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公開番号2025101947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219059
出願日2023-12-26
発明の名称充電制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人小笠原特許事務所
主分類H02J 7/10 20060101AFI20250701BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】リチウムイオン電池を充電している最中に負荷側の消費電流が大きく減少した場合であっても、リチウム析出を生じさせない上限電流を超えることなくリチウムイオン電池の充電を制御することが可能な、充電制御装置を提供する。
【解決手段】負荷に流れている電流がなくなった場合にリチウムイオン電池へ流入する流入電流を推定する第1処理部と、リチウムイオン電池にリチウム析出を発生させない充電電流の最大値である保護充電電流を導出する第2処理部と、保護充電電流と流入電流とに基づいて、リチウムイオン電池を充電する電流の上限値である充電上限電流を算出する第3処理部と、充電上限電流とリチウムイオン電池の電圧とから算出される制限電力に基づいて、リチウムイオン電池の充電を制御する第4処理部と、を備える、充電制御装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン電池の充電を制御する充電制御装置であって、
負荷に流れている電流がなくなった場合に前記リチウムイオン電池へ流入する流入電流を推定する第１処理部と、
前記リチウムイオン電池にリチウム析出を発生させない充電電流の最大値である保護充電電流を導出する第２処理部と、
前記保護充電電流と前記流入電流とに基づいて、前記リチウムイオン電池を充電する電流の上限値である充電上限電流を算出する第３処理部と、
前記充電上限電流と前記リチウムイオン電池の電圧とから算出される制限電力に基づいて、前記リチウムイオン電池の充電を制御する第４処理部と、を備える、充電制御装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記第２処理部は、前記リチウムイオン電池の電圧、電流、温度、および蓄電量の少なくともいずれかに基づいて前記保護充電電流を導出する、請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記リチウムイオン電池と前記負荷とがＤＣＤＣコンバータで接続されており、
前記第１処理部は、前記負荷に流れている電流と前記ＤＣＤＣコンバータの変換効率とに基づいて前記流入電流を推定する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記ＤＣＤＣコンバータは、降圧型であり、
前記第１処理部は、さらに電流換算係数に基づいて前記流入電流を推定する、請求項３に記載の充電制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、リチウムイオン電池の充電を制御する充電制御装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、リチウムイオン電池の性能を十分に保護しながら充放電操作の制御性を向上させることが可能な充放電制御装置が開示されている。この充放電制御装置では、電池の入出力マップを用いて安定した制御を行うフィードフォワード制御と、フィードフォワード制御が困難な場合に限度値に基づいた制限を行うフィードバック制御とを、併用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１２５２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の充放電制御装置では、リチウムイオン電池にリチウム析出を生じさせないために、充電電流から求められる上限の電流を超えないようにフィードバック制御を行って、リチウムイオン電池の充放電を制御している。
【０００５】
しかし、発電機からリチウムイオン電池への充電と負荷への電力供給とを並行して実行できるシステムにおいては、リチウムイオン電池を充電している最中に負荷側の消費電流が大きく減少する（負荷の動作が停止するなど）場合が生じ得る。この場合、負荷で消費されなくなった電流分（余剰電流）がリチウムイオン電池に流入することになるが、その余剰電流が大きいとフィードバック制御が間に合わず、リチウム析出を生じさせない上限電流を超えてしまう可能性がある。
【０００６】
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、リチウムイオン電池を充電している最中に負荷側の消費電流減少に伴う充電電流の増加が生じた場合であっても、リチウム析出を生じさせない上限電流を超えることなくリチウムイオン電池の充電を制御することが可能な、充電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、リチウムイオン電池の充電を制御する充電制御装置であって、負荷に流れている電流がなくなった場合にリチウムイオン電池へ流入する流入電流を推定する第１処理部と、リチウムイオン電池にリチウム析出を発生させない充電電流の最大値である保護充電電流を導出する第２処理部と、保護充電電流と流入電流とに基づいて、リチウムイオン電池を充電する電流の上限値である充電上限電流を算出する第３処理部と、充電上限電流とリチウムイオン電池の電圧とから算出される制限電力に基づいて、リチウムイオン電池の充電を制御する第４処理部と、を備える、充電制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記本開示の充電制御装置によれば、リチウムイオン電池を充電している最中に負荷の電流消費がなくなってリチウムイオン電池の充電電流が増加した場合であっても、リチウム析出を生じさせない上限電流を超えることなくリチウムイオン電池の充電を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る充電制御装置およびその周辺部の機能ブロック図
充電制御装置が実行するリチウムイオン電池の充電制御の処理フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の充電制御装置は、電力源を用いてリチウムイオン電池の充電と負荷への電力供給とを実施している場合において、負荷の電流消費が停止したことに伴ってリチウムイオン電池へ流入する電流が増加した場面を想定し、このような場面になったときの充電上限電流を事前に求めた上でリチウムイオン電池の充電を制御する。これにより、リチウムイオン電池におけるリチウム析出の発生を回避することができる。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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