JP2018081796A

JP2018081796A - 電池制御システム

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Publication number: JP2018081796A
Application number: JP2016222622A
Authority: JP
Inventors: 啓太小宮山; Keita Komiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: JP6624458B2

Abstract

【課題】電荷担体の析出に起因する容量劣化率を高精度に算出し得る電池制御システムを提供する。【解決手段】本発明に係る電池制御システムは、二次電池の抵抗増加率ΔＲcurrentを測定するステップと、電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、二次電池における材料の摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔＲｘおよび容量劣化率ΔＣｘを推定するステップと、測定した抵抗増加率ΔＲcurrentと推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲｘとを比較するステップと、比較した抵抗増加率がΔＲｘ≧ΔＲcurrentの関係を満たす場合、第１マップを用いて、電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣｙを算出するステップと、比較した抵抗増加率がΔＲｘ＜ΔＲcurrentの関係を満たす場合、第１マップとは特性が異なる第２マップを用いて、電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣｙを算出するステップとを実行するように構成されている。【選択図】図９

Description

本発明は、二次電池の電池制御システムに関する。

軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池等の二次電池は、車両搭載用電源として好ましく用いられている。この種の二次電池においては、正極活物質を含む正極と負極活物質を含む負極との間で、電荷担体（例えばリチウムイオン二次電池の場合、リチウム）を授受することで充放電が行われる。すなわち、充電時には電荷担体が正極活物質から引き抜かれ、イオンとして電解液（電解質）中に放出される。充電時には該電荷担体は負極側に設けられた負極活物質の構造内に入り、ここで正極活物質から外部回路を通ってきた電子を得て、吸蔵される。この種の二次電池の電池制御に関する従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開２０１１−２２２３４３号公報

特許文献１には、経年劣化の内部抵抗と区間放電量の相関マップを備え、実際に取得した区間放電量と廃部抵抗とを相関マップを介して少なくとも一方を変換して対比させ、リチウムの析出の程度を判定する電池システムが記載されている。同公報では、電池における放電量の減少幅は、経年劣化による減少幅とリチウム析出に起因する減少幅との和であると想定し、内部抵抗値の上昇の程度はリチウム析出の有無にほとんど影響されないという知見の基、内部抵抗値の値に基づいて経年劣化のみによる放電量の減少幅を推定し、これを全体の減少幅から差し引くことで、リチウムの析出の程度を判定している。しかしながら、本発明者の検討によれば、リチウムの析出の程度によっては内部抵抗値の上昇も起こるため、リチウム析出による劣化が所定量を超えた場合はリチウム析出劣化の推定精度が悪化し、誤判定が生じる場合があり得る。リチウム析出劣化の程度を精度よく把握したい。

ここで提案される二次電池の電池制御システムは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な電極活物質を備える二次電池の電池制御システムである。この電池制御システムは、前記二次電池の温度を検出する温度センサと、前記二次電池に出入りする電流を検出する電流センサと、前記二次電池の電圧を検出する電圧センサと、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する算出部とを備える。前記算出部は、前記電流センサで検出された電流値と前記電圧センサで検出された電圧値とから該二次電池の抵抗増加率ΔＲ_currentを測定するステップと、前記温度センサによって検出された電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、前記二次電池の材料摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定するステップと、前記測定した抵抗増加率ΔＲ_currentと前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとを比較するステップと、前記比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たす場合、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示す第１マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出するステップと、前記比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ＜ΔＲ_currentの関係を満たす場合、前記電荷担体の過度な析出が生じていると判断し、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すマップであって前記第１マップとは特性が異なる第２マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出するステップと、を実行するように構成されている。かかる構成によると、電荷担体の析出による抵抗増加も考慮して、電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙが算出されるため、算出精度が向上する。

本実施形態に係る二次電池の電池制御装置によって制御される電源システムの構成を示すブロック図である。経時日数と抵抗増加率との関係を示すグラフである。経時日数と容量維持率との関係を示すグラフである。電池温度Ｔと劣化速度βとの関係を示すグラフである。電池温度頻度分布を示すグラフである。材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すグラフである。材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すグラフである。材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すグラフである。容量劣化率ΔＣ_ｙ算出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、正極及び負極の構成及び製法、二次電池その他の電池の構築に係る一般的技術等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。

特に限定することを意図したものではないが、以下では主としてリチウムイオン二次電池を制御する場合を例として、本発明の電池制御システムに係る好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオンとしてリチウムイオン（Ｌｉイオン）を利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。

図１は、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０の制御装置によって制御される電池制御システム１の構成を示すブロック図である。このリチウムイオン二次電池１０の制御装置は、車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）に好適に用いられる。

電池制御システム１は、リチウムイオン二次電池１０と、これに接続された負荷２０と、二次電池１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）と、二次電池１０に出入りする電流を検出する電流センサ（図示せず）と、前記二次電池の電圧を検出する電圧センサ（図示せず）と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０とを含む構成であり得る。ＥＣＵ３０は、負荷２０に接続されたリチウムイオン二次電池１０の運転をコントロールするものとして構成されており、所定の情報に基づいて、負荷２０を駆動制御する。リチウムイオン二次電池１０に接続された負荷２０は、該電池１０に蓄えられた電力を消費する電力消費機（例えばモータ）を含み得る。また、該負荷２０は、電池１０を充電可能な電力を供給する電力供給機（充電器）を含み得る。

リチウムイオン二次電池１０は、セパレータを介して対向する正極と負極と、これら正負極間に供給されるリチウムイオンを含む電解質とから構成されている。正極および負極には、電荷担体としてのリチウムイオンを吸蔵および放出し得る電極活物質が含まれている。電池１０の充電時には、正極活物質からリチウムイオンが放出され、このリチウムイオンは電解質を通じて負極活物質に吸蔵される。また、電池１０の放電時には、その逆に、負極活物質に吸蔵されていたリチウムイオンが放出され、このリチウムイオンは電解質を通じて再び正極活物質に吸蔵される。この正極活物質と負極活物質との間のリチウムイオンの移動に伴い、活物質から外部端子へと電子が流れる。これにより、負荷２０に対して放電が行われる。

ここでリチウムイオン二次電池は、一般に、使用に伴い劣化が生じることが知られている。本発明者の知見によれば、劣化の主な原因としては、二次電池の材料の摩耗による材料劣化と、二次電池の内部における負極でのリチウムの析出による劣化とが考えられる。使用に伴い劣化が生じると、図２に示すように、日数の経過とともに、二次電池に流れる電流と電圧の降下量とから算出される抵抗増加率ΔＲ_currentは増大傾向になり得る。かかる抵抗増加率ΔＲ_currentには、材料劣化による抵抗増加分（抵抗増加率ΔＲ_ｘ）に加えて、リチウム析出による抵抗増加分が含まれている。また、図３に示すように、日数の経過とともに、容量維持率は低下傾向（容量劣化率は増大傾向）になり得る。かかる容量劣化率には、材料劣化による容量劣化分（容量劣化率ΔＣ_ｘ）に加えて、リチウム析出による容量劣化分（容量劣化率ΔＣ_ｙ）が含まれている。本発明者は、二次電池の抵抗増加率ΔＲ_ｘや容量劣化率ΔＣ_ｘから、二次電池を解体することなく、リチウムの析出の程度（リチウム析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙ）を判定することを検討している。

ここで、本発明者の知見によれば、リチウムの析出が少ない通常劣化状態と、リチウムが過度に析出した異常劣化状態とでは、リチウム析出が抵抗増加率ΔＲ_currentに与える影響が異なる。具体的には、リチウム析出が少ない通常劣化状態においては、抵抗増加率ΔＲ_currentはリチウムが析出してもさほど上昇しないが、リチウムが過度に析出した異常劣化状態では、抵抗増加率ΔＲ_currentはリチウムが析出するに従い増大傾向を示す。一方、材料の摩耗による劣化は、熱履歴に依存するため、電池に与えられた熱負荷と劣化速度を用いれば、材料劣化による抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推し量ることができる。そのため、熱履歴から推定した材料劣化による抵抗増加率ΔＲ_ｘと実際に測定した抵抗増加率ΔＲ_currentとを比較することで、二次電池の状態が、リチウムの析出が少ない通常劣化状態であるか、あるいは、リチウムが過度に析出した異常劣化状態であるかを判断することができる。そして、それぞれの劣化状態に応じて、適切な相関マップを用いることで、二次電池の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、リチウムの析出の程度（リチウム析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙ）を判定することができる。

以上のような知見から、ここに開示される電池制御システム１では、ＥＣＵ３０が、電流センサで検出された電流値と電圧センサで検出された電圧値とから該二次電池の抵抗増加率ΔＲ_currentを測定する（ΔＲ_current測定ステップ）。また、温度センサによって検出された電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、二次電池の材料摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定する（ΔＲ_ｘおよびΔＣ_ｘ推定ステップ）。そして、測定した抵抗増加率ΔＲ_currentと推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとを比較する（比較ステップ）。ここで、比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たす場合、ＥＣＵ３０は、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示す第１マップを用いて、上記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。一方、比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ＜ΔＲ_currentの関係を満たす場合、ＥＣＵ３０は、リチウムの過度な析出が生じていると判断し、第１マップとは特性が異なる第２マップを用いて、上記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する（ΔＣ_ｙ算出ステップ）。そして、算出された容量劣化率ΔＣ_ｙの値がＬｉ析出許容量ΔＣ_limitを超えているか否かを判定し、容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えている場合には、電池の使用を停止する（判定ステップ）。

ＥＣＵ３０の典型的な構成には、少なくとも、かかる制御を行うためのプログラムを記憶したＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、そのプログラムを実行可能なＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）と、図示しない入出力ポートとが含まれる。二次電池１０には、前述した電流センサと電圧センサと温度センサとが取り付けられている。ＥＣＵ３０には、入力ポートを介して各センサの出力信号が入力される。そして、ＥＣＵ３０は、各センサからの出力信号に基づいて、二次電池１０に出入りする電流値、電圧値および電池温度の情報を取得するようになっている。かかるＥＣＵ３０により、本実施形態の算出部が構成されている。

＜ΔＲ_current測定ステップ＞
ΔＲ_current測定ステップでは、ＥＣＵ３０は、負荷２０からの充放電の際にリチウムイオン二次電池１０に流れる電流Ｉ_ｘと電池電圧の降下量ΔＶ_ｘとから該二次電池の抵抗増加率ΔＲ_currentを測定する。

＜ΔＲ_ｘおよびΔＣ_ｘ推定ステップ＞
ΔＲ_ｘおよびΔＣ_ｘ推定ステップでは、ＥＣＵ３０は、電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、二次電池における材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定する。本発明者の知見によれば、材料の摩耗による劣化は、熱履歴に依存するため、電池に与えられた熱負荷と劣化速度を用いれば、材料劣化による抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定することができる。具体的には、図４の温度加速性アレニウスモデルに示すように、電池温度が高いほど劣化速度βは増大傾向を示す。この相関関係を利用することで、上記温度頻度分布情報と劣化速度βとから、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定することができる。

この実施形態では、図４に示すように、電池温度と劣化速度との関係を示すデータをマップの形でＲＯＭに記憶しておき、このマップを参照して、所定の電池温度（例えば温度域）の劣化速度を決定する。かかるデータは、二次電池を複数用意し、種々異なる温度条件の耐久試験に供し、そのときの一定時間ごとの抵抗増加率および容量劣化率の推移から求めることができる。

また、各電池温度で保持された積算時間と各電池温度における劣化速度とを積算して総和することで、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを算出することができる。ここで、各電池温度で保持された積算時間は、所定の電池温度（例えば温度域）で二次電池がどの程度保持されたかを、所定の電池温度ごとに積算することで求めることができる。なお、材料劣化による抵抗増加および容量劣化は、電池が充放電を行っていなくても（使用されていなくても）生じ得る。したがって、上記積算時間のカウントは、電池の使用時（例えば車両走行時）と、電池の使用休止時（例えば車両停止時）との双方において行うことが好ましい。得られた温度頻度分布情報は、図５に示すようなマップやテーブルの形でＲＯＭに記憶しておくとよい。

＜比較ステップ＞
比較ステップでは、ＥＣＵ３０は、ΔＲ_current測定ステップで測定した抵抗増加率ΔＲ_currentと、ΔＲ_ｘおよびΔＣ_ｘ推定ステップで推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとを比較する。

＜ΔＣ_ｙ算出ステップ＞
ΔＣ_ｙ算出ステップでは、ＥＣＵ３０は、比較ステップで比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たす場合、リチウムの過度な析出が生じていないと判断し、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘに基づき、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。具体的には、図６に示すように、リチウムの過度な析出が生じていない条件下における材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すデータを予め予備実験等により取得して第１マップ（Ｌｉｎｅ１）の形でＲＯＭに記憶しておく。そして、この第１マップを参照して、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘに対応するトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）を推定し、推定したトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）から材料劣化後の容量劣化率ΔＣ_ｘを差し引くことで、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。

また、ΔＣ_ｙ算出ステップでは、ＥＣＵ３０は、比較ステップで比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ＜ΔＲ_currentの関係を満たす場合、リチウムの過度な析出が生じていると判断し、前記第１マップとは特性が異なる第２マップを用いて、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘに基づき、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。具体的には、図７に示すように、リチウムの過度な析出が生じている条件下における材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すデータを予め予備実験等により取得して第２マップ（Ｌｉｎｅ２）の形でＲＯＭに記憶しておく。この実施形態では、第２マップのＬｉｎｅ２は、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘに対応するトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）が第１マップのＬｉｎｅ１よりも大きくなる（すなわち右側にシフトする）ように設定されている。そして、この第２マップを参照して、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘに対応するトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）を推定し、推定したトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）から材料劣化後の容量劣化率ΔＣ_ｘを差し引くことで、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。

ここで、リチウムの過度な析出が生じている（すなわちΔＲ_ｘ＜ΔＲ_current）にもかかわらず、第１マップを用いてリチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出しようとすると、図８に示すように、容量劣化率ΔＣ_ｙが実際よりも少なく算出されるため、容量劣化率ΔＣ_ｙがＬｉ析出許容量ΔＣ_limitを超えているにもかかわらず、まだ電池を使用できると判定される可能性がある。これに対し、ΔＲ_currentとΔＲ_ｘとの大小関係から第２マップを選択して容量劣化率ΔＣ_ｙを算出することで、容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えていると適切に判断でき、電池の使用を確実に停止することができる。

＜判定ステップ＞
判定ステップでは、ＥＣＵ３０は、ΔＣ_ｙ算出ステップで算出した容量劣化率ΔＣ_ｙの値がＬｉ析出許容量ΔＣ_limitを超えているか否かを判定し、容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えている場合には、電池の使用を停止する。一方、容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えていない場合は電池の使用を継続する。

このように構成された電池制御システム１の動作について説明する。図９は、本実施形態に係る電池制御システム１のＥＣＵ３０により実行される容量劣化率ΔＣ_ｙ算出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば二次電池が車両に搭載された直後から実行される。

図９に示す容量劣化率ΔＣ_ｙ算出処理が実行されると、ＥＣＵ３０のＣＰＵは、まず、制御対象のリチウムイオン二次電池（セル）１０について、二次電池に流れる電流Ｉ_ｘと電池電圧の降下量ΔＶ_ｘとから該二次電池の抵抗増加率ΔＲ_currentを測定する（ステップＳ１０）。また、電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報を取得し、ＲＯＭに記憶されている電池温度と劣化速度との関係を示すデータを参照して、二次電池における材料の摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定する（ステップＳ２０）。

次いで、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３０において、ステップＳ１０で測定した抵抗増加率ΔＲ_currentとステップＳ２０で推定した経年劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとを比較する。そして、比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たす場合（Ｙｅｓの場合）、リチウムの過度な析出が生じていないと判断し、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶されている材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示す第１マップ（Ｌｉｎｅ１）を用いて、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。一方、比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たさない場合（Ｎｏの場合）、リチウムの過度な析出が生じていると判断し、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶されている材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示す第２マップ（Ｌｉｎｅ２）を用いて、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する。

ステップＳ６０では、ＥＣＵ３０は、上記算出したリチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙがＬｉ析出許容量ΔＣ_limitを超えている（すなわちΔＣ_ｙ＞ΔＣ_limit）か否かを判定する。容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えている場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０に進み、電池の使用を停止する。一方、容量劣化率ΔＣ_ｙが許容量ΔＣ_limitを超えていない場合は（Ｎｏ）、ステップＳ８０に進み、電池の使用を継続する。

上記実施形態によると、電荷担体であるリチウムの析出による抵抗増加も考慮して、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙが算出されるため、算出精度が向上する。そして、算出した容量劣化率ΔＣ_ｙに基づいて、誤判定することなく電池の使用可否判断をすることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１電池制御システム
１０リチウムイオン二次電池
２０負荷
３０ＥＣＵ

Claims

電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な電極活物質を備える二次電池の電池制御システムであって、
前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記二次電池に出入りする電流を検出する電流センサと、
前記二次電池の電圧を検出する電圧センサと、
前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、
前記電流センサで検出された電流値と前記電圧センサで検出された電圧値とから該二次電池の抵抗増加率ΔＲ_currentを測定するステップと、
前記温度センサによって検出された電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、前記二次電池の材料摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘを推定するステップと、
前記測定した抵抗増加率ΔＲ_currentと前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとを比較するステップと、
前記比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ≧ΔＲ_currentの関係を満たす場合、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示す第１マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出するステップと、
前記比較した抵抗増加率がΔＲ_ｘ＜ΔＲ_currentの関係を満たす場合、前記電荷担体の過度な析出が生じていると判断し、材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘとトータル容量劣化率（ΔＣ_ｘ＋ΔＣ_ｙ）との相関を示すマップであって前記第１マップとは特性が異なる第２マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔＲ_ｘおよび容量劣化率ΔＣ_ｘから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔＣ_ｙを算出するステップと
を実行するように構成されている、電池制御システム。