JP2007195312A - 二次電池の寿命推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載される二次電池に適した余寿命の推定を行なう二次電池の寿命推定装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、蓄積した二次電池の満充電容量と高い相関値をもつように、車両の総走行距離の平方根を変数とする１次関数からなる相関関数を決定する。一例として、ＥＣＵは、最小二乗法を用いて、取得された二次電池の満充電容量の各々との偏差が最小となるような相関関数を決定する。そして、ＥＣＵは、決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断し、その寿命に相当する車両の総走行距離を取得する。さらに、取得した寿命に相当する総走行距離から現時点における総走行距離との差を余走行距離、すなわち余寿命と推定する。
【選択図】図４

Description

この発明は、二次電池の劣化状態を検出する技術に関し、特に、二次電池の余寿命を推定する技術に関する。

電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などは、二次電池を搭載している。電気自動車は、この二次電池に蓄えられた電力から電動機を用いて駆動力を発生する。ハイブリッド自動車は、この二次電池に蓄えられた電力から電動機を用いて駆動力を発生したり、二次電池に蓄えられた電力から電動機を用いて発生させる駆動力でエンジンをアシストしたりする。燃料電池自動車は、燃料電池が発生する電力から電動機を用いて駆動力を発生したり、この燃料電池が発生する電力に加えて二次電池に蓄えられた電力から電動機を用いて駆動力を発生したりする。

このような自動車においては、回生制動、すなわち車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備えている。ここで変換された電気エネルギは二次電池に蓄えられ、加速時などに再利用される。

車両に搭載される二次電池は、使用者、使用頻度、使用温度、使用平均ＳＯＣ（State of Charge）などの使用環境に応じた速度で劣化し、満充電時の充電量（以下、「満充電容量」とも称す）の減少や放電特性の低下などを生じる。劣化した二次電池を使用したのでは、走行性能の低下を招く。そのため、車両に搭載される二次電池に対しては、ある時点から当該二次電池が所定の性能を発揮可能な期間、すなわち余寿命を推定しておくことが望ましい。

そこで、従来から、満充電容量や内部抵抗値などの二次電池の内部状態を検出し、その検出結果に基づいて、余寿命を推定することが提案されている。

たとえば、特開２００１−１５１８０号公報（特許文献１）には、温度環境や使用状態を一定とした条件で予め求めておいた内部抵抗値と、経過時間と、使用可能時間との相関関係に基づいて、二次電池の使用可能時間を求める電池の寿命判定装置が開示されている。この電池の寿命判定装置は、時間の経過に伴って複数回検出した二次電池の電流値と電圧値とを用いて平均内部抵抗値を算出するとともに、二次電池の使用を開始してから現在時刻に至るまでの経過時間を計測する。さらに、この寿命判定装置は、使用可能時間から経過時間を引いて残存使用可能時間を算出する。
特開２００１−１５１８０号公報 特開２００４−６１９１号公報 特開平６−１６３０８４号公報 特開２００４−１３８５８６号公報 特開２０００−３３８２０１号公報 特開平９−２５７８９０号公報

しかしながら、車両に搭載される二次電池においては、温度環境や経過時間といった劣化要因に加えて、使用者、使用頻度、使用平均ＳＯＣなどが劣化要因として大きく寄与する。そのため、特許文献１に開示される電池の寿命判定装置では、車両に搭載される二次電池の余寿命推定を必ずしも適切に行なうことができなかった。

また、たとえば、買替えなどにより使用者が変更された場合や引越しなどに伴い使用場所が変更された場合などにおいては、それに伴い使用環境も変化する。しかしながら、特許文献１に開示される電池の寿命判定装置では、使用途中での使用環境の変化については考慮されておらず、使用環境の変化前における値と使用環境の変化後における値とが混在した検出結果を用いて余寿命の推定を行なうことになる。そのため、使用途中での使用環境の変化に適応して、正確な余寿命推定を行なうことができなかった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その第１の目的は、車両に搭載される二次電池に適した余寿命推定を行なう二次電池の寿命推定装置を提供することである。また、第２の目的は、使用途中での使用環境の変化が生じても、正確に二次電池の余寿命を推定できる二次電池の寿命推定装置を提供することである。

第１の発明によれば、車両に搭載される二次電池の寿命推定装置である。そして、この第１の発明に係る二次電池の寿命推定装置は、二次電池の電流値および電圧値を検出する検出手段と、車両の総走行距離を取得する総走行距離取得手段と、検出手段により検出される電流値および電圧値に基づいて、二次電池の内部状態値を取得する内部状態値取得手段と、内部状態値取得手段により取得される内部状態値を、総走行距離取得手段により取得される総走行距離と対応付けて蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積された複数の内部状態値の総走行距離に対する変化に基づいて、内部状態値が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する推定手段とを備える。

この第１の発明に係る寿命推定装置によれば、二次電池の内部状態値の総走行距離に対する変化に基づいて余走行距離を推定するので、使用者、使用頻度、使用平均ＳＯＣなどの劣化要因を反映した余寿命推定を行なうことができる。

好ましくは、内部状態値取得手段は、内部状態値として二次電池の満充電容量を使用し、検出手段により検出される電流値を所定期間について積算した電荷量、および当該電荷量に対応する電圧値変化、を取得する充放電特性取得手段と、充放電特性取得手段により取得される電荷量および電圧値変化に基づいて、予め取得された二次電池の基準状態における電荷量と電圧値との関係を示す基準充放電特性から満充電容量を導出する満充電容量導出手段とを含む。

あるいは、内部状態値取得手段は、内部状態値として二次電池の内部抵抗値を使用し、検出手段により検出される電流値と電圧値との関係に基づいて、二次電池の内部抵抗値を導出する内部抵抗値導出手段を含む。

さらに好ましくは、推定手段は、総走行距離の平方根を変数とする１次関数を用いて推定を行なう。

さらに好ましくは、リセット指令を受けると、その時点以降に蓄積手段により蓄積される値を用いて、推定手段による推定を行なわせるリセット手段をさらに備える。

第２の発明によれば、二次電池の電流値および電圧値を検出する検出手段と、二次電池の使用開始からの経過時間を取得する経過時間取得手段と、検出手段により検出される電流値および電圧値に基づいて、二次電池の内部状態値を取得する内部状態値取得手段と、内部状態値取得手段により取得される内部状態値を、経過時間取得手段により取得される経過時間と対応付けて蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積された複数の内部状態値の経過時間に対する変化に基づいて、内部状態値が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する推定手段と、リセット指令を受けると、その時点以降に蓄積手段により蓄積される値を用いて、推定手段による推定を行なわせるリセット手段とを備える、二次電池の寿命推定装置である。

この第２の発明に係る寿命推定装置によれば、リセット指令を受けると、その時点以降に蓄積手段により蓄積される二次電池の内部状態値を用いて余寿命推定を行なうので、使用環境の変化前における値と使用環境の変化後における値とが混在した検出結果に基づく余寿命の推定を回避できる。

好ましくは、内部状態値取得手段は、内部状態値として二次電池の満充電容量を使用し、検出手段により検出される電流値を所定期間について積算した電荷量、および当該電荷量に対応する電圧値変化、を取得する充放電特性取得手段と、充放電特性取得手段により取得される電荷量および電圧値変化に基づいて、予め取得された二次電池の基準状態における電荷量と電圧値との関係を示す基準充放電特性から満充電容量を導出する満充電容量導出手段とを含む。

あるいは、内部状態値取得手段は、内部状態値として二次電池の内部抵抗値を使用し、検出手段により検出される電流値と電圧値との関係に基づいて、二次電池の内部抵抗値を導出する内部抵抗値導出手段を含む。

さらに好ましくは、二次電池の使用環境（たとえば、使用者、使用頻度、使用温度、使用平均ＳＯＣなど）の変化を検出したときに、リセット指令を自動的に発生するリセット指令発生手段をさらに備える。

この第１の発明によれば、車両に搭載される二次電池に適した余寿命の推定を行なう二次電池の寿命推定装置を実現できる。

この第２の発明によれば、使用途中での使用環境の変化が生じても、正確に二次電池の余寿命を推定できる二次電池の寿命推定装置を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う二次電池の寿命推定装置を搭載した車両１００の概略構成図である。

図１を参照して、車両１００は、一例として、エンジンおよびモータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）を備えるハイブリッド自動車である。そして、車両１００は、エンジン２と、動力分割機構４と、減速機１８と、車輪２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）８と、蓄電装置１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、モータジェネレータ６および１４と、車速センサ３４とを含む。

エンジン２は、燃料と空気との混合気を燃焼させてクランクシャフト（図示せず）を回転させ、駆動力を発生する。エンジン２が発生した駆動力は、動力分割機構４により、２経路に分割される。一方は減速機１８を介して車輪２０を駆動させる経路である。他方は、モータジェネレータ６を駆動して発電させる経路である。

ＰＣＵ８は、それぞれモータジェネレータ６、モータジェネレータ１４および蓄電装置１６と電気的に接続され、ＥＣＵ３０からの指令に応じて相互間で電力の授受を行なう。そして、ＰＣＵ８は、昇降圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣ）１２と、インバータ（ＩＮＶ）１０とを含む。昇降圧コンバータ１２は、蓄電装置１６から供給される直流電力を所定の電圧に変換してインバータ１０へ供給し、また、インバータ１０から供給される直流電力を所定の電圧に変換して蓄電装置１６へ供給する。インバータ１０は、昇降圧コンバータ１２から供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ６および／または１４へ供給し、また、モータジェネレータ６および／または１４から受けた交流電力を直流電力に変換して、昇降圧コンバータ１２へ供給する。

蓄電装置１６は、ＰＣＵ８と電気的に接続され、ＰＣＵ８から供給される直流電力を蓄え、また、蓄えた電力をＰＣＵ８へ供給する。そして、蓄電装置１６は、複数のバッテリセルが直列接続された組電池である二次電池を含み、後述するように、その二次電池の電流値および電圧値を検出してＥＣＵ３０へ出力する。

モータジェネレータ６および１４は、一例として、三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータ１４は、エンジン２および動力分割機構４と同一の回転軸上に配置され、エンジン２および車輪２０との相互間で駆動力の授受を行なう。また、モータジェネレータ６は、動力分割機構４により分割されたエンジン２の動力を受けて発電し、その発電した電力をＰＣＵ８へ供給する。

ＥＣＵ３０は、予め格納されたプログラムを実行することで、各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、蓄電装置１６のＳＯＣ（State Of Charge）、格納しているマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ３０は、運転者の操作に応じて、車両１００が所望の運転状態となるように、車両１００に搭載された回路・機器類を制御する。そのような制御の一部として、ＥＣＵ３０は、車両１００の駆動時および回生制動時のそれぞれにおいて、ＰＣＵ８に所定の指令を与えて、モータジェネレータ６および１４における動作を切換える。

一例として、車両１００の駆動時において、モータジェネレータ１４は、ＰＣＵ８から供給される交流電力を受けて回転駆動する。すると、モータジェネレータ１４が発生する駆動力は、減速機１８を介して車輪２０へ伝達される。さらに、エンジン２は、走行状況に応じて運転または停止が切換えられる。したがって、車両１００は、モータジェネレータ１４からの駆動力およびエンジン２からの駆動力の少なくとも一方を受けて走行する。なお、モータジェネレータ６が発電する電力は、通常走行時や急加速時などにおいては、ＰＣＵ８を介してモータジェネレータ１４に供給され、蓄電装置１６のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合においては、ＰＣＵ８で直流電力に変換された後、蓄電装置１６に蓄えられる。

また、車両１００の回生制動時において、モータジェネレータ１４は、減速機１８を介して車輪２０により駆動させられ、発電機として作動する。すなわち、モータジェネレータ１４は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータ１４が発電した電力は、ＰＣＵ８で直流電力に変換された後、蓄電装置１６に蓄えられる。

車速センサ３４は、一例として車輪（従動輪）３６の回転軸の回転数を検出し、その回転数に応じたパルス信号などをＥＣＵ３０へ伝送する。

ＥＣＵ３０は、車速センサ３４から伝送されるパルス信号を積算して車両１００の総走行距離を取得し、また車両１００の車速を算出する。そして、ＥＣＵ３０は、蓄電装置１６において検出された二次電池の電流値および電圧値に基づいて、二次電池４０の内部状態値の１つである満充電容量を導出し、その導出した満充電容量と総走行距離との相関関係から、満充電容量が所定の性能を発揮できなくなる状態、すなわち寿命に相当するレベルに到達するまでの余走行距離（余寿命）を推定する機能を有している。以下、この余寿命の推定機能について詳細に説明する。

なお、この発明の実施の形態１に従う寿命推定装置は、ＥＣＵ３０が格納したプログラムを実行することにより実現される。

図２は、この発明の実施の形態１に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。

図２を参照して、蓄電装置１６は、ＰＣＵ８と電気的に接続され、ＰＣＵ８との間で直流電力の授受を行なう。そして、蓄電装置１６は、二次電池４０と、二次電池４０の両端間の電圧値を検出する電圧値検出部４２と、二次電池４０から出力される電流値を検出する電流値検出部４４とからなる。なお、二次電池４０は、一例として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などからなる。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリ５２とを含む。ＥＣＵ３０は、電圧値検出部４２から受けた二次電池４０の電圧値と、電流値検出部４４から受けた二次電池４０の電流値との関係から、ある時点の二次電池４０の劣化状態に相当する現時充放電特性を取得する。そして、ＥＣＵ３０は、予めメモリ５２に格納する、二次電池４０の基準状態（たとえば、製造時）における基準充放電特性を読出し、当該基準充放電特性と現時充放電特性とを比較して、当該時点における二次電池４０の満充電容量を導出する。さらに、ＥＣＵ３０は、二次電池４０の満充電容量を、車速センサ３４からのパルス信号に基づいて取得した当該時点における総走行距離に対応付けてメモリ５２に蓄積する。

以下、ＥＣＵ３０は、所定の走行距離毎または所定の期間毎に、上述の処理を繰返し、複数の時点の各々における二次電池４０の満充電容量を総走行距離と対応付けてメモリ５２に蓄積する。そして、ＥＣＵ３０は、満充電容量の総走行距離に対する変化、たとえば相関関数を算出し、その相関関数に基づいて満充電容量が寿命に相当する値に到達する寿命走行距離を推定する。さらに、ＥＣＵ３０は、寿命走行距離から現在の総走行距離を差引いて余走行距離を推定する。

なお、二次電池４０が交換された場合においては、ＥＣＵ３０は、図示しない外部からの指令を受けて、二次電池４０の交換後の総走行距離を取得する。

（満充電容量の導出）
図３は、二次電池４０の劣化に伴う充放電特性の変化の一例を示す図である。

図３を参照して、ＥＣＵ３０には、予め実験的に測定された基準充放電特性（実線）が格納されている。この基準充放電特性は、二次電池４０の基準状態における電荷量と電圧値との関係を示す。すなわち、基準充放電特性は、基準状態において二次電池４０に充電されている電荷量とそれに対応する電圧値とをプロットしたものである。このような基準充放電特性は、一般的に単調関数となるので、電荷量と電圧値とは一意に対応する。なお、ここでの電圧値とは、開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を意味し、二次電池４０に負荷電流および充電電流のいずれもが生じていない場合の出力端電圧である。

このような基準充放電特性を予め取得しておくことで、たとえば、二次電池４０の電圧値がＶ１からＶ２まで増加した場合における充電電荷量は、それぞれ電圧値Ｖ１およびＶ２に対応する電荷量Ｑ１およびＱ２の差であるΔＱ（＝Ｑ２−Ｑ１）であると判定できる。なお、基準充放電特性において、最大電圧値Ｖｍａｘに対応する電荷量Ｑｍａｘが基準状態における「満充電容量」に相当する。

そして、二次電池４０の劣化が進行すると、図３に示す基準充放電特性は、横軸方向に「縮小」されたような形状となる。図３においては、劣化がある程度まで進行した二次電池４０の現時充放電特性（一点鎖線）の一例を示す。現時充放電特性においては、劣化の進行に伴い、最大電圧値Ｖｍａｘとなる充電電荷量、すなわち満充電容量がＱ’ｍａｘまで低下している。

ここで、現時充放電特性は、基準充放電特性の全体を横軸方向（電荷量軸方向）に所定の比率で縮小したものとみなすことができるので、同一の電圧値変化を生じさせるのに要する電荷量の比率に基づいて、満充電容量を導出することができる。具体的には、基準充放電特性において、電圧値をＶ１からＶ２まで変化させるのに要する電荷量は、ΔＱである。一方、現時充放電特性において、同様に電圧値をＶ１からＶ２まで変化させるのに要する電荷量ΔＱ’が得られれば、ΔＱ：ΔＱ’＝ΔＱｍａｘ：ΔＱ’ｍａｘの関係に基づいて、満充電容量をＱ’ｍａｘ＝ΔＱｍａｘ×ΔＱ’／ΔＱのように導出できる。なお、上述の説明においては、一例として充電時の電圧値変化に基づいて、満充電容量を導出する場合について説明したが、放電時の電圧値変化に基づいても同様に満充電容量を導出することができる。

したがって、ＥＣＵ３０は、二次電池４０に電流（充電電流または負荷電流）が流れ始めてからその流れが終了するまでの期間において、流れた電流値の積算値、電流が流れ始める直前の電圧値、および電流の流れが終了した直後の電圧値を取得する。このように取得される値は、それぞれ図３における電荷量ΔＱ’，電圧値Ｖ１（Ｖ２），電圧値Ｖ２（Ｖ１）に相当する。そして、ＥＣＵ３０は、取得した電圧値Ｖ１および電圧値Ｖ２に基づいて、基準充放電特性において必要な電荷量ΔＱを求め、さらに、基準充放電特性における満充電容量Ｑｍａｘを基準とすることで、現時点での満充電容量Ｑ’ｍａｘを導出できる。

（寿命推定）
ＥＣＵ３０は、上述の過程に従い決定した二次電池４０の満充電容量を、車両１００の総走行距離と対応付けて、メモリ５２に順次蓄積する。なお、ＥＣＵ３０がメモリ５２に満充電容量を蓄積するタイミングは、相関関数の精度を向上させるため、所定の走行距離毎、たとえば１００ｋｍ毎に蓄積することが望ましい。

ところで、本願発明者は、車両に搭載される二次電池の充放電頻度などが車両の総走行距離と相関関係にあると考えた。そして、本願発明者は、実験的に、二次電池の劣化度が総走行距離の平方根に略比例することを見出した。そのため、この発明の実施の形態１においては、総走行距離の平方根に関する１次関数を相関関数に用いて寿命推定を行なう。

図４は、ＥＣＵ３０が寿命推定を実行する過程を説明するための図である。
図４を参照して、ＥＣＵ３０は、蓄積した二次電池４０の満充電容量と高い相関値をもつように、車両１００の総走行距離の平方根を変数とする１次関数からなる相関関数を決定する。一例として、ＥＣＵ３０は、最小二乗法を用いて、取得された二次電池４０の満充電容量の各々との偏差が最小となるような相関関数を決定する。そして、ＥＣＵ３０は、決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断し、その寿命に相当する車両の総走行距離を取得する。さらに、取得した寿命に相当する総走行距離から現時点における総走行距離との差を余走行距離、すなわち余寿命と推定する。

上述のような過程に従い、車両１００に搭載される二次電池４０の余寿命を推定できるので、車両１００の使用者や整備者などは、二次電池４０の交換時期などを予め予測することができ、車両１００の走行性能を所定のレベルに維持することができる。

（リセット機能）
上述したように、二次電池の劣化速度は、使用者、使用頻度、使用温度などの使用環境に応じても変化する。一方、経済社会下においては、車両は財産物として売買され、使用者が変更されることも多い。また、引越しなどにより同一の使用者であっても使用頻度や使用温度が変化することもある。

このように、何らかの原因により、使用者、使用頻度、使用温度などの使用環境が変化した場合においては、二次電池の寿命も変動する。そのため、使用環境に変化が生じた場合においては、変化後のデータを用いて余寿命推定を行なう必要がある。そこで、ＥＣＵ３０は、外部からリセット指令を受けると、そのリセット指令を受けた時点以降に蓄積される満充電容量に基づいて、余寿命（余走行距離）を推定する。

再度、図２を参照して、ＥＣＵ３０は、リセットスイッチ３２と接続され、リセットスイッチ３２を介してリセット指令を受ける。なお、リセット指令は、販売店や中古車取扱店などの整備者の操作により与えられる。そして、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けた時点以降にメモリ５２に蓄積される二次電池４０の満充電容量のデータを用いて、余走行距離を推定する。一例として、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けると、それ以前にメモリ５２に蓄積されていたデータは「無効」であるとみなして、消去または無効フラグの付加などを行なう。

図５は、リセット機能を説明するための図である。
図５を参照して、ＥＣＵ３０は、二次電池４０の満充電容量を総走行距離の平方根を変数とする相関関数に当てはめて、余走行距離の推定を行なう。そのため、リセット機能を使用しない場合においては、「現時点」において決定される相関関数は、「現時点」より以前に蓄積されたすべての満充電容量に基づいて決定される。その結果、使用環境の変化後においては、劣化速度（総走行距離の平方根に対する満充電容量の変化率）が変化しているにも関わらず、ＥＣＵ３０は、使用環境の変化前および変化後における満充電容量を混在した状態で用いるため、誤った相関関数を決定してしまう。その結果、推定される余走行距離も大きな誤差を含むことになる。

一方、使用環境が変化した際にリセット指令が与えられた場合においては、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けた時点以降に蓄積される満充電容量を用いて相関関数を決定する。すなわち、使用環境の変化前に蓄積される満充電容量は、無効であるとみなされ、使用環境の変化後に蓄積される満充電容量のみに基づいて、本来の相関関数が決定される。

このように、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けると、余寿命推定に用いる相関関数を補正することで、余走行距離を正確に推定できる。

（処理フロー）
図６は、余寿命推定に係る処理の流れを示すフローチャートである。

図６を参照して、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けたか否かを判断する（ステップＳ１００）。リセット指令を受けた場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積されている満充電容量および総走行距離のデータを消去する（ステップＳ１０２）。

リセット指令を受けていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）、またはメモリ５２に蓄積されている満充電容量および総走行距離のデータを消去（ステップＳ１０２）した後、ＥＣＵ３０は、電流値検出部４４により検出される電流値を所定期間について積算した電荷量、および当該電荷量に対応する電圧値変化を取得する（ステップＳ１０４）。すなわち、ＥＣＵ３０は、二次電池４０に電流（充電電流または負荷電流）が流れ始めてからその流れが終了するまでの期間において、その流れた電流値の積算値、電流が流れ始める直前の電圧値、および電流の流れが終了した直後の電圧値を取得する。

そして、ＥＣＵ３０は、取得された電荷量および電圧値変化に基づいて、予め取得された基準充放電特性から満充電容量を導出する（ステップＳ１０６）。すなわち、ＥＣＵ３０は、取得された電圧値変化を基準充放電特性に当てはめて、当該電圧値変化を生じさせるために要する基準の電荷量を求め、当該基準の電荷量と取得された電荷量との比から、現時点における二次電池４０の満充電容量を導出する。

さらに、ＥＣＵ３０は、導出した満充電容量を、総走行距離と対応付けてメモリ５２に蓄積する（ステップＳ１０８）。

その後、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積された複数の満充電容量の総走行距離に対する変化に基づいて、満充電容量が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する（ステップＳ１１０）。すなわち、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積された二次電池４０の満充電容量との偏差が最小となるような相関関数を決定し、その決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断する。さらに、ＥＣＵ３０は、その寿命に相当する総走行距離と現時点の総走行距離との差を余走行距離と推定する。

なお、上述の処理フローにおいては、ステップＳ１０６において導出される二次電池４０の満充電容量のすべてがメモリ５２に蓄積される構成について説明したが、逐次的に満充電容量を導出し、その導出した満充電容量の中から代表値を選択して、メモリ５２に蓄積するようにしてもよい。また、必ずしも満充電容量をメモリ５２に蓄積するたびに、余走行距離を推定する必要はなく、メモリ５２に所定数の満充電容量が蓄積された後に、余走行距離を推定するように構成してもよい。

この発明の実施の形態１によれば、車両に搭載される二次電池の劣化速度と高い相関関係にある車両の総走行距離を用いて、二次電池の満充電容量の変化から余走行距離を推定する。そのため、使用者、使用頻度、使用平均ＳＯＣなどの劣化要因が反映され、高い精度の余寿命推定を実現できる。

また、この発明の実施の形態１によれば、リセット指令を受けると、それ以前に蓄積されたデータを無効とし、その時点以降に蓄積される二次電池の満充電容量を用いて余寿命推定を行なう。そのため、使用環境に変化が生じた場合において、その変化前における値と変化後における値とが混在した検出結果に基づいて、余寿命を推定することを回避できる。よって、二次電池の使用途中において使用環境の変化が生じた場合においても、正確に二次電池の余寿命推定を実現できる。

（変形例）
上述の実施の形態１においては、整備者などが外部からリセット指令を与える構成について説明したが、変形例においては、整備者などによる操作を必要とせず、車両の走行状況などの信号に基づいて、使用環境の変化を検出する構成について説明する。

図７は、この発明の実施の形態１の変形例に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。

図７を参照して、ＥＣＵ３０ａは、図２に示すＥＣＵ３０に対して、アクセル開度センサ６６と、ブレーキセンサ７０と、シフトレバー７２と、ナビゲーション装置７４と、温度センサ８０と、ディスプレイ装置７８とをさらに接続したものと等価である。

アクセル開度センサ６６は、アクセルペダル６４と連結され、アクセルペダル６４の踏込量を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０ａへ与える。また、ブレーキセンサ７０は、ブレーキペダル６８と連結され、ブレーキペダル６８の踏込量を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０ａへ与える。

シフトレバー７２は、運転者の操作（シフトレバー操作）に従って、複数のシフトポジションのうちから１つが選択され、その選択されたシフトポジションをＥＣＵ３０ａへ与える。なお、複数のシフトポジションには、たとえば、車両停止時のパーキングポジション（Ｐポジション）、車両後退時のリバースポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）および車両前進時のドライブポジション（Ｄポジション）などが含まれる。

ナビゲーション装置７４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ７６を介して、緯度および経度を示す衛星信号を受信し、自身に格納された地図情報に基づいて、車両の現在位置を算出する。そして、ナビゲーション装置７４は、その算出した車両の現在位置をＥＣＵ３０ａへ与える。

温度センサ８０は、蓄電装置１６に隣接して配置され、二次電池４０の温度を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０ａへ与える。

ＥＣＵ３０ａは、アクセル開度センサ６６から受けるアクセル開度、ブレーキセンサ７０から受けるブレーキ踏込量、シフトレバー７２から受けるシフトポジション、ナビゲーション装置７４から受ける車両の現在位置、温度センサ８０から受ける二次電池４０の温度、および車速センサ３４から受ける車速信号を受けて、使用環境の変化が生じたか否かを判断する。そして、ＥＣＵ３０ａは、使用環境が生じたと判断すると、自らの内部でリセット指令を生じ、リセット動作を行なう。その他については、上述したこの発明の実施の形態１に従うＥＣＵ３０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

ディスプレイ装置７８は、車室内に配置され、ＥＣＵ３０ａが推定する余走行距離や寿命の総走行距離などを運転者などへ表示する。なお、ディスプレイ装置７８は、ナビゲーション装置７４が算出した車両の現在位置を地図画像とともに表示する機能を兼ねてもよい。

蓄電装置１６と、ＰＣＵ８とについては、図２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

以下、ＥＣＵ３０ａによる使用環境の変化を検出する方法について説明する。
一般的に、発進直後のアクセルペダル６４の踏込量や、ブレーキペダル６８の踏込量は、運転者特有の操作（いわゆる「クセ」）が表れやすい。すなわち、発進時に一気にアクセルペダル６４を踏込む運転者もいれば、緩やかにアクセルペダル６４を踏込む運転者もいる。そのため、アクセス開度の時間的変化率を継続的に監視することで、運転者が変更されたことによる使用環境の変化を検出することができる。また、ブレーキペダル６８についても同様に、そのブレーキ踏込量の時間的変化率を継続的に監視することで、運転者が変更されたことによる使用環境の変化を検出することができる。さらに、アクセル開度やブレーキ踏込量に加えて、シフトポジションと関連付けて判断することでより精度の高い検出ができる。

また、引越しなどで車両が走行する地域に変更が生じた場合には、ナビゲーション装置７４が算出する現在位置に基づいて、容易に使用環境の変化を検出できる。さらに、毎日ほぼ同じ時間に繰返される通勤ルートや送り迎えのルートの走行を監視することで、使用環境の変化を検出することもできる。たとえば、ナビゲーション装置７４から受ける車両の現在位置と、車両が走行する時間帯とを関連付けることで、日常的に生じる走行を抽出し、その抽出した走行の１回あたりの距離や移動範囲などに基づいて、使用環境の変化を検出する。

さらに、温度センサ８０で検出される二次電池４０の温度が、四季の変化に伴う温度変化に相当するか否かを判断し、四季の変化に伴う温度変化に比較して大きな変化や逆の変化が生じる場合には、使用環境の変化が生じたと検出することもできる。

この発明の実施の形態１の変形例によれば、上述したこの発明の実施の形態１における効果に加えて、車両の走行状態などの信号に基づいて、使用環境の変化を検出し、使用環境が変化した場合には、自動的に変化前におけるデータを無効として、余寿命判断に用いる相関関数を補正する。よって、二次電池の使用途中において使用環境の変化が生じた場合においても、正確に二次電池の余寿命推定を実現できる。

［実施の形態２］
上述のこの発明の実施の形態１においては、二次電池の満充電容量の変化に基づいて余寿命を推定する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態２においては、二次電池の内部状態値の１つである内部抵抗値の変化に基づいて余寿命を推定する構成について説明する。

この発明の実施の形態２に従う二次電池の寿命推定装置を搭載した車両および二次電池の寿命推定装置に係る要部については、上述した図１および図２と同様である。なお、この発明の実施の形態２に従う寿命推定装置は、ＥＣＵ３０が格納したプログラムを実行することにより実現される。

再度、図２を参照して、この発明の実施の形態２に従うＥＣＵ３０は、電圧値検出部４２から受けた二次電池４０の電圧値と、電流値検出部４４から受けた二次電池４０の電流値との関係から、ある時点の二次電池４０の内部抵抗値を導出する。そして、ＥＣＵ３０は、車速センサ３４から取得した当該時点における総走行距離と二次電池４０の内部抵抗値とを対応付けてメモリ５２に蓄積する。

以下、ＥＣＵ３０は、所定の走行距離毎または所定の期間毎に、上述の処理を繰返し、複数の時点の各々における二次電池４０の内部抵抗値と総走行距離とを対応付けてメモリ５２に蓄積する。そして、ＥＣＵ３０は、内部抵抗値の総走行距離に対する変化、たとえば相関関数を算出し、その相関関数に基づいて内部抵抗値が寿命に相当する値に到達する寿命走行距離を推定する。さらに、ＥＣＵ３０は、寿命走行距離から現在の総走行距離を差引いて余走行距離を推定する。

（内部抵抗値の導出）
二次電池４０には、陽極材料や陰極材料などに起因する内部抵抗値が存在し、その内部抵抗値は、二次電池４０の劣化に伴い増加する。このような内部抵抗値は、二次電池４０に電流（充電電流または負荷電流）が流れることで生じる電圧降下と、その電圧降下に対応する電流値との比により導出することができる。すなわち、二次電池４０の内部抵抗値は、二次電池４０に電流が流れる期間において検出される電圧値および電流値に基づいて、導出できる。

図８は、二次電池４０の劣化に伴う内部抵抗値の変化を示す図である。
図８を参照して、ＥＣＵ３０は、二次電池４０に電流が流れる期間において、電圧値検出部４２から受けた二次電池４０の電圧値と、電流値検出部４４から受けた二次電池４０の電流値とを取得する。そして、ＥＣＵ３０は、複数回にわたって、二次電池４０の電圧値と電流値とを取得した後、その相関値が最も高くなるように電流値についての１次関数を導出する。この導出される１次関数の「傾き」が内部抵抗値に相当する。なお、導出される内部抵抗値の精度を向上させるため、検出対象とする電流値の範囲は可能な限り広いことが望ましい。なお、上述したように、二次電池４０の劣化に伴い、内部抵抗値は増加するので、図８に示すように、１次関数の傾きは大きくなる。

（寿命推定）
ＥＣＵ３０は、上述の過程に従い決定した二次電池４０の内部抵抗値を、車両１００の走行距離と対応付けて、メモリ５２に順次蓄積する。なお、ＥＣＵ３０がメモリ５２に内部抵抗値を蓄積するタイミングは、相関関数の精度を向上させるため、所定の走行距離毎、たとえば１００ｋｍ毎に蓄積することが望ましい。

上述のこの発明の実施の形態１と同様に、この発明の実施の形態２においても、走行距離の平方根に関する１次関数を用いて余走行距離の推定を行なう。

図９は、ＥＣＵ３０が寿命推定を実行する過程を説明するための図である。
図９を参照して、ＥＣＵ３０は、蓄積した二次電池４０の内部抵抗値と高い相関値をもつように、車両１００の総走行距離の平方根を変数とする１次関数で規定される相関関数を決定する。一例として、ＥＣＵ３０は、最小二乗法を用いて、取得された二次電池４０の内部抵抗値の各々との偏差が最小となるように、相関関数を決定する。そして、ＥＣＵ３０は、決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断し、その寿命に相当する車両の総走行距離を取得する。さらに、取得した寿命に相当する総走行距離から現時点における総走行距離との差を余走行距離、すなわち余寿命と推定する。

上述のような過程に従い、車両に搭載される二次電池の余走行距離を推定できるので、車両の使用者や整備者などは、二次電池の交換時期などを予め予測することができ、また、車両を所定の走行性能に維持することができる。

（リセット機能）
上述したこの発明の実施の形態１と同様に、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けると、その時点以降にメモリ５２に蓄積される総走行距離および二次電池４０の内部抵抗値のデータを用いて、余走行距離を推定する。一例として、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けると、それ以前にメモリ５２に蓄積されていたデータは、「無効」であるとみなして、消去または無効フラグの付加などを行なう。

図１０は、リセット機能を説明するための図である。
図１０を参照して、リセット機能を使用しない場合においては、「現時点」において決定される相関関数は、「現時点」より以前に蓄積されたすべての内部抵抗値に基づいて決定される。その結果、使用環境の変化後においては、劣化速度（総走行距離に対する内部抵抗値の変化率）が変化しているにも関わらず、ＥＣＵ３０は、使用環境の変化前および変化後における内部抵抗値を用いるため、誤った相関関数を決定してしまう。その結果、推定される余走行距離も大きな誤差を含むことになる。

一方、使用環境が変化した際にリセット指令が与えられた場合においては、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けた時点以降に蓄積される内部抵抗値を用いて相関関数を決定する。すなわち、使用環境の変化前に蓄積される内部抵抗値は、無効であるとみなされ、使用環境の変化後の蓄積される内部抵抗値のみに基づいて、本来の相関関数が決定される。

このように、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けると、寿命推定に用いられる相関関数を補正することで、余走行距離を正確に推定できる。

（処理フロー）
図１１は、余寿命推定に係る処理の流れを示すフローチャートである。

図１１を参照して、ＥＣＵ３０は、リセット指令を受けたか否かを判断する（ステップＳ２００）。リセット指令を受けた場合（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）には、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積されている内部抵抗値および総走行距離のデータを消去する（ステップＳ２０２）。

リセット指令を受けていない場合（ステップＳ２００においてＮＯの場合）、またはメモリ５２に蓄積されている内部抵抗値および総走行距離のデータを消去した後、ＥＣＵ３０は、電流値検出部４４により検出される電流値と電圧値検出部４２により検出される電圧値との関係に基づいて、現時の二次電池４０の内部抵抗値を導出する（ステップＳ２０４）。すなわち、ＥＣＵ３０は、複数回にわたって、二次電池４０の電圧値と電流値とを取得した後、その相関値が最も高くなるように電流値についての１次関数を導出し、その導出した１次関数の傾きを内部抵抗値とする。

さらに、ＥＣＵ３０は、導出した内部抵抗値を、総走行距離と対応付けてメモリ５２に蓄積する（ステップＳ２０６）。

その後、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積された複数の内部抵抗値の総走行距離に対する変化に基づいて、内部抵抗値が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する（ステップＳ２０８）。すなわち、ＥＣＵ３０は、メモリ５２に蓄積された二次電池４０の内部抵抗値との偏差が最小となるような相関関数を決定し、その決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断する。さらに、ＥＣＵ３０は、その寿命に相当する総走行距離と現時点の総走行距離との差を余走行距離と推定する。

なお、上述の処理フローにおいては、ステップＳ１０６において導出する二次電池４０の内部抵抗値のすべてをメモリ５２に蓄積する構成について説明したが、逐次的に内部抵抗値を導出し、その導出した内部抵抗値の中から代表値を選択して、メモリ５２に蓄積するようにしてもよい。また、必ずしも内部抵抗値をメモリ５２に蓄積するたびに、余走行距離を推定する必要はなく、メモリ５２に所定数の内部抵抗値が蓄積された場合に、余走行距離を推定するように構成してもよい。

さらに、上述したこの発明の実施の形態１の変形例と同様に、車両の走行状況などの信号に基づいて、使用環境の変化を検出する構成を採用してもよい。なお、この発明の実施の形態１の変形例と同様の構成であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態２によれば、車両に搭載される二次電池の劣化速度と高い相関関係にある車両の総走行距離を用いて、二次電池の内部抵抗値の変化から余走行距離を推定する。そのため、使用者、使用頻度、使用平均ＳＯＣなどの劣化要因が反映され、高い精度の余寿命推定を実現できる。

また、この発明の実施の形態２によれば、リセット指令を受けると、それ以前に蓄積されたデータを無効とし、その時点以降に蓄積される二次電池の内部抵抗値を用いて余寿命推定を行なう。そのため、使用環境に変化が生じた場合において、その変化前における値と変化後における値とが混在した検出結果に基づいて、余寿命を推定することを回避できる。よって、二次電池の使用途中において使用環境の変化が生じた場合においても、正確に二次電池の余寿命推定を実現できる。

［実施の形態３］
上述のこの発明の実施の形態１においては、二次電池の満充電容量の総走行距離に対する変化に基づいて、余寿命を推定する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態３においては、二次電池の満充電容量の経過時間に対する変化に基づいて、余寿命を推定する構成について説明する。

図１２は、この発明の実施の形態３に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。

図１２を参照して、ＥＣＵ３０ｂは、ＣＰＵ５０と、メモリ５２と、カレンダー部８２とを含む。カレンダー部８２は、水晶発振器などにより現在の時刻を算出し、その時刻をＣＰＵ５０へ出力する。

ＥＣＵ３０ｂは、電圧値検出部４２から受けた二次電池４０の電圧値と、電流値検出部４４から受けた二次電池４０の電流値との関係から、ある時点の二次電池４０の劣化状態に相当する現時充放電特性を取得する。そして、ＥＣＵ３０ｂは、メモリ５２に格納している、二次電池４０の基準状態（たとえば、製造時）における基準充放電特性を読出し、当該基準充放電特性と現時充放電特性とを比較して、当該時点における二次電池４０の満充電容量を導出する。さらに、ＥＣＵ３０ｂは、カレンダー部８２が算出する時刻に基づいて、当該時点における二次電池４０の使用開始からの経過時間を取得し、当該経過時間と二次電池４０の満充電容量とを対応付けてメモリ５２に蓄積する。

以下、ＥＣＵ３０は、所定の期間毎に、上述の処理を繰返し、複数の時点の各々における二次電池４０の満充電容量を二次電池４０の使用開始からの経過時間と対応付けてメモリ５２に蓄積する。そして、ＥＣＵ３０は、満充電容量の経過時間に対する変化、たとえば相関関数を算出し、その相関関数に基づいて満充電容量が寿命に相当する値に到達する寿命時間を推定する。さらに、ＥＣＵ３０は、寿命時間から現在の経過時間を差引いて余時間を推定する。

さらに、ＥＣＵ３０ｂは、リセットスイッチ３２と接続され、リセットスイッチ３２を介してリセット指令を受ける。なお、リセット指令は、販売店や中古車取扱店などの整備者の操作により与えられる。そして、ＥＣＵ３０ｂは、リセット指令を受けた時点以降にメモリ５２に蓄積される二次電池４０の満充電容量のデータを用いて、余時間を推定する。その他については、この発明の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

なお、この発明の実施の形態３に従う寿命推定装置は、ＥＣＵ３０ｂが格納したプログラムを実行することにより実現される。

図１３は、実施の形態３に従う寿命推定装置における余寿命推定を説明するための図である。

図１３を参照して、ＥＣＵ３０ｂは、実施の形態１と同様の過程に従い決定した二次電池４０の満充電容量を、二次電池４０の使用開始からの経過時間と対応付けて、メモリ５２に順次蓄積する。なお、ＥＣＵ３０ｂがメモリ５２に満充電容量を蓄積するタイミングは、相関関数の精度を向上させるため、所定の時間間隔、たとえば３０日ごとに蓄積することが望ましい。

なお、二次電池４０の劣化度は、使用開始からの経過時間の平方根に略比例するため、この発明の実施の形態３においては、二次電池４０の使用開始からの経過時間の平方根に関する１次関数を相関関数に用いて寿命推定を行なう。

ＥＣＵ３０ｂは、蓄積した二次電池４０の満充電容量と高い相関値をもつように、二次電池４０の使用開始からの経過時間の平方根を変数とする、１次関数からなる相関関数を決定する。一例として、ＥＣＵ３０ｂは、最小二乗法を用いて、取得された二次電池４０の満充電容量の各々との偏差が最小となるような相関関数を決定する。そして、ＥＣＵ３０ｂは、決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断し、その寿命に相当する寿命時間を取得する。さらに、取得した寿命時間と現時点における経過時間との差を余時間、すなわち余寿命と推定する。

また、使用環境が変化した際にリセット指令が与えられると、ＥＣＵ３０ｂは、リセット指令を受けた時点以降に蓄積される満充電容量を用いて相関関数を決定する。すなわち、ＥＣＵ３０ｂは、使用環境の変化前に蓄積される満充電容量を無効であるとみなし、使用環境の変化後に蓄積される満充電容量のみに基づいて、本来の相関関数を決定する。

この発明の実施の形態３に従う寿命推定に係る処理のフローチャートは、図６に示すフローチャートにおいて、「車両１００の総走行距離」を「二次電池４０の使用開始からの経過時間」に代えたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

さらに、上述したこの発明の実施の形態１の変形例と同様に、車両の走行状況などの信号に基づいて、使用環境の変化を検出する構成を採用してもよい。なお、この発明の実施の形態１の変形例と同様の構成であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態３によれば、リセット指令を受けると、それ以前に蓄積されたデータを無効とし、その時点以降に蓄積される二次電池の満充電容量を用いて余寿命推定を行なう。そのため、使用環境に変化が生じた場合において、その変化前における値と変化後における値とが混在した検出結果に基づいて、余寿命を推定することを回避できる。よって、二次電池の使用途中において使用環境の変化が生じた場合においても、正確に二次電池の余寿命推定を実現できる。

［実施の形態４］
上述のこの発明の実施の形態３においては、二次電池の満充電容量の経過時間に対する変化に基づいて、余寿命を推定する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態４においては、二次電池の内部抵抗値の経過時間に対する変化に基づいて余寿命を推定する構成について説明する。

この発明の実施の形態４に従う二次電池の寿命推定装置を搭載した車両および二次電池の寿命推定装置に係る要部については、上述した図１および図１２と同様である。なお、この発明の実施の形態４に従う寿命推定装置は、ＥＣＵ３０ｂが格納したプログラムを実行することにより実現される。

再度、図１２を参照して、この発明の実施の形態４に従うＥＣＵ３０ｂは、電圧値検出部４２から受けた二次電池４０の電圧値と、電流値検出部４４から受けた二次電池４０の電流値との関係から、ある時点の二次電池４０の内部抵抗値を導出する。そして、ＥＣＵ３０ｂは、カレンダー部８２が算出する時刻に基づいて、当該時点における二次電池４０の使用開始からの経過時間を取得し、当該経過時間と二次電池４０の内部抵抗値とを対応付けてメモリ５２に蓄積する。

以下、ＥＣＵ３０ｂは、所定の期間毎に、上述の処理を繰返し、複数の時点の各々における二次電池４０の内部抵抗値と二次電池４０の使用開始からの経過時間とを対応付けてメモリ５２に蓄積する。そして、ＥＣＵ３０ｂは、内部抵抗値の経過時間に対する変化、たとえば相関関数を算出し、その相関関数に基づいて内部抵抗値が寿命に相当する値に到達する寿命時間を推定する。さらに、ＥＣＵ３０ｂは、寿命時間から現在の経過時間を差引いて余時間を推定する。

さらに、ＥＣＵ３０ｂは、リセットスイッチ３２と接続され、リセットスイッチ３２を介してリセット指令を受ける。なお、リセット指令は、販売店や中古車取扱店などの整備者の操作により与えられる。そして、ＥＣＵ３０ｂは、リセット指令を受けた時点以降にメモリ５２に蓄積される二次電池４０の内部抵抗値のデータを用いて、余時間を推定する。その他については、この発明の実施の形態２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図１４は、実施の形態４に従う寿命推定装置における余寿命推定を説明するための図である。

図１４を参照して、ＥＣＵ３０ｂは、実施の形態２と同様の過程に従い決定した二次電池４０の内部抵抗値を、二次電池４０の使用開始からの経過時間と対応付けて、メモリ５２に順次蓄積する。なお、ＥＣＵ３０ｂがメモリ５２に内部抵抗値を蓄積するタイミングは、相関関数の精度を向上させるため、所定の時間間隔、たとえば３０日ごとに蓄積することが望ましい。

なお、この発明の実施の形態４においては、この発明の実施の形態３と同様に、使用開始からの経過時間の平方根に関する１次関数を相関関数に用いて寿命推定を行なう。

ＥＣＵ３０ｂは、蓄積した二次電池４０の内部抵抗値と高い相関値をもつように、二次電池４０の使用開始からの経過時間の平方根を変数とする、１次関数からなる相関関数を決定する。一例として、ＥＣＵ３０ｂは、最小二乗法を用いて、取得された二次電池４０の内部抵抗値の各々との偏差が最小となるような相関関数を決定する。そして、ＥＣＵ３０ｂは、決定した相関関数が寿命判定ラインと交差する点を寿命と判断し、その寿命に相当する寿命時間を取得する。さらに、取得した寿命時間と現時点における経過時間との差を余時間、すなわち余寿命と推定する。

また、使用環境が変化した際にリセット指令が与えられると、ＥＣＵ３０ｂは、リセット指令を受けた時点以降に蓄積される内部抵抗値を用いて相関関数を決定する。すなわち、ＥＣＵ３０ｂは、使用環境の変化前に蓄積される内部抵抗値を無効であるとみなし、使用環境の変化後に蓄積される内部抵抗値のみに基づいて、本来の相関関数を決定する。

この発明の実施の形態４に従う寿命推定に係る処理のフローチャートは、図１１に示すフローチャートにおいて、「車両１００の総走行距離」を「二次電池４０の使用開始からの経過時間」に代えたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

さらに、上述したこの発明の実施の形態１の変形例と同様に、車両の走行状況などの信号に基づいて、使用環境の変化を検出する構成を採用してもよい。なお、この発明の実施の形態１の変形例と同様の構成であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態４によれば、リセット指令を受けると、それ以前に蓄積されたデータを無効とし、その時点以降に蓄積される二次電池の内部抵抗値を用いて余寿命推定を行なう。そのため、使用環境に変化が生じた場合において、その変化前における値と変化後における値とが混在した検出結果に基づいて、余寿命を推定することを回避できる。よって、二次電池の使用途中において使用環境の変化が生じた場合においても、正確に二次電池の余寿命推定を実現できる。

なお、この発明の実施の形態１および２においては、一例として、ハイブリッド自動車に本発明を適用した場合について説明したが、二次電池を搭載しており、かつ、総走行距離を取得できる車両であれば、ハイブリッド自動車に限られない。一例として、燃料電池を搭載した燃料電池車や、電気自動車、および電動自転車などに適用できる。

また、この発明の実施の形態３および４においては、一例として、ハイブリッド自動車車に本発明を適用した場合について説明したが、二次電池を搭載している装置であれば、ハイブリッド自動車に限られない。一例として、燃料電池を搭載した燃料電池車や、電気自動車、電動自転車、および車両以外の装置にも適用できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従う二次電池の寿命推定装置を搭載した車両の概略構成図である。 この発明の実施の形態１に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。 二次電池の劣化に伴う充放電特性の変化の一例を示す図である。 ＥＣＵが寿命推定を実行する過程を説明するための図である。 リセット機能を説明するための図である。 余寿命推定に係る処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。 二次電池の劣化に伴う内部抵抗値の変化を示す図である。 ＥＣＵが寿命推定を実行する過程を説明するための図である。 リセット機能を説明するための図である。 余寿命推定に係る処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に従う寿命推定装置に係る要部を示す概略構成図である。 実施の形態３に従う寿命推定装置における余寿命推定を説明するための図である。 実施の形態４に従う寿命推定装置における余寿命推定を説明するための図である。

符号の説明

２ エンジン、４ 動力分割機構、６，１４ モータジェネレータ（ＭＧ）、８ ＰＣＵ、１０ インバータ（ＩＮＶ）、１２ 昇降圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣ）、１６ 蓄電装置、１８ 減速機、２０ 車輪、３２ リセットスイッチ、３４ 車速センサ、４０ 二次電池、４２ 電圧値検出部、４４ 電流値検出部、５２ メモリ、６４ アクセルペダル、６６ アクセル開度センサ、６８ ブレーキペダル、７０ ブレーキセンサ、７２ シフトレバー、７４ ナビゲーション装置、７６ ＧＰＳアンテナ、７８ ディスプレイ装置、８０ 温度センサ、８２ カレンダー部、１００ 車両。

Claims (9)

1. 車両に搭載される二次電池の寿命推定装置であって、
   前記二次電池の電流値および電圧値を検出する検出手段と、
   前記車両の総走行距離を取得する総走行距離取得手段と、
   前記検出手段により検出される電流値および電圧値に基づいて、前記二次電池の内部状態値を取得する内部状態値取得手段と、
   前記内部状態値取得手段により取得される内部状態値を、前記総走行距離取得手段により取得される総走行距離と対応付けて蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段により蓄積された複数の内部状態値の総走行距離に対する変化に基づいて、内部状態値が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する推定手段とを備える、二次電池の寿命推定装置。
2. 前記内部状態値取得手段は、
   内部状態値として前記二次電池の満充電容量を使用し、
   前記検出手段により検出される電流値を所定期間について積算した電荷量、および当該電荷量に対応する電圧値変化、を取得する充放電特性取得手段と、
   前記充放電特性取得手段により取得される電荷量および電圧値変化に基づいて、予め取得された前記二次電池の基準状態における電荷量と電圧値との関係を示す基準充放電特性から満充電容量を導出する満充電容量導出手段とを含む、請求項１に記載の二次電池の寿命推定装置。
3. 前記内部状態値取得手段は、
   内部状態値として前記二次電池の内部抵抗値を使用し、
   前記検出手段により検出される電流値と電圧値との関係に基づいて、前記二次電池の内部抵抗値を導出する内部抵抗値導出手段を含む、請求項１に記載の二次電池の寿命推定装置。
4. 前記推定手段は、総走行距離の平方根を変数とする１次関数を用いて推定を行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池の寿命推定装置。
5. リセット指令を受けると、その時点以降に前記蓄積手段により蓄積される値を用いて、前記推定手段による推定を行なわせるリセット手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池の寿命推定装置。
6. 二次電池の電流値および電圧値を検出する検出手段と、
   前記二次電池の使用開始からの経過時間を取得する経過時間取得手段と、
   前記検出手段により検出される電流値および電圧値に基づいて、前記二次電池の内部状態値を取得する内部状態値取得手段と、
   前記内部状態値取得手段により取得される内部状態値を、前記経過時間取得手段により取得される経過時間と対応付けて蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段により蓄積された複数の内部状態値の経過時間に対する変化に基づいて、内部状態値が寿命に相当する値に到達するまでの余走行距離を推定する推定手段と、
   リセット指令を受けると、その時点以降に前記蓄積手段により蓄積される値を用いて、前記推定手段による推定を行なわせるリセット手段とを備える、二次電池の寿命推定装置。
7. 前記内部状態値取得手段は、
   内部状態値として前記二次電池の満充電容量を使用し、
   前記検出手段により検出される電流値を所定期間について積算した電荷量、および当該電荷量に対応する電圧値変化、を取得する充放電特性取得手段と、
   前記充放電特性取得手段により取得される電荷量および電圧値変化に基づいて、予め取得された前記二次電池の基準状態における電荷量と電圧値との関係を示す基準充放電特性から満充電容量を導出する満充電容量導出手段とを含む、請求項６に記載の二次電池の寿命推定装置。
8. 前記内部状態値取得手段は、
   内部状態値として前記二次電池の内部抵抗値を使用し、
   前記検出手段により検出される電流値と電圧値との関係に基づいて、前記二次電池の内部抵抗値を導出する内部抵抗値導出手段を含む、請求項７に記載の二次電池の寿命推定装置。
9. 前記二次電池の使用環境の変化を検出したときに、前記リセット指令を自動的に発生するリセット指令発生手段をさらに備える、請求項５〜８のいずれか１項に記載の二次電池の寿命推定装置。

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