(57)【要約】【課題】  複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、各蓄電素子に含まれる電流遮断器の作動状態を確認しながら、充電を行うことにより、充電時間を短縮する。【解決手段】  蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロック（１１）を有する蓄電装置（１０）と、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサ（２０）と、電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電ブロックのＳＯＣを推定するコントローラ（４０）とを有する。コントローラは、蓄電装置の充電を開始した後、蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある電流遮断器（１２ｂ）の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、遮断状態の判定を行う。コントローラは、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電装置を充電するときの電流値を上昇させる。【選択図】  図６
2014117021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の蓄電素子を有する蓄電ブロックと、
前記各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器と、
直列に接続された複数の前記蓄電ブロックを有する蓄電装置と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記各蓄電ブロックのＳＯＣを推定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量および、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量の比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器の遮断状態を判定し、
前記蓄電装置の充電を開始した後、前記蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある前記電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、前記対応関係を用いた遮断状態の判定を行い、
前記電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、前記蓄電装置を充電するときの電流値を上昇させることを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記蓄電装置の充電を開始するとき、前記蓄電装置の充電電流値として、前記蓄電素子の許容電流値を設定することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、遮断状態にない前記電流遮断器に対応した前記蓄電素子に対して、許容電流値の充電電流が流れるように、前記蓄電装置の充電電流値を設定することを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記電流遮断器が遮断状態であることを判定したとき、前記蓄電装置の充電電流値を固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項５】
並列に接続された複数の蓄電素子を有する蓄電ブロックと、
前記各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器と、
直列に接続された複数の前記蓄電ブロックを有する蓄電装置と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記各蓄電ブロックのＳＯＣを推定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量および、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量の比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器の遮断状態を判定し、
前記蓄電装置の充電を開始した後、前記蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある前記電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、前記対応関係を用いた遮断状態の判定を行い、
前記電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、前記蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量を変更することを特徴とする蓄電システム。
【請求項６】
前記コントローラは、遮断状態の判定によって、遮断状態にある前記電流遮断器の総数が小さくなるほど、前記満充電容量の低下量を低下させることを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記蓄電装置の充電を開始するとき、前記蓄電ブロックを構成する、すべての前記蓄電素子に許容電流値が流れるように、前記蓄電装置の充電電流値を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記蓄電装置の充電時間を計測し、
充電時間および満充電容量の低下量の対応関係を用いて、計測した充電時間に対応した満充電容量の低下量を算出することを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項９】
前記コントローラは、下記式（I）に基づいて、前記電流遮断器の遮断状態を判定する、
【数８】
2014117021.tif 000010
上記式（I）において、ΔＳＯＣ＿ｂは、前記各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、ΔＳＯＣ＿ｒは、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、Ｎは、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある前記電流遮断器の総数である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項１０】
前記コントローラは、下記式（II）に基づいて、前記電流遮断器の遮断状態を判定する、
【数９】
2014117021.tif 000011
上記式（II）において、ΔＳＯＣ＿ｂは、前記各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、ΔＳＯＣ＿ｒは、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、ｎ，ｎ−ｋ（１＜ｋ＜ｎ）は、前記蓄電装置の充電を行った回数であり、Ｎは、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある前記電流遮断器の総数である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項１１】
前記電流遮断器は、溶断によって前記電流経路を遮断するヒューズ、温度上昇に伴う抵抗の上昇によって前記電流経路を遮断するＰＴＣ素子又は、前記蓄電素子の内圧が上昇することに応じて変形し、前記電流経路を遮断する電流遮断弁であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流遮断器をそれぞれ有する複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、電流遮断器の作動状態を確認しながら、蓄電ブロックの充電を行う蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の集合電池では、複数の電池を並列に接続した構成において、並列に接続された各単電池に対してヒューズ（電流遮断器）を接続している。ヒューズは、過大な電流が流れたときに溶断することにより、電流経路を遮断する。また、特許文献２に記載の技術では、電池の内部抵抗の変化に基づいて、電池に含まれる電流遮断機構の作動を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２０１１０号公報
【特許文献２】特開平０８−０１７４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の電池が並列に接続された構成では、電流遮断器の作動数に応じて、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が変化する。具体的には、電流遮断器の作動数が増加すると、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が上昇してしまい、電池に対する電流負荷が増加してしまう。したがって、電池の充放電を制御するうえでは、電流遮断器の作動を検知する必要がある。本発明は、特許文献２に記載の技術とは異なる方法によって、電流遮断器の作動を検知するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロックを有する蓄電装置と、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電ブロックのＳＯＣを推定するコントローラと、を有する。蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有しており、各蓄電素子に対しては、各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器が設けられている。
【０００６】
コントローラは、第１比率および第２比率の対応関係を用いて、電流遮断器の遮断状態を判定する。ここで、第１比率とは、各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量と、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量との比率である。第２比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。
【０００７】
コントローラは、蓄電装置の充電を開始した後、蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、対応関係を用いた遮断状態の判定を行う。ここで、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電装置を充電するときの電流値を上昇させる。
【０００８】
電流遮断器が遮断状態にあるか否かの判定は、上述した対応関係を用いて行うことができる。蓄電ブロックでは、複数の蓄電素子が並列に接続されているため、電流遮断器が遮断状態となれば、通電状態となる蓄電素子の数が減少し、蓄電ブロックの満充電容量が低下する。蓄電ブロックの満充電容量が低下すれば、蓄電ブロックのＳＯＣが変化することになるため、上述した第１比率を算出すれば、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定することができる。
【０００９】
ここで、蓄電ブロックのＳＯＣは、電圧センサによる検出結果に基づいて推定されるが、電圧センサによる検出誤差が含まれていると、蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量が変化してしまう。特に、ＳＯＣの変化量が小さいときには、電圧センサの検出誤差による影響が大きくなってしまい、第１比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しにくくなる。一方、遮断状態にある電流遮断器の総数が大きければ、電圧センサの検出誤差による影響が小さくなり、第１比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しやすくなる。
【００１０】
そこで、本願第１の発明では、蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、遮断状態の判定を行っている。蓄電ブロックのＳＯＣが上昇すれば、ＳＯＣの変化量を大きくすることができ、ＳＯＣの変化量に占める検出誤差の影響を小さくすることができる。これに伴い、第１比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しやすくなる。
【００１１】
本願第１の発明によれば、遮断状態にある電流遮断器の総数を確認しながら、蓄電装置の充電を行うことができる。そして、電流遮断器が遮断状態にないことを判定するたびに、充電電流値を上昇させることにより、充電時間を短縮することができる。
【００１２】
ここで、蓄電装置の充電を開始するとき、蓄電装置の充電電流値として、蓄電素子の許容電流値を設定することができる。これにより、仮に、蓄電ブロックにおいて、１つの蓄電素子だけが通電状態となっているときであっても、この蓄電素子には、許容電流値の充電電流が流れるだけであるため、蓄電素子に過大な電流が流れることを抑制できる。
【００１３】
電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、遮断状態にない電流遮断器に対応した蓄電素子に対して、許容電流値の充電電流が流れるように、蓄電装置の充電電流値を設定することができる。電流遮断器が遮断状態ではないことを判定すれば、遮断状態ではない電流遮断器に対応した蓄電素子に対して、許容電流値の充電電流を流すことができる。蓄電装置の充電を開始するときに、蓄電装置の充電電流値として、蓄電素子の許容電流値を設定しているときには、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電装置の充電電流値を上昇させることができる。これにより、蓄電装置の充電時間を短縮することができる。
【００１４】
一方、電流遮断器が遮断状態であることを判定したとき、蓄電装置の充電電流値を固定することができる。電流遮断器が遮断状態であることを判定したとき、蓄電装置の充電電流値を上昇させてしまうと、蓄電素子に過大な電流が流れてしまう。そこで、蓄電装置の充電電流値を固定することにより、蓄電素子に過大な電流が流れることを抑制できる。
【００１５】
本願第２の発明である蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロックを有する蓄電装置と、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電ブロックのＳＯＣを推定するコントローラと、を有する。蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有しており、各蓄電素子に対しては、各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器が設けられている。
【００１６】
コントローラは、第１比率および第２比率の対応関係を用いて、電流遮断器の遮断状態を判定する。ここで、第１比率とは、各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量と、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量との比率である。第２比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。
【００１７】
コントローラは、蓄電装置の充電を開始した後、蓄電ブロックのＳＯＣが上昇することに応じて、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、対応関係を用いた遮断状態の判定を行う。ここで、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量を変更する。
【００１８】
本願第２の発明によれば、本願第１の発明と同様に、電圧センサによる検出誤差を考慮しながら、遮断状態にある電流遮断器の総数を判定することができる。ここで、蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量は、遮断状態にある電流遮断器の総数に応じて変化する。このため、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、遮断状態の判定を行い、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、満充電容量の低下量を変更することにより、満充電容量の低下量を実際の低下量に近づけることができる。
【００１９】
具体的には、遮断状態の判定によって、遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量を低下させることができる。遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量は上昇しにくくなるため、上述したように、満充電容量の低下量を低下させることができる。通常、満充電容量の低下量が許容量に到達するまで、蓄電素子を使用し続けることができるため、遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量を低下させることにより、蓄電装置を充電し続けることができる。
【００２０】
蓄電装置の充電を開始するときには、蓄電ブロックを構成する、すべての蓄電素子に許容電流値が流れるように、蓄電装置の充電電流値を設定することができる。これにより、蓄電装置の充電時間を短縮させることができる。
【００２１】
満充電容量の低下量を算出するとき、充電時間および満充電容量の低下量の対応関係を用いることができる。このため、蓄電装置の充電時間を計測しておけば、満充電容量の低下量を算出することができる。充電時間および満充電容量の低下量の対応関係は、遮断状態にある電流遮断器の総数に応じて、求めておくことができる。
【００２２】
電流遮断器の遮断状態の判定は、下記式（I）に基づいて行うことができる。
【００２３】
【数１】
2014117021.tif 000003
【００２４】
上記式（I）において、ΔＳＯＣ＿ｂは、各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、ΔＳＯＣ＿ｒは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量である。Ｎは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある電流遮断器の総数である。
【００２５】
通常、複数の蓄電ブロックには、遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックと、遮断状態にない電流遮断器を含む蓄電ブロックとが混在している。このため、２つの蓄電ブロックを比較することにより、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定することができる。
【００２６】
電流遮断器の遮断状態の判定は、下記式（II）に基づいて行うことができる。
【００２７】
【数２】
2014117021.tif 000004
【００２８】
上記式（II）において、ΔＳＯＣ＿ｂは、各蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であり、ΔＳＯＣ＿ｒは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるＳＯＣの変化量であう。ｎ，ｎ−ｋ（１＜ｋ＜ｎ）は、蓄電装置の充電を行った回数であり、Ｎは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある電流遮断器の総数である。
【００２９】
上記式（II）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）の比率を算出しているため、ΔＳＯＣ＿ｂを示す蓄電ブロックにおける満充電容量をキャンセルさせることができる。また、上記式（II）によれば、ΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ−１）の比率を算出しているため、ΔＳＯＣ＿ｒを示す蓄電ブロックにおける満充電容量をキャンセルさせることができる。これにより、２つの蓄電ブロックの満充電容量において、バラツキが発生していたとしても、数ｍを算出する上では、このバラツキを無視することができる。
【００３０】
また、上記式（II）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ）の比率を算出しているため、ｎ回目の外部充電における充電量をキャンセルさせることができる。また、上記式（II）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ−１）の比率を算出しているため、「ｎ−１」回目の外部充電における充電量をキャンセルさせることができる。これにより、ｎ回目および「ｎ−１」回目における充電量が互いに異なっていても、数ｍを算出する上では、充電量のバラツキを無視することができる。
【００３１】
電流遮断器としては、ヒューズ、ＰＴＣ素子又は、電流遮断弁を用いることができる。ヒューズは、溶断によって電流経路を遮断する。ＰＴＣ素子は、温度上昇に伴う抵抗の上昇によって、電流経路を遮断する。電流遮断弁は、蓄電素子の内圧が上昇することに応じて変形し、電流経路を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１である電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１における組電池の構成を示す図である。
【図３】実施例１における単電池の構成を示す図である。
【図４】遮断数の判定が可能な領域と、遮断数の判定が不可能な領域とを説明する図である。
【図５】実施例１において、組電池の外部充電を行う処理を示すフローチャートである。
【図６】実施例１において、外部充電における充電レートの変更を説明する図である。
【図７】実施例１の変形例である電池システムの構成を示す図である。
【図８】実施例１の変形例において、組電池の構成を示す図である。
【図９】実施例３において、組電池の外部充電を行う処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施例３において、充電時間および容量低下量の関係を示す図である。
【図１１】充電レートおよび容量低下速度の関係を示す図である。
【図１２】実施例３において、容量低下量（仮定値）の挙動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３４】
本発明の実施例１である電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。
【００３５】
車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。
【００３６】
組電池（本発明の蓄電装置に相当する）１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００３７】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００３８】
電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、後述する昇圧回路３１）と接続するときに、コンデンサＣに突入電流が流れることを抑制するために用いられる。コンデンサＣは、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬと接続されており、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの間における電圧を平滑化するために用いられる。
【００３９】
組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができ、コンデンサＣに突入電流が流れることを抑制できる。ここで、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、組電池１０が負荷と接続される。イグニッションスイッチのオンおよびオフに関する情報は、コントローラ４０に入力される。
【００４０】
次に、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ready-On）となる。一方、組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、図１に示す電池システムは、停止状態（Ready-Off）となる。ここで、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときに、組電池１０および負荷の接続が遮断される。
【００４１】
昇圧回路３１は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ３２に出力する。また、昇圧回路３１は、インバータ３２の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。昇圧回路３１は、コントローラ４０からの制御信号を受けて動作する。本実施例の電池システムでは、昇圧回路３１を用いているが、昇圧回路３１を省略することもできる。
【００４２】
インバータ３２は、昇圧回路３１から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３３に出力する。また、インバータ３２は、モータ・ジェネレータ３３が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３１に出力する。モータ・ジェネレータ３３としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。
【００４３】
モータ・ジェネレータ３３は、インバータ３２からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。組電池１０の出力電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ３３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
【００４４】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３２は、モータ・ジェネレータ３３が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３１に出力する。昇圧回路３１は、インバータ３２からの電力を組電池１０に出力する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００４５】
図２は、組電池１０の構成を示す。組電池１０は、直列に接続された複数の電池ブロック（本発明の蓄電ブロックに相当する）１１を有する。複数の電池ブロック１１を直列に接続することにより、組電池１０の出力電圧を確保することができる。ここで、電池ブロック１１の数は、組電池１０に対して要求される電圧を考慮して、適宜設定することができる。
【００４６】
各電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池（本発明の蓄電素子に相当する）１２を有する。複数の単電池１２を並列に接続することにより、電池ブロック１１（組電池１０）の満充電容量を増やすことができ、組電池１０の出力を用いて車両を走行させるときの距離を延ばすことができる。各電池ブロック１１を構成する単電池１２の数は、組電池１０に要求される満充電容量を考慮して、適宜設定することができる。
【００４７】
ここで、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数をＮとする。各電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎは、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１において、等しくすることができる。
【００４８】
複数の電池ブロック１１は、直列に接続されているため、各電池ブロック１１には、等しい電流が流れる。また、各電池ブロック１１では、複数の単電池１２が並列に接続されているため、各単電池１２に流れる電流値は、電池ブロック１１に流れる電流値を、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数（総数Ｎ）で除算した電流値となる。
【００４９】
具体的には、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数がＮ個であり、電池ブロック１１に流れる電流値がＩｂであるとき、各単電池１２に流れる電流値は、Ｉｂ／Ｎとなる。ここでは、電池ブロック１１を構成する複数の単電池１２において、内部抵抗のバラツキが発生していないものとしている。
【００５０】
単電池１２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。例えば、単電池１２としては、１８６５０型の電池を用いることができる。１８６５０型の電池は、いわゆる円筒型の電池であり、直径が１８［ｍｍ］であり、長さが６５．０［ｍｍ］である。円筒型の電池とは、電池ケースが円筒状に形成されており、電池ケースの内部には、充放電を行う発電要素が収容されている。
【００５１】
単電池１２は、図３に示すように、発電要素１２ａおよび電流遮断器１２ｂを有する。発電要素１２ａおよび電流遮断器１２ｂは、単電池１２の外装を構成する電池ケースに収容することができる。発電要素１２ａは、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでおり、負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。
【００５２】
単電池１２としてリチウムイオン二次電池を用いるときには、例えば、正極板の集電板をアルミニウムで形成し、負極板の集電板を銅で形成することができる。また、正極活物質としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2を用い、負極活物質としては、例えば、カーボンを用いることができる。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液がしみ込んでいる。電解液を用いる代わりに、正極板および負極板の間に、固体電解質層を配置することもできる。固体電解質層を用いるときには、セパレータが省略される。
【００５３】
電流遮断器１２ｂは、単電池１２の内部における電流経路を遮断するために用いられる。すなわち、電流遮断器１２ｂが作動することにより、単電池１２の内部における電流経路が遮断される。電流遮断器１２ｂとしては、例えば、ヒューズ、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子又は、電流遮断弁を用いることができる。これらの電流遮断器１２ｂは、個別に用いることもできるし、併用することもできる。
【００５４】
電流遮断器１２ｂとしてのヒューズは、ヒューズに流れる電流に応じて溶断する。ヒューズを溶断させることにより、単電池１２の内部における電流経路を機械的に遮断することができる。これにより、発電要素１２ａに過大な電流が流れることを防止して、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。電流遮断器１２ｂとしてのヒューズは、電池ケースに収容することもできるし、電池ケースの外部に設けることもできる。電池ケースの外部にヒューズを設ける場合には、各単電池１２に対してヒューズが設けられ、ヒューズは、単電池１２と直列に接続される。
【００５５】
電流遮断器１２ｂとしてのＰＴＣ素子は、単電池１２の電流経路に配置されており、ＰＴＣ素子の温度上昇に応じて抵抗を増加させる。ＰＴＣ素子に流れる電流が増加すると、ジュール熱によってＰＴＣ素子の温度が上昇する。ＰＴＣ素子の温度上昇に応じて、ＰＴＣ素子の抵抗が増加することにより、ＰＴＣ素子において、電流を遮断することができる。これにより、発電要素１２ａに過大な電流が流れることを防止して、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。
【００５６】
電流遮断器１２ｂとしての電流遮断弁は、単電池１２の内圧上昇に応じて変形し、発電要素１２ａとの機械的な接続を断つことにより、単電池１２の内部における電流経路を遮断することができる。単電池１２の内部は、密閉状態となっており、過充電などによって発電要素１２ａからガスが発生すると、単電池１２の内圧が上昇する。発電要素１２ａからガスが発生しているときには、単電池１２（発電要素１２ａ）は異常状態となる。単電池１２の内圧が上昇することに応じて、電流遮断弁を変形させることにより、発電要素１２ａとの機械的な接続を断つことができる。これにより、異常状態にある発電要素１２ａに充放電電流が流れることを阻止し、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。
【００５７】
図１に示す監視ユニット（本発明の電圧センサに相当する）２０は、各電池ブロック１１の電圧を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。本実施例において、組電池１０を放電しているときには、電流センサ２１によって検出された電流値として、正の値を用いる。また、組電池１０を充電しているときには、電流センサ２１によって検出された電流値として、負の値を用いる。
【００５８】
電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流値を検出できればよく、正極ラインＰＬではなく、負極ラインＮＬに設けることもできる。また、複数の電流センサ２１を用いることもできる。なお、コストや体格などを考慮すると、本実施例のように、１つの組電池１０に対して１つの電流センサ２１を設けることが望ましい。
【００５９】
コントローラ４０は、メモリ４１を内蔵しており、メモリ４１は、コントローラ４０を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶している。なお、メモリ４１は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。
【００６０】
正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、充電リレーＣＨＲを介して、充電器３４が接続されている。充電器３４は、外部電源からの電力を組電池１０に供給するために用いられる。外部電源とは、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源がある。ここで、外部電源を用いて組電池１０を充電することを、外部充電という。充電リレーＣＨＲは、コントローラ４０からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。外部充電を行うとき、コントローラ４０は、充電リレーＣＨＲをオフからオンに切り替える。
【００６１】
充電器３４には、インレット３５が接続されており、ケーブルを介して外部電源と接続されたプラグをインレット３５に接続することにより、外部電源の電力を充電器３４に供給することができる。充電器３４は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換して、直流電力を組電池１０に供給する。ここで、充電器３４は、外部電源の電圧を、他の電圧に変換することもできる。コントローラ４０は、充電器３４の動作を制御することができ、例えば、充電器３４から組電池１０に供給される電流値（充電電流）を調節することができる。
【００６２】
本実施例では、充電器３４が車両に搭載されているが、これに限るものではない。具体的には、車両の外部に充電器（外部充電器という）を設置することもできる。この場合には、コントローラ４０および外部充電器の間の通信（無線又は有線）によって、コントローラ４０は、外部充電器の動作を制御することができる。
【００６３】
本実施例では、外部電源からの電力を組電池１０に供給する手段として、有線（ケーブル）を用いているが、これに限るものではない。具体的には、電磁誘導や共振現象を利用することにより、外部電源からの電力を、非接触方式で組電池１０に供給することができる。この場合には、外部電源からの電力を車両側に供給する給電装置と、給電装置からの電力を受け取る受電装置とを用いればよい。
【００６４】
本実施例では、図３を用いて説明したように、各単電池１２に対して電流遮断器１２ｂを設けており、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別する必要がある。ここで、図２に示すように、各電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池１２によって構成されている。このため、電池ブロック１１に含まれる一部の単電池１２において、電流遮断器１２ｂが作動しても、電池ブロック１１には電流が流れ続け、電池ブロック１１の電圧値も変化しない。
【００６５】
電流遮断器１２ｂが作動した後も、電池ブロック１１に電流が流れ続けると、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２には、電流遮断器１２ｂが作動している単電池１２に流れる予定である電流も流れてしまう。これにより、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２に流れる電流値は、上昇してしまう。
【００６６】
具体的には、電池ブロック１１に流れる電流値をＩｂとすると、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２に流れる電流値は、Ｉｂ／（Ｎ−ｍ）となる。Ｎは、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数であり、ｍは、電流遮断器１２ｂが作動している単電池１２の数である。「Ｎ−ｍ」の値は、「Ｎ」の値よりも小さいため、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２に流れる電流値は上昇してしまう。
【００６７】
単電池１２に流れる電流値が上昇すると、言い換えれば、単電池１２に対する電流負荷が増加すると、ハイレート劣化が発生してしまうおそれがある。また、単電池１２として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、リチウムが析出してしまうおそれがある。さらに、単電池１２に流れる電流値が上昇すると、電流遮断器１２ｂが作動しやすくなってしまうことがある。
【００６８】
そこで、各電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別する必要がある。具体的には、以下に説明する方法によって、各電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別することができる。
【００６９】
電流遮断器１２ｂの作動は、通常、頻繁に発生するものではない。したがって、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１には、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１と、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１とが混在することがある。ここで、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１を、異常状態の電池ブロック１１といい、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１を、正常状態の電池ブロック１１という。
【００７０】
上述した状況を考慮すれば、２つの電池ブロック１１におけるＳＯＣ（State of Charge）を比較することにより、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別することができる。ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。各電池ブロック１１のＳＯＣは、各電池ブロック１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）から推定することができる。ＯＣＶおよびＳＯＣは、対応関係にあるため、この対応関係を用いれば、ＯＣＶからＳＯＣを特定（推定）することができる。ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係は、実験などによって予め求めておくことができ、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００７１】
単電池１２（電池ブロック１１）の充放電を行っているときには、発電要素１２ａにおいて、分極が発生する。ここで、単電池１２として、リチウムイオン二次電池を用いたとき、分極は、活物質内のＬｉ濃度分布や、電解液内のＬｉ塩濃度分布に依存する。単電池１２（電池ブロック１１）の充放電を行わない状態で単電池１２を放置すれば、発電要素１２ａの分極が緩和される。分極が緩和された状態において、単電池１２（電池ブロック１１）の電圧を検出すれば、単電池１２（電池ブロック１１）のＯＣＶを取得することができる。すなわち、監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）を、電池ブロック１１のＯＣＶと見なすことができる。
【００７２】
下記式（１）を用いることにより、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別することができる。下記式（１）によれば、各電池ブロック１１において、作動状態にある電流遮断器１２ｂの総数（遮断数という）ｍを特定することができる。
【００７３】
【数３】
2014117021.tif 000005
【００７４】
上記式（１）において、ΔＳＯＣ＿ｂは、電流遮断器１２ｂの作動状態の判別対象となる電池ブロック１１におけるＳＯＣの変化量であり、ΔＳＯＣ＿ｒは、正常状態の電池ブロック１１におけるＳＯＣの変化量である。Ｎは、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数であり、ｍは遮断数である。「Ｎ−ｍ」の値は、作動状態にない電流遮断器１２ｂの総数となる。
【００７５】
ここで、上記式（１）について説明する。電池ブロック１１の満充電容量をＣｆとすると、電池ブロック１１のＳＯＣの変化量ΔＳＯＣは、下記式（２）で表される。下記式（２）に示すΣＩは、変化量ΔＳＯＣが発生する間に、電池ブロック１１に流れる電流値の積算（電流積算値）である。また、下記式（２）において、Ｃｆ＿ｒは、正常状態の電池ブロック１１の満充電容量を示し、Ｃｆ＿ｂは、異常状態の電池ブロック１１の満充電容量を示す。
【００７６】
【数４】
2014117021.tif 000006
【００７７】
電流遮断器１２ｂが作動しているときには、遮断数ｍに応じて、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆは変化する。電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池１２によって構成されているため、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆは、電池ブロック１１を構成する各単電池１２の満充電容量を合計した値となる。
【００７８】
ここで、電流遮断器１２ｂが作動したとき、作動状態の電流遮断器１２ｂに対応した単電池１２は、他の単電池１２との並列接続から切り離される。すなわち、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数は、遮断数ｍだけ減少し、単電池１２の数が減少した分だけ、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆも低下する。この点を考慮すると、満充電容量Ｃｆ＿ｒ，Ｃｆ＿ｂは、下記式（３）に示す関係を有する。
【００７９】
【数５】
2014117021.tif 000007
【００８０】
上記式（２），（３）に基づいて、上記式（１）を導き出すことができる。
【００８１】
上記式（１）に示すΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂを算出するときにおいて、電池ブロック１１のＳＯＣを特定（推定）するためのＯＣＶには、監視ユニット２０による検出誤差が含まれてしまう。このため、監視ユニット２０の検出誤差によって、ΔＳＯＣ＿ｒやΔＳＯＣ＿ｂの算出精度が低下してしまうおそれがある。特に、ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂが小さくなるほど、ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂに占める監視ユニット２０の検出誤差の影響が大きくなりやすく、ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂの算出精度が低下しやすい。
【００８２】
ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂの算出精度が低下すると、上記式（１）に基づいて、遮断数ｍを特定しにくくなってしまう。特に、実際の遮断数が小さくなるほど、上記式（１）に示すΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂの比率に基づいて、遮断数ｍを特定しにくくなる。
【００８３】
図４には、遮断数ｍの判定が可能な領域と、遮断数ｍの判定が不可能な領域とを示している。図４において、境界ラインＢＬは、遮断数ｍの判定が可能な領域と、遮断数ｍの判定が不可能な領域との境界を示す。ここで、境界ラインＢＬよりも左側の領域では、遮断数ｍの判定が不可能となり、境界ラインＢＬよりも右側の領域では、遮断数ｍの判定が可能となる。
【００８４】
図４に示すように、ΔＳＯＣ（ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂ）が大きくなるほど、ΔＳＯＣに占める監視ユニット２０の検出誤差の影響が小さくなりやすい。すなわち、監視ユニット２０の検出誤差は一定であるため、ΔＳＯＣが大きくなるほど、ΔＳＯＣに占める検出誤差の影響は小さくなる。この場合には、上記式（１）に基づいて、遮断数ｍを特定しやすくなる。
【００８５】
一方、ΔＳＯＣが小さくなるほど、ΔＳＯＣに占める監視ユニット２０の検出誤差の影響が大きくなりやすいため、上記式（１）に基づいて、遮断数ｍを特定しにくくなる。ただし、遮断数ｍが大きくなれば、上記式（１）に示すΔＳＯＣ＿ｒおよびΔＳＯＣ＿ｂの差が広がりやすくなり、上記式（１）に示すΔＳＯＣ＿ｒおよびΔＳＯＣ＿ｂの比率が変化しやすくなる。
【００８６】
これにより、ΔＳＯＣ＿ｒおよびΔＳＯＣ＿ｂの比率に対して、監視ユニット２０の検出誤差が与える影響が小さくなる。したがって、ΔＳＯＣが小さくなっても、遮断数ｍが大きくなれば、遮断数ｍの判定を行うことができる。
【００８７】
次に、本実施例の電池システムにおいて、組電池１０の外部充電を行う処理について説明する。図５は、外部充電を行うときの処理を示すフローチャートであり、図５に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。本実施例では、外部充電を行うときに、遮断数ｍの判定を行うようにしている。
【００８８】
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、外部充電を開始するときの各電池ブロック１１のＯＣＶ（ＯＣＶ＿ｓ）を測定する。具体的には、組電池１０が昇圧回路３１と接続されていない状態において、分極に伴う電圧変化量を発生しにくい微弱な電流を組電池１０に流すことにより、監視ユニット２０によって、各電池ブロック１１のＯＣＶ＿ｓを検出することができる。
【００８９】
監視ユニット２０によって検出されたＯＣＶ＿ｓは、コントローラ４０に出力される。コントローラ４０は、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係を用いることにより、ＯＣＶ＿ｓに対応したＳＯＣ＿ｓを特定することができる。すなわち、コントローラ４０は、外部充電を開始する前における各電池ブロック１１のＳＯＣ＿ｓを推定することができる。
【００９０】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、組電池１０の外部充電を開始させる。具体的には、プラグがインレット３５と接続されている状態において、コントローラ４０は、充電器３４を動作させる。ここで、外部充電を行うときには、定電流で組電池１０の充電を行うことができる。また、コントローラ４０は、組電池１０を充電するときの電流レート（充電レート）として、単電池１２に流すことができる電流レートの上限値（許容上限レート）を設定する。
【００９１】
許容上限レートは、１つの単電池１２に流すことができる最大の電流値（許容電流値）Ｉ＿ｍａｘに基づいて設定することができる。このように充電レートを設定すれば、各電池ブロック１１には、許容上限レートでの充電電流が流れることになる。ここで、各電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池１２によって構成されているため、各電池ブロック１１を構成する各単電池１２には、許容上限レートでの電流値よりも小さい値の電流が流れる。
【００９２】
すなわち、電池ブロック１１が作動状態の電流遮断器１２ｂを含んでいないとき、電池ブロック１１を構成する各単電池１２には、許容上限レートでの電流値を総数Ｎで除算した値の電流が流れることになる。また、電池ブロック１１が作動状態の電流遮断器１２ｂを含んでいるとき、電池ブロック１１を構成する各単電池１２には、許容上限レートでの電流値を数「Ｎ−ｍ」で除算した値の電流が流れることになる。
【００９３】
このように、電池ブロック１１を構成する各単電池１２には、許容上限レートでの電流値を、総数Ｎ又は数「Ｎ−ｍ」で除算した値の電流が流れるため、各単電池１２に流れる電流値は、許容上限レートでの電流値よりも小さくなる。仮に、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときには、１つの単電池１２だけに充電電流が流れるが、このときの電流値は、上述した許容電流値Ｉ＿ｍａｘとなるため、単電池１２に対して過大な電流が流れることを防止できる。なお、ステップＳ１０２の処理で設定される充電レートは、許容電流値Ｉ＿ｍａｘよりも低い電流値に基づいて設定することもできる。
【００９４】
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別する。電池ブロック１１の充電量は、外部充電を行っている間に、電流センサ２１によって検出された電流値を積算することによって算出することができる。遮断数ｍの判定が可能な充電量とは、図４に示すΔＳＯＣに相当し、図４の境界ラインＢＬに示すように、判定が可能な遮断数ｍに応じて、ΔＳＯＣが変化する。
【００９５】
図４に示すΔＳＯＣは、正常状態にある電池ブロック１１の満充電容量と、外部充電に伴う電流積算値とから算出できる。このため、外部充電に伴う電流積算値を監視すれば、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別することができる。
【００９６】
外部充電を続けるほど、ΔＳＯＣが上昇することになる。ここで、図４を用いて説明したように、ΔＳＯＣが小さくなるほど、遮断数ｍの判定を行いにくくなるが、実際の遮断数が大きければ、ΔＳＯＣが小さくても、遮断数ｍを特定することができる。外部充電を開始した直後では、ΔＳＯＣが小さくなるが、このようなΔＳＯＣであっても、遮断数ｍが大きければ、遮断数ｍの判定を行うことができる。そこで、外部充電を開始した後においては、遮断数ｍが大きい側から、遮断数ｍの判定を行うことができる。
【００９７】
ステップＳ１０３において、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達していれば、コントローラ４０は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達していなければ、コントローラ４０は、外部充電を継続させる。
【００９８】
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、充電器３４の動作を制御することにより、組電池１０の外部充電を一旦、停止させる。組電池１０の外部充電を停止させれば、組電池１０（電池ブロック１１）の分極を緩和させることができ、監視ユニット２０を用いて、電池ブロック１１のＯＣＶ（ＯＣＶ＿ｍ）を測定することができる。ここで、外部充電を停止させてから所定時間が経過した後に、電池ブロック１１のＯＣＶ＿ｍを測定することが好ましい。
【００９９】
組電池１０（電池ブロック１１）の通電（充放電）を停止させる時間が長くなるほど、組電池１０（電池ブロック１１）の分極を解消させやすくなる。分極を解消させるまでの時間は、実験などによって予め求めておくことができる。また、電池ブロック１１のＯＣＶ＿ｍを測定することにより、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係を用いて、ＯＣＶ＿ｍに対応したＳＯＣ＿ｍを特定（推定）することができる。
【０１００】
ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、遮断数ｍの判定を行う。具体的には、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理で得られたＳＯＣ＿ｓと、ステップＳ１０４の処理で得られたＳＯＣ＿ｍとを用いて、各電池ブロック１１のΔＳＯＣを算出する。そして、コントローラ４０は、上記式（１）を用いて、遮断数ｍの判定を行う。
【０１０１】
電池ブロック１１のΔＳＯＣを算出すれば、図４に示す情報を用いて、現在のΔＳＯＣにおいて判別できる遮断数ｍを特定することができる。現在における電池ブロック１１のΔＳＯＣ（ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂ）と、図４を用いて特定した遮断数ｍとが、上記式（１）の関係を満たすとき、コントローラ４０は、ΔＳＯＣ＿ｂを示す電池ブロック１１において、特定した遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していることを判別できる。一方、現在のΔＳＯＣと、特定した遮断数ｍとが、上記式（１）の関係を満たさないとき、コントローラ４０は、ΔＳＯＣ＿ｂを示す電池ブロック１１において、特定した遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを判別できる。
【０１０２】
なお、電池ブロック１１に含まれる、すべての単電池１２において、電流遮断器１２ｂが作動しているときには、電池ブロック１１に電流が流れなくなり、結果として、組電池１０にも電流が流れなくなる。したがって、外部充電を行っているにもかかわらず、組電池１０に電流が流れていないことを、電流センサ２１によって検出すれば、電池ブロック１１に含まれるすべての電流遮断器１２ｂが作動していることを判別できる。そこで、上記式（１）を用いれば、遮断数ｍが数Ｎではないときにおいて、遮断数ｍを特定することができる。
【０１０３】
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理における判定結果に基づいて、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別する。ここで、遮断数ｍが１以上であれば、電流遮断器１２ｂが作動していることになる。電流遮断器１２ｂが作動していると判別したとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０７の処理を行い、電流遮断器１２ｂが作動していないと判別したとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０８の処理を行う。
【０１０４】
ステップＳ１０７において、コントローラ４０は、組電池１０の外部充電を再開させる。ステップＳ１０７の処理では、電流遮断器１２ｂが作動している状態であるため、コントローラ４０は、充電レートを変更せずに、組電池１０の外部充電を再開させる。すなわち、ステップＳ１０７の処理で設定される充電レートは、ステップＳ１０７の処理を行う直前に設定されていた充電レートと同じとなる。
【０１０５】
ステップＳ１０５の処理において、遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していると判別したときには、充電レートを変化させないことが好ましい。すなわち、充電レートを上昇させてしまうと、電流遮断器１２が作動していない単電池１２に対して、過大な電流が流れてしまうおそれがある。そこで、ステップＳ１０７の処理では、充電レートを変更しないようにしている。
【０１０６】
例えば、外部充電を開始した直後において、ステップＳ１０７の処理を行うとき、ステップＳ１０７の処理で設定される充電レートとしては、ステップＳ１０２の処理で設定された充電レートとなる。一方、後述するように、充電レートを上昇させた後において、ステップＳ１０７の処理を行うとき、ステップＳ１０７の処理で設定される充電レートとしては、直前に設定されていた充電レートとなる。
【０１０７】
ステップＳ１０７の処理で外部充電を再開した後、ステップＳ１０９において、コントローラ４０は、外部充電を完了させるか否かを判別する。外部充電を行うときには、外部充電を完了させる電圧値（充電完了電圧値）を設定することができ、電池ブロック１１の電圧値が充電完了電圧値に到達したときには、外部充電を完了させることができる。このため、ステップＳ１０９の処理では、コントローラ４０は、監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値が充電完了電圧値に到達しているか否かを判別する。
【０１０８】
なお、組電池１０の電圧値が、外部充電を完了させる電圧値に到達しているか否かを判別することにより、外部充電を完了させるか否かを判別することもできる。この場合において、外部充電を完了させる電圧値は、組電池１０の電圧値に基づいて設定される。また、組電池１０の電圧値は、監視ユニット２０によって検出することができる。
【０１０９】
外部充電を完了させると判別したとき、コントローラ４０は、図５に示す処理を終了する。一方、外部充電を完了させないと判別したとき、コントローラ４０は、電池ブロック１１（又は組電池１０）の電圧値が充電完了電圧値に到達するまで、外部充電を継続させる。ここで、充電レートは、ステップＳ１０７の処理で設定された充電レートのままである。
【０１１０】
ステップＳ１０８において、コントローラ４０は、組電池１０の外部充電を再開させる。ステップＳ１０８の処理では、電流遮断器１２ｂが作動していない状態であるため、コントローラ４０は、充電レートを上昇させることができる。ステップＳ１０６の処理からステップＳ１０８の処理に進むときには、現在のΔＳＯＣに対応した遮断数ｍ（図４を用いて特定される遮断数ｍ）の分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認することができる。
【０１１１】
すなわち、ステップＳ１０８の処理において、コントローラ４０は、少なくとも、現在のΔＳＯＣに対応した遮断数ｍの分だけは、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認することができる。言い換えれば、コントローラ４０は、電流遮断器１２ｂが作動していたとしても、実際の遮断数は、現在のΔＳＯＣに対応した遮断数ｍよりも小さい数であることを確認することができる。
【０１１２】
したがって、充電レートを上昇させたとしても、電池ブロック１１に含まれる各単電池１２に流れる電流値が、単電池１２に流すことができる許容電流値Ｉ＿ｍａｘを超えにくくなる。充電レートを上昇させるときには、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２の数を考慮して、充電レートを設定することができる。
【０１１３】
ステップＳ１０６の処理において、遮断数ｍでの遮断が発生していないことを判別したとき、少なくとも「Ｎ−ｍ」個の単電池１２については、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できる。具体的には、ステップＳ１０６の処理からステップＳ１０８の処理に進んだときには、少なくとも２個の単電池１２については、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できる。
【０１１４】
そこで、電池ブロック１１（組電池１０）には、単電池１２に流すことができる許容電流値Ｉ＿ｍａｘの２倍以上の電流を流すことができる。具体的には、「Ｎ−ｍ」個の単電池１２について、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認したときには、許容電流値Ｉ＿ｍａｘに「Ｎ−ｍ」を乗算した電流値だけ、電池ブロック１１に電流を流すことができる。
【０１１５】
電池ブロック１１の充電電流値として、電流値「Ｉ＿ｍａｘ×（Ｎ−ｍ）」を設定しても、電池ブロック１１に含まれる単電池１２には、許容電流値Ｉ＿ｍａｘ以上の電流が流れることはない。電池ブロック１１に電流値「Ｉ＿ｍａｘ×（Ｎ−ｍ）」の充電電流を流せば、少なくとも「Ｎ−ｍ」個の単電池１２に充電電流が流れる。ここで、各単電池１２には、電流値「Ｉ＿ｍａｘ×（Ｎ−ｍ）」を、少なくとも「Ｎ−ｍ」個で除算した値の電流が流れることになる。したがって、単電池１２には、許容電流値Ｉ＿ｍａｘ以上の電流が流れることはなく、単電池１２に過大な電流が流れることを防止できる。
【０１１６】
ステップＳ１０８の処理によって、充電レートを上昇させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。また、上述したように、充電レートを上昇させたとしても、許容電流値Ｉ＿ｍａｘを超える過大な電流が単電池１２に流れてしまうことを防止できる。
【０１１７】
ステップＳ１０８の処理で外部充電を再開した後、ステップＳ１１０において、コントローラ４０は、外部充電を完了させるか否かを判別する。ステップＳ１１０の処理は、ステップＳ１０９の処理と同様である。ステップＳ１１０において、外部充電を完了させないとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０３の処理を再び行う。一方、外部充電を完了させるとき、コントローラ４０は、図５に示す処理を終了する。
【０１１８】
ステップＳ１１０の処理からステップＳ１０３の処理に戻ったとき、ステップＳ１０３の処理では、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達しているか否かが判別される。ここで、電池ブロック１１の充電量は、外部充電を開始したときからの充電量である。このため、外部充電が進行するほど、ステップＳ１０３の処理で用いられる電池ブロック１１の充電量は、上昇することになる。
【０１１９】
図５に示す処理によれば、図６に示すように、充電レートを変化させることができる。図６は、外部充電を開始してから完了するまでの間において、電池ブロック１１のＳＯＣの挙動を示す。図６において、横軸は充電時間を示し、縦軸は、電池ブロック１１のＳＯＣを示す。
【０１２０】
図６では、時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３のそれぞれにおいて、図５のステップＳ１０５の処理で説明した遮断数ｍの判定が行われている。ここで、図４を用いて説明したように、時刻ｔ１１でのΔＳＯＣは、最も小さく、時刻ｔ１１で判定される遮断数ｍの数は、最も大きい。そして、時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３の順に充電時間が経過するにつれて、ΔＳＯＣは上昇するため、判定される遮断数ｍの数は小さくなる。
【０１２１】
時刻ｔ０では、外部充電が開始され、時刻ｔ０から時刻ｔ１１までの間は、充電レートがＫ１［Ｃ］に設定される。ここで、充電レートＫ１は、単電池１２の許容電流値Ｉ＿ｍａｘに相当し、各電池ブロック１１には、充電レートＫ１の充電電流が流れることになる。時刻ｔ１１において、遮断数ｍの判定を行い、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できれば、充電レートがＫ１［Ｃ］からＫ２［Ｃ］に変更される。ここで、充電レートＫ２は、充電レートＫ１よりも高い。
【０１２２】
時刻ｔ１１以降では、充電レートＫ２において、外部充電が行われ、時刻ｔ１２において、遮断数ｍの判定が行われる。時刻ｔ１２で判定される遮断数ｍは、時刻ｔ１１で判定される遮断数ｍよりも小さい。時刻ｔ１２での判定において、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できれば、充電レートがＫ２［Ｃ］からＫ３［Ｃ］に変更される。ここで、充電レートＫ３は、充電レートＫ２よりも高い。
【０１２３】
時刻ｔ１２以降では、充電レートＫ３において、外部充電が行われ、時刻ｔ１３において、遮断数ｍの判定が行われる。時刻ｔ１３で判定される遮断数ｍは、時刻ｔ１２で判定される遮断数ｍよりも小さい。時刻ｔ１３での判定において、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できれば、充電レートがＫ３［Ｃ］からＫ４［Ｃ］に変更される。ここで、充電レートＫ４は、充電レートＫ３よりも高い。
【０１２４】
時刻ｔ１４では、電池ブロック１１（又は組電池１０）の電圧値が充電完了電圧値に到達しており、時刻ｔ１４において、外部充電が完了する。本実施例によれば、外部充電によってΔＳＯＣが上昇するにつれて、遮断数ｍの大きい側から小さい側に向かって、遮断数ｍの判定を行っている。そして、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認するたびに、充電レートを上昇させている。
【０１２５】
充電レートを上昇させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。充電レートがＫ１［Ｃ］のままで、外部充電を続けてしまうと、図６に示すように、時刻ｔ１５において、外部充電が完了することになる。本実施例では、充電レートを段階的に上昇させているため、時刻ｔ１４および時刻ｔ１５の間の時間だけ、外部充電を行う時間を短縮することができる。
【０１２６】
なお、時刻ｔ１１〜ｔ１３のいずれかの時刻において、電流遮断器１２ｂが作動していることを確認すれば、充電レートを上昇させる処理が行われなくなる。すなわち、充電レートは、電流遮断器１２ｂが作動していることを確認した直前に設定されている充電レートに固定される。例えば、時刻ｔ１２における遮断数ｍの判定によって、電流遮断器１２ｂが作動していることを確認すれば、時刻ｔ１２から外部充電が完了するまで、充電レートはＫ２［Ｃ］に固定される。
【０１２７】
図５に示す処理では、外部充電を一旦停止させて、遮断数ｍの判定を行った後に、外部充電を再開させている。すなわち、時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３のそれぞれでは、外部充電を一旦、停止させている。ここで、遮断数ｍの判定は、上記式（１）を用いた演算処理によって行われるため、遮断数ｍの判定に要する時間は僅かである。したがって、外部充電を停止させて、遮断数ｍの判定を行っても、外部充電を行う時間に与える影響は少なく、外部充電を行う時間は延びにくい。
【０１２８】
また、本実施例では、上記式（１）に示すように、ΔＳＯＣに基づいて、遮断数ｍの判定を行っているが、これに限るものではない。上述したように、ＳＯＣおよびＯＣＶは、対応関係にあるため、ＳＯＣの代わりに、ＯＣＶを用いることができる。すなわち、ＯＣＶの差ΔＯＣＶ（ΔＳＯＣに対応する）に基づいて、遮断数ｍの判定を行うことができる。
【０１２９】
本実施例の電池システムでは、図２に示す組電池１０だけを用いているが、これに限るものではない。具体的には、図７に示すように、２種類の組電池１０，５０を用いることができる。図７は、本実施例の変形例である電池システムの構成を示しており、図１に対応する図である。図７では、外部電源によって組電池１０，５０を充電するシステムを省略しているが、本実施例と同様に、組電池１０，５０の少なくとも一方について、外部充電を行うことができる。
【０１３０】
組電池１０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｐ１を介して、インバータ３２と接続されている。ここで、コントローラ４０は、各システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１，ＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｐ１をオンおよびオフの間で切り替える。組電池５０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２，ＳＭＲ−Ｐ２を介して、インバータ３２と接続されている。ここで、コントローラ４０は、各システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２，ＳＭＲ−Ｇ２，ＳＭＲ−Ｐ２をオンおよびオフの間で切り替える。
【０１３１】
組電池１０，５０は、インバータ３２に対して並列に接続されている。図７に示す電池システムでは、昇圧回路３１を省略しているが、昇圧回路３１を設けることもできる。具体的には、組電池１０，５０の少なくとも一方とインバータ３２との間の電流経路において、昇圧回路３１を設けることができる。図７に示す電池システムによれば、２種類の組電池１０，５０を用意しておくことにより、車両の走行パターンに応じて、２種類の組電池１０，５０を使い分けることができる。
【０１３２】
図７に示す組電池１０は、本実施例で説明した組電池１０である。組電池５０は、図８に示すように、直列に接続された複数の単電池５１によって構成されている。ここで、組電池１０を構成する単電池１２としては、高容量型電池を用いることができ、組電池５０を構成する単電池５１としては、高出力型電池を用いることができる。高出力型電池（単電池５１）は、高容量型電池よりも大きな電流で充放電を行うことができる電池である。高容量型電池（単電池１２）は、高出力型電池よりも大きな蓄電容量を有する電池である。
【０１３３】
例えば、車両の走行距離を延ばすときには、高容量型電池（単電池１２）で構成された組電池１０を用いることができる。一方、例えば、アクセルペダルの操作に応じた走行を行うときには、高出力型電池（単電池５１）で構成された組電池５０を用いることができる。
【０１３４】
図７に示す電池システムでは、組電池１０に含まれる電池ブロック１１に対して、本実施例で説明した遮断数ｍの判定を行うことができる。ここで、組電池５０では、複数の単電池５１が直列に接続されているため、組電池５０の電流経路において、１つの電流遮断器を設けておけばよい。
【実施例２】
【０１３５】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例において、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【０１３６】
実施例１では、上記式（１）に示すように、２つの電池ブロック１１におけるΔＳＯＣ（ΔＳＯＣ＿ｂ，ΔＳＯＣ＿ｒ）を比較している。上記式（１）では、２つの電池ブロック１１における満充電容量が互いに等しいものと仮定している。しかし、２つの電池ブロック１１における満充電容量には、バラツキが発生することがある。すなわち、２つの電池ブロック１１における劣化のバラツキによって、満充電容量のバラツキが発生することがある。劣化のバラツキは、２つの電池ブロック１１における温度がばらつくことなどによって発生する。
【０１３７】
２つの電池ブロック１１における満充電容量にバラツキが発生してしまうと、上記式（１）を用いても、遮断数ｍの判定を行うことができなくなってしまうことがある。２つの電池ブロック１１における満充電容量が互いに異なっていると、２つの電池ブロック１１に対する充電量（上記式（２）に示すΣＩ）が同じであっても、２つの電池ブロック１１におけるΔＳＯＣが互いに異なってしまう。この場合には、電流遮断器１２ｂが作動していなくても、ΔＳＯＣのバラツキによって、電流遮断器１２ｂが作動していると判別されてしまうおそれがある。
【０１３８】
そこで、本実施例では、下記式（４）に基づいて、遮断数ｍの判定を行うようにしている。
【０１３９】
【数６】
2014117021.tif 000008
【０１４０】
上記式（４）において、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）は、電流遮断器１２ｂの作動状態の判定対象となる電池ブロック１１において、ｎ回目の外部充電を行ったときのＳＯＣ変化量である。ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）は、判定対象となる電池ブロック１１において、「ｎ−１」回目の外部充電を行ったときのＳＯＣ変化量である。ｎ回目および「ｎ−１」回目の外部充電とは、互いに異なる時期に複数回の外部充電を行ったときにおいて、ｎ回目に行われた外部充電と、「ｎ−１」回目に行われた外部充電とを示す。
【０１４１】
また、ΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ）は、正常状態の電池ブロック１１において、ｎ回目の外部充電を行ったときのＳＯＣ変化量である。ΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ−１）は、正常状態の電池ブロック１１において、「ｎ−１」回目の外部充電を行ったときのＳＯＣ変化量である。上記式（４）では、ｎ回目および「ｎ−１」回目を比較しているが、これに限るものではなく、ｎ回目および「ｎ−ｋ」回目を比較することもできる。ここで、ｋは、１よりも大きく、ｎよりも小さい整数である。すなわち、互いに異なる時期に外部充電を行ったときのΔＳＯＣ＿ｂ，ΔＳＯＣ＿ｒを比較すればよい。
【０１４２】
上記式（４）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）の比率を算出しているため、判定対象となる電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆ＿ｂ（上記式（２）参照）をキャンセルさせることができる。また、上記式（４）によれば、ΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ−１）の比率を算出しているため、正常状態の電池ブロック１１における満充電容量Ｃｆ＿ｒ（上記式（２）参照）をキャンセルさせることができる。
【０１４３】
このように、上記式（２）に示す満充電容量Ｃｆ＿ｂ，Ｃｆ＿ｒが互いに異なっていても、上記式（４）を用いれば、満充電容量Ｃｆ＿ｂ，Ｃｆ＿ｒのバラツキを考慮しなくても、遮断数ｍを算出することができる。上記式（４）によれば、ｎ回目および「ｎ−１」回目において、電流遮断器１２ｂが作動していなければ、上記式（４）に示す左辺の値は、１となる。すなわち、上記式（４）に示す遮断数ｍが０となる。
【０１４４】
一方、ｎ回目において、電流遮断器１２ｂが初めて作動したときには、上記式（４）に示す左辺の値が１よりも小さくなる。すなわち、上記式（４）に示す遮断数ｍが１以上となる。これに伴い、上記式（４）から遮断数ｍを算出することができる。
【０１４５】
なお、ｎ回目および「ｎ−１」回目の外部充電において、１つの電池ブロック１１におけるΔＳＯＣを比較すれば、満充電容量のバラツキを考慮せずに、遮断数ｍを算出することができる。具体的には、下記式（５）に基づいて、遮断数ｍを算出することができる。
【０１４６】
【数７】
2014117021.tif 000009
【０１４７】
上記式（５）によれば、「ｎ−１」回目の外部充電において、電流遮断器１２ｂが作動していなく、ｎ回目の外部充電において、電流遮断器１２ｂが作動しているときには、遮断数ｍを算出することができる。ここで、上記式（５）を用いて、遮断数ｍを算出するときには、「ｎ−１」回目の外部充電を行うときの充電量（上記式（２）に示すΣＩ）と、ｎ回目の外部充電を行うときの充電量（上記式（２）に示すΣＩ）とを等しくする必要がある。
【０１４８】
すなわち、ｎ回目および「ｎ−１」回目における充電量が互いに異なってしまうと、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）を比較しても、遮断数ｍを特定しにくくなってしまう。ｎ回目および「ｎ−１」回目における充電量に差が発生しているときには、この差に応じた遮断数ｍが算出されてしまうおそれがあり、電流遮断器１２ｂが実際に作動していることを判別しにくくなってしまう。
【０１４９】
ここで、実際に外部充電を行うときを想定すると、外部充電を開始するときの電池ブロック１１のＳＯＣは、組電池１０の使用状態（充放電履歴）に応じて変化してしまう。外部充電を開始するときのＳＯＣが変化してしまうと、外部充電を完了させるまでの充電量が変化してしまう。
【０１５０】
実施例１で説明したように、電池ブロック１１又は組電池１０の電圧値が充電完了電圧値に到達するまで、外部充電が行われる。このため、外部充電を開始するときの電池ブロック１１又は組電池１０のＳＯＣが異なっていると、外部充電を完了させるまでの充電量が異なってしまう。このように、外部充電を行ったときの充電量が、ｎ回目および「ｎ−１」回目において異なってしまうと、上記式（５）を用いて、遮断数ｍを特定しにくくなってしまう。
【０１５１】
上記式（４）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ）の比率を算出しているため、ｎ回目の外部充電における充電量（上記式（２）に示すΣＩ）をキャンセルさせることができる。また、上記式（４）によれば、ΔＳＯＣ＿ｂ（ｎ−１）およびΔＳＯＣ＿ｒ（ｎ−１）の比率を算出しているため、「ｎ−１」回目の外部充電における充電量（上記式（２）に示すΣＩ）をキャンセルさせることができる。このため、ｎ回目および「ｎ−１」回目における充電量が互いに異なっていても、遮断数ｍを算出する上では、充電量のバラツキを無視することができる。
【０１５２】
上述したように、上記式（４）を用いることにより、外部充電を行ったときの充電量のバラツキを考慮せずに、また、２つの電池ブロック１１における満充電容量のバラツキを考慮せずに、遮断数ｍを算出することができる。上記式（４）を用いた遮断数ｍの判定は、図５に示すステップＳ１０５の処理で行うことができる。
【実施例３】
【０１５３】
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例において、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。
【０１５４】
実施例１では、遮断数ｍの判定を行い、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認するたびに、充電レートを上昇させている。ここで、実際の組電池１０の使用状態においては、電流遮断器１２ｂが作動することは稀である。そこで、各電池ブロック１１において、すべての単電池１２に対する電流遮断器１２ｂが作動していないと仮定して、組電池１０（電池ブロック１１）の外部充電を行うことができる。
【０１５５】
この場合には、電池ブロック１１に含まれる各単電池１２に許容電流値Ｉ＿ｍａｘの充電電流が流れるように、電池ブロック１１を充電することができる。ここで、電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池１２によって構成されているため、電池ブロック１１には、許容電流値Ｉ＿ｍａｘに対して、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎを乗算した電流値を流すことができる。
【０１５６】
このように、電池ブロック１１を構成する各単電池１２に対して、許容電流値Ｉ＿ｍａｘの充電電流を流すことにより、電池ブロック１１（単電池１２）の充電時間を短縮することができる。
【０１５７】
上述した充電レートで外部充電を開始するときにおいて、電流遮断器１２ｂが作動している単電池１２が存在していると、実施例１で説明したように、この単電池１２と並列に接続された他の単電池１２に対して、より多くの電流が流れてしまう。このように、他の単電池１２に対する電流負荷が上昇すると、負極での皮膜形成などといった不可逆反応が発生してしまい、単電池１２の満充電容量が低下してしまう。
【０１５８】
ここで、単電池１２を使用するときには、単電池１２における満充電容量の低下量（容量低下量という）が閾値に到達するまで、単電池１２を使用し続けることができる。電流遮断器１２ｂが作動している状態において、上述した充電レートで外部充電を継続させると、容量低下量が上昇して閾値に到達しやすくなってしまう。
【０１５９】
そこで、本実施例では、上述した充電レートで組電池１０（電池ブロック１１）の外部充電を行う間、容量低下量が許容量に到達しないことを確認しながら、遮断数ｍの判定を行うようにしている。ここで、許容量は、上述した容量低下量の閾値よりも小さい値とすることができる。また、遮断数ｍの判定を行うときには、実施例１と同様に、外部充電に伴う充電量の上昇に応じて、遮断数ｍが大きい側から小さい側に向かって、遮断数ｍの判定を行うことができる。
【０１６０】
本実施例では、上述したように、電池ブロック１１に含まれる各単電池１２に対して、許容電流値Ｉ＿ｍａｘでの充電電流が流れるように、外部充電を開始している。ここで、外部充電を開始するときに、既に、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときには、電池ブロック１１に含まれる１つの単電池１２に充電電流が流れてしまう。すなわち、１つの単電池１２には、許容電流値Ｉ＿ｍａｘを超える電流が流れてしまい、容量低下量が上昇してしまう。
【０１６１】
そこで、本実施例では、外部充電を開始するときには、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときの容量低下量が発生していると仮定しておく。すなわち、外部充電を開始するときには、容量低下量が最も上昇しやすい状態を仮定しておく。ここで、充電時間が長くなるほど、容量低下量が上昇するため、充電時間および容量低下量の関係を予め求めておけば、充電時間に対応した容量低下量を推定することができる。
【０１６２】
実施例１で説明したように、外部充電の進行に伴ってΔＳＯＣが上昇すれば、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるか否かを判定することができる。ここで、遮断数ｍが「Ｎ−１」ではないことを判定できれば、実際の容量低下量は、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときの容量低下量（仮定値）に沿って変化していないことを確認できる。すなわち、実際の容量低下量は、容量低下量（仮定値）よりも小さいことを確認できる。
【０１６３】
遮断数ｍが「Ｎ−１」ではないことを判定できれば、実際の遮断数は、「Ｎ−２」以下となる可能性がある。そこで、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量が発生していると仮定することができる。そして、この仮定に基づいて、充電時間に対応した容量低下量（仮定値）を算出することができる。
【０１６４】
外部充電の進行に伴ってΔＳＯＣが更に上昇すれば、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるか否かを判定することができる。ここで、遮断数ｍが「Ｎ−２」ではないことを判定できれば、実際の容量低下量は、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量（仮定値）に沿って変化していないことを確認できる。すなわち、実際の容量低下量は、容量低下量（仮定値）よりも小さいことを確認できる。
【０１６５】
このように、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認するたびに、容量低下量（仮定値）を低下させることにより、容量低下量（仮定値）が許容量に到達しにくくなる。すなわち、容量低下量（仮定値）が許容量に到達するまでは、最大の充電レートで外部充電を行い続けることができる。このように、容量低下量（仮定値）が許容量に到達しないことを確認しながら、最大の充電レートで外部充電を継続させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。
【０１６６】
本実施例における外部充電を行うときの処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。図９に示す処理では、外部充電を行いながら、遮断数ｍの判定を行っている。
【０１６７】
ステップＳ２０１において、コントローラ４０は、外部充電を開始するときの各電池ブロック１１のＯＣＶ（ＯＣＶ＿ｓ）を測定する。また、ＯＣＶ＿ｓを測定することにより、ＯＣＶ＿ｓに対応したＳＯＣ＿ｓを特定することができる。ステップＳ２０１の処理は、図５に示すステップＳ１０１の処理と同様である。
【０１６８】
ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、組電池１０の外部充電を開始させる。具体的には、プラグがインレット３５と接続されている状態において、コントローラ４０は、充電器３４を動作させる。ここで、外部充電を行うときには、定電流で充電を行うことができる。また、コントローラ４０は、組電池１０を充電するときの電流レート（充電レート）として、電池ブロック１１に流すことができる電流レートの上限値（許容上限レート）を設定する。
【０１６９】
許容上限レートは、上述したように、遮断数ｍが０であると仮定し、各電池ブロック１１に含まれる、すべての単電池１２に許容電流値Ｉ＿ｍａｘが流れるように設定される。すなわち、許容上限レートでの電流値は、許容電流値Ｉ＿ｍａｘに対して、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎを乗算した値となる。なお、ステップＳ２０２の処理では、電池ブロック１１を構成するすべての単電池１２に対して、許容電流値Ｉ＿ｍａｘよりも低い電流値が流れるように、充電レートを設定することもできる。
【０１７０】
また、ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、容量低下量（仮定値）の算出を開始する。具体的には、図１０に示すマップ（一例）を予め用意しておき、図１０に示すマップを用いて、コントローラ４０は、容量低下量（仮定値）を算出する。図１０に示すように、充電時間が経過するほど、容量低下量が上昇する。したがって、コントローラ４０は、充電時間を計測することにより、計測時間（充電時間）に対応した容量低下量を特定することができる。
【０１７１】
なお、図１０では、容量低下量および充電時間の関係が、一次関数となっているが、これに限るものではない。すなわち、容量低下量および充電時間の関係は、実験などによって予め求められた関係となる。
【０１７２】
図１０に示す容量低下量の変化率は、遮断数ｍが変化することに応じて変化する。容量低下量の変化率とは、所定の充電時間に対する容量低下量の変化量を示す。ここで、遮断数ｍが大きくなるほど、容量低下量の変化率が大きくなる。言い換えれば、遮断数ｍが小さくなるほど、容量低下量の変化率が小さくなる。遮断数ｍが大きくなるほど、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２に対する電流負荷が大きくなる。
【０１７３】
ここで、図１１に示すように、充電レートが高くなるほど、容量の低下速度が上昇する。このため、電流遮断器１２ｂが作動していない単電池１２においては、遮断数ｍが大きくなるほど、充電レートが高くなり、容量低下量が上昇しやすくなる。図１０に示すマップは、遮断数ｍ毎に用意しておくことができる。そして、後述するように、遮断数ｍの判定に応じて、容量低下量（仮定値）の算出に用いられるマップが変更される。
【０１７４】
例えば、外部充電を開始した直後では、遮断数ｍの判定が行われていなく、電池ブロック１１を構成する、すべての単電池１２に対して許容電流値Ｉ＿ｍａｘが流れるように、充電レートが設定されている。この場合には、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときの容量低下量の挙動を示すマップを用いて、容量低下量（仮定値）が算出される。
【０１７５】
一方、遮断数ｍの判定が行われたときには、判定が行われた遮断数ｍよりも１つ少ない数に基づいて、容量低下量（仮定値）が算出される。例えば、遮断数ｍが「Ｎ−１」ではないことを判定したときには、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量の挙動を示すマップを用いて、容量低下量（仮定値）が算出される。
【０１７６】
ステップＳ２０３において、コントローラ４０は、外部充電を完了させるか否かを判別する。具体的には、コントローラ４０は、電池ブロック１１（又は組電池１０）の電圧値が充電完了電圧値に到達したか否かを判別する。ここで、外部充電が完了したとき、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。一方、外部充電が完了していないとき、コントローラ４０は、ステップＳ２０４の処理を行う。
【０１７７】
ステップＳ２０４において、コントローラ４０は、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別する。電池ブロック１１の充電量は、外部充電を行っている間に、電流センサ２１によって検出された電流値を積算することによって算出することができる。遮断数ｍの判定が可能な充電量とは、図４に示すΔＳＯＣに相当し、図４の境界ラインＢＬに示すように、判定が可能な遮断数ｍに応じて、ΔＳＯＣが変化する。
【０１７８】
実施例１と同様に、外部充電に伴う電流積算値を監視すれば、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別することができる。電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達していれば、コントローラ４０は、ステップＳ２０５の処理を行う。一方、電池ブロック１１の充電量が、遮断数ｍの判定が可能な充電量に到達していなければ、コントローラ４０は、ステップＳ２０３の処理を行う。
【０１７９】
ステップＳ２０５において、コントローラ４０は、充電器３４の動作を制御することにより、組電池１０の外部充電を一旦、停止させる。組電池１０の外部充電を停止させれば、組電池１０（電池ブロック１１）の分極を緩和させることができ、監視ユニット２０を用いて、電池ブロック１１のＯＣＶ（ＯＣＶ＿ｍ）を測定することができる。
【０１８０】
電池ブロック１１のＯＣＶ＿ｍを測定することにより、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係を用いて、ＯＣＶ＿ｍに対応したＳＯＣ＿ｍを特定（推定）することができる。ここで、図５に示すステップＳ１０４の処理と同様に、外部充電を停止させてから所定時間が経過した後に、電池ブロック１１のＯＣＶ＿ｍを測定することが好ましい。
【０１８１】
ステップＳ２０６において、コントローラ４０は、遮断数ｍの判定を行う。具体的には、コントローラ４０は、ステップＳ２０１の処理で得られたＳＯＣ＿ｓと、ステップＳ２０５の処理で得られたＳＯＣ＿ｍとを用いて、各電池ブロック１１のΔＳＯＣを算出する。そして、コントローラ４０は、上記式（１）を用いて、遮断数ｍの判定を行う。なお、実施例２で説明した方法によって、遮断数ｍの判定を行うこともできる。
【０１８２】
電池ブロック１１のΔＳＯＣを算出すれば、図４に示す情報を用いて、現在のΔＳＯＣにおいて判別できる遮断数ｍを特定することができる。現在における電池ブロック１１のΔＳＯＣ（ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂ）と、図４を用いて特定した遮断数ｍとが、上記式（１）の関係を満たすとき、コントローラ４０は、ΔＳＯＣ＿ｂを示す電池ブロック１１において、特定した遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していることを判別できる。
【０１８３】
一方、現在のΔＳＯＣ（ΔＳＯＣ＿ｒ，ΔＳＯＣ＿ｂ）と、特定した遮断数ｍとが、上記式（１）の関係を満たさないとき、コントローラ４０は、ΔＳＯＣ＿ｂを示す電池ブロック１１において、特定した遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを判別できる。
【０１８４】
ステップＳ２０７において、コントローラ４０は、ステップＳ２０６の処理における判定結果に基づいて、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別する。ここで、遮断数ｍが１以上であれば、電流遮断器１２ｂが作動していることになる。電流遮断器１２ｂが作動していると判別したとき、コントローラ４０は、ステップＳ２０８の処理を行い、電流遮断器１２ｂが作動していないと判別したとき、コントローラ４０は、ステップＳ２１１の処理を行う。
【０１８５】
ステップＳ２０８において、コントローラ４０は、容量低下量（仮定値）が許容量に到達したか否かを判別する。コントローラ４０は、ステップＳ２０２の処理によって外部充電を開始したときから、ステップＳ２０５の処理によって外部充電を停止するまでの時間を計測することにより、図１０に示すマップを用いて、容量低下量（仮定値）を算出することができる。ここで、外部充電を行っている時間は、タイマを用いて計測することができる。
【０１８６】
そして、コントローラ４０は、算出した容量低下量（仮定値）が許容量に到達しているか否かを判別する。容量低下量（仮定値）が許容量に到達しているとき、コントローラ４０は、ステップＳ２０９の処理を行う。一方、容量低下量（仮定値）が許容量に到達していないとき、コントローラ４０は、ステップＳ２１０の処理を行う。
【０１８７】
ステップＳ２０９において、コントローラ４０は、充電レートを低下させた状態において、組電池１０の外部充電を再開させる。ステップＳ２０９の処理では、ステップＳ２０９の処理を行う前に設定されている充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。例えば、ステップＳ２０２の処理によって、充電レートが設定されているときには、この充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。また、既に充電レートを低下させているときには、この充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。
【０１８８】
充電レートを低下させることにより、単電池１２に対する電流負荷を低減することができ、容量低下量の上昇を抑制することができる。すなわち、容量低下量（仮定値）が許容量に到達した後において、容量低下量が上述した閾値（容量低下量）に到達しにくくすることができる。
【０１８９】
ステップＳ２０９の処理によって外部充電を再開させた後、コントローラ４０は、ステップＳ２０３の処理を行う。一方、ステップＳ２１０において、コントローラ４０は、充電レートを変化させずに、組電池１０の外部充電を再開させる。ステップＳ２１０の処理に進んだときには、判定された遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していることになる。
【０１９０】
このため、充電レートを上昇させてしまうと、容量低下量を上昇させてしまうことになる。そこで、ステップＳ２１０の処理では、充電レートを変化させないようにしている。なお、ステップＳ２１０の処理では、充電レートを低下させることもできる。ステップＳ２１０の処理によって外部充電を再開させた後、コントローラ４０は、ステップＳ２０３の処理を行う。
【０１９１】
ステップＳ２１１において、コントローラ４０は、組電池１０の外部充電を再開させる。ここで、ステップＳ２０７の処理からステップＳ２１１の処理に進んだときには、現在のΔＳＯＣに対応した遮断数ｍ（図４を用いて特定される遮断数ｍ）の分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認することができる。
【０１９２】
言い換えれば、電流遮断器１２ｂが作動していたとしても、実際の遮断数は、現在のΔＳＯＣに対応した遮断数ｍよりも小さい数であることを確認することができる。実際の遮断数が、容量低下量（仮定値）の算出に用いられている遮断数よりも小さければ、実際の容量低下量は、現在算出している容量低下量（仮定値）よりも小さくなる。そこで、コントローラ４０は、現在の容量低下量（仮定値）のうち、過剰に見積もっている容量低下量（仮定値）の分（余剰分）だけ、容量低下量（仮定値）を低下させる。
【０１９３】
ステップＳ２０７の処理において、遮断数ｍでの遮断が発生していないとき、少なくとも「Ｎ−ｍ」個の単電池１２については、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できる。具体的には、ステップＳ２０７の処理からステップＳ２１１の処理に進んだときには、少なくとも遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認できる。
【０１９４】
そこで、コントローラ４０は、容量低下量（仮定値）を特定するためのマップ（図１０に示すマップ）を変更する。具体的には、コントローラ４０は、現在の遮断数ｍよりも１つ小さい遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動しているおそれがあると仮定し、この遮断数に対応したマップを用いて、容量低下量（仮定値）を算出し直す。ステップＳ２１１の処理を行った後、コントローラ４０は、ステップＳ２０３の処理を行う。
【０１９５】
図９に示す処理によれば、図１２に示すように、容量低下量（仮定値）を変化させることができる。図１２は、外部充電を開始した後において、容量低下量（仮定値）の挙動を示す。図１２において、横軸は充電時間を示し、縦軸は、容量低下量（仮定値）を示す。図１２には、遮断数ｍが「Ｎ−１」、「Ｎ−２」、「Ｎ−３」、「Ｎ−４」、「Ｎ−５」であるときの容量低下量の挙動を示している。この容量低下量の挙動は、図１０に示すマップで特定される。
【０１９６】
時刻ｔ０において外部充電を開始した後では、遮断数ｍが「Ｎ−１」であると仮定したときの容量低下量の挙動（図１０に示すマップに相当する）に基づいて、容量低下量（仮定値）を算出する。ここで、充電時間が延びるほど、容量低下量（仮定値）は、上昇することになる。
【０１９７】
時刻ｔ２１において、遮断数ｍの判定が行われ、遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認すれば、容量低下量（仮定値）の算出に用いられるマップ（図１０に示すマップ）を変更する。具体的には、遮断数ｍが「Ｎ−２」であると仮定としたときの容量低下量の挙動（図１０に示すマップに相当する）に基づいて、容量低下量（仮定値）を算出し直す。ここで、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量の変化率は、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときの容量低下量の変化率よりも低くなる。
【０１９８】
このため、時刻ｔ２１では、時刻ｔ２１までに算出した容量低下量（仮定値）のうち、余剰分がリセットされる。具体的には、時刻ｔ２１では、遮断数ｍが「Ｎ−１」であるときの容量低下量（仮定値）から、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量（仮定値）に変更される。そして、時刻ｔ２１以降では、遮断数ｍが「Ｎ−２」であると仮定したときの容量低下量の挙動に基づいて、充電時間に対応した容量低下量（仮定値）が算出される。
【０１９９】
時刻ｔ２２において、遮断数ｍの判定が行われ、遮断数ｍの分だけ、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認すれば、容量低下量（仮定値）の算出に用いられるマップ（図１０に示すマップ）を変更する。具体的には、遮断数ｍが「Ｎ−３」であると仮定としたときの容量低下量の挙動（図１０に示すマップに相当する）に基づいて、容量低下量（仮定値）を算出し直す。ここで、遮断数ｍが「Ｎ−３」であると仮定したときの容量低下量の変化率は、遮断数ｍが「Ｎ−２」であると仮定したときの容量低下量の変化率よりも低くなる。
【０２００】
このため、時刻ｔ２２では、時刻ｔ２２までに算出した容量低下量（仮定値）のうち、余剰分がリセットされる。具体的には、時刻ｔ２２では、遮断数ｍが「Ｎ−２」であるときの容量低下量（仮定値）から、遮断数ｍが「Ｎ−３」であるときの容量低下量（仮定値）に変更される。そして、時刻ｔ２２以降では、遮断数ｍが「Ｎ−３」であると仮定したときの容量低下量の挙動に基づいて、充電時間に対応した容量低下量（仮定値）が算出される。
【０２０１】
時刻ｔ２３，ｔ２４においても、時刻ｔ２１，ｔ２２と同様の処理が行われる。そして、遮断数ｍの判定によって、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認すれば、容量低下量（仮定値）の算出に用いられるマップ（図１０に示すマップ）を変更する。ここで、電流遮断器１２ｂが作動していないことを確認するたびに、図１０に示すマップとしては、容量低下量（仮定値）の変化率が低くなるマップが用いられる。
【０２０２】
本実施例によれば、図１２に示すように、容量低下量を仮定して、容量低下量（仮定値）が許容量に到達していないことを把握しながら、外部充電を行うことができる。図４を用いて説明したように、外部充電が進行するほど、ΔＳＯＣを大きくすることができ、より小さい遮断数ｍの判定を行うことができる。そして、遮断数ｍが小さくなることを確認するたびに、容量低下量（仮定値）を余剰分だけリセットすることができるため、容量低下量（仮定値）が許容量に到達しないことを確認しながら、予め設定された充電レートで外部充電を継続させることができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１０：組電池（蓄電装置）、１１：電池ブロック（蓄電ブロック）、
１２：単電池（蓄電素子）、１２ａ：発電要素、１２ｂ：電流遮断器、
２０：監視ユニット（電圧センサ）、２１：電流センサ、３１：昇圧回路、
３２：インバータ、３３：モータ・ジェネレータ、３４：充電器、３５：インレット、
４０：コントローラ、４１：メモリ、ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン、
Ｒ：電流制限抵抗、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー
【図１】
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【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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