(57)【要約】【課題】重量増を抑制しつつエネルギ効率を向上させるとともに、電解液のイオン濃度を全体的に均一化させることができるようにした、レドックスフロー電池の制御装置を提供する。【解決手段】移動体に設けられ、電極１４を内蔵する電極格納容器１１と、電解液を貯蔵し電極格納容器１１と独立して設けられた電解液格納容器１２と、電極格納容器１１と電解液格納容器１２とを連通する連通経路１８上に介設された弁１９と、を有するレドックスフロー電池１０の制御装置である。  電極格納容器１１内の電解液のイオン濃度である電極側イオン濃度及び電解液格納容器１２に貯蔵された電解液のイオン濃度である貯蔵側イオン濃度に応じて、弁１９の開閉状態を制御する制御手段２５を備える。【選択図】図３
2014127264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられ、電極を内蔵する電極格納容器と、電解液を貯蔵し前記電極格納容器と独立して設けられた電解液格納容器と、前記電極格納容器と前記電解液格納容器とを連通する連通経路上に介設された弁と、を有するレドックスフロー電池の制御装置であって、
前記電極格納容器内の前記電解液のイオン濃度である電極側イオン濃度及び前記電解液格納容器に貯蔵された前記電解液のイオン濃度である貯蔵側イオン濃度に応じて、前記弁の開閉状態を制御する制御手段を備えた
ことを特徴とする、レドックスフロー電池の制御装置。
【請求項２】
前記レドックスフロー電池の充放電状態に基づき、前記弁を開放するか否かを判定する判定手段を備える
ことを特徴とする、請求項１記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記レドックスフロー電池の放電時において、前記電極側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第一イオン濃度が、前記貯蔵側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第二イオン濃度未満のときに、前記弁を開放すると判定する
ことを特徴とする、請求項２記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記レドックスフロー電池の充電時において、前記電極側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第一イオン濃度が、前記貯蔵側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第二イオン濃度よりも大きいときに、前記弁を開放すると判定する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記判定手段により前記弁を開放すると判定された場合に、前記移動体に作用する慣性力の大きさに応じて前記弁の開度を調節する
ことを特徴とする、請求項２〜４の何れか１項に記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記レドックスフロー電池に対する放電後の充電要求又は充電後の放電要求の予定の有無を判定し、
前記制御手段は、前記判定手段により前記充電要求又は前記放電要求の予定があると判定された場合は前記弁を閉弁状態に制御する
ことを特徴とする、請求項２〜５の何れか１項に記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項７】
前記レドックスフロー電池は、前記弁として外力によって開閉される開閉弁を有する
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項８】
前記レドックスフロー電池は、前記連通経路として第一経路及び第二経路の二つを有し、
前記第一経路及び前記第二経路上には、前記弁としてそれぞれ逆止弁が流れ方向を逆向きにして設けられる
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【請求項９】
前記電極格納容器及び前記電解液格納容器の少なくとも何れか一方には、その内部に圧縮性流体が封入されている
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載のレドックスフロー電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両，船舶等の乗物やポータブル機器などの移動体に設けられるレドックスフロー電池の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノートパソコン，携帯電話機などのポータブル機器や自動車，電車などの車両には、様々な種類の二次電池が利用されている。例えば、希硫酸の電解液を用いた鉛蓄電池や、アルカリ水溶液の電解液を用いたアルカリ二次電池などが広く知られている。また、電力貯蔵用の二次電池として、酸化還元反応の前後で活物質をイオンの状態としたまま、そのイオンの価数を変化させることにより充放電を行うレドックスフロー電池も知られている。
【０００３】
このような鉛蓄電池やアルカリ二次電池，レドックスフロー電池のように電解液に水溶液を用いた水溶液系二次電池は、化学反応が進行するに連れて電解液に濃度差を生じることがある。一方このような濃度差は、電池容量の低下や充放電効率の悪化など電池性能の低下を招く要因となるため、電解液を循環させて濃度を均一化する構造が採用されたものがある。例えば、電池容器内にポンプ等の強制循環装置を設けて電解液の濃度差を解消するものがある。
【０００４】
また、車両に搭載される二次電池に対して、ポンプのような装置を用いることなく電解液を循環させる構造が提案されている。例えば特許文献１に記載の二次電池は、電極板及び電解液が内蔵された電池容器の下部に、車両の進行方向に可動自在に配設されたピストンと、ピストンを収納するシリンダとが設けられている。このシリンダの両端部には、逆止弁を介して一対の導入管が接続されており、導入管の逆止弁とは逆側の端部は開放されている。この二次電池が搭載された車両が加速及び減速すると、車両の増加速度及び減加速度に対応してシリンダ内のピストンが前後に移動する。このようなピストンの動きによって、電解液は一方の導入管からシリンダ内に導かれるとともに他方の導入管から排出され、電池容器内で攪拌される。これにより、電池容器内の電解液の均一化が行われるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−９４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、二次電池の一種であるレドックスフロー電池は、不活性電極が内蔵されて充放電が行われるセルと、電解液を貯蔵する外部タンクとが分離して設けられる二次電池であり、電解液に価数の異なる金属イオンが用いられる。電解液としては、例えば鉄（Ｆｅ2+/Ｆｅ3+）−クロム（Ｃｒ3+/Ｃｒ2+）系やバナジウム（Ｖ3+/Ｖ2+，ＶＯ2+/ＶＯ2+）系が知られている。
【０００７】
レドックスフロー電池は、電解液の貯蔵量を増大させることで（すなわち、タンク容量を増大させることで）電池容量を増大させることが可能であり、現在は電力貯蔵用として用いられるのが一般的である。しかし、レドックスフロー電池は、構造が単純でありサイクル寿命が長いという利点を有しているため、車両，船舶等の乗物やポータブル機器などの移動体に設けて、このような移動体の電力源として利用することも考えられる。レドックスフロー電池を移動体に設ける場合は、可能な限り軽量化を図り、エネルギ消費量を少なくすることが望まれる。
【０００８】
また、レドックスフロー電池のレドックス反応（酸化還元反応）は、セルにおいて正負の電解液にそれぞれ含まれるイオンの価数変化により生じる。そのため、反応が進行するに連れてセル内の電解液は、反応前のイオンが減少する一方、反応後のイオンが増加するためイオン濃度は変化する。これに対して、外部タンク内の電解液のイオン濃度は変化しないため、セルと外部タンクとの間で電解液に含まれるイオンの濃度に差が生じる。セル内の電解液に含まれる反応前のイオンが減少すると充放電効率の悪化や出力低下を招くおそれがあるため、外部タンク内の電解液に反応前のイオンが多いのであれば、電解液のイオン濃度を均一にすることが望まれる。
【０００９】
通常レドックスフロー電池には、セル内の電解液と外部タンク内の電解液とを循環させるためのポンプが正極側と負極側とにそれぞれ設けられており、ポンプの出力を変化させて電解液の流量を変化させている。しかしながら、レドックスフロー電池を移動体に設けた場合は、移動体の消費電力が移動状態によって変化するため、循環させる電解液の流量を変化させることができても、その流量が適切かどうかはわからず、電解液のイオン濃度を全体的に均一化できるとは限らない。
【００１０】
また、電解液を循環させるためにポンプを作動させることは、エネルギ消費量を増大させることに繋がるため、ポンプ駆動に必要なエネルギを抑制してエネルギ効率を向上させることも必要である。なお、上記の特許文献１のように、ポンプの代わりにピストンを用いることも考えられるが、ピストンを配置することで電池全体の重量増大は避けられない。
【００１１】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、重量増を抑制しつつエネルギ効率を向上させるとともに、電解液のイオン濃度を全体的に均一化させることができるようにした、レドックスフロー電池の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）ここで開示するレドックスフロー電池の制御装置は、移動体に設けられ、電極を内蔵する電極格納容器と、電解液を貯蔵し前記電極格納容器と独立して設けられた電解液格納容器と、前記電極格納容器と前記電解液格納容器とを連通する連通経路上に介設された弁と、を有するレドックスフロー電池の制御装置であって、前記電極格納容器内の前記電解液のイオン濃度である電極側イオン濃度及び前記電解液格納容器に貯蔵された前記電解液のイオン濃度である貯蔵側イオン濃度に応じて、前記弁の開閉状態を制御する制御手段を備える。「前記弁の開閉状態を制御する」とは、少なくとも前記弁の開閉制御を意味し、前記弁の開弁時の開度制御が含まれていてもよい。
【００１３】
なお、ここでいう「移動体」とは、例えば車両やポータブル機器等の移動し得る物体及び移動され得る物体の総称である。前記レドックスフロー電池は、このような物体に設けられることで、この移動体の加減速時や移動体の右左折，カーブ，Ｕターン時や移動体の振動時に、慣性力が作用する。
【００１４】
（２）前記レドックスフロー電池の充放電状態に基づき、前記弁を開放するか否かを判定する判定手段を備えることが好ましい。
（３）前記判定手段は、前記レドックスフロー電池の放電時において、前記電極側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第一イオン濃度が、前記貯蔵側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第二イオン濃度未満のときに、前記弁を開放すると判定することが好ましい。
【００１５】
（４）また、前記判定手段は、前記レドックスフロー電池の充電時において、前記電極側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第一イオン濃度が、前記貯蔵側イオン濃度のうち前記レドックスフロー電池の充電率に対して正の相関を有する第二イオン濃度よりも大きいときに、前記弁を開放すると判定することが好ましい。
（５）前記制御手段は、前記判定手段により前記弁を開放すると判定された場合に、前記移動体に作用する慣性力の大きさに応じて前記弁の開度を調節することが好ましい。
【００１６】
（６）また、前記判定手段は、前記レドックスフロー電池に対する放電後の充電要求又は充電後の放電要求の予定の有無を判定し、前記制御手段は、前記判定手段により前記充電要求又は前記放電要求の予定があると判定された場合は前記弁を閉弁状態に制御することが好ましい。
（７）前記レドックスフロー電池は、前記弁として外力によって開閉される開閉弁を有することが好ましい。なお、前記開閉弁は、例えば電気で開閉される電磁弁や、人力，機械的に開閉される弁を意味する。
【００１７】
（８）あるいは、前記レドックスフロー電池は、前記連通経路として第一経路及び第二経路の二つを有し、前記第一経路及び前記第二経路上には、前記弁としてそれぞれ逆止弁が流れ方向を逆向きにして設けられることが好ましい。
（９）また、前記電極格納容器及び前記電解液格納容器の少なくとも何れか一方には、その内部に圧縮性流体が封入されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
開示のレドックスフロー電池の制御装置によれば、電極側イオン濃度と貯蔵側イオン濃度とに応じて弁の開閉状態を制御するため、電極格納容器内の電解液と電解液格納容器内の電解液のイオン濃度差を小さくして、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができる。これにより、レドックスフロー電池の容量低下の抑制，充放電効率の悪化防止や出力維持を図ることができる。また、レドックスフロー電池は移動体に設けられており、この移動体に作用する慣性力を利用して電解液を移動させて攪拌させることができるため、電解液を循環させるためのポンプを省略することが可能であり、レドックスフロー電池全体の重量を低減することができる。また、ポンプを省略することで、ポンプ作動に必要なエネルギを抑制することができるため、エネルギ効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的なレドックスフロー電池の動作原理を説明する概略図である。
【図２】各実施形態に係るレドックスフロー電池の制御装置を搭載した車両の模式的な側面図である。
【図３】図２の車両の模式的な上面図である。
【図４】イオン濃度と充電率との関係を示す概略図である。
【図５】本制御装置に係る判定部での判定をマップ化したものであり、（ａ）はレドックスフロー電池の放電時、（ｂ）はレドックスフロー電池の充電時のものである。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は図５（ａ）のマップの一部を抜粋したものであり、本制御装置に係る制御部での各条件に応じた放電時の弁制御の内容を説明するものである。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は図５（ｂ）のマップの一部を抜粋したものであり、本制御装置に係る制御部での各条件に応じた充電時の弁制御の内容を説明するものである。
【図８】第一実施形態に係るレドックスフロー電池の制御装置で実施される放電時の弁制御の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図９】第一実施形態に係るレドックスフロー電池の制御装置で実施される充電時の弁制御の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第一実施形態の変形例に係る制御装置で実施される制御内容を説明するためのフローチャートであり、（ａ）は放電時の弁制御、（ｂ）は充電時の弁制御である。
【図１１】図８の変形例に係るフローチャートである。
【図１２】図９の変形例に係るフローチャートである。
【図１３】第二実施形態に係るレドックスフロー電池の制御装置で実施される放電時のポンプ制御の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第二実施形態に係るレドックスフロー電池の制御装置で実施される充電時のポンプ制御の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図１５】各実施形態に係る他のレドックスフロー電池を搭載した車両の模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を用いて実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００２１】
［１．レドックスフロー電池の基本構造］
最初に、図１を用いて一般的なレドックスフロー電池（以下、ＲＦ電池という）４０の基本的な構造について説明する。図１に示すように、ＲＦ電池４０は、電極４４が内蔵された充放電セル４１と、電解液を貯蔵するタンク４２とが分離して設けられた二次電池である。ここでは、正負の電解液がともにバナジウムイオン（Ｖ3+/Ｖ2+，ＶＯ2+/ＶＯ2+）である全バナジウム系のＲＦ電池４０について説明する。ＲＦ電池４０の反応は、充放電セル４１において正負の電解液にそれぞれ含まれるバナジウムイオン（以下、Ｖイオンとも表す）の価数変化により生じる。なお、以下の説明において、正極側の要素と負極側の要素とを区別する場合には、正極側の要素の符号にｐを付し、負極側の要素の符号にｎを付して説明する。
【００２２】
充放電セル４１は、電気エネルギと化学エネルギとの変換に用いられる要素であり、内部が隔膜４３により二つの空間４５ｐ，４５ｎに仕切られている。充放電セル４１の二つの空間４５ｐ，４５ｎには、電極４４として正極４４ｐ，負極４４ｎがそれぞれ配置される。正極４４ｐ及び負極４４ｎは不活性電極であり、それぞれ炭素繊維で形成される。正極４４ｐ及び負極４４ｎにはそれぞれ導線が接続され、導線の先には例えば電気負荷５０が接続される。
【００２３】
隔膜４３は、充放電セル４１の中央に配置され、充放電セル４１を正極空間４５ｐと負極空間４５ｎとに仕切るものであり、水素イオンは通すがＶイオンは通さないイオン交換膜である。なおここでは、ＲＦ電池４０の充放電セル４１が一つの場合を例示しているが、通常は複数の充放電セル４１が直列に接続されてセル群を構成し、電池の出力電圧が高められる。
【００２４】
タンク４２には、正極の電解液を貯蔵する正極タンク４２ｐと、負極の電解液を貯蔵する負極タンク４２ｎとがある。正極タンク４２ｐは、流路４６ｐを介して正極空間４５ｐと連通され、内部に正極の電解液である４価のバナジウムイオン（Ｖ4+，ＶＯ2+とも表記する）及び５価のバナジウムイオン（Ｖ5+，ＶＯ2+とも表記する）が貯蔵される。以下、正極の電解液をＶＯ2+/ＶＯ2+と表記する。負極タンク４２ｎは、流路４６ｎを介して負極空間４５ｎと連通され、内部に負極の電解液である３価のバナジウムイオン（Ｖ3+とも表記する）及び２価のバナジウムイオン（Ｖ2+とも表記する）が貯蔵される。以下、負極の電解液をＶ3+/Ｖ2+と表記する。
【００２５】
流路４６ｐ，４６ｎは、電解液が流通する配管であり、これら流路４６ｐ，４６ｎにはそれぞれ電解液を圧送するためのポンプ４７が介設される。ポンプ４７は、例えば図示しないコントローラによってその作動が制御され、ポンプ作動時には電解液が充放電セル４１とタンク４２との間で循環され、ポンプ停止時には電解液の循環が停止される。
このように構成されたＲＦ電池４０の電極反応を式（１），（２）に示す。式（１）は正極の電池反応を示し、式（２）は負極の電池反応を示す。また、左から右への反応が放電時の電池反応を表し、右から左への反応が充電時の電池反応を表す。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
放電時には、セル内の負極で２価のＶイオンが３価のＶイオンに酸化され、正極で５価のＶイオンが４価のＶイオンに還元される。これにより、負極空間４５ｎでは３価のＶイオン濃度が高くなり、２価のＶイオン濃度が低くなる。また、正極空間４５ｐでは、４価のＶイオン濃度が高くなり、５価のＶイオン濃度が低くなる。このとき、負極で生成される電子（ｅ-）は導線を通って正極側に移動することで電力が取り出されると同時に、水素イオン（Ｈ+）は隔膜４３を通って正極側に移動する。
【００２８】
一方、充電時には、セル内の正極で４価のＶイオンが５価のＶイオンに酸化され、負極で３価のＶイオンが２価のＶイオンに還元される。これにより、正極空間４５ｐでは５価のＶイオン濃度が高くなり、４価のＶイオン濃度が低くなる。また、負極空間４５ｎでは、２価のＶイオン濃度が高くなり、３価のＶイオン濃度が低くなる。このとき、正極で生成される電子（ｅ-）は導線を通って負極側に移動することで電力が貯蔵されると同時に、水素イオン（Ｈ+）は隔膜４３を通って負極側に移動する。このようにして、電解液の電気的中性が保たれながら、供給された電力は価数の異なるＶイオンの形態変化として電解液に貯蔵され、放電時に取り出すことができる。
【００２９】
ＲＦ電池４０は、充放電動作によって充放電セル４１内の電解液に含まれる活物質それぞれのＶイオン濃度が変化する。そのため、ポンプ４７を用いてタンク４２に蓄えられた電解液を充放電セル４１に送り、充放電セル４１とタンク４２との間で電解液を循環させ、充放電セル４１内の電解液をタンク４２へ排出させる。これにより、充放電セル４１内の電解液とタンク４２内の電解液とを入れ替えて、電気分解による電気的出力を維持する。
【００３０】
［２．第一実施形態］
［２−１．全体構造］
次に、図２及び図３を用いて、第一実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置について説明する。本実施形態では、図２に示すように、ＲＦ電池１０が車両１の床下に搭載されている場合を例示する。車両１は、ＲＦ電池１０の電力でモータ２が作動することによって走行するとともに、モータ２の回生発電によりＲＦ電池１０を充電しながら走行する電気自動車である。
【００３１】
ここでは、ＲＦ電池１０は外部充電も可能なものを例示している。また、車両１にはモータ２の動力源としてＲＦ電池１０のみが搭載されている場合を示しているが、この他にも例えばリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池等の走行用バッテリが搭載されていてもよく、走行用バッテリを外部充電可能な構成とされていてもよい。
なお、ＲＦ電池１０は、電気自動車である車両１に搭載されるものに限られず、例えばハイブリッド車や電車等の車両や船舶，航空機，ロケット等の乗物全般や、携帯電話機，携帯ゲーム機等のモバイル機器など、移動し得る物体及び移動され得る物体（移動体）に設けられる。
【００３２】
モータ２とＲＦ電池１０とを接続する給電回路上には、インバータ３が設けられる。インバータ３よりもＲＦ電池１０側で授受される電流は直流電流であり、インバータ３よりもモータ２側で授受される電流は交流電流であり、インバータ３はこれらの電流の直流，交流の変換を実施する。
ＲＦ電池１０は、上記の一般的なＲＦ電池４０の基本的な構造を有する全バナジウム系ＲＦ電池である。ＲＦ電池１０に関する以下の説明では、一般的なＲＦ電池４０と同様の機能，構造を有する要素については上記の名称と同一の名称で呼び、重複する説明は省略する。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態に係るＲＦ電池１０は、電極１４（正極１４ｐ，負極１４ｎ）を内蔵する充放電セル（電極格納容器）１１と、正負の電解液をそれぞれ貯蔵する二つのタンク（電解液格納容器）１２と、充放電セル１１及び二つのタンク１２をそれぞれ接続する連通経路１８とを備えている。ここでのＲＦ電池１０は、充放電セル１１の後面の後方に二つのタンク１２が配置され、連通経路１８が車両１の進行方向（すなわち、前後方向）に沿って配置されている。
【００３４】
充放電セル１１は、車両前後方向に沿って設けられた隔膜１３によって内部が二つの空間１５に仕切られている。一方の空間１５には正極１４ｐが配置され、他方の空間１５には負極１４ｎが配置される。以下、正極１４ｐが配置される空間１５を正極空間１５ｐと呼び、負極１４ｎが配置される空間１５を負極空間１５ｎと呼ぶ。これら正極空間１５ｐと負極空間１５ｎとは、充放電セル１１内において車両１の進行方向に向かって並列に（すなわち、車幅方向に並んで）配置される。なお、二つの空間１５には圧縮性流体が封入されていてもよい。この圧縮性流体は、窒素ガスやアルゴンガスのような不活性ガスであることが好ましい。さらに、不活性ガスと電解液とが直接触れることがないように、可動隔壁やガスバッグによって区切られることがより好ましい。
【００３５】
二つのタンク１２には、それぞれ正極の電解液ＶＯ2+/ＶＯ2+と負極の電解液Ｖ3+/Ｖ2+とが貯蔵されている。以下、正極の電解液ＶＯ2+/ＶＯ2+が貯蔵されるタンク１２を正極タンク（正極電解液格納容器）１２ｐと呼び、負極の電解液Ｖ3+/Ｖ2+が貯蔵されるタンク１２を負極タンク（負極電解液格納容器）１２ｎと呼ぶ。なお、二つのタンク１２には圧縮性流体が封入されていてもよい。この圧縮性流体は、窒素ガスやアルゴンガスのような不活性ガスであることが好ましい。さらに、不活性ガスと電解液とが直接触れることがないように、可動隔壁やガスバッグによって区切られることがより好ましい。このように、充放電セル１１及び二つのタンク１２中に圧縮性流体が存在すると、後述する電解液の移動を助け、電解液の流動性が向上する。
【００３６】
連通経路１８には、正極空間１５ｐと正極タンク１２ｐとを連通する正極連通経路１８ｐと、負極空間１５ｎと負極タンク１２ｎとを連通する負極連通経路１８ｎとがある。正極連通経路１８ｐ及び負極連通経路１８ｎは、電解液が流通する配管であり、車両前後方向に延設されている。これら正極連通経路１８ｐ及び負極連通経路１８ｎは、二つずつ設けられている。
【００３７】
各連通経路１８には、電解液の流通を調節する開閉弁１９が一つずつ介設されている。開閉弁１９は、その開閉（オンオフ）によって電解液の流通を開放又は遮断するものであり、開弁時の開度によって電解液の流量を増減させるものである。開閉弁１９は、例えば電気で作動する電磁弁や、モータ，アクチュエータ，人力等を用いて機械的に作動する弁など、外部から何らかの力が付与されることで開閉する弁である。
【００３８】
開閉弁１９の作動状態（開閉及び開度調節）は、後述するＥＣＵ２０の制御部２５によって制御され、制御部２５から開放指示がない限りは閉弁状態を維持する。ここでは、開閉弁１９の開度は三段階（大，中，小）に制御可能であり、最も開度を大きくしたときを開度Ｌと表し、最も開度を小さくしたときを開度Ｓと表し、中間の開度を開度Ｍと表す。開閉弁１９は、最初に開放されるときの開度（初期開度）が開度Ｍに設定されている。
【００３９】
充放電セル１１は、これら連通経路１８とは別体で設けられたポンプ流路１６を介してタンク１２と連通されている。ポンプ流路１６には、電解液を圧送するポンプ１７が設けられている。つまり、正極空間１５ｐと正極タンク１２ｐとは、二つの正極連通経路１８ｐとは別に、正極ポンプ１７ｐが設けられた一つの正極ポンプ流路１６ｐによっても連通状態にされている。同様に、負極空間１５ｎと負極タンク１２ｎとは、二つの負極連通経路１８ｎとは別に、負極ポンプ１７ｎが設けられた一つの負極ポンプ流路１６ｎによっても連通状態にされている。これら正極ポンプ１７ｐ及び負極ポンプ１７ｎは、ポンプ用モータ（図示略）によって駆動される。ポンプ用モータの作動状態は、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４０】
電子制御装置２０（Electronic Control Unit，ＥＣＵ２０という）は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート、時間をカウントするタイマー等を備えたコンピュータである。
【００４１】
［２−２．制御構成］
本実施形態に係るＥＣＵ２０では、ＲＦ電池１０の充放電により生じる充放電セル１１内の電解液とタンク１２内の電解液のイオン濃度差を小さくし、電解液のイオン濃度を全体的に均一化させる制御が実施される。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＲＦ電池１０の充放電状態と、充放電セル１１内の電解液のイオン濃度及びタンク１２内の電解液のイオン濃度と、ＲＦ電池１０に作用する慣性力とに応じて、開閉弁１９の開閉状態の制御（以下、弁制御という）を実施する。なお、ここでいう弁制御とは、開閉弁１９の開閉制御と、開閉弁１９の開放時の開度制御とを意味する。ＥＣＵ２０は、このような弁制御を実施するために、イオン濃度取得部２１と、慣性力取得部２２と、充放電要求推定部２３，判定部２４と、制御部２５とを機能要素として備える。
【００４２】
イオン濃度取得部２１は、充放電セル１１内の正負各極の電解液のイオン濃度（電極側イオン濃度）と、正極タンク１２ｐ及び負極タンク１２ｎ内の各電解液のイオン濃度（貯蔵側イオン濃度）とを取得するものである。正極空間１５ｐ及び負極空間１５ｎには、正負それぞれの電極側イオン濃度を検出するためのイオン濃度センサ２７が設けられ、正極タンク１２ｐ及び負極タンク１２ｎには、正負それぞれの貯蔵側イオン濃度を検出するためのイオン濃度センサ２７が設けられる。
【００４３】
イオン濃度取得部２１は、電極側イオン濃度のうち、ＲＦ電池１０の充電率に対して正の相関を有する第一イオン濃度を取得する。また、イオン濃度取得部２１は、貯蔵側イオン濃度のうち、ＲＦ電池１０の充電率に対して正の相関を有する第二イオンの濃度を取得する。ＲＦ電池１０の充電率に対して正の相関を有するイオン濃度とは、充電率の高低とイオン濃度の高低とが対応するＶイオンを意味し、正極側では５価のＶイオンの濃度，負極側では２価のＶイオンの濃度のことである。つまり、充電率が高い状態で電解液に多く含まれるＶイオンのことを意味する。
【００４４】
すなわち、イオン濃度取得部２１は、正極空間１５ｐ内の電解液の５価のＶイオン濃度（第一イオン濃度）と、負極空間１５ｎ内の電解液の２価のＶイオン濃度（第一イオン濃度）と、正極タンク１２ｐ内の電解液の５価のＶイオン濃度（第二イオン濃度）と、負極タンク１２ｎ内の電解液の２価のＶイオン濃度（第二イオン濃度）とを取得する。
【００４５】
なお、以下の説明では、５価のＶイオン濃度と２価のＶイオン濃度とは同一であるとする。また、正極空間１５ｐ又は負極空間１５ｎ内の電解液の５価のＶイオン濃度又は２価のＶイオン濃度（すなわち、第一イオン濃度）をセル側イオン濃度Ccと呼び、正極タンク１２ｐ又は負極タンク１２ｎ内の電解液の５価のＶイオン濃度又は２価のＶイオン濃度（すなわち、第二イオン濃度）をタンク側イオン濃度Ctと呼ぶ。
【００４６】
イオン濃度取得部２１は、各イオン濃度センサ２７で検出された値をその位置（充放電セル１１又はタンク１２）でのＶイオンの濃度として取得する。なお、ここでは直接的にＶイオンの濃度を検出する機能を有する検出手段としてイオン濃度センサ２７を設ける場合を例示したが、イオン濃度を取得する手法はこれに限られない。さらにここでは、イオン濃度センサ２７が正極空間１５ｐ，負極空間１５ｎ，正極タンク１２ｐ及び負極タンク１２ｎの四箇所にそれぞれ設けられ、四箇所のＶイオン濃度を検出しているが、イオン濃度センサ２７は少なくとも二個設けられ、充放電セル１１内の電解液のＶイオン濃度とタンク１２内の電解液のＶイオン濃度とが検出できればよい。
【００４７】
例えば、イオン濃度センサ２７を正極側のみに設け、正極側のセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを検出してもよい。つまり、正極空間１５ｐ内の５価のＶイオン濃度と正極タンク１２ｐ内の５価のＶイオン濃度とを検出してもよい。反対にイオン濃度センサ２７を負極側のみに設け、負極側のセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを検出してもよい。
【００４８】
あるいは、イオン濃度センサ２７を正極空間１５ｐ及び負極タンク１２ｎの二箇所に設け、正極空間１２ｐの５価のＶイオン濃度と負極タンク１２ｎの２価のＶイオン濃度を検出してもよい。反対に、イオン濃度センサ２７を負極空間１５ｎ及び正極タンク１２ｐの二箇所に設け、負極空間１２ｎの２価のＶイオン濃度と正極タンク１２ｐの５価のＶイオン濃度を検出してもよい。これは、５価のＶイオン濃度の増減量と２価のＶイオン濃度の増減量とが一定であるため、例えば負極タンク１２ｎ内の２価のＶイオン濃度を検出し、そのときの正極タンク１２ｐ内の５価のＶイオン濃度を演算して取得することができるからである。
【００４９】
イオン濃度取得部２１は、例えば充放電時に発生する電流値に基づいてイオン濃度を推定してもよい。この推定手法について、図４を用いて説明する。図４は、充電率とイオン濃度との関係を示す概略図であり、ここでは充電率とイオン濃度とが線形の比例関係を有している場合を例示している。図４に示すように、ＲＦ電池１０は、その設計段階において充電率とイオン濃度との関係が決定される。例えば、ＲＦ電池１０を設計する場合、各充電率に対応する５価のＶイオン濃度（ＶＯ2+）と２価のＶイオン濃度（Ｖ2+）とが決定され、この関係を予め記憶しておく。そして、イオン濃度取得部２１は、図示しない電流計により測定した充放電時の電流値を取得し、この電流値を積算して現時点の充電率を推定する。そして、この充電率から５価のＶイオン濃度及び２価のＶイオン濃度をそれぞれ推定する。
【００５０】
またこの他に、イオン濃度取得部２１は、充放電とは関係なくＲＦ電池１０に最大負荷を与え、この時の電流値に基づいてイオン濃度を推定してもよい。この推定手法について説明する。ＲＦ電池１０の出力電圧が一定であるとすると、ＲＦ電池１０の最大電流値はイオン濃度に支配される。これは、イオンが多く含まれている方が電荷を運ぶ存在（いわゆるキャリア）が多いということになるため、多くの電流が流れるからである。
【００５１】
そこで、ＲＦ電池１０の設計段階において、最大電流値と５価のＶイオン濃度及び２価のＶイオン濃度との関係を予め取得して記憶しておく。そして、イオン濃度取得部２１は、図示しない電流計によって、ＲＦ電池１０に最大負荷を与えた時の電流値を測定し、その値（すなわち最大電流値）を取得して、この最大電流値から５価のＶイオン濃度及び２価のＶイオン濃度をそれぞれ推定する。イオン濃度取得部２１により取得されたイオン濃度の情報は、判定部２４へ伝達される。
【００５２】
慣性力取得部２２は、ＲＦ電池１０に作用する慣性力の大きさ及び向き（すなわち、慣性力のベクトル）を取得するものである。ここで取得される慣性力とは、例えば車両１が加速又は減速するときにＲＦ電池１０に作用する慣性力や、車両１が右左折やカーブ，ＵターンするときにＲＦ電池１０に作用する慣性力（遠心力）を意味する。
【００５３】
慣性力取得部２２は、このような慣性力を例えば以下のように取得する。車両１の加減速時にＲＦ電池１０に作用する慣性力は、図示しない加速度センサで検出された加速度又は車速センサで検出した車速を微分して得られる加速度に基づいて演算される。また、車両１の右左折時やカーブ，Ｕターン時にＲＦ電池１０に作用する慣性力は、図示しないカーナビに記憶された地図情報（道路情報）と車速センサで検出された車速とに基づいて演算される。なお、カーナビの道路情報の代わりに、角速度や左右方向の加速度を検出する機能を有するセンサを用いて慣性力を取得してもよい。慣性力取得部２２で取得された慣性力の情報は、判定部２４へ伝達される。
【００５４】
充放電要求推定部２３は、ＲＦ電池１０の運用状態や車両１の運転状態，周囲の環境状況（気温や天気，道路状態等）などの様々な要因に基づいて、ＲＦ電池１０に対する充電要求及び放電要求を推定するものである。充放電要求推定部２３は、ＲＦ電池１０の放電時には、放電後に充電要求が予定されているかを推定し、ＲＦ電池１０の充電時には、充電後に放電要求が予定されているかを推定する。
【００５５】
充放電要求推定部２３は、例えばカーナビの地図情報から、この後車両１が下り坂を走行するという情報を取得し、走行中に回生充電されることがわかれば「放電後、充電要求が予定されている」と推定する。また、回生充電が終了する直前には、今後は「充電後、放電要求が予定されている」と推定する。なお、充放電要求推定部２３での推定手法は特に限られず、例えばＲＦ電池１０の充電率や車両１の車速，車両１に対する要求トルクなどに基づいて充放電要求を推定してもよい。充放電要求推定部２３で推定された充放電要求は、判定部２４へ伝達される。
【００５６】
判定部（判定手段）２４は、イオン濃度取得部２１，慣性力取得部２２及び充放電要求推定部２３から伝達された各情報に基づいて、弁制御に関する六つの判定を実施するものである。判定部２４は、第一に、セル側イオン濃度Ccの増減状態からＲＦ電池１０の充放電状態を判定する。そして、ＲＦ電池１０の充放電状態に応じて放電時の判定と充電時の判定とを実施する。なお、判定部２４は、モータ２の作動状態に基づいて第一の判定を実施してもよい。
【００５７】
判定部２４は、第二に、ＲＦ電池１０の放電時であれば、放電を継続することができるか否かを判定し、ＲＦ電池１０の充電時であれば、充電を継続することができるか否かを判定する。判定部２４は、放電時に以下の条件（１Ｄ）及び（２Ｄ）が成立する場合に放電終了と判定し、何れか一つでも不成立の場合に放電を継続可能と判定する。
（１Ｄ）セル側イオン濃度Ccが放電限界値D3未満である（Cc＜D3）
（２Ｄ）タンク側イオン濃度Ctが放電限界値D3未満である（Ct＜D3）
【００５８】
ＲＦ電池１０には、予め使用（運用）可能な充電率の範囲（以下、この範囲を運用充電率範囲という）が設定されており、電池使用時には、電池の充電率がこの運用充電率範囲内か否かが常時監視される。運用充電率範囲とは、例えば電池の耐久性や電池の運用上の要請等によって定められた電池内部の充電量の変動範囲であり、例えば上限が充電率100%，下限が充電率30％に設定されている。放電限界値D3は、放電終了を判定するための閾値であり、運用充電率範囲の下限値である充電率30％に対応するイオン濃度に予め設定されている。
【００５９】
一方、判定部２４は、充電時に以下の条件（１Ｅ）及び（２Ｅ）が成立する場合に充電終了と判定し、何れか一つでも不成立の場合に充電を継続可能と判定する。
（１Ｅ）セル側イオン濃度Ccが充電限界値E3以上である（Cc≧E3）
（２Ｅ）タンク側イオン濃度Ctが充電限界値E3以上である（Ct≧D3）
ここで、充電限界値E3は、充電完了（満充電）を判定するための閾値であり、運用充電率範囲の上限値である充電率100％に対応するイオン濃度に予め設定されている。
【００６０】
判定部２４は、第二の判定で放電を継続可能又は充電を継続可能と判定した場合は、第三に、イオン濃度取得部２１で取得されたセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctに基づいて、開閉弁１９の開放可能性（開弁する可能性があるか否か）を判定する。なお、第二の判定で放電終了又は充電終了と判定した場合は、第三以降の判定は実施しない。
【００６１】
判定部２４は、ＲＦ電池１０の放電時には、第三の判定として、以下の条件（３Ｄ）及び（４Ｄ）が成立するか否かを判定し、両方成立した場合は開閉弁１９を開放する可能性があると判定し、何れか一つでも不成立であれば開閉弁１９を開放しない（閉弁状態のままとする）と判定する。
（３Ｄ）セル側イオン濃度Ccが第一放電閾値D1未満である（Cc＜D1）
（４Ｄ）セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満である（Cc＜Ct）
【００６２】
ここで、第一放電閾値D1は、放電時に弁制御を実施すべきか否かを判定するための閾値であり、運用充電率範囲内であって、例えば充電率50％に対応するイオン濃度に予め設定されている。条件（３Ｄ）が成立する場合はセル側イオン濃度Ccが放電によってある程度低下していることを意味する。言い換えると、条件（３Ｄ）が不成立の場合（セル側イオン濃度Ccが第一放電閾値D1以上である場合）は、弁制御を行うことなく放電を継続することができることを意味する。
【００６３】
また、条件（４Ｄ）は、セル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとを比較し、電解液を循環させてイオン濃度を均一化させる必要があるか否かを判定するための条件である。つまり、放電時にCc＜Ctが成立する場合は、タンク１２内の電解液の方が充放電セル１１内の電解液よりも多くの５価のＶイオン及び２価のＶイオンを含んでいることになるため、イオン濃度を均一化させる必要があると判定し、これにより出力を維持する。
【００６４】
また、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電時には、第三の判定として、以下の条件（３Ｅ）及び（４Ｅ）が成立するか否かを判定し、両方成立した場合は開閉弁１９を開放する可能性があると判定し、何れか一つでも不成立であれば開閉弁１９を開放しない（閉弁状態のままとする）と判定する。
（３Ｅ）セル側イオン濃度Ccが第一充電閾値E1以上である（Cc≧E1）
（４Ｅ）セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きい（Cc＞Ct）
【００６５】
ここで、第一充電閾値E1は、充電時に弁制御を実施するか否かを判定するための閾値であり、上記の運用充電率範囲内であって、例えば充電率80％に対応するイオン濃度に予め設定されている。条件（３Ｅ）が成立する場合はセル側イオン濃度Ccが充電によってある程度上昇していることを意味する。言い換えると、条件（３Ｅ）が不成立の場合（セル側イオン濃度Ccが第一充電閾値E1未満である場合）は、充電が不十分であるため弁制御を行わずに充電を継続すべきであることを意味する。
【００６６】
また、条件（４Ｅ）は、セル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとを比較し、電解液を循環させてイオン濃度を均一化させる必要があるか否かを判定するための条件である。つまり、充電時にCc＞Ctが成立する場合は、充放電セル１１内の電解液の方がタンク１２内の電解液よりも多くの５価のＶイオン及び２価のＶイオンを含んでいることになるため、イオン濃度を均一化させる必要があると判定し、これにより、より多くの電力を蓄電する。
【００６７】
以上の判定部２４における第二及び第三の判定をマップ化したものを図５（ａ）及び（ｂ）に示す。図５（ａ）は放電時の判定を示すマップであり、図５（ｂ）は充電時の判定を示すマップである。
図５（ａ）に示すように、条件（１Ｄ）及び（２Ｄ）を満たす場合は、領域Ｒ１に該当する。この領域Ｒ１は放電終了領域である。また、条件（１Ｄ）及び（２Ｄ）を満たさず、条件（３Ｄ）及び（４Ｄ）を満たす場合は、領域Ｒ２に該当する。この領域Ｒ２は、開閉弁１９を開放する可能性のある開弁領域である。ただし、この開弁領域に入れば開閉弁１９は常に開弁されるわけではなく、判定部２４での他の判定結果によって開閉状態が決定される。また、領域Ｒ１及びＲ２に該当しない領域Ｒ３は、開閉弁１９を開放しない（閉弁状態とする）閉弁領域である。
【００６８】
図５（ｂ）に示すように、条件（１Ｅ）及び（２Ｅ）を満たす場合は、領域Ｒ４に該当する。この領域Ｒ４は充電終了領域である。実際には、Cc＝E3且つCt＝E3となったとき（図中星印）に充電終了となる。また、条件（１Ｅ）及び（２Ｅ）を満たさず、条件（３Ｅ）及び（４Ｅ）を満たす場合は、領域Ｒ５に該当する。この領域Ｒ５は、開閉弁１９を開放する可能性のある開弁領域である。ただし、この開弁領域に入れば開閉弁１９は常に開弁されるわけではなく、判定部２４での他の判定結果によって開閉状態が決定される。い。また、領域Ｒ４及びＲ５に該当しない領域Ｒ６は、開閉弁１９を開放しない（閉弁状態とする）閉弁領域である。
【００６９】
つまり、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充放電状態を判定した後（第一の判定の後）、図５（ａ）のマップ又は図５（ｂ）のマップを用いて、何れの領域に該当するかを判定する。
判定部２４は、第三の判定で領域Ｒ２又は領域Ｒ５に該当すると判定した場合は、第四に、充放電要求推定部２３から伝達された情報に基づいて開閉弁１９を開放するか否かを判定する。なお、領域Ｒ２及び領域Ｒ５以外の領域に該当すると判定した場合は、第四の判定は実施しない。
【００７０】
判定部２４は、ＲＦ電池１０の放電時に、第三の判定で領域Ｒ２に該当すると判定した場合は、以下の条件（５Ｄ）が成立するか否かを判定する。条件（５Ｄ）が成立した場合は充電要求の予定があるため開閉弁１９を開放しないと判定し、不成立であれば充電要求の予定がないため開閉弁１９を開放すると判定する。
（５Ｄ）「放電後、充電要求が予定されている」と推定された
【００７１】
同様に、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電時に、第三の判定で領域Ｒ５に該当すると判定した場合は、以下の条件（５Ｅ）が成立するか否かを判定する。条件（５Ｅ）が成立した場合は放電要求の予定があるため開閉弁１９を開放しないと判定し、不成立であれば放電要求の予定がないため開閉弁１９を開放すると判定する。
（５Ｅ）「充電後、放電要求が予定されている」と推定された
【００７２】
このように判定する理由について説明する。ＲＦ電池１０の放電時に開閉弁１９を閉弁し電解液の移動を停止させると、タンク側イオン濃度Ctは変化しないがセル側イオン濃度Ccは低下するため、充放電セル１１側とタンク１２側との間でイオン濃度差が生じる。つまり、放電時では５価のＶイオンと２価のＶイオンとが減少するため、充放電セル１１内の５価のＶイオン濃度と２価のＶイオン濃度がタンク１２側に比べて低い状態となる。この状態は、充電を実施するには適した状態であるため、この放電の後に充電要求が予定されていることが予め把握されているならば、開閉弁１９を閉弁状態のまま維持し、あえて電解液のイオン濃度差がある状態のまま保つ（イオン濃度を不均一な状態とする）。これにより、その後の充電要求に備えることで充電効率を向上させ、余計なエネルギ消費を抑制することができる。
【００７３】
さらに判定部２４は、第四の判定で開閉弁１９を開放すると判定した場合は、第五に、慣性力の有無と大きさとを判定する。なお、第三の判定で領域Ｒ２及び領域Ｒ５以外の領域に該当すると判定した場合は、第五の判定は実施しない。判定部２４は、第五の判定として、充放電状態に関わらず以下の条件（６），（７）及び（８）の何れに該当するか否かを判定する。
（６）慣性力があり、且つ、その大きさが大きい（慣性力≧所定値Ｆ）
（７）慣性力があり、且つ、その大きさが小さい（慣性力＜所定値Ｆ）
（８）慣性力なし
なお、条件（６），（７）の所定値Ｆは、慣性力の大きさの大小を判定するための閾値であり、予め設定されている。
【００７４】
最後に判定部２４は、第三の判定又は第四の判定で開閉弁１９を閉鎖すると判定した場合、又は、第五の判定で条件（６）又は（７）に該当すると判定したとき（すなわち、慣性力ありの場合）は、第六に、セル側イオン濃度Ccに基づきＲＦ電池１０の充電率を判定する。判定部２４は、放電時には以下の条件（９Ｄ）の成否を判定し、（９Ｄ）が成立した場合は低電力状態であると判定し、（９Ｄ）が不成立であれば放電を継続することが可能であると判定する。一方、充電時には以下の条件（９Ｅ）の成否を判定して、（９Ｅ）が成立した場合は高電力状態であると判定し、（９Ｅ）が不成立であれば充電を継続することが可能であると判定する。
（９Ｄ）セル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満である（Cc＜D2）
（９Ｅ）セル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上である（Cc≧E2）
【００７５】
ここで、第二放電閾値D2は、放電時にセル側イオン濃度Ccを早急に高める必要があるか否かを判定するための閾値である。第二放電閾値D2は、上記の運用充電率範囲内で第一放電閾値D1よりも小さい値であり、例えば充電率40％に対応するイオン濃度に予め設定されている。また、第二充電閾値E2は、充電によってセル側イオン濃度Ccが十分高まったか否かを判定するための閾値である。第二充電閾値E2は、上記の運用充電率範囲内で第一充電閾値E1よりも大きい値であり、例えば充電率90％に対応するイオン濃度に予め設定されている。
以上の判定部２４での判定内容の概略を以下の表１に示す。判定部２４での判定結果は、制御部２５へ伝達される。
【００７６】
【表１】
2014127264.tif 000004
【００７７】
制御部（制御手段）２５は、判定部２４から伝達された情報に基づいて、開閉弁１９の弁制御を実施するものである。制御部２５における放電時の制御内容を図６（ａ）〜（ｆ）に示し、充電時の制御内容を図７（ａ）〜（ｆ）に示す。図６（ｂ）〜（ｆ）は、図５（ａ）のマップのうち、開閉弁１９を開放する可能性のある開弁領域Ｒ２を抜粋したものであり、判定結果に応じた制御内容を示す。図７（ｂ）〜（ｆ）は、図５（ｂ）のマップのうち、開閉弁１９を開放する可能性のある開弁領域Ｒ５を抜粋したものであり、判定結果に応じた制御内容を示す。
【００７８】
制御部２５は、第一の判定結果からＲＦ電池１０の充放電状態を把握する。ＲＦ電池１０の放電時の場合、第二の判定によりＲＦ電池１０の放電終了（領域Ｒ１）と判定されると、弁制御を終了し、放電自体も終了する。そして、制御部２５は、図６（ａ）に示すように使用者に対してＲＦ電池１０の充電切れであるといった内容を報知する報知制御を実施する（要充電報知）。この報知手段は、例えばモニタ表示や音声等による報知である。
【００７９】
制御部２５は、第三の判定により開閉弁１９の開放可能性なし（領域Ｒ３）と判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖する。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたときは、図６（ａ）に示すように使用者に対して電力が低下していることを報知する報知制御を実施する（電力低下報知）。以上の領域Ｒ１及び領域Ｒ３における制御部２５での制御内容を以下の表２に示す。
【００８０】
【表２】
2014127264.tif 000005
【００８１】
制御部２５は、第三の判定により開閉弁１９の開放可能性あり（領域Ｒ２）と判定された場合は、第四〜第六の判定結果に応じて図６（ｂ）〜（ｆ）に示す何れかの弁制御を実施する。制御部２５は、判定部２４により開弁領域Ｒ２に該当すると判定された場合に、第四の判定で充電要求の予定ありと判定された場合は、図６（ｂ）に示すように開弁領域Ｒ２であっても開閉弁１９を閉鎖する。これにより、放電後の充電要求に備えることができる。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたときは、使用者に対して電力が低下していることを報知する報知制御を実施する（電力低下報知）。
【００８２】
反対に、制御部２５は、第四の判定で充電要求の予定なしと判定された場合は、図６（ｃ）に示すように開閉弁１９を開放する。このときの開度は中間の開度Ｍとする。さらに制御部２５は、開閉弁１９を開放する場合は、第五の判定結果に応じて図６（ｄ）〜（ｆ）に示す何れかの制御内容を選択し、さらに第六の判定結果に応じた制御を実施する。第五の判定で条件（６）に該当すると判定された（つまり大きい慣性力が取得された）場合は図６（ｄ）を選択し、条件（７）に該当すると判定された（つまり小さい慣性力が取得された）場合は図６（ｅ）を選択し、条件（８）に該当すると判定された（慣性力がない）場合は図６（ｆ）を選択する。
【００８３】
図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、慣性力が取得された場合は、開閉弁１９を開放することで電解液が連通経路１８を通じて充放電セル１１とタンク１２との間を移動して混合する。つまり、この場合はポンプ１７を作動させなくても、開閉弁１９が開放された連通経路１８を通じて電解液が攪拌され、電解液のイオン濃度差が小さくなる。このとき、第六の判定によりＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたときは、早急に電解液を循環させる必要があるため、開閉弁１９の開度を最も大きな開度Ｌとする。
【００８４】
一方、第六の判定によりＲＦ電池１０が低電力状態でないと判定されたときは、慣性力の大きさによって開度を変更する。図６（ｄ）に示すように、慣性力が大きいときは開度を最も小さな開度Ｓとし、緩やかに電解液を移動させる。また、図６（ｅ）に示すように、慣性力が小さいときは開度を絞りすぎると電解液の移動する流量が少なくなりすぎてしまうため、中間の開度Ｍを維持する。
【００８５】
また、図６（ｆ）に示すように、慣性力がない場合は開閉弁１９を中間の開度Ｍを維持し、ＲＦ電池１０が低電力状態であれば強制制御を併せて実施する。ここでいう強制制御とは、例えばポンプ１７を作動させて強制的に電解液を循環させる制御や、他のバッテリシステムに切り換える制御など、車両１の使用を継続するための最終手段である。これにより、ＲＦ電池１０が放電終了となる（領域Ｒ１に変移する）ことを抑制する。以上の領域Ｒ２における制御部２５での制御内容を以下の表３に示す。
【００８６】
【表３】
2014127264.tif 000006
【００８７】
制御部２５は、ＲＦ電池１０の充電時の場合、第二の判定によりＲＦ電池１０の充電終了（領域Ｒ４）と判定されると、弁制御を終了し、充電自体も終了する。そして、制御部２５は、図７（ａ）に示すように使用者に対してＲＦ電池１０の充電が完了したといった内容を報知する報知制御を実施する（充電完了報知）。一方、制御部２５は、第三の判定により開閉弁１９の開放可能性なし（領域Ｒ６）と判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖する。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたときは、図７（ａ）に示すように使用者に対して充電完了が間近であることを報知する報知制御を実施する（完了間近報知）。以上の領域Ｒ４及び領域Ｒ６における制御部２５での制御内容を以下の表４に示す。
【００８８】
【表４】
2014127264.tif 000007
【００８９】
制御部２５は、第三の判定により開閉弁１９の開放可能性あり（領域Ｒ５）と判定された場合は、第四〜第六の判定結果に応じて図７（ｂ）〜（ｆ）に示す何れかの弁制御を実施する。制御部２５は、判定部２４により開弁領域Ｒ５に該当すると判定された場合に、第四の判定で放電要求の予定ありと判定された場合は、図７（ｂ）に示すように開弁領域Ｒ５であっても開閉弁１９を閉鎖する。これにより、充電後の放電要求に備えることができる。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたときは、使用者に対して充電完了が間近であることを報知する報知制御を実施する（完了間近報知）。
【００９０】
反対に、制御部２５は、第四の判定で放電要求の予定なしと判定された場合は、図７（ｃ）に示すように開閉弁１９を開放する。このときの開度は中間の開度Ｍとする。さらに制御部２５は、開閉弁１９を開放する場合は、第五の判定結果に応じて図７（ｄ）〜（ｆ）に示す何れかの制御内容を選択し、さらに第六の判定結果に応じた制御を実施する。第五の判定で条件（６）に該当すると判定された（つまり大きい慣性力が取得された）場合は図７（ｄ）を選択し、条件（７）に該当すると判定された（つまり小さい慣性力が取得された）場合は図７（ｅ）を選択し、条件（８）に該当すると判定された（慣性力がない）場合は図７（ｆ）を選択する。
【００９１】
図７（ｄ）及び（ｅ）に示すように、慣性力が取得された場合は、開閉弁１９を開放することで電解液が連通経路１８を通じて充放電セル１１とタンク１２との間を移動して混合する。つまり、この場合はポンプ１７を作動させなくても、開閉弁１９が開放された連通経路１８を通じて電解液が攪拌され、電解液のイオン濃度差が小さくなる。このとき、第六の判定によりＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたときは、早急に電解液を循環させる必要があるため、開閉弁１９の開度を最も大きな開度Ｌとする。
【００９２】
一方、第六の判定によりＲＦ電池１０が高電力状態でないと判定されたときは、慣性力の大きさによって開度を変更する。図７（ｄ）に示すように、慣性力が大きいときは開度を最も小さな開度Ｓとし、緩やかに電解液を移動させる。また、図７（ｅ）に示すように、慣性力が小さいときは開度を絞りすぎると電解液の移動する流量が少なくなりすぎてしまうため、中間の開度Ｍを維持する。
また、図７（ｆ）に示すように、慣性力がない場合は開閉弁１９を中間の開度Ｍを維持し、ＲＦ電池１０が高電力状態であれば強制制御を併せて実施する。これにより、ＲＦ電池１０の充電容量を増大させる。以上の領域Ｒ５における制御部２５での制御内容を以下の表５に示す。
【００９３】
【表５】
2014127264.tif 000008
【００９４】
［２−３．フローチャート］
次に、図８及び図９を用いてＥＣＵ２０で実行される弁制御の手順の例を説明する。図８は放電時の弁制御の内容を示し、図９は充電時の弁制御の内容を示す。判定部２４によりＲＦ電池１０が放電状態であると判定されると図８のフローチャートが選択され、充電状態であると判定されると図９のフローチャートが選択される。これらのフローチャートは所定の周期で繰り返し動作する。
【００９５】
まず、ＲＦ電池１０の放電時の弁制御について説明する。図８に示すように、ＲＦ電池１０の放電時では、ステップＳ１０において、イオン濃度取得部２１によりセル側イオン濃度Ccが取得される。ステップＳ２０では、判定部２４によりセル側イオン濃度Ccが第一放電閾値D1未満であるか否かが判定される。Cc＜D1の場合は、ステップＳ３０においてタンク側イオン濃度Ctが取得され、ステップＳ４０へ進む。一方、Cc≧D1の場合は、ＲＦ電池１０の充電率が十分に高いため、ステップＳ６５に進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＳ１２０へ進む。
【００９６】
ステップＳ４０では、判定部２４によりセル側イオン濃度Ccが放電限界値D3未満であるか否かが判定される。Cc＜D3の場合はステップＳ４２へ進み、タンク側イオン濃度Ctが放電限界値D3未満であるか否かが判定される。Ct＜D3の場合は、充電率が低すぎてＲＦ電池１０の放電ができない状態であるため、ステップＳ４４へ進んで充電が必要である旨が報知される（要充電報知）。そして、ステップＳ４５において開閉弁１９が閉弁状態に制御されて、放電を終了する。反対に、Ct≧D3の場合は、タンク１２内の電解液には電力がまだ残っているため、ステップＳ５５へ進む。
【００９７】
一方、ステップＳ４０の判定でCc≧D3の場合はステップＳ５０へ進み、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満であるか否かが判定される。Cc＜Ctの場合はステップＳ５５へ進み、Cc≧Ctの場合はステップＳ６５へ進む。ステップＳ５５では、放電後に充電要求が予定されているか否かが判定される。充電要求が予定されている場合は何もしなくてももうすぐ充電率が回復すると予想されるため、ステップＳ６５において開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＳ１２０へ進む。一方、充電要求の予定がない場合はステップＳ６０へ進む。
【００９８】
ステップＳ６０では、開閉弁１９が開放されて中間の開度（開度Ｍ）に制御される。これにより、ＲＦ電池１０の電解液に慣性力が作用すれば電解液の移動が可能となる。続くステップＳ７０では、慣性力取得部２２により慣性力が取得されたか否かが判定され、慣性力ありの場合はステップＳ８０へ進みセル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。一方慣性力なしの場合はステップＳ１１０へ進む。
【００９９】
ステップＳ８０の判定でCc≧D2のときはステップＳ９０に進み、慣性力の大きさが所定値Ｆ以上か否かが判定される。つまり、ステップＳ８０の判定でＮＯルートからステップＳ９０に進んだ場合は、ＲＦ電池１０が低電力状態ではないため、慣性力の大きさに応じて開閉弁１９の開度を調節する。ステップＳ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であれば開閉弁１９の開度が小さい開度（開度Ｓ）に制御され、このフローをリターンする。一方ステップＳ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ未満であれば開閉弁１９の開度が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。
【０１００】
一方、ステップＳ８０の判定でCc＜D2のときは、ＲＦ電池１０が低電力状態のため早期にイオン濃度を均一化させるべく、ステップＳ１００において開閉弁１９の開度が大きい開度（開度Ｌ）に制御され、このフローをリターンする。
【０１０１】
また、ステップＳ７０の判定において慣性力なしと判定された場合は、ステップＳ１１０においてセル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。Cc＜D2のときは、ステップＳ１１５に進み、開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともに強制制御が実施され、このフローをリターンする。これは、ＲＦ電池１０が低電力状態であって慣性力も作用していない場合は、放電を継続するための最終手段を実施する必要があるためである。一方、ステップＳ１１０の判定でCc≧D2であれば、開閉弁１９が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。
【０１０２】
ステップＳ２０，ステップＳ５０又はステップＳ５５からステップＳ６５へ進み、ステップＳ６５において開閉弁１９が閉弁状態に制御されたときは、続くステップＳ１２０において、セル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。そして、Cc＜D2のときは、ステップＳ１２５において電力が低下している旨が報知され（電力低下報知）、このフローをリターンする。反対にCc≧D2のときは、そのままこのフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＳ１０から繰り返し実施される。
【０１０３】
続いて、ＲＦ電池１０の充電時の弁制御について説明する。図９に示すように、ＲＦ電池１０の充電時では、ステップＴ１０において、イオン濃度取得部２１によりセル側イオン濃度Ccが取得される。ステップＴ２０では、判定部２４によりセル側イオン濃度Ccが第一充電閾値E1以上であるか否かが判定される。Cc≧E1場合は、ステップＴ３０においてタンク側イオン濃度Ctが取得され、ステップＴ４０へ進む。一方、Cc＜E1の場合は、ステップＴ６５に進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＴ１２０へ進む。
【０１０４】
ステップＴ４０では、判定部２４によりセル側イオン濃度Ccが充電限界値E3以上であるか否かが判定される。Cc≧E3の場合はステップＴ４２へ進み、タンク側イオン濃度Ctが充電限界値E3以上であるか否かが判定される。Ct≧E3の場合は、ＲＦ電池１０の充電が完了した状態であるため、ステップＴ４４へ進んで充電が完了した旨が報知される（充電完了報知）。そして、ステップＴ４５において開閉弁１９が閉弁状態に制御されて、充電を終了する。反対に、Ct＜E3の場合は、タンク１２内の電解液にはまだ電力を蓄えることができるため、ステップＴ５５へ進む。
【０１０５】
一方、ステップＴ４０の判定でCc＜E3の場合はステップＴ５０へ進み、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きいか否かが判定される。Cc＞Ctの場合はステップＴ５５へ進み、Cc≧Ctの場合はステップＴ６５へ進む。ステップＴ５５では、充電後に放電要求が予定されているか否かが判定される。放電要求が予定されている場合はステップＴ６５へ進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＴ１２０へ進む。一方、放電要求の予定がない場合はステップＴ６０へ進む。
【０１０６】
ステップＴ６０では、開閉弁１９が開放されて中間の開度（開度Ｍ）に制御される。これにより、ＲＦ電池１０の電解液に慣性力が作用すれば電解液の移動が可能となる。ステップＴ７０において、慣性力取得部２２により慣性力が取得されたか否かが判定され、慣性力ありの場合はステップＴ８０へ進み、セル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。一方、慣性力なしの場合はステップＴ１１０へ進む。
【０１０７】
ステップＴ８０の判定でCc＜E2のときはステップＴ９０に進み、慣性力の大きさが所定値Ｆ以上か否かが判定される。つまり、ステップＴ８０の判定でＮＯルートからステップＴ９０に進んだ場合は、満充電まで余裕があるため、慣性力の大きさに応じて開閉弁１９の開度を調節する。ステップＴ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であれば、ステップＴ９５において開閉弁１９の開度が小さい開度（開度Ｓ）に制御され、このフローをリターンする。一方ステップＴ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ未満であれば、開閉弁１９の開度が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。
【０１０８】
一方、ステップＴ８０の判定でCc≧E2のときは、セル側イオン濃度Ccが十分上昇し、満充電に近い状態になっているため、早期にイオン濃度を均一化させるべく、ステップＴ１００において開閉弁１９の開度が大きい開度（開度Ｌ）に制御され、このフローをリターンする。
【０１０９】
また、ステップＴ７０の判定において慣性力なしと判定された場合は、ステップＴ１１０においてセル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。Cc≧E2のときは、ステップＴ１１５に進み、開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともに強制制御が実施され、このフローをリターンする。これは、充電完了状態に近付いており、且つ慣性力も作用していない場合は、タンク側イオン濃度Ctを高めて充電容量を増大させるための最終手段を実施する必要があるためである。一方、ステップＴ１１０の判定でCc＜E2であれば、開閉弁１９が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。
【０１１０】
ステップＴ２０，ステップＴ５０又はステップＴ５５からステップＴ６５へ進み、ステップＴ６５において開閉弁１９が閉弁状態に制御されたときは、続くステップＴ１２０において、セル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。そして、Cc≧E2のときは、ステップＴ１２５において充電完了に近い状態である旨が報知され（完了間近報知）、このフローをリターンする。反対にCc＜E2のときは、そのままこのフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＴ１０から繰り返し実施される。
【０１１１】
［２−４．効果］
（１）このように、本実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置によれば、セル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとに応じて開閉弁１９の開閉状態を制御するため、電解液のイオン濃度差を小さくして、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができる。これにより、ＲＦ電池１０の容量低下の抑制，充放電効率の悪化防止や出力維持を図ることができる。また、ＲＦ電池１０は車両１に設けられ、慣性力を利用して電解液を移動させて攪拌させるため、電解液を循環させるためのポンプ１７を省略することが可能であり、ポンプ１７を省略した場合はその分ＲＦ電池１０全体の重量を低減することができる。また、ポンプ１７を省略することで、ポンプ作動に必要なエネルギを抑制することができるため、エネルギ効率を向上させることができる。
【０１１２】
（２）また、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充放電状態に基づいて開閉弁１９を開放するか否かを判定するため、ＲＦ電池１０の充放電状態を考慮して適切な判定を実施することができ、充放電状態に応じた弁制御が可能となる。
（３）また、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電率に対してそれぞれ正の相関を有するセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを用い、ＲＦ電池１０の放電時では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満のときに開閉弁１９を開放すると判定するため、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができるとともに、電池の容量低下を抑制することができ、出力を維持することができる。
【０１１３】
（４）同様に、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電率に対してそれぞれ正の相関を有するセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを用い、ＲＦ電池１０の充電時では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きいときに開閉弁１９を開放すると判定するため、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができるとともに、電池の充電容量を増大させることができる。
【０１１４】
（５）また、制御部２５は、判定部２４により開閉弁１９を開放すると判定された場合に、慣性力の大きさに応じて開閉弁１９の開度を調節する開度制御を実施する。慣性力は、その大きさが大きいほど電解液の移動量が大きくなるため、慣性力の大きさに応じて弁の開度を増減させることで、電解液を早期に攪拌させたり緩やかに攪拌させたりすることができる。そのため、慣性力の大きさに加え、セル側イオン濃度Ccの大きさに応じて開度を調節することで、適切に電解液のイオン濃度差を均一化させることができる。
【０１１５】
（６）また、制御部２５は、判定部２４により放電後の充電要求又は充電後の放電要求の予定があると判定された場合は開閉弁１９を閉弁状態に制御する。つまり、開弁領域Ｒ２に該当すると判定された場合であっても、充電要求又は放電要求から電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で移動させない方がよい場合は、弁を閉弁状態に制御して、あえてイオンの濃度変化を大きくしておく。これにより、次の充放電に備えて、充放電セル１１内のイオン濃度を充放電に適した状態にしておくことができ、充放電時の電解液の移動（移動量や移動時間）を少なくすることができる。したがって、電解液を移動させるために必要なエネルギを低減することができ、エネルギ効率を向上させることができる。
【０１１６】
（７）また、ここでは、連通経路１８には外力によって開閉される開閉弁１９が設けられているため、弁制御を容易に、且つ確実に行うことができ、制御性を向上させることができる。
（８）さらに、本実施形態では、開閉弁１９を開放する条件として（３Ｄ）及び（３Ｅ）が設けられている。つまり、放電時であればセル側イオン濃度Ccがある程度低い状態になったら初めて開閉弁１９が開放され、充電時であればセル側イオン濃度Ccがある程度高い状態になったら初めて開閉弁１９が開放される。そのため、常に弁制御を実施する必要がなく、制御構成を簡素化することができる。
【０１１７】
（９）また、セル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctに応じて報知制御が実施されるため、ＲＦ電池１０を搭載した車両１を使用する者の利便性を向上させることができる。
（１０）また、ここでのＲＦ電池１０は、充放電セル１１の後面の後方に二つのタンク１２が配置され、連通経路１８が車両１の進行方向に沿って配置されているため、電解液が加減速によって生じる慣性力により移動しやすくなっている。そのため、車両１の走行時に開閉弁１９が開弁されていれば、連通経路１８を通じて電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で移動させて循環させることができる。
【０１１８】
（１１）また、充放電セル１１及び二つのタンク１２内に圧縮性流体が封入されている場合は、二つの空間１５やタンク１２の容積を慣性力（圧力）によって大きく変動させることができる。これにより、車両１の加減速による電解液の移動がしやすくなり、電解液の流動性を向上させることができる。言い換えると、慣性力による電解液の循環作用をより大きくすることができる。
【０１１９】
［２−５．変形例］
まず、第一実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置の第一変形例について説明する。本変形例は、上記した実施形態のＥＣＵ２０の機能要素のうち、慣性力取得部２２及び充放電要求推定部２３が省略されている。また、判定部２４による判定は、第一の判定，第二の判定の一部，第三の判定の一部のみが実施される。また、制御部２５は、開閉弁１９の開閉制御のみ実施し、開閉弁１９の開度制御及び報知制御は実施しない。したがって、本変形例に係るＲＦ電池１０の制御装置は、最も簡略化されたものである。
【０１２０】
これについて、図１０（ａ）及び（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。図１０（ａ）は図８のフローチャートを最も簡略化したものであり、図１０（ｂ）は図９のフローチャートを最も簡略化したものである。判定部２４によりＲＦ電池１０が放電状態であると判定されると、図１０（ａ）のフローチャートが選択され、充電状態であると判定されると図１０（ｂ）のフローチャートが選択される。これらのフローチャートは所定の周期で繰り返し動作する。なお、図８，図９と同一のステップについては、同一の符号を付し、説明は簡略化する。
【０１２１】
まず、ＲＦ電池１０の放電時の弁制御について説明する。図１０（ａ）に示すように、ＲＦ電池１０の放電時では、ステップＳ１０において、イオン濃度取得部２１によりセル側イオン濃度Ccが取得され、ステップＳ３０において、タンク側イオン濃度Ctが取得される。続くステップＳ５０では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満であるか否かが判定される。Cc＜Ctの場合は、ステップＳ６０へ進み、開閉弁１９が開放されて中間の開度（開度Ｍ）に制御される。これにより、ＲＦ電池１０の電解液に慣性力が作用すれば電解液の移動が可能となる。一方、Cc≧Ctの場合は、ステップＳ６５へ進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御される。
【０１２２】
ステップＳ６０又はＳ６５において弁の開閉が制御されると、続くステップＳ４０において、セル側イオン濃度Ccが放電限界値D3未満であるか否かが判定される。Cc＜D3の場合は放電を終了する。反対に、Cc≧D3の場合は、充放電セル１１内の電解液には電力がまだ残っているため、このフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＳ１０から繰り返し実施される。
つまり、本変形例に係る制御装置では、Cc＜Ctであれば、セル側イオン濃度Ccの大きさに関わらず常に開閉弁１９は開放される。そのため、この間に電解液に慣性力が作用すれば、電解液が移動して混合することが可能である。また、Cc＜D3となれば、速やかに放電が終了される。
【０１２３】
続いて、ＲＦ電池１０の充電時の弁制御について説明する。図１０（ｂ）に示すように、ＲＦ電池１０の充電時では、ステップＴ１０において、イオン濃度取得部２１によりセル側イオン濃度Ccが取得され、ステップＴ３０においてタンク側イオン濃度Ctが取得される。続く、ステップＴ５０では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きいか否かが判定される。Cc＞Ctの場合は、ステップＴ６０へ進み、開閉弁１９が開放されて中間の開度（開度Ｍ）に制御される。これにより、ＲＦ電池１０の電解液に慣性力が作用すれば電解液の移動が可能となる。一方、Cc≦Ctの場合は、ステップＳ６５へ進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御される。
【０１２４】
ステップＴ６０又はＴ６５において弁の開閉が制御されると、続くステップＴ４０において、セル側イオン濃度Ccが充電限界値E3以上であるか否かが判定される。Cc≧E3の場合は充電を終了する。反対に、Cc＜E3の場合は、充放電セル１１内の電解液にはまだ電力を蓄えることができるため、このフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＴ１０から繰り返し実施される。
つまり、本変形例に係る制御装置では、Cc＞Ctであれば、セル側イオン濃度Ccの大きさに関わらず常に開閉弁１９は開放される。そのため、この間に電解液に慣性力が作用すれば、電解液が移動して混合することが可能である。また、Cc≧E3となれば、速やかに充電が終了される。
【０１２５】
このように、第一変形例に係るＲＦ電池１０の制御装置によれば、制御構成をより簡素化することができる。また、本変形例では、条件（３Ｄ）及び（３Ｅ）を省略し、放電時であればCc＜Ctの場合に、充電時であればCc＞Ctの場合に、開閉弁１９が開放される。そのため、常にセル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとのイオン濃度差を小さくし、セル側イオン濃度Ccを充放電に適した状態にすることができる。なお、第一実施形態と同一の構成からは、上記した第一実施形態で得られる効果と同一の効果を得ることができる。
【０１２６】
次に、第一実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置の第二変形例について説明する。本変形例は、上記した実施形態のＥＣＵ２０の制御部２５による制御内容の一部を除いて、上記の実施形態の構成と同様である。以下、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２７】
制御部２５は、ＲＦ電池１０の放電時において、判定部２４により開弁領域Ｒ２に該当すると判定され、第四の判定で充電要求の予定なしと判定された場合は、上記実施形態と同様に開閉弁１９を開度Ｍで開放する。さらに、上記実施形態と同様、慣性力の有無及びその大きさと第六の判定結果とに応じて、制御内容を選択する。本変形例では、取得された慣性力が小さい場合であって、第六の判定で低電力状態であると判定された場合に、開閉弁１９を開度Ｍに維持したままポンプを作動させる。また、慣性力が取得されなかった場合であって、第六の判定で低電力状態であると判定された場合に、開閉弁１９を開度Ｍに維持したままポンプを作動させる。このように、ポンプを作動させることで、電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で確実に循環させ、イオン濃度を均一化させる。
【０１２８】
同様に、制御部２５は、ＲＦ電池１０の充電時において、判定部２４により開弁領域Ｒ５に該当すると判定され、第四の判定で放電要求の予定なしと判定された場合は、上記実施形態と同様に開閉弁１９を開度Ｍで開放する。さらに、上記実施形態と同様、慣性力の有無及びその大きさと第六の判定結果とに応じて、制御内容を選択する。本変形例では、取得された慣性力が小さい場合であって、第六の判定で高電力状態であると判定された場合に、開閉弁１９を開度Ｍに維持したままポンプを作動させる。また、慣性力が取得されなかった場合であって、第六の判定で高電力状態であると判定された場合に、開閉弁１９を開度Ｍに維持したままポンプを作動させる。このように、ポンプを作動させることで、電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で確実に循環させ、イオン濃度を均一化させる。
【０１２９】
以上の本変形例に係る制御部２５での放電時及び充電時の制御内容を以下の表６にまとめて示す。なお、他の制御内容は上記実施形態と同一であるため、表６では一部を抜粋して示す。
【０１３０】
【表６】
2014127264.tif 000009
【０１３１】
次に、図１１及び図１２を用いて、本変形例に係るＥＣＵ２０で実行される弁制御及びポンプ１７の作動非作動（オンオフ）の制御の手順の例を説明する。図１１は放電時の制御内容を示し、図１２は充電時の制御内容を示す。判定部２４によりＲＦ電池１０が放電状態であると判定されると図１１のフローチャートが選択され、充電状態であると判定されると図１２のフローチャートが選択される。これらのフローチャートは所定の周期で繰り返し動作する。なお、以下の説明では、図８及び図９のフローチャートと同様の内容については、重複する説明は省略する。
【０１３２】
まず、ＲＦ電池１０の放電時の制御内容について説明する。図１１に示すように、ＲＦ電池１０の放電時では、図８のフローチャートにおけるステップＳ１０〜Ｓ５５と同様のステップＷ１０〜Ｗ５５が実施され、ステップＷ６０において開閉弁１９が開度Ｍで開弁される。続くステップＷ７０において慣性力の有無が判定され、慣性力が作用していればステップＷ８０へ進み、作用していなければステップＷ１１０へ進む。
【０１３３】
ステップＷ８０では第六の判定が実施され、Cc≧D2のときはステップＷ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であるか否かが判定される。ステップＷ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であれば、ステップＷ９５で開閉弁１９の開度が開度Ｓに制御されてこのフローをリターンし、慣性力の大きさが所定値Ｆ未満であれば、開度Ｍが維持されてこのフローをリターンする。
【０１３４】
一方、ステップＷ８０の判定でCc＜D2のときは、ステップＷ１００において、ステップＷ９０と同様に慣性力の大きさが判定される。そして、慣性力が所定値Ｆ以上であると判定されると、ステップＷ１０５で開閉弁１９の開度が開度Ｌに制御され、このフローをリターンする。反対に、慣性力が所定値Ｆ未満であると判定された場合は、ステップＷ１０７で開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともにポンプ１７が駆動され、慣性力とポンプ出力とによって電解液の循環が実施される。これにより、確実に電解液のイオン濃度差を小さくする。
【０１３５】
また、ステップＷ７０の判定で慣性力なしと判定されたときは、ステップＷ１１０において第六の判定が実施され、Cc＜D2のときはステップＷ１１５において開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともにポンプ１７が駆動され、ポンプ１７によって電解液の循環が実施される。一方、ステップＷ１１０の判定でCc≧D2であれば開閉弁１９が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＷ１０から繰り返し実施される。
【０１３６】
なお、ステップＷ１０７又はＷ１１５においてポンプ１７が駆動された状態でフローをリターンし、次回以降の周期でステップＷ１０７又はＷ１１５を通過しない場合であっても、ポンプ１７を動かしたままとする。つまり、一度動かしたポンプ１７は、充放電セル１１とタンク１２との間のイオン濃度差が解消されるか、セル側イオン濃度Ccが第一放電閾値D1以上となるか、あるいは電池切れとなるか、何れかの条件が成立するまでは停止されない。これにより、早期にイオン濃度差を小さくするとともに、ポンプ１７の作動非作動が短い周期で切り換わることを防ぐ。
【０１３７】
ステップＷ２０，ステップＷ５０又はステップＷ５５からステップＷ６５へ進んだ場合は、ステップＷ６５で開閉弁１９が閉弁されるとともに、続くステップＷ６７でポンプ１７が停止される。続くステップＷ１２０では第六の判定が実施され、Cc＜D2のときはステップＷ１２５において電力が低下している旨が報知され（電力低下報知）、このフローをリターンする。一方、ステップＷ１２０の判定でCc≧D2であればそのままこのフローをリターンする。また、ステップＷ４２からステップＷ４４へ進んだ場合は、続くステップＷ４５で開閉弁１９が閉弁されるとともにステップＷ４７でポンプ１７が停止され、放電を終了する。
【０１３８】
続いてＲＦ電池１０の充電時の制御内容について説明する。図１２に示すように、ＲＦ電池１０の充電時では、図９のフローチャートにおけるステップＴ１０〜Ｔ５５と同様のステップＸ１０〜Ｘ５５が実施され、ステップＸ６０において開閉弁１９が開度Ｍで開弁される。続くステップＸ７０において慣性力の有無が判定され、慣性力が作用していればステップＸ８０へ進み、作用していなければステップＸ１１０へ進む。
【０１３９】
ステップＸ８０では第六の判定が実施され、Cc＜E2のときはステップＸ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であるか否かが判定される。ステップＸ９０において慣性力の大きさが所定値Ｆ以上であれば、ステップＸ９５で開閉弁１９の開度が開度Ｓに制御されてこのフローをリターンし、慣性力の大きさが所定値Ｆ未満であれば、開度Ｍが維持されてこのフローをリターンする。
【０１４０】
一方、ステップＸ８０の判定でCc≧E2のときは、ステップＸ１００において、ステップＸ９０と同様に慣性力の大きさが判定される。そして、慣性力が所定値Ｆ以上であると判定されると、ステップＸ１０５で開閉弁１９の開度が開度Ｌに制御され、このフローをリターンする。反対に、慣性力が所定値Ｆ未満であると判定された場合は、ステップＸ１０７で開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともにポンプ１７が駆動され、慣性力とポンプ出力とによって電解液の循環が実施される。これにより、確実に電解液のイオン濃度差を小さくする。
【０１４１】
また、ステップＸ７０の判定で慣性力なしと判定されたときは、ステップＸ１１０において第六の判定が実施され、Cc≧E2のときはステップＸ１１５において開閉弁１９が開度Ｍに維持されるとともにポンプ１７が駆動され、ポンプ１７によって電解液の循環が実施される。一方、ステップＸ１１０の判定でCc＜E2であれば開閉弁１９が開度Ｍに維持され、このフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＸ１０から繰り返し実施される。
【０１４２】
なお、ステップＸ１０７又はＸ１１５においてポンプ１７が駆動された状態でフローをリターンし、次回以降の周期でステップＸ１０７又はＸ１１５を通過しない場合であっても、ポンプ１７を動かしたままとする。つまり、一度動かしたポンプ１７は、充放電セル１１とタンク１２との間のイオン濃度差が解消されるか、セル側イオン濃度Ccが第一充電閾値E1未満となるか、あるいは満充電となるか、何れかの条件が成立するまでは停止されない。これにより、早期にイオン濃度差を小さくするとともに、ポンプ１７の作動非作動が短い周期で切り換わることを防ぐ。
【０１４３】
ステップＸ２０，ステップＸ５０又はステップＸ５５からステップＸ６５へ進んだ場合は、ステップＸ６５で開閉弁１９が閉弁されるとともに、続くステップＸ６７でポンプ１７が停止される。続くステップＸ１２０では第六の判定が実施され、Cc≧E2のときはステップＸ１２５において充電完了が近い旨が報知され（完了間近報知）、このフローをリターンする。一方、ステップＸ１２０の判定でCc＜E2であればそのままこのフローをリターンする。また、ステップＸ４２からステップＸ４４へ進んだ場合は、続くステップＸ４５で開閉弁１９が閉弁されるとともにステップＸ４７でポンプ１７が停止され、充電を終了する。
【０１４４】
このように、第二変形例に係るＲＦ電池１０の制御装置によれば、上記した第一実施形態に係る制御装置で得られる効果に加えて、必要に応じてポンプ１７が駆動されるため、確実にイオン濃度差を小さくし、イオン濃度を均一化をさせることができるとともに、ポンプ１７の作動を最小限とすることでエネルギ消費量を抑制することができる。
【０１４５】
［３．第二実施形態］
［３−１．構成］
次に、第二実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置について説明する。本実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置は、ＥＣＵ２０の一部構成を除いて第一実施形態と同様に構成されている。以下、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１４６】
本実施形態のＥＣＵ２０は、セル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctと、ＲＦ電池１０に作用する慣性力とに応じて、ポンプ１７の作動状態の制御（以下、ポンプ制御という）を実施する。なお、ここでいうポンプ制御とは、ポンプ１７の作動非作動（オンオフ）とポンプ１７の出力の増減制御とを意味する。さらにここでは、ポンプ制御に加えて、開閉弁１９の弁制御のうち開閉制御のみ実施する。
【０１４７】
ＥＣＵ２０は、このようなポンプ制御及び開閉制御を実施するために、イオン濃度取得部２１と、慣性力取得部２２と、充放電要求推定部２３，判定部２４と、制御部２５とを機能要素として備える。これらの機能要素のうち、イオン濃度取得部２１，慣性力取得部２２及び充放電要求推定部２３は、第一実施形態の構成と同一である。
【０１４８】
本実施形態では、ポンプ１７の出力は三段階（強，中，弱）に制御可能であり、最も出力を大きくしたときを出力Highと表し、最も出力を小さくしたときを出力Lowと表し、中間の出力を出力Ｍと表す。ポンプ１７は、非作動から作動に切り換えられたときの初期出力が出力Ｍに設定されている。
本実施形態に係る判定部２４は、イオン濃度取得部２１，慣性力取得部２２及び充放電要求推定部２３から伝達された各情報に基づいて、ポンプ制御に関する判定を実施するものである。本実施形態に係る判定部（判定手段）２４は、第一実施形態で説明載た六つの判定のうち、第一，第二，第四及び第六の判定については同一の判定を実施する。
【０１４９】
一方、判定部２４は、第三の判定については、判定条件が第一実施形態と同一であり、判定結果が異なる。つまり判定部２４は、ＲＦ電池１０の放電時には、第三の判定として、上記の条件（３Ｄ）及び（４Ｄ）が成立するか否かを判定する。そして、両方成立した場合はポンプ１７を作動させる可能性があると判定し、何れか一つでも不成立であればポンプ１７を作動させない（非作動のままとする）と判定する。同様に、ＲＦ電池１０の充電時には、第三の判定として、上記の条件（３Ｅ）及び（４Ｅ）が成立するか否かを判定する。そして、両方成立した場合はポンプ１７を作動させる可能性があると判定し、何れか一つでも不成立であればポンプ１７を作動させない（非作動のままとする）と判定する。
【０１５０】
また、判定部２４は、第五の判定については、第一実施形態と異なり慣性力の有無のみを判定する。判定部２４での判定結果は、制御部２５へ伝達される。
制御部（制御手段）２５は、判定部２４から伝達された情報に基づいて、ポンプ１７のポンプ制御と、開閉弁１９の開閉制御とを実施するものである。
【０１５１】
制御部２５は、第一の判定結果からＲＦ電池１０の充放電状態を把握する。ＲＦ電池１０の放電時において、第二の判定によりＲＦ電池１０の放電終了（領域Ｒ１）と判定されると、弁制御を終了するとともにポンプ１７を停止させ、放電自体も終了する。そして、制御部２５は、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（要充電報知）。制御部２５は、第三の判定によりポンプ１７の作動可能性なし（領域Ｒ３）と判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖するとともにポンプ１７を停止させる。さらに、第六の判定でＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたときは、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（電力低下報知）。
【０１５２】
また、制御部２５は、ＲＦ電池１０の充電時において、第二の判定によりＲＦ電池１０の充電完了（領域Ｒ４）と判定されると、弁制御を終了するとともにポンプ１７を停止させ、充電自体も終了する。そして、制御部２５は、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（充電完了報知）。制御部２５は、第三の判定によりポンプ１７の作動可能性なし（領域Ｒ６）と判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖するとともにポンプ１７を停止させる。さらに、第六の判定でＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたときは、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（完了間近報知）。
以上の領域Ｒ１及び領域Ｒ３，領域Ｒ４及びＲ６における制御部２５での制御内容を以下の表７に示す。
【０１５３】
【表７】
2014127264.tif 000010
【０１５４】
制御部２５は、ＲＦ電池１０の放電時において、第三の判定によりポンプ１７の作動可能性あり（領域Ｒ２）と判定された場合は、第四の判定で充電要求の予定ありと判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖するとともにポンプ１７を停止させる。これにより、放電後の充電要求に備えることができる。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたときは、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（電力低下報知）。
【０１５５】
また、制御部２５は、第四の判定で充電要求の予定なしと判定された場合は、ポンプ１７を作動させる。このときの開度は中間の出力Ｍとする。さらに制御部２５は、ポンプ１７を作動させる場合は、第五及び第六の判定結果に応じてポンプ１７の出力を増減させる。第五の判定で慣性力ありと判定された場合に、第六の判定でＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたらポンプ１７を出力Ｍに維持し、ＲＦ電池１０が低電力状態でないと判定されたらポンプ１７の出力を弱（Low）に変更する。これにより、低電力状態のときは早期にイオン濃度差を解消することができるとともに、低電力状態でなければ緩やかにイオン濃度差を小さくすることができる。また、慣性力がある場合は、開閉弁１９を開放することで、慣性力によっても電解液を循環させることができる。
【０１５６】
制御部２５は、第五の判定で慣性力なしと判定された場合に、第六の判定でＲＦ電池１０が低電力状態であると判定されたらポンプ１７の出力を強（High）に変更し、反対にＲＦ電池１０が低電力状態でないと判定されたらポンプ１７を出力Ｍに維持する。これにより、低電力状態のときは早期にイオン濃度差を解消することができるとともに、低電力状態でなければ緩やかにイオン濃度差を小さくすることができる。なお、慣性力なしと判定された場合は、二つの開閉弁１９のうち何れか一方を開放し、電解液が充放電セル１１とタンク１２との間で循環するようにする。以上の領域Ｒ２における制御部２５での制御内容を以下の表８に示す。
【０１５７】
【表８】
2014127264.tif 000011
【０１５８】
制御部２５は、ＲＦ電池１０の充電時において、第三の判定によりポンプ１７の作動可能性あり（領域Ｒ５）と判定された場合は、第四の判定で放電要求の予定ありと判定された場合は、開閉弁１９を閉鎖するとともにポンプ１７を停止させる。これにより、充電後の放電要求に備えることができる。さらに、第六の判定によりＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたときは、第一実施形態と同様、報知制御を実施する（完了間近報知）。
【０１５９】
また、制御部２５は、第四の判定で放電要求の予定なしと判定された場合は、ポンプ１７を作動させる。このときの開度は中間の出力Ｍとする。さらに制御部２５は、ポンプ１７を作動させる場合は、第五及び第六の判定結果に応じてポンプ１７の出力を増減させる。第五の判定で慣性力ありと判定された場合に、第六の判定でＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたらポンプ１７を出力Ｍに維持し、ＲＦ電池１０が高電力状態でないと判定されたらポンプ１７の出力を弱（Low）に変更する。これにより、高電力状態のときは早期にイオン濃度差を解消することができるとともに、高電力状態でなければ緩やかにイオン濃度差を小さくすることができる。また、慣性力がある場合は、開閉弁１９を開放することで、慣性力によっても電解液を循環させることができる。
【０１６０】
制御部２５は、第五の判定で慣性力なしと判定された場合に、第六の判定でＲＦ電池１０が高電力状態であると判定されたらポンプ１７の出力を強（High）に変更し、反対にＲＦ電池１０が高電力状態でないと判定されたらポンプ１７を出力Ｍに維持する。これにより、高電力状態のときは早期にイオン濃度差を解消することができるとともに、高電力状態でなければ緩やかにイオン濃度差を小さくすることができる。なお、慣性力なしと判定された場合は、二つの開閉弁１９のうち何れか一方を開放し、電解液が充放電セル１１とタンク１２との間で循環するようにする。以上の領域Ｒ５における制御部２５での制御内容を以下の表９に示す。
【０１６１】
【表９】
2014127264.tif 000012
【０１６２】
［３−２．フローチャート］
次に、図１３及び図１４を用いてＥＣＵ２０で実行されるポンプ制御及び開閉弁１９の開閉制御の手順の例を説明する。図１３は放電時の制御内容を示し、図１４は充電時の制御内容を示す。判定部２４によりＲＦ電池１０が放電状態であると判定されると図１３のフローチャートが選択され、充電状態であると判定されると図１４のフローチャートが選択される。これらのフローチャートは所定の周期で繰り返し動作する。なお、以下の説明では、図８及び図９のフローチャートと同様の内容については、詳細な説明は省略する。
【０１６３】
まず、ＲＦ電池１０の放電時の弁制御について説明する。図１４に示すように、ＲＦ電池１０の放電時では、ステップＹ１０においてセル側イオン濃度Ccが取得され、ステップＹ２０においてセル側イオン濃度Ccが第一放電閾値D1未満であるか否かが判定される。Cc＜D1の場合は、ステップＹ３０においてタンク側イオン濃度Ctが取得され、ステップＹ４０へ進む。ステップＹ４０では、セル側イオン濃度Ccが放電限界値D3未満であるか否かが判定され、Cc＜D3の場合はステップＹ４２へ進み、Cc≧D3の場合はステップＹ５０へ進む。
【０１６４】
ステップＹ４２では、タンク側イオン濃度Ctが放電限界値D3未満であるか否かが判定される。Ct＜D3の場合は、ＲＦ電池１０の充電率が低すぎて放電ができない状態であるため、ステップＹ４４へ進んで充電が必要である旨が報知される（要充電報知）。そして、ステップＹ４５で開閉弁１９が閉弁状態に制御されるとともに、ステップＹ４７においてポンプ１７が停止され、放電を終了する。一方、Ct≧D3の場合はステップＹ５５へ進む。
【０１６５】
ステップＹ５０では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満であるか否かが判定され、Cc＜Ctの場合はステップＹ５５へ進み、Cc≧Ctの場合はステップＹ６５へ進む。ステップＹ５５では、放電後に充電要求が予定されているか否かが判定される。充電要求が予定されている場合はステップＹ６５へ進み、充電要求がない場合はステップＹ６０へ進む。
【０１６６】
ステップＹ６０では、ポンプ１７が出力Ｍで駆動され、ステップＹ７０において慣性力取得部２２により慣性力が取得されたか否かが判定される。慣性力ありの場合はステップＹ７５へ進み、開閉弁１９が開放される。これにより、慣性力によっても電解液が移動して混合するようになる。開弁後、ステップＹ８０では、セル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。Cc＜D2の場合はポンプ１７が出力Ｍに維持され、フローをリターンする。ステップＹ８０の判定でCc≧D2と判定されたときはステップＹ９０に進み、ポンプ１７の出力が弱められ（出力Ｍから出力Lowに変更され）、このフローをリターンする。
【０１６７】
一方、ステップＹ７０の判定で慣性力なしの場合は、ステップＹ１００においてセル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。Cc＜D2のときは、ステップＹ１０５においてポンプ１７の出力が強められ（出力Ｍから出力Highに変更され）、このフローをリターンする。一方、Cc≧D2であれば、ポンプ１７が出力Ｍに維持されてこのフローをリターンする。
【０１６８】
ステップＹ２０の判定でCc≧D1のときは、ＲＦ電池１０の充電率が十分に高いためステップＹ６５に進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御されるとともに、ステップＹ６７においてポンプ１７が停止される。また、ステップＹ５０又はＹ５５からステップＹ６５へ進んだときも、ステップＹ６５で開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＹ６７でポンプ１７が停止される。そして、続くステップＹ１１０において、セル側イオン濃度Ccが第二放電閾値D2未満であるか否かが判定される。Cc＜D2のときはステップＹ１１５において電力が低下している旨が報知され（電力低下報知）、このフローをリターンする。反対にCc≧D2のときは、そのままこのフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＹ１０から繰り返し実施される。
【０１６９】
続いて、ＲＦ電池１０の充電時の弁制御について説明する。図１４に示すように、ＲＦ電池１０の充電時では、ステップＺ１０においてセル側イオン濃度Ccが取得され、ステップＺ２０においてセル側イオン濃度Ccが第一充電閾値E1以上であるか否かが判定される。Cc≧E1場合はステップＺ３０においてタンク側イオン濃度Ctが取得され、ステップＺ４０へ進む。ステップＺ４０では、セル側イオン濃度Ccが充電限界値E3以上であるか否かが判定され、Cc≧E3の場合はステップＺ４２へ進み、Cc＜E3の場合はステップＺ５０へ進む。
【０１７０】
ステップＺ４２では、タンク側イオン濃度Ctが充電限界値E3以上であるか否かが判定され、Ct≧E3の場合は、ＲＦ電池１０の充電が完了した状態であるため、ステップＺ４４へ進んで充電が完了した旨が報知される（充電完了報知）。そして、ステップＺ４５で開閉弁１９が閉弁状態に制御されるとともに、ステップＺ４７でポンプ１７が停止され、充電を終了する。一方、Ct＜E3の場合はステップＺ５５へ進む。
【０１７１】
ステップＺ５０では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きいか否かが判定され、Cc＞Ctの場合はステップＺ５５へ進み、Cc≧Ctの場合はステップＺ６５へ進む。ステップＺ５５では、充電後に放電要求が予定されているか否かが判定される。放電要求が予定されている場合はステップＺ６５へ進み、放電要求がない場合はステップＺ６０へ進む。
【０１７２】
ステップＺ６０では、ポンプ１７が出力Ｍで駆動され、ステップＺ７０において慣性力取得部２２により慣性力が取得されたか否かが判定される。慣性力ありの場合はステップＺ７５へ進み、開閉弁１９が開放される。これにより、慣性力によっても電解液が移動して混合するようになる。開弁後、ステップＺ８０では、セル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。Cc≧E2の場合はポンプ１７が出力Ｍに維持され、フローをリターンする。ステップＺ８０の判定でCc＜E2と判定されたときはステップＺ９０に進み、ポンプ１７の出力が弱められ（出力Ｍから出力Lowに変更され）、このフローをリターンする。
【０１７３】
一方、ステップＺ７０の判定で慣性力なしの場合は、ステップＺ１００においてセル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。Cc≧E2のときは、ステップＺ１０５においてポンプ１７の出力が強められ（出力Ｍから出力Highに変更され）、このフローをリターンする。一方、Cc＜E2であれば、ポンプ１７が出力Ｍに維持されてこのフローをリターンする。
【０１７４】
ステップＺ２０の判定でCc＜E1のときは、ＲＦ電池１０の充電率が十分に高まっていないためステップＺ６５に進み、開閉弁１９が閉弁状態に制御されるとともに、ステップＺ６７においてポンプ１７が停止される。また、ステップＺ５０又はＺ５５からステップＺ６５へ進んだときも、ステップＺ６５で開閉弁１９が閉弁状態に制御され、ステップＺ６７でポンプ１７が停止される。そして、続くステップＺ１１０において、セル側イオン濃度Ccが第二充電閾値E2以上であるか否かが判定される。Cc≧E2のときはステップＺ１１５において充電完了に近い状態である旨が報知され（完了間近報知）、このフローをリターンする。反対にCc＜E2のときは、そのままこのフローをリターンする。フローをリターンした場合は、ステップＺ１０から繰り返し実施される。
【０１７５】
［３−３．効果］
（１）このように、本実施形態に係るＲＦ電池１０の制御装置によれば、セル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとに応じてポンプ１７の作動を制御するため、電解液のイオン濃度を適切に均一化させることができる。また、慣性力によって電解液が充放電セル１１とタンク１２との間を移動可能な場合は、ポンプ１７の出力を弱めることでエネルギ消費量を抑制することができ、エネルギ効率を向上させることができる。
【０１７６】
（２）また、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充放電状態に基づいてポンプ１７の作動非作動を判定するため、ＲＦ電池１０の充放電状態を考慮して適切な判定を実施することができ、充放電状態に応じたポンプのオンオフ制御が可能となる。
【０１７７】
（３）また、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電率に対してそれぞれ正の相関を有するセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを用い、ＲＦ電池１０の放電時では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ct未満のときにポンプ１７を作動させると判定するため、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができるとともに、電池の容量低下を抑制することができ、出力を維持することができる。
【０１７８】
（４）同様に、判定部２４は、ＲＦ電池１０の充電率に対してそれぞれ正の相関を有するセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctを用い、ＲＦ電池１０の充電時では、セル側イオン濃度Ccがタンク側イオン濃度Ctよりも大きいときにポンプ１７を作動させると判定するため、電解液全体のイオン濃度を均一化させることができるとともに、電池の充電容量を増大させることができる。
【０１７９】
（５）また、制御部２５は、判定部２４によりポンプ１７を作動させると判定された場合に、慣性力の大きさに応じてポンプ１７の出力の強弱を調節するため、適切にイオン濃度を均一にすることができる。例えば、慣性力が大きい場合は連通経路１８を通じて移動する電解液の流量が増大するため、ポンプ１７の出力を弱めることでエネルギ消費量を抑制することができる。反対に、慣性力が小さい場合は、連通経路１８を通じて移動する電解液の流量が少ないため、ポンプ１７の出力を強めることで電解液を強制的に循環させることができ、イオン濃度を均一化させることができる。
【０１８０】
（６）また、制御部２５は、判定部２４により充放電要求の予定があると判定された場合はポンプ１７を非作動状態に制御する。つまり、領域Ｒ２に該当すると判定された場合であっても、充放電要求から電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で移動させない方がよい場合は、ポンプ１７を非作動に制御して、あえてイオンの濃度変化を大きくしておく。これにより、次の充放電に備えて、充放電セル１１内のイオン濃度を充放電に適した状態にしておくことができ、充放電時の電解液の移動（移動量や移動時間）を少なくすることができる。したがって、電解液を移動させるために必要なエネルギを低減することができ、エネルギ効率を向上させることができる。
【０１８１】
（７）また、連通経路１８には開閉弁１９が設けられており、制御部２５はセル側イオン濃度Cc及びタンク側イオン濃度Ctと慣性力とに応じて、開閉弁１９の開閉を制御するため、より適切にイオン濃度を均一化させることができる。つまり、慣性力が作用している場合は開閉弁１９を開放して、慣性力によっても電解液を移動させ、不足分をポンプ１７で補うため、ポンプ１７の作動は必要最小限のみでよく、エネルギ消費量を抑制することができる。また、電解液のイオン濃度差を確実に小さくし、イオン濃度を均一化することができる。
なお、第一実施形態と同一の構成からは、上記した第一実施形態で得られる効果と同一の効果を得ることができる。
【０１８２】
［４．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記の各実施形態では、まずＲＦ電池１０の充放電状態を判定し、放電時と充電時とで異なる制御を実施しているが、充放電状態を判定せず、セル側イオン濃度Ccとタンク側イオン濃度Ctとの差の絶対値の大きさによって弁の開閉の制御やポンプの作動非作動の制御を実施してもよい。
【０１８３】
また、ＲＦ電池１０の配置は図３に示すものに限られず、図１５に示すように、充放電セル１１の前面の前方に正極タンク１２ｐが配置され、充放電セル１１の後面の後方に負極タンク１２ｎが配置されて、一直線状になっていてもよく、これと前後方向が逆になっていてもよい。あるいは、充放電タンク１１の前面の前方に正負のタンク１２ｐ，１２ｎが両方配置されていてもよい。また、充放電セル１１とタンク１２とが進行方向に沿って配置されていなくてもよい。
【０１８４】
また、ＲＦ電池１０の連通経路１８に設けられる弁が開閉弁１９ではなく、図１５に示すように逆止弁２９であってもよい。この場合、正負の連通経路１８ｐ，１８ｎは、それぞれ第一経路１８ｐ1，１８ｎ1及び第二経路１８ｐ2，１８ｎ2の二つを有し、これら二つの連通経路１８1，１８2に流れ方向が逆向きになるように逆止弁２９が設けられる。逆止弁２９は、圧力で開閉する弁であり、圧力差が生じても閉弁状態を維持できるような制御可能なものである。このように構成されている場合、電解液の流れ方向を一方向にすることができ、電解液を充放電セル１１とタンク１２との間で循環させることができる。そのため、より短時間でイオン濃度差を小さくすることができる。さらにこの場合は、ポンプのオンオフ制御を実施するときに、圧力差が生じれば逆止弁２９は自動的に開放されるため、何れか一方の弁を開弁状態に制御する必要がなく、制御を簡単にすることができる。
【０１８５】
また、連通経路１８が第一経路１８1及び第二経路１８2を有する場合に、一方の連通経路１８には開閉弁１９を介設し、他方の連通経路１８には逆止弁２９を介設してもよい。さらに、ここでは全て連通経路１８が二つの経路を有する場合を例示したが、連通経路１８が一つであってもよい。この場合は、開閉弁１９を設けることで電解液の流通を制御することができる。
【０１８６】
また、イオン濃度取得部２１は、電極側イオン濃度のうち、ＲＦ電池１０の充電率に対して負の相関を有するイオン濃度（すなわち、４価のＶイオン濃度と３価のＶイオン濃度）を取得してもよい。また、イオン濃度取得部２１は、貯蔵側イオン濃度のうちＲＦ電池１０の充電率に対して負の相関を有するイオン濃度（すなわち、４価のＶイオン濃度と３価のＶイオン濃度）を取得してもよい。上記実施形態では、５価のＶイオン濃度と２価のＶイオン濃度とは同一であるとして説明したが、これらが異なる場合はそれぞれのイオン濃度を取得し、正負別々に判定及び制御を実施すればよい。
【０１８７】
また、第一実施形態の第一変形例で説明したように、充放電要求推定部２３を省略してもよい。充放電要求推定部２３を省略することで、充電要求の予定又は放電要求の予定の有無の判定（例えば図８のステップＳ５５等）も省略することができ、制御構成を簡素にすることができる。また、充放電セル１１内の電解液のイオン濃度を現時点での充放電状態に適したものとすることができる。
【０１８８】
また、判定部２４によって判定される上記条件（１Ｄ）〜（９Ｄ）及び（１Ｅ）〜（９Ｅ）は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、第一実施形態の第一変形例のように、条件（２Ｄ），（２Ｅ）や条件（３Ｄ），（３Ｅ）を省略してもよいし、条件（９Ｄ），（９Ｅ）を省略してもよい。または、他の判定条件を設けて、より詳細に弁制御やポンプ制御を実施してもよい。また、上記した放電閾値D1，D2，放電限界値D3及び充電閾値E1，E2，充電限界値E3の値は上記したものに限られず、閾値の数もこれに限られない。
【０１８９】
上記した第一実施形態では、弁制御として開閉弁１９の開閉制御と開閉弁１９の開放時の開度制御とを実施する場合を説明したが、第一変形例で説明したように、少なくとも弁の開閉制御が実施されればよい。また、第二実施形態では、ポンプ制御としてポンプ１７のオンオフ制御とポンプ１７の出力の増減制御とを実施する場合を説明したが、少なくともポンプのオンオフ制御が実施されればよい。なお、弁の開度制御やポンプの出力の増減制御を実施する場合に、弁の開度やポンプの出力は三段階に限られない。
【０１９０】
また、上記各実施形態では、ＲＦ電池１０が車両１に搭載されている場合を例示し、慣性力取得部２２により取得される慣性力は、車両１が加速又は減速するときにＲＦ電池１０に作用する慣性力や、車両１が右左折やカーブ，ＵターンするときにＲＦ電池１０に作用する慣性力（遠心力）である場合を説明したが、慣性力取得部２２が取得する慣性力はこれらに限られない。例えば、ＲＦ電池１０を搭載した移動体が振動したときにＲＦ電池１０に作用する慣性力を取得してもよい。
【０１９１】
また、ＲＦ電池１０において、正極の電解液と負極の電解液とを分離して貯蔵することができれば、正極タンク１２ｐと負極タンク１２ｎとが一体で設けられていてもよい。例えば一つの容器の内部に、二つの空間に仕切る隔壁が設けられ、一方の空間に正極の電解液が貯蔵され、他方の空間に負極の電解液が貯蔵されていてもよい。
また、ＲＦ電池１０は上記したものに限られず、正負の電解液の種類が異なる鉄（Ｆｅ2+/Ｆｅ3+）−クロム（Ｃｒ3+/Ｃｒ2+）系であってもよく、これら以外の電解液が採用されたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１９２】
１  車両
１０  ＲＦ電池（レドックスフロー電池）
１１  充放電セル（電極格納容器）
１２ｐ  正極タンク（電解液格納容器）
１２ｎ  負極タンク（電解液格納容器）
１３  隔膜
１４ｐ  正極（電極）
１４ｎ  負極（電極）
１５ｐ  正極空間
１５ｎ  負極空間
１６ｐ  正極ポンプ流路
１６ｎ  負極ポンプ流路
１７ｐ  正極ポンプ
１７ｎ  負極ポンプ
１８ｐ  正極連通経路
１８ｎ  負極連通経路
１９  開閉弁（弁）
２０  ＥＣＵ（電子制御装置）
２１  イオン濃度取得部
２２  慣性力取得部
２３  充放電要求推定部
２４  判定部（判定手段）
２５  制御部（制御手段）
２７  イオン濃度センサ
２９  逆止弁（弁）
ＶＯ2+/ＶＯ2+  正極の電解液
Ｖ3+/Ｖ2+  負極の電解液
Cc  セル側イオン濃度（電極側イオン濃度，第一イオン濃度）
Ct  タンク側イオン濃度（貯蔵側イオン濃度，第二イオン濃度）
【図１】
2014127264.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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