(57)【要約】【課題】  二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池では、直前および現在の通電状態に応じて、二次電池の抵抗値（内部抵抗）が変化する。【解決手段】  電池システムは、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池（１１）と、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するコントローラ（４０）と、を有する。コントローラは、リチウムイオン二次電池のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるとき、現在および直前の通電状態が変化しないときの内部抵抗を、現在および直前の通電状態が充電状態および放電状態の間で変化するときの内部抵抗よりも高い値に推定する。【選択図】  図２
2014107032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（I）で表される化合物からなり、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池と、
前記リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するコントローラと、を有し、
【数４】
2014107032.tif 000006
上記式（I）において、Ｍは、３価以上の遷移金属元素を示す、
前記コントローラは、前記リチウムイオン二次電池のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるとき、現在および直前の通電状態が変化しないときの前記内部抵抗を、現在および直前の通電状態が充電状態および放電状態の間で変化するときの前記内部抵抗よりも高い値に推定することを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記コントローラは、通電状態が放電状態で変化しないときの前記内部抵抗を、通電状態が充電状態から放電状態に変化するときの前記内部抵抗よりも高い値に推定することを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記コントローラは、通電状態が充電状態で変化しないときの前記内部抵抗を、通電状態が放電状態から充電状態に変化するときの前記内部抵抗よりも高い値に推定することを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
【請求項４】
前記リチウムイオン二次電池の温度を検出する温度センサを有しており、
前記コントローラは、前記リチウムイオン二次電池の温度および前記内部抵抗の対応関係を示す情報を用いて、前記温度センサによって検出された温度に対応する前記内部抵抗を特定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項５】
前記対応関係を示す情報は、通電状態が変化しないときと、通電状態が変化するときとで互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の電池システム。
【請求項６】
前記コントローラは、推定した前記内部抵抗と、前記リチウムイオン二次電池に流れる電流値とを乗算することにより、前記リチウムイオン二次電池の過電圧を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項７】
前記リチウムイオン二次電池の閉回路電圧を検出する電圧センサを有しており、
前記コントローラは、
前記電圧センサによって検出された閉回路電圧から、算出した前記過電圧を減算することにより、前記リチウムイオン二次電池の開回路電圧を算出し、
開回路電圧およびＳＯＣの対応関係を示す情報を用いて、算出した開回路電圧に対応したＳＯＣを特定することを特徴とする請求項６に記載の電池システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記リチウムイオン二次電池の満充電容量が低下するほど、前記ＳＯＣ範囲を広げることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項９】
下記一般式（II）で表される化合物からなり、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定する推定方法であって、
【数５】
2014107032.tif 000007
上記式（II）において、Ｍは、３価以上の遷移金属元素を示す、
前記リチウムイオン二次電池のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるとき、現在および直前の通電状態が変化しないときの前記内部抵抗を、現在および直前の通電状態が充電状態および放電状態の間で変化するときの前記内部抵抗よりも高い値に推定することを特徴とする推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献２には、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池が記載されている。このようなリチウムイオン二次電池では、正極活物質に対するリチウムイオンの挿入（充電）と、正極活物質からのリチウムイオンの離脱（放電）とが二相共存反応として発生する領域を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０４３４６０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１２５６４９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正極活物質として、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４に異種金属元素を追加した化合物を用いた場合において、二相共存状態となるＳＯＣ範囲では、リチウムイオン二次電池の抵抗値（内部抵抗）が過去の通電状態の影響を受けることが分かった。このため、過去の通電状態を考慮しなければ、リチウムイオン二次電池の抵抗値（内部抵抗）を精度良く推定することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である電池システムは、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池と、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するコントローラと、を有する。ここで、正極活物質は、以下の一般式（I）で表される化合物からなる。
【０００６】
【数１】
2014107032.tif 000003
【０００７】
上記式（I）において、Ｍは、３価以上の遷移金属元素を示す。また、上記式（I）に示すａ、ｂ、ｃは、上記式（I）で示す範囲内で任意に設定される値である。
【０００８】
コントローラは、リチウムイオン二次電池のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるとき、現在および直前の通電状態が変化しないときの内部抵抗を、現在および直前の通電状態が充電状態および放電状態の間で変化するときの内部抵抗よりも高い値に推定する。
【０００９】
上記式（I）に示す化合物からなる二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池では、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が、現在の通電状態だけでなく、直前の通電状態の影響を受けてしまう。具体的には、現在および直前における通電状態が変化しないときの内部抵抗は、現在および直前における通電状態が変化するときの内部抵抗よりも高くなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明では、現在および直前における通電状態を把握することにより、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するようにしている。これにより、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定する精度を向上させることができる。
【００１１】
ここで、現在の通電状態が放電状態であるときにおいて、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するときには、直前の通電状態が放電状態であるときの内部抵抗として、直前の通電状態が充電状態であるときの内部抵抗よりも高い値に推定することができる。また、現在の通電状態が充電状態であるときにおいて、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するときには、直前の通電状態が充電状態であるときの内部抵抗として、直前の通電状態が放電状態であるときの内部抵抗よりも高い値に推定することができる。
【００１２】
リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するときには、リチウムイオン二次電池の温度および内部抵抗の対応関係を示す情報を用いることができる。具体的には、温度センサを用いてリチウムイオン二次電池の温度を検出しておき、温度および内部抵抗の対応関係を用いて、検出温度に対応した内部抵抗を特定することができる。リチウムイオン二次電池の内部抵抗は、リチウムイオン二次電池の温度に依存しやすいため、温度および内部抵抗の対応関係を予め求めておくことにより、リチウムイオン二次電池の温度から内部抵抗を推定することができる。
【００１３】
なお、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定するときには、リチウムイオン二次電池の温度だけでなく、電流値や通電時間を考慮することもできる。具体的には、温度、電流値および通電時間と、内部抵抗との対応関係を予め求めておけば、温度、電流値および通電時間を特定することにより、内部抵抗を特定することができる。
【００１４】
温度および内部抵抗の対応関係を示す情報を用いて、内部抵抗を推定するときには、通電状態が変化するときに用いられる対応関係と、通電状態が変化しないときに用いられる対応関係とを予め用意しておくことができる。通電状態が変化するときと、通電状態が変化しないときとで、内部抵抗が異なるため、通電状態が変化するときと変化しないときとで、温度および内部抵抗の対応関係をそれぞれ用意しておけばよい。
【００１５】
リチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定したときには、推定した内部抵抗に、リチウムイオン二次電池に流れる電流値を乗算することにより、リチウムイオン二次電池の過電圧を算出（推定）することができる。本発明では、内部抵抗の推定精度を向上させることができるため、過電圧の推定精度も向上させることができる。
【００１６】
リチウムイオン二次電池の過電圧を推定したときには、過電圧に基づいて、リチウムイオン二次電池のＳＯＣを推定することができる。具体的には、リチウムイオン二次電池の閉回路電圧から過電圧を減算することにより、リチウムイオン二次電池の開回路電圧を算出することができる。閉回路電圧は、電圧センサを用いて検出することができる。
【００１７】
開回路電圧およびＳＯＣは、所定の対応関係を有しているため、この対応関係を用いることにより、開回路電圧からＳＯＣを特定することができる。本発明によれば、過電圧の推定精度を向上させることができるため、開回路電圧やＳＯＣの推定精度も向上させることができる。
【００１８】
上述したＳＯＣ範囲は、リチウムイオン二次電池の満充電容量が低下するほど、広げることができる。リチウムイオン二次電池における満充電容量の低下は、正極電位に対して負極電位を高容量側にシフトさせることによって表すことができる。ここで、二相共存状態となるＳＯＣ範囲は、正極電位に依存するため、負極電位をシフトさせても一定となる。
【００１９】
一方、負極電位をシフトさせると、リチウムイオン二次電池の満充電容量が低下するため、満充電容量において、正極電位に依存するＳＯＣ範囲が占める割合が変化する。すなわち、満充電容量が低下するほど、正極電位に依存するＳＯＣ範囲が占める割合が大きくなる。このため、リチウムイオン二次電池の満充電容量が低下するほど、リチウムイオン二次電池のＳＯＣと比較されるＳＯＣ範囲を広げることができる。
【００２０】
満充電容量の低下に応じてＳＯＣ範囲を広げることにより、内部抵抗の推定精度を向上させることができる。ここで、ＳＯＣ範囲を広げなければ、ＳＯＣ範囲が広がった部分については、現在および直前における通電状態に基づく内部抵抗の推定処理が行われなくなってしまう。
【００２１】
この場合には、現在および直前における通電状態が変化しないときに推定される内部抵抗が実際の内部抵抗からずれやすくなってしまい、内部抵抗の推定精度が低下してしまう。そこで、本発明のように、満充電容量の低下に応じてＳＯＣ範囲を広げることにより、ＳＯＣ範囲が広がった部分についても、現在および直前における通電状態に基づく内部抵抗の推定処理を行うことができ、内部抵抗の推定精度を向上させることができる。
【００２２】
本願第２の発明は、二相共存型の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池の内部抵抗を推定する推定方法である。ここで、正極活物質は、上記式（I）で表される化合物からなっている。リチウムイオン二次電池のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるとき、現在および直前の通電状態が変化しないときの内部抵抗を、現在および直前の通電状態が充電状態および放電状態の間で変化するときの内部抵抗よりも高い値に推定する。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
なお、将来の通電状態が直前の通電状態に対して変化しないことが予測されるときには、通電状態を事前に変化させておくことができる。これにより、現在および直前における通電状態が変化しないことに伴う内部抵抗の上昇を抑制することができる。
【００２４】
具体的には、直前の通電状態が放電状態であり、リチウムイオン二次電池を放電しようとするときには、放電を行う前に、リチウムイオン二次電池を充電させることができる。これにより、リチウムイオン二次電池の放電を行ったときには、直前の通電状態が充電状態となり、現在および直前における通電状態が放電状態で変化しないことに伴う内部抵抗の上昇を抑制することができる。
【００２５】
一方、直前の通電状態が充電状態であり、リチウムイオン二次電池を充電しようとするときには、充電を行う前に、リチウムイオン二次電池を放電させることができる。これにより、リチウムイオン二次電池の充電を行ったときには、直前の通電状態が放電状態となり、現在および直前における通電状態が充電状態で変化しないことに伴う内部抵抗の上昇を抑制することができる。
【００２６】
上述したように、リチウムイオン二次電池の内部抵抗の上昇を抑制できれば、リチウムイオン二次電池の放電や充電を効率良く行うことができる。具体的には、リチウムイオン二次電池の放電電力や充電電力を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１において、単電池の過電圧を推定する処理を示すフローチャートである。
【図３】通常モードにおいて、単電池の抵抗値を特定するマップを示す図である。
【図４】ＯＣＶおよびＳＯＣの関係を示す図である。
【図５】履歴モードにおいて、直前の通電状態が充電状態であるときに単電池の抵抗値を特定するマップを示す図である。
【図６】履歴モードにおいて、直前の通電状態が放電状態であるときに単電池の抵抗値を特定するマップを示す図である。
【図７】単電池の電圧値、正極電位および負極電位の関係を示す図である。
【図８】容量低下量に基づいてＳＯＣ範囲を補正する処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例２において、単電池の抵抗値の上昇を抑制する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。図１に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。この車両としては、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、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、内燃機関又は燃料電池といった他の動力源を備えている。また、電気自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池だけを備えている。
【００３０】
なお、本発明は、車両に搭載される電池システムだけに適用されるものではない。すなわち、後述する単電池を充放電させるシステム又は装置であれば、本発明を適用することができる。
【００３１】
組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、リチウムイオン二次電池が用いられる。単電池１１は、電池ケースと、電池ケースに収容される発電要素とを有する。発電要素は、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。なお、セパレータの代わりに、固体電解質を用いることもできる。
【００３２】
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。集電板は、例えば、アルミニウムで形成することができる。正極活物質層は、正極活物質、結着剤や導電助剤を含んでいる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンを用いることができ、導電助剤としては、例えば、アセチレンブラックを用いることができる。
【００３３】
正極活物質としては、以下の一般式（１）で表される化合物が用いられる。
【００３４】
【数２】
2014107032.tif 000004
【００３５】
上記式（１）において、Ｍは、３価以上の遷移金属元素を示す。例えば、Ｍとしては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどを用いることができる。
【００３６】
また、上記式（１）に示すａ、ｂ、ｃのそれぞれの値は、上記の数値範囲内における任意の値となる。上記式（１）に示すｂは、０であってもよく、この場合には、Ｍが含まれないことになる。また、上記式（１）に示すｃを０よりも大きな値とするときには、正極活物質を製造するときに、再焼成などによって、酸素欠陥を発生させればよい。
【００３７】
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。集電板は、例えば、銅で形成することができる。負極活物質層は、負極活物質、結着剤、増粘剤を含んでいる。負極活物質層を構成する材料としては、公知の材料を適宜選択することができる。ここで、負極活物質としては、例えば、天然黒鉛系炭素材料を用いることができる。
【００３８】
単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、すべての単電池１１が直列に接続されることによって、組電池１０が構成されているが、これに限るものではない。すなわち、組電池１０には、並列に接続された複数の単電池１１を含めることができる。
【００３９】
監視ユニット（電圧センサに相当する）２１は、組電池１０の閉回路電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）を検出したり、各単電池１１の閉回路電圧（ＣＣＶ）を検出したりし、検出結果をコントローラ４０に出力する。電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。ここで、組電池１０を放電するときには、電流値（放電電流）として正の値を用い、組電池１０を充電するときには、電流値（充電電流）として負の値を用いることができる。
【００４０】
本実施例では、組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２２を設けているが、電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流を検出できればよく、電流センサ２２を設ける位置は適宜設定することができる。例えば、組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬに電流センサ２２を設けることもできる。また、複数の電流センサ２２を設けることもできる。
【００４１】
温度センサ２３は、組電池１０（単電池１１）の温度を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。組電池１０に含まれる単電池１１の位置に応じて温度が異なることがあるときには、組電池１０における複数の箇所に温度センサ２３を配置することができる。これにより、各単電池１１の温度を精度良く検出することができる。
【００４２】
コントローラ４０は、メモリ４１およびタイマ４２を有する。メモリ４１は、コントローラ４０が所定処理（例えば、本実施例で説明する処理）を行うための各種の情報を記憶している。また、タイマ４２は、後述するように、組電池１０の通電時間を測定するために用いられる。本実施例では、メモリ４１およびタイマ４２が、コントローラ４０に内蔵されているが、メモリ４１およびタイマ４２の少なくとも一方は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。
【００４３】
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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、インバータ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の間における電圧変動を平滑化するために用いられる。
【００４６】
組電池１０をインバータ３１と接続するとき、コントローラ４０は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ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をオフからオンに切り替える。これにより、組電池１０の放電電流を電流制限抵抗Ｒに流すことができ、突入電流がコンデンサＣに流れることを抑制できる。
【００４７】
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およびインバータ３１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。コントローラ４０には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフに関する情報が入力され、コントローラ４０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、図１に示す電池システムを起動する。
【００４８】
一方、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、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、組電池１０およびインバータ３１の接続が遮断され、図１に示す電池システムは、停止状態（Ready-Off）となる。
【００４９】
インバータ３１は、組電池１０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３２に出力する。モータ・ジェネレータ３２としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ３２は、インバータ３１から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３２によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達され、車両を走行させることができる。
【００５０】
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３２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３１は、モータ・ジェネレータ３２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。
【００５１】
本実施例では、組電池１０をインバータ３１に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０およびインバータ３１の間の電流経路に、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、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３１に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ３１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。
【００５２】
次に、本実施例の電池システムにおける一部の処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示す処理は、単電池１１の過電圧を推定する方法を切り替える処理であり、コントローラ４０によって実行される。
【００５３】
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、監視ユニット２１の出力に基づいて、単電池１１の電圧値を検出するとともに、温度センサ２３の出力に基づいて、単電池１１の温度を検出する。また、コントローラ４０は、電流センサ２２の出力に基づいて、単電池１１に流れる電流値を検出するとともに、タイマ４２を用いて、電流値が変化していない間の通電時間を計測する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理で取得した情報に基づいて、単電池１１の過電圧を推定する。単電池１１が通電状態（充電状態又は放電状態）にあるときには、分極の発生によって、監視ユニット２１によって検出された単電池１１の閉回路電圧値（ＣＣＶ）は、単電池１１の開回路電圧値（ＯＣＶ；Open Circuit Voltage）からずれてしまう。ここで、閉回路電圧値および開回路電圧値の差分が過電圧に相当する。
【００５５】
具体的には、コントローラ４０は、図３に示すマップを用いて、単電池１１の過電圧を推定することができる。図３に示すマップは、単電池１１に流れる電流値と、単電池１１の温度と、電流値および温度に対応した単電池１１の抵抗値（内部抵抗）Ｒ＿ｎｏｒとの関係を示す。
【００５６】
図３に示すマップは、予め実験などを行うことにより作成することができ、図３に示すマップに関する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。なお、マップの代わりに、電流値および温度から、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを算出できる演算式を用いることもできる。
【００５７】
図３に示すマップとしては、現在の通電状態が充電状態であるときに用いられるマップと、現在の通電状態が放電状態にあるときに用いられるマップとがある。すなわち、現在の通電状態が充電状態であるときには、充電状態に対応した図３に示すマップが用いられ、現在の通電状態が放電状態であるときには、放電状態に対応した図３に示すマップが用いられる。
【００５８】
ここで、コントローラ４０は、電流センサ２２によって検出された電流値を確認することにより、通電状態が充電状態および放電状態のいずれであるかを判別することができる。すなわち、電流値が正の値であれば、コントローラ４０は、単電池１１の通電状態が放電状態であることを判別できる。また、電流値が負の値であれば、コントローラ４０は、単電池１１の通電状態が充電状態であることを判別できる。
【００５９】
ステップＳ１０１の処理によって、電流値および温度を取得しているため、図３に示すマップを用いれば、電流値および温度に対応した抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定することができる。図３に示すマップでは、電流値および温度と、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒとの関係を示しているが、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒは、通電時間によっても変化することがある。
【００６０】
このため、図３に示すマップとしては、電流値、温度および通電時間と、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒとの対応関係を示すマップを用いることができる。このマップを用いれば、電流値、温度および通電時間に基づいて、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定することができる。
【００６１】
本実施例では、電流値、温度および通電時間に基づいて、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定しているが、これに限るものではない。具体的には、電流値、温度および通電時間のパラメータのうち、少なくとも１つのパラメータに基づいて、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定することができる。この場合には、少なくとも１つのパラメータおよび抵抗値Ｒ＿ｎｏｒの関係を予め求めておけばよい。ここで、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒは、単電池１１の温度に依存しやすいため、単電池１１の温度に基づいて、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定することができる。
【００６２】
抵抗値Ｒ＿ｎｏｒは、電流値、温度および通電時間の影響を受けるため、電流値、温度および通電時間に基づいて、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定（推定）することにより、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒの推定精度を向上させることができる。
【００６３】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒおよび電流値を乗算することにより、単電池１１の過電圧を算出することができる。ここで用いられる電流値は、ステップＳ１０１の処理で取得された電流値である。
【００６４】
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、単電池１１のＳＯＣ（State of Charge）を推定する。ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。具体的には、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理で取得した単電池１１の電圧値（ＣＣＶ）から、ステップＳ１０２の処理で算出した過電圧を減算することにより、単電池１１のＯＣＶを算出する。
【００６５】
そして、コントローラ４０は、図４に示す、ＳＯＣおよびＯＣＶの対応関係を用いて、ＯＣＶに対応したＳＯＣを特定する。ＳＯＣおよびＯＣＶは、図４に示す対応関係を有しているため、ＯＣＶを特定することにより、このＯＣＶに対応したＳＯＣを特定することができる。図４に示す関係は、実験などによって予め特定しておくことができ、図４に示す情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００６６】
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、ステップＳ１０３の処理で推定したＳＯＣ（推定ＳＯＣ）が所定のＳＯＣ範囲に含まれているか否かを判別する。正極活物質として、上記式（１）に示す化合物を用いると、所定のＳＯＣ範囲において、二相が共存することが分かっている。ここで、ＳＯＣ範囲は、上記式（１）に示す化合物の組成に応じて異なる。
【００６７】
正極活物質にリチウムイオンが挿入された状態を第一相とし、正極活物質からリチウムイオンが放出（離脱）した状態を第二相とする。上記式（１）に示す化合物では、１つの正極活物質の内部において、第一相および第二相が安定した状態で共存することがある。二相共存型の正極活物質であって、上記式（１）に示す化合物からなる正極活物質を用いると、単電池１１を充放電したときの過去の履歴に応じて、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）が異なることが分かった。
【００６８】
単電池１１のＳＯＣが二相共存状態となるＳＯＣ範囲に含まれるときに、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）が変化してしまう。そこで、ステップＳ１０４の処理では、単電池１１のＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲に含まれているか否かを判別している。
【００６９】
ステップＳ１０４において、推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲から外れているとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理を行う。一方、推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲内に含まれているとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０６の処理を行う。
【００７０】
ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、過電圧の推定方法として、通常モードを設定する。通常モードでは、ステップＳ１０２の処理で説明したように、単電池１１の現在における通電状態に基づいて、単電池１１の過電圧を推定する。具体的には、まず、現在の通電状態に応じた図３に示すマップを用いることにより、単電池１１の抵抗値Ｒ＿ｎｏｒを特定し、抵抗値Ｒ＿ｎｏｒおよび電流値を乗算することにより、単電池１１の過電圧を算出する。
【００７１】
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、過電圧の推定方法として、履歴モードを設定する。履歴モードでは、通常モードとは異なる方法によって、単電池１１の過電圧を推定する。具体的には、履歴モードでは、現在および直前における単電池１１の通電状態に基づいて、単電池１１の過電圧を推定する。
【００７２】
直前の通電状態とは、過去の通電状態であって、現在に対して直近の通電状態である。ステップＳ１０１の処理を所定の周期で行うとき、直前の通電状態とは、現在に対して、１つ前の周期で特定される通電状態である。また、現在の通電状態が、単電池１１の充放電を停止した直後における通電状態であれば、直前の通電状態は、単電池１１の充放電を停止する直前における通電状態となる。ここで、電流センサ２２によって検出された電流値に関する情報をメモリ４１に記憶しておけば、コントローラ４０は、直前の通電状態が充電状態および放電状態のいずれであるかを判別することができる。
【００７３】
履歴モードにおいて、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）を推定するとき、コントローラ４０は、直前における単電池１１の通電状態に応じて、図５又は図６に示すマップを使い分ける。図５および図６に示すマップは、実験などによって予め求めておくことができ、図５および図６に示すマップに関する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００７４】
図５および図６に示すマップは、現在の通電状態が放電状態にある場合と、現在の通電状態が充電状態にある場合とで、それぞれ設けられている。すなわち、現在の通電状態が放電状態にあるとき、コントローラ４０は、現在の放電状態に対応した図５および図６に示すマップを特定し、図５および図６に示すマップのうち、直前における単電池１１の通電状態に応じたマップを用いる。また、現在の通電状態が充電状態にあるとき、コントローラ４０は、現在の充電状態に対応した図５および図６に示すマップを特定し、図５および図６に示すマップのうち、直前における単電池１１の通電状態に応じたマップを用いる。
【００７５】
図５に示すマップは、直前の通電状態が充電状態であるときに、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）Ｒ＿ｃｈを特定するために用いられる。図５に示すマップは、図３に示すマップに対応しており、現在における単電池１１の温度および電流値と、抵抗値（内部抵抗）Ｒ＿ｃｈとの関係を示す。図５に示すマップでは、図３に示すマップと同様に、通電時間を考慮することができる。なお、マップの代わりに、温度および電流値から、抵抗値Ｒ＿ｃｈを算出できる演算式を用いることもできる。
【００７６】
直前の通電状態が充電状態であるとき、コントローラ４０は、図５に示すマップを用いることにより、ステップＳ１０１の処理で取得した温度、電流値および通電時間に対応した抵抗値Ｒ＿ｃｈを特定する。抵抗値Ｒ＿ｃｈを特定した後、コントローラ４０は、抵抗値Ｒ＿ｃｈに対して、現在における単電池１１の電流値を乗算することにより、単電池１１の過電圧を算出することができる。
【００７７】
図６に示すマップは、直前の通電状態が放電状態であるときに、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）Ｒ＿ｄｉｓを特定するために用いられる。図６に示すマップは、図３に示すマップに対応しており、現在における単電池１１の温度および電流値と、抵抗値（内部抵抗）Ｒ＿ｄｉｓとの関係を示す。図６に示すマップでは、図３に示すマップと同様に、通電時間を考慮することができる。なお、マップの代わりに、温度および電流値から、抵抗値Ｒ＿ｄｉｓを算出できる演算式を用いることもできる。
【００７８】
直前の通電状態が放電状態であるとき、コントローラ４０は、図６に示すマップを用いて、ステップＳ１０１の処理で取得した温度、電流値および通電時間に対応した抵抗Ｒ＿ｄｉｓを特定する。抵抗値Ｒ＿ｄｉｓを特定した後、コントローラ４０は、抵抗値Ｒ＿ｄｉｓに対して、現在における単電池１１の電流値を乗算することにより、単電池１１の過電圧を算出することができる。
【００７９】
上記式（１）に示す化合物からなる二相共存型の正極活物質を用いた場合であって、推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲内に含まれているときには、現在の通電状態および直前の通電状態の関係に応じて、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）が変化してしまう。ここで、抵抗値（内部抵抗）の変化は、現在および直前における通電状態（充電状態又は放電状態）だけに依存することが分かった。
【００８０】
すなわち、抵抗値（内部抵抗）の変化は、直前の通電状態における通電時間および電流レートや、単電池１１の通電を停止している時間などの影響を受けないことが分かった。このため、現在および直前の通電状態だけを確認することにより、抵抗値（内部抵抗）の変化を推定することができる。
【００８１】
例えば、現在および直前の通電状態が放電状態であるときの抵抗値（内部抵抗）は、直前の通電状態が充電状態であり、現在の通電状態が放電状態であるときの抵抗値（内部抵抗）よりも高くなる。また、現在および直前の通電状態が充電状態であるときの抵抗値（内部抵抗）は、直前の通電状態が放電状態であり、現在の通電状態が充電状態であるときの抵抗値（内部抵抗）よりも高くなる。
【００８２】
すなわち、現在および直前の通電状態が変化しないときの抵抗値（内部抵抗）は、現在および直前の通電状態が、放電状態および通電状態の間で変化するときの抵抗値（内部抵抗）よりも高くなる。このように、現在の通電状態が放電状態又は充電状態であっても、直前の通電状態が放電状態および充電状態のいずれであるかに応じて、抵抗値（内部抵抗）が変化してしまう。
【００８３】
本実施例によれば、履歴モードにおいて、直前の通電状態を考慮することにより、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）を精度良く推定することができる。また、抵抗値（内部抵抗）の推定精度を向上させることにより、単電池１１の過電圧を精度良く推定することができる。単電池１１の過電圧を推定できれば、ステップＳ１０３の処理で説明したように、単電池１１のＯＣＶを算出した後に、単電池１１のＳＯＣを推定することができる。
【００８４】
本実施例では、通常モードおよび履歴モードの判別を行うときに、図２に示すステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行っているが、これに限るものではない。すなわち、通常モードおよび履歴モードの判別を行う前においては、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理とは異なる処理によって、単電池１１のＳＯＣを推定することもできる。
【００８５】
例えば、組電池１０が負荷（インバータ３１）と接続されていない状態において、単電池１１のＯＣＶを検出し、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係を用いて、検出したＯＣＶに対応するＳＯＣを特定することができる。単電池１１のＯＣＶを検出するときには、分極が発生しにくい微弱な電流を単電池１１に流し、このときの単電池１１の電圧値（ＣＣＶ）をＯＣＶと見なすことができる。一方、組電池１０（単電池１１）の充放電を開始してからの電流値を積算し続けることにより、単電池１１のＳＯＣを推定することもできる。
【００８６】
なお、通常モードおよび履歴モードの判別を行った後であれば、上述したように、単電池１１の過電圧に基づいて、単電池１１のＳＯＣを推定することができる。
【００８７】
上述した図２に示す処理では、単電池１１の過電圧やＳＯＣを推定しているが、これに限るものではない。すなわち、図１に示す電池システムであれば、図２に示す処理と同様の処理を行うことにより、組電池１０の過電圧やＳＯＣを推定することもできる。この場合において、図３，図４，図５に示すマップとしては、組電池１０の抵抗値を特定できるマップを用いればよい。
【００８８】
単電池１１の満充電容量は、単電池１１の劣化などに応じて低下してしまう。この場合には、以下に説明するように、単電池１１の満充電容量が低下する前におけるＳＯＣ範囲と、単電池１１の満充電容量が低下した後におけるＳＯＣ範囲とは異なってしまうことがある。
【００８９】
ここで、単電池１１における満充電容量の低下は、図７に示すように、正極電位に対して負極電位を高容量側にシフトさせることによって表現することができる。図７において、点線は、単電池１１が劣化する前における単電池１１の電圧値や負極電位を示す。一方、図７に示す実線は、正極電位や、単電池１１が劣化した後における単電池１１の電圧値や負極電位を示す。単電池１１の電圧値は、正極電位および負極電位の差で表される。
【００９０】
単電池１１が劣化したときには、劣化量の分だけ、図７の矢印Ｄの方向に負極電位をシフトさせることができる。負極電位を図７の矢印Ｄの方向にシフトさせると、単電池１１の満充電容量が低下することになる。図７に示すように、単電池１１が劣化すると、単電池１１の満充電容量は、ＦＣＣ１からＦＣＣ２に低下する。
【００９１】
ＦＣＣ１は、単電池１１が劣化する前において、単電池１１のＳＯＣが０〜１００［％］の範囲を示している。また、ＦＣＣ２は、単電池１１が劣化した後において、単電池１１のＳＯＣが０〜１００［％］の範囲を示している。
【００９２】
図７に示すＲａｎｇｅ＿ｓｏｃは、図２に示すステップＳ１０４の処理で用いられているＳＯＣ範囲を示す。上述したように、二相共存状態は、正極活物質に依存するため、ＳＯＣ範囲Ｒａｎｇｅ＿ｓｏｃは、正極電位によって決定される。ここで、単電池１１の満充電容量が低下すると、満充電容量の範囲（ＳＯＣが０〜１００％の範囲）のうち、Ｒａｎｇｅ＿ｓｏｃの占める範囲が変化してしまう。具体的には、満充電容量ＦＣＣ２に対してＲａｎｇｅ＿ｓｏｃが占める範囲は、満充電容量ＦＣＣ１に対してＲａｎｇｅ＿ｓｏｃが占める範囲よりも広がってしまう。
【００９３】
このように、単電池１１の満充電容量が低下したときには、ＳＯＣ範囲Ｒａｎｇｅ＿ｓｏｃを変更する必要がある。そこで、本実施例では、図８に示す処理によって、図２に示すステップＳ１０４の処理で用いられるＳＯＣ範囲を補正するようにしている。図８に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。
【００９４】
ステップＳ２０１において、コントローラ４０は、単電池１１の容量低下量ΔＡｈ＿ｃを推定する。容量低下量ΔＡｈ＿ｃは、単電池１１が劣化する前における満充電容量ＦＣＣ＿ｉｎｉから、現在における満充電容量ＦＣＣ＿ｃを減算することによって求めることができる。
【００９５】
容量低下量ΔＡｈ＿ｃは、単電池１１の劣化前後における満充電容量を比較することによって求めることができるため、単電池１１の劣化前後において、単電池１１の満充電容量を算出できればよい。単電池１１の満充電容量を算出する方法としては、例えば、以下に説明する方法を用いることができる。
【００９６】
単電池１１のＳＯＣが０［％］から１００［％］に変化するまでの電流値（充電電流）を検出し、この電流値を積算することにより、単電池１１の満充電容量を算出することができる。なお、単電池１１のＳＯＣが１００［％］から０［％］に変化するまでの電流値（放電電流）を検出し、この電流値を積算することにより、単電池１１の満充電容量を算出することもできる。
【００９７】
一方、単電池１１のＳＯＣを０〜１００［％］の間で変化させなくても、単電池１１の満充電容量を算出することもできる。具体的には、下記式（２）に基づいて、単電池１１の満充電容量を算出することができる。
【００９８】
【数３】
2014107032.tif 000005
【００９９】
上記式（２）において、ＦＣＣは、単電池１１の満充電容量である。Ｉは、単電池１１を充電（又は放電）するときに、単電池１１に流れる電流値であり、ΣＩは、単電池１１を充電（又は放電）している間の電流値の積算値（電流積算値）である。定電流で単電池１１を充電（又は放電）するときには、電流積算値ΣＩを算出しやすくなる。
【０１００】
上記式（２）において、ＳＯＣ＿ｓは、充電（又は放電）を開始するときの単電池１１のＳＯＣであり、ＳＯＣ＿ｅは、充電（又は放電）を終了したときの単電池１１のＳＯＣである。単電池１１を充電するときには、ＳＯＣ＿ｅがＳＯＣ＿ｓよりも高くなり、単電池１１を放電するときには、ＳＯＣ＿ｅがＳＯＣ＿ｓよりも低くなる。
【０１０１】
上記式（２）から分かるように、単電池１１の満充電容量ＦＣＣを算出するときには、ＳＯＣ＿ｓおよびＳＯＣ＿ｅを互いに異ならせる必要がある。また、満充電容量ＦＣＣの算出精度を向上させるためには、ＳＯＣ＿ｓおよびＳＯＣ＿ｅの差を広げることが好ましい。上記式（２）によれば、単電池１１のＳＯＣを、０〜１００［％］ではなく、ＳＯＣ＿ｓおよびＳＯＣ＿ｅの間で変化させるだけで、満充電容量ＦＣＣを算出することができる。
【０１０２】
ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、ステップＳ２０１の処理で推定した容量低下量ΔＡｈ＿ｃが閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍよりも大きいか否かを判別する。閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍは、図２に示すステップＳ１０４の処理で用いられるＳＯＣ範囲を補正するか否かを判別するために用いられる。閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。
【０１０３】
閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍの値は、適宜設定することができる。ここで、満充電容量ＦＣＣの算出誤差などを考慮して、閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍを設定することができる。閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍを小さくするほど、後述するＳＯＣ範囲の補正処理が行われやすくなる。容量低下量ΔＡｈ＿ｃが閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍよりも大きいとき、コントローラ４０は、ステップＳ２０３の処理を行う。一方、容量低下量ΔＡｈ＿ｃが閾値ΔＡｈ＿ｌｉｍよりも小さいとき、コントローラ４０は、図８に示す処理を終了する。
【０１０４】
ステップＳ２０３において、コントローラ４０は、図２に示すステップＳ１０４の処理で用いられるＳＯＣ範囲を補正する。具体的には、コントローラ４０は、ステップＳ２０１の処理で推定した容量低下量ΔＡｈ＿ｃの分だけ、図７に示す矢印Ｄの方向に負極電位をシフトさせる。ここで、単電池１１が劣化する前における正極電位および負極電位は、予め求めておくことができる。
【０１０５】
そして、コントローラ４０は、容量低下量ΔＡｈ＿ｃだけ負極電位をシフトさせた後において、図７に示す満充電容量ＦＣＣ２を算出する。また、コントローラ４０は、満充電容量ＦＣＣ２において、Ｒａｎｇｅ＿ｓｏｃの占める範囲を特定する。この範囲が、図２に示すステップＳ１０４の処理で用いられるＳＯＣ範囲となる。ＳＯＣ範囲を補正した後、コントローラ４０は、補正後のＳＯＣ範囲に関する情報をメモリ４１に記憶し、図２に示す処理を行うときには、補正後のＳＯＣ範囲を用いる。
【０１０６】
図８に示す処理によれば、単電池１１の劣化に応じて、言い換えれば、単電池１１の満充電容量の低下に応じて、ＳＯＣ範囲を補正しているため、図２に示す処理において、過電圧の推定を精度良く行うことができる。すなわち、二相共存状態となるＳＯＣ範囲として、単電池１１の劣化に応じた範囲を設定することにより、通常モード又は履歴モードを用いた抵抗値（内部抵抗）の推定を精度良く行うことができる。
【０１０７】
ＳＯＣ範囲を補正しなければ、履歴モードに基づいて、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）を推定すべきところを、通常モードに基づいて、単電池１１の抵抗値を推定してしまうおそれがある。この場合には、抵抗値の推定精度が低下してしまう。本実施例によれば、上述したように、履歴モードおよび通常モードの判別を誤って行うことを抑制でき、抵抗値の推定精度を向上させることができる。抵抗値の推定精度を向上させることができれば、単電池１１の過電圧やＳＯＣを推定する精度を向上させることができる。
【実施例２】
【０１０８】
本発明の実施例２である電池システムについて説明する。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。
【０１０９】
実施例１で説明したように、二相共存型の正極活物質を用いた単電池１１では、直前および現在の通電状態が放電状態に維持されるときの単電池１１の抵抗値（内部抵抗）は、直前および現在における通電状態が充電状態から放電状態に変化するときの単電池１１の抵抗値（内部抵抗）よりも高くなる。
【０１１０】
このため、単電池１１を放電しようとするときにおいて、直前の通電状態が放電状態であれば、単電池１１の抵抗値が上昇しやすくなってしまい、単電池１１の出力電力（放電電力）が低下しやすくなってしまう。言い換えれば、単電池１１の放電を効率良く行うことができなくなってしまうおそれがある。
【０１１１】
一方、二相共存型の正極活物質を用いた単電池１１では、直前および現在の通電状態が充電状態に維持されるときの単電池１１の抵抗値（内部抵抗）は、直前および現在における通電状態が放電状態から充電状態に変化するときの単電池１１の抵抗値（内部抵抗）よりも高くなる。
【０１１２】
このため、単電池１１を充電しようとするときにおいて、直前の通電状態が充電状態であれば、単電池１１の抵抗値が上昇しやすくなってしまい、単電池１１の入力電力（充電電力）が低下しやすくなってしまう。言い換えれば、単電池１１の充電を効率良く行うことができなくなってしまうおそれがある。
【０１１３】
そこで、本実施例では、単電池１１の放電や充電を効率良く行うことができるようにしている。この処理について、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。
【０１１４】
ステップＳ３０１において、コントローラ４０は、単電池１１の使用状態が放電優先であるか否かを判別する。放電優先とは、単電池１１を充電することよりも、単電池１１を放電させることを優先することである。図１に示す電池システムでは、組電池１０の放電（出力）を優先させて、車両を走行させる場合がある。
【０１１５】
ここで、組電池１０の放電を優先させることの設定は、ユーザの入力によって行うこともできるし、コントローラ４０の制御において行うこともできる。例えば、組電池１０の出力を用いて車両を走行させるために、ユーザは、組電池１０の出力を優先させる設定を行うことができる。また、ユーザによるアクセルペダルの操作に応じて、組電池１０の出力を優先させることができる。具体的には、アクセルペダルが操作されたとき、組電池１０の出力を優先させることができる。
【０１１６】
また、組電池１０の充放電を制御する上で、コントローラ４０は、組電池１０の出力を優先させることができる。例えば、組電池１０のＳＯＣが上昇しているときには、組電池１０の過充電を抑制するために、コントローラ４０は、組電池１０の出力を優先させることができる。また、組電池１０の出力を用いて、車両に搭載されている補機（空調設備など）を駆動する場合において、補機の消費電力が上昇するときには、コントローラ４０は、組電池１０の出力を優先させることができる。
【０１１７】
さらに、組電池１０の充放電を制御する場合において、組電池１０の温度が上昇したとき、コントローラ４０は、組電池１０の出力を制限することにより、組電池１０の温度上昇を抑制することができる。ここで、組電池１０の温度が低下すれば、コントローラ４０は、組電池１０の出力制限を解除することができる。出力制限を解除したときには、組電池１０の出力を優先させることができる。
【０１１８】
このように、組電池１０の出力を優先させることが設定されていれば、コントローラ４０は、単電池１１の使用状態が放電優先であると判別する。単電池１１の使用状態が放電優先であれば、コントローラ４０は、ステップＳ３０２の処理を行い、単電池１１の使用状態が放電優先でなければ、コントローラ４０は、ステップＳ３０６の処理を行う。ステップＳ３０６において、コントローラ４０は、単電池１１の使用状態が充電優先であることを判別する。充電優先とは、単電池１１を放電することよりも、単電池１１を充電させることを優先することである。
【０１１９】
組電池１０の充電を優先させることの設定は、ユーザの入力によって行うこともできるし、コントローラ４０の制御において行うこともできる。例えば、回生電力を組電池１０に蓄えるために、ユーザは、組電池１０の入力を優先させる設定を行うことができる。また、ユーザによるアクセルペダル又はブレーキペダルの操作に応じて、組電池１０の入力を優先させることができる。具体的には、アクセルペダルが操作されなくなったときや、ブレーキペダルが操作されたとき、組電池１０の入力を優先させることができる。
【０１２０】
また、組電池１０の充放電を制御する上で、コントローラ４０は、組電池１０の入力を優先させることができる。例えば、組電池１０のＳＯＣが低下しているときには、組電池１０の過放電を抑制するために、コントローラ４０は、組電池１０の入力を優先させることができる。
【０１２１】
さらに、組電池１０の充放電を制御する場合において、組電池１０の温度が上昇したとき、コントローラ４０は、組電池１０の入力を制限することにより、組電池１０の温度上昇を抑制することができる。ここで、組電池１０の温度が低下すれば、コントローラ４０は、組電池１０の入力制限を解除することができる。入力制限を解除したときには、組電池１０の入力を優先させることができる。
【０１２２】
ステップＳ３０２において、コントローラ４０は、単電池１１のＳＯＣを推定する。ここで、ＳＯＣを推定する方法としては、実施例１で説明した方法を用いることができる。ステップＳ３０３において、コントローラ４０は、ステップＳ３０２の処理で推定したＳＯＣ（推定ＳＯＣ）が所定のＳＯＣ範囲に含まれているか否かを判別する。
【０１２３】
ここで、ＳＯＣ範囲とは、図２に示すステップＳ１０４の処理で説明したＳＯＣ範囲と同じである。また、図８に示す処理によって、ＳＯＣ範囲を補正したときには、ステップＳ３０２の処理において、補正後のＳＯＣ範囲が用いられる。
【０１２４】
推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲に含まれているとき、コントローラ４０は、ステップＳ３０４の処理を行う。一方、推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲から外れているとき、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ３０４において、コントローラ４０は、直前における単電池１１の通電状態が放電状態であるか否かを判別する。直前の通電状態とは、実施例１で説明したとおりである。直前の通電状態が放電状態であるとき、コントローラ４０は、ステップＳ３０５の処理を行う。一方、直前の通電状態が充電状態であるとき、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。
【０１２６】
ステップＳ３０５において、コントローラ４０は、放電優先に基づいて単電池１１を放電させる前に、単電池１１を充電させる。すなわち、直前の通電状態が放電状態であって、単電池１１を放電させようとするときには、まず、単電池１１を充電させる。これにより、単電池１１を放電するときには、直前の通電状態が充電状態となる。単電池１１を放電させる前に、単電池１１を充電しておくことにより、単電池１１の放電が継続されることに伴う抵抗値（内部抵抗）の上昇を抑制することができる。
【０１２７】
例えば、単電池１１を放電する前においては、所定レートで所定時間の間、単電池１１を放電した後に、所定レートで所定時間の間、単電池１１を充電することができる。ここで、単電池１１の放電レートおよび充電レートは、同一とすることができる。また、単電池１１の放電時間および充電時間は、同一とすることができる。さらに、単電池１１の放電を行った後に充電を行うときには、放電および充電のそれぞれにおいて、単電池１１のＳＯＣを１［％］以上、変化させることができる。
【０１２８】
放電レートおよび充電レートを同一にするとともに、放電時間および充電時間を同一とすることにより、単電池１１の放電を行った後に充電を行う処理を行っても、単電池１１のＳＯＣを変化させないことができる。
【０１２９】
ステップＳ３０６の処理からステップＳ３０７の処理に進むとき、コントローラ４０は、単電池１１のＳＯＣを推定する。ここで、ＳＯＣを推定する方法は、実施例１で説明した方法と同様である。ステップＳ３０８において、コントローラ４０は、ステップＳ３０７の処理で推定したＳＯＣ（推定ＳＯＣ）が所定のＳＯＣ範囲に含まれているか否かを判別する。
【０１３０】
所定のＳＯＣ範囲は、ステップＳ３０３の処理で説明したＳＯＣ範囲と同じである。また、図８に示す処理によって、ＳＯＣ範囲を補正したとき、ステップＳ３０８の処理では、補正後のＳＯＣ範囲が用いられる。推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲に含まれているとき、コントローラ４０は、ステップＳ３０９の処理を行う。一方、推定ＳＯＣが所定のＳＯＣ範囲から外れているとき、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。
【０１３１】
ステップＳ３０９において、コントローラ４０は、直前における単電池１１の通電状態が充電状態であるか否かを判別する。直前の通電状態が充電状態であるとき、コントローラ４０は、ステップＳ３１０の処理を行う。一方、直前の通電状態が放電状態であるとき、コントローラ４０は、図９に示す処理を終了する。
【０１３２】
ステップＳ３１０において、コントローラ４０は、充電優先に基づいて単電池１１を充電させる前に、単電池１１を放電させる。すなわち、直前の通電状態が充電状態であって、単電池１１を充電しようとするときには、まず、単電池１１を放電させる。これにより、単電池１１を充電するときには、直前の通電状態が放電状態となる。単電池１１を充電する前に、単電池１１を放電しておくことにより、単電池１１の充電が継続されることに伴う抵抗値（内部抵抗）の上昇を抑制することができる。
【０１３３】
例えば、単電池１１を充電する前においては、所定レートで所定時間の間、単電池１１を充電した後に、所定レートで所定時間の間、単電池１１を放電することができる。ここで、単電池１１の充電レートおよび放電レートは、同一とすることができる。また、単電池１１の充電時間および放電時間は、同一とすることができる。さらに、単電池１１の充電を行った後に放電を行うときには、充電および放電のそれぞれにおいて、単電池１１のＳＯＣを１［％］以上、変化させることができる。
【０１３４】
充電レートおよび放電レートを同一にするとともに、充電時間および放電時間を同一とすることにより、単電池１１の充電を行った後に放電を行う処理を行っても、単電池１１のＳＯＣを変化させないことができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０：組電池、１１：単電池、２１：監視ユニット（電圧センサ）、２２：電流センサ、
２３：温度センサ、３１：インバータ、３２：モータ・ジェネレータ、
４０：コントローラ、４１：メモリ、４２：タイマ、ＰＬ：正極ライン、
ＮＬ：負極ライン、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー、
Ｒ：電流制限抵抗、Ｃ：コンデンサ
【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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