(57)【要約】【課題】  放電による塩濃度の偏りが発生したときにおいて、放電後に充電しても塩濃度の偏りが解消されないことがある。【解決手段】  車両は、車両を走行させる運動エネルギに変換される電力を出力する二次電池（１１）と、車両を走行させる運動エネルギを生成するエンジン（２６）と、エンジンの出力を受けて発電する少なくとも１つのジェネレータ（ＭＧ１）と、二次電池の電流値を検出する電流センサ（２２）と、二次電池の充放電を制御するとともに、電流センサの検出値を用いて、二次電池の放電による塩濃度の偏りに伴う劣化状態を評価するためのダメージ量を算出するコントローラ（３０）と、を有する。コントローラは、車両の走行中に、ユーザの操作に応じた信号を受けて、ジェネレータの出力電力を用いた二次電池の充電を行うときであって、ダメージ量の積算量が所定量よりも大きいときには、二次電池の充電を許容する上限電力を積算量に応じて設定する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させる運動エネルギに変換される電力を出力する二次電池と、
前記車両を走行させる運動エネルギを生成するエンジンと、
前記エンジンの出力を受けて発電する少なくとも１つのジェネレータと、
前記二次電池の電流値を検出する電流センサと、
前記二次電池の充放電を制御するとともに、前記電流センサの検出値を用いて、前記二次電池の放電による塩濃度の偏りに伴う劣化状態を評価するためのダメージ量を算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記車両の走行中に、ユーザの操作に応じた信号を受けて、前記ジェネレータの出力電力を用いた前記二次電池の充電を行うときであって、前記ダメージ量の積算量が所定量よりも大きいときには、前記二次電池の充電を許容する上限電力を前記積算量に応じて設定することを特徴とする車両。
【請求項２】
前記コントローラは、前記積算量に応じた前記上限電力を設定するとき、前記上限電力として、算出した前記積算量を発生させる放電電力よりも低い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記コントローラは、前記積算量が前記所定量以下に変化したとき、前記積算量に応じた前記上限電力の設定を行わないことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記コントローラは、前記二次電池が非通電状態であるときの継続時間が、前記塩濃度の偏りを解消させる所定時間よりも長いとき、前記積算量に応じた前記上限電力の設定を行わないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両。
【請求項５】
前記コントローラは、前記二次電池の抵抗値が、前記塩濃度の偏りが解消されたときの抵抗値以下であるとき、前記積算量に応じた前記上限電力の設定を行わないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両。
【請求項６】
前記積算量は、基準量を超える前記ダメージ量を積算した量であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記エンジンおよび前記二次電池を併用して前記車両を走行させるモードでは、前記二次電池のＳＯＣが所定範囲内で変化するように、前記二次電池の充放電を制御し、
前記ジェネレータの出力電力を用いた前記二次電池の充電を行うときには、前記所定範囲の上限値よりも高いＳＯＣまで、前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の車両。
【請求項８】
前記二次電池の出力電力を受けて、前記車両を走行させる運動エネルギを生成するとともに、前記車両の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換するモータ・ジェネレータを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の車両。
【請求項９】
前記ユーザの操作に応じて、前記ジェネレータの出力電力を用いた前記二次電池の充電を指示する信号を出力するスイッチを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力を用いて、二次電池のＳＯＣを上昇させることができる車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、大電力の放電を行うと、電解液中におけるイオンの偏り（塩濃度の偏り）が発生し、バッテリ電圧を低下させてしまうことが記載されている。すなわち、大電力の放電によって、バッテリの抵抗値が上昇し、バッテリ電圧を低下させてしまう。ここで、特許文献１では、大電力の放電を行った後において、バッテリの強制充電を行うことにより、バッテリ電圧を回復させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４５０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、放電に伴う塩濃度の偏りは、二次電池の充電（強制充電を含む）によって解消させることができる。ただし、この塩濃度の偏りの解消は、充電時の電力（特に、電流値）に依存する。したがって、バッテリの強制充電を行っても、大電力の放電に伴うバッテリの抵抗上昇を低減させることができないことがある。すなわち、強制充電時の電力によっては、バッテリの抵抗上昇を低減させることができないことがある。なお、塩濃度の偏りを解消させるためには、塩濃度の偏り状態を把握しておく必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両は、二次電池と、エンジンと、少なくとも１つのジェネレータと、電流センサと、コントローラとを有する。二次電池は、車両を走行させる運動エネルギに変換される電力を出力し、エンジンは、車両を走行させる運動エネルギを生成する。ジェネレータは、エンジンの出力を受けて発電し、電流センサは、二次電池の電流値を検出する。コントローラは、二次電池の充放電を制御する。本発明の車両では、走行中において、ユーザの操作に応じた信号を受けることにより、ジェネレータの出力電力を用いた二次電池の充電（以下、強制充電という）が行われる。
【０００６】
コントローラは、二次電池の充放電を行うとき、ダメージ量を算出する。ダメージ量とは、二次電池の劣化状態を評価するための値であり、ここでいう劣化状態とは、二次電池の放電による塩濃度の偏りによって、二次電池の抵抗値が上昇した状態である。二次電池の内部における塩濃度の偏りは、二次電池の電流値に依存するため、電流センサの検出値を用いて、ダメージ量を算出することができる。
【０００７】
ダメージ量は、所定の周期で算出することができ、ダメージ量を算出するたびに、ダメージ量の積算量を算出することができる。ダメージ量の積算量を算出することにより、放電による塩濃度の偏りに伴う劣化状態を把握することができる。ここで、積算量が所定量よりも大きいときには、塩濃度の偏りに伴う二次電池の抵抗上昇を抑制することが好ましい。強制充電によって、放電に伴う塩濃度の偏りを解消させるときには、二次電池の充電を許容する上限電力を積算量に応じて設定する。すなわち、強制充電の制御で用いられる上限電力は、積算量に応じて設定される。
【０００８】
上述したように、塩濃度の偏りの解消は、充電時の電力（特に、電流値）に依存する。また、塩濃度の偏りを解消させるためには、塩濃度の偏り状態を把握しておく必要がある。
【０００９】
そこで、本発明では、ダメージ量の積算量を算出して塩濃度の偏り状態を把握しながら、強制充電の制御で用いられる上限電力を、積算量（塩濃度の偏り状態）に応じて設定している。積算量に応じて設定される上限電力の下で強制充電を行うことにより、放電に伴う塩濃度の偏りを解消させやすくなり、塩濃度の偏りに伴う二次電池の抵抗上昇を抑制しやすくなる。二次電池の抵抗上昇を抑制することにより、二次電池の入出力性能を向上させることができ、例えば、車両の走行時におけるドライバビリティを向上させることができる。
【００１０】
積算量に応じた上限電力を設定するとき、上限電力としては、算出された積算量を発生させる放電電力よりも低い値に設定することができる。放電による塩濃度の偏りが発生している状態において、この塩濃度の偏りを充電によって解消させるためには、充電時のレート（電流値）を放電時のレート（電流値）よりも小さくすればよい。ここで、ダメージ量の積算量は、二次電池の放電状態に応じて変化するため、現在の積算量を算出すれば、現在の積算量に到達するまでの放電状態を把握することができる。この放電状態（放電電力）を把握した上で、上述した充電レートおよび放電レートの関係を考慮すれば、強制充電の制御で用いられる上限電力を設定することができる。
【００１１】
ダメージ量の積算量が所定量以下に変化したときには、放電に伴う塩濃度の偏りが解消されていると判別することができる。このため、積算量が所定量以下であるときには、強制充電時の上限電力を設定するときに、放電に伴う塩濃度の偏りを考慮する必要が無い。したがって、積算量が所定量以下に変化したときには、積算量に応じた上限電力の設定を行わないことができる。この場合には、積算量を考慮せずに、上限電力を設定することになる。例えば、二次電池の温度やＳＯＣ（State of Charge）などを考慮して、上限電力を設定することができる。
【００１２】
一方、二次電池が非通電状態にあるときには、二次電池の充放電反応に寄与するイオンの拡散によって、塩濃度の偏りが解消されやすくなる。また、時間が経過するほど、イオンが拡散しやすくなる。このため、二次電池が非通電状態にあるときの継続時間が、塩濃度の偏りを解消させる所定時間よりも長いときには、塩濃度の偏りが解消されていると判別することができる。この場合には、強制充電時の上限電力を設定するときに、放電に伴う塩濃度の偏りを考慮する必要が無い。したがって、継続時間が所定時間よりも長いときには、積算量に応じた上限電力の設定を行わないことができ、積算量を考慮せずに、上限電力を設定することができる。
【００１３】
二次電池の抵抗値には、塩濃度の偏りに伴う抵抗成分と、二次電池の摩耗に伴う抵抗成分とが含まれる。ここで、二次電池の抵抗値が、塩濃度の偏りが解消されたときの抵抗値以下であるときには、塩濃度の偏りが解消されていると判別することができる。この場合には、強制充電時の上限電力を設定するときに、放電に伴う塩濃度の偏りを考慮する必要が無い。したがって、二次電池の抵抗値が、塩濃度の偏りが解消されたときの抵抗値以下であるときには、積算量に応じた上限電力の設定を行わないことができ、積算量を考慮せずに、上限電力を設定することができる。
【００１４】
ダメージ量の積算量を算出するときには、基準量を超えるダメージ量だけを用いることができる。ここで、基準量は、塩濃度の偏りに伴う劣化状態に影響を与えるダメージ量を考慮して適宜設定することができる。ダメージ量には、劣化状態に影響を与えやすいダメージ量と、劣化状態に影響を与えにくいダメージ量とが含まれる。このため、積算量を用いて、塩濃度の偏りに伴う劣化状態を把握するためには、この劣化状態に影響を与えやすいダメージ量だけを考慮することができる。
【００１５】
エンジンおよび二次電池を併用して車両を走行させるモードでは、二次電池のＳＯＣが所定範囲内で変化するように、二次電池の充放電が制御される。ここで、強制充電を行うときには、所定範囲の上限値よりも高いＳＯＣまで、二次電池を充電することができる。これにより、強制充電を行った後では、二次電池のＳＯＣが、所定範囲の上限値に低下するまでは、二次電池の出力だけを用いて、車両を走行させることができる。
【００１６】
本発明の車両では、上述したジェネレータに加えて、モータ・ジェネレータを設けることができる。このモータ・ジェネレータは、二次電池の出力電力を受けて、車両を走行させる運動エネルギを生成したり、車両の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換したりすることができる。
【００１７】
本発明の車両には、強制充電を指示する信号を出力するスイッチを設けることができる。ここで、スイッチは、ユーザによって操作され、ユーザの操作に応じて、強制充電を指示する信号がコントローラに出力される。コントローラは、スイッチの出力信号を受けて、強制充電を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】車両の走行モードを説明する図である。
【図３】ＨＶ走行におけるＳＯＣの変化範囲と、強制充電を終了するときのＳＯＣの設定範囲とを説明する図である。
【図４】ＳＯＣ回復スイッチの操作に伴うＳＯＣの変動を示す図である。
【図５】同一のレートでの充放電による抵抗増加率と、互いに異なるレートでの充放電による抵抗増加率とを示す図である。
【図６】強制充電の処理を示すフローチャートである。
【図７】ダメージ積算量に基づく上限電力の設定を解除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】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例における電池システムの構成を示す図であり、電池システムは、車両に搭載されている。
【００２１】
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、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。なお、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。また、組電池１０には、並列に接続された複数の単電池１１を含めることもできる。
【００２２】
監視ユニット２０は、組電池１０の電圧値Ｖｂを検出したり、各単電池１１の電圧値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。ここで、組電池１０を構成する、すべての単電池１１を複数の電池ブロックに分けたとき、監視ユニット２０は、各電池ブロックの電圧値を検出することもできる。各電池ブロックは、直列に接続された複数の単電池１１によって構成されており、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。ここで、電池ブロックには、並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。
【００２３】
温度センサ２１は、組電池１０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。複数の温度センサ２１を用いれば、互いに異なる位置に配置された複数の単電池１１の温度を精度良く検出しやすくなる。なお、複数の温度センサ２１を用いるとき、温度センサ２１の数は、適宜設定することができる。
【００２４】
組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬには、電流センサ２２が設けられている。電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流値（充電電流又は放電電流）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を放電しているときには、電流センサ２２によって検出される電流値Ｉｂ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２２によって検出される電流値Ｉｂとして、負の値を用いる。
【００２５】
本実施例では、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に流れる電流値Ｉｂ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。具体的には、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの少なくとも一方に、電流センサ２２を設けることができる。負極ラインＮＬは、組電池１０の負極端子と接続されている。ここで、複数の電流センサ２２を設けることもできる。
【００２６】
コントローラ３０は、メモリ３１を有しており、メモリ３１は、コントローラ３０が所定処理（特に、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、コントローラ３０は、タイマ３２を有しており、タイマ３２は、時間の計測に用いられる。本実施例では、メモリ３１およびタイマ３２が、コントローラ３０に内蔵されているが、メモリ３１およびタイマ３２の少なくとも一方を、コントローラ３０の外部に設けることもできる。
【００２７】
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３０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３０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。
【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。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ることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、後述するインバータ２３）と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。
【００２９】
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２３と接続されている。組電池１０をインバータ２３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、電流制限抵抗Ｒに電流が流れることになる。
【００３０】
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。これにより、組電池１０およびインバータ２３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、コントローラ３０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と、図１に示す電池システムを起動する。
【００３１】
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２３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２３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ＭＧ２に出力する。モータ・ジェネレータＭＧ２は、インバータ２３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ＭＧ２は、減速ギヤなどを介して、駆動輪２４に接続されており、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した運動エネルギは、駆動輪２４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】
動力分割機構２５は、エンジン２６の動力を、駆動輪２４に伝達したり、モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達したりする。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２６の動力を受けて発電する。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力は、インバータ２３を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給されたり、組電池１０に供給されたりする。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給すれば、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した運動エネルギによって、駆動輪２４を駆動することができる。また、モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を組電池１０に供給すれば、組電池１０を充電することができる。
【００３４】
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ＭＧ２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２３は、モータ・ジェネレータＭＧ２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。
【００３５】
本実施例では、組電池１０をインバータ２３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２３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２３に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ２３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】
正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、充電ラインＣＬ１，ＣＬ２を介して、充電器２７が接続されている。充電ラインＣＬ１，ＣＬ２のそれぞれには、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２が設けられており、各充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２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。充電器２７には、インレット（いわゆるコネクタ）２８が接続されており、インレット２８は、車両の外部に設置されたプラグ（いわゆるコネクタ）と接続される。
【００３７】
プラグは、外部電源と接続されており、プラグをインレット２８に接続することにより、外部電源からの電力を、充電器２７を介して組電池１０に供給することができる。これにより、外部電源を用いて、組電池１０を充電することができる。外部電源を用いた組電池１０の充電を外部充電という。外部電源は、車両の外部に設置された電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源がある。
【００３８】
外部電源が交流電力を供給するとき、充電器２７は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に供給する。また、外部充電を行うとき、充電器２７は、電圧を変換することもできる。本実施例では、充電器２７が車両に搭載されているが、車両の外部に充電器を設置することもできる。また、外部電源からの電力を組電池１０に供給する経路では、有線又は無線を用いることができる。無線としては、電磁誘導や共振現象を利用した、非接触方式の充電システムを用いることができる。非接触方式の充電システムは、公知の構成を適宜選択することができる。
【００３９】
本実施例では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンにするとともに、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオンにすることにより、外部充電を行うことができる。ここで、充電ラインＣＬ１，ＣＬ２を、組電池１０の正極端子および負極端子のそれぞれに、直接、接続することができる。この場合には、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオンにするだけで、外部充電を行うことができる。ここで、充電ラインＣＬ１，ＣＬ２の一部が、ラインＰＬ，ＮＬの一部と併用されていてもよい。
【００４０】
本実施例の電池システムでは、２つのモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備えているが、これに限るものではない。例えば、１つのモータ・ジェネレータを備えたシステムであっても、本発明を適用することができる。１つのモータ・ジェネレータを備えたシステムでは、モータ・ジェネレータを発電させながら、エンジンの動力を用いて車両を走行させることができる。ここで、例えば、エンジンの動力を用いて、モータ・ジェネレータを発電させることができる。
【００４１】
一方、２つのモータ・ジェネレータを備えたシステムでは、２つのモータ・ジェネレータを発電させながら、エンジンの動力を用いて車両を走行させることができる。ここで、例えば、エンジンの動力を用いて、２つのモータ・ジェネレータを発電させることができる。また、２つのモータ・ジェネレータのうち、一方のモータ・ジェネレータを発電させながら、他方のモータ・ジェネレータおよびエンジンを用いて、車両を走行させることができる。ここで、例えば、エンジンの動力を用いて、一方のモータ・ジェネレータを発電させることができる。他方のモータ・ジェネレータは、組電池１０の出力電力を用いて、車両の走行に用いられる運動エネルギを生成することができる。
【００４２】
ＳＯＣ回復スイッチ２９は、車両に搭載されており、ユーザ（例えば、運転者）によって操作される。ＳＯＣ回復スイッチ２９は、組電池１０のＳＯＣ（State of Charge）を上昇させるために用いられ、ＳＯＣ回復スイッチ２９の操作信号（オン／オフ）は、コントローラ３０に入力される。ここで、ユーザとは、ＳＯＣ回復スイッチ２９を操作する者である。また、ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。
【００４３】
ユーザの操作によって、ＳＯＣ回復スイッチ２９がオフからオンに切り替わると、コントローラ３０は、エンジン２６を用いて、モータ・ジェネレータＭＧ１を発電させる。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２６から出力された運動エネルギを電気エネルギに変換し、モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電気エネルギは、インバータ２３を介して、組電池１０に供給される。
【００４４】
このように、ＳＯＣ回復スイッチ２９をオンにすることにより、組電池１０を強制的に充電することができる。本実施例において、ＳＯＣ回復スイッチ２９のオンに伴う組電池１０の充電を強制充電という。強制充電は、図１に示す電池システムが起動状態にあるときに行われる。例えば、電池システムが起動状態にあるときであって、車両が停止しているときや、車両が走行している間に、強制充電を行うことができる。
【００４５】
車両が停止しているときには、例えば、定電流の下で強制充電を行うことができる。一方、車両を走行させながら強制充電を行うときには、エンジン２６の動力の一部を駆動輪２４に伝達して車両を走行させるとともに、エンジン２６の動力の残りを強制充電に用いることができる。この場合には、車両の走行状態に応じて、強制充電を行うときの電流値が変化することがある。
【００４６】
組電池１０のＳＯＣが所定値（ＳＯＣ＿ｅｎｄ）に到達したときに、強制充電を終了させることができる。ここで、ＳＯＣ＿ｅｎｄは、予め設定することができ、ＳＯＣ＿ｅｎｄに関する情報は、メモリ３１に記憶される。ＳＯＣ＿ｅｎｄの設定は、ユーザなどによって変更することもできる。なお、組電池１０（単電池１１）のＳＯＣを推定する方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、組電池１０（単電池１１）に流れる電流値Ｉｂを積算することにより、組電池１０（単電池１１）のＳＯＣを推定したり、組電池１０（単電池１１）の開放電圧を測定することにより、組電池１０（単電池１１）のＳＯＣを推定したりすることができる。
【００４７】
組電池１０の充放電を制御するときには、充電を許容する上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍや、放電を許容する上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍが設定される。ここで、組電池１０の充電電力が上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを超えないように、コントローラ３０は、組電池１０の充電を制御する。また、組電池１０の放電電力が上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍを超えないように、コントローラ３０は、組電池１０の放電を制御する。強制充電を行うときにも、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍに基づいて、組電池１０の充電が制御される。
【００４８】
上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍ，Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍは、例えば、組電池１０の温度ＴｂやＳＯＣに応じて設定することができる。上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍと、電池温度ＴｂおよびＳＯＣの少なくとも一方との対応関係を実験などによって予め求めておけば、電池温度ＴｂやＳＯＣを取得することにより、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを算出することができる。同様に、上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍと、電池温度ＴｂおよびＳＯＣの少なくとも一方との対応関係を実験などによって予め求めておけば、電池温度ＴｂやＳＯＣを取得することにより、上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍを算出することができる。
【００４９】
上述した対応関係は、マップ又は関数として表すことができ、対応関係に関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。上述した対応関係は、単電池１１を保護する観点や、単電池１１の入出力性能を確保する観点に基づいて、適宜設定することができる。単電池１１の保護には、過充電や過放電を抑制したり、単電池１１の異常発熱を抑制したりすることが含まれる。
【００５０】
本実施例では、ＳＯＣ回復スイッチ２９を車両に搭載しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０の強制充電を、車両の外部から指示することができる。例えば、車両とは別に設けられた端末（携帯端末など）をユーザが操作することにより、強制充電を指示する信号をコントローラ３０に入力させることができる。この場合には、端末からの信号を受信する受信機を車両に搭載しておくことができる。また、強制充電を指示する信号は、有線又は無線を介して、コントローラ３０に送信することができる。
【００５１】
本実施例の車両では、ＥＶ（Electric Vehicle）走行およびＨＶ（Hybrid Vehicle）走行を行うことができる。ＥＶ走行とは、組電池１０の出力だけを用いて車両を走行させることである。ＨＶ走行とは、組電池１０およびエンジン２６を併用して車両を走行させることである。
【００５２】
具体的には、図２に示すように、組電池１０のＳＯＣが所定値ＳＯＣ＿ｈｖに低下するまでは、ＥＶ走行を行うことができる。図２において、縦軸は、組電池１０のＳＯＣを示し、横軸は、時間を示す。ＥＶ走行では、組電池１０の出力だけを用いて、車両を走行させることになるため、車両を走行させるほど、組電池１０のＳＯＣが低下する。
【００５３】
組電池１０のＳＯＣが所定値ＳＯＣ＿ｈｖに到達したときには、ＥＶ走行からＨＶ走行に切り替えることができる。ＨＶ走行では、組電池１０のＳＯＣが所定値ＳＯＣ＿ｈｖに沿って変化するように、組電池１０の充放電が制御される。ここで、所定値ＳＯＣ＿ｈｖは、適宜設定することができる。所定値ＳＯＣ＿ｈｖを低下させるほど、ＥＶ走行による走行距離を延ばすことができる。
【００５４】
ＨＶ走行において、組電池１０のＳＯＣが所定値ＳＯＣ＿ｈｖよりも低下したときには、組電池１０の放電が抑制され、組電池１０の充電が積極的に行われる。ここで、エンジン２６の動力を用いることにより、組電池１０を充電することができる。一方、組電池１０のＳＯＣが所定値ＳＯＣ＿ｈｖよりも上昇したときには、組電池１０の充電が抑制され、組電池１０の放電が積極的に行われる。これにより、組電池１０のＳＯＣを、所定値ＳＯＣ＿ｈｖに沿って変化させることができる。
【００５５】
強制充電を終了させるときのＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｅｎｄ）は、ＨＶ走行において、組電池１０のＳＯＣが変化しうる範囲の上限値よりも高い値に設定される。図３には、ＨＶ走行におけるＳＯＣの変動範囲と、ＳＯＣ＿ｅｎｄの設定範囲との関係を示す。図３において、縦軸は組電池１０のＳＯＣであり、横軸は時間である。図３に示すＳＯＣ＿ｈｖは、図２に示すＳＯＣ＿ｈｖに相当する。ＨＶ走行では、ＳＯＣ＿ｈｖを基準として、ＳＯＣ＿ｍａｘおよびＳＯＣ＿ｍｉｎが設定される。
【００５６】
ＳＯＣ＿ｍａｘは、ＳＯＣ＿ｈｖよりも高いＳＯＣ（上限値）であり、ＳＯＣ＿ｍｉｎは、ＳＯＣ＿ｈｖよりも低いＳＯＣ（下限値）である。ＨＶ走行において、組電池１０のＳＯＣが、ＳＯＣ＿ｍａｘに到達したときには、組電池１０の充電が行われなくなり、組電池１０の放電が積極的に行われる。一方、組電池１０のＳＯＣが、ＳＯＣ＿ｍｉｎに到達したときには、組電池１０の放電が行われなくなり、組電池１０の充電が積極的に行われる。
【００５７】
これにより、ＨＶ走行では、図３に示すように、組電池１０のＳＯＣが、ＳＯＣ＿ｍａｘおよびＳＯＣ＿ｍｉｎの範囲内において、ＳＯＣ＿ｈｖに沿って変化する。ここで、強制充電を終了させるときのＳＯＣ＿ｅｎｄは、ＳＯＣ＿ｍａｘよりも高い値に設定される。このようにＳＯＣ＿ｅｎｄを設定することにより、ＳＯＣ回復スイッチ２９の操作によって強制充電を行った後では、ＨＶ走行ではなく、ＥＶ走行を優先させることができる。ＥＶ走行を優先させることにより、ＥＶ走行を行う時間を延ばすことができる。ＳＯＣ＿ｅｎｄは、ＳＯＣ＿ｍａｘよりも高い範囲内において、適宜設定することができる。
【００５８】
本実施例では、ＳＯＣ回復スイッチ２９を操作することにより、組電池１０のＳＯＣを図４に示すように変化させることができる。図４において、横軸は時間であり、縦軸は、組電池１０のＳＯＣである。図４に示すＳＯＣの挙動は、車両の走行中におけるＳＯＣの変化である。ＥＶ走行を行っているときに、ＳＯＣ回復スイッチ２９が操作されると、強制充電が開始され、組電池１０のＳＯＣが上昇する。そして、組電池１０のＳＯＣがＳＯＣ＿ｅｎｄに到達したときには、強制充電が終了し、強制充電が終了した後は、ＥＶ走行を行うことができる。
【００５９】
図４に示すように、ＳＯＣ回復スイッチ２９を操作することにより、ＥＶ走行（組電池１０の放電）および強制充電を交互に行うことができる。ＥＶ走行を行うと、組電池１０（単電池１１）を放電したときの電流値（ハイレート）に応じて、単電池１１の内部における塩濃度の偏りが発生する。この塩濃度の偏りは、単電池１１の電解液中における塩濃度の偏りである。
【００６０】
単電池１１の正極および負極の間において、イオンが移動することにより、単電池１１の充放電が行われるが、ハイレートでの放電が行われると、放電側に塩濃度の偏りが発生する。この塩濃度の偏りによって、単電池１１の抵抗値（内部抵抗）を上昇させてしまい、単電池１１の劣化を進行させてしまう。ここで、塩濃度の偏りに伴う単電池１１の劣化を、ハイレート劣化という。
【００６１】
ハイレート劣化は、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃを用いて評価することができる。ここで、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃは、下記式（１）に基づいて、所定の周期Δｔで算出することができる。ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃの算出は、コントローラ３０によって行われる。
【００６２】
【数１】
2014217179.tif 000003
【００６３】
上記式（１）において、ｔは時間を示し、Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ＋Δｔ］は、今回算出されるダメージ量であり、Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ］は、前回算出されたダメージ量である。上記式（１）に示すように、今回のダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ＋Δｔ］は、前回のダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ］に基づいて算出される。初期値としてのダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃ［０］は、例えば、「０」とすることができる。
【００６４】
上記式（１）に示す右辺第２項は、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃの減少項であり、塩濃度の偏りが緩和するときの成分を示す。上記式（１）に示す右辺第３項は、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃの増加項であり、塩濃度の偏りが発生するときの成分を示す。このように、減少項および増加項を考慮して現在のダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃを算出することにより、ハイレート劣化の要因と考えられる塩濃度の偏りの変化（増減）を、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃに適切に反映させることができる。これにより、単電池１１がハイレート劣化の生じる状態にどの程度近づいているかを、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃに基づいて把握することができる。
【００６５】
塩濃度の偏りは、時間Δｔの経過に伴うイオンの拡散に応じて緩和されるため、上記式（１）では、忘却係数αを設定している。忘却係数αは、単電池１１の電解液中におけるイオンの拡散速度に対応する係数であり、拡散速度が高いほど、忘却係数αが大きくなる。「α×Δｔ」の値は、０から１の範囲内で設定される。「α×Δｔ」の値が、「１」に近づくほど、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃの減少項の値が小さくなる。ここで、忘却係数αの値が大きくなるほど、又は、時間Δｔが長くなるほど、「α×Δｔ」の値が「１」に近づく。
【００６６】
忘却係数αは、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂに依存するため、ＳＯＣや電池温度Ｔｂに応じて、忘却係数αを設定することができる。具体的には、忘却係数αと、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの少なくとも一方との対応関係を、実験などによって予め求めておくことができる。忘却係数α、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの対応関係を求めるとき、例えば、電池温度が同じであれば、単電池１１のＳＯＣが高いほど、忘却係数αが大きくなることがある。また、単電池１１のＳＯＣが同じであれば、電池温度が高くなるほど、忘却係数αが大きくなることがある。
【００６７】
忘却係数αと、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの少なくとも一方との対応関係は、マップ又は関数として表すことができ、この対応関係に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。この対応関係を用いれば、ＳＯＣや電池温度Ｔｂを取得することにより、忘却係数αを設定することができる。
【００６８】
上記式（１）において、βは電流係数であり、ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃは限界閾値である。電流係数βや限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃは、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂに依存するため、ＳＯＣや電池温度Ｔｂに応じて、電流係数βや限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃを設定することができる。具体的には、電流係数βと、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの少なくとも一方との対応関係（マップ又は関数）を、実験などによって予め求めておけば、ＳＯＣや電池温度Ｔｂを取得することにより、電流係数βを算出することができる。
【００６９】
同様に、限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃと、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの少なくとも一方との対応関係（マップ又は関数）を実験などによって予め求めておけば、ＳＯＣや電池温度Ｔｂを取得することにより、限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃを算出することができる。電流係数βや限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃを算出するための対応関係に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃ、ＳＯＣおよび電池温度Ｔｂの対応関係を求めるとき、例えば、電池温度Ｔｂが同じであれば、単電池１１のＳＯＣが高いほど、限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃが大きくなることがある。また、単電池１１のＳＯＣが同じであれば、電池温度Ｔｂが高くなるほど、限界閾値ｃ０＿ｐｏｗ＿ｄｃが大きくなることがある。
【００７０】
上記式（１）に示すＩｂは、単電池１１に流れる電流値である。電流値Ｉｂとしては、電流センサ２２によって検出された値が用いられる。ここで、組電池１０を放電しているときには、電流値Ｉｂが正の値になり、組電池１０を充電しているときには、電流値Ｉｂが負の値になる。電流値Ｉｂが大きくなるほど、又は、時間Δｔが長くなるほど、上記式（１）に示す右辺第３項（増加項）の値が大きくなる。
【００７１】
ハイレート劣化の進行状態を把握するときには、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃの積算値（ダメージ積算量）Ｄａｍ＿ｄｃが用いられる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃは、下記式（２）に基づいて算出することができる。
【００７２】
【数２】
2014217179.tif 000004
【００７３】
上記式（２）において、Ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ＋Δｔ］は、今回のダメージ積算量であり、Ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ］は、前回のダメージ積算量である。上記式（２）に示すように、今回のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ＋Δｔ］は、前回のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃ［ｔ］を考慮して算出される。
【００７４】
上記式（２）に示すγ＿ｄｃは、減衰係数であり、「１」よりも小さい値である。時間の経過に伴うイオンの拡散によって、塩濃度の偏りが緩和されるため、今回のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出するときには、前回のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが減少することがある。そこで、この点を考慮して、減衰係数γ＿ｄｃを設定している。減衰係数γ＿ｄｃは、予め設定しておくことができ、減衰係数γ＿ｄｃに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７５】
上記式（２）に示すηは、補正係数である。補正係数ηは、適宜設定することができ、補正係数ηに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。また、上記式（２）に示すＤ＿ｄａｍ＿ｄｃは、上記式（１）によって算出された今回のダメージ量である。本実施例では、所定の周期Δｔでダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃが算出されるが、所定条件を満たすダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃだけを用いて、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出している。
【００７６】
具体的には、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃに関する基準量Ｄ＿ｄａｍ＿ｔｈを設定し、基準量Ｄ＿ｄａｍ＿ｔｈ以上であるダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃを用いて、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出している。ここで、基準量Ｄ＿ｄａｍ＿ｔｈは、ハイレート劣化に影響を与えやすいダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃを特定するために用いられ、この点を考慮して、基準量Ｄ＿ｄａｍ＿ｔｈを適宜設定することができる。基準量Ｄ＿ｄａｍ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。なお、算出されたダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃのすべてを用いて、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出することもできる。
【００７７】
単電池１１の放電に伴う塩濃度の偏りは、単電池１１の充電によって緩和できることが知られている。すなわち、放電に伴う塩濃度の偏り状態と、充電に伴う塩濃度の偏り状態とは、相反する状態となるため、充電に伴う塩濃度の偏りを発生させることによって、放電に伴う塩濃度の偏りを緩和させることができる。しかし、図４に示すように、単電池１１の放電が継続された後に、単電池１１の充電が継続されたときには、放電に伴う塩濃度の偏りが緩和しにくくなり、単電池１１の抵抗上昇を低減させることができないことが分かった。
【００７８】
図５には、継続した放電を行った後に、継続した充電を行ったときにおいて、単電池１１の抵抗増加率の変化を示している。図５において、横軸はサイクル数であり、縦軸は抵抗増加率である。サイクル数とは、継続した放電を行った後に、継続した充電を行う処理を１サイクルとしたときにおいて、このサイクルの数である。抵抗増加率は、現在の単電池１１の抵抗値（内部抵抗）Ｒｎｏｗと、単電池１１が初期状態にあるときの抵抗値Ｒｉｎｉとの比（１００×Ｒｎｏｗ／Ｒｉｎｉ）で表される。初期状態とは、単電池１１が劣化していない状態であり、例えば、単電池１１を製造した直後の状態とすることができる。抵抗値Ｒｉｎｉは、実験などによって予め求めておくことができる。
【００７９】
単電池１１の劣化が進行するほど、単電池１１の抵抗値Ｒｎｏｗが上昇するため、抵抗増加率も上昇することになる。図５に示す点線は、同一のレートにおいて充放電を行ったときの抵抗増加率の変化を示す。図５の点線で示すように、所定レートで継続した放電を行った後に、所定レート（放電時と同じレート）で継続した充電を行っても、単電池１１の抵抗増加率が上昇してしまう。このことは、放電に伴う塩濃度の偏りが、放電後の充電によっても緩和されていないことを意味する。
【００８０】
一方、図５に示す実線は、互いに異なるレートにおいて充放電を行ったときの抵抗増加率の変化を示す。具体的には、継続した放電を行った後に、継続した充電を行う場合において、充電時のレートを放電時のレートよりも低くしている。この場合には、図５の実線で示すように、単電池１１の抵抗増加率が上昇しにくくなっている。図５に示す実験結果から分かるように、継続した放電を行った後に、継続した充電を行うときには、充電時のレートを放電時のレートよりも低くすることにより、単電池１１の抵抗上昇を抑制することができる。
【００８１】
単電池１１（組電池１０）の抵抗上昇を抑制すれば、単電池１１（組電池１０）の入出力性能を向上させることができる。これに伴い、組電池１０の出力を用いて車両を走行させるときには、走行時のドライバビリティを向上させることができる。また、車両の制動時には、回生電力を組電池１０に効率良く蓄えることができる。
【００８２】
本実施例では、ＳＯＣ回復スイッチ２９の操作によって、図４に示すように、組電池１０のＳＯＣが変化することがある。ここで、図５に示す実験結果から分かるように、強制充電における充電レートを、ＥＶ走行における組電池１０の放電レートと等しくしても、放電時の塩濃度の偏りに伴う抵抗上昇（すなわち、ハイレート劣化）を抑制することができない。本実施例では、図５に示す実験結果を考慮して、強制充電における充電レートを、ＥＶ走行における組電池１０の放電レートよりも低くしている。
【００８３】
以下、放電時の塩濃度の偏りに伴う単電池１１の抵抗上昇（ハイレート劣化）を抑制するための処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理は、ＳＯＣ回復スイッチ２９がオフからオンに切り替わったときに開始され、コントローラ３０によって実行される。
【００８４】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、ＳＯＣ回復スイッチ２９がオンであることを確認する。ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、現在のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であるか否かを判別する。上述したように、コントローラ３０は、所定の周期Δｔにおいて、ダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃを算出し、このダメージ量Ｄ＿ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出する。このため、コントローラ３０は、ＳＯＣ回復スイッチ２９がオンとなったときのダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを把握することができ、このダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを所定量Ｄａｍ＿ｔｈと比較する。
【００８５】
所定量Ｄａｍ＿ｔｈは、放電時の塩濃度の偏りに伴う単電池１１の抵抗上昇を抑制する観点に基づいて、予め設定された値である。所定量Ｄａｍ＿ｔｈは、適宜設定することができ、所定量Ｄａｍ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいとき、コントローラ３０は、単電池１１の抵抗上昇を抑制する必要があると判断し、ステップＳ１０３の処理を行う。
【００８６】
一方、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であるとき、コントローラ３０は、単電池１１の抵抗上昇を抑制する必要が無いと判断し、ステップＳ１０４の処理を行う。ステップＳ１０３，Ｓ１０４において、コントローラ３０は、強制充電時の上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する。ここで、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理では、以下に説明するように、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定方法が互いに異なる。
【００８７】
ステップＳ１０３の処理では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが設定される。具体的には、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの対応関係（マップ又は関数）を実験などによって予め求めておけば、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを算出することにより、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを算出することができる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの対応関係に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００８８】
ステップＳ１０４の処理において、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに対応する上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍは、図５に示す実験結果を考慮して設定することができる。すなわち、図５に示す実験結果を考慮することにより、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを減少させることができる上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを実験などによって予め求めることができる。
【００８９】
例えば、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃと、このダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが発生するときの放電電力Ｗｏｕｔとの関係を実験などによって求めることができる。図５に示す実験結果を考慮すると、充電時のレートを放電時のレートよりも低くすればよいため、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍは、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが発生するときの放電電力Ｗｏｕｔよりも低くすればよい。
【００９０】
本実施例では、放電時の電流値Ｉｂが正の値となり、充電時の電流値Ｉｂが負の値となるため、放電電力Ｗｏｕｔが正の値となり、充電電力Ｗｉｎが負の値となる。このため、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの絶対値が、放電電力Ｗｏｕｔよりも低ければよい。ここで、上限電力（絶対値）Ｗｉｎ＿ｌｉｍが放電電力Ｗｏｕｔよりも低ければ、放電時の塩濃度の偏りに伴う抵抗上昇を抑制することができる。このため、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが発生するときの放電電力Ｗｏｕｔよりも低い範囲内において、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを適宜設定することができる。
【００９１】
ここで、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを低くしすぎると、強制充電において、所定時間に対するＳＯＣの上昇量が小さくなり、強制充電を終了させるまでの時間が長くなりやすい。このため、強制充電を終了させるまでの時間も考慮して、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することが好ましい。
【００９２】
ステップＳ１０４の処理では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを考慮せずに、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが設定される。具体的には、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍは、上述したように、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂに基づいて設定することができる。
【００９３】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、強制充電を開始させる。強制充電を行うとき、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理で設定された上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍに基づいて、単電池１１（組電池１０）の充電が制御される。また、強制充電を開始することにより、単電池１１（組電池１０）のＳＯＣが上昇する。
【００９４】
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、現在の単電池１１（組電池１０）のＳＯＣがＳＯＣ＿ｅｎｄ以上であるか否かを判別する。強制充電を開始した後において、コントローラ３０は、単電池１１（組電池１０）のＳＯＣを推定し続けることにより、現在のＳＯＣおよびＳＯＣ＿ｅｎｄを比較することができる。現在のＳＯＣがＳＯＣ＿ｅｎｄ以上になるまで、コントローラ３０は、強制充電を続ける。一方、現在のＳＯＣがＳＯＣ＿ｅｎｄ以上となったとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０７において、強制充電を終了させる。
【００９５】
ステップＳ１０６の処理では、単電池１１のＳＯＣおよびＳＯＣ＿ｅｎｄを比較することもできるし、組電池１０のＳＯＣおよびＳＯＣ＿ｅｎｄを比較することもできる。ここで、単電池１１のＳＯＣおよびＳＯＣ＿ｅｎｄを比較するときにおいて、複数の単電池１１におけるＳＯＣのバラツキが発生しているときには、最も高い単電池１１のＳＯＣと、ＳＯＣ＿ｅｎｄとを比較することが好ましい。これにより、強制充電を行うときに、ＳＯＣが最も高い単電池１１が過充電状態となってしまうことを抑制できる。
【００９６】
ステップＳ１０６の処理では、現在のＳＯＣがＳＯＣ＿ｅｎｄ以上であるか否かを判別しているが、これに限るものではない。例えば、単電池１１（又は組電池１０）の電圧値Ｖｂに基づいて、強制充電を終了させるか否かを判別することができる。具体的には、現在の電圧値Ｖｂが、強制充電を終了させるときの終了電圧値以上であるときに、強制充電を終了させることができる。ＳＯＣ＿ｅｎｄを設定する場合と同様に、終了電圧値を設定することができる。
【００９７】
現在の電圧値Ｖｂが終了電圧値よりも低いときには、強制充電を継続させることができる。ここでの電圧値Ｖｂとしては、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）又はＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）を用いることができる。
【００９８】
本実施例では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいとき、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、充電時の上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定しているが、これに加えて、放電時の上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍを設定することができる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいときには、放電による塩濃度の偏りを抑制する必要がある。すなわち、放電による塩濃度の偏りが進行することを抑制するために、単電池１１（組電池１０）の放電を制限する必要がある。
【００９９】
具体的には、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび所定量Ｄａｍ＿ｔｈの差に応じて、基準となる上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍを補正することができる。ここで、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび所定量Ｄａｍ＿ｔｈの差が大きくなるほど、上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍの補正量（電力を低下させる量）を大きくすることができる。基準となる上限電力Ｗｏｕｔ＿ｌｉｍは、例えば、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂから設定される値を用いることができる。
【０１００】
本実施例では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの対応関係を予め求めておき、算出したダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに対応する上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定しているが、これに限るものではない。例えば、現在のダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃとなるまでの過去の放電履歴を取得しておき、この放電履歴に基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【０１０１】
具体的には、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きくなったときにおいて、このダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが算出されるまでの放電履歴を取得し、この放電履歴に応じた上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。ここで、放電履歴としては、例えば、平均電流値を用いることができる。この場合には、放電時の平均電流値よりも小さい電流値で強制充電が行われるように、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【０１０２】
ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定した後では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であることを確認した上で、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することができる。言い換えれば、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下となったときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定が行われない。この場合には、ステップＳ１０４の処理と同様に、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂに応じて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【０１０３】
なお、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが設定されたままとなる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいときには、放電時の塩濃度の偏りが解消されていないため、ハイレート劣化を抑制する上では、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに応じた値に設定しておくことが好ましい。
【０１０４】
一方、単電池１１を充放電させずに放置した時間（放置時間）ｔ＿ｒｅｓｔを考慮して、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することもできる。ここで、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔは、単電池１１が非通電状態にあるときの継続時間であり、タイマ３２を用いて計測することができる。
【０１０５】
単電池１１を充放電させずに放置すると、イオンの拡散が促進され、放電時の塩濃度の偏りが緩和方向に変化する。ここで、塩濃度の偏りが解消される時間（解消時間という）ｔ＿ｔｈを実験などによって予め求めておけば、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔおよび解消時間ｔ＿ｔｈを比較することにより、塩濃度の偏りの解消状態を把握することができる。解消時間ｔ＿ｔｈとしては、例えば、塩濃度の偏りを解消させることができる最大の時間とすることができる。
【０１０６】
放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも長ければ、塩濃度の偏りが解消されていると判別でき、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する必要が無い。すなわち、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも長いときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することができる。言い換えれば、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも長いときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定が行われない。この場合には、ステップＳ１０４の処理と同様に、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂなどに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【０１０７】
放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも短ければ、塩濃度の偏りが解消されていないことになるため、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する必要がある。すなわち、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも長いときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが設定されたままとなる。
【０１０８】
一方、単電池１１の抵抗値Ｒｂを考慮して、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することもできる。ここで、単電池１１の抵抗値Ｒｂは、例えば、単電池１１の電流値Ｉｂおよび電圧値Ｖｂから算出することができる。具体的には、単電池１１の充放電を行っている間に、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値（電流値Ｉｂおよび電圧値Ｖｂの関係）をプロットする。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を単電池１１の抵抗値Ｒｂとすることができる。
【０１０９】
単電池１１の抵抗値Ｒｂには、ハイレート劣化に伴う抵抗成分と、摩耗劣化に伴う抵抗成分とが含まれる。ここで、摩耗劣化に伴う抵抗成分は、時間の経過とともに、単電池１１を構成する材料が劣化することに応じて、単電池１１の抵抗値Ｒｂを上昇させる成分である。単電池１１の抵抗値Ｒｂを把握すれば、ハイレート劣化が解消されているか否かを把握することができる。
【０１１０】
例えば、摩耗劣化を考慮して所定値（抵抗値に関する値）Ｒｔｈを設定し、現在の単電池１１の抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であることを確認することにより、ハイレート劣化が解消されていることを確認することができる。ここで、所定値Ｒｔｈとしては、摩耗劣化に対応した抵抗値、又は、摩耗劣化に対応した抵抗値よりも高い値とすることができる。摩耗劣化は、時間の経過に応じて進行しやすいため、経過時間に応じて所定値Ｒｔｈを変更することができる。経過時間は、単電池１１を初めて使用してから現在までの時間であり、タイマ３２を用いて計測することができる。
【０１１１】
抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であれば、ハイレート劣化が解消されていると判別でき、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する必要が無い。すなわち、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であるときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することができる。言い換えれば、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であるときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定が行われない。この場合には、ステップＳ１０４の処理と同様に、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂなどに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【０１１２】
抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈよりも高ければ、ハイレート劣化が解消されていないと判別でき、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する必要がある。すなわち、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈよりも高いときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが設定されたままとなる。
【０１１３】
ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除するときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび所定量Ｄａｍ＿ｔｈの比較、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔおよび解消時間ｔ＿ｔｈの比較、および抵抗値Ｒｂおよび所定値Ｒｔｈの比較のうち、少なくとも１つを行うことができる。ここで、複数の比較を行うときには、これらの比較における条件がすべて満足されている場合に限り、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することができる。
【０１１４】
例えば、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃおよび所定量Ｄａｍ＿ｔｈの比較と、放置時間および解消時間の比較とを行うときには、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であり、かつ、放置時間が解消時間よりも長いときに、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除することができる。
【０１１５】
図７は、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除する処理を示すフローチャートである。図７に示す処理は、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定が行われた後に行われ、コントローラ３０によって実行される。
【０１１６】
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であるか否かを判別する。また、コントローラ３０は、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔを測定し、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。さらに、コントローラ３０は、単電池１１の抵抗値Ｒｂを算出し、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であるか否かを判別する。
【０１１７】
ここで、ステップＳ２０１の処理では、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃ、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔおよび抵抗値Ｒｂを考慮しているが、これらのうち、少なくとも１つを考慮することができる。ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈ以下であるとき、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈ以下であるとき、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０２の処理を行う。
【０１１８】
一方、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃが所定量Ｄａｍ＿ｔｈよりも大きいとき、放置時間ｔ＿ｒｅｓｔが解消時間ｔ＿ｔｈよりも短いとき、抵抗値Ｒｂが所定値Ｒｔｈよりも高いとき、コントローラ３０は、図７に示す処理を終了する。この場合には、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づいて設定された上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍが維持される。そして、この上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍに基づいて、単電池１１の充電が制御される。
【０１１９】
ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃに基づく上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍの設定を解除する。この場合には、コントローラ３０は、ダメージ積算量Ｄａｍ＿ｄｃを考慮せずに、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定する。例えば、コントローラ３０は、単電池１１のＳＯＣや温度Ｔｂに基づいて、上限電力Ｗｉｎ＿ｌｉｍを設定することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０：組電池、１１：単電池、２０：監視ユニット、２１：温度センサ、
２２：電流センサ、２３：インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２：モータ・ジェネレータ、
２４：駆動輪、２５：動力分割機構、２６：エンジン、２７：充電器、
２８：インレット、３０：コントローラ、３１：メモリ、３２：タイマ、
ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン、ＣＬ１，ＣＬ２：充電ライン、
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー、
Ｒ：電流制限抵抗、Ｒｃｈ１，Ｒｃｈ２：充電リレー
【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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