JP4527047B2 - 二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池用の制御装置、及び二次電池の出力制御方法に関する。

近年、二次電池は、燃料電池や太陽電池、更には発電機と組み合わされ、電源システムとして利用されることがある。発電機は、風力や水力といった自然による力や、内燃機関等の人工的な動力によって駆動される。このような二次電池を組み合わせた電源システムは、余剰な電力を二次電池によって蓄積しておくことによって、エネルギー効率の向上を図っている。

このようなシステムの一例としては、近年、動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車（「ＨＥＶ」：Hybrid Electric Vehicle）が挙げられる。ＨＥＶ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、二次電池の充電を行なう。また、ＨＥＶは、車両の制動時や減速時には、車輪によってモータを駆動し、モータを発電機として利用することによっても、二次電池の充電を行なう。逆に、エンジンからの出力が小さい場合には、ＨＥＶは、不足の動力を補うため、二次電池を放電してモータを駆動する。

このように、ＨＥＶにおいては、従来の自動車では熱として大気中に放出されていたエネルギーを二次電池に蓄積できるため、従来の自動車に比べて、エネルギー効率を高めることができ、燃費の飛躍的な向上を図ることができる。

また、ＨＥＶにおいては、余剰電力を効率良く二次電池に充電するため、二次電池の充電状態（以下、ＳＯＣ：state of charge）が１００％とならないよう制御が行なわれている。また、必要なときにモータを駆動できるように、ＳＯＣが０（ゼロ）とならないようにも制御が行なわれている。具体的には、通常、二次電池においては、ＳＯＣが２０％〜８０％の範囲で推移するように制御が行なわれている。

ところで、ＨＥＶや他の電源システムに搭載される二次電池は、複数個の電池セル（単電池）を直列に接続することによって構成される場合がある。このような二次電池においては、個々の電池セルの容量のバラツキにより、深い放電が行なわれると、容量の低い電池セルが過放電され、転極してしまうことがある。この場合、二次電池の寿命を低下させることとなる。

このような転極の発生を回避するため、例えば、ＨＥＶにおいては、二次電池の端子電圧が一定値以下に降下した場合に、二次電池が出力を制限する出力制御が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、二次電池用の制御装置（以下「電池ＥＣＵ」という。）は、二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を設定し、設定した出力上限値を、車両用の制御装置（以下「車両ＥＣＵ」という。）へ送信する。これにより、車両ＥＣＵは、設定された上限値を超えない範囲でモータを駆動するため、二次電池の出力が制限される。

また、車両ＥＣＵが二次電池に要求する出力は、車両の状況において異なっている。車両ＥＣＵは、例えば、発進する場合やシフトチェンジが行なわれる場合においては、車両が定常走行をしている場合に比べて、短時間の間に高出力を要求する。よって、出力上限値が定常走行時を基準に設定されていると、短時間の間での高出力が許可されず、エンジンの負担が大きくなってしまう。

このため、上記特許文献１においては、電池ＥＣＵは二種類の出力上限値を設定している。なお、電池ＥＣＵは、出力制限処理の他、例えば、電池残存量（ＳＯＣ）の算出、算出したＳＯＣの出力、二次電池の劣化度の判定、判定結果の出力等も行なっている。

ここで、図１１を用いて従来からの二次電池の出力制御について説明する。図１１は、従来からの二次電池における出力制御を示すグラフである。図１１において、縦軸は二次電池の端子電圧と出力上限値とを示し、横軸は時間を示している。

図１１に示すように、電池ＥＣＵ（図示せず）は、車両が短時間（例えば２秒間）の間に高出力を要求したときの放電電力の上限を規定する短時間出力上限値Ｐｐと、車両が定常走行をしているときの放電電力の上限を規定する長時間出力上限値Ｐｎとを設定している。また、通常時においては、短時間出力上限値Ｐｐは２８ｋＷに設定され、長時間出力上限値Ｐｎは２０ｋＷに設定されており、短時間出力上限値Ｐｐは長時間出力上限値Ｐｎよりも大きい値に設定されている。よって、発進する場合やシフトチェンジが行なわれる場合等においても、車両ＥＣＵはモータを駆動することができる。

また、図１１の例では、電池ＥＣＵは、二次電池の転極を抑制するため、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎについて上限の引き下げを行なっている。具体的には、電池ＥＣＵは、端子電圧Ｖｂが１２［Ｖ］まで降下すると、長時間出力上限値Ｐｎについて、その上限の引き下げを行なう。長時間出力上限値Ｐｎの引き下げは、端子電圧Ｖｂの降下と共に段階的に行なわれる。更に、電池ＥＣＵは、短時間出力上限値Ｐｐについても上限の引き下げを行なう。

但し、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げは、端子電圧Ｖｂが、例えば９．６［Ｖ］まで降下して初めて行なわれる。また、このとき、短時間出力上限値Ｐｐは長時間出力上限値Ｐｎと同程度にまで引き下げられる。更に、電池ＥＣＵは、端子電圧Ｖｂが上昇して１２［Ｖ］を超えても、一定期間内に再度１２．０［Ｖ］まで降下すると、その度に、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる。

このように、図１１の例によれば、二種類の出力上限値が設定されるため、発進する場合やシフトチェンジが行なわれる場合等においてもモータを有効に駆動できる。更に、同時に、二次電池の転極の発生も抑制できる。
特開２００３−１９９２５８号公報（第３図及び第４図）

しかしながら、図１１の例では、短時間出力上限値の引き下げが開始される端子電圧は、長時間出力上限値Ｐｎの引き下げが開始される端子電圧よりも、低い値に設定されている。よって、端子電圧Ｖｂが、長時間出力上限値Ｐｎの引き下げが開始される値に達してから、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げが開始される値に達するまでの間において、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなってしまう。

このため、図１１の例では、車両ＥＣＵが、電池ＥＣＵに対する要求を、短時間の間に、高出力から通常の出力へと切り替えたときに、二次電池の放電電力が急激に制限されてしまい、ＨＥＶにおいてドライバビリティが悪化してしまうことがある。

本発明の目的は、上記問題を解消し、二次電池を備えた電源システムにおいて急激な放電電力の制限が生じるのを抑制し得る二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明における二次電池用の制御装置は、二次電池の出力を制御するための制御装置であって、前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部と、設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定し、前記二次電池を使用する機器に、設定した複数個の前記出力上限値を出力する制御部とを備え、前記制御部は、複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧がいずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を引き下げ、前記出力上限値毎の前記基準電圧は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように設定されていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するため本発明における二次電池の出力制御方法は、二次電池の出力を制御するための出力制御方法であって、（ａ）前記二次電池の端子電圧を測定する工程と、（ｂ）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定する工程と、（ｃ）複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定する工程と、（ｄ）前記（ａ）の工程で測定した端子電圧が、いずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を再設定して、これを引き下げる工程とを有し、前記（ｃ）の工程において、前記出力上限値毎の前記基準電圧の設定は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように行なわれていることを特徴とする。

更に、上記目的を達成するため本発明におけるプログラムは、二次電池の出力を制御するための出力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、（ａ）前記二次電池の端子電圧を測定するステップと、（ｂ）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定するステップと、（ｃ）複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定するステップと、（ｄ）前記（ａ）のステップで測定した端子電圧が、いずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を再設定して、これを引き下げるステップとをコンピュータに実行させ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記出力上限値毎の前記基準電圧の設定は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように行なわれることを特徴とする。

本発明においては、設定時間が短く、且つ、値が高い出力上限値ほど、引き下げのトリガとなる基準電圧を高く設定できる。また、隣接する出力上限値間においては、それぞれの基準電圧を同一の値に設定することもできる。このため、本発明によれば、従来例に比べて、複数個の出力上限値間の差が大きくなるのを抑制でき、二次電池を備えた電源システムにおいて急激な放電電力の制限が生じるのを抑制できる。

例えば、本発明をＨＥＶに適用すれば、車両の制御装置（車両ＥＣＵ）が、二次電池用の制御装置に対する要求を急激に切り替えたときに、ドライバビリティが悪化するのを抑制できる。また、本発明を、燃料電池、太陽電池、発電機といった独立型電源と、二次電池とを連動させる電源システムに用いた場合は、負荷の消費電力が、電源システムの通常の出力を超えて急激に増加する事態となっても、負荷となっている機器の動作が不安定になるのを抑制できる。

本発明における二次電池用の制御装置は、二次電池の出力を制御するための制御装置であって、前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部と、設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定し、前記二次電池を使用する機器に、設定した複数個の前記出力上限値を出力する制御部とを備え、前記制御部は、複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧がいずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を引き下げ、前記出力上限値毎の前記基準電圧は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように設定されていることを特徴とする。

上記本発明における二次電池の制御装置は、前記二次電池が、動力源として内燃機関とモータを備える車両に搭載され、前記モータに電力を供給する場合に有効である。

また、上記本発明における二次電池の制御装置は、前記制御部が、前記出力上限値として、第１の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する短時間出力上限値と、前記第１の時間よりも長い第２の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する長時間出力上限値とを設定し、前記短時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、第１の基準電圧Ｖ₁を設定し、前記長時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、前記第１の基準電圧Ｖ₁以下の第２の基準電圧Ｖ₂を設定する第１の態様とするのが好ましい。上記第１の態様は、特にＨＥＶにおいて有効である。

上記第１の態様においては、前記制御部が、前記短時間出力上限値の初期値を、前記長時間出力上限値の初期値よりも大きな値に設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を前記長時間出力上限値と同じ大きさに再設定するようにするのが好ましい。このようにすることにより、短時間出力上限値と長時間出力上限値との差が広がるのをより確実に抑制することができる。

また、上記第１の態様においては、前記制御部が、前記短時間出力上限値の初期値を、前記長時間出力上限値の初期値よりも大きな値に設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を段階的に引き下げるようにするのも好ましい。このようにした場合も、短時間出力上限値と長時間出力上限値との差が広がるのをより確実に抑制することができる。

更に、上記場合においては、前記制御部が、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第２の基準電圧Ｖ₂に到達したときに、又は到達するまでに、前記短時間出力上限値を前記長時間出力上限値と同じ大きさに再設定するようにするのが好ましい。このようにすることにより、短時間出力上限値と長時間出力上限値との差が広がるのをより一層抑制できる。

また、上記本発明における二次電池用の制御装置においては、前記二次電池の温度を測定する温度測定部を更に備え、前記制御部が、前記温度測定部が測定した温度に応じて、前記複数個の出力上限値を設定する第２の態様とするのが好ましい。二次電池の放電能力は電池温度によって変化するため、上記第２の態様によれば、精度の高い出力制御を行なうことができる。

また、上記本発明における二次電池用の制御装置においては、前記制御部が、前記二次電池の残存容量を算出し、算出した残存容量に応じて、前記複数個の出力上限値を設定する第３の態様とするのも好ましい。二次電池の放電能力はＳＯＣによっても変化するため、上記第３の態様によれば、更に精度の高い出力制御を行なうことができる。

更に、上記本発明における二次電池用の制御装置では、前記二次電池が、複数個の単電池を電気的に直列に接続して構成された電池ブロックを、更に複数個電気的に直列に接続して構成されており、前記電圧測定部が、前記複数個の電池ブロックそれぞれの端子電圧を測定し、前記制御部が、前記電圧測定部によって測定された前記複数個の電池ブロックそれぞれの端子電圧のうち、最も小さい端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を引き下げ、前記最も小さい端子電圧が前記第２の基準電圧Ｖ₂にまで降下した場合に、前記長時間出力上限値を引き下げる第４の態様とすることもできる。

また、本発明における二次電池の出力制御方法は、二次電池の出力を制御するための出力制御方法であって、（ａ）前記二次電池の端子電圧を測定する工程と、（ｂ）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定する工程と、（ｃ）複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定する工程と、（ｄ）前記（ａ）の工程で測定した端子電圧が、いずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を再設定して、これを引き下げる工程とを有し、前記（ｃ）の工程において、前記出力上限値毎の前記基準電圧の設定は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように行なわれていることを特徴とする。

上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記二次電池が、動力源として内燃機関とモータとを備える車両に搭載され、前記モータに電力を供給する場合に有効である。

更に、上記本発明における二次電池の出力制御方法では、前記（ｂ）のステップにおいて、前記出力上限値として、第１の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する短時間出力上限値と、前記第１の時間よりも長い第２の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する長時間出力上限値とを設定し、前記（ｃ）のステップにおいて、前記短時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、第１の基準電圧Ｖ₁を設定し、前記長時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、前記第１の基準電圧Ｖ₁以下の第２の基準電圧Ｖ₂を設定する態様とするのが好ましい。上記態様は、特にＨＥＶにおいて有効である。

また、本発明は、上記の本発明における二次電池の出力制御方法を具現化するためのプログラムであっても良い。このプログラムをコンピュータにインストールして実行することにより、本発明における二次電池の出力制御方法が実行される。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図１〜図４を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態１における二次電池用の制御装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。

図１に示すように、本実施の形態１における二次電池用の制御装置１は、ＨＥＶに搭載された二次電池１０の制御を行なっている。二次電池１０は、ＨＥＶの動力源となるモータ（図示せず）や、ＨＥＶに搭載された内燃機関のスタータモータ、更にはＨＥＶにおいて電力を要求する部分全てに電力を供給する。

本実施の形態１において、二次電池１０は、電池ブロックＢ₁〜Ｂ₂₀を直列に接続して構成されている。電池ブロックＢ₁〜Ｂ₂₀は、電池ケース１２に収容されている。また、電池ブロックＢ₁〜Ｂ₂₀それぞれは、２個の電池モジュールを電気的に直列に接続して構成されており、更に、各電池モジュールは、６個の単電池１１を電気的に直列に接続して構成されている。各単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等を用いることができる。なお、電池ブロック、電池モジュール、単電池１１の数は特に限定されるものではない。二次電池１０の構成も上記した例に限定されるものではない。

また、電池ケース１２内には、複数の温度センサ６が配置されている。複数の温度センサ６の配置は、比較的温度が近い複数の電池ブロックを１つのグループとして、或いはいずれの電池ブロックとも比較的温度差がある１つの電池ブロックを１つのグループとして、グループ毎に１つの温度センサ６を配置することによって行なわれている。また、グループ分けは、事前の実験等によって、各電池ブロックの温度を計測することによって行なわれている。

また、図１において、車両ＥＣＵ２０は、車両に搭載されたモータやエンジンの制御、更にはエアコンや各種計器類の制御等も行なう制御装置である。車両ＥＣＵ２０は、二次電池用の制御装置１から後述する短時間出力情報及び長時間出力情報を受け取ると、これら情報によって特定される短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを超えない範囲で、モータの駆動等を行なう。

二次電池用の制御装置１は、主に、制御部２と、電圧測定部３と、記憶部４と、温度測定部５とを備えている。また、本実施の形態１において、二次電池用の制御装置１は、電池ＥＣＵの一部を構成している。以下、各部について説明する。

電圧測定部３は、二次電池１０の端子電圧の測定を行なっている。本実施の形態１では、電圧測定部３は、電池ブロックＢ₁〜Ｂ₂₀それぞれの端子電圧Ｖｕ₁〜Ｖｕ₂₀を測定する。また、電圧測定部３は、電圧値電圧Ｖｕ₁〜Ｖｕ₂₀を特定する電圧データを生成し、これを制御部２に出力している。

電圧データが出力されると、制御部２は、電圧データを記憶部４に格納すると共に、電池ブロック毎の端子電圧Ｖｕの中から、最も低い端子電圧（最低端子電圧）Ｖｕ＿ｍｉｎを特定する。電圧測定部３による制御部２への電圧データの出力は、予め設定された周期で行われる。

温度測定部５は、二次電池１０の温度の測定を行なっている。本実施の形態１では、温度測定部５は、電池ケース１２内にグループ毎に設置された各温度センサ６が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいてグループ毎の電池温度を特定する温度データを生成し、これを制御部２に出力する。

温度データが出力されると、制御部２は、温度データを記憶部４に格納すると共に、グループ毎の電池温度の中から、最も低い電池温度（最低電池温度）を特定する。温度測定部５による制御部２への温度データの出力も、予め設定された周期で行われている。

また、制御部２は、設定時間内に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を設定する。本実施の形態１においては、制御部２は、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの二種類の出力上限値を設定する。設定された短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎは、それぞれ短時間出力情報及び長時間出力情報として記憶部４に格納される。また、制御部２は、車両ＥＣＵ２０に、短時間出力情報及び長時間出力情報を出力する。

短時間出力上限値Ｐｐは、第１の時間内、例えば１秒〜２秒といった短時間の間に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限を規定する。短時間出力上限値Ｐｐは、車両の発進時やシフトチェンジ時のように、短時間の間に車両から二次電池１０の高出力放電が要求された場合において二次電池の放電出力を制限する。長時間出力上限値Ｐｎは、第２の時間内、例えば１０秒程度といった比較的長時間の間に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限を規定している。長時間出力上限値Ｐｎは、例えば車両が定常走行をしている場合において二次電池の放電出力を制限する。

また、本実施の形態１においては、制御部２は、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げを行なう制限処理モードと、放電電力の短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げを行なわない通常処理モードとの二つのモードを備えている。制御部２は、電池ブロックの最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁又はＶ₂まで降下した場合は、制限処理モードによって処理を実行し、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理開始電圧Ｖ₁及びＶ₂を超えている場合は、通常処理モードによって処理を実行する。

通常処理モードにおいては、制御部２は、車両ＥＣＵ２０に、短時間出力情報として短時間出力上限値Ｐｐの初期値を出力し、長時間出力情報として長時間出力上限値Ｐｎの初期値を出力する。但し、このとき、制御部２は、温度測定部５が出力した温度データに応じて、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの初期値を設定する。温度データに基づく設定については、図４を用いて後述する。

制限処理モードにおいては、制御部２は、二次電池１０（各電池ブロック）の端子電圧の低下を抑制するため、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げを行なう。具体的には、制御部２は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁まで降下すると、短時間出力上限値Ｐｐを再設定して、その引き下げを行う。また、制御部２は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂まで降下すると、長時間出力上限値Ｐｎを再設定して、その引き下げを行なう。また、制御部２は、引き下げを行なった後は、引き下げが行なわれた出力上限値について出力情報の内容の書き換えを行なうと共に、引き下げ後の出力上限値を特定する出力情報を車両ＥＣＵ２０に出力する。

また、本実施の形態１においては、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げのトリガとなる基準電圧Ｖ₁と長時間出力上限値Ｐｎの引き下げのトリガとなる基準電圧Ｖ₂とは、同一の値に設定されている。このため、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げと長時間出力上限値Ｐｎの引き下げとは同時に行われる。更に、制御部２は、電池ブロックの最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが、制限処理解除電圧Ｖ_cancelまで上昇したときは、制限処理モードを解除し、通常処理モードへと復帰する。

但し、本実施の形態１は、基準電圧Ｖ₁と基準電圧Ｖ₂とが同一の値に設定される例に限定されるものではない。本実施の形態１においては、基準電圧Ｖ₁が基準電圧Ｖ₂よりも大きな値に設定されていても良く、この場合であっても、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなるのを抑制できる。

また、本実施の形態１においては、記憶部４には、温度とその温度に最適な基準電圧Ｖ₁及び基準電圧Ｖ₂とを示すマップが格納されている。制御部２は、温度測定部５が出力した温度データの中から最低電池温度を特定し、これをマップに当てはめて、基準電圧Ｖ₁及び基準電圧Ｖ₂の設定を行っている。マップは、予め行なわれた放電実験の結果に基づいて、二次電池１０の性能や負荷を考慮して作成されている。

記憶部４は、上述した基準電圧Ｖ₁、Ｖ₂を設定するためのマップや、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの初期値を設定するためのマップを格納している。また、記憶部４は、制限処理解除電圧Ｖ_cancelの値も格納している。また、記憶部４は、制御部２の指示に応じて、格納している情報を制御部２に出力する。

次に、本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法について図２〜図４を用いて説明する。本実施の形態１における出力制御法は、図１に示した本実施の形態１における二次電池用の制御装置を動作させることによって実施される。よって、以下においては、適宜図１を参酌しながら、図１に示す二次電池用の制御装置の動作に基づいて説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。図３は、実施の形態１における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。図４は、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎと温度との関係を示す図である。

最初に、図２に示すように、制御部２は、温度測定部５から出力された温度データに基づいて二次電池１０の最低電池温度を特定し、特定した最低電池温度に応じて、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀を設定する（ステップＳ１）。このとき、制御部２は通常処理モードで処理を行っている。また、本実施の形態１においては、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀は記憶部４に格納されており、制御部２は、記憶部４から短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀を抽出し、抽出した値を設定値として用いている。

但し、二次電池１０の放電能力が電池温度に応じて変化することから、図４に示すように、短時間出力上限値Ｐｐも電池温度に応じて変化する。このため、記憶部４には、予め選択された電池温度毎に、対応する短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀が特定されたマップ（参照マップＰｐ）が格納されている。よって、ステップＳ１においては、制御部２は、記憶部４にアクセスし、参照マップＰｐを参照して、最低電池温度に応じた短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀の抽出及び設定を行なっている。

また、図４に示すように、長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀も電池温度に応じて変化する。よって、記憶部４には、参照マップＰｐに加え、予め選択された電池温度毎に、対応する長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀が特定されたマップ（参照マップＰｎ）も格納されている。

なお、参照マップＰｐでは、電池温度が同一の条件下において、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀は、長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀よりも高い値に設定されている。これは、図１１に示した従来例と同様に、発進の場合やシフトチェンジが行なわれる場合等においても、車両ＥＣＵ２０がモータを駆動することができるようにするためである。

次に、制御部２は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ２）。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっていない場合は、短時間出力上限値Ｐｐを引き下げる必要がないため、制御部２は、ステップＳ１で設定した短時間出力上限値Ｐｐが特定された短時間出力情報を車両ＥＣＵ２０へと出力し（ステップＳ８）、その後、後述するステップＳ６を実行する。

一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下である場合は、短時間出力上限値Ｐｐを引き下げる必要があるため、制御部２は、制限処理モードに移行して、短時間出力情報Ｐｐの引き下げ処理を行う。この場合、図３の時間Ｔ₁の時点のように、制御部２は、短時間出力上限値Ｐｐの値を引き下げ、これを電池温度に応じた長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀と同じ値に再設定する（ステップＳ３）。また、このとき、制御部２は、短時間出力情報の書き換えも行なう。

また、制御部２は、ステップＳ１〜Ｓ３、及びＳ８の処理と平行して、ステップＳ１１〜Ｓ１３、及びＳ１４の処理も実行する。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は、ステップＳ１の実行前や、ステップＳ３の実行後に行なうこともできる。ステップＳ１１〜Ｓ１４について以下に説明する。

制御部２は、最低電池温度に応じて、長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀を設定する（ステップＳ１１）。このときも、制御部２は通常処理モードで処理を行っている。具体的には、制御部２は、記憶部４にアクセスし、上述した参照マップＰｎを参照して、最低電池温度に応じた長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀の抽出及び設定を行なう。

次に、制御部２は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ１２）。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっていない場合は、長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる必要がないため、制御部２は、ステップＳ１１で設定した長時間出力上限値Ｐｎが特定された長時間出力情報を車両ＥＣＵ２０へと出力し（ステップＳ１４）、その後、後述するステップＳ６を実行する。

一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下である場合は、長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる必要があるため、図３の時間Ｔ₁の時点のように、制御部２は、制限処理モードに移行して、長時間出力上限値Ｐｐの引き下げ処理を行う（ステップＳ１３）。

また、本実施の形態１において、長時間出力上限値Ｐｎの一回目の引き下げ処理における引き下げ幅は、二次電池１０の性能や電圧の降下速度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。更に、後述する二回目以降の引き下げ処理における引き下げ幅も、二次電池１０の性能や電圧の降下速度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。

次に、ステップＳ１〜Ｓ３の処理及びステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が終了すると、制御部２は、現時点（最新）の短時間出力上限値Ｐｐと現時点（最新）の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっているかどうかを判定する（ステップＳ４）。

現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっている場合は、制御部２は、この現時点の短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを車両ＥＣＵ２０に出力する（ステップＳ５）。

一方、現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値でない場合は、制御部２は、短時間出力上限値Ｐｐの値を長時間出力上限値Ｐｎの値に再設定する（ステップＳ７）。図３に示すＴ₁の時点では、短時間出力上限値Ｐｐは、ステップＳ３により長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀まで引き下げられた後、更に、ステップＳ７により、引き下げられた後の現在の長時間出力上限値Ｐｎまで引き下げられる。この後、制御部２は、再設定された短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとを車両ＥＣＵ２０に出力する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の終了後、制御部２は、電圧測定部３から出力した最新の電圧データに基づいて、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっているかどうかを判定する（ステップＳ６）。現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっている場合は、制御部２は処理を終了する。

一方、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっていない場合は、二次電池１０の出力制限を継続する必要があるため、制御部２は、再度、ステップＳ１２から処理を実行する。これは、長時間出力制限値Ｐｎを引き下げたことにより、二次電池１０の端子電圧が上昇し、基準電圧Ｖ₂を上回る可能性があるためである。

但し、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂を上回っていない場合や、上回ってもすぐに下降する場合は、例えば、図３に示す時間Ｔ₂〜Ｔ₅の時点のように、長時間出力上限値Ｐｎが更に階段状に引き下げられると共に、短時間出力上限値Ｐｐも長時間出力上限値Ｐｎに追随するように引き下げられる。

このように、本実施の形態１においては、二次電池１０の端子電圧が回復するまで、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げが行なわれる。また、制御部２は、図２に示す処理を一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行している。

以上のように本実施の形態１によれば、図１１に示した従来例と異なり、二次電池１０（電池ブロック）の端子電圧が基準電圧まで降下すると、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの両方が同時に引き下げられる（図３参照）。このため、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなるのが抑制される。この結果、本実施の形態１によれば、従来例に比べ、車両ＥＣＵ２０が、二次電池用の制御装置に対する要求を切り替えたときにおいて、ドライバビリティの向上を図ることができる。

本実施の形態１においては、上述したように、制御部２は、図２に示す処理を一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で行なっているが、本実施の形態１はこれに限定されるものではない。本実施の形態１は、二次電池１０（電池ブロック）の端子電圧が基準電圧まで降下した場合にのみ、制御部２によって図２に示す処理が実行される態様とすることもできる。

また、本実施の形態１における二次電池用の制御装置は、電池ＥＣＵを構成するマイクロコンピュータに、図２に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによっても、実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのＣＰＵ（central processing unit）が制御部２として機能する。また、二次電池との接続回路とＣＰＵとが電圧測定部３として機能し、温度センサ６の接続回路とＣＰＵとが温度測定部５として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部４として機能する。

更に、ＨＥＶの分野においては、車両ＥＣＵが電池ＥＣＵとしても機能する態様が考えられる。この態様においては、本実施の形態１における二次電池用の制御装置１は、車両ＥＣＵを構成するマイクロコンピュータに、図２に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図５〜図７を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における二次電池用の制御装置の構成について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態２における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。図５において、図１に示された符号と同符号が付された部分は、図１において同符号が付された部分と同一のものである。

図５に示すように、本実施の形態２における二次電池用の制御装置３０も、実施の形態１と同様に、ＨＥＶに搭載された二次電池１０の制御を行なっている。また、二次電池用の制御装置３０を構成する制御部３１も、図１に示した制御部２と同様に、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを設定し、短時間出力情報及び長時間出力情報の両方を車両ＥＣＵ２０へと出力する。

但し、本実施の形態２における二次電池用の制御装置３０は、制御部３１が行なう短時間出力上限値Ｐｐの引き下げ処理、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀の設定処理、及び長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀の設定処理の点で、実施の形態１における二次電池用の制御装置と異なっている。

具体的には、本実施の形態２においては、制御部３１は、短時間出力上限値Ｐｐを長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀にまで引き下げるに際して、段階的な引き下げを行なっている。また、制御部３１は、二次電池１０のＳＯＣの推定を行い、推定したＳＯＣに応じて、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀と長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀との設定を行なっている。

更に、制御部３１がＳＯＣの算出を行なうため、二次電池用の制御装置３０は電流測定部３２を備えている。電流測定部３２は、電流センサ（図示せず）が出力した信号に基づいて、二次電池１０の充放電時における電流の電流値Ｉを測定している。本実施の形態２では、電流測定部３２は、電流センサが出力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいて、充電時に二次電池１０に入力された電流の電流値Ｉと、放電時に二次電池１０から出力された電流の電流値Ｉとを特定する電流データを生成し、これを制御部３１に出力する。

また、電流測定部３２は、充電時をマイナス、放電時をプラスとして電流データを生成する。電流測定部３２による制御部２への電流データの出力も、予め設定された周期で行われ、制御部３１は電流データも記憶部４に格納する。

本実施の形態２においては、制御部３１は、二次電池１０の積算容量Ｑに基づいて第１のＳＯＣを推定する。また、制御部３１は、充放電履歴に基づいて第２のＳＯＣも推定する。更に、制御部３１は、第１のＳＯＣと第２のＳＯＣとの差を求め、求めた差に基づいて第１のＳＯＣを補正し、補正後の第１のＳＯＣを二次電池１０のＳＯＣとしている。なお、制御部３１によるＳＯＣの推定は、第１のＳＯＣ及び第２のＳＯＣのうちのいずれかであっても良い。

具体的には、第１のＳＯＣの推定は、以下の手順によって行なわれる。先ず、制御部３１は、記憶部４に格納された電流データを読み出して電流値Ｉを取得し、取得された電流値Ｉが充電時の電流（−）の場合は充電効率を乗算する。次に、制御部３１は、得られた電流値Ｉ（充電時の場合は乗算値）を設定された時間にわたって積算して、積算容量Ｑを算出する。更に、制御部３１は、予め実験によって求められている満充電時の容量と積算容量Ｑとの差を求め、次いで、満充電時の容量に対する差の比を求め、求めた比（％）を第１のＳＯＣとして推定する。

また、第２のＳＯＣの推定は以下の手順によって行なわれる。先ず、制御部３１は、設定期間内において、電圧測定部３から出力された電圧データと、電流測定部２から出力された電流データとから、電池ブロック毎に、端子電圧の電圧値と充放電時の電流の電流値Ｉとのペアデータを複数個取得する。取得されたペアデータは、充放電履歴として、記憶部４に格納される。

次に、制御部３１は、記憶部４に格納された電池ブロック毎のペアデータの中から、代表となる電池ブロックの、上限及び下限を除いた平均的なペアデータを選択する。更に、演算部は、選択されたペアデータから、回帰分析法を用いて、１次の近似直線（Ｖ−Ｉ近似直線）を求める。更に、制御部３１は、Ｖ−Ｉ近似直線のＶ切片を無負荷電圧ＯＣＶとして求め、これを代表となる電池ブロックの無負荷電圧ＯＣＶとする。

次に、制御部３１は、積算容量Ｑの単位時間あたりの変化量△Ｑに基づいて、二次電池１０の分極電圧を推定する。具体的には、制御部３１は、変化量△Ｑに対して時間遅延処理及び平均化処理を行ない、これによって△Ｑの不要な高周波成分に相当する変動成分を除去して、△Ｑ´を算出する。更に、制御部３１は、温度を縦軸（又は横軸）、△Ｑ´を横軸（又は縦軸）とし、縦軸と横軸との交点に対応する分極電圧が記録された二次元マップに、算出した変化量△Ｑ´と最低電池温度とを当てはめて分極電圧を特定する。制御部３１は、この特定した分極電圧を二次電池１０の分極電圧として推定する。なお、この二次元マップも記憶部４に格納されている。

次いで、制御部３１は、代表となる無負荷電圧ＯＣＶから、推定した分極電圧を減算して、代表となる電池ブロックの起電力を算出する。更に、制御部３１は、温度を縦軸（又は横軸）、起電力を横軸（又は縦軸）とし、縦軸と横軸との交点に対応するＳＯＣが記録された二次元マップに、算出された起電力と最低電池温度とを当てはめてＳＯＣを特定し、これを第２のＳＯＣとして推定する。なお、この二次元マップも記憶部４に格納されている。

また、上記の例では、代表となる電池ブロックを選択してＯＣＶの算出を行なっているが、これに限定されるものではない。たとえば、二次電池全体の無負荷電圧を算出し、これから二次電池全体の起電力を算出して、第２のＳＯＣを推定することもできる。

また、本実施の形態２においては、記憶部４に格納された参照マップＰｐは、実施の形態１と異なり、予め選択されたＳＯＣ毎に、対応する短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀を特定している。同様に、記憶部４に格納された参照マップＰｎは、予め選択されたＳＯＣ毎に、対応する長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀を特定している。また、参照マップＰｐでは、ＳＯＣが同一の条件下において、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀は、長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀よりも高い値に設定されている。

なお、上述した点以外の点については、本実施の形態２における二次電池用の制御装置は、実施の形態１において図１に示した二次電池用の制御装置と同様に構成されている。

次に、本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法について図６及び図７を用いて説明する。本実施の形態２における二次電池の出力制御法は、図５に示した本実施の形態２における二次電池用の制御装置を動作させることによって実施される。よって、以下においては、適宜図５を参酌しながら、図５に示す二次電池用の制御装置の動作に基づいて説明する。

図６は、本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。図７は、実施の形態２における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。

最初に、図６に示すように、制御部３１は、二次電池１０のＳＯＣを算出し、記憶部４に格納された参照マップＰｐを用いて、算出したＳＯＣに応じた短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀を設定する（ステップＳ２１）。このとき、制御部３１は通常処理モードで処理を行っている（図７における開始から時間Ｔ₁までの区間参照）。

次に、制御部３１は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっていない場合は、短時間出力上限値Ｐｐを引き下げる必要がないため、制御部３１は、ステップＳ２１で設定した短時間出力上限値Ｐｐが特定された短時間出力情報を車両ＥＣＵ２０へと出力し（ステップＳ３０）、その後、後述するステップＳ２９を実行する。

一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下である場合は、短時間出力上限値Ｐｐを引き下げる必要があるため、制御部３１は、図７における時間Ｔ₁から時間Ｔ₂の区間のように、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げ処理を行う（ステップＳ２３）。本実施の形態２において、ステップＳ２３における引き下げ処理は、予め定められた幅（例えば、２ｋＷ）で短時間出力上限値Ｐｐの値を引き下げることによって行なわれている。

次に、制御部３１は、引き下げ処理後の短時間出力上限値Ｐｐが長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀より大きいかどうかを判定する（ステップＳ２４）。なお、ここでいう長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀は、後述するステップＳ３１で設定された値である。

短時間出力上限値Ｐｐが長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀より大きい場合は、制御部３１は、短時間出力情報を車両ＥＣＵ２０に出力し（ステップＳ２５）、その後、再度ステップＳ２２を実行する。これは、短時間出力制限値Ｐｐを引き下げたことにより、端子電圧が上昇し、基準電圧Ｖ₁を上回る可能性があるためである。ステップＳ２２〜ステップＳ２５は、短時間出力上限値Ｐｐが長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀よりも小さくなるか、それと同じになるまで繰り返され、短時間出力制限値Ｐｐは階段状に引き下げられる（図７における時間Ｔ₁から時間Ｔ２の区間参照）。

一方、短時間出力上限値Ｐｐが長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀より大きくない場合は、制御部３１は、ステップＳ２６を実行する。また、制御部３１は、ステップＳ２１〜Ｓ２５、及びＳ３０の処理と平行して、ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理も実行する。なお、ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理は、ステップＳ２１の実行前や、ステップＳ２４の実行後に行なうこともできる。ステップＳ３１〜Ｓ３４について以下に説明する。

制御部３１は、記憶部４に格納された参照マップＰｎを参照して、算出されたＳＯＣに応じた長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀を設定する（ステップＳ３１）。このときも、制御部３１は通常処理モードで処理を行っている（図７における開始から時間Ｔ３までの区間参照）。

次に、制御部３１は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ３２）。実施の形態２においては、実施の形態１と異なり、基準電圧Ｖ₂は基準電圧Ｖ₁より小さな値に設定されている。

最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっていない場合は、長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる必要がないため、制御部３１は、ステップＳ３１で設定した長時間出力上限値Ｐｎを車両ＥＣＵ２０へと出力し（ステップＳ３４）、その後、後述のステップＳ２９を実行する。

一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下である場合は、長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる必要があるため、制御部３１は、図７における時間Ｔ₃の時点のように、長時間出力上限値Ｐｎの引き下げ処理を行う（ステップＳ３３）。なお、ステップＳ３３は、実施の形態１において図２に示したステップＳ１３と同様に行なわれる。

次に、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理及びステップＳ３１〜Ｓ３３の処理が終了すると、制御部３１は、現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっているかどうかを判定する（ステップＳ２６）。現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっている場合は、制御部３１は、この現時点の短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを車両ＥＣＵ２０に出力する（ステップＳ２７）。

一方、現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値でない場合は、制御部３１は、短時間出力上限値Ｐｐの値を長時間出力上限値Ｐｎの値に再設定し（ステップＳ２８）、その後、ステップＳ２７の処理を実行する。

ステップＳ２７の終了後、制御部３１は、電圧測定部３から出力した最新の電圧データに基づいて、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっているかどうかを判定する（ステップＳ２９）。現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっている場合は、制御部３１は処理を終了する。

一方、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっていない場合は、二次電池１０の出力制限を継続する必要があるため、制御部２は、再度、ステップＳ３２から処理を実行する。これは、長時間出力制限値Ｐｎを引き下げたことにより、端子電圧が上昇し、基準電圧Ｖ₂を上回る可能性があるためである。また、この処理により、例えば、図７に示す時間Ｔ₂〜Ｔ₇の時点のように、長時間出力上限値Ｐｎが更に階段状に引き下げられると共に、短時間出力上限値Ｐｐも長時間出力上限値Ｐｎに追随するように引き下げられる。

このように、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、二次電池１０の端子電圧が回復するまで、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げが行なわれる。また、制御部３１は、図６に示す処理を一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行している。

以上のように本実施の形態２においては、二次電池１０（電池ブロック）の端子電圧が基準電圧まで降下すると、先ず、短時間出力上限値Ｐｐが引き下げられ、次いで、長時間出力上限値Ｐｎが引き下げられる（図７参照）。このため、本実施の形態２によっても、実施の形態１と同様に、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなるのが抑制され、従来例に比べて、ドライバビリティの向上を図ることができる。また、本実施の形態２においては、短時間出力上限値Ｐｐも階段状に引き下げられるため、更なるドライバビリティの向上を図ることもできる。

また、本実施の形態２においては、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の繰り返しには制限を設けるのが好ましい。具体的には、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂まで降下した場合、更には基準電圧Ｖ₁と基準電圧Ｖ₂との間の値まで降下した場合に、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の繰り返しを終了して、強制的にステップＳ２６の処理を実行する態様とするのが好ましい。

この態様によれば、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが、急激に、基準電圧Ｖ₂まで降下した場合に、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとを同じ大きさに設定できる。よって、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなるのを一層抑制できる。

また、実施の形態１と同様に、制御部３１は、図６に示す処理を一定周期で行なっているが、本実施の形態２はこれに限定されるものではない。本実施の形態２においても、制御部３１は、二次電池１０（電池ブロック）の端子電圧が基準電圧まで降下した場合にのみ図６に示す処理を実行する態様とすることもできる。

更に、本実施の形態２における二次電池用の制御装置も、電池ＥＣＵを構成するマイクロコンピュータに、図６に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。この場合も、マイクロコンピュータのＣＰＵ（central processing unit）が制御部３１として機能する。また、電圧センサの接続回路とＣＰＵとが電圧測定部３として、電流センサの接続回路とＣＰＵとが電流測定部３２として、温度センサ６の接続回路とＣＰＵとが温度測定部５として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部４として機能する。

また、本実施の形態２においても、二次電池用の制御装置３０は、車両ＥＣＵ２０を構成するマイクロコンピュータに、図６に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図８〜図１０を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態３における二次電池用の制御装置の構成について図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の実施の形態３における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。図８において、図１に示された符号と同符号が付された部分は、図１において同符号が付された部分と同一のものである。

図８に示すように、本実施の形態３においては、実施の形態１及び２と異なり、二次電池１０は、発電装置４０と組み合わされて電源システムを構成している。二次電池１０は、実施の形態１及び２で用いられている二次電池と同様のものである。発電装置４０としては、具体的には、太陽光発電装置（太陽電池）、燃料電池、風力発電装置、水力発電装置、ガスタービンエンジンといった内燃機関を備えた火力発電装置等が挙げられる。

図８に示す電源システムにおいては、発電装置４０が出力した電力のうち負荷４２に対して余剰となる分が、充放電制御装置４１を介して二次電池１０に入力され、これにより二次電池１０の充電が行なわれる。また、負荷４２の消費電力が急減に増大し、負荷４２が要求する電力が発電装置４０の出力を超えると、二次電池１０から不足の電力が充放電制御装置４１を介して負荷４２に供給される。

また、図８に示す電源システムにおいても、ＨＥＶと同様に、二次電池１０のＳＯＣが２０％〜８０％程度の範囲で推移するように制御が行われている（背景技術の欄参照）。具体的には、本実施の形態３における二次電池用の制御装置４４は、実施の形態２と同様に、二次電池１０のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣを特定する情報を充放電制御装置４１に出力している。充放電制御装置４１は、出力された情報に基づいて、二次電池１０のＳＯＣが上記の範囲内に収まるよう二次電池１０の充放電を制御している。

また、図８に示すように、本実施の形態３においても、二次電池用の制御装置４４は、実施の形態１及び２で示した例と同様に、電圧測定部３、温度測定部５、記憶部４及び制御部４５とを備えている。更に、二次電池用の制御装置４４は、実施の形態２で示した例と同様に、電流測定部３２も備えている。また、制御部４５は、実施の形態１及び２で示した制御部と同様に、設定時間内に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を設定する。

但し、本実施の形態３においては、実施の形態１及び２と異なり、制御部４５は、超短時間出力上限値Ｐｓと、短時間出力上限値Ｐｐと、長時間出力上限値Ｐｎとの三種類の上限値を設定する。なお、設定された超短時間出力上限値Ｐｓ、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎは、それぞれ、超短時間出力情報、短時間出力情報及び長時間出力情報として記憶部４に格納される。

また、本実施の形態３においては、制御部４５は、充放電制御装置４１に、超短時間出力情報、短時間出力情報及び長時間出力情報を出力する。充放電制御装置４１は、制御部４５から、超短時間出力情報、短時間出力情報及び長時間出力情報を受け取ると、これら情報によって特定される上限値を超えない範囲で、二次電池１０から負荷４２に電力を出力させる。

超短時間出力上限値Ｐｓは、例えば１秒以下といった極めて短い時間の間に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限を規定している。つまり、超短時間出力上限値Ｐｓは、充放電制御装置４１から瞬間的な高出力放電が要求された場合において、二次電池１０の放電電力を制限している。

短時間出力上限値Ｐｐは、例えば２秒前後といった短時間の間に二次電池が出力可能な放電電力の上限値を規定する。短時間出力上限値Ｐｐは、負荷４２の起動時のように、短時間の間に充放電制御装置４１から二次電池１０の高出力放電が要求された場合において二次電池の放電電力を制限する。長時間出力上限値Ｐｎは、例えば１０秒程度といった比較的長時間の間に二次電池１０が出力可能な放電電力の上限値を規定している。長時間出力上限値Pｎは、例えば、負荷４２が定常動作をしている場合において二次電池の放電電力を制限する。

また、実施の形態１及び２の例と同様に、制御部４５は、制限処理モードと通常処理モードとを備えているが、本実施の形態３においては、制限処理モードにおいて、超短時間出力上限値Ｐｓについても引き下げを行なう。

具体的には、制限処理モードにおいては、制御部４５は、最低電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが、基準電圧V₁まで降下すると、超短時間出力上限値Ｐｓを再設定して、その引き下げを行う。また、制御部４５は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧V₂まで降下すると、短時間出力上限値Ｐｐを再設定して、引き下げ処理を行う。更に、最低電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが、基準電圧V₃まで降下すると、長時間出力上限値Ｐｎを再設定して、その後引き下げ処理を行う。また、制御部４５は、引き下げを行った後は、引き下げが行われた出力上限値について出力情報の内容の書き換えを行うと共に、引き下げ後の出力上限値を特定する出力情報を充放電制御装置４１に出力する。

通常処理モードにおいては、制御部４５は、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎに加えて、超短時間出力上限値Ｐｓについても、初期値Ｐｓ₀を設定し、これを充放電制御装置４１に超短時間出力情報として出力する。超短時間出力上限値Ｐｓの初期値Ｐｓ₀も記憶部４に格納されている。

また、このとき、制御部４５は、超短時間出力上限値Ｐｓの設定も、温度測定部５が出力した温度データに応じて行なう。これは、超短時間出力上限値Ｐｓも、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎと同様に、電池温度に応じて変化するからである（図４参照）。本実施の形態３においては、記憶部４には、予め選択された電池温度毎に、対応する超短時間出力上限値Ｐｓの初期値Ｐｓ₀が特定されたマップ（参照マップＰｓ）も格納されている。

また、本実施の形態３においては、超短時間出力上限値Ｐｓの引き下げのトリガとなる基準電圧Ｖ₁、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げのトリガとなる基準電圧Ｖ₂、長時間出力上限値Ｐｎの引き下げのトリガとなる基準電圧Ｖ₃は、同一の値に設定されている。更に、制御部４５は、電池ブロックの最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが、制限処理解除電圧Ｖ_cancelまで上昇したときは、制限処理モードを解除し、通常処理モードへと復帰する。

但し、本実施の形態３も、実施の形態１と同様に、基準電圧Ｖ₁、基準電圧Ｖ₂及び基準電圧Ｖ₃が同一の値に設定されている例に限定されるものではない。本実施の形態３においては、基準電圧Ｖ₁は基準電圧Ｖ₂よりも大きな値に設定されていても良いし、基準電圧Ｖ₂は基準電圧Ｖ₃よりも大きな値に設定されていても良い。このような場合であっても、超短時間出力上限値Ｐｓと短時間出力上限値Ｐｐとの差、更に、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの差が大きくなるのを抑制できる。

更に、本実施の形態３においては、記憶部４には、温度とその温度に最適な基準電圧Ｖ₁、基準電圧Ｖ₂及び基準電圧Ｖ₃とを示すマップが格納されている。制御部４５は、温度データの中から最低電池温度を特定し、これをマップに当てはめて、基準電圧Ｖ₁、基準電圧Ｖ₂及び基準電圧Ｖ₃を設定している。このマップは、予め行われた放電実験の結果を用いて、二次電池１０の性能や負荷を考慮して作成される。また、記憶部４には、制限処理解除電圧Ｖ_cancelの値も格納されている。

次に、本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法について図９及び図１０を用いて説明する。本実施の形態３における出力制御法は、図８に示した本実施の形態３における二次電池用の制御装置を動作させることによって実施される。よって、以下においては、適宜図８を参酌しながら、図８に示す二次電池用の制御装置の動作に基づいて説明する。

図９は、本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。図１０は、実施の形態３における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、超短時間出力上限値Ｐｓ、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。

最初に、図９に示すように、制御部４５は、温度測定部５から出力された温度データに基づいて二次電池１０の最低電池温度を特定し、特定した最低電池温度に応じて、超短時間出力上限値Ｐｓの初期値Ｐｓ₀を設定する（ステップＳ５１）。この時、制御部４５は通常処理モードで処理を行っている。本実施例の形態３において、制御部４５は、上述したように、記憶部４に格納されている参照マップＰｓを参照して、最低電池温度に応じた超短時間出力上限値Ｐｓの初期値Ｐｓ₀を抽出し、抽出した値を設定値として用いている。

なお、参照マップＰｓでは、電池温度が同一の条件下において、超短時間出力上限値Ｐｓの初期値Ｐｓ₀は、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀よりも高い値に設定されている。これは、瞬間的な放電電力の要求に対応して、充放電制御装置４１が負荷４２に対して安定した電力供給を行なえるようにするためである。

次に、制御部４５は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっていないかどうかを判定する（ステップＳ５２）。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下となっていない場合は、超短時間出力上限値Ｐｓを引き下げる必要がないため、制御部４５は、ステップＳ５１で設定した超短時間出力上限値Ｐｓが特定された超短時間情報を充放電制御装置４１へと出力する（ステップＳ５８）。その後、制御部４５は、後述のステップＳ５６を実行する。

一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₁以下である場合は、超短時間出力上限値Ｐｓを引き下げる必要があるため、制御部４５は、制限処理モードに移行して、超短時間出力上限値Ｐｓの引き下げ処理を行う。この場合、図１０の時間Ｔ₁の時点のように、制御部４５は、超短時間出力上限値Ｐｓの値を引き下げ、電池温度に応じた長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀と同じ値に再設定する（ステップＳ５３）。また、このとき、制御部４５は、超短時間出力情報の書き換えも行う。

また、制御部４５は、ステップＳ５１〜Ｓ５３、及びＳ５８の処理と平行して、ステップＳ６１~Ｓ６６、及びステップＳ７１〜Ｓ７４の処理も実行する。なお、ステップＳ６１~Ｓ６６、及びステップＳ７１〜Ｓ７４の処理は、ステップＳ５１の実行前や、ステップＳ５３の実行後に行うこともできる。

以下、ステップＳ６１~Ｓ６６、及びステップＳ７１〜Ｓ７４の処理について説明する。但し、説明は、ステップＳ６１〜Ｓ６４の処理、ステップＳ７１〜Ｓ７４の処理、ステップＳ６５及びＳ６６の処理の順で行なう。

先ず、制御部４５は、最低電池温度に応じて、短時間出力上限値Ｐｐの初期値Ｐｐ₀を設定する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１は、実施の形態１において図１に示したステップＳ１と同様に、参照マップＰｐを用いて行なわれる。次に、制御部４５は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっているかどうかを判断する（ステップＳ６２）。

最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下となっていない場合は、制御部４５は、ステップＳ６１で設定した短時間出力上限値Ｐｐが特定された短時間出力情報を充放電制御装置４１へと出力し（ステップＳ６４）、その後、後述のステップＳ５６を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₂以下である場合は、実施の形態１において図２に示したステップＳ３と同様に、図１０の時間Ｔ１の時点のように、制御部４５は、制限処理モードに移行して、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げ処理を行う（ステップＳ６３）。

次に、ステップＳ７１〜Ｓ７４の処理について説明する。制御部４５は、長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀を設定する（ステップＳ７１）。ステップＳ７１は、実施の形態１において図２に示したステップＳ１１と同様に、参照マップＰｎを用いて行なわれる。次に、制御部４５は、電圧測定部３から出力された電圧データに基づいて、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₃以下となっているかどうかを判断する（ステップＳ７２）。

最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₃以下となっていない場合は、制御部４５は、ステップＳ７１で設定した長時間出力上限値Ｐｎが特定された長時間出力情報を充放電制御装置４１に出力し（ステップＳ７４）、その後、後述のステップＳ５６を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₃以下である場合は、実施の形態１において図２に示したステップＳ１３と同様に、図１０の時間Ｔ₁の時点のように、制御部４５は、制限処理モードに移行して、長時間出力上限値Ｐｎの引き下げ処理を行う（ステップＳ７３）。

なお、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、長時間出力上限値Ｐｎの１回目の引き下げ処理における引き下げ幅は、二次電池１０の性能や電圧の低下速度に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。更に、後述する２回目以降の引き下げ処理における引き下げ幅も、二次電池１０の性能や電圧の降下速度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。

次に、ステップＳ６１〜Ｓ６４の処理及びステップＳ７１〜Ｓ７４の処理が終了すると、制御部４５は、現時点（最新）の短時間出力上限値Ｐｐと現時点（最新）の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっているかどうかを判定する（ステップＳ６５）。現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一になっている場合は、制御部４５は、後述するステップＳ５４を実行する。

一方、現時点の短時間出力上限値Ｐｐと現時点の長期出力上限値Ｐｎとが同一の値でない場合は、制御部４５は、短時間上限値Ｐｐの値を長時間出力上限値Ｐｎの値に再設定する(ステップＳ６６)。図１０に示すＴ₁の時点では、短時間出力上限値Ｐｐは、ステップＳ３３により長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀まで引き下げられた後、更に、ステップＳ６５により、引き下げられた後の現在の長時間出力上限値Ｐｎまで引き下げられる。この後、制御部４５は、後述するステップＳ５４を実行する。

次に、ステップＳ６５及びＳ６６の処理が終了すると、制御部４５は、現時点の超短時間出力上限値Ｐｓと現時点の長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっているかどうかを判定する（ステップＳ５４）。

現時点の超短時間出力上限値Ｐｓと長時間出力上限値Ｐｎとが同一の値となっている場合は、制御部４５は、現時点における超短時間出力上限値Ｐｓ、短時間出力上限値Ｐｐ、長時間出力上限値Ｐｎを充放電制御装置４１へ出力する（ステップＳ５５)。

一方、現時点の超短時間出力上限値Ｐｓと現時点の長期出力上限値Ｐｎとが同一の値でない場合は、制御部４５は、超短時間上限値Ｐｓの値を長時間出力上限値Ｐｎの値に再設定する（ステップＳ５７)。

図１０に示すＴ₁の時点では、超短時間出力上限値Ｐｓは、ステップＳ５３により長時間出力上限値Ｐｎの初期値Ｐｎ₀まで引き下げられた後、更に、ステップＳ５７により、引き下げられた後の現在の長時間出力上限値Ｐｎまで引き下げられる。この後、制御部４５は、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎと共に、再設定された超短期出力上限値Ｐｓを充放電制御装置４１に出力する（ステップＳ５５）。

ステップＳ５５の終了後、制御部４５は、電圧測定部３から出力した最新の電圧データに基づいて、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっているかどうかを判定する（ステップＳ５６）。現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっている場合は、制御部４５は処理を終了する。

一方、現在の最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが制限処理解除電圧Ｖ_cancel以上となっていない場合は、二次電池１０の出力制限を継続する必要があるため、制御部４５は、再度、ステップＳ７２から処理を実行する。これは、実施の形態１と同様に、長時間出力制限値Ｐｎを引き下げたことにより、二次電池１０の端子電圧が上昇し、基準電圧Ｖ₃を上回る可能性があるためである。

但し、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ₃を上回っていない場合や、上回ってもすぐに下降する場合は、例えば、図３に示す時間Ｔ₂〜Ｔ₅の時点のように、長時間出力上限値Ｐｎが更に階段状に引き下げられると共に、超短時間出力上限値Ｐｓ及び短時間出力上限値Ｐｐも長時間出力上限値Ｐｎに追随するように引き下げられる。

このように、本実施の形態３においては、二次電池１０の端子電圧が回復するまで、超短時間出力上限値Ｐｓ、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げが行われる。また、制御部４５は、図９に示す処理を一定周期（例えば、１００ms周期）で実行している。但し、本実施の形態３も、二次電池１０（電池ブロック）の端子電圧が基準電圧まで降下した場合にのみ、制御部４５によって図９に示す処理が実行される態様とすることもできる。

以上のように本実施の形態３においても、実施の形態１及び２と同様に、出力上限値間の差が大きくなるのが抑制される。よって、本実施の形態３によれば、負荷４２の消費電力が、発電装置４０の通常の出力を超えて急激に増加する事態となっても、負荷となっている機器の動作が不安定になるのを抑制できる。

また、本実施の形態３における二次電池用の制御装置も、マイクロコンピュータに、図９に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのＣＰＵ（central processing unit）が制御部４５として機能する。また、二次電池との接続回路とＣＰＵとが電圧測定部３として、電流センサの接続回路とＣＰＵとが電流測定部３２として、温度センサ６の接続回路とＣＰＵとが温度測定部５として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部４として機能する。

更に、本実施の形態３においては、充放電制御装置４１が、二次電池用の制御装置４４として機能する態様も考えられる。この態様においては、本実施の形態３における二次電池用の制御装置４４は、充放電制御装置４１を構成するマイクロコンピュータに、図９に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することが可能である。

また、本実施の形態１〜３は、グループ毎に測定された電池温度の中から最大の電池温度を特定し、これを用いて処理を行なう態様や、平均の電池温度が算出され、これを用いて処理を行なう態様であっても良い。更に、本実施の形態１〜３は、電池ブロックの平均の端子電圧や、電池パック全体の端子電圧が算出され、これらを用いて処理を行なう態様であっても良い。

実施の形態１〜３においては、出力上限値は、電池温度及びＳＯＣのいずれかに応じて設定されているが、これに限定されるものではなく、電池温度及びＳＯＣの両方に応じて設定されていても良い。この場合は、参照マップＰｓ、参照マップＰｐ及び参照マップＰｎとして、縦軸（又は横軸）を電池温度、横軸（又は縦軸）をＳＯＣとし、縦軸と横軸との交点に最適な上限値が記録された二次元マップが用いられる。

また、実施の形態１及び２においては、二つの上限値が設定され、実施の形態３においては、三つの上限値が設定されているが、本発明においては、四つ以上の上限値を設定する態様としても良い。更に、本発明において、基準電圧は、設定された出力上限値の数をｎとし、出力上限値毎の基準電圧を、対応する出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように設定されていてれば良い。

本発明における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法は、燃料電池や太陽電池、及び発電機といった独立型電源と、二次電池とを組み合わせた電源システムに有効である。本発明における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法は、産業上の利用可能性を有するものである。

本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。 実施の形態１における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。 短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎと温度との関係を示す図である。 本発明の実施の形態２における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。 実施の形態２における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。 本発明の実施の形態３における二次電池用の制御装置の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法を示すフロー図である。 実施の形態３における、二次電池を構成する電池ブロックの端子電圧、超短時間出力上限値Ｐｓ、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの経時変化を示す図である。 従来からの二次電池における出力制御を示すグラフである。

符号の説明

１、３０、４４ 二次電池用の制御装置
２、３１、４５ 制御部
３ 電圧測定部
４ 記憶部
５ 温度測定部
６ 温度センサ
１０ 二次電池
２０ 車両ＥＣＵ
３２ 電流測定部
４０ 発電装置
４１ 充放電制御装置
４２ 負荷

Claims (15)

1. 二次電池の出力を制御するための制御装置であって、
   前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部と、設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定し、前記二次電池を使用する機器に、設定した複数個の前記出力上限値を出力する制御部とを備え、
   前記制御部は、複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧がいずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を引き下げ、
   前記出力上限値毎の前記基準電圧は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように設定されていることを特徴とする二次電池用の制御装置。
2. 前記二次電池が、動力源として内燃機関とモータとを備える車両に搭載され、前記モータに電力を供給する請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
3. 前記制御部が、前記出力上限値として、第１の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する短時間出力上限値と、前記第１の時間よりも長い第２の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する長時間出力上限値とを設定し、前記短時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、第１の基準電圧Ｖ₁を設定し、前記長時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、前記第１の基準電圧Ｖ₁以下の第２の基準電圧Ｖ₂を設定する請求項１または２に記載の二次電池用の制御装置。
4. 前記制御部が、前記短時間出力上限値の初期値を、前記長時間出力上限値の初期値よりも大きな値に設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を前記長時間出力上限値と同じ大きさに再設定する請求項３に記載の二次電池用の制御装置。
5. 前記制御部が、前記短時間出力上限値の初期値を、前記長時間出力上限値の初期値よりも大きな値に設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を段階的に引き下げる請求項３に記載の二次電池用の制御装置。
6. 前記制御部が、前記電圧測定部が測定した端子電圧が前記第２の基準電圧Ｖ₂に到達したときに、又は到達するまでに、前記短時間出力上限値を前記長時間出力上限値と同じ大きさに再設定する請求項５に記載の二次電池用の制御装置。
7. 前記二次電池の温度を測定する温度測定部を更に備え、
   前記制御部が、前記温度測定部が測定した温度に応じて、前記複数個の出力上限値を設定する請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
8. 前記制御部が、前記二次電池の残存容量を算出し、算出した残存容量に応じて、前記複数個の出力上限値を設定する請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
9. 前記二次電池が、複数個の単電池を電気的に直列に接続して構成された電池ブロックを、更に複数個電気的に直列に接続して構成されており、
   前記電圧測定部が、前記複数個の電池ブロックそれぞれの端子電圧を測定し、
   前記制御部が、前記電圧測定部によって測定された前記複数個の電池ブロックそれぞれの端子電圧のうち、最も小さい端子電圧が前記第１の基準電圧Ｖ₁にまで降下した場合に、前記短時間出力上限値を引き下げ、前記最も小さい端子電圧が前記第２の基準電圧Ｖ₂にまで降下した場合に、前記長時間出力上限値を引き下げる請求項３〜６のいずれかに記載の二次電池用の制御装置。
10. 二次電池の出力を制御するための出力制御方法であって、
    （ａ）前記二次電池の端子電圧を測定する工程と、
    （ｂ）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定する工程と、
    （ｃ）複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定する工程と、
    （ｄ）前記（ａ）の工程で測定した端子電圧が、いずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を再設定して、これを引き下げる工程とを有し、
    前記（ｃ）の工程において、前記出力上限値毎の前記基準電圧の設定は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように行なわれていることを特徴とする二次電池用の出力制御方法。
11. 前記二次電池が、動力源として内燃機関とモータとを備える車両に搭載され、前記モータに電力を供給する請求項１０に記載の二次電池の出力制御方法。
12. 前記（ｂ）の工程において、前記出力上限値として、第１の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する短時間出力上限値と、前記第１の時間よりも長い第２の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する長時間出力上限値とを設定し、
    前記（ｃ）の工程において、前記短時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、第１の基準電圧Ｖ₁を設定し、前記長時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、前記第１の基準電圧Ｖ₁以下の第２の基準電圧Ｖ₂を設定する請求項１０または１１に記載の二次電池の出力制御方法。
13. 二次電池の出力を制御するための出力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記プログラムは、
    （ａ）前記二次電池の端子電圧を測定するステップと、
    （ｂ）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する出力上限値を、前記設定時間を異ならせ、且つ前記設定時間が長いほど値が低くなるように複数個設定するステップと、
    （ｃ）複数個の前記出力上限値毎に基準電圧を設定するステップと、
    （ｄ）前記（ａ）のステップで測定した端子電圧が、いずれかの基準電圧まで降下した場合に、対応する前記出力上限値の値を再設定して、これを引き下げるステップとをコンピュータに実行させ、
    前記（ｃ）のステップにおいて、前記出力上限値毎の前記基準電圧の設定は、設定された出力上限値の数をｎとし、前記出力上限値毎の前記基準電圧を、対応する前記出力上限値の値が高いものから順にＶ₁、Ｖ₂、・・・、Ｖ_nとしたときに、Ｖ₁≧Ｖ₂≧・・・≧Ｖ_nとなるように行なわれることを特徴とするコンピュータに実行させるためのプログラム。
14. 前記二次電池が、動力源として内燃機関とモータとを備える車両に搭載され、前記モータに電力を供給する請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記出力上限値として、第１の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する短時間出力上限値と、前記第１の時間よりも長い第２の時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限を規定する長時間出力上限値とを設定し、
    前記（ｃ）のステップにおいて、前記短時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、第１の基準電圧Ｖ₁を設定し、前記長時間出力上限値に対応する前記基準電圧として、前記第１の基準電圧Ｖ₁以下の第２の基準電圧Ｖ₂を設定する請求項１３または１４に記載のプログラム。

Images