
システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８、空調制御アンプ９、および充電装置３と、互いに通信することで、バッテリ制御システム１を制御するための制御装置である。本実施形態においては、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から、セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ温度Ｔ、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、および開路電圧Ｖ０を取得し、これらに基づいて、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、算出した目標充電電力ＰＴＲＧを電力供給指令とともに、充電装置３に送出する。そして、充電装置３は、システム制御装置１０からの電力供給指令に基づき、外部交流電源１００からの電力をバッテリ４に供給することとなる。
【００２５】
なお、システム制御装置１０は、車両内に備えられているような構成であってもよいし、あるいは、車両外部に備えられているような構成であってもよい。
【００２６】
次いで、システム制御装置１０による、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法について説明する。ここで、図２は、本実施形態により算出された目標充電電力ＰＴＲＧを用いて、バッテリ４を充電した場合における充電プロファイルであり、図３〜図６は、図２に示す時間ｔ０〜時間ｔ１における、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。なお、以下に説明する目標充電電力ＰＴＲＧの算出処理は、システム制御装置１０によって、一定周期で実行される。
【００２７】
以下においては、まず、充電初期、すなわち、図２に示す時間ｔ０から時間ｔ１までにおける、充電電力の算出方法について、説明する。なお、時間ｔ０は、外部交流電源１００からバッテリ４への充電電力の供給を開始する時刻（充電開始時刻）である。
【００２８】
まず、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、充電電流ＩＣＨＧおよび充電上限電圧ＶＬＩＭの情報に基づき、バッテリ４に入力可能な電流である入力可能電流ＩＭＡＸを算出する。なお、最高電圧セルの電圧Ｖｈは、上述したように、バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセルの端子電圧である。
【００２９】
ここで、図３は、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明する図である。入力可能電流ＩＭＡＸを算出する処理において、システム制御装置１０は、まず、バッテリコントローラ８から取得したセル内部抵抗ＲＣｅｌｌの情報から、最高電圧セル（バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセル）の内部抵抗Ｒｈを算出する。そして、システム制御装置１０は、算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈに基づき、図３に示すように、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈを算出する。ここで、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、バッテリ４（最高電圧セル）に流れる充電電流と、最高電圧セルの電圧との関係を示す直線である。すなわち、ある充電電流を流した場合における、充電電流値と、バッテリ４の電圧の値との関係を示す直線である。なお、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、たとえば、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈ、およびバッテリコントローラ８から取得した開路電圧Ｖ０を用いて算出することができる。あるいは、総内部抵抗線ＬＲは、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈ、現在の最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および現在のバッテリ４（最高電圧セル）の充電電流ＩＣＨＧを用いて算出することもできる。さらに、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、たとえば、最高電圧セルの電圧Ｖｈおよび充電電流ＩＣＨＧに基づき、最高電圧セルの電圧Ｖｈと充電電流ＩＣＨＧとの関係を直線回帰することにより算出することもできる。
【００３０】
次いで、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、図３に示す充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、バッテリ４の充電電流が変化した場合における、充電上限電圧ＶＬＩＭの変化量を求め、これに基づいて、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出する。あるいは、システム制御装置１０は、充電上限電圧ＶＬＩＭとバッテリ４の充電電流との関係を示すテーブルを予め備えておき、このテーブルを用いて、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出するような構成とすることもできる。
【００３１】
次いで、システム制御装置１０は、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における電圧を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出し、最大許容電圧ＶＭＡＸと、最高電圧セルの電圧Ｖｈとの差を算出することで、電圧差ΔＶ（ΔＶ＝ＶＭＡＸ−Ｖｈ）を求める。次いで、システム制御装置１０は、算出した電圧差ΔＶを、最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈで除すことにより、追加可能電流Ｉａｄｄ（Ｉａｄｄ＝ΔＶ／Ｒｈ）を求める。そして、システム制御装置１０は、充電電流ＩＣＨＧに、追加可能電流Ｉａｄｄを加算することで、入力可能電流ＩＭＡＸ（ＩＭＡＸ＝ＩＣＨＧ＋Ｉａｄｄ）を算出する。
あるいは、システム制御装置１０は、図３に示すように、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における充電電流を、入力可能電流ＩＭＡＸとして算出してもよい。
以上のようにして、システム制御装置１０により、入力可能電流ＩＭＡＸの算出が行なわれる。
【００３２】
次いで、システム制御装置１０は、上記にて算出した入力可能電流ＩＭＡＸを用いて、バッテリ４に入力可能な最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、入力可能電流ＩＭＡＸにバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴの２乗を乗じすることで、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することができる（ＰＭＡＸ＝ＩＭＡＸ×（ＲＢＡＴ）２）。あるいは、図３に示すように、入力可能電流ＩＭＡＸに対応する電圧を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出し、入力可能電流ＩＭＡＸと、最大許容電圧ＶＭＡＸとに基づいて、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することもできる。なお、最大入力可能電力ＰＭＡＸの算出方法としては、たとえば、入力可能電流ＩＭＡＸと、最大許容電圧ＶＭＡＸと、バッテリ４を構成するセルの数とを乗じる方法などが挙げられる。
【００３３】
次いで、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した総内部抵抗ＲＢＡＴを用いて、総内部抵抗線ＬＲを算出する。そして、算出した総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰ、および上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸ、をそれぞれ算出する。
【００３４】
ここで、図４は、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【００３５】
まず、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出するに際し、システム制御装置１０は、図４に示すように、総内部抵抗線ＬＲを算出する。ここで、総内部抵抗線ＬＲは、バッテリ４に流れる充電電流と、バッテリ４の総電圧との関係を示す直線である。すなわち、ある充電電流を流した場合における、充電電流値と、バッテリ４の電圧の値との関係を示す直線である。総内部抵抗線ＬＲは、たとえば、バッテリコントローラ８から取得したバッテリ４の内部抵抗Ｒ、および開路電圧Ｖ０を用いて算出することができる。あるいは、総内部抵抗線ＬＲは、バッテリコントローラから取得したバッテリ４の内部抵抗Ｒ、現在のバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、現在のバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧを用いて算出することもできる。さらに、総内部抵抗線ＬＲは、たとえば、総電圧ＶＢＡＴおよび充電電流ＩＣＨＧに基づき、総電圧ＶＢＡＴと充電電流ＩＣＨＧとの関係を直線回帰することにより算出することもできる。
【００３６】
次いで、システム制御装置１０は、総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、図４に示すように、バッテリコントローラから取得した現在のバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、および現在のバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧを用い、これらに基づいて、入力電力点ＳＩＮＰを算出する。
【００３７】
次いで、システム制御装置１０は、総内部抵抗線ＬＲ上における、最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出するに際して、まず、図４に示す最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸを算出する。ここで、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸは、バッテリ４を充電する際における充電電力を、最大入力可能電力ＰＭＡＸとする際に、必要となる電流の値と、該電流を流した際における電圧の値との関係を示すものであり、上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに基づいて、算出することができる。そして、システム制御装置１０は、図４に示すように、総内部抵抗線ＬＲと、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸとの交点を求め、これを最大入力可能電力点ＳＭＡＸとして算出する。
【００３８】
そして、最後に、システム制御装置１０は、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを算出する。ここで、図５は、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。具体的には、システム制御装置１０は、図５に示すように、上記にて算出した総内部抵抗線ＬＲ上であって、上記にて算出した入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出する。そして、システム制御装置１０は、充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する。
【００３９】
このようにして、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１においては、目標充電電力ＰＴＲＧは算出される。
【００４０】
そして、たとえば、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１の任意の時間ｔ１１において、図６に示すように、上述した方法にしたがって、算出された入力電力点ＳＩＮＰをＳＩＮＰ＿１１とし、最大入力可能電力点ＳＭＡＸをＳＭＡＸ＿１１とし、目標充電電力点ＳＴＲＧをＳＴＲＧ＿１１とした場合に、バッテリ４を充電するための目標充電電力を、充電電力点ＳＣＨＧ＿１１に基づいて算出されたＰＣＨＧ＿１１に設定して、バッテリ４の充電を行なうと、時間ｔ１１の所定時間後の時間ｔ１２において、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴはＶＢＡＴ＿１１からＶＢＡＴ＿１２に上昇することとなる。
【００４１】
そして、時間ｔ１１の所定時間後の時間ｔ１２において、上述した方法にしたがって、図６に示すように、入力電力点ＳＩＮＰ＿１２、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１２を算出し、これらに基づき、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１２の算出を行なうと、時間ｔ１２においては、時間ｔ１１における場合と比較して、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１２を、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１２により近いものとすることができる。
【００４２】
また、同様にして、時間ｔ１２において、バッテリ４を充電するための目標充電電力を、充電電力点ＳＣＨＧ＿１２に基づいて算出されたＰＣＨＧ＿１２に設定して、バッテリ４の充電を行なうと、時間ｔ１２の所定時間後の時間ｔ１３において、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴはＶＢＡＴ＿１２からＶＢＡＴ＿１３に上昇することとなる。
【００４３】
そして、時間ｔ１２の所定時間後の時間ｔ１３において、上述した方法にしたがって、図６に示すように、入力電力点ＳＩＮＰ＿１３、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１３を算出し、これらに基づき、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１３の算出を行なうと、時間ｔ１３においては、時間ｔ１２における場合と比較して、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１３を、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１３により近いものとすることができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、上述したような方法によって、目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、目標充電電力ＰＴＲＧに基づいて、外部交流電源１００から、バッテリ４へ充電電力を供給することにより、徐々に最大入力可能電力ＰＭＡＸに近づけることができこれにより、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１のように、充電開始時の充電電力を徐々に上昇させることが可能となる。
【００４５】
なお、図５においては、目標充電電力点ＳＴＲＧを、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの中間に設定するような構成を例示したが、目標充電電力点ＳＴＲＧは、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間の任意の点に設定することができ、特に限定されない。たとえば、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰにより近い位置に設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差を有効に吸収することができる。一方、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸにより近い位置に設定することにより、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００４６】
たとえば、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により検出されたバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定し、また、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することができる。
【００４７】
このように、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低い場合には、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌと、充電上限電圧ＶＬＩＭと、の差が比較的に大きく、そのため、比較的大きな充電電力でバッテリ４の充電を行なった場合でも、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌが、充電上限電圧ＶＬＩＭを超える可能性は低くなる。そのため、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低い場合に、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定することにより、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。一方、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが高い場合には、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌと、充電上限電圧ＶＬＩＭと、の差が比較的小さいため、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することにより、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌが、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えてしまうことをより適切に防止することができる。
【００４８】
あるいは、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により検出されたバッテリ４の温度Ｔに基づいて、バッテリ４の温度Ｔが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定し、また、バッテリ４の温度Ｔが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定することができる。
【００４９】
バッテリ４の温度Ｔに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差の影響が大きい場合（すなわち、バッテリ温度Ｔが低い場合）に、これらの誤差を確実に吸収できるようにすることができる。一方、これらの誤差の影響が小さい場合（すなわち、バッテリ温度Ｔが高い場合）に、これらの誤差を有効に吸収しながら、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
さらに、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により算出されたバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴに基づいて、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定し、また、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することができる。
【００５１】
バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差の影響が大きい場合（すなわち、総内部抵抗ＲＢＡＴが高い場合）に、これらの誤差を確実に吸収できるようにすることができる。一方、これらの誤差の影響が小さい場合（すなわち、総内部抵抗ＲＢＡＴが低い場合）に、これらの誤差を有効に吸収しながら、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
そして、図２に示すように、時間ｔ１において、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧが、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭと等しくなると、バッテリ４の充電は、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭで行なわれることとなる。なお、この際においても、システム制御装置１０は、上述した方法にしたがって、目標充電電力ＰＴＲＧの算出を一定周期で行なっている。
【００５３】
そして、図２に示すように、時間ｔ２において、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達することとなる。以下、時間ｔ２から時間ｔ３（最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達した以降）における、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧを算出方法について、説明する。
【００５４】
すなわち、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、システム制御装置１０は、上記と同様に、まず、バッテリ４に入力可能な電流である入力可能電流ＩＭＡＸの算出、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出を行なう。ここで、図７に、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明する図を示す。
【００５５】
図７に示すように、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達しており、そのため、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを超えてしまい、その結果として、現在の充電電流ＩＣＨＧ、および現在の最高電圧セルの電圧Ｖｈが、それぞれ、入力可能電流ＩＭＡＸ、および最大許容電圧ＶＭＡＸよりも高くなる。
【００５６】
そのため、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、図８に示すように、入力電力点ＳＩＮＰが、最大入力可能電力点ＳＭＡＸよりも高くなってしまう（グラフ上、右上に位置することとなってしまう）。よって、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、システム制御装置１０は、上述した時間ｔ０〜時間ｔ１の場合と異なり、目標充電電力点ＳＴＲＧを、最大入力可能電力点ＳＭＡＸと同じ位置に設定する。すなわち、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、目標充電電力ＰＴＲＧを、最大入力可能電力ＰＭＡＸと等しくする。
【００５７】
このようにして、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３においては、目標充電電力ＰＴＲＧは算出される。
【００５８】
そして、たとえば、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３の任意の時間ｔ２１において、図９に示すように、算出された入力電力点ＳＩＮＰをＳＩＮＰ＿２１とし、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸをＬＰ＿ＭＡＸ＿２１とし、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２１とし、目標充電電力点ＳＴＲＧをＳＴＲＧ＿２１とした場合に、入力電力点ＳＩＮＰ＿２１が、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えているため、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿２１は、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸ＿２１上の最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２１と同じ位置とされ、これに基づき、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２１が設定される。すなわち、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２１を、最大入力可能電力ＰＭＡＸ＿２１と同じ値に設定することで、現在の入力電力ＰＩＮＰ＿２１よりも低いものとする。
【００５９】
また、同様に、時間ｔ２１の所定時間後の時間ｔ２２においても同様に、入力電力点ＳＩＮＰ＿２２が、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えているため、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿２２は、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸ＿２２上の最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２２と同じ位置とされ、これに基づき、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２２が設定される。すなわち、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２２を、最大入力可能電力ＰＭＡＸ＿２２と同じ値に設定することで、標充電電力ＰＴＲＧ＿２２がさらに低く設定される。
【００６０】
そして、時間ｔ２２の所定時間後の時間ｔ２３、さらに時間ｔ２３の所定時間後の時間ｔ２４においても、同様に、目標充電電力Ｐが徐々に低く設定されていく。そして、これにより、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３のように、最高電圧セルの電圧Ｖｈを、充電上限電圧ＶＵ＿ＬＩＭと同等にしながら、外部交流電源１００から、バッテリ４へ供給する充電電力を、徐々に低減させていき、最終的に、バッテリ４を満充電状態とすることができる。
【００６１】
次いで、本実施形態における充電制御の流れを、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下に説明する処理は、バッテリコントローラ８およびシステム制御装置１０によって、一定周期で実行される。
【００６２】
まず、ステップＳ１では、バッテリコントローラ８により、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔの検出が行われ、これらが、システム制御装置１０に送信される。
【００６３】
ステップＳ２では、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出した各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌから、最高電圧セルの電圧Ｖｈを算出する処理が行なわれる。そして、算出された最高電圧セルの電圧Ｖｈは、システム制御装置１０に送信される。
【００６４】
次いで、ステップＳ３では、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出した各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔに基づいて、各セルのセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴを算出する処理が行なわれる。そして、算出されたセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、および総内部抵抗ＲＢＡＴは、システム制御装置１０に送信される。また、この際に、バッテリコントローラ８は、最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを算出し、これを、システム制御装置１０に送信する。
【００６５】
ステップＳ４では、システム制御装置１０により、最大許容電圧ＶＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、まず、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出したバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔに基づいて、充電上限電圧ＶＬＩＭを算出する処理が行なわれ、これがシステム制御装置１０に送信される。そして、システム制御装置１０は、充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、図３に示す充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出し、図３に示すように、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における充電電流を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出する。なお、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、上述したように、内部抵抗Ｒｈに基づいて算出することができる（図３参照）。
【００６６】
ステップＳ５では、システム制御装置１０により、電圧差ΔＶを算出する処理が行なわれる。なお、電圧差ΔＶは、図３に示すように、最大許容電圧ＶＭＡＸと、最高電圧セルの電圧Ｖｈとの差であり、ΔＶ＝ＶＭＡＸ−Ｖｈにしたがって算出することができる。
【００６７】
ステップＳ６では、システム制御装置１０により、追加可能電流Ｉａｄｄを算出する処理が行なわれる。なお、追加可能電流Ｉａｄｄは、図３に示すように、充電電流ＩＣＨＧから、入力可能電流ＩＭＡＸとするまでの電流値である。追加可能電流Ｉａｄｄは、ステップＳ５で算出した電圧差ΔＶ、およびステップＳ３で算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈに基づいて、Ｉａｄｄ＝ΔＶ／Ｒｈにしたがって算出される。
【００６８】
次いで、ステップＳ７では、システム制御装置１０により、入力可能電流ＩＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、入力可能電流ＩＭＡＸは、ステップＳ１で検出された充電電流ＩＣＨＧ、およびステップＳ６で算出した追加可能電流Ｉａｄｄに基づいて、ＩＭＡＸ＝ＩＣＨＧ＋Ｉａｄｄにしたがって算出される。
【００６９】
次いで、ステップＳ８では、システム制御装置１０により、バッテリ４に入力可能な最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、最大入力可能電力ＰＭＡＸは、ステップＳ３で算出したバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ、およびステップＳ７で算出した入力可能電流ＩＭＡＸに基づいて、ＰＭＡＸ＝ＩＭＡＸ×（ＲＢＡＴ）２にしたがって算出される。
【００７０】
次いで、ステップＳ９では、システム制御装置１０により、現在の充電電力ＰＩＮＰを算出する処理が行なわれる。具体的には、現在の充電電力ＰＩＮＰは、ステップＳ１で検出された充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、ＰＩＮＰ＝ＩＣＨＧ×ＶＢＡＴにしたがって算出される。
【００７１】
次いで、ステップＳ１０では、システム制御装置１０により、ステップＳ８で算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸと、ステップＳ９で算出した現在の充電電力ＰＩＮＰとの比較が行われる。比較の結果、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ未満である場合には、ステップＳ１１に進み、一方、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ以上である場合には、ステップＳ１２に進む。
【００７２】
現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ未満である場合、すなわち、図２に示す場面において、時間ｔ０〜時間ｔ１である場合には、ステップＳ１１に進み、システム制御装置１０は、上記した方法に従い、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出し、算出した充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する（図４、図５参照）。
【００７３】
一方、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ以上である場合、すなわち、図２に示す場面において、時間ｔ１〜時間ｔ３である場合には、ステップＳ１２に進み、システム制御装置１０は、上記した方法に従い、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する（図８参照）。
【００７４】
そして、本実施形態では、上述したステップＳ１〜Ｓ１２の動作を繰り返し実行することで、バッテリ４の充電制御が行われる。すなわち、本実施形態では、逐次、バッテリ４の状態（セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、 充電電流ＩＣＨＧ、温度Ｔ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、および総内部抵抗ＲＢＡＴ等）を検出し、バッテリ４の状態に応じて、目標充電電力ＰＴＲＧを設定することにより、図２に示すように、バッテリ４の充電を行なうものである。
【００７５】
本実施形態においては、上述したように、総内部抵抗ＲＢＡＴを用いて、総内部抵抗線ＬＲを算出し、算出した総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰ、および上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸ、をそれぞれ算出し、総内部抵抗線ＬＲ上であって、算出した入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出し、算出した充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧに設定する。そして、このような本実施形態によれば、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを算出する際に、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する任意の点を設定することにより、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差を、吸収することができ、結果として、バッテリ４を充電する際に、バッテリ４の総電圧（またはバッテリ４を構成する各セル）が、所定の上限電圧を超えてしまうことを有効に防止することができる。特に、本実施形態によれば、現在のバッテリ４の状態（たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴや、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ）に応じて、その都度、総内部抵抗線ＬＲを算出し、総内部抵抗線ＬＲを用いて、上述した方法にしたがい、目標充電電力ＰＴＲＧを設定するものである。そのため、本実施形態によれば、劣化がほとんど発生していない新品時においては、不要に充電電流が制限されてしまうことを抑制することができ、さらには、バッテリが劣化した場合でも、バッテリを過充電状態などの悪影響下にさらしてしまうことを有効に防止することができる。
【００７６】
加えて、本実施形態によれば、バッテリ４の充電の段階によらず（たとえば、図２の時間ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３のいずれの段階においても）、上述したように同様の手法にて、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを設定するものであるため、バッテリ４の充電の段階に応じて、充電制御マップを複数備えている必要がなく、そのため、充電制御を行う際における演算負荷を低減することができる。
【００７７】
加えて、本実施形態によれば、上述したような各種検出誤差および算出誤差を吸収するためのマージンを、最終的に目標充電電力ＰＴＲＧを求めるときのみに設ければよく、これらの検出誤差および算出誤差を吸収するためのマージンを、複数のステップに設ける必要がないため、少ない演算負荷で、バッテリ４の充電制御を行うことができる。
【００７８】
さらに、本実施形態においては、最大入力可能電力点ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用いている。ここで、バッテリ４を構成する各セルは、いずれも最高電圧セルの電圧Ｖｈよりも低い電圧となっている。そのため、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用い、最高電圧セルを基準にして、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することにより、最高電圧セルを含むバッテリ４を構成する各セルに適した最大入力可能電力を算出することができる。そして、これにより、バッテリ４の総電圧（またはバッテリ４を構成する各セルの電圧）が、所定の上限電圧を超えてしまうことをより有効に防止することができる。
【００７９】
なお、上述した実施形態において、バッテリコントローラ８は本発明の電圧検出手段、上限電圧算出手段、内部抵抗算出手段、および温度検出手段に、システム制御装置１０は本発明の最大入力可能電力算出手段、内部抵抗線算出手段、目標電力点算出手段、および入力電力設定手段に、それぞれ相当する。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００８１】
たとえば、上述した実施形態では、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用いるような構成を例示したが、たとえば、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈの代わりに、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、およびバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴを用いるような構成としてもよい。あるいは、任意のセルのセル電圧Ｖｃｅｌｌ、およびセル内部抵抗Ｒｃｅｌｌを用いてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、目標充電電力ＰＴＲＧに基づいて、バッテリ４の充電を行なうような例を示したが、目標充電電力ＰＴＲＧに代えて、目標充電電流を算出し、算出した目標充電電流にてバッテリ４の充電を行なうような構成としてもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、図２に示すように、バッテリ４の充電を比較的ＳＯＣの低い状態から開始する場合について、例示したが、このような例に特に限定されず、バッテリ４の充電を比較的ＳＯＣの高い状態や満充電に近いような状態から開始する場合にも適用できることはもちろんである。なお、これら比較的ＳＯＣの高い状態や満充電に近いような状態のいずれからバッテリ４の充電を開始する場合においても、上記と同様に、まず、図２に示す時間ｔ０〜時間ｔ１、時間ｔ１〜ｔ２における場合と同様にして、目標充電電力ＰＴＲＧを設定し、次いで、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達した後は、図２に示す時間ｔ２〜時間ｔ３における場合と同様にして、目標充電電力ＰＴＲＧを設定すればよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…バッテリ充電システム
２…強電ライン
３…充電装置
４…バッテリ
５…ＰＴＣヒータ
８…バッテリコントローラ
９…空調制御アンプ
１０…システム制御装置
１００…外部交流電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリに入力される充電電力を制御するための充電制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリを充電する際に、充電開始時において、バッテリを充電するための電流値を徐々に上げていき、電流値が所定の値となった場合に、予め設定された目標電流値で、バッテリの充電を行なう技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４３２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、バッテリの充電を行なう際に、バッテリを充電するための電流値を徐々に上げていく段階と、電流値が所定の値となった場合に、予め設定された目標電流値で充電を行なう段階と、異なる２つの段階において、それぞれ異なる制御を行うものであった。すなわち、上記従来技術においては、通常、充電電流を決定するための制御マップを用いて、充電率やバッテリ電圧などに応じて、充電電流を決定するものであるが、上記従来技術においては、これら異なる２つの段階のそれぞれに対応した複数の制御マップが必要となり、そのため、演算負荷が高くなってしまうという問題があった。また、上記従来技術においては、充電電流を決めるための制御マップは、通常、バッテリのサイクル劣化等を考慮して設定されたものであるため、劣化がほとんど発生していない新品時においては、充電電流値が不要に制限されてしまうという不具合があったり、逆に、バッテリが想定以上に劣化した場合に、バッテリが過充電状態となってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、演算負荷を低減しながら、適切にバッテリの充電を行なうことができる充電制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上における、最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点を求め、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出し、算出した目標電力点または目標電流点に基づいて、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、充電電流の値と該充電電流を流した場合におけるバッテリの電圧との関係を示す内部抵抗線を算出し、内部抵抗線上において、充電電力点または充電電流点と最大入力可能電力点または最大入力可能電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として設定し、これに基づいて、充電電力または充電電流を決定するため、充電電流を決めるための制御マップを複数有する必要が無く、そのため、バッテリの充電を行う際における、演算負荷の低減が可能となる。加えて、本発明によれば、バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する際に、バッテリの状態（たとえば、バッテリの電圧、バッテリの内部抵抗等）の検出誤差を考慮した充電電力または充電電流を設定することができるため、これにより、劣化がほとんど発生していない新品時においては、不要に充電電流が制限されてしまうことを抑制することができ、さらには、バッテリが劣化した場合でも、バッテリを過充電状態などの悪影響下にさらしてしまうことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るバッテリ充電システムを示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態により算出された目標充電電力ＰＴＲＧを用いて、バッテリ４を充電した場合における充電プロファイルである。
【図３】図３は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図４】図４は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図５】図５は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図６】図６は、時間ｔ０〜時間ｔ１における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図７】図７は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図８】図８は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【図９】図９は、時間ｔ２〜時間ｔ３における、目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施形態における充電制御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】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るバッテリ充電システムを示す構成図である。なお、以下においては、本実施形態に係るバッテリ充電システムが、電気車両（ハイブリッド車やＥＶ）用として用いられる場合を例示して説明するが、特にこれに限定されるものではない。
【００１１】
本実施形態に係るバッテリ充電システム１は、図１に示すように、強電ライン２を介して、互いに電気的に接続された充電装置３、バッテリ４、ＰＴＣヒータ５、コンプレッサ６およびＤＣ／ＤＣコンバータ７を備えている。また、バッテリ充電システム１は、強電ライン２を介して、外部交流電源１００と電気的に接続可能となっている。なお、外部交流電源１００は、通常、バッテリ４を充電するために、強電ライン２を介して、バッテリ充電システム１に電気的に接続される。
【００１２】
バッテリ４は、リチウムイオン二次電池などの二次電池を、直列に複数接続してなる組電池であり、図１に示すように、バッテリ４には、バッテリ４を構成する各セルの監視を行なうバッテリコントローラ８が接続されている。
【００１３】
バッテリコントローラ８は、周期的に、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔの検出を行う。また、バッテリコントローラ８は、これらに基づき、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、バッテリ４を構成する各セルのセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、およびバッテリ４の開路電圧Ｖ０を算出する。
【００１４】
最高電圧セルの電圧Ｖｈは、バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセルの端子電圧であり、最高電圧セルの電圧Ｖｈは、セル電圧ＶＣｅｌｌから算出される。
【００１５】
セル内部抵抗ＲＣｅｌｌは、バッテリ４を構成する各セルの内部抵抗であり、たとえば、セル電圧ＶＣｅｌｌ、充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリの劣化度などからバッテリ４を構成するセルごとに算出される。また、総内部抵抗ＲＢＡＴは、バッテリ４の総抵抗であり、バッテリ４を構成する各セルの抵抗の他、バッテリ４を構成するセル同士を電気的に接続するバスバーの抵抗などバッテリ４を構成する全ての部材の抵抗の合計である。総内部抵抗ＲＢＡＴは、たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリの劣化度などから算出される。
【００１６】
充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４を充電する際に、上限となる電圧であり、バッテリ４の劣化を防止するために設定される上限電圧である。充電上限電圧ＶＬＩＭは、たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ４の温度Ｔ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴから算出される。このような充電上限電圧ＶＬＩＭとしては、たとえば、バッテリ４を構成する各セル（あるいは、一部のセル）の内部に、リチウムの析出が開始する電圧や、リチウムの析出が開始する電圧よりも所定値低い電圧に設定することができるが、これらに限定されるものではない。たとえば、充電上限電圧ＶＬＩＭが、リチウムの析出が開始する電圧や、リチウムの析出が開始する電圧よりも所定値低い電圧に設定される場合には、充電上限電圧ＶＬＩＭは、以下のような特性を有する。すなわち、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧが大きいほど、低く算出され、充電電流ＩＣＨＧが小さいほど、高く算出される。また、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の温度Ｔが高いほど、高く算出され、バッテリ４の温度Ｔが低いほど、低く算出される。さらに、充電上限電圧ＶＬＩＭは、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが高いほど、低く算出され、総内部抵抗ＲＢＡＴが小さいほど、低く算出される。
【００１７】
開路電圧Ｖ０は、バッテリ４の無負荷状態における総電圧ＶＢＡＴと、充電電流ＩＣＨＧとから、たとえば、バッテリ４の無負荷状態における電圧に、充電電流ＩＣＨＧを積算して得られる電流積算値に基づいて算出される電圧増減量を加算することにより算出される。
【００１８】
そして、バッテリコントローラ８は、セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ温度Ｔ、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、および開路電圧Ｖ０を、システム制御装置１０に送信する。
【００１９】
また、ＰＴＣヒータ５は、強電ライン２を介して、バッテリ４または外部交流電源１００から供給される電力により駆動することで、バッテリ充電システム１を備える車両室内に送る空調風を加熱するためのヒータである。このＰＴＣヒータ５は、ヒータ素子の温度上昇に伴い電気抵抗値が増加して消費電力が減少する、いわゆるＰＴＣ特性を有する。
【００２０】
コンプレッサ６は、バッテリ充電システム１を備える車両に備えられた空調装置の冷凍サイクル（不図示）の冷媒を圧縮する冷媒圧縮装置であり、バッテリ４または外部交流電源１００から、強電ライン２を介して、電力の供給が行なわれることにより駆動する。
【００２１】
空調制御アンプ９は、ＰＴＣヒータ５およびコンプレッサ６の駆動を制御するための制御装置である。空調制御アンプ９は、たとえば、温度センサ（不図示）により検出された車両室内温度の情報、および車両室内を空調するための目標温度の情報を取得し、これらの情報に基づいて、ＰＴＣヒータ５およびコンプレッサ６を駆動させるために必要な駆動電力を設定し、設定した駆動電力を駆動電力供給指令とともに、システム制御装置１０に送信する。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、強電ライン２を介して、バッテリ４から供給された電力を変換するための装置であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７により変換された電力は、弱電ライン１１を介して、弱電補機１２に供給されることとなる。
【００２３】
充電装置３は、システム制御装置１０からの電力供給指令に基づき、外部交流電源１００からの電力をＡＣ／ＤＣ変換し、変換した電力を、バッテリ４、ＰＴＣヒータ５、コンプレッサ６に供給する。なお、充電装置３は、車両内に備えられているような構成であってもよいし、あるいは、車両外部に備えられているような構成であってもよい。また、充電装置３は、外部交流電源１００と互いに通信することで、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭの情報を取得し、取得した供給可能電力ＰＬＩＭの情報を、システム制御装置１０に送出する。
【００２４】
システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８、空調制御アンプ９、および充電装置３と、互いに通信することで、バッテリ制御システム１を制御するための制御装置である。本実施形態においては、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から、セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、充電電流ＩＣＨＧ、バッテリ温度Ｔ、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、総内部抵抗ＲＢＡＴ、充電上限電圧ＶＬＩＭ、および開路電圧Ｖ０を取得し、これらに基づいて、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、算出した目標充電電力ＰＴＲＧを電力供給指令とともに、充電装置３に送出する。そして、充電装置３は、システム制御装置１０からの電力供給指令に基づき、外部交流電源１００からの電力をバッテリ４に供給することとなる。
【００２５】
なお、システム制御装置１０は、車両内に備えられているような構成であってもよいし、あるいは、車両外部に備えられているような構成であってもよい。
【００２６】
次いで、システム制御装置１０による、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法について説明する。ここで、図２は、本実施形態により算出された目標充電電力ＰＴＲＧを用いて、バッテリ４を充電した場合における充電プロファイルであり、図３〜図６は、図２に示す時間ｔ０〜時間ｔ１における、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。なお、以下に説明する目標充電電力ＰＴＲＧの算出処理は、システム制御装置１０によって、一定周期で実行される。
【００２７】
以下においては、まず、充電初期、すなわち、図２に示す時間ｔ０から時間ｔ１までにおける、充電電力の算出方法について、説明する。なお、時間ｔ０は、外部交流電源１００からバッテリ４への充電電力の供給を開始する時刻（充電開始時刻）である。
【００２８】
まず、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、充電電流ＩＣＨＧおよび充電上限電圧ＶＬＩＭの情報に基づき、バッテリ４に入力可能な電流である入力可能電流ＩＭＡＸを算出する。なお、最高電圧セルの電圧Ｖｈは、上述したように、バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセルの端子電圧である。
【００２９】
ここで、図３は、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明する図である。入力可能電流ＩＭＡＸを算出する処理において、システム制御装置１０は、まず、バッテリコントローラ８から取得したセル内部抵抗ＲＣｅｌｌの情報から、最高電圧セル（バッテリ４を構成するセルのうち、最も高い端子電圧を有するセル）の内部抵抗Ｒｈを算出する。そして、システム制御装置１０は、算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈに基づき、図３に示すように、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈを算出する。ここで、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、バッテリ４（最高電圧セル）に流れる充電電流と、最高電圧セルの電圧との関係を示す直線である。すなわち、ある充電電流を流した場合における、充電電流値と、バッテリ４の電圧の値との関係を示す直線である。なお、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、たとえば、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈ、およびバッテリコントローラ８から取得した開路電圧Ｖ０を用いて算出することができる。あるいは、総内部抵抗線ＬＲは、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈ、現在の最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および現在のバッテリ４（最高電圧セル）の充電電流ＩＣＨＧを用いて算出することもできる。さらに、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、たとえば、最高電圧セルの電圧Ｖｈおよび充電電流ＩＣＨＧに基づき、最高電圧セルの電圧Ｖｈと充電電流ＩＣＨＧとの関係を直線回帰することにより算出することもできる。
【００３０】
次いで、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、図３に示す充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、バッテリ４の充電電流が変化した場合における、充電上限電圧ＶＬＩＭの変化量を求め、これに基づいて、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出する。あるいは、システム制御装置１０は、充電上限電圧ＶＬＩＭとバッテリ４の充電電流との関係を示すテーブルを予め備えておき、このテーブルを用いて、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出するような構成とすることもできる。
【００３１】
次いで、システム制御装置１０は、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における電圧を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出し、最大許容電圧ＶＭＡＸと、最高電圧セルの電圧Ｖｈとの差を算出することで、電圧差ΔＶ（ΔＶ＝ＶＭＡＸ−Ｖｈ）を求める。次いで、システム制御装置１０は、算出した電圧差ΔＶを、最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈで除すことにより、追加可能電流Ｉａｄｄ（Ｉａｄｄ＝ΔＶ／Ｒｈ）を求める。そして、システム制御装置１０は、充電電流ＩＣＨＧに、追加可能電流Ｉａｄｄを加算することで、入力可能電流ＩＭＡＸ（ＩＭＡＸ＝ＩＣＨＧ＋Ｉａｄｄ）を算出する。
あるいは、システム制御装置１０は、図３に示すように、上記にて算出した最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における充電電流を、入力可能電流ＩＭＡＸとして算出してもよい。
以上のようにして、システム制御装置１０により、入力可能電流ＩＭＡＸの算出が行なわれる。
【００３２】
次いで、システム制御装置１０は、上記にて算出した入力可能電流ＩＭＡＸを用いて、バッテリ４に入力可能な最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、入力可能電流ＩＭＡＸにバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴの２乗を乗じすることで、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することができる（ＰＭＡＸ＝ＩＭＡＸ×（ＲＢＡＴ）２）。あるいは、図３に示すように、入力可能電流ＩＭＡＸに対応する電圧を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出し、入力可能電流ＩＭＡＸと、最大許容電圧ＶＭＡＸとに基づいて、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することもできる。なお、最大入力可能電力ＰＭＡＸの算出方法としては、たとえば、入力可能電流ＩＭＡＸと、最大許容電圧ＶＭＡＸと、バッテリ４を構成するセルの数とを乗じる方法などが挙げられる。
【００３３】
次いで、システム制御装置１０は、バッテリコントローラ８から取得した総内部抵抗ＲＢＡＴを用いて、総内部抵抗線ＬＲを算出する。そして、算出した総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰ、および上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸ、をそれぞれ算出する。
【００３４】
ここで、図４は、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出方法を説明するための図である。
【００３５】
まず、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出するに際し、システム制御装置１０は、図４に示すように、総内部抵抗線ＬＲを算出する。ここで、総内部抵抗線ＬＲは、バッテリ４に流れる充電電流と、バッテリ４の総電圧との関係を示す直線である。すなわち、ある充電電流を流した場合における、充電電流値と、バッテリ４の電圧の値との関係を示す直線である。総内部抵抗線ＬＲは、たとえば、バッテリコントローラ８から取得したバッテリ４の内部抵抗Ｒ、および開路電圧Ｖ０を用いて算出することができる。あるいは、総内部抵抗線ＬＲは、バッテリコントローラから取得したバッテリ４の内部抵抗Ｒ、現在のバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、現在のバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧを用いて算出することもできる。さらに、総内部抵抗線ＬＲは、たとえば、総電圧ＶＢＡＴおよび充電電流ＩＣＨＧに基づき、総電圧ＶＢＡＴと充電電流ＩＣＨＧとの関係を直線回帰することにより算出することもできる。
【００３６】
次いで、システム制御装置１０は、総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、図４に示すように、バッテリコントローラから取得した現在のバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、および現在のバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧを用い、これらに基づいて、入力電力点ＳＩＮＰを算出する。
【００３７】
次いで、システム制御装置１０は、総内部抵抗線ＬＲ上における、最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出する。具体的には、システム制御装置１０は、最大入力可能電力点ＳＭＡＸを算出するに際して、まず、図４に示す最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸを算出する。ここで、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸは、バッテリ４を充電する際における充電電力を、最大入力可能電力ＰＭＡＸとする際に、必要となる電流の値と、該電流を流した際における電圧の値との関係を示すものであり、上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに基づいて、算出することができる。そして、システム制御装置１０は、図４に示すように、総内部抵抗線ＬＲと、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸとの交点を求め、これを最大入力可能電力点ＳＭＡＸとして算出する。
【００３８】
そして、最後に、システム制御装置１０は、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを算出する。ここで、図５は、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧの算出方法を説明するための図である。具体的には、システム制御装置１０は、図５に示すように、上記にて算出した総内部抵抗線ＬＲ上であって、上記にて算出した入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出する。そして、システム制御装置１０は、充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する。
【００３９】
このようにして、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１においては、目標充電電力ＰＴＲＧは算出される。
【００４０】
そして、たとえば、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１の任意の時間ｔ１１において、図６に示すように、上述した方法にしたがって、算出された入力電力点ＳＩＮＰをＳＩＮＰ＿１１とし、最大入力可能電力点ＳＭＡＸをＳＭＡＸ＿１１とし、目標充電電力点ＳＴＲＧをＳＴＲＧ＿１１とした場合に、バッテリ４を充電するための目標充電電力を、充電電力点ＳＣＨＧ＿１１に基づいて算出されたＰＣＨＧ＿１１に設定して、バッテリ４の充電を行なうと、時間ｔ１１の所定時間後の時間ｔ１２において、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴはＶＢＡＴ＿１１からＶＢＡＴ＿１２に上昇することとなる。
【００４１】
そして、時間ｔ１１の所定時間後の時間ｔ１２において、上述した方法にしたがって、図６に示すように、入力電力点ＳＩＮＰ＿１２、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１２を算出し、これらに基づき、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１２の算出を行なうと、時間ｔ１２においては、時間ｔ１１における場合と比較して、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１２を、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１２により近いものとすることができる。
【００４２】
また、同様にして、時間ｔ１２において、バッテリ４を充電するための目標充電電力を、充電電力点ＳＣＨＧ＿１２に基づいて算出されたＰＣＨＧ＿１２に設定して、バッテリ４の充電を行なうと、時間ｔ１２の所定時間後の時間ｔ１３において、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴはＶＢＡＴ＿１２からＶＢＡＴ＿１３に上昇することとなる。
【００４３】
そして、時間ｔ１２の所定時間後の時間ｔ１３において、上述した方法にしたがって、図６に示すように、入力電力点ＳＩＮＰ＿１３、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１３を算出し、これらに基づき、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１３の算出を行なうと、時間ｔ１３においては、時間ｔ１２における場合と比較して、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿１３を、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿１３により近いものとすることができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、上述したような方法によって、目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、目標充電電力ＰＴＲＧに基づいて、外部交流電源１００から、バッテリ４へ充電電力を供給することにより、徐々に最大入力可能電力ＰＭＡＸに近づけることができこれにより、図２の時間ｔ０〜時間ｔ１のように、充電開始時の充電電力を徐々に上昇させることが可能となる。
【００４５】
なお、図５においては、目標充電電力点ＳＴＲＧを、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの中間に設定するような構成を例示したが、目標充電電力点ＳＴＲＧは、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間の任意の点に設定することができ、特に限定されない。たとえば、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰにより近い位置に設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差を有効に吸収することができる。一方、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸにより近い位置に設定することにより、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００４６】
たとえば、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により検出されたバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定し、また、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することができる。
【００４７】
このように、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低い場合には、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌと、充電上限電圧ＶＬＩＭと、の差が比較的に大きく、そのため、比較的大きな充電電力でバッテリ４の充電を行なった場合でも、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌが、充電上限電圧ＶＬＩＭを超える可能性は低くなる。そのため、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが低い場合に、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定することにより、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。一方、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴが高い場合には、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌと、充電上限電圧ＶＬＩＭと、の差が比較的小さいため、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することにより、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌが、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えてしまうことをより適切に防止することができる。
【００４８】
あるいは、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により検出されたバッテリ４の温度Ｔに基づいて、バッテリ４の温度Ｔが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定し、また、バッテリ４の温度Ｔが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定することができる。
【００４９】
バッテリ４の温度Ｔに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差の影響が大きい場合（すなわち、バッテリ温度Ｔが低い場合）に、これらの誤差を確実に吸収できるようにすることができる。一方、これらの誤差の影響が小さい場合（すなわち、バッテリ温度Ｔが高い場合）に、これらの誤差を有効に吸収しながら、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
さらに、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定する際に、バッテリコントローラ８により算出されたバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴに基づいて、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが低いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに近い位置に設定し、また、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴが高いほど、目標充電電力点ＳＴＲＧを、総内部抵抗線ＬＲ上の、入力電力点ＳＩＮＰに近い位置に設定することができる。
【００５１】
バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴに基づいて、目標充電電力点ＳＴＲＧを設定することにより、バッテリコントローラ８による、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差の影響が大きい場合（すなわち、総内部抵抗ＲＢＡＴが高い場合）に、これらの誤差を確実に吸収できるようにすることができる。一方、これらの誤差の影響が小さい場合（すなわち、総内部抵抗ＲＢＡＴが低い場合）に、これらの誤差を有効に吸収しながら、バッテリ４の充電時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
そして、図２に示すように、時間ｔ１において、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧが、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭと等しくなると、バッテリ４の充電は、外部交流電源１００の供給可能電力ＰＬＩＭで行なわれることとなる。なお、この際においても、システム制御装置１０は、上述した方法にしたがって、目標充電電力ＰＴＲＧの算出を一定周期で行なっている。
【００５３】
そして、図２に示すように、時間ｔ２において、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達することとなる。以下、時間ｔ２から時間ｔ３（最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達した以降）における、バッテリ４を充電するための充電電力である目標充電電力ＰＴＲＧを算出方法について、説明する。
【００５４】
すなわち、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、システム制御装置１０は、上記と同様に、まず、バッテリ４に入力可能な電流である入力可能電流ＩＭＡＸの算出、入力電力点ＳＩＮＰおよび最大入力可能電力点ＳＭＡＸの算出を行なう。ここで、図７に、時間ｔ２〜時間ｔ３における、入力可能電流ＩＭＡＸの算出方法を説明する図を示す。
【００５５】
図７に示すように、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達しており、そのため、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを超えてしまい、その結果として、現在の充電電流ＩＣＨＧ、および現在の最高電圧セルの電圧Ｖｈが、それぞれ、入力可能電流ＩＭＡＸ、および最大許容電圧ＶＭＡＸよりも高くなる。
【００５６】
そのため、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、図８に示すように、入力電力点ＳＩＮＰが、最大入力可能電力点ＳＭＡＸよりも高くなってしまう（グラフ上、右上に位置することとなってしまう）。よって、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、システム制御装置１０は、上述した時間ｔ０〜時間ｔ１の場合と異なり、目標充電電力点ＳＴＲＧを、最大入力可能電力点ＳＭＡＸと同じ位置に設定する。すなわち、時間ｔ２〜時間ｔ３においては、目標充電電力ＰＴＲＧを、最大入力可能電力ＰＭＡＸと等しくする。
【００５７】
このようにして、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３においては、目標充電電力ＰＴＲＧは算出される。
【００５８】
そして、たとえば、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３の任意の時間ｔ２１において、図９に示すように、算出された入力電力点ＳＩＮＰをＳＩＮＰ＿２１とし、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸをＬＰ＿ＭＡＸ＿２１とし、最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２１とし、目標充電電力点ＳＴＲＧをＳＴＲＧ＿２１とした場合に、入力電力点ＳＩＮＰ＿２１が、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えているため、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿２１は、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸ＿２１上の最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２１と同じ位置とされ、これに基づき、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２１が設定される。すなわち、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２１を、最大入力可能電力ＰＭＡＸ＿２１と同じ値に設定することで、現在の入力電力ＰＩＮＰ＿２１よりも低いものとする。
【００５９】
また、同様に、時間ｔ２１の所定時間後の時間ｔ２２においても同様に、入力電力点ＳＩＮＰ＿２２が、充電上限電圧ＶＬＩＭを超えているため、目標充電電力点ＳＴＲＧ＿２２は、最大入力可能電力線ＬＰ＿ＭＡＸ＿２２上の最大入力可能電力点ＳＭＡＸ＿２２と同じ位置とされ、これに基づき、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２２が設定される。すなわち、目標充電電力ＰＴＲＧ＿２２を、最大入力可能電力ＰＭＡＸ＿２２と同じ値に設定することで、標充電電力ＰＴＲＧ＿２２がさらに低く設定される。
【００６０】
そして、時間ｔ２２の所定時間後の時間ｔ２３、さらに時間ｔ２３の所定時間後の時間ｔ２４においても、同様に、目標充電電力Ｐが徐々に低く設定されていく。そして、これにより、図２の時間ｔ２〜時間ｔ３のように、最高電圧セルの電圧Ｖｈを、充電上限電圧ＶＵ＿ＬＩＭと同等にしながら、外部交流電源１００から、バッテリ４へ供給する充電電力を、徐々に低減させていき、最終的に、バッテリ４を満充電状態とすることができる。
【００６１】
次いで、本実施形態における充電制御の流れを、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下に説明する処理は、バッテリコントローラ８およびシステム制御装置１０によって、一定周期で実行される。
【００６２】
まず、ステップＳ１では、バッテリコントローラ８により、バッテリ４を構成する各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔの検出が行われ、これらが、システム制御装置１０に送信される。
【００６３】
ステップＳ２では、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出した各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌから、最高電圧セルの電圧Ｖｈを算出する処理が行なわれる。そして、算出された最高電圧セルの電圧Ｖｈは、システム制御装置１０に送信される。
【００６４】
次いで、ステップＳ３では、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出した各セルのセル電圧ＶＣｅｌｌ、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、バッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔに基づいて、各セルのセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴを算出する処理が行なわれる。そして、算出されたセル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、および総内部抵抗ＲＢＡＴは、システム制御装置１０に送信される。また、この際に、バッテリコントローラ８は、最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを算出し、これを、システム制御装置１０に送信する。
【００６５】
ステップＳ４では、システム制御装置１０により、最大許容電圧ＶＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、まず、バッテリコントローラ８により、ステップＳ１で検出したバッテリ４の充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の温度Ｔに基づいて、充電上限電圧ＶＬＩＭを算出する処理が行なわれ、これがシステム制御装置１０に送信される。そして、システム制御装置１０は、充電上限電圧ＶＬＩＭに基づいて、図３に示す充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭを算出し、図３に示すように、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈと、充電上限電圧線ＬＶ＿ＬＩＭと、の交点を求め、求めた交点における充電電流を、最大許容電圧ＶＭＡＸとして算出する。なお、最高電圧セルの内部抵抗線ＬＲ＿ｈは、上述したように、内部抵抗Ｒｈに基づいて算出することができる（図３参照）。
【００６６】
ステップＳ５では、システム制御装置１０により、電圧差ΔＶを算出する処理が行なわれる。なお、電圧差ΔＶは、図３に示すように、最大許容電圧ＶＭＡＸと、最高電圧セルの電圧Ｖｈとの差であり、ΔＶ＝ＶＭＡＸ−Ｖｈにしたがって算出することができる。
【００６７】
ステップＳ６では、システム制御装置１０により、追加可能電流Ｉａｄｄを算出する処理が行なわれる。なお、追加可能電流Ｉａｄｄは、図３に示すように、充電電流ＩＣＨＧから、入力可能電流ＩＭＡＸとするまでの電流値である。追加可能電流Ｉａｄｄは、ステップＳ５で算出した電圧差ΔＶ、およびステップＳ３で算出した最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈに基づいて、Ｉａｄｄ＝ΔＶ／Ｒｈにしたがって算出される。
【００６８】
次いで、ステップＳ７では、システム制御装置１０により、入力可能電流ＩＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、入力可能電流ＩＭＡＸは、ステップＳ１で検出された充電電流ＩＣＨＧ、およびステップＳ６で算出した追加可能電流Ｉａｄｄに基づいて、ＩＭＡＸ＝ＩＣＨＧ＋Ｉａｄｄにしたがって算出される。
【００６９】
次いで、ステップＳ８では、システム制御装置１０により、バッテリ４に入力可能な最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する処理が行なわれる。具体的には、最大入力可能電力ＰＭＡＸは、ステップＳ３で算出したバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ、およびステップＳ７で算出した入力可能電流ＩＭＡＸに基づいて、ＰＭＡＸ＝ＩＭＡＸ×（ＲＢＡＴ）２にしたがって算出される。
【００７０】
次いで、ステップＳ９では、システム制御装置１０により、現在の充電電力ＰＩＮＰを算出する処理が行なわれる。具体的には、現在の充電電力ＰＩＮＰは、ステップＳ１で検出された充電電流ＩＣＨＧ、およびバッテリ４の総電圧ＶＢＡＴに基づいて、ＰＩＮＰ＝ＩＣＨＧ×ＶＢＡＴにしたがって算出される。
【００７１】
次いで、ステップＳ１０では、システム制御装置１０により、ステップＳ８で算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸと、ステップＳ９で算出した現在の充電電力ＰＩＮＰとの比較が行われる。比較の結果、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ未満である場合には、ステップＳ１１に進み、一方、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ以上である場合には、ステップＳ１２に進む。
【００７２】
現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ未満である場合、すなわち、図２に示す場面において、時間ｔ０〜時間ｔ１である場合には、ステップＳ１１に進み、システム制御装置１０は、上記した方法に従い、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出し、算出した充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する（図４、図５参照）。
【００７３】
一方、現在の充電電力ＰＩＮＰが、最大入力可能電力ＰＭＡＸ以上である場合、すなわち、図２に示す場面において、時間ｔ１〜時間ｔ３である場合には、ステップＳ１２に進み、システム制御装置１０は、上記した方法に従い、最大入力可能電力点ＳＭＡＸに対応する電力を、目標充電電力ＰＴＲＧに設定する（図８参照）。
【００７４】
そして、本実施形態では、上述したステップＳ１〜Ｓ１２の動作を繰り返し実行することで、バッテリ４の充電制御が行われる。すなわち、本実施形態では、逐次、バッテリ４の状態（セル電圧ＶＣｅｌｌ、総電圧ＶＢＡＴ、 充電電流ＩＣＨＧ、温度Ｔ、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌ、および総内部抵抗ＲＢＡＴ等）を検出し、バッテリ４の状態に応じて、目標充電電力ＰＴＲＧを設定することにより、図２に示すように、バッテリ４の充電を行なうものである。
【００７５】
本実施形態においては、上述したように、総内部抵抗ＲＢＡＴを用いて、総内部抵抗線ＬＲを算出し、算出した総内部抵抗線ＬＲ上における、現在の充電電力ＰＩＮＰに対応する点である入力電力点ＳＩＮＰ、および上記にて算出した最大入力可能電力ＰＭＡＸに対応する点である最大入力可能電力点ＳＭＡＸ、をそれぞれ算出し、総内部抵抗線ＬＲ上であって、算出した入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する点を、充電電力点ＳＴＲＧとして算出し、算出した充電電力点ＳＴＲＧに対応する電力を、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧに設定する。そして、このような本実施形態によれば、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを算出する際に、入力電力点ＳＩＮＰと、最大入力可能電力点ＳＭＡＸとの間に位置する任意の点を設定することにより、セル内部抵抗ＲＣｅｌｌの算出誤差や、総内部抵抗ＲＢＡＴの算出誤差、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴの検出誤差などの各種検出誤差および算出誤差を、吸収することができ、結果として、バッテリ４を充電する際に、バッテリ４の総電圧（またはバッテリ４を構成する各セル）が、所定の上限電圧を超えてしまうことを有効に防止することができる。特に、本実施形態によれば、現在のバッテリ４の状態（たとえば、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴや、バッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴ）に応じて、その都度、総内部抵抗線ＬＲを算出し、総内部抵抗線ＬＲを用いて、上述した方法にしたがい、目標充電電力ＰＴＲＧを設定するものである。そのため、本実施形態によれば、劣化がほとんど発生していない新品時においては、不要に充電電流が制限されてしまうことを抑制することができ、さらには、バッテリが劣化した場合でも、バッテリを過充電状態などの悪影響下にさらしてしまうことを有効に防止することができる。
【００７６】
加えて、本実施形態によれば、バッテリ４の充電の段階によらず（たとえば、図２の時間ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３のいずれの段階においても）、上述したように同様の手法にて、バッテリ４を充電するための目標充電電力ＰＴＲＧを設定するものであるため、バッテリ４の充電の段階に応じて、充電制御マップを複数備えている必要がなく、そのため、充電制御を行う際における演算負荷を低減することができる。
【００７７】
加えて、本実施形態によれば、上述したような各種検出誤差および算出誤差を吸収するためのマージンを、最終的に目標充電電力ＰＴＲＧを求めるときのみに設ければよく、これらの検出誤差および算出誤差を吸収するためのマージンを、複数のステップに設ける必要がないため、少ない演算負荷で、バッテリ４の充電制御を行うことができる。
【００７８】
さらに、本実施形態においては、最大入力可能電力点ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用いている。ここで、バッテリ４を構成する各セルは、いずれも最高電圧セルの電圧Ｖｈよりも低い電圧となっている。そのため、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用い、最高電圧セルを基準にして、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出することにより、最高電圧セルを含むバッテリ４を構成する各セルに適した最大入力可能電力を算出することができる。そして、これにより、バッテリ４の総電圧（またはバッテリ４を構成する各セルの電圧）が、所定の上限電圧を超えてしまうことをより有効に防止することができる。
【００７９】
なお、上述した実施形態において、バッテリコントローラ８は本発明の電圧検出手段、上限電圧算出手段、内部抵抗算出手段、および温度検出手段に、システム制御装置１０は本発明の最大入力可能電力算出手段、内部抵抗線算出手段、目標電力点算出手段、および入力電力設定手段に、それぞれ相当する。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００８１】
たとえば、上述した実施形態では、最大入力可能電力ＰＭＡＸを算出する際に、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈを用いるような構成を例示したが、たとえば、最高電圧セルの電圧Ｖｈ、および最高電圧セルの内部抵抗Ｒｈの代わりに、バッテリ４の総電圧ＶＢＡＴ、およびバッテリ４の総内部抵抗ＲＢＡＴを用いるような構成としてもよい。あるいは、任意のセルのセル電圧Ｖｃｅｌｌ、およびセル内部抵抗Ｒｃｅｌｌを用いてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、目標充電電力ＰＴＲＧを算出し、目標充電電力ＰＴＲＧに基づいて、バッテリ４の充電を行なうような例を示したが、目標充電電力ＰＴＲＧに代えて、目標充電電流を算出し、算出した目標充電電流にてバッテリ４の充電を行なうような構成としてもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、図２に示すように、バッテリ４の充電を比較的ＳＯＣの低い状態から開始する場合について、例示したが、このような例に特に限定されず、バッテリ４の充電を比較的ＳＯＣの高い状態や満充電に近いような状態から開始する場合にも適用できることはもちろんである。なお、これら比較的ＳＯＣの高い状態や満充電に近いような状態のいずれからバッテリ４の充電を開始する場合においても、上記と同様に、まず、図２に示す時間ｔ０〜時間ｔ１、時間ｔ１〜ｔ２における場合と同様にして、目標充電電力ＰＴＲＧを設定し、次いで、最高電圧セルの電圧Ｖｈが、充電上限電圧ＶＬＩＭに到達した後は、図２に示す時間ｔ２〜時間ｔ３における場合と同様にして、目標充電電力ＰＴＲＧを設定すればよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…バッテリ充電システム
２…強電ライン
３…充電装置
４…バッテリ
５…ＰＴＣヒータ
８…バッテリコントローラ
９…空調制御アンプ
１０…システム制御装置
１００…外部交流電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリを充電するための充電電力または充電電流を制御するための充電制御システムであって、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの上限電圧を算出する上限電圧算出手段と、
充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記バッテリの電圧の値との関係を示す内部抵抗線を算出する内部抵抗線算出手段と、
前記電圧検出手段により検出した前記バッテリの電圧、前記上限電圧算出手段により算出した前記バッテリの上限電圧、および前記内部抵抗線算出手段により算出した前記内部抵抗線から、前記バッテリに入力可能な電力である最大入力可能電力または前記バッテリに入力可能な電流である最大入力可能電流を算出する最大入力可能値算出手段と、
前記内部抵抗線上における、前記最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出する目標点算出手段と、
前記目標電力点または前記目標電流点に基づいて、前記バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する入力値設定手段と、を備えることを特徴とする充電制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリは、複数のセルから構成される組電池であり、
前記電圧検出手段は、前記バッテリを構成する複数のセルのうち、特定セルの電圧、および前記バッテリの総セル電圧を、前記バッテリの電圧として検出し、
前記上限電圧算出手段は、前記特定セルの上限電圧を算出し、
前記内部抵抗線算出手段は、前記特定セルにおける、充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記特定セルの電圧の値との関係を示す特定セル内部抵抗線、および、前記バッテリにおける、充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記バッテリの総セル電圧の値との関係を示す総セル内部抵抗線を算出し、
前記最大入力可能値算出手段は、前記特定セル電圧、前記特定セル上限電圧、および前記特定セル内部抵抗線から、前記特定セルに入力可能な電力である特定セル最大入力可能電力または前記特定セルに入力可能な電流である特定セル最大入力可能電流を算出し、算出した特定セル最大入力可能電力または特定セル最大入力可能電流に基づいて、前記バッテリに入力可能な電力である総セル最大入力可能電力または前記バッテリに入力可能な電流である総セル最大入力可能電流を算出し、
前記目標点算出手段は、前記総セル内部抵抗線上における、前記総セル最大入力可能電力に対応する総セル最大入力可能電力点または前記総セル最大入力可能電流に対応する総セル最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の充電制御システムにおいて、
前記特定セルは、前記バッテリを構成する複数のセルのうち、最も電圧の高いセルであることを特徴とする充電制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記目標点算出手段は、前記電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧が低いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリの温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記目標点算出手段は、前記温度検出手段により検出された前記バッテリの温度が低いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記充電電力点または前記充電電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段をさらに備え、
前記目標点算出手段は、前記内部抵抗算出手段により算出された前記バッテリの内部抵抗が高いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記充電電力点または前記充電電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記目標点算出手段は、前記電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧と、前記上限電圧算出手段により算出された前記バッテリの上限電圧とを比較し、前記バッテリの電圧が、前記バッテリの上限電圧を超えている場合には、前記最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流点を前記目標電力点または前記目標電流点とすることを特徴とする充電制御システム。
【請求項１】
バッテリを充電するための充電電力または充電電流を制御するための充電制御システムであって、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの上限電圧を算出する上限電圧算出手段と、
充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記バッテリの電圧の値との関係を示す内部抵抗線を算出する内部抵抗線算出手段と、
前記電圧検出手段により検出した前記バッテリの電圧、前記上限電圧算出手段により算出した前記バッテリの上限電圧、および前記内部抵抗線算出手段により算出した前記内部抵抗線から、前記バッテリに入力可能な電力である最大入力可能電力または前記バッテリに入力可能な電流である最大入力可能電流を算出する最大入力可能値算出手段と、
前記内部抵抗線上における、前記最大入力可能電力に対応する最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流に対応する最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出する目標点算出手段と、
前記目標電力点または前記目標電流点に基づいて、前記バッテリを充電するための充電電力または充電電流を設定する入力値設定手段と、を備えることを特徴とする充電制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリは、複数のセルから構成される組電池であり、
前記電圧検出手段は、前記バッテリを構成する複数のセルのうち、特定セルの電圧、および前記バッテリの総セル電圧を、前記バッテリの電圧として検出し、
前記上限電圧算出手段は、前記特定セルの上限電圧を算出し、
前記内部抵抗線算出手段は、前記特定セルにおける、充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記特定セルの電圧の値との関係を示す特定セル内部抵抗線、および、前記バッテリにおける、充電電流の値と該充電電流を流した場合における前記バッテリの総セル電圧の値との関係を示す総セル内部抵抗線を算出し、
前記最大入力可能値算出手段は、前記特定セル電圧、前記特定セル上限電圧、および前記特定セル内部抵抗線から、前記特定セルに入力可能な電力である特定セル最大入力可能電力または前記特定セルに入力可能な電流である特定セル最大入力可能電流を算出し、算出した特定セル最大入力可能電力または特定セル最大入力可能電流に基づいて、前記バッテリに入力可能な電力である総セル最大入力可能電力または前記バッテリに入力可能な電流である総セル最大入力可能電流を算出し、
前記目標点算出手段は、前記総セル内部抵抗線上における、前記総セル最大入力可能電力に対応する総セル最大入力可能電力点または前記総セル最大入力可能電流に対応する総セル最大入力可能電流点と、現在バッテリに入力されている充電電力または充電電流に対応する充電電力点または充電電流点との間に位置する点を、目標電力点または目標電流点として算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の充電制御システムにおいて、
前記特定セルは、前記バッテリを構成する複数のセルのうち、最も電圧の高いセルであることを特徴とする充電制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記目標点算出手段は、前記電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧が低いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリの温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記目標点算出手段は、前記温度検出手段により検出された前記バッテリの温度が低いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記充電電力点または前記充電電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段をさらに備え、
前記目標点算出手段は、前記内部抵抗算出手段により算出された前記バッテリの内部抵抗が高いほど、前記目標電力点または前記目標電流点を、前記充電電力点または前記充電電流点に近い点として、算出することを特徴とする充電制御システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御システムにおいて、
前記目標点算出手段は、前記電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧と、前記上限電圧算出手段により算出された前記バッテリの上限電圧とを比較し、前記バッテリの電圧が、前記バッテリの上限電圧を超えている場合には、前記最大入力可能電力点または前記最大入力可能電流点を前記目標電力点または前記目標電流点とすることを特徴とする充電制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９６７９（Ｐ２０１２−１９６７９Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３９４４（Ｐ２０１１−９３９４４）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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