锂离子二次电池的控制装置以及车辆的制作方法

本公开涉及锂离子二次电池的控制装置以及车辆。

背景技术：

在锂离子二次电池中，锂为电荷载体，在充电时锂嵌入负极活性物质，在放电时锂从负极活性物质脱离。当反复进行这样的充放电时，有时会在锂离子二次电池的负极析出锂(金属锂)。对锂离子二次电池的充电电流越大，则越容易在锂离子二次电池的负极发生锂的析出(以下也简称为“锂析出”。并且，在负极析出的锂会使锂离子二次电池的性能(例如电池容量)降低。

国际公开第2010/005079号公开了如下技术：为了抑制上述的锂析出，限制对锂离子二次电池的充电电流。通过限制对锂离子二次电池的充电电流，使得在锂离子二次电池的负极不析出锂。

技术实现要素：

如上所述，通过限制对锂离子二次电池(以下也简称为“电池”)的充电电流以使得在电池的负极不析出锂，能够抑制电池性能的降低。但是，限制对电池的充电电流会导致充电损失的增加。当对电池的充电电流受到限制时，即使存在能够对电池供给的能量(例如再生电力)，也会变为无法对电池进行充电，充电损失会变大。

本公开是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于在抑制由锂析出导致的电池性能降低的同时降低充电损失。

本公开的锂离子二次电池的控制装置(以下也称为“电池控制装置”)构成为控制对锂离子二次电池的充电电流。在本公开的电池控制装置中，充电电流被控制为使得容许在充电停止后预计会溶解的锂在锂离子二次电池的负极析出。

在电池的负极析出的锂(以下也称为“析出锂”)基本上会残留在负极表面。但是，本申请发明人发现了能够在特定条件下使析出锂溶解。根据本申请发明人的实验，锂不是因析出而立即不熔化，而是有时也会在可溶的状态下析出。由于锂的形态(析出形态)在析出后会变化，析出锂会失活性化(不熔化)。因此，若是在失活性化之前，则在可溶的状态下析出的锂能够溶解。

本公开的电池控制装置是基于上述见解而完成的。在本公开的电池控制装置中，充电电流被控制为容许在充电停止后预计会溶解的锂在电池的负极析出，与限制充电电流以使得不发生锂析出的情况相比，充电电流的限制得到缓和。更具体而言，能够将充电电流增大到会发生锂析出的程度。通过这样缓和充电电流的限制，能够增加充电的机会和/或延长充电时间，充电损失减少。

上述的充电电流大到会发生锂析出的程度，但小至使析出锂不发生失活性化的程度。在上述的电池控制装置中，在使得不使析出锂发生失活性化的条件下(例如通电时间不过长的范围内)容许这样的充电电流。因这样的充电电流而析出的锂会在充电停止后溶解，因此，在开始接下来的充电时，在电池的负极表面不残留锂(金属锂)。由此，根据上述的电池控制装置，能够抑制由锂析出导致的电池性能低下。

上述的电池控制装置也可以具备：控制部，其控制充电电流以使得充电电流不超过预定的上限值(以下称为“充电限制值”)；和设定部，其使用在锂离子二次电池的负极不会析出锂的充电电流的最大值(以下称为“li析出界限值”)来设定充电限制值。并且，上述控制部在预定的容许条件成立的情况下，在预定的容许期间中容许充电限制值变为大于li析出界限值，由此容许在充电停止后预计会溶解的锂在锂离子二次电池的负极析出。

在这样的电池控制装置中，通过上述设定部将充电限制值设定为li析出界限值以下，能够限制充电电流以使得不发生锂析出。另外，通过适当地设定容许条件以及容许期间，上述控制部能够适当地进行上述限制的缓和。

上述容许条件也可以在锂离子二次电池的soc(stateofcharge充电状态)比预定soc值(以下称为“容许soc”)低的情况下成立。容许soc为90％以上且100％以下。soc表示蓄电剩余量，例如以0～100％表示当前的蓄电量相对于满充电状态的蓄电量的比例。

当析出锂溶解后，成为锂离子而返回到负极内。但是，在电池的soc过高的状态(电池接近满充电的状态)下，有可能无法确保与在负极接受锂离子相应的容量。基于这样的见解，在上述构成中，能够使得仅在电池的soc比容许soc(更特定而言，从90％以上且100％以下的范围选择的soc)低的情况下进行上述限制的缓和。

在采用上述容许条件的情况下，也可以构成为：控制部在容许期间结束了的定时使充电停止，使得在从充电停止了的定时(以下也称为“休止开始点”)起到经过预定时间(以下称为“休止时间”)为止的期间(以下称为“休止期间”)中不进行充电。

若电池的soc足够低，则能够通过在容许期间结束后维持充电停止状态来使析出锂溶解。另外，通过在容许期间结束了的定时使充电停止，能促进休止期间中的析出锂的溶解。更具体而言，当将充电电流增大到会发生锂析出的程度时，会成为在电池的电极间施加了过电压的状态。当在这样的状态下使充电停止时，会成为因残留电压而在电极间施加微弱的放电电压的状态，析出锂会溶解而容易被负极吸收。利用这样的现象，能够使在上述的容许期间生成的析出锂在上述的休止期间中溶解。

所述容许期间也可以是从充电电流与li析出界限值一致了的定时(以下称为“容许开始点”)起到经过预定时间(以下称为“容许时间”)为止的期间。

当相对于li析出界限值而过剩地增大充电电流时，锂的析出量会变得过剩、锂会失活性化，析出锂在充电停止后会不再溶解。因此，在容许期间中，优选将充电电流维持在li析出界限值附近。在上述的容许开始点，充电电流与li析出界限值一致。通过在这样的定时开始容许期间，在容许期间的初期容易将充电电流维持在li析出界限值附近。

在采用上述的容许期间的情况下，优选在容许期间中充电限制值被维持为容许开始点的li析出界限值。根据这样的充电限制值，负极处的锂析出被容许，但能抑制充电电流过剩地变大。因此，能够在抑制因锂析出导致的电池性能低下的同时减少充电损失。

另外，上述容许时间(确定容许期间的长度的预定时间)也可以使用容许开始点的锂离子二次电池的环境温度、soc以及充电电流中的至少一个来决定。

通过使用如上所述的参数，容易将容许时间设定为适当的长度。

本公开的车辆具备：驱动轮；电动发电机，其与驱动轮以机械方式连接；锂离子二次电池，其由通过电动发电机发电产生的再生电力来充电；以及控制装置，其控制对锂离子二次电池的充电电流。并且，控制装置包括：控制部，其限制再生电力，以使得充电电流不超过充电限制值；和设定部，其使用li析出界限值来设定充电限制值。另外，控制部在预定的容许条件成立的情况下，在预定的容许期间中容许充电限制值变为大于li析出界限值，由此容许在充电停止后预计会溶解的锂在锂离子二次电池的负极析出。

在这样的车辆中，通过上述设定部将充电限制值设定为li析出界限值以下，能够限制充电电流以使得不发生锂析出。另外，通过适当地设定容许条件以及容许期间，上述控制部能够适当地进行上述限制的缓和。通过进行上述限制的缓和，能够高效地进行基于再生电力的充电而提高再生电力的回收率。

此外，上述锂离子二次电池是将锂作为电荷载体来进行充放电的二次电池，不仅包括使用了液体电解质(例如有机溶剂)的一般的锂离子二次电池(电解液式锂离子二次电池)，也包括使用了固体电解质的全固体电池(全固体式锂离子二次电池)。

本发明的上述以及其他的目的、特征、方面以及优点根据与附图相关联地理解的关于本发明的如下详细说明来明确。

附图说明

图1是概略地表示搭载有本公开的实施方式涉及的电池控制装置的车辆的整体结构的框图。

图2是表示本公开的实施方式涉及的电池控制装置进行的充电电流控制的一个例子的图。

图3是表示δt1决定信息的一个例子的图。

图4是表示充电试验中在充电执行期间没有发生锂析出时的充电条件的一个例子的图。

图5是表示充电试验中在充电执行期间发生了锂析出、但在充电停止后的休止期间中析出锂发生了溶解时的充电条件的第1例的图。

图6是表示充电试验中在充电执行期间发生锂析出、在充电停止后的休止期间中析出锂也未溶解而残留下来时的充电条件的第1例的图。

图7是表示充电试验中在充电执行期间发生了锂析出、但在充电停止后的休止期间中析出锂发生了溶解时的充电条件的第2例的图。

图8是表示充电试验中在充电执行期间发生锂析出、在充电停止后的休止期间中析出锂也未溶解而残留下来时的充电条件的第2例的图。

图9是表示本公开的实施方式涉及的电池控制装置执行的充电限制值设定处理的步骤的流程图。

图10是表示本公开的实施方式涉及的电池控制装置执行的蓄电池电流控制的处理步骤的流程图。

图11是表示比较例涉及的电池控制装置的工作的图。

图12是表示实施例涉及的电池控制装置的工作的图。

图13是表示图2所示的容许期间中的充电限制值的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细的说明。此外，对图中相同或者相当的部分标记相同的标号而不反复进行其说明。

以下，对该实施方式涉及的电池控制装置应用于混合动力车的例子进行说明。但是，电池控制装置的应用对象不限定于混合动力车，也可以是不搭载发动机的电动汽车。另外，电池控制装置的用途并不是限定于车辆用途，也可以是固定放置用途。另外，受控制的电池也不限定于以下所述的电池组，也可以是单电池。

图1是概略地表示搭载有该实施方式涉及的电池控制装置的车辆1的整体结构的框图。

参照图1，车辆1具备电动发电机(以下称为“mg(motorgenerator)”)11、12、发动机20、驱动轮30、动力分割装置31、驱动轴32、电力控制单元(以下称为“pcu(powercontrolunit)”)40、系统主继电器(以下称为“smr(systemmainrelay)”)50、电池系统2。

电池系统2具备蓄电池(battery)100、电压传感器210、电流传感器220、温度传感器230、车室内温度传感器240、电子控制单元(以下称为“ecu(electroniccontrolunit)”)300。该实施方式涉及的ecu300相当于本公开涉及的“锂离子二次电池的控制装置”的一个例子。

蓄电池100例如搭载于车辆1的车室内。蓄电池100是构成为能够再充电的直流电源。蓄电池100包括多个二次电池串联连接而构成的电池组。在该实施方式中，作为构成蓄电池100所包含的电池组的二次电池(以下称为“电池单元”)101，采用以下所述的电解液式锂离子二次电池。

电池单元101例如构成为在方形的电池壳体的内部容纳有电极体。电极体是正极和负极隔着间隔物而层叠，通过该层叠体卷绕而形成的。电解液被保持于正极、负极以及间隔物。

正极包括正极集电体(例如铝箔)和正极活性物质层。例如通过将含有正极活性物质、粘合剂以及导电助剂的正极复合材料涂覆于正极集电体的表面，在正极集电体的两面形成正极活性物质层。另外，负极包括负极集电体(例如铜箔)和负极活性物质层。例如通过将含有负极活性物质、粘合剂以及导电助剂的负极复合材料涂覆于负极集电体的表面，在负极集电体的两面形成负极活性物质层。

对于正极、负极、间隔物以及电解液，作为锂离子二次电池的正极、负极、间隔物以及电解液，可以分别使用公知的结构以及材料。作为一个例子，对正极活性物质可以使用含锂的镍钴锰复合氧化物(钴酸锂的一部分被镍以及锰置换而得到的三元系的材料)。对负极活性物质可以使用碳材料(例如石墨)。对间隔物可以使用聚烯烃(例如聚乙烯或者聚丙烯)。对电解液可以使用包含有机溶剂(例如dmc(dimethylcarbonate)、emc(ethylmethylcarbonate)和ec(ethylenecarbonate)的混合溶剂)、锂盐(例如lipf6)、添加剂(例如libob(lithiumbis(oxalate)borate)或者li[pf2(c2o4)2])的溶液。

此外，电池单元101(锂离子二次电池)的结构不限定于上述那样，可以根据所应用的车辆的结构以及用途等而变更。例如，电极体也可以不是卷绕构造，而是具有层叠构造的电极体。另外，可以代替方形的电池壳体而采用圆筒型或者叠层(laminate)型的电池壳体。另外，可以代替电解液而使用聚合物类电解质，也可以使用氧化物类、硫化物类等的无机类固体电解质。

pcu40按照来自ecu300的控制信号，在蓄电池100与mg11、12之间执行双向的电力变换。pcu40构成为能够分别个别地控制mg11、12的状态，例如能够在使mg11为发电状态的同时，使mg12为牵引状态。pcu40例如构成为包括与mg11、12对应地设置的两个变换器(inverter)、和将供给到各变换器的直流电压升压到蓄电池100的输出电压以上的转换器。

mg11、12是交流旋转电机，例如是在转子埋设有永磁体的三相交流同步电动机。mg11主要作为经由动力分割装置31被发动机20驱动的发电机来使用。mg11发电产生的电力经由pcu40被供给到mg12或者蓄电池100。

mg12主要作为电动机来工作，对驱动轮30进行驱动。mg12接受来自蓄电池100的电力以及mg11的发电电力中至少一方而被驱动，mg12的驱动力被传递至驱动轴32。另一方面，在车辆1制动时以及下坡的加速度降低时，mg12作为发电机来工作，进行再生发电。以下，将由mg12的再生发电生成的电力称为“再生电力”。mg12发电产生的电力(例如再生电力)经由pcu40被供给至蓄电池100。

发动机20是如下的内燃机：通过将在使空气与燃料的混合气体燃烧时产生的燃烧能量转换为如活塞或者转子的运动部件的动能来输出动力。动力分割装置31例如包括具有太阳轮、齿轮架、齿圈的三个旋转轴的行星齿轮机构。动力分割装置31将从发动机20输出的动力分割为驱动mg11的动力和对驱动轮30进行驱动的动力。

smr50电连接在连接蓄电池100和pcu40的电流路径上。在smr50根据来自ecu300的控制信号而闭合的情况下，能够在蓄电池100与pcu40之间进行电力的授受。

电压传感器210检测蓄电池100的各电池单元101的电压vb。电流传感器220检测在蓄电池100输入输出的电流ib(将充电侧设为负)。温度传感器230检测蓄电池100的各电池单元101的温度tb。各传感器将其检测结果输出至ecu300。

在蓄电池100中流动的电流与在各电池单元101中流动的电流一致。即，电流ib也是在各电池单元101中流动的电流。充电时的电流ib(负数)相当于充电电流。电压传感器210以及温度传感器230各自例如按每一个电池单元101而设置一个。但不限于此，电压传感器210以及温度传感器230各自既可以按每多个电池单元101而设置一个，也可以相对于一个电池组而只设置一个。

车室内温度传感器240检测车辆1的车室内温度(车室内的空气的温度)，将其检测值输出给ecu300。车辆1的车室内温度相当于蓄电池100(进而，蓄电池100内的锂离子二次电池)的环境温度。即，该实施方式中，通过车室内温度传感器240检测锂离子二次电池的环境温度。

ecu300构成为包括cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)301、存储器302以及未图示的输入输出缓存器。存储器302包括rom(readonlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机访问存储器)以及可重写的非易失性存储器。通过cpu301执行存储器302(例如rom)中存储的程序，执行各种控制。ecu300例如基于从各传感器接收的信号以及存储器302中存储的程序来控制各设备，以使得车辆1以及电池系统2成为所期望的状态。ecu300例如通过控制发动机20以及pcu40，执行车辆1的行驶控制和/或蓄电池100的充放电控制。关于ecu300进行的各种控制，不限于软件的处理，也可以通过专用的硬件(电子电路)进行处理。

该实施方式涉及的ecu300包括本公开涉及的“控制部”以及“设定部”。更具体而言，可通过cpu301和存储器302内的程序来实现“控制部”以及“设定部”。

ecu300根据使用各种传感器的输出而掌握的车辆1的状态(车速、发动机转速、加速器操作量等)来取得要求电流，使用所得到的要求电流控制蓄电池100(进而，电池单元101)的输入输出电流(充电电流以及放电电流)。要求电流是未进行电流限制时的蓄电池100的输入输出电流。在不限制充电电流的情况下，按照要求电流的充电电流被供给至蓄电池100。

另外，当在锂离子二次电池的负极析出锂(金属锂)时，存在残留于负极表面的锂会使锂离子二次电池的性能(例如电池容量)降低的倾向。对电池的充电电流越大，越容易发生锂离子二次电池中的锂析出。

为了抑制电池单元101的负极上的锂析出，在车辆1中，通过ecu300算出表示在电池单元101的负极不会析出锂的充电电流的最大值的li析出界限值，ecu300使用该li析出界限值来控制电池单元101的充电电流。电池(各电池单元101)的状态越是容易促进锂析出的状态，li析出界限值越小。例如，从高充电状态(高soc)开始的充电、长时间的持续充电、以及电池电阻高的状态(例如电池温度低的状态)下的充电会促进锂析出。

ecu300限制充电电流以使得不超过使用li析出界限值设定的充电限制值。ecu300通过控制pcu40来限制由mg12进行的再生发电，由此能够限制再生电力(进而，充电电流)。

通过将上述的充电限制值设定为li析出界限值以下的值，能够限制充电电流以使得不发生锂析出。但是，限制对电池的充电电流会导致充电损失的增加。当对电池的充电电流受到限制时，即使具有能对电池供给的电力(例如再生电力)，也会无法对电池进行充电，充电损失会变大。

于是，ecu300不是使充电限制值总是为li析出界限值以下，而是在预定的容许条件成立的情况下，在预定的容许期间中容许充电限制值变为比li析出界限值大。在容许期间中，充电电流的限制得到缓和，容许在充电停止后预计会溶解的锂在电池单元101的负极析出。以下，使用图2对由ecu300进行的充电电流控制进行说明。以下，充电侧的电流由负数表示，放电侧的电流由正数表示。但是，在对电流的大小进行比较时，与符号(+/－)无关而由绝对值来进行比较。即，越是接近0的电流，则值越小。在对充电电流设置上限值以及下限值的情况下，上限值位于充电电流的绝对值大的一侧，下限值位于充电电流的绝对值小的一侧。

图2是表示由ecu300进行的充电电流控制的一个例子的图。在图2中，线k1表示要求电流，线k2表示li析出界限值，线k3表示充电电流。另外，状态a～c表示电池单元101的负极200表面的状态。如图所示，负极200包括负极集电体201以及负极活性物质层202。

参照图2，ecu300在后述的容许期间(t1～t2)以外对充电限制值设定li析出界限值，限制充电电流以使得不超过li析出界限值。

在定时t1之前的期间(～t1)，要求电流(线k1)比li析出界限值(线k2)小。充电电流(线k3)不被限制，因此与要求电流(线k1)一致。在该期间(～t1)中，即使将按照要求电流的充电电流供给到蓄电池100，也不发生锂析出。

在定时t1，要求电流(线k1、k3)与li析出界限值(线k2)一致。ecu300基于预定的电池单元101(以下称为“对象电池单元”)在定时t1的环境温度、soc以及充电电流决定容许时间δt1，将从定时t1到经过容许时间δt1为止的期间设定为容许期间。定时t1相当于容许开始点(容许期间的开始点)。

容许时间δt1例如使用容许开始点的对象电池单元的环境温度(以下也称为“容许开始时的环境温度”)、容许开始点的对象电池单元的soc(以下也称为“容许开始时的soc”)、表示容许开始点的对象电池单元的充电电流(以下也称为“容许开始时的充电电流”)与容许时间δt1的关系的信息(以下称为“δt1决定信息”)来决定。此外，δt1决定信息也可以是映射、表、数学式、模型。以下，使用图3对容许时间δt1的决定方法进行说明。

图3是表示δt1决定信息的一个例子(更特定而言为组合多个映射而构成的δt1决定信息)的图。参照图3，该δt1决定信息规定如下那样的关系：若容许开始时的soc以及充电电流相同，则容许开始时的环境温度越低，容许时间δt1越短。另外，该δt1决定信息规定如下那样的关系：若容许开始时的环境温度以及充电电流相同，则容许开始时的soc越高，容许时间δt1越短。另外，该δt1决定信息规定如下那样的关系：若容许开始时的环境温度以及soc相同，则容许开始时的充电电流越大，容许时间δt1越短。

ecu300通过参照如上所述的δt1决定信息，能够考虑充电停止后的析出锂的溶解容易度来将容许时间设定为合适的长度。详细而言，在充电停止后析出锂难以溶解的情况下(环境温度：低、soc：高、充电电流：大)，能够缩短容许时间δt1，抑制容许期间的锂析出量的增加以及析出锂的失活性化。

上述的δt1决定信息可以预先通过实验等来生成并使存储器302进行存储。以下，使用图4～图8，对取得用于生成δt1决定信息的数据的方法的一个例子进行说明。

例如，将能够观察负极表面的小型的可视化电池(更特定而言为锂离子二次电池)连接于实验用的充电装置，进行可视化电池的充电试验。在该充电试验中，一边确定可视化电池的负极表面的状态(更特定而言为析出锂的有无)，一边在预定条件下进行充电的执行以及停止，使充电停止状态维持休止时间δt2。充电开始时的环境温度及soc、以及充电停止后的休止时间δt2设为固定，一边改变充电条件(充电电流、充电时间)，一边进行上述的充电试验，在充电执行期间按充电条件对是否发生锂析出进行确认，并且，在充电执行期间发生了锂析出的情况下，对在析出了的锂在休止期间(从停止了充电的定时到经过休止时间δt2为止的期间)中是否溶解进行确认。在该实施方式中，将休止时间δt2设为10分钟期间。

图4是表示充电试验中在充电执行期间未发生锂析出时的充电条件的一个例子的图。参照图4，在该例子中，即使以充电电流－100a持续5秒期间进行充电，也没有发生锂析出。

图5是表示充电试验中在充电执行期间发生了锂析出、但在充电停止后的休止期间中析出锂发生了溶解时的充电条件的第1例的图。参照图5，在该例子中，以充电电流－120a、充电时间5秒期间的条件进行了充电。在充电执行期间发生了锂析出，但在充电停止后的休止期间中析出锂溶解而消失。

图6是表示充电试验中在充电执行期间发生锂析出、在充电停止后的休止期间析出锂也不溶解而残留下来时的充电条件的第1例的图。参照图6，在该例子中，以充电电流－140a、充电时间5秒期间的条件进行了充电。在充电执行期间发生锂析出，在充电停止后的休止期间中析出锂也不溶解而残留下来。在休止期间结束时(即，从停止了充电的定时到经过了休止时间δt2为止的定时)，在负极表面确认到金属锂的残渣。认为：由于充电电流大，在充电执行期间析出锂发生了失活性化(不熔化)。

图7是表示充电试验中在充电执行期间发生了锂析出、但在充电停止后的休止期间中析出锂发生了溶解时的充电条件的第2例的图。参照图7，在该例子中，以充电电流－100a、充电时间10秒期间的条件进行了充电。在充电执行期间发生了锂析出，但在充电停止后的休止期间中析出锂溶解而消失。

图8是表示充电试验中在充电执行期间发生锂析出、在充电停止后的休止期间中析出锂也不溶解而残留下来时的充电条件的第2例的图。参照图8，在该例子中，以充电电流－100a、充电时间15秒期间的条件进行了充电。在充电执行期间发生锂析出，在充电停止后的休止期间中析出锂也不溶解而残留下来。在休止期间结束时，在负极表面确认到金属锂的残渣。认为：由于充电时间长，因此，在充电执行期间析出锂发生了失活性化(不熔化)。

通过进行如上所述的充电试验，能够取得用于在充电停止后的休止期间中使预计会溶解的锂析出的充电条件(例如图5以及图7所示的充电电流以及充电时间)。并且，能够使用这样的充电条件来生成δt1决定信息。例如，能够基于图4～图6所示的充电试验的结果，在δt1决定信息中将容许开始时的充电电流为－120a时的容许时间δt1设为5秒期间(参照图5)。另外，能够基于图4、图7以及图8所示的充电试验的结果，在δt1决定信息中将容许开始时的充电电流为－100a时的容许时间δt1设为10秒期间(参照图7)。此外，δt1决定信息中的容许开始时的环境温度以及soc能够设为充电试验的充电开始时的环境温度以及soc。

在上述中，对选择充电电流或者充电时间来作为对象参数、使其他的参数(例如充电开始时的环境温度以及soc)固定来一边改变对象参数、一边进行充电试验的例子进行了说明，但对象参数可以任意地选择。通过在将对象参数设为其他参数(例如充电开始时的环境温度以及soc)的情况下也进行同样的充电试验，能够取得为了生成δt1决定信息所需的全部数据。

在优选的一个例子中，容许时间δt1可设定在1秒期间以上且50秒期间以下的范围内，休止时间δt2可设定在1分钟期间以上且10分钟期间以下的范围内。但不限于此，针对容许时间δt1以及休止时间δt2可以分别与电池的特性相匹配地设定适当的值。

此外，在电池的使用初期(使用开始后不久的时期)，不容易发生锂析出，因此，锂析出主要在电池的寿命末期会成为问题。因此，优选使上述的可视化电池为寿命末期的状态(例如从使用开始经过了10年的状态)，取得符合寿命末期的电池的数据，生成符合寿命末期的电池的δt1决定信息。通过从电池的使用初期开始使用这样的δt1决定信息，不需要按照时间经过来修正δt1决定信息。当生成符合使用初期的电池的δt1决定信息来一边修正δt1决定信息、一边进行使用时，容易发生伴随着时间经过的电力消耗率(耗电率)的变动(更特定而言为电力消耗率的恶化)。

再次参照图2，在如上所述设定的容许期间中，容许充电限制值比li析出界限值大。更具体而言，容许期间中的充电限制值x11被维持为容许开始点(定时t1)的li析出界限值(以下也称为“容许开始值”)。容许开始点是要求电流(进而，充电电流)与li析出界限值一致的定时。在容许开始点之前的期间(～t1)，充电电流被限制为不超过li析出界限值(线k2)(即，“充电电流＜li析出界限值”)。由于充电电流的增加以及/或者li析出界限值的减少，在定时t1，充电电流与li析出界限值一致。在刚定时t1之后，容许开始值变为比li析出界限值大。这样，在刚定时t1之后，容许充电限制值x11(＝容许开始值)变为比li析出界限值大、充电电流变为比li析出界限值大。由此，如图2中的状态a所示，在负极200的表面会析出锂(li)。

在图2所示的例子中，在容许期间(t1～t2)中，要求电流(线k1)比充电限制值x11(＝容许开始值)大。充电电流(线k3)通过被控制为与充电限制值x11一致，被维持为比li析出界限值(线k2)大的值。由此，由于成为容易在电池的负极表面析出锂的状态，因此，li析出界限值变小。由于这样的li析出界限值的变化，不仅仅是刚定时t1之后，而是在整个容许期间(t1～t2)中，充电限制值x11(进而，充电电流)大于li析出界限值(线k2)。在根据充电限制值x11而充电电流受限制的容许期间中，与根据li析出界限值而充电电流受限制的情况相比，充电电流的限制得到缓和。由此，如图2中的状态b所示，在容许期间中，在负极200的表面继续析出锂(li)，随着从容许开始点(定时t1)开始的时间的经过，锂析出量变多。

容许期间在从容许开始点(定时t1)起经过了容许时间δt1的定时t2结束。当容许期间结束时，ecu300在容许期间结束的定时t2使充电停止，在从停止充电的定时t2到经过预定的休止时间δt2为止的休止期间中，不进行充电。休止时间δt2与在前述的δt1决定信息的生成方法(参照图4～图8)中所使用的休止时间δt2相同。容许时间δt1使用δt1决定信息来设定，因此，在容许期间(t1～t2)中所生成的析出锂在休止期间(从定时t2到经过休止时间δt2为止的期间)中会溶解。另外，在定时t2，在为了流动比li析出界限值大的充电电流而在电池(各电池单元101)的电极间施加了过电压的状态下执行充电停止。由此，由于充电停止后的残留电压而成为在电极间施加了微弱的放电电压的状态，休止时间δt2的析出锂的溶解得到促进。此外，定时t2相当于休止开始点。

如图2中的状态c所示，当析出锂溶解时，变为锂离子(li+)，返回负极200内。但是，在对象电池单元的soc过高的状态(电池接近满充电的状态)下，无法确保与在对象电池单元的负极接受锂离子相应的容量，析出锂不再溶解。因此，在该实施方式中，使得在对象电池单元的soc比容许soc(以下称为“sa”)低的情况下容许条件成立。并且，使得只是在容许条件成立的情况下设定容许期间来进行电流限制的缓和。sa是从90％以上且100％以下的范围选择的soc，能够预先通过实验等来求取设定。此外，由前述的δt1决定信息规定的soc范围比sa低。

如上所述，该实施方式涉及的ecu300在预定的容许条件(例如对象电池单元的soc比sa低)成立的情况下，在容许期间(t1～t2)中容许充电限制值变为比li析出界限值大，由此，容许在充电停止后预计会溶解的锂在对象电池单元(锂离子二次电池)的负极析出。此外，对象电池单元既可以是一个电池单元，也可以是多个电池单元(构成蓄电池100内的电池组的一部分或者全部的多个电池单元)。

根据上述的控制，由于在容许期间容许锂析出，所以与限制充电电流以使得不发生锂析出的情况相比，充电电流的限制得以缓和。更具体而言，在容许期间中，容许充电电流变为比li析出界限值大。通过这样缓和充电电流的限制，能够增加充电的机会和/或延长充电时间，充电损失减少。

另外，在上述的容许期间中析出的锂是在充电停止后预计会溶解的锂。例如，通过使用以前述的方法生成的δt1决定信息而决定容许时间δt1(进而，容许期间)，在容许期间中，充电停止后预计会溶解的锂会析出。由于这样的锂在充电停止后的休止期间中会溶解，因此，在开始接下来的充电时，在对象电池单元的负极表面不残留锂(金属锂)。由此，根据上述的控制，能够抑制由锂析出导致的电池性能的低下。

以下，使用图9以及图10，对ecu300进行的充电控制进行详细的描述。

图9是表示由ecu300执行的充电限制值设定处理的步骤的流程图。该流程图所示的处理在每当经过预定时间或者预定条件成立时被主例程调出而反复被执行。

此外，在存储器302存储有表示是容许期间中、还是休止期间中、或者哪个期间中都不是的标志f。作为标志f的值，设定为2/1/0的某一个，初始值是0。若标志f的值是1，则表示是容许期间中，若标志f的值为2，则表示是休止期间中，若标志f的值是0，则表示哪个期间中都不是。

另外，在存储器302中还存储有表示从容许开始点起的经过时间的定时器t1、和表示从休止开始点起的经过时间的定时器t2。

参照图9，ecu300基于车辆1的状态(车速、发动机转速、加速器操作量等)取得要求电流ia(以下也简称为“ia”)(步骤s11)。并且，ecu300将所取得的ia保存于存储器302。

例如在加速器操作量为0(无操作)的状况下，车速越大，从mg12供给至蓄电池100的再生电力越大，充电侧的要求电流ia(负数)的绝对值越大。另外，在发动机20的转速为0的状况(发动机20的停止期间)中，加速器操作量越大，为了驱动轮30的驱动(进而，mg12的驱动)所需的电力越大，放电侧的要求电流ia(正数)的绝对值越大。

发动机20的转速可以使用未图示的发动机旋转传感器(例如曲轴角传感器)的输出来检测。另外，作为加速器操作量的一个例子，可举出车辆1的加速器踏板(未图示)的踩踏量。加速器踏板的踩踏量例如可以使用加速器开度传感器的输出来检测。加速器操作量为0的状况例如意味着加速器踏板不被踩踏的状况。

接着，ecu300对在步骤s11取得的要求电流ia是否小于0(即是否为充电电流)进行判断(步骤s12)。并且，在判断为要求电流ia为0以上(即不是充电电流)的情况下(步骤s12：否)，在步骤s50进行了标志f以及定时器t1、t2的复位(设定初始值0)之后，处理返回主例程。

另一方面，在判断为要求电流ia小于0(即是充电电流)的情况下(步骤s12：是)，在步骤s13中ecu300取得li析出界限值ib(以下也简称为“ib”)。并且，ecu300将所取得的ib保存于存储器302。

li析出界限值ib例如根据对象电池单元的soc、对象电池单元的温度、对象电池单元的充电历史记录(例如基于持续充电的电流累计值)来算出。例如，对象电池单元的soc越高，对象电池单元的温度越低，基于持续充电的电流累计值越大，则越减小li析出界限值ib。此外，对象电池单元的电流可以使用电流传感器220的输出(电流ib)来检测。另外，对象电池单元的温度可以使用温度传感器230的输出(温度tb)来检测。对象电池单元的soc的算出方法是任意的，例如可以采用基于电流值累计(库伦计数)的方法、或者基于开路电压(ocv)推定的方法。

接着，ecu300对标志f是否为0进行判断(步骤s14)。并且，在判断为标志f为0的情况下(步骤s14：是)，ecu300在步骤s21中对|ia|(ia的绝对值)是否为|ib|(ib的绝对值)以上进行判断。并且，在判断为|ia|小于|ib|(即，要求电流小于li析出界限值)的情况下(步骤s21：否)，在步骤s22中，ecu300对充电限制值ilim(以下也简称为“ilim”)设定li析出界限值ib(在步骤s13取得的ib)。然后，处理返回主例程。充电限制值ilim例如存储于存储器302。

例如在图2的例子中，在定时t1之前的期间(～t1)中，要求电流(线k1、k3)比li析出界限值(线k2)小，因此，在步骤s13取得了li析出界限值ib之后，在步骤s21中判断为否，在步骤s22中对充电限制值ilim设定li析出界限值ib。并且，在定时t1，当要求电流(线k1、k3)与li析出界限值(线k2)一致时，在上述的步骤s21中判断为|ia|为|ib|以上(步骤s21：是)。

当在步骤s21判断为是时，ecu300取得对象电池单元的soc，判断对象电池单元的soc是否比sa(容许soc)低(步骤s23)。该步骤s23的判断相当于容许条件的成立与否判断。sa例如存储于存储器302。sa是从90％以上且100％以下的范围(即接近满充电的蓄电量)选择的soc，可以预先通过实验等来求取设定。sa既可以是固定值，也可以根据对象电池单元的状态(例如电池温度)而可变。

在判断为对象电池单元的soc为sa以上的情况下(步骤s23：否)，判断为容许条件不成立，通过前述的步骤s22的处理对ilim设定ib。

另一方面，在判断为对象电池单元的soc比sa低的情况下(步骤s23：是)，判断为容许条件成立，处理进入步骤s31。

在步骤s31，ecu300设定容许期间，并且，对标志f设定1，使定时器t1启动。使定时器t1启动的定时相当于容许开始点。通过步骤s31的处理，成为容许期间中。然后，在步骤s22中，容许开始点的li析出界限值ib(容许开始值)被设定为充电限制值ilim。

在该实施方式中，在步骤s31中，ecu300使用前述的δt1决定信息(图3)来决定容许时间δt1，将从容许开始点到经过容许时间δt1为止的期间设定为上述的容许期间。容许时间δt1基于容许开始时的环境温度、soc以及充电电流来设定。这些关系由δt1决定信息(图3)来规定。对象电池单元的环境温度例如可以使用车室内温度传感器240的输出来进行检测。此外，由于ecu300的运算速度足够快，因此，要求电流ia与li析出界限值ib一致的定时(即，步骤s21判断为是的定时)和步骤s31的处理定时可以视为相同。

通过在步骤s31对标志f设定1，成为在步骤s14中判断为否(标志f不是0)，ecu300在步骤s32中对标志f是否为2进行判断。由于容许期间中标志f为1，因此，在步骤s32判断为否(标志f不是2)，处理进入步骤s33。

在步骤s33中，判断容许期间是否结束。更具体而言，ecu300对定时器t1是否超过了容许时间δt1(即，从容许开始点起是否经过了容许时间δt1)进行判断。

在判断为充电持续(步骤s12：是)、且定时器t1不超过容许时间δt1(步骤s33：否)的期间，不进行充电限制值ilim的更新，因此，容许期间的充电限制值ilim被维持为容许开始点的li析出界限值ib(容许开始值)。在图2的例子中，容许期间(t1～t2)的充电限制值x11被维持为定时t1(容许开始点)的li析出界限值。

当定时器t1(从容许开始点起的经过时间)超过容许时间δt1而容许期间结束时，在步骤s33判断为是，在步骤s41中ecu300设定休止期间，并且，对标志f设定2，使定时器t2启动。使定时器t2启动了的定时相当于休止开始点。通过步骤s41的处理，成为休止期间中。并且，在步骤s42中，对充电限制值ilim设定0。

通过在步骤s41对标志f设定2，成为在步骤s32中判断为是(标志f是2)，在步骤s43中，判断休止期间是否结束。更具体而言，ecu300对定时器t2是否超过了休止时间δt2(即，从休止开始点起是否经过了休止时间δt2)进行判断。

在判断为持续充电(步骤s12：是)、且定时器t2不超过休止时间δt2(步骤s43：否)的期间，不进行充电限制值ilim的更新，因此，休止期间的充电限制值ilim被维持为0。当充电限制值ilim被设定为0时，通过后述的图10的处理，蓄电池100的电流被控制为0。并且，通过在休止期间中充电限制值ilim被维持为0，在休止期间中，不进行蓄电池100的充电(进而，对象电池单元的充电)。在图2的例子中，在容许期间结束了的定时t2停止充电，在此后的休止期间中不进行充电。

当定时器t2(从休止开始点起的经过时间)超过休止时间δt2而休止期间结束时，在步骤s43中判断为是，ecu300在步骤s51中进行了标志f以及定时器t1、t2的复位(设定初始值0)之后，在步骤s52中对充电限制值ilim设定li析出界限值ib。

在该实施方式中，当在休止期间中进行对象电池单元的放电时，在步骤s12中判断为否，通过在步骤s50中进行标志f以及定时器t1、t2的复位，休止期间结束。另外，在容许期间中进行了对象电池单元的放电的情况下，容许期间也同样地结束。

图10是表示由ecu300执行的蓄电池电流控制的步骤的流程图。该蓄电池电流控制使用由图9的处理设定的充电限制值ilim来进行。图10的流程图所示的处理在每当经过预定时间或者预定条件成立时被由主例程调出而被反复执行。

参照图10，ecu300执行依照图9的步骤s11以及s12的步骤s61以及s62。

并且，在步骤s62中判断为要求电流ia为0以上(即，不是充电电流)的情况下(步骤s62：否)，在步骤s642中，对蓄电池100的充电电流被控制为与要求电流ia一致。更具体而言，ecu300例如控制如pcu40的电流调整电路，使蓄电池100的电流与要求电流ia一致。即，不进行电流限制。

另一方面，在步骤s62中判断为要求电流ia小于0的情况下(步骤s62：是)，ecu300对|ia|(ia的绝对值)是否比|ilim|(ilim的绝对值)大进行判断(步骤s63)。并且，在判断为|ia|为|ilim|以下(即，要求电流为充电限制值以下)的情况下(步骤s63：否)，执行前述的步骤s642的处理。即，不进行电流限制。

在步骤s63中判断为|ia|比|ilim|大(即，要求电流比充电限制值大)的情况下(步骤s63：是)，在步骤s641中，对蓄电池100的充电电流被控制为与充电限制值ilim一致。即，进行电流限制。例如，ecu300限制由mg12发电产生的再生电力。ecu300例如通过控制如pcu40的电流调整电路来限制由mg12进行的再生发电，从而能够限制再生电力的生成(进而，充电电流)。另外，若充电限制值ilim为0，通过步骤s641的处理，变为不进行蓄电池100的充电。

以下，使用图11以及图12，与比较例涉及的电池系统的工作进行对比来说明实施例涉及的电池控制装置的工作。

图11是表示比较例涉及的电池控制装置的工作的图。在比较例涉及的电池控制装置中，总是对充电限制值设定了li析出界限值。在图11中，线k21表示要求电流，线k22表示li析出界限值，线k23表示电流ib(由电流传感器220检测的电流值)，线k24表示对象电池单元的soc。对象电池单元的soc通过进行充电而增加，通过进行放电而减少。

参照图11，在比较例涉及的电池控制装置中，在要求电流(线k21)为li析出界限值(线k22)以下的期间(定时t11前、定时t12～t13、定时t14～t15以及定时t16后)，不限制充电电流，因此，充电电流(线k23)和要求电流(线k21)一致。

另外，在要求电流(线k21)比li析出界限值(线k22)大的期间(定时t11～t12、定时t13～t14以及定时t15～t16)，充电电流(线k23)被控制(限制)为与li析出界限值(线k22)一致。

图12是表示实施例涉及的电池控制装置的工作的图。在实施例涉及的电池控制装置中，在通过进行前述的图9的处理以及图10的处理而预定的容许条件(例如对象电池单元的soc比sa低)成立的情况下，通过在容许期间中容许充电限制值变为比li析出界限值大，容许在充电停止后预计会溶解的锂在对象电池单元(锂离子二次电池)的负极析出。

在图12中，线k11表示要求电流，线k12表示li析出界限值，线k13表示电流ib(由电流传感器220检测的电流值)，线k14表示对象电池单元的soc。另外，图12中的sa与在图9的步骤s23的处理中使用的sa相同。在图12所示的例子中，sa被设定为98％。此外，为了使对比容易，使图12中的线k11、线k12分别为与图11中的线k21、线k22相同。另外，图12中的定时t11～t16也与图11中的定时t11～t16相同。

与图9以及图10一同参照图12，在定时t11，要求电流(线k11、k13)与li析出界限值(线k12)一致。由此，在图9的步骤s21中判断为是。定时t11的soc(线k14)比sa低，因此，判断为容许条件成立(图9的步骤s23：是)，在图9的步骤s31中设定容许期间。容许期间基于容许开始时的环境温度、soc以及充电电流来设定。定时t11～t21相当于容许期间。

容许期间的充电限制值x1被维持为容许开始点(定时t11)的li析出界限值。由此，容许期间的充电限制值x1变为比li析出界限值(线k12)大。即，在容许期间中，充电电流的限制得到缓和。

在容许期间(t11～t21)中，充电电流(线k13)基于充电限制值x1来控制。通过图10的处理，若要求电流(线k11)比充电限制值x1大(步骤s63：是)，则充电电流(线k23)被限制为不超过充电限制值x1(步骤s641)，若要求电流(线k11)为充电限制值x1以下(步骤s63：否)，则不限制充电电流，因此，充电电流(线k13)和要求电流(线k11)一致(步骤s642)。

当容许期间在定时t21结束时(图9的步骤s33：是)，充电限制值被设定为0(图9的步骤s42)，通过图10的处理，充电被停止(步骤s641)。并且，通过在充电停止后的休止期间中充电限制值被维持为0，在休止期间中，变为不进行蓄电池100的充电(进而，对象电池单元的充电)(图10的步骤s641)。当休止期间结束时，再次通过图9的处理，成为对充电限制值设定li析出界限值。在图12所示的例子中，通过在定时t12进行放电，在图9的步骤s12中判断为否，休止期间结束。

另外，当要求电流(线k11、k13)在定时t13与li析出界限值(线k12)一致时，与上述同样地设定容许期间(t13～t22)。定时t13的soc(线k14)比sa低，因此，容许条件成立。容许期间的充电限制值x2被维持为容许开始点(定时t13)的li析出界限值。并且，当容许期间在定时t22结束时，停止充电，进一步成为在充电停止后的休止期间中不进行充电。

另外，当要求电流(线k11、k13)在定时t15与li析出界限值(线k12)一致了时，定时t15的soc(线k14)为sa以上，因此，判断为容许条件不成立(图9的步骤s23：否)，不进行容许期间的设定。在定时t15～t16，与比较例涉及的电池控制装置(参照图11)同样地，充电电流(线k13)被控制(限制)为与li析出界限值(线k12)一致。

根据实施例涉及的电池控制装置，在容许期间中容许锂析出，因此，与比较例涉及的电池控制装置相比，能够增加充电的机会和/或延长充电时间，充电损失减少。

另外，在上述的容许期间中析出的锂在充电停止后的休止期间中溶解，因此，在开始接下来的充电时，在对象电池单元的负极表面不残留锂(金属锂)。由此，在实施例涉及的电池控制装置中，由锂析出导致的电池性能的低下得到抑制。

在上述实施方式中，在容许期间中充电限制值被维持为一定值(容许开始值)。但不限于此，在容许期间中充电限制值也可以是可变的。

图13是表示图2所示的容许期间的充电限制值的变形例的图。参照图13，容许期间(t1～t2)的充电限制值x12随着从容许开始点(定时t1)起的时间的经过，以逐渐接近0的方式变化。容许期间的充电限制值x12变为比li析出界限值(线k2)大。即，即使通过这样的充电限制值x12，在容许期间中充电电流的限制也得到缓和。在容许期间中，要求电流(线k1)比充电限制值x12大，因此，充电电流(线k4)被控制成与充电限制值x12一致。这样，通过在容许期间中使充电限制值x12逐渐减小，在容许期间中析出锂难以失活性化。但是，与在容许期间中减小充电限制值的情况(参照图13)相比，再生电力的回收率在容许期间中维持充电限制值的情况下(参照图2)会更高。

在上述实施方式中，在图9的步骤s31中设定了容许时间δt1后，不变更容许时间δt1。但不限于此，也可以在容许期间中变更容许时间δt1。例如，容许时间δt1也可以根据容许期间的充电电流(或者要求电流)的值(例如累计值)而可变。另外，容许时间δt1(进而，容许期间)的设定方法不限于使用δt1决定信息(图3)的方法，而是任意的。

在上述实施方式中，在容许期间以外，对充电限制值设定li析出界限值(图9的步骤s22、s52)。但是，容许期间以外的充电控制不限定于如上所述，例如也可以对充电限制值设定小于li析出界限值的值。

在ecu300中算出li析出界限值不是必须的构成，例如也可以是ecu300从外部以通信的方式取得li析出界限值。另外，也可以为：为了在充电控制中使用而预先使存储器302存储的信息(例如δt1决定信息)也不是在ecu300的内部(存储器302等)而是在外部(车辆1外部的服务器等)准备，ecu300从外部以通信的方式取得。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面是例示的，并不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意在包含与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。