(57)【要約】【課題】  リチウム金属の析出を抑制するために、リチウムイオン二次電池の入力を制限しすぎてしまうことがある。【解決手段】  電池システムは、リチウムイオン二次電池（１１）の電流値を検出する電流センサ（２２）と、リチウムイオン二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値（Ｉｌｉｍ[ｔ]）を更新しながら、リチウムイオン二次電池の入力を制御するコントローラ（３０）と、を有する。許容入力電流値を更新するとき、リチウムイオン二次電池の非通電状態に応じて許容入力電流値を上昇させる。電流センサによる検出電流値が閾値（Ｉ０）よりも小さいときには、検出電流値が閾値よりも大きいときに比べて、許容入力電流値を上昇させるときの上昇率（β１，β２）を高くする。【選択図】  図７
2014138540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池の電流値を検出する電流センサと、
前記リチウムイオン二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値を更新しながら、前記リチウムイオン二次電池の入力を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記許容入力電流値を更新するとき、前記リチウムイオン二次電池の非通電状態に応じて前記許容入力電流値を上昇させ、
前記電流センサによる検出電流値が閾値よりも小さいときには、前記検出電流値が前記閾値よりも大きいときに比べて、前記許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高く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、前記許容入力電流値を更新するとき、前記リチウムイオン二次電池の充電に応じて前記許容入力電流値を低下させ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、前記リチウムイオン二次電池の負極電位が、リチウム金属の析出を規定する基準電位以下とならないように、前記許容入力電流値を設定することを特徴とする請求項１又は２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非通電に伴う過電圧状態の解消速度に関して、前記検出電流値が前記閾値よりも小さいときの前記解消速度は、前記検出電流値が前記閾値よりも大きいときの前記解消速度よりも高い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充電状態の少なくとも一方に応じて、前記閾値を変更することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記上昇率を規定する係数に関して、前記検出電流値が前記閾値よりも大きいときには第１係数を設定し、前記検出電流値が前記閾値よりも小さいときには第２係数を設定し、
前記第２係数から前記第１係数への変更後において、更新される前記許容入力電流値が、前記リチウムイオン二次電池における活物質内のリチウム濃度分布が均一状態であるときに設定される前記許容入力電流値に到達したときに、前記第１係数から前記第２係数に変更する、
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】
前記許容入力電流値が大きくなるほど、前記許容入力電流値において前記リチウムイオン二次電池の充電を継続させる継続時間が短くなり、
前記継続時間が互いに等しいときにおいて、前記第２係数を用いて算出される前記許容入力電流値は、前記第１係数を用いて算出される前記許容入力電流値よりも大きい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】
リチウムイオン二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値を更新しながら、前記リチウムイオン二次電池の入力を制御する制御方法であって、
前記許容入力電流値を更新するとき、前記リチウムイオン二次電池の非通電状態に応じて前記許容入力電流値を上昇させ、
電流センサによって検出された前記リチウムイオン二次電池の電流値が閾値よりも小さいときには、前記電流センサによって検出された前記電流値が前記閾値よりも大きいときに比べて、前記許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高くすることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池の充電を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、リチウムイオン二次電池を充電するときに、リチウム金属の析出を抑制するために、許容入力電流値を設定している。ここで、許容入力電流値を減少させる量（減少量）と、許容入力電流値を回復させる量（回復量）とを考慮して、許容入力電流値を設定している。そして、許容入力電流値の回復量は、リチウムイオン二次電池の温度およびＳＯＣ（State of Charge）に応じて変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００５０７９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】
特許文献１では、許容入力電流値の回復量を特定するときに、二次電池の電流値（充電電流）を考慮していない。単位時間当たりの回復量は、二次電池に流れた電流値に依存する。このため、単位時間当たりの回復量を過小に見積もってしまうと、許容入力電流値を上昇させにくくなり、二次電池の入力（充電）を必要以上に制限してしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である電池システムは、リチウムイオン二次電池の電流値を検出する電流センサと、リチウムイオン二次電池の入力（充電）を許容する最大の電流値である許容入力電流値を更新しながら、リチウムイオン二次電池の入力を制御するコントローラと、を有する。ここで、コントローラは、許容入力電流値を更新するとき、リチウムイオン二次電池の非通電状態に応じて許容入力電流値を上昇させる。また、コントローラは、電流センサによる検出電流値が閾値よりも小さいときには、検出電流値が閾値よりも大きいときに比べて、許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高くする。
【０００６】
リチウムイオン二次電池の充電に伴い過電圧が発生すると、リチウムイオン二次電池の負極電位が低下しやすくなり、リチウム金属を析出させてしまうおそれがある。具体的には、負極電位が基準電位よりも低下すると、リチウム金属が析出してしまうことがある。このため、許容入力電流値を設定し、許容入力電流値に基づいて、リチウムイオン二次電池の入力を制限することにより、過電圧状態を抑制して、負極電位の低下を抑制することができる。
【０００７】
リチウムイオン二次電池が非通電状態になれば、リチウムイオン二次電池の過電圧状態が解消する。過電圧状態が解消すれば、許容入力電流値を上昇させることができ、リチウムイオン二次電池の入力制限を緩和させることができる。ここで、過電圧状態の解消は、リチウムイオン二次電池の活物質内におけるリチウム濃度分布のバラツキに依存する。具体的には、リチウム濃度分布がばらつくほど、過電圧状態が解消しにくくなり、リチウム濃度分布のバラツキが抑制されているほど、過電圧状態が解消しやすくなる。
【０００８】
リチウム濃度分布のバラツキは、リチウムイオン二次電池を充電したときの電流値（検出電流値）に依存する。具体的には、検出電流値が大きくなるほど、リチウム濃度分布がばらつきやすくなる。言い換えれば、検出電流値が小さくなるほど、リチウム濃度分布のバラツキが抑制されやすくなる。
【０００９】
そこで、本願第１の発明では、閾値を設定しておき、検出電流値が閾値よりも大きいときには、リチウム濃度分布がばらつきやすく、過電圧状態が解消しにくいものとしている。また、検出電流値が閾値よりも小さいときには、リチウム濃度分布のバラツキが抑制されやすく、過電圧状態が解消しやすいものとしている。具体的には、検出電流値が閾値よりも小さいときの過電圧状態の解消速度は、検出電流値が閾値よりも大きいときの過電圧状態の解消速度よりも高くなる。
【００１０】
そして、検出電流値が閾値よりも小さいときには、検出電流値が閾値よりも大きいときに比べて、許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高くしている。検出電流値が閾値よりも小さく、過電圧状態が解消しやすい状態では、許容入力電流値を上昇させやすくなる。すなわち、許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高めることができる。
【００１１】
上昇率を高めて、許容入力電流値を上昇させやすくすれば、リチウムイオン二次電池の入力が過度に制限されてしまうことを抑制できる。過電圧状態が解消しやすい状態において、上昇率を高めなければ、許容入力電流値を上昇させることができるにもかかわらず、許容入力電流値が過小に設定され、リチウムイオン二次電池の入力が過度に制限されてしまう。本願第１の発明のように、上昇率を高めることにより、過度の入力制限を抑制でき、リチウムイオン二次電池の入力性能を向上させることができる。
【００１２】
許容入力電流値を更新するとき、リチウムイオン二次電池の充電に応じて許容入力電流値を低下させることができる。リチウムイオン二次電池を充電したときには、過電圧の発生によって負極電位が低下しやすくなるため、許容入力電流値を低下させて、リチウムイオン二次電池の入力を制限することが好ましい。
【００１３】
リチウムイオン二次電池の温度および充電状態の少なくとも一方に応じて、上述した閾値を変更することができる。上述したように、閾値は、過電圧状態の解消状態を考慮して設定することができる。過電圧状態の解消は、リチウム濃度分布のバラツキに依存し、リチウム濃度分布のバラツキは、検出電流値だけでなく、リチウムイオン二次電池の温度や充電状態にも依存する。このため、閾値は、リチウムイオン二次電池の温度および充電状態の少なくとも一方に応じて変更することができる。このように閾値を変更することにより、過電圧状態の解消状態に応じた上昇率を設定することができる。
【００１４】
許容入力電流値を上昇させるときの上昇率は、係数を用いて規定することができる。ここで、検出電流値が閾値よりも大きいときには、第１係数を設定することができ、検出電流値が閾値よりも小さいときには、第２係数を設定することができる。第２係数を設定したときの上昇率は、第１係数を設定したときの上昇率よりも高くなる。
【００１５】
第２係数から第１係数に変更した後において、更新される許容入力電流値が、基準となる許容入力電流値に到達したときには、第１係数から第２係数に変更することができる。ここで、基準となる許容入力電流値とは、リチウムイオン二次電池の活物質内におけるリチウム濃度分布が均一状態であるときに設定される許容入力電流値である。リチウム濃度分布が均一状態であるとき、リチウムイオン二次電池の過電圧状態が解消される。
【００１６】
活物質内のリチウム濃度分布が均一状態となれば、リチウムイオン二次電池の入力を最大限に許容することができる。そこで、第２係数から第１係数に変更された後において、更新される許容入力電流値が許容入力電流値（基準値）に到達したときには、第１係数から第２係数に変更することにより、上昇率を高めることができる。これにより、リチウムイオン二次電池の入力性能を向上させることができる。
【００１７】
許容入力電流値が大きくなるほど、許容入力電流値においてリチウムイオン二次電池の充電を継続させる継続時間は短くなる。ここで、継続時間が互いに等しいときにおいて、第２係数を用いて算出される許容入力電流値は、第１係数を用いて算出される許容入力電流値よりも大きくなる。これにより、第２係数を用いて許容入力電流値を設定したときには、第１係数を用いて許容入力電流値を設定するときに比べて、リチウムイオン二次電池の入力性能を向上させることができる。
【００１８】
本願第２の発明は、リチウムイオン二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値を更新しながら、リチウムイオン二次電池の入力を制御する制御方法である。ここで、許容入力電流値を更新するとき、リチウムイオン二次電池の非通電状態に応じて許容入力電流値を上昇させる。また、電流センサによって検出されたリチウムイオン二次電池の電流値が閾値よりも小さいときには、電流センサによって検出された電流値が閾値よりも大きいときに比べて、許容入力電流値を上昇させるときの上昇率を高くする。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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】充電容量に応じた正極電位および負極電位の変化を示す図である。
【図３】電流値ＩＢに応じて、第１係数β１および第２係数β２を切り替えるときの説明図である。
【図４】第１係数β１および第２係数β２をそれぞれ設定したときにおいて、許容入力電流値および許容通電時間の対応関係を示す図である。
【図５】閾値Ｉ０および電池温度ＴＢの対応関係を示す図である。
【図６】閾値Ｉ０およびＳＯＣの対応関係を示す図である。
【図７】許容入力電流値を設定する処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１である電池システムについて説明する。図１は、本実施例の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、車両に搭載することができる。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、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池だけを備えている。
【００２２】
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。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などを考慮して、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を直列に接続して組電池１０を構成しているが、組電池１０は、並列に接続された複数の単電池１１を含んでいてもよい。
【００２３】
監視ユニット２１は、組電池１０の端子間電圧ＶＢを検出したり、単電池１１の端子間電圧ＶＢを検出したりし、検出結果をコントローラ３０に出力する。組電池１０を構成する複数の単電池１１が複数の電池ブロックに分けられているとき、監視ユニット２１は、各電池ブロックの端子間電圧を検出することもできる。例えば、各電池ブロックは、直列又は並列に接続された複数の単電池１１によって構成することができ、複数の電池ブロックが直列に接続されることにより、組電池１０が構成される。
【００２４】
電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流値ＩＢを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。本実施例において、組電池１０を充電しているときに電流センサ２２によって検出された電流値ＩＢとして、負の値（ＩＢ＜０）を用いている。また、組電池１０を放電しているときに電流センサ２２によって検出された電流値ＩＢとして、正の値（ＩＢ＞０）を用いている。
【００２５】
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が設けられているが、これに限るものではない。すなわち、電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流値ＩＢを検出できればよい。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を設けることができる。また、複数の電流センサ２２を用いることもできる。
【００２６】
温度センサ２３は、組電池１０（単電池１１）の温度ＴＢを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２３の数は、適宜設定することができる。複数の温度センサ２３を用いるときには、組電池１０に対して、互いに異なる位置に温度センサ２３を配置することができる。複数の温度センサ２３による検出結果にバラツキが発生しているときには、いずれかの検出結果を電池温度ＴＢとして用いたり、複数の検出結果の平均値を電池温度ＴＢとして用いたりすることができる。
【００２７】
組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介してインバータ２４と接続されている。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、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−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０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。
【００２８】
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。ここで、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３０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。
【００２９】
電流制限抵抗Ｒは、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に接続されており、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。
【００３０】
組電池１０をインバータ２４と接続するとき、コントローラ３０は、まず、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る。次に、コントローラ３０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。
【００３１】
これにより、組電池１０およびインバータ２４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３０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、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、コントローラ３０は、図１に示す電池システムを起動状態とする。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３０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２４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。
【００３２】
インバータ２４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て、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２５に出力する。モータ・ジェネレータ２５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２５は、インバータ２４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。モータ・ジェネレータ２５は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ２５によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。これにより、車両を走行させることができる。
【００３３】
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２５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２４は、モータ・ジェネレータ２５から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を組電池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。
【００３４】
コントローラ３０は、メモリ３１を有しており、メモリ３１には、コントローラ３０が特定の処理（特に、本実施例で説明する処理）を実行するための情報が記憶されている。本実施例では、メモリ３１がコントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることもできる。
【００３５】
本実施例の電池システムでは、組電池１０をインバータ２４と接続しているが、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２４の間の電流経路に、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路を用いれば、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２４に出力することができる。また、昇圧回路を用いることにより、インバータ２４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。
【００３６】
単電池１１を充電すると、単電池１１の電圧値ＶＢが上昇する。図２に示すように、単電池１１の電圧値ＶＢは、正極電位および負極電位の差になるため、単電池１１の充電が進むと、正極電位が上昇するとともに、負極電位が低下する。ここで、負極電位が基準電位（例えば、０［Ｖ］）よりも低下すると、負極の表面にリチウム金属が析出してしまうことがある。
【００３７】
単電池１１が通電状態にあるとき、過電圧が発生する。過電圧は、単電池１１の内部抵抗に伴う電圧変化量であり、単電池１１の通電を停止すれば、過電圧状態は解消する。単電池１１を充電したとき、単電池１１の電圧値ＶＢ（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）は、単電池１１の開放電圧値（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に対して過電圧の分だけ上昇する。このため、過電圧によっては、負極電位が基準電位よりも低下してしまうおそれがある。
【００３８】
そこで、本実施例では、リチウム金属の析出を抑制するために、許容入力電流値を設定し、単電池１１（組電池１０）の入力電流値（充電電流値）が許容入力電流値を超えないようにしている。許容入力電流値とは、単電池１１を充電するときに、許容される最大の電流値である。
【００３９】
許容入力電流値が上昇するときには、単電池１１を充電するときの電流値を上昇させることができ、単電池１１の入力性能を向上させることができる。一方、許容入力電流値が低下するときには、単電池１１を充電するときの電流値を上昇させることができず、単電池１１の充電が制限されやすくなる。
【００４０】
許容入力電流値は、以下に説明するように設定され、許容入力電流値の設定処理は、コントローラ３０によって行われる。
【００４１】
組電池１０の充放電履歴が無いとき、言い換えれば、組電池１０の充放電を初めて行うとき、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、下記式（１）に基づいて算出される。
【００４２】
【数１】
2014138540.tif 000003
【００４３】
上記式（１）において、Ｉｌｉｍ[０]は、充放電履歴が無い状態から充電したときにおいて、単位時間以内でのリチウム金属の析出を抑制できる最大の許容入力電流値である。許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]は、実験などによって予め求めておくことができ、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００４４】
上記式（１）の右辺第２項は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣ（State of Charge）の関数Ｆとして表される。このため、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することにより、関数Ｆの値が算出される。ここで、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。また、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。
【００４５】
組電池１０や単電池１１のＳＯＣは、公知の手法を用いて推定することができる。例えば、組電池１０（単電池１１）を充放電したときの電流値ＩＢを積算することにより、組電池１０（単電池１１）のＳＯＣを推定することができる。一方、ＯＣＶおよびＳＯＣは、所定の対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、組電池１０（単電池１１）のＯＣＶを測定することにより、ＯＣＶに対応したＳＯＣを特定することができる。
【００４６】
充放電履歴が無い状態から時間ｔまで充電が継続されたとき、上記式（１）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させる量を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]から減算される。一方、充放電履歴が無い状態から時間ｔまで放電が継続されたとき、上記式（１）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に加算される。
【００４７】
上記式（１）の右辺第３項は、時間ｔ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数Ｇとして表される。このため、時間ｔ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することにより、関数Ｇの値が算出される。ここで、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。上記式（１）の右辺第３項の値は、組電池１０を放置し続けているときに、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量を示す。ここで、組電池１０の放置とは、組電池１０の充放電を停止している状態（非通電状態）である。
【００４８】
一方、組電池１０の充放電履歴があるとき、言い換えれば、組電池１０を充放電した後では、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、下記式（２）に基づいて算出される。
【００４９】
【数２】
2014138540.tif 000004
【００５０】
上記式（２）において、Ｉｌｉｍ[ｔ]は、時間ｔ（今回）における許容入力電流値であり、Ｉｌｉｍ[ｔ−１]は、時間「ｔ−１」（前回）における許容入力電流値である。上記式（２）の右辺第２項は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数ｆとして表される。
【００５１】
関数ｆは、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに依存する。すなわち、上記式（２）の右辺第２項の値は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することによって算出することができる。ここで、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。
【００５２】
組電池１０を充電したとき、上記式（２）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させる量（減少量）を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]から減算される。上述したように、充電時の電流値ＩＢは負の値となるため、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させたときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍが０［Ａ］に近づく。
【００５３】
一方、組電池１０を放電したとき、上記式（２）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量（回復量）を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]に加算される。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加させたときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍが０［Ａ］から離れる。
【００５４】
上記式（２）の右辺第３項は、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数ｇと、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]，Ｉｌｉｍ[ｔ−１]とによって表される。また、上記式（３）に示すように、関数ｇは係数βとして表され、係数βは、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに依存する。このため、係数β、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの対応関係を示すマップを予め求めておくことにより、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに対応した係数βを特定することができる。電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。
【００５５】
ここで、係数β、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの対応関係を示すマップは、メモリ３１に記憶しておくことができる。上記式（２）の右辺第３項の値は、組電池１０を放置し続けたとき、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量（回復量）を示す。上記式（２）の右辺第３項の値は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]に対して加算される。
【００５６】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が０[Ａ]であるときには、単電池１１における負極活物質内のリチウムイオンが飽和状態となる。このため、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ]」の値は、負極活物質内のリチウムイオンの量を示す。ここで、負極活物質中におけるリチウムイオンの量が減少することに応じて、上述した回復量を増加させることができる。
【００５７】
時間ｔにおける回復量は、時間「ｔ−１」における回復量に依存し、時間「ｔ−１」における回復量は、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」で表される。ここで、上記式（２）の右辺第３項では、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」の値を無次元化するために、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」をＩｌｉｍ[０]で除算している。この除算した値に係数βを乗算することにより、単位時間当たりの回復量を得ることができる。
【００５８】
本実施例では、上述した係数βを、組電池１０を充電したときの電流値ＩＢに応じて変更している。具体的には、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも小さいときと、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも大きいときとで、係数βの値を切り替えている。ここで、図３に示すように、電流値ＩＢが閾値Ｉ０よりも小さいときには、係数βとして、第２係数β２が設定される。また、電流値ＩＢが閾値Ｉ０よりも大きいときには、係数βとして、第１係数β１が設定される。
【００５９】
閾値Ｉ０は、単電池１１の負極活物質内におけるリチウム濃度分布のバラツキ状態を考慮して設定される電流値（正の値）である。閾値Ｉ０よりも小さい電流値ＩＢで単電池１１の充電を行うと、閾値Ｉ０よりも大きい電流値ＩＢで単電池１１の充電を行う場合に比べて、単電池１１の負極活物質内におけるリチウム濃度分布にバラツキが発生しにくくなる。言い換えれば、閾値Ｉ０よりも大きい電流値ＩＢで単電池１１の充電を行うと、閾値Ｉ０よりも小さい電流値ＩＢで単電池１１の充電を行う場合に比べて、単電池１１の負極活物質内におけるリチウム濃度分布にバラツキが発生しやすくなる。
【００６０】
単電池１１の過電圧は、活物質内のリチウム濃度分布による影響を受けやすい。すなわち、リチウム濃度分布のバラツキが抑制されているほど、単電池１１を放置したときに、過電圧状態が解消しやすくなる。言い換えれば、リチウム濃度分布のバラツキが抑制されているほど、過電圧状態の解消速度が上昇しやすくなる。一方、リチウム濃度分布がばらつくほど、単電池１１を放置しても、過電圧状態が解消しにくくなる。言い換えれば、リチウム濃度分布がばらつくほど、過電圧状態の解消速度は上昇しにくい。
【００６１】
単電池１１の過電圧状態が解消しやすい状態であれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍを上昇させることができる。すなわち、過電圧状態が解消しやすければ、負極電位が基準電位よりも低下しにくくなり、単電池１１に入力される電流値を大きくすることができる。したがって、単電池１１の放置に伴う回復量（上記式（２）の右辺第３項の値）を上昇させることができる。
【００６２】
一方、単電池１１の過電圧状態が解消しにくい状態であれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍを上昇させにくくなる。すなわち、過電圧状態が解消しにくければ、負極電位が基準電位よりも低下しやすくなり、単電池１１に入力される電流値を大きくすることができない。したがって、単電池１１の放置に伴う回復量を上昇させにくい。本実施例では、上述した点を考慮して、第１係数β１および第２係数β２を設定している。
【００６３】
具体的には、上記式（２）に示す右辺第３項に関して、第２係数β２を用いたときの単位時間当たりの回復量は、第１係数β１を用いたときの単位時間当たりの回復量よりも多くしている。言い換えれば、第１係数β１を用いたときの単位時間当たりの回復量は、第２係数β２を用いたときの単位時間当たりの回復量よりも少なくなる。ここでいう単位時間当たりの回復量は、本発明における上昇率に相当する。
【００６４】
上述したように、第２係数β２を設定することにより、過電圧状態が解消しやすい状態を考慮した回復量を設定することができる。また、上述したように第１係数β１を設定することにより、過電圧状態が解消しにくい状態を考慮した回復量を設定することができる。
【００６５】
ここで、過電圧状態が最も解消しにくい状態を想定した上で、第１係数β１を設定することができる。第１係数β１を用いたときの単位時間当たりの回復量を多くしすぎると、上記式（２）から算出される許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が上昇しやすくなり、単電池１１の入力を許容しすぎてしまう。これに伴い、負極電位が基準電位よりも低下しやすくなってしまう。そこで、第１係数β１は、過電圧状態が最も解消しにくい状態を想定した上で設定することができる。
【００６６】
このように第１係数β１を設定すると、単位時間当たりの回復量が最も少なくなる。許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときに、第１係数β１だけを用いると、単位時間当たりの回復量が最も少なくなるため、必要以上に許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を低下させてしまうことがある。この許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて、単電池１１の入力を制御したときには、必要以上に単電池１１の入力を制限してしまうことになる。
【００６７】
単位時間当たりの回復量が最小量に固定されていると、過電圧状態が解消しやすいときに、過電圧状態の解消状態を回復量に反映させることができなくなってしまう。すなわち、過電圧状態の解消によって、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を上昇させることができるにもかかわらず、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の上昇が抑制されたままとなってしまう。結果として、単電池１１の入力が制限されたままとなる。
【００６８】
本実施例では、上述したように、第１係数β１だけでなく、第２係数β２を設定できるようにしている。第２係数β２を設定すれば、過電圧状態が解消しやすいときに、過電圧状態の解消状態を回復量に反映させやすくなる。これにより、過電圧状態が解消しやすい状態に応じて、単位時間当たりの回復量を増加させることができ、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を上昇させやすくなる。したがって、過電圧状態が解消しやすくなっているのにもかかわらず、単電池１１の充電が過度に制限されることを抑制でき、単電池１１の入力性能を向上させることができる。
【００６９】
図４には、第１係数β１および第２係数β２をそれぞれ設定したときにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]および許容通電時間の関係を示している。図４において、縦軸は、許容通電時間を示し、横軸は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の絶対値を示す。
【００７０】
許容通電時間とは、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が任意の値であるときに、単電池１１を充電し続けることができる最長の時間である。図４に示すように、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の絶対値が大きくなるほど、許容通電時間が短くなる。言い換えれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の絶対値が小さくなるほど、許容通電時間が長くなる。
【００７１】
許容通電時間が時間ｔｎであるときにおいて、第１係数β１を設定したときの許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、値Ｉｌｉｍ（β１）となり、第２係数β２を設定したときの許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、値Ｉｌｉｍ（β２）となる。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ（β２）は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ（β１）よりも大きくなる。
【００７２】
すなわち、第２係数β２を設定したときには、第１係数β１を設定したときと比べて、差分ΔＩｌｉｍの分だけ、許容入力電流値Ｉｌｉｍを上昇させることができる。すなわち、第２係数β２を設定することにより、第１係数β１を設定したときよりも、単電池１１の入力性能を向上させることができる。
【００７３】
上述したように、閾値Ｉ０は、リチウム濃度分布のバラツキを考慮して設定される。ここで、リチウム濃度分布のバラツキは、単電池１１の温度やＳＯＣによる影響を受けやすいため、単電池１１の温度やＳＯＣに応じて、閾値Ｉ０を変更することができる。具体的には、温度およびＳＯＣの少なくとも一方に応じて、閾値Ｉ０を変更することができる。
【００７４】
具体的には、図５に示すマップを予め用意しておけば、電池温度ＴＢを検出することにより、電池温度ＴＢに対応した閾値Ｉ０を特定することができる。図５において、縦軸は閾値Ｉ０を示し、横軸は電池温度ＴＢを示す。図５に示す閾値Ｉ０および電池温度ＴＢの対応関係は、一例である。図５に示す例では、電池温度ＴＢが高くなるほど、閾値Ｉ０が大きくなる。言い換えれば、電池温度ＴＢが低くなるほど、閾値Ｉ０が小さくなる。なお、図５に示すマップは、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７５】
一方、図６に示すマップを予め用意しておけば、単電池１１（組電池１０）のＳＯＣを推定することにより、ＳＯＣに対応した閾値Ｉ０を特定することができる。図６において、縦軸は閾値Ｉ０を示し、横軸はＳＯＣを示す。図６に示す閾値Ｉ０およびＳＯＣの対応関係は、一例である。図６に示す例では、ＳＯＣが高くなるほど、閾値Ｉ０が小さくなる。言い換えれば、ＳＯＣが低くなるほど、閾値Ｉ０が大きくなる。なお、図６に示すマップは、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７６】
上記式（１），（２）は、単電池１１の劣化を考慮しないときの許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を示す。ここで、単電池１１は、使用（充放電）によって劣化することが知られているため、単電池１１の劣化を考慮して、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定することが好ましい。単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]は、下記式（４）に基づいて算出することができる。
【００７７】
【数３】
2014138540.tif 000005
【００７８】
上記式（４）において、ηは劣化係数を示す。上記式（１），（２）に示す許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に劣化係数ηを乗算することにより、単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を特定することができる。ここで、劣化係数ηは、予め設定しておき、劣化係数η（固定値）に関する情報をメモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７９】
劣化係数ηとしては、例えば、１よりも小さい値を用いることができる。単電池１１の劣化が進行すると、リチウム金属が析出しやすくなることがあるため、単電池１１の入力を制限することが好ましい。１よりも小さい値である劣化係数ηを用いれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]よりも小さくすることができ、単電池１１の入力を制限することができる。許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、単電池１１（組電池１０）の入力を制御することにより、リチウム金属の析出を抑制しやすくなる。
【００８０】
一方、単電池１１の劣化状態は、経過時間や充放電状態などによって変化することがある。そこで、単電池１１の劣化度に応じて、劣化係数ηを変更することができる。ここで、劣化度とは、単電池１１の劣化状態を特定するパラメータであり、このパラメータとしては、例えば、単電池１１の内部抵抗や満充電容量を用いることができる。なお、単電池１１の劣化状態を特定する方法は、様々提案されており、これらの方法を適宜採用して、単電池１１の劣化度を規定することができる。
【００８１】
単電池１１の内部抵抗は、単電池１１の電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢを検出することにより、推定することができる。具体的には、電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢを検出し、電流値および電圧値を座標軸とした座標系に、検出した電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢをプロットする。そして、複数のプロットに近似する直線を算出すれば、この近似直線の傾きが単電池１１の内部抵抗となる。
【００８２】
単電池１１の満充電容量は、例えば、単電池１１のＳＯＣを０［％］および１００［％］の間で変化させたときにおいて、このときの電流値ＩＢを積算することにより算出することができる。また、単電池１１のＳＯＣを所定範囲内で変化させたときにおいて、このときの電流値ＩＢを積算することによっても、単電池１１の満充電容量を算出することができる。
【００８３】
劣化度および劣化係数ηの対応関係を予め求めておけば、劣化度を算出（推定）することにより、劣化度に対応した劣化係数ηを特定することができる。劣化度および劣化係数ηの対応関係を示す情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。ここで、単電池１１の劣化が進行するほど、単電池１１の入力を制限したほうが好ましいため、単電池１１の劣化度が大きくなるほど、劣化係数ηを小さくすることができる。
【００８４】
次に、本実施例の電池システムにおいて、組電池１０の充放電を制御する処理について説明する。図７は、許容入力電流値Ｉｌｉｍを設定する処理を説明するフローチャートである。図７に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
【００８５】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、電流センサ２２の出力に基づいて、組電池１０の電流値ＩＢを検出する。また、コントローラ３０は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池１０の温度ＴＢを検出する。ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、組電池１０のＳＯＣを推定する。ＳＯＣを推定する方法は、上述した通りである。
【００８６】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、フラグがオンに設定されているか否かを判別する。ここでいうフラグは、第２係数β２の設定を許可するためのフラグである。すなわち、フラグがオンに設定されているときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときに、第２係数β２が用いられる。一方、フラグがオフに設定されているときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときに、第２係数β２が用いられない。すなわち、フラグがオフに設定されているときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときに、第１係数β１が用いられる。
【００８７】
また、ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１の処理で検出した電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも小さいか否かを判別する。ここで、閾値Ｉ０は、上述したように、ステップＳ１０１の処理で検出された電池温度ＴＢや、ステップＳ１０２の処理で推定されたＳＯＣに基づいて設定される。
【００８８】
フラグがオンに設定されていたり、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも小さかったりするとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、フラグがオフに設定されていたり、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも大きかったりするとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０５の処理を行う。
【００８９】
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、フラグの設定状態を継続させる。すなわち、フラグは、オンのままとなる。ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、フラグをオフに設定する。ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の算出に用いられる係数βとして、第２係数β２を設定する。ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の算出に用いられる係数βとして、第１係数β１を設定する。
【００９０】
ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、上記式（２）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出する。ここで、ステップＳ１０６からステップＳ１０８の処理に進んだときには、第２係数β２に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が算出される。また、ステップＳ１０７からステップＳ１０８の処理に進んだときには、第１係数β１に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が算出される。
【００９１】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０を充放電しているときや、組電池１０を放置しているときに、所定の周期で算出される。すなわち、時間ｔおよび時間「ｔ−１」の間隔に相当する所定時間が経過するたびに、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が更新されることになる。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０の充電を制御するときだけに用いられる。
【００９２】
ステップＳ１０９において、コントローラ３０は、上記式（４）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出する。ここで、上記式（４）に示す許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]としては、ステップＳ１０８の処理で算出された許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が用いられる。また、劣化係数ηは、上述したように設定される。
【００９３】
ステップＳ１１０において、コントローラ３０は、ステップＳ１０８の処理で算出した許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に到達したか否かを判別する。許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に到達していれば、単電池１１の過電圧状態が解消された状態となる。ここで、回復量が多くなるほど、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に近づくことになる。
【００９４】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に到達すれば、コントローラ３０は、ステップＳ１１１の処理を行う。一方、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に到達していなければ、コントローラ３０は、図７に示す処理を終了する。
【００９５】
ステップＳ１１１において、コントローラ３０は、ステップＳ１０３の処理で説明したフラグをオンに設定する。フラグの設定情報は、メモリ３１に記憶され、ステップＳ１０３の処理を次回行うときに用いられる。上述したように、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に到達すれば、単電池１１の過電圧状態が解消される。
【００９６】
このため、ステップＳ１１１の処理において、フラグをオンに設定すれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときに、第２係数β２が用いられる。過電圧状態が解消された状態であれば、単電池１１の入力を過度に制限する必要も無く、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出するときの係数βとして、第２係数β２を用いることができる。
【００９７】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出した後、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、組電池１０の入出力（充放電）を制御する。ここで、組電池１０の入力を制御するときには、入力制限値（電力）Ｗｉｎ[ｔ]が設定され、組電池１０の入力電力が入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を超えないように、組電池１０の入力が制御される。入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]は、例えば、以下に説明するように設定することができる。
【００９８】
まず、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、入力電流制限値Ｉｔａｇを算出する。入力電流制限値Ｉｔａｇは、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を特定するための値である。具体的には、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を所定量だけ、０［Ａ］の側にオフセットさせることにより、入力電流制限値Ｉｔａｇを算出する。これにより、入力電流制限値Ｉｔａｇは、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]よりも０［Ａ］に近い値となり、組電池１０の入力が制限されやすくなる。
【００９９】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]および入力電流制限値Ｉｔａｇの間にマージンを持たせることにより、電流値ＩＢが許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を超えにくくすることができる。入力電流制限値Ｉｔａｇに基づいて、組電池１０の入力を制御するときには、電流値ＩＢが入力電流制限値Ｉｔａｇに到達したときに、組電池１０の入力制限が開始される。ここで、制御遅れなどにより、電流値ＩＢが入力電流制限値Ｉｔａｇを超えてしまっても、電流値ＩＢが許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に到達することを抑制できる。
【０１００】
次に、コントローラ３０は、入力電流制限値Ｉｔａｇに基づいて、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を算出する。入力電流制限値Ｉｔａｇを設定すれば、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定することができる。入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定したとき、コントローラ３０は、組電池１０の入力電力が入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]以下となるように、モータ・ジェネレータ２５のトルク指令を調整する。
【０１０１】
例えば、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]は、下記式（５）に基づいて算出することができる。
【０１０２】
【数４】
2014138540.tif 000006
【０１０３】
上記式（５）において、ＳＷｉｎ[ｔ]は、組電池１０の入力特性などを考慮して予め設定された入力制限値Ｗｉｎである。入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【０１０４】
入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]は、例えば、電池温度ＴＢやＳＯＣに応じて変更することができる。具体的には、電池温度ＴＢが上昇するほど、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を低下させたり、電池温度ＴＢが低下するほど、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を低下させたりすることができる。また、ＳＯＣが上昇するほど、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を低下させることができる。入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]と、電池温度ＴＢ（又は／及びＳＯＣ）との対応関係を予め求めておけば、電池温度ＴＢ（又は／及びＳＯＣ）を検出することにより、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を特定することができる。
【０１０５】
上記式（５）において、Ｋｐ，Ｋｉは、予め設定されたゲインを示す。Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２は、入力電流制限値を示し、上述した入力電流制限値Ｉｔａｇに相当する。上記式（５）では、入力電流制限値Ｉｔａｇとして、２つの入力電流制限値Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２を設定している。ここで、入力電流制限値Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２は、互いに等しくてもよいし、互いに異ならせてもよい。
【０１０６】
上述した説明では、入力電流制限値Ｉｔａｇを設定しているが、これに限るものではない。具体的には、入力電流制限値Ｉｔａｇを設定せずに、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定することもできる。
【０１０７】
本実施例によれば、上記式（２）に示すように、単位時間当たりの減少量や、単位時間当たりの回復量を考慮して、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定している。これにより、現在までの単電池１０の充放電履歴を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定することができる。そして、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて、組電池１０の入力を制御することにより、負極電位が基準電池よりも低下してしまうことを抑制できる。
【０１０８】
また、本実施例では、充電時の電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０よりも小さいときに、第２係数β２を設定することにより、組電池１０（単電池１１）の入力が必要以上に制限されることを抑制できる。すなわち、組電池１０の入力制限を緩和でき、組電池１０の入力性能を向上させることができる。組電池１０の入力性能を向上させれば、例えば、回生電力を組電池１０に蓄えやすくなる。
【０１０９】
なお、本実施例では、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]の算出に用いられる係数βを、第１係数β１および第２係数β２の間で切り替えているが、これに限るものではない。具体的には、係数βとして、３つ以上の係数β１〜βｎ（ｎ≧３）を用意しておき、これらの係数β１〜βｎを、充電時の電流値ＩＢに応じて変更することができる。係数β１〜βｎを変更するときには、本実施例で説明した閾値Ｉ０を複数設けておけばよい。
【０１１０】
例えば、閾値Ｉ０として、２つの閾値Ｉ０＿ｌｏｗ，Ｉ０＿ｈｉを設定することができる。ここで、閾値Ｉ０＿ｌｏｗは、閾値Ｉ０＿ｈｉよりも低い値である。この場合において、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０＿ｌｏｗよりも小さいときと、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０＿ｌｏｗおよび閾値Ｉ０＿ｈｉの間に位置しているときと、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０＿ｈｉよりも大きいときとで、係数β１〜βｎを切り替えることができる。
【０１１１】
ここで、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０＿ｌｏｗよりも小さいときには、単位時間当たりの回復量（放置時）を最も多くさせる係数βが設定される。また、電流値ＩＢ（絶対値）が閾値Ｉ０＿ｈｉよりも大きいときには、単位時間当たりの回復量（放置時）を最も少なくさせる係数βが設定される。
【０１１２】
本実施例では、組電池１０を車両に搭載しているが、これに限るものではない。すなわち、リチウム金属の析出を抑制するために、リチウムイオン二次電池の充電を制御するシステムであれば、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：組電池、１１：単電池（リチウムイオン二次電池）、２１：監視ユニット、
２２：電流センサ、２３：温度センサ、２４：インバータ、
２５：モータ・ジェネレータ、３０：コントローラ、３１：メモリ、
ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン、Ｃ：コンデンサ
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー、Ｒ：電流制限抵抗、
【図１】
2014138540.tif 000007
【図２】
2014138540.tif 000008
【図３】
2014138540.tif 000009
【図４】
2014138540.tif 000010
【図５】
2014138540.tif 000011
【図６】
2014138540.tif 000012
【図７】
2014138540.tif 000013