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JP2001258172A - 充電制御装置および方法 - Google Patents

充電制御装置および方法

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JP2001258172A
JP2001258172A JP2000065352A JP2000065352A JP2001258172A JP 2001258172 A JP2001258172 A JP 2001258172A JP 2000065352 A JP2000065352 A JP 2000065352A JP 2000065352 A JP2000065352 A JP 2000065352A JP 2001258172 A JP2001258172 A JP 2001258172A
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Japan
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temperature gradient
secondary battery
temperature
charging
charge
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JP2000065352A
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Taketoshi Murakami
雄才 村上
Tadao Kimura
忠雄 木村
Toshiaki Nakanishi
利明 中西
Toshihiro Katsuta
敏宏 勝田
Yoshiteru Kikuchi
義晃 菊池
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Toyota Motor Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
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    • H02J7/825—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池の充電制御において、電池内部抵抗
による発熱と過充電時の化学的発熱とを分離して、過充
電を確実に検出する。 【解決手段】 二次電池１０について、第１の所定時間
毎に温度を検出する電池温度検出部１２と、電池温度検
出部により検出された温度に基づいて、第１の所定時間
よりも長い第２の所定時間毎に、単位時間当たりの温度
上昇である温度勾配を演算する温度勾配演算部１４と、
温度勾配演算部により演算された温度勾配が、二次電池
の充電状態に応じて予め定められた所定の温度勾配閾値
よりも大きいか否かを判断する温度勾配判断部１６とを
備え、温度勾配判断部において、温度勾配がＮ回（Ｎは
自然数）連続して温度勾配閾値よりも大きいと判断され
た場合、二次電池の充電状態が満充電になったことを検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充電を
制御する技術に関し、特に、満充電に達しない充電状態
で繰り返し充放電を行う用途に用いられる二次電池に対
する充電を制御して、該二次電池の過充電を防止する技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池には、鉛バッテリやニッケル−
カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）バッテリ、ニッケル−水素
（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリ、リチウムイオンバッテリ等が
ある。これらのバッテリは、電力が消耗されると、外部
電源に接続して所定の電流をながすことにより充電する
ことができるという性質がある。かかる性質を利用し
て、これらのバッテリは、従来より各種の機器に使用さ
れている。たとえば、バッテリはエンジンの点火プラグ
への電力供給を行うために、従来より車両にも搭載され
ていた。最近では、エンジンと電動機とを備えたいわゆ
るハイブリッド車両（ＨＥＶ）において、電動機を駆動
する際の主電源としても使用されている。
【０００３】バッテリに充電可能な電力量はそれぞれバ
ッテリに応じて限界がある。したがって、充電可能な容
量を越えない範囲で充電が行われるように充電量を制御
する必要がある。かかる限界を超える充電（過充電）が
行われた場合、バッテリの寿命を低下させる恐れがあっ
た。また、過充電の検出は、車両走行中のドラビリ確保
等にも不可欠である。
【０００４】従来より、バッテリの過充電を検出する方
法としては、充電中におけるバッテリの温度変化を検出
し、単位時間当たりの温度変化、すなわち温度勾配が急
激に増加した時点で、バッテリが満充電に達したと判断
する方法が一般的である。
【０００５】しかし、例えばハイブリッド車両に搭載さ
れているバッテリの場合、車両走行中にバッテリの充放
電が繰り返される場合がある。ハイブリッド車両では、
走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい
場合には、余剰の動力で発電機を駆動してバッテリの充
電が行われる。逆に、エンジンからの出力が小さい場合
には、バッテリの電力を用いて電動機を駆動して不足の
動力を出力する。この場合、バッテリの放電が行われ
る。かかる充放電の繰り返しは、車両の走行状態や、バ
ッテリの充電状態、および運転者の操作に応じて行われ
る。
【０００６】一般にバッテリは、充放電時に電池の内部
抵抗（ＤＣ−ＩＲ）による損失がジュール熱を発生し、
かつ、その発熱は電流の実効値の２乗に比例する。した
がって、バッテリをハイブリッド車両に搭載した場合の
ように充放電が繰り返し行われた場合、バッテリが満充
電に達していなくても、温度勾配が急激に変化するた
め、バッテリが満充電に達したと誤判定し、充電を中止
してしまうことになる。この結果、バッテリの充電を十
分に行うことができなくなり、バッテリが上がってしま
う等の支障を生じる恐れもある。
【０００７】上記問題を解決する方法として、たとえ
ば、特開平１１−２９９１２４号公報には、単位時間当
たりの温度上昇である温度勾配のうち充電に関与して生
じる充電時温度勾配や、また、単位時間当たりの温度上
昇である温度勾配より、放電によって生じる温度勾配の
補正量を引いて算出された充電時温度勾配を検出し、該
温度勾配が二次電池の充電状態に応じて予め定められた
所定の温度勾配よりも大きい場合には、二次電池への充
電を中止する方法が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハイブ
リッド車両や電気車両の使用環境においては、二次電池
の充電および放電の電流値が大きいため、二次電池の内
部抵抗（ＤＣ−ＩＲ）による発熱量が大きい。また、充
電と放電の電流が瞬時に変化すると共に、発熱には時間
差が生じるため、電流の瞬時値からは発熱の原因を特定
することができない。これらの理由により、ＤＣ−ＩＲ
による発熱を分離して、純粋に過充電時の化学的な発熱
反応だけによる温度勾配を求め、過充電の検出を行うこ
とは困難であった。
【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、二次電池の内部抵抗による発熱と
過充電時の化学的発熱とを分離して、過充電を確実に検
出することが可能な充電制御装置および方法を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る充電制御装置は、満充電に達しない充
電状態で繰り返し充放電を行う用途に用いられる二次電
池に対する充電を制御する充電制御装置であって、前記
二次電池について、第１の所定時間毎に温度を検出する
電池温度検出部と、前記電池温度検出部により検出され
た前記温度に基づいて、前記第１の所定時間よりも長い
第２の所定時間毎に、単位時間当たりの温度上昇である
温度勾配を演算する温度勾配演算部と、前記温度勾配演
算部により演算された温度勾配が、前記二次電池の充電
状態に応じて予め定められた所定の温度勾配閾値よりも
大きいか否かを判断する温度勾配判断部とを備え、前記
温度勾配判断部において、前記演算された温度勾配がＮ
回（Ｎは自然数）連続して前記所定の温度勾配閾値より
も大きいと判断された場合、前記二次電池の充電状態が
満充電になったことを検出することを特徴とする。
【００１１】この充電制御装置によれば、温度勾配演算
部により、第１の所定時間毎に検出された温度に基づい
て、第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎に温度
勾配を演算し、温度勾配判断部において、演算された温
度勾配が、Ｎ回（Ｎは自然数）連続して所定の温度勾配
閾値を超えた場合に、二次電池が満充電状態にあること
を検出することで、ハイブリッド車両等の走行時におけ
る二次電池の充電および放電繰り返しによる瞬時的な発
熱の影響を取り除き、二次電池の内部抵抗による発熱と
過充電時の化学的発熱とを分離して、過充電を確実に検
出することが可能になる。
【００１２】これによって、過充電による二次電池の劣
化や寿命短縮を防止することができると共に、充電レベ
ルが高い領域まで二次電池を使用することができ、車両
走行中のドラビリ確保が容易になる。
【００１３】前記充電制御装置において、前記温度勾配
演算部は、前記二次電池の平均負荷電流が前記二次電池
の充電方向を示す場合に演算結果を有効とすることが好
ましい。
【００１４】この構成によれば、二次電池の平均負荷電
流が充電方向を示す場合について、演算された温度勾配
を過充電検出に用いることで、さらに確実な過充電検出
が可能になる。
【００１５】また、前記充電制御装置において、前記所
定の温度勾配閾値として、前記二次電池の平均負荷電流
の大きさ、および前記二次電池の冷却強度の少なくとも
１つに応じた温度勾配閾値を用いることが好ましい。
【００１６】この構成によれば、二次電池の平均負荷電
流の大きさ、および前記二次電池の冷却強度の少なくと
も１つに応じて温度勾配閾値を設定することで、さらに
精確な過充電検出が可能になる。
【００１７】なお、前記平均負荷電流は、前記第１の所
定時間毎に検出した負荷電流の前記第２の所定時間毎で
の平均値であることが好ましい。
【００１８】また、前記充電制御装置において、前記第
２の所定時間は、前記第１の所定時間毎に検出される前
記二次電池の充電および放電による負荷電流の変化時間
よりも長いことが好ましい。
【００１９】この構成によれば、ハイブリッド車両等の
走行時における二次電池の充電および放電繰り返しによ
る瞬時的な発熱の影響を取り除き、二次電池の内部抵抗
による発熱と過充電時の化学的発熱とを分離して、過充
電を確実に検出することが可能になる。
【００２０】さらに、前記充電制御装置において、前記
温度勾配演算部は、移動平均演算により前記温度勾配を
求めることが好ましい。
【００２１】この構成によれば、単純平均ではなく移動
平均により温度勾配を求めることで、さらに精確な過充
電検出が可能になる。
【００２２】前記の目的を達成するため、本発明の充電
制御方法は、満充電に達しない充電状態で繰り返し充放
電を行う用途に用いられる二次電池に対する充電を制御
する充電制御方法であって、前記二次電池について、第
１の所定時間毎に温度を検出し、検出した前記温度に基
づいて、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間
毎に、単位時間当たりの温度上昇である温度勾配を演算
し、演算した前記温度勾配が、前記二次電池の充電状態
に応じて予め定められた所定の温度勾配閾値よりも大き
いか否かを判断し、前記演算した温度勾配がＮ回（Ｎは
自然数）連続して前記所定の温度勾配閾値よりも大きい
と判断した場合、前記二次電池の充電状態が満充電にな
ったことを検出することを特徴とする。
【００２３】この充電制御方法によれば、第１の所定時
間毎に検出された温度に基づいて、第１の所定時間より
も長い第２の所定時間毎に温度勾配を演算し、演算した
温度勾配が、Ｎ回（Ｎは自然数）連続して所定の温度勾
配閾値を超えた場合に、二次電池が満充電状態にあるこ
とを検出することで、ハイブリッド車両等の走行時にお
ける二次電池の充電および放電繰り返しによる瞬時的な
発熱の影響を取り除き、二次電池の内部抵抗による発熱
と過充電時の化学的発熱とを分離して、過充電を確実に
検出することが可能になる。
【００２４】これによって、過充電による二次電池の劣
化や寿命短縮を防止することができると共に、充電レベ
ルが高い領域まで二次電池を使用することができ、車両
走行中のドラビリ確保が容易になる。
【００２５】前記充電制御方法において、前記二次電池
の平均負荷電流が前記二次電池の充電方向を示す場合
に、前記温度勾配の演算結果を有効とすることが好まし
い。
【００２６】この方法によれば、二次電池の平均負荷電
流が充電方向を示す場合について、演算した温度勾配を
過充電検出に用いることで、さらに確実な過充電検出が
可能になる。
【００２７】また、前記充電制御方法において、前記所
定の温度勾配閾値として、前記二次電池の平均負荷電流
の大きさ、および前記二次電池の冷却強度の少なくとも
１つに応じた温度勾配閾値を用いることが好ましい。
【００２８】この方法によれば、二次電池の平均負荷電
流の大きさ、および前記二次電池の冷却強度の少なくと
も１つに応じて温度勾配閾値を設定することで、さらに
精確な過充電検出が可能になる。
【００２９】なお、前記平均負荷電流は、前記第１の所
定時間毎に検出した負荷電流の前記第２の所定時間毎で
の平均値であることが好ましい。
【００３０】また、前記充電制御方法において、前記第
２の所定時間は、前記第１の所定時間毎に検出される前
記二次電池の充電および放電による負荷電流の変化時間
よりも長いことが好ましい。
【００３１】この方法によれば、ハイブリッド車両等の
走行時における二次電池の充電および放電繰り返しによ
る瞬時的な発熱の影響を取り除き、二次電池の内部抵抗
による発熱と過充電時の化学的発熱とを分離して、過充
電を確実に検出することが可能になる。
【００３２】さらに、前記充電制御方法において、前記
温度勾配を移動平均演算により求めることが好ましい。
【００３３】この方法によれば、単純平均ではなく移動
平均により温度勾配を求めることで、さらに精確な過充
電検出が可能になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
【００３５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態による充電制御装置の構成を示すブロック図
である。
【００３６】図１において、１０は、ハイブリッド車両
等に搭載される、例えばニッケル−水素バッテリで構成
された二次電池である。この二次電池１０は、通常、所
定の出力を得るため多数の単電池が組み合わされた組電
池からなる電池パックで構成される。１２は電池温度検
出部であり、二次電池１０内の所定位置に配置された温
度センサ（不図示）により測定された電池温度を第１の
所定時間ｔ１、例えば０．１秒毎にサンプリングして、
電池温度サンプルＴ（ｎ）を取得する。
【００３７】１４は温度勾配演算部であり、電池温度検
出部１２から出力される電池温度サンプルＴ（ｎ）に対
して、第２の所定時間ｔ２、例えば２０秒を単位時間と
して、単位時間当たりの温度上昇である温度勾配ｄＴ
（ｎ）／ｄｔ（＝Ｋ）を演算する。この第２の所定時間
ｔ２は、電池温度のサンプリング時間である第１の所定
時間ｔ１よりも長く、且つハイブリッド車両等の走行時
における二次電池１０の充電および放電繰り返しによる
負荷電流の変動時間よりも長くなるよう設定されてい
る。
【００３８】また、温度勾配演算部１４において、温度
勾配を求めるための演算は、単純平均をとる演算ではな
く、移動平均をとる演算が用いられる。この移動平均
は、例えば、ある時刻ｔｉとその時刻ｔｉから第２の所
定時間（２０秒）後の時刻ｔｉ＋２０との間での温度勾
配Ｋiをとり、次に、時刻ｔｉから第１の所定時間
（０．１秒）後の時刻ｔｉ＋０．１とその時刻ｔｉ＋
０．１から第２の所定時間（２０秒）後の時刻ｔｉ＋２
０．１との間での温度勾配Ｋi+1をとって、ＫiとＫi+1
の平均を順次演算していくものである。
【００３９】ここで、第２の所定時間ｔ２を長くするほ
ど、二次電池１０の内部抵抗（ＤＣ−ＩＲ）による発熱
の影響を除去できるが、演算が遅くなるため二次電池１
０が過充電状態に入りやすくなる。
【００４０】１６は温度勾配判断部であり、温度勾配演
算部１４から順次出力される温度勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔ
が、二次電池１０の充電状態に応じて予め定められた所
定の温度勾配閾値ＴＨよりも大きいか否かを判断し、Ｎ
回、例えば３回連続して温度勾配閾値ＴＨを超えた場合
に、二次電池１０が満充電状態にあると判断し、満充電
状態を通知する信号ＦＣを出力する。
【００４１】次に、このように構成された第１の実施形
態における制御プロセスについて説明する。
【００４２】図２は、本発明の第１の実施形態による二
次電池充電制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００４３】まず、電池温度Ｔ（ｎ）を第１の所定時間
ｔ１毎にサンプリングして取得する（Ｓ２０）。取得し
た電池温度サンプルＴ（ｎ）に基づいて、第２の所定時
間ｔ２間において、温度勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔを移動平
均演算により求める（Ｓ２１）。
【００４４】次に、ステップＳ２１で求めた温度勾配ｄ
Ｔ（ｎ）／ｄｔが、所定の温度勾配閾値ＴＨを超えるか
否かを判断する（Ｓ２２）。ステップＳ２２における判
断の結果、温度勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値Ｔ
Ｈ以下である場合、ステップＳ２０に戻って、電池温度
サンプルＴ（ｎ）の取得を続ける。
【００４５】ステップＳ２２における判断の結果、温度
勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨを超えている
場合、ステップＳ２３に進んで、Ｎ回連続して超えたか
否かを判断する。ステップＳ２３において、温度勾配ｄ
Ｔ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨをＮ回連続して超え
ない場合、満充電状態での化学的発熱による温度上昇で
はないと判断し、やはりステップＳ２０に戻って、電池
温度サンプルＴ（ｎ）の取得を続ける。
【００４６】ステップＳ２３における判断の結果、温度
勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨをＮ回連続し
て超えた場合、満充電状態での化学的発熱による温度上
昇であると判断し、現在満充電状態にありそれ以上の充
電は過充電になることを検出して（Ｓ２４）二次電池充
電制御ルーチンから抜ける。
【００４７】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態による充電制御装置の構成を示すブロック図
である。本実施形態は、二次電池の平均負荷電流および
冷却強度に応じて、温度勾配閾値を可変設定する点で、
第１の実施形態と異なる。なお、電池温度検出部１２、
温度勾配演算部１４、および温度勾配判断部１６の構成
および機能については、第１の実施形態と同様であるの
で説明を省略する。
【００４８】図３において、３２は二次電池の充電およ
び放電による負荷電流を検出するための電流センサであ
り、電流センサ３２により検出された負荷電流は、平均
負荷電流測定部３４に供給される。平均負荷電流測定部
３４は、第１の実施形態で説明した電池温度をサンプリ
ングする第１の所定時間、例えば０．１秒毎に負荷電流
をサンプリングして（Ｉ（ｎ））、第２の所定時間、例
えば２０秒間での平均値をとり、平均負荷電流Ｉａｖｅ
として出力する。
【００４９】また、３６は冷却ファン等からなる二次電
池冷却手段であり、冷却強度設定部３８により、二次電
池の性能劣化を防止するために、二次電池の温度に応じ
て冷却強度ＣＰ、例えば冷却ファンの回転数が設定され
る。
【００５０】平均負荷電流測定部３４から出力される平
均負荷電流Ｉａｖｅと、冷却強度設定部３８から出力さ
れる冷却強度ＣＰは、温度勾配閾値設定部３０に供給さ
れる。温度勾配閾値設定部３０は、入力された平均負荷
電流Ｉａｖｅと冷却強度ＣＰの大きさに応じて温度勾配
閾値ＴＨを決定し、その温度勾配閾値ＴＨを温度勾配判
断部１６に対して設定する。
【００５１】図４は、平均負荷電流Ｉａｖｅと冷却強度
ＣＰに対して設定される温度勾配閾値ＴＨテーブルを示
す図である。図４において、冷却強度ＣＰが強いほど満
充電状態での温度勾配が小さくなるので、温度勾配閾値
ＴＨの値を小さくし、また、平均負荷電流Ｉａｖｅが高
充電レートである場合ほど満充電状態での温度勾配が大
きくなるので、温度勾配閾値ＴＨの値を大きくしてい
る。
【００５２】図５は、平均負荷電流Ｉａｖｅが低充電レ
ート（ＩＬ）と高充電レート（ＩＨ）である場合におい
て、充電容量に対する電池温度と温度勾配の曲線を示す
グラフである。
【００５３】図６は、二次電池の冷却強度が弱、中、強
の場合において、経過時間に対する温度勾配の曲線を示
すグラフである。
【００５４】次に、このように構成された本実施形態に
おける制御プロセスについて説明する。
【００５５】図７は、本発明の第２の実施形態による二
次電池充電制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００５６】まず、電池温度Ｔ（ｎ）および負荷電流Ｉ
（ｎ）を第１の所定時間ｔ１毎にサンプリングして取得
する（Ｓ７０）。取得した電池温度サンプルＴ（ｎ）に
基づいて、第２の所定時間ｔ２間において、温度勾配ｄ
Ｔ（ｎ）／ｄｔを移動平均演算により求めると共に、取
得した負荷電流サンプルＩ（ｎ）に基づいて、第２の所
定時間ｔ２間での平均負荷電流Ｉａｖｅを求める（Ｓ７
１）。
【００５７】次に、ステップＳ７１で求めた平均負荷電
流Ｉａｖｅが充電方向を示す（ゼロより大きい）か否か
を判断する（Ｓ７２）。ステップＳ７２における判断の
結果、平均負荷電流Ｉａｖｅが充電方向を示さない（放
電方向である）場合、ステップＳ７０に戻って、電池温
度サンプルＴ（ｎ）および負荷電流サンプルＩ（ｎ）の
取得を続ける。
【００５８】ステップＳ７２において判断した結果、平
均負荷電流Ｉａｖｅが充電方向を示す（ゼロより大き
い）場合、ステップＳ７３に進んで、平均負荷電流Ｉａ
ｖｅの大きさと冷却強度に基づいて、最適な温度勾配閾
値ＴＨを設定する。
【００５９】次に、ステップＳ７１で求めた温度勾配ｄ
Ｔ（ｎ）／ｄｔが、設定された温度勾配閾値ＴＨを超え
るか否かを判断する（Ｓ７４）。ステップＳ７４におけ
る判断の結果、温度勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾
値ＴＨ以下である場合、ステップＳ７０に戻って、電池
温度サンプルＴ（ｎ）および負荷電流サンプルＩ（ｎ）
の取得を続ける。
【００６０】ステップＳ７４において判断した結果、温
度勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨを超えてい
る場合、ステップＳ７５に進んで、Ｎ回連続して超えた
か否かを判断する。ステップＳ７５において、温度勾配
ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨをＮ回連続して超
えない場合、満充電状態での化学的発熱による温度上昇
ではないと判断し、やはりステップＳ７０に戻って、電
池温度サンプルＴ（ｎ）および負荷電流サンプルＩ
（ｎ）の取得を続ける。
【００６１】ステップＳ７５における判断の結果、温度
勾配ｄＴ（ｎ）／ｄｔが温度勾配閾値ＴＨをＮ回連続し
て超えた場合、満充電状態での化学的発熱による温度上
昇であると判断し、現在満充電状態にありそれ以上の充
電は過充電になることを検出して（Ｓ７６）二次電池充
電制御ルーチンから抜ける。
【００６２】このように、本実施形態によれば、平均負
荷電流Ｉａｖｅに基づいて充電方向にある場合の温度勾
配と、平均負荷電流Ｉａｖｅの大きさと二次電池の冷却
強度に応じた最適な温度勾配閾値ＴＨとを比較するの
で、第１の実施形態に比べてより精度の高い満充電状態
検出を実現することができる。
【００６３】なお、本発明の実施の形態において、電池
温度をサンプリングする第１の所定時間ｔ１を０．１秒
に、温度勾配を演算する第２の所定時間ｔ２を２０秒
に、温度勾配の閾値超過回数Ｎを３に設定したが、本発
明はこれらの数値に限定されず、例えば、二次電池の仕
様、車両負荷特性、車両の走行パターン等に応じて変更
することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハイブリッド車両や電気車両での使用環境においても、
二次電池の内部抵抗による発熱と過充電時の化学的発熱
とを分離して、過充電を確実に検出することが可能にな
り、過充電による二次電池の劣化や寿命短縮を防止する
ことができると共に、充電レベルが高い領域まで二次電
池を使用することができ、車両走行中のドラビリ確保が
容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による充電制御装置
の構成を示すブロック図
【図２】 本発明の第１の実施形態による二次電池充電
制御ルーチンを示すフローチャート
【図３】 本発明の第２の実施形態による充電制御装置
の構成を示すブロック図
【図４】 平均負荷電流Ｉａｖｅと冷却強度ＣＰに対し
て設定される温度勾配閾値ＴＨを示す図
【図５】 平均負荷電流Ｉａｖｅが低充電レート（Ｉ
Ｌ）と高充電レート（ＩＨ）である場合において、充電
容量に対する電池温度と温度勾配の曲線を示すグラフ
【図６】 二次電池の冷却強度が弱、中、強の場合にお
いて、経過時間に対する温度勾配の曲線を示すグラフ
【図７】 本発明の第２の実施形態による二次電池充電
制御ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
１０ 二次電池 １２ 電池温度検出部 １４ 温度勾配演算部 １６ 温度勾配判断部 ３０ 温度勾配閾値設定部 ３２ 電流センサ ３４ 平均負荷電流測定部 ３６ 二次電池冷却手段 ３８ 冷却強度設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 忠雄 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 中西 利明 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 勝田 敏宏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 菊池 義晃 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA01 CA01 CB01 CB10 FA06 GC05 5H030 AA03 AS08 BB10 FF22 FF42

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 満充電に達しない充電状態で繰り返し充
    放電を行う用途に用いられる二次電池に対する充電を制
    御する充電制御装置において、前記二次電池について、
    第１の所定時間毎に温度を検出する電池温度検出部と、 前記電池温度検出部により検出された前記温度に基づい
    て、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎
    に、単位時間当たりの温度上昇である温度勾配を演算す
    る温度勾配演算部と、 前記温度勾配演算部により演算された温度勾配が、前記
    二次電池の充電状態に応じて予め定められた所定の温度
    勾配閾値よりも大きいか否かを判断する温度勾配判断部
    とを備え、 前記温度勾配判断部において、前記演算された温度勾配
    がＮ回（Ｎは自然数）連続して前記所定の温度勾配閾値
    よりも大きいと判断された場合、前記二次電池の充電状
    態が満充電になったことを検出することを特徴とする充
    電制御装置。
  2. 【請求項２】 前記温度勾配演算部は、前記二次電池の
    平均負荷電流が前記二次電池の充電方向を示す場合に演
    算結果を有効とする請求項１記載の充電制御装置。
  3. 【請求項３】 前記所定の温度勾配閾値として、前記二
    次電池の平均負荷電流の大きさ、および前記二次電池の
    冷却強度の少なくとも１つに応じた温度勾配閾値を用い
    る請求項１記載の充電制御装置。
  4. 【請求項４】 前記平均負荷電流は、前記第１の所定時
    間毎に検出した負荷電流の前記第２の所定時間毎での平
    均値である請求項２または３記載の充電制御装置。
  5. 【請求項５】 前記第２の所定時間は、前記第１の所定
    時間毎に検出される前記二次電池の充電および放電によ
    る負荷電流の変化時間よりも長い請求項１記載の充電制
    御装置。
  6. 【請求項６】 前記温度勾配演算部は、移動平均演算に
    より前記温度勾配を求める請求項１または２記載の充電
    制御装置。
  7. 【請求項７】 満充電に達しない充電状態で繰り返し充
    放電を行う用途に用いられる二次電池に対する充電を制
    御する充電制御方法において、 前記二次電池について、第１の所定時間毎に温度を検出
    し、 検出した前記温度に基づいて、前記第１の所定時間より
    も長い第２の所定時間毎に、単位時間当たりの温度上昇
    である温度勾配を演算し、 演算した前記温度勾配が、前記二次電池の充電状態に応
    じて予め定められた所定の温度勾配閾値よりも大きいか
    否かを判断し、 前記演算した温度勾配がＮ回（Ｎは自然数）連続して前
    記所定の温度勾配閾値よりも大きいと判断した場合、前
    記二次電池の充電状態が満充電になったことを検出する
    ことを特徴とする充電制御方法。
  8. 【請求項８】 前記二次電池の平均負荷電流が前記二次
    電池の充電方向を示す場合に、前記温度勾配の演算結果
    を有効とする請求項７記載の充電制御方法。
  9. 【請求項９】 前記所定の温度勾配閾値として、前記二
    次電池の平均負荷電流の大きさ、および前記二次電池の
    冷却強度の少なくとも１つに応じた温度勾配閾値を用い
    る請求項７記載の充電制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記平均負荷電流は、前記第１の所定
    時間毎に検出した負荷電流の前記第２の所定時間毎での
    平均値である請求項８または９記載の充電制御方法。
  11. 【請求項１１】 前記第２の所定時間は、前記第１の所
    定時間毎に検出される前記二次電池の充電および放電に
    よる負荷電流の変化時間よりも長い請求項７記載の充電
    制御方法。
  12. 【請求項１２】 前記温度勾配を移動平均演算により求
    める請求項７記載の充電制御方法。
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