JP2023063798A - 車両用電池ユニット制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電過多又は充電過多の電池ユニットの劣化の回復を図る。【解決手段】車両用電池ユニット制御装置は、駆動ユニット（モータ４１）に対して並列に接続された、それぞれ充放電可能な複数のバッテリ（第１バッテリ６１、第２バッテリ６２）を有する電池ユニット１１０と、通常制御時に、車両の走行状態に対応する充電要求又は放電要求に応じて電池ユニットの充放電を制御する制御器（ＥＣＵ７０）と、を備え、制御器は、通常制御において、電池ユニットが、充電過多、又は、放電過多であることを判定し、電池ユニットが充電過多である場合は、電池ユニットの放電要求時に、複数のバッテリの内の一部のバッテリのみを使ってハイレートで放電する回復制御を行い、電池ユニットが放電過多である場合は、電池ユニットの充電要求時に、複数のバッテリの内の一部のバッテリのみに対してハイレートで充電する回復制御を行う。【選択図】図１

Description

ここに開示する技術は、車両用電池ユニット制御装置に関する。

電気自動車やハイブリッド車に用いられる電池ユニットは、充放電を繰り返す。充放電が繰り返される結果、電池ユニットは、放電過多側に劣化する場合と、充電過多側に劣化する場合とがある。特許文献１に記載されたバッテリ制御装置は、放電過多側に劣化した場合は、許容放電電力を低減し、充電過多側に劣化した場合は、許容充電電力を低減する。これにより、特許文献１に記載されたバッテリ制御装置では、電池ユニットの劣化の進行が抑制される。

特開２０１７－５０９８１号公報

特許文献１に記載された技術は、放電過多側又は充電過多側に劣化した電池ユニットの劣化の進行を抑制できる。しかし、この技術は、電池ユニットの劣化を回復させることはできない。

ここに開示する技術は、放電過多又は充電過多のように、充放電レートバランスが崩れた電池ユニットの劣化を回復させる。

本発明者は先ず、充放電レートバランスが崩れた電池ユニットに対して、逆パルスを与えることにより、劣化が回復できる点に着目をした。つまり、放電過多の電池ユニットに対してハイレートでの充電を行うと、劣化が回復でき、充電過多の電池ユニットに対してハイレートでの放電を行うと、劣化が回復できる。

ところが、車両に搭載されかつ、車両の駆動ユニットに電力を供給する車両用電池ユニットにおいては、車両の走行状態に応じて電池ユニットに対する放電要求又は充電要求が定まると共に、その際の放電レート又は充電レートも定まってしまう。そのため、車両用電池ユニットがハイレートでの充電又はハイレートでの放電を実行可能な機会は、限られてしまう。

ここに開示する技術は、車両用電池ユニットのハイレート充電又はハイレート放電を実行可能な機会を増やすことにより、放電過多又は充電過多の電池ユニットの劣化の回復を図る。

具体的にここに開示する技術は、車両用電池ユニット制御装置に係る。この車両用電池ユニット制御装置は、
車両に搭載されかつ、前記車両を走行させる駆動力を発生する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットに対して並列に接続された複数のバッテリであって、それぞれ充放電可能な複数のバッテリを有する電池ユニットと、
通常制御時に、前記車両の走行状態に対応する充電要求又は放電要求に応じて前記複数のバッテリそれぞれの充放電を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記通常制御において、前記電池ユニットが、充電レートが放電レートよりも高い充電過多、又は、放電レートが充電レートよりも高い放電過多であることを判定し、
前記電池ユニットが充電過多である場合は、前記電池ユニットの放電要求時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみを使ってハイレートで放電する回復制御を行い、
前記電池ユニットが放電過多である場合は、前記電池ユニットの充電要求時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみに対してハイレートで充電する回復制御を行う。

通常制御時に、制御器は、車両の走行状態に対応する充電要求又は放電要求に応じて、電池ユニットの充放電を制御する。当該通常制御において、電池ユニットが、充電レートが放電レートよりも高い充電過多になる場合、又は、放電レートが充電レートよりも高い放電過多になる場合がある。制御器は、電池ユニットが、充電過多である、又は、放電過多であると判定した場合、回復制御を行う。

電池ユニットが充電過多である場合の回復制御は、電池ユニットをハイレートで放電する制御である。前記構成の車両用電池ユニット制御装置において、制御器は、複数のバッテリの一部のみを使って、放電要求に対応する放電を行う。一部のバッテリのみを使うため、要求放電量を満足させるためには、当該一部のバッテリの放電レートを高めなければならない。その結果、一部のバッテリはハイレートで放電されるから、充電過多で劣化している場合に、劣化が回復する。このときに、当該一部のバッテリは、放電要求が満足される放電を行うため、駆動ユニットは、ドライバの意図に応じた走行を実現できる。

一方、電池ユニットが放電過多である場合の回復制御は、電池ユニットをハイレートで充電する制御である。前記構成の車両用電池ユニット制御装置において、制御器は、複数のバッテリの一部のみを使って、充電要求に対応する充電を行う。一部のバッテリのみを使うため、要求充電量を満足させるためには、当該一部のバッテリの充電レートを高めなければならない。その結果、一部のバッテリはハイレートで充電されるから、放電過多で劣化している場合に、劣化が回復する。このときに、当該一部のバッテリは、充電要求が満足される充電を行うため、車両の走行状態に対応した充電が実現する。

このように、電池ユニットは、車両の走行状態に対応した充放電を行いながら、バッテリをハイレートで放電させたり、充電させたりできる。前記の構成の車両用電池ユニット制御装置は、放電過多又は充電過多の電池ユニットの劣化を回復させる機会を増やすことができる。電池ユニットの劣化が回復するから、長期間使用された電池ユニットの劣化が抑制される。

前記車両用電池ユニット制御装置は、前記複数のバッテリが並列に接続されかつ、前記複数のバッテリのそれぞれに対して発電電力を供給する発電機を備え、
前記制御器は、前記電池ユニットが放電過多である場合の回復制御時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみに対して前記発電機の発電電力を供給する、としてもよい。

この構成によると、電池ユニットは発電機の発電電力を使って充電される。電池ユニットの充電機会が、回生発電時に限定されない。

また、発電機に対しては、複数のバッテリが並列に接続されているから、前述の通り、回復制御時に、発電機は、一部のバッテリのみに対して発電電力を供給できる。その結果、バッテリをハイレートで充電できる。

従って、前記構成の車両用電池ユニット制御装置は、電池ユニットの放電過多による劣化を回復させる機会を増やすことができる。

前記制御器は、前記通常制御時に、前記電池ユニットの、ハイレートでの放電電力又はハイレートでの充電電力を積算し、
前記制御器はまた、前記回復制御時に、積算した放電電力に対応するハイレートでの充電、又は、積算した充電電力に対応するハイレートでの放電を行う、としてもよい。

通常制御時におけるハイレートでの放電電力又はハイレートでの充電電力と、回復制御時におけるハイレートでの充電電力またはハイレートでの放電電力とを対応させることにより、電池ユニットの劣化を、効果的に回復させることができる。

前記制御器は、回復制御時に、複数のバッテリを切り替えて、ハイレートでの充電又は放電を行う、としてもよい。

こうすることで、制御器は、複数のバッテリ全ての劣化を回復できる。

前記車両用電池ユニット制御装置は、前記複数のバッテリのそれぞれに対応すると共に、前記駆動ユニットに対して並列に接続された複数のコンバータを備え、
前記制御器は、前記通常制御時には、前記複数のコンバータを使って複数のバッテリの充電又は放電を行い、前記回復制御時には、前記一部のコンバータを使って前記一部のバッテリの充電又は放電を行う、としてもよい。

通常制御時に、並列のコンバータは、それぞれの昇降圧機能を使って、駆動ユニットに対して並列に接続された複数のバッテリのそれぞれから駆動ユニットへ供給される電圧を、同じ電圧にすることができる。

また、回復制御時に、並列のコンバータは、それぞれの遮断機能を使って、駆動ユニットに対して並列に接続された複数のバッテリのうちの一部のバッテリについてのみ、充電又は放電することができる。

前記車両用電池ユニット制御装置は、前記駆動ユニットに接続されると共に、前記複数のバッテリに共通のコンバータを備え、
前記電池ユニットは、前記複数のバッテリを直列に接続する直列ラインと、当該直列ラインを断接するスイッチとを有し、
前記制御器は、前記通常制御時には、前記複数のバッテリを直列接続した状態で、前記コンバータを使って前記複数のバッテリの充電又は放電を行い、前記回復制御時には、前記複数のバッテリの直列接続を解除した状態で、前記コンバータを使って前記一部のバッテリの充電又は放電を行う、としてもよい。

この構成でも、通常制御時には、直列接続された複数のバッテリの全てについて充電または放電を行うことができ、回復制御時には、直列接続が解除された一部のバッテリについて、充電又は放電を行うことができる。また、この構成は、複数のバッテリに共通のコンバータを設けるため、コンバータの数を削減できるという利点もある。

前記の車両用電池ユニット制御装置は、放電過多又は充電過多のように、充放電レートバランスが崩れた電池ユニットの劣化を回復させる機会を増やすことができる。

図１は、車両用電池ユニット及びその制御装置を搭載したハイブリッド車の全体構成図である。 図２の上図は、充電過多の場合の電流変化の一例を示し、下図は、放電過多の場合の電流変化の一例を示している。 図３は、充放電レートバランスと、劣化との関係を例示している。 図４は、充放電レートバランスが崩れた電池ユニットに対して、逆パルスを与えることにより、劣化が回復できることを示している。 図５の上図は、第１バッテリのみが放電している状態、下図は、第２バッテリのみが放電している状態を示している。 図６の上図は、第１バッテリのみが充電している状態、下図は、第２バッテリのみが充電している状態を示している。 図７は、電池ユニットに対する放電要求時の制御のフロー図である。 図８は、電池ユニットに対する充電要求時の制御のフロー図である。 図９は、変形例に係る、電池ユニットに対する放電要求時の制御のフロー図である。 図１０は、変形例に係る、電池ユニットに対する充電要求時の制御のフロー図である。 図１１は、変形例に係るハイブリッド車の全体構成図である。 図１２は、変形例に係るハイブリッド車の全体構成図である。

以下、車両用電池ユニット制御装置の実施形態が、図面を参照しながら説明される。ここで説明される車両用電池ユニット制御装置は例示である。図１は、車両用電池ユニット制御装置が搭載されたハイブリッド車（Hybrid Electric Vehicle又はPlug-in Hybrid Electric Vehicle））を例示している。尚、車両用電池ユニット制御装置は、ハイブリッド車への適用に限らず、走行駆動源としてのエンジンを搭載しない電気自動車（Battery Electric Vehicle）にも適用できる。

＜ハイブリッド車の全体構成＞
図１に示すように、ハイブリッド車１００は、車輪１０と、車軸１２と、モータ４１と、エンジン２０と、ジェネレータ４２と、第１インバータ５１と、第２インバータ５２と、第１コンバータ７１と、第２コンバータ７２と、電池ユニット１１０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７０とを備えている。モータ４１は、ハイブリッド車１００の駆動ユニットを構成している。ＥＣＵ７０は、制御器の一例である。

このハイブリッド車１００は、シリーズ式であり、モータ４１は、車両の駆動力を出力する駆動源として機能する。エンジン２０は、ジェネレータ４２を動かす駆動源として機能する。エンジン２０は、例えばガソリンエンジンである。

モータ４１は、車軸１２に連結されているとともに、第１インバータ５１を介して電池ユニット１１０に接続されている。モータ４１には、電池ユニット１１０の電力が第１インバータ５１にて交流電力に変換された後供給される。モータ４１は、電力供給を受けて電動機として機能して、車軸１２を回転させる。モータ４１はまた、ハイブリッド車１００の減速時に回生動作を行うことにより、発電機としても機能して電池ユニット１１０を充電する。

ジェネレータ４２は、第２インバータ５２を介して、第１インバータ５１及び電池ユニット１１０に接続されている。前述の通り、ジェネレータ４２は、エンジン２０によって駆動されることによって、モータ４１へ給電すると共に、電池ユニット１１０を充電する。第２インバータ５２は、ジェネレータ４２の発電電力を直流電力に変換し、第１インバータ５１、又は、後述する第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２へ出力する。

電池ユニット１１０は、複数のバッテリを有している。図１の構成例の電池ユニット１１０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を有している。第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２は、充放電が可能な二次電池である。第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２は、具体的には、リチウムイオン蓄電池である。尚、電池ユニット１１０が有するバッテリの数は二つに限らない。また、電池ユニット１１０が有するバッテリは、同一容量でかつ、同一電圧とすればよいが、それに限定されない。

第１バッテリ６１は、第１コンバータ７１を介して第１インバータ５１及び第２インバータ５２に接続される。第２バッテリ６２は、第２コンバータ７２を介して第１インバータ５１及び第２インバータ５２に接続される。第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２は、モータ４１及びジェネレータ４２に対して並列に接続されている。第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２も、モータ４１及びジェネレータ４２に対して並列に接続されている。

第１コンバータ７１は、第１バッテリ６１と、第１インバータ５１又は第２インバータ５２との間で、電圧を昇圧又は降圧させる機能を有し、第２コンバータ７２は、第２バッテリ６２と、第１インバータ５１又は第２インバータ５２との間で、電圧を昇圧又は降圧させる機能を有している。第１コンバータ７１はまた、後述するように、第１バッテリ６１と、第１インバータ５１又は第２インバータ５２との間を遮断する機能を有し、第２コンバータ７２もまた、第２バッテリ６２と、第１インバータ５１又は第２インバータ５２との間を遮断する機能を有している。

ＥＣＵ７０は、ハイブリッド車１００のドライバの運転操作に応じて、所望の走行状態が実現するよう、電池ユニット１１０の充放電と共に、モータ４１及びエンジン２０の制御を行う（つまり、ハイブリッド車１００の通常制御）。

具体的に、ＥＣＵ７０は、モータ４１を駆動してハイブリッド車１００を走行させる場合は、ハイブリッド車１００の走行状態に対応する放電要求に応じて、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を放電させて、その電力を第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２を通じて、第１インバータ５１へ供給する。この際に、第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２は、第１インバータ５１への供給電圧が互いに一致するように、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の放電電圧の調整を行う。

また、ＥＣＵ７０は、ハイブリッド車１００の回生時には、充電要求に応じて、モータ４１の回生電力を、第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２を通じて、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２へ供給する。第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２は、回生電力によって充電される。

また、ＥＣＵ７０は、ジェネレータ４２の発電時には、ジェネレータ４２の発電電力の全て又は一部を、第２インバータ５２及び第１インバータ５１を通じてモータ４１へ供給する。ＥＣＵ７０は、この際に、ジェネレータ４２の発電電力の一部を、第１コンバータ７１及び第２コンバータ７２を通じて第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２へ供給する場合がある。この場合、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２は、ジェネレータ４２の発電電力によって充電される。

＜電池ユニットの制御装置＞
ハイブリッド車１００に搭載された電池ユニット１１０は、ハイブリッド車両１００の走行に伴い、前述したような充電と放電とを繰り返す。また、ハイブリッド車１００の走行状態に依っては、ハイレートでの充電又はハイレートでの放電が行われることもある。さらに、ハイブリッド車１００の走行状態に依っては、充電レートと放電レートとが均等又は略均等にならない場合がある。例えば図２は、時間の経過に対する電池ユニット１１０に対する充電電流と放電電流との変化を例示している。図２の上図に示すように、ハイレートでの充電が行われることによって、電池ユニット１１０は、充電レートが放電レートよりも高い充填過多になったり、図２の下図に示すように、ハイレートでの放電が行われることによって、放電レートが充電レートよりも高い放電過多になったりする場合がある。

図２の上図に示すような充電過多、又は、図２の下図に示すような放電過多になると、バッテリの内部において、Ｌｉイオンの濃度分布の偏りを生じて内部抵抗が上昇する劣化が生じる。図３は、充放電レートバランスと、劣化との関係を例示している。充電レートが放電レートよりも高い充電過多の場合、及び、放電レートが充電レートよりも高い放電過多の場合のいずれにおいても、電池ユニット１１０の内部抵抗が高まって、電池ユニット１１０の劣化が進む。

この劣化は可逆的であって回復させることが可能である。具体的には、充電過多の場合は、電池ユニット１１０のハイレート放電を行い、放電過多の場合は、電池ユニット１１０のハイレート充電を行う。そうすることにより、Ｌｉイオンの濃度分布の偏りが改善されて、劣化が回復する。例えば図４は、充放電レートバランスが崩れた電池ユニット１１０に対して、逆パルスを与えることにより、劣化が回復できることを示している。図４の横軸は、電池ユニット１１０のサイクル数、縦軸は、電池ユニット１１０の抵抗上昇率である。ここでいうサイクル数は、車両の運転が開始され大電流充放電が１回以上行なわれて運転が終了したときに、これを１サイクルとしてカウントする数である。

同図の破線は、充電レートが放電レートよりも高い充電過多が継続した場合の抵抗上昇率の変化を例示している。この場合、抵抗上昇率が次第に上昇し、劣化が進行している。これに対し、同図の実線は、充電レートが放電レートよりも高い充電過多と、放電レートが充電レートよりも高い放電過多とを、サイクル毎に交互に切り替えた場合の抵抗上昇率の変化を例示している。この場合、抵抗上昇率の上昇が抑制され、劣化の進行が抑制されている。つまり、充電過多の場合は、ハイレートでの放電を行い、放電過多の場合は、ハイレートでの充電を行うことによって、劣化が回復できる。尚、図４からわかるように、充電過多と放電過多とを交互に切り替えても、劣化を完全に回復させることは難しい。

車両用電池ユニットの制御装置は、充電過多又は放電過多の場合に、ハイレートでの放電又はハイレートでの充電を行うことにより、電池ユニット１１０の劣化を回復させる回復制御を実行する。ところが、電池ユニット１１０に対する放電要求又は充電要求は、ハイブリッド車１００の走行状態に応じて定められる。ハイブリッド車１００の走行状態に依っては、ハイレートでの放電又はハイレートでの充電が要求されない場合がある。ハイレートでの充放電が要求されないと、制御装置は、電池ユニット１１０の劣化を回復させることができない。

電池ユニット１１０の劣化の回復機会を増やすために、この車両用電池ユニットの制御装置は、回復制御時には、駆動ユニット１２０に対して並列に接続されている第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２のうち、一方のバッテリのみを使って放電又は充電を行う。使用するバッテリを一つに制限することによって、ハイブリッド車１００の走行状態に対応する要求放電又は要求充電を満足させるには、放電レート又は充電レートを高めなければならない。その結果、ハイレートでの放電又はハイレートでの充電が行われるようになる。この車両用電池ユニットの制御装置は、ドライバの要求に応じてハイブリッド車１００を走行させながら、ハイレートでの充放電を行って、電池ユニット１１０の劣化を回復させることができる。

（制御の詳細）
図５及び図６は、回復制御時における電気の流れを示している。図５は、ハイレートでの放電状態を示している。これは、充電過多の劣化を回復させる。図５の上図は、第１バッテリ６１のみから放電を行う状態である。この場合、第１コンバータ７１は、第１バッテリ６１の放電電力を、第１インバータ５１を通じて、モータ４１へ供給する。一方、第２コンバータ７２は、第２バッテリ６２と第１インバータ５１との間の通電を遮断する。図５の下図は、第２バッテリ６２のみから放電を行う状態である。この場合、第２コンバータ７２は、第２バッテリ６２の放電電力を、第１インバータ５１を通じて、モータ４１へ供給する。一方、第１コンバータ７１は、第１バッテリ６１と第１インバータ５１との間の通電を遮断する。

図６は、ハイレートでの充電状態を示している。これは、放電過多の劣化を回復させる。図６の上図は、第１バッテリ６１のみへ充電を行う状態である。この場合、第１コンバータ７１は、ジェネレータ４２の発電電力を第１バッテリ６１へ供給する。一方、第２コンバータ７２は、第２バッテリ６２と第２インバータ５２との間の通電を遮断する。尚、発電電力の一部は、第１インバータ５１を通じてモータ４１へ供給されている。図６の下図は、第２バッテリ６２のみへ充電を行う状態である。この場合、第２コンバータ７２は、ジェネレータ４２の発電電力を、第２バッテリ６２へ供給する。一方、第１コンバータ７１は、第１バッテリ６１と第２インバータ５２との間の通電を遮断する。尚、ここにおいても、発電電力の一部は、第１インバータ５１を通じてモータ４１へ供給されている。

ここで、図６の例では、ジェネレータ４２の発電電力を使って、第１バッテリ６１又は第２バッテリ６２をハイレートで充電しているが、ＥＣＵ７０は、回復制御時に、モータ４１の回生電力を使って、第１バッテリ６１又は第２バッテリ６２をハイレート充電してもよい。

ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１と第２バッテリ６２と切り替えながら、回復制御を実行する。こうすることで、電池ユニット１１０が有する全てのバッテリについて、回復制御を行うことができる。その結果、全てのバッテリについて、劣化が回復する。

また、回復制御において、ＥＣＵ７０は、ハイレートでの充電の電力量を、通常制御時における放電電力量と一致させる。同様に、ＥＣＵ７０は、回復制御におけるハイレートでの放電の電力量を、通常制御時における充電電力量と一致させる。つまり、図２の上図に例示するように、充電過多の場合には、ハイレート充電時の電力量を予め積算しておき（図２の上図の網掛け部分を参照）、回復制御時には、図２の下図に例示するように、当該積算電力量と等しくなるよう、ハイレートでの放電を実行する（図２の下図の網掛け部分を参照）。また、図２の下図に例示するように、放電過多の場合には、ハイレート放電時の電力量を予め積算しておき（図２の下図の網掛け部分を参照）、回復制御時には、図２の上図に例示するように、当該積算電力量と等しくなるよう、ハイレートでの充電を実行する（図２の上図の網掛け部分を参照）。こうすることで、電池ユニット１１０の劣化を、効果的に回復させることができる。

尚、通常制御時において、大電流での充放電と小電流での充放電が繰り返される場合は、充電電力量の積算値、及び、放電電力量の積算値はそれぞれ、大電流での充放電が行なわれるたびに、電力量を積算すればよい。

（制御の流れ）
制御の流れを図７及び図８に示す。図７は、電池ユニット１１０の放電要求があった場合の制御の流れであり、図８は、電池ユニット１１０の充電要求があった場合の制御の流れである。尚、図７～８、及び、後述する図９～１０において、ステップの順番は適宜入れ替えることが可能である。また、いくつかのステップは省略することができ、また、新たなステップを追加することもできる。

図７のフローのスタート後のステップＳ１において、ＥＣＵ７０は、充電過多フラグＦ１が１であるか否かを判断する。充電過多フラグＦ１は、電池ユニット１１０が充電過多であるか否かを判断するフラグである。後述するように、充電過多フラグＦ１は、図８のフローのステップＳ１９において、０から１になる。ステップＳ１の判断がＹＥＳの場合、つまり、電池ユニット１１０が充電過多である場合、回復制御が必要であるとして、プロセスはステップＳ２へ進み、ステップＳ１の判断がＮＯの場合、つまり、電池ユニット１１０が充電過多でない場合、回復制御が不要であるとして、プロセスはステップＳ７へ進む。

ステップＳ７～Ｓ１０において、ＥＣＵ７０は、通常制御を実行する。つまり、ステップＳ７において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方から放電を行って、モータ４１へ電力を供給する。続くステップＳ８においてＥＣＵ７０は、ハイレート放電要求があったか否かを判断する。ＥＣＵ７０は、例えば図２の下図に破線で例示するように、予め定めたハイレート閾値を超える放電が要求された場合、ＹＥＳと判断する。ステップＳ８の判断がＮＯの場合、プロセスはリターンする。ステップＳ８の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、ＥＣＵ７０は、放電過多フラグＦ２を０から１にし、続くステップＳ１０において、ＥＣＵ７０は、ハイレート放電電力を積算する。つまり、図２の下図に例示する網掛け部分の電力を積算する。ステップＳ１０で積算したハイレート放電電力量は、後述する図８のフローにおける放電過多の場合の回復制御（ステップＳ１３及びＳ１５）において用いられる。

一方、ステップＳ２～Ｓ６において、ＥＣＵ７０は、回復制御を実行する。ＥＣＵ７０は先ず、ステップＳ２において、第１バッテリ６１のみから放電を行う（図５の上図参照）。これにより、第１バッテリ６１は、ハイレートで放電する。続くステップＳ３において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１の劣化が解消したか否かを判断する。後述するハイレート充電電力の積算値（図２の上図に例示する網掛け部分参照）に対応する放電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３においてＹＥＳと判断する。ステップＳ３の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ２に戻る。ステップＳ３の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２のみから放電を行う（図５の下図参照）。これにより、第２バッテリ６２は、ハイレートで放電する。続くステップＳ５において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２の劣化が解消したか否かを判断する。第１バッテリ６１の場合と同様に、ハイレート充電電力の積算値に対応する放電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ５においてＹＥＳと判断する。ステップＳ５の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ４に戻る。ステップＳ５の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ６へ進む。

ステップＳ６においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６の回復制御が完了したため、充電過多の劣化が回復したとして、充電過多フラグＦ１を１から０にする。

図８のフローのスタート後のステップＳ１１において、ＥＣＵ７０は、放電過多フラグＦ２が１であるか否かを判断する。放電過多フラグＦ２は、電池ユニット１１０が放電過多であるか否かを判断するフラグである。前述した図７のフローのステップＳ９において、放電過多フラグＦ２は０から１になる。ステップＳ１１の判断がＹＥＳの場合、電池ユニット１１０が放電過多であって回復制御が必要であるとして、プロセスはステップＳ１２へ進み、ステップＳ１１の判断がＮＯの場合、電池ユニット１１０が放電過多ではなく、回復制御が不要であるとして、プロセスはステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７～Ｓ１１０において、ＥＣＵ７０は、通常制御を実行する。つまり、ステップＳ１７において、ＥＣＵ７０は、モータ４１又はジェネレータ４２の発電電力を、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方へ供給し、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を充電する。続くステップＳ１８においてＥＣＵ７０は、ハイレート充電要求があったか否かを判断する。ＥＣＵ７０は、例えば図２の上図に破線で例示するように、予め定めたハイレート閾値を超える充電が要求された場合、ＹＥＳと判断する。ステップＳ１８の判断がＮＯの場合、プロセスはリターンする。ステップＳ１８の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、ＥＣＵ７０は、充電過多フラグＦ１を０から１にし、続くステップＳ１１０において、ＥＣＵ７０は、ハイレート充電電力を積算する。つまり、図２の上図に示す網掛け部分の電力を積算する。ステップＳ１１０で積算したハイレート充電電力は、前述した図７のフローにおける充電過多の場合の回復制御（ステップＳ３及びＳ５）において用いられる。

一方、ステップＳ１２～Ｓ１６において、ＥＣＵ７０は、回復制御を実行する。ＥＣＵ７０は先ず、ステップＳ１２において、第１バッテリ６１のみへ充電を行う（図６の上図参照）。これにより、第１バッテリ６１は、ハイレートで充電される。続くステップＳ１３において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１の劣化が解消したか否かを判断する。図７のステップＳ１０において算出したハイレート放電電力の積算値に対応する充電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１３においてＹＥＳと判断する。ステップＳ１３の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ１２に戻る。ステップＳ１３の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２のみへ充電を行う（図６の下図参照）。これにより、第２バッテリ６２は、ハイレートで充電される。続くステップＳ１５において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２の劣化が解消したか否かを判断する。ハイレート放電電力の積算値に対応する充電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１５においてＹＥＳと判断する。ステップＳ１５の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ１４に戻る。ステップＳ１５の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の回復制御が完了したため、放電過多の劣化が回復したとして、放電過多フラグＦ２を１から０にする。

従って、この車両用電池ユニット制御装置によると、電池ユニット１１０は、ハイブリッド車１００の走行状態に対応した充放電を行いながら、第１バッテリ６１又は第２バッテリ６２をハイレートで放電させたり、充電させたりできる。放電過多又は充電過多の電池ユニット１１０の劣化を回復させる機会が増える。電池ユニット１１０が長期間使用されても、電池ユニット１１０の劣化を回復させているため、電池ユニット１１０の劣化が抑制される。

また、ＥＣＵ７０は、回復制御時に、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を切り替えて、ハイレートでの充電又は放電を行うため、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方の劣化を回復できる。

また、ＥＣＵ７０が、通常制御時におけるハイレートでの放電電力又は充電電力と、回復制御時におけるハイレートでの充電電力又は放電電力とを対応させることにより、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の劣化が、効果的に回復する。

また、ハイブリッド車１００は、ジェネレータ４２を備え、ジェネレータ４２の発電電力が、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２のそれぞれに供給されるから、電池ユニット１１０の充電機会が、モータ４１による回生発電時に限定されない。ＥＣＵ７０は、電池ユニット１１０の放電過多による劣化を回復させる機会を増やすことができる。

（制御の変形例）
図７及び図８の制御例では、回復制御時に、第１バッテリ６１の劣化が回復したことを条件に、回復制御の対象が、第１バッテリ６１から第２バッテリ６２へ切り替わる。これとは異なり、第１バッテリ６１又は第２バッテリ６２の回復制御を、時間の経過に基づいて切り替えてもよい。

図９及び図１０は、変形例に係る制御の流れを示している。図９は、電池ユニット１１０の放電要求があった場合の制御の流れであり、図１０は、電池ユニット１１０の充電要求があった場合の制御の流れである。

図９のフローのスタート後のステップＳ２１において、ＥＣＵ７０は、充電過多フラグＦ１が１であるか否かを判断する。ステップＳ２１の判断がＹＥＳの場合、回復制御が必要であるとして、プロセスはステップＳ２２へ進み、ステップＳ２１の判断がＮＯの場合、回復制御が不要であるとして、プロセスはステップＳ２９へ進む。

ステップＳ２９～Ｓ２１２において、ＥＣＵ７０は、通常制御を実行する。つまり、ステップＳ２９において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方から放電を行って、モータ４１へ電力を供給する。続くステップＳ２１０においてＥＣＵ７０は、ハイレート放電要求があったか否かを判断する。ステップＳ２１０の判断がＮＯの場合、プロセスはリターンする。ステップＳ２１０の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１において、ＥＣＵ７０は、放電過多フラグＦ２を０から１にする。続くステップＳ２１２において、ＥＣＵ７０は、ハイレート放電電力を積算する。

一方、ステップＳ２２～Ｓ２８において、ＥＣＵ７０は、回復制御を実行する。ＥＣＵ７０は先ず、ステップＳ２２において、第１バッテリ６１のみから放電を行う。第１バッテリ６１は、ハイレートで放電する。続くステップＳ２３において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１の劣化が解消したか否かを判断する。この判断は、前述した図７のステップＳ３と同じであり、ハイレート充電電力の積算値（図２の上図に例示する網掛け部分参照）に対応する放電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２３においてＹＥＳと判断する。ステップＳ２３の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ２４に進む。ステップＳ２３の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２４においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１に対する回復制御を開始してから所定時間が経過したか否を判断する。ステップＳ２４の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ２２に戻り、第１バッテリ６１に対する回復制御を継続する。ステップＳ２４の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ２５へ進む。従って、ハイレート充電電力の積算値に対応するだけの放電が行われなくても、時間が経過すれば、回復制御の対象が、第１バッテリ６１から第２バッテリ６２へ切り替わる。

ステップＳ２５において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２のみから放電を行う。第２バッテリ６２は、ハイレートで放電する。続くステップＳ２６において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２の劣化が解消したか否かを判断する。ハイレート充電電力の積算値に対応する放電が行われれば、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２６においてＹＥＳと判断する。ステップＳ２６の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ２７へ進み、ステップＳ２６の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２７においてＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２に対する回復制御を開始してから所定時間が経過したか否を判断する。ステップＳ２７の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ２５に戻り、第２バッテリ６２に対する回復制御を継続する。ステップＳ２７の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ２２へ戻り、制御対象が切り替わる。

従って、所定時間毎に、制御対象が第１バッテリ６１と第２バッテリ６２との間で切り替わりながら、回復制御が実行される。そして、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２それぞれの劣化が解消されれば、プロセスはステップＳ２８へ移行する。

ステップＳ２８においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６の回復制御が完了したため、充電過多の劣化が回復したとして、充電過多フラグＦ１を１から０にする。

図１０のフローのスタート後のステップＳ３１において、ＥＣＵ７０は、放電過多フラグＦ２が１であるか否かを判断する。ステップＳ３１の判断がＹＥＳの場合、回復制御が必要であるとして、プロセスはステップＳ３２へ進み、ステップＳ３１の判断がＮＯの場合、回復制御が不要であるとして、プロセスはステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９～Ｓ３１２において、ＥＣＵ７０は、通常制御を実行する。つまり、ステップＳ３９において、ＥＣＵ７０は、モータ４１又はジェネレータ４２の発電電力を、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方へ供給し、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を充電する。続くステップＳ３１０においてＥＣＵ７０は、ハイレート充電要求があったか否かを判断する。ステップＳ３１０の判断がＮＯの場合、プロセスはリターンする。ステップＳ３１０の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ３１１へ進む。ステップＳ１１において、ＥＣＵ７０は、充電過多フラグＦ１を０から１にし、続くステップＳ３１２において、ＥＣＵ７０は、ハイレート充電電力を積算する。

一方、ステップＳ３２～Ｓ３８において、ＥＣＵ７０は、回復制御を実行する。ＥＣＵ７０は先ず、ステップＳ３２において、第１バッテリ６１のみへ充電を行う。第１バッテリ６１は、ハイレートで充電される。続くステップＳ３３において、ＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１の劣化が解消したか否かを判断する。ステップＳ３３の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ３４へ進む。ステップＳ３３の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１に対する回復制御を開始してから所定時間が経過したか否を判断する。ステップＳ３４の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ３２に戻り、第１バッテリ６１に対する回復制御を継続する。ステップＳ３４の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３５において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２のみへ充電を行う。第２バッテリ６２は、ハイレートで充電される。続くステップＳ３６において、ＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２の劣化が解消したか否かを判断する。ステップＳ３６の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ３７へ進む。ステップＳ３６の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３７においてＥＣＵ７０は、第２バッテリ６２に対する回復制御を開始してから所定時間が経過したか否を判断する。ステップＳ３７の判断がＮＯの場合、プロセスはステップＳ３５に戻り、第２バッテリ６２に対する回復制御を継続する。ステップＳ３７の判断がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ３２へ戻り、制御対象が切り替わる。

第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方の劣化が回復すれば、ステップＳ３８においてＥＣＵ７０は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６の回復制御が完了したため、放電過多フラグＦ２を１から０にする。

電池ユニット１１０に対する充電要求及び放電要求は、ハイブリッド車１００の走行状態に応じて定まる。第１バッテリ６１又は第２バッテリ６２の劣化の回復を待って、回復制御の対象を切り替える場合、一方のバッテリの劣化が回復されたとしても、他方のバッテリの回復制御の実行機会が無くなることもあり得る。制御の経過時間に応じて、回復制御の対象を切り替えることによって、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２のそれぞれについて、劣化の回復を図ることが可能になる。

（システムの変形例）
図１１は、ハイブリッド車１０１の第１変形例を示している。このハイブリッド車１０１は、コンバータの数を減らすことができる。ハイブリッド車１０１は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の二つのバッテリに対して、共通の一つのコンバータ７３を有している。このハイブリッド車１０１は、コンバータの数を減らすことができる。

電池ユニット１１１は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を直列に接続する直列ライン６３を有している。第１バッテリ６１の正極は、直列ライン６３を介してコンバータ７３に接続されている。第１バッテリ６１の負極は、コンバータ７３に接続されていると共に、コンバータ７３をバイパスして、第１インバータ５１及び第２インバータ５２に接続されている。第２バッテリ６２の正極は、コンバータ７３をバイパスして、第１インバータ５１及び第２インバータ５２に接続されている。第２バッテリ６３の負極は、直列ライン６３を介してコンバータ７３に接続されている。

第１バッテリ６１、第２バッテリ６２、及びコンバータ７３の間には、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２及び第３スイッチ３３が設けられている。第１スイッチ３１は、第１バッテリ６１の負極に接続されたラインに設けられている。第２スイッチ３２は、直列ライン６３に設けられている。第３スイッチ３３は、第２バッテリ６２の正極に接続されたラインに設けられている。これらのスイッチ３１～３３のオン／オフが切り替わることによって、電池ユニット１１１は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２が直列に接続された状態で、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の充電又は放電が行われる状態（通常制御時）と、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の直列接続が解除された状態で、第１バッテリ６１の充電又は放電が行われる状態、又は、第２バッテリ６２の充電又は放電が行われる状態（回復制御時）と、が切り替わる。

尚、第１変形例に係るハイブリッド車１０１の制御は、前述した図７～１０のフローチャートに準じて行われる。

図１２は、ハイブリッド車１０２の第２変形例を示している。このハイブリッド車１０２は、インバータを合計四つ有している。ハイブリッド車１０２は、コンバータを備えておらず、各インバータは、コンバータの機能も有している。

電池ユニット１１２は、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２を有している。第１バッテリ６１は、第１インバータ５１及び第２インバータ５２に接続され、第２バッテリ６２は、第３インバータ５３及び第４インバータ５４に接続されている。第１インバータ５１及び第３インバータ５３は、モータ４１に対して並列に接続され、第２インバータ５２及び第４インバータ５４は、ジェネレータ４２に対して並列に接続されている。

ＥＣＵ７０が、第１インバータ５１、第２インバータ５２、第３インバータ５３及び第４インバータ５４の動作を制御することにより、第１バッテリ６１及び第２バッテリ６２の両方について充電又は放電が行われる状態（通常制御時）と、第１バッテリ６１の充電又は放電が行われる状態、又は、第２バッテリ６２の充電又は放電が行われる状態（回復制御時）と、が切り替わる。

尚、第２変形例に係るハイブリッド車１０２の制御は、前述した図７～１０のフローチャートに準じて行われる。

１００ ハイブリッド車（車両）
１０１ ハイブリッド車（車両）
１０２ ハイブリッド車（車両）
１１０ 電池ユニット
１１１ 電池ユニット
１１２ 電池ユニット
３１ 第１スイッチ
３２ 第２スイッチ
３３ 第３スイッチ
４１ モータ（駆動ユニット）
４２ ジェネレータ（発電機）
６１ 第１バッテリ
６２ 第２バッテリ
６３ 直列ライン
７０ ＥＣＵ（制御器）
７１ 第１コンバータ
７２ 第２コンバータ
７３ コンバータ

Claims (6)

1. 車両に搭載されかつ、前記車両を走行させる駆動力を発生する駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットに対して並列に接続された複数のバッテリであって、それぞれ充放電可能な複数のバッテリを有する電池ユニットと、
   通常制御時に、前記車両の走行状態に対応する充電要求又は放電要求に応じて前記電池ユニットの充放電を制御する制御器と、を備え、
   前記制御器は、
   前記通常制御において、前記電池ユニットが、充電レートが放電レートよりも高い充電過多、又は、放電レートが充電レートよりも高い放電過多であることを判定し、
   前記電池ユニットが充電過多である場合は、前記電池ユニットの放電要求時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみを使ってハイレートで放電する回復制御を行い、
   前記電池ユニットが放電過多である場合は、前記電池ユニットの充電要求時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみに対してハイレートで充電する回復制御を行う、
   車両用電池ユニット制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用電池ユニット制御装置において、
   前記複数のバッテリが並列に接続されかつ、前記複数のバッテリのそれぞれに対して発電電力を供給する発電機を備え、
   前記制御器は、前記電池ユニットが放電過多である場合の回復制御時に、前記複数のバッテリの内の一部のバッテリのみに対して前記発電機の発電電力を供給する、
   車両用電池ユニット制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用電池ユニット制御装置において、
   前記制御器は、前記通常制御時に、前記電池ユニットの、ハイレートでの放電電力又はハイレートでの充電電力を積算し、
   前記制御器はまた、前記回復制御時に、積算した放電電力に対応するハイレートでの充電、又は、積算した充電電力に対応するハイレートでの放電を行う、
   車両用電池ユニット制御装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用電池ユニット制御装置において、
   前記制御器は、回復制御時に、複数のバッテリを切り替えて、ハイレートでの充電又は放電を行う、
   車両用電池ユニット制御装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用電池ユニット制御装置において、
   前記複数のバッテリのそれぞれに対応すると共に、前記駆動ユニットに対して並列に接続された複数のコンバータを備え、
   前記制御器は、前記通常制御時には、前記複数のコンバータを使って複数のバッテリの充電又は放電を行い、前記回復制御時には、前記一部のコンバータを使って前記一部のバッテリの充電又は放電を行う、
   車両用電池ユニット制御装置。
6. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用電池ユニット制御装置において、
   前記駆動ユニットに接続されると共に、前記複数のバッテリに共通のコンバータを備え、
   前記電池ユニットは、前記複数のバッテリを直列に接続する直列ラインと、当該直列ラインを断接するスイッチとを有し、
   前記制御器は、前記通常制御時には、前記複数のバッテリを直列接続した状態で、前記コンバータを使って前記複数のバッテリの充電又は放電を行い、前記回復制御時には、前記複数のバッテリの直列接続を解除した状態で、前記コンバータを使って前記一部のバッテリの充電又は放電を行う、
   車両用電池ユニット制御装置。

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