(57)【要約】電解液の塩濃度分布の偏りを防止して内部抵抗の上昇を回避し，非水電解液型リチウムイオン二次電池の耐久性を向上させる非水電解液型リチウムイオン二次電池システムと制御方法及びそれを用いた車両を提供することを目的とする。計測時間（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）の間に，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出し（Ｓ１０２），充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ１０３）。次に，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ１０５）。ここで，充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値よりも大きければ（Ｓ１０５：Ｙｅｓ），充電側の電流値を制限する（Ｓ１０６）。一方，充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値以下であれば（Ｓ１０５：Ｎｏ），放電側の電流値を制限する（Ｓ１０７）。
2010079595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水電解液型二次電池と，
前記非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有する非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記制御部は，
予め定めた期間毎に，
予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，
予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，
前記充電履歴値Ｃｃと前記放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい場合に，その後において充電電流または放電電流を制限する電流制限部とを有し，
前記電流制限部は，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより大きい場合に，充電電流を制限し，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより小さい場合に，放電電流を制限することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記非水電解液型二次電池が非水電解液型リチウムイオン二次電池であることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，
前記充電履歴値Ｃｃの値が，前記放電履歴値Ｃｄに予め定めた正の基準値を加えた値以上の場合に，充電電流を制限し，
前記放電履歴値Ｃｄの値が，前記充電履歴値Ｃｃに予め定めた正の基準値を加えた値以上の場合に，放電電流を制限することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項４】
請求の範囲第１項または第２項に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，
前記充電履歴値Ｃｃの前記放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた１以上の数である第１の基準値より大きい場合に，充電電流を制限し，
前記放電履歴値Ｃｄの前記充電履歴値Ｃｃに対する比が，予め定めた１以上の数である第２の基準値より大きい場合に，放電電流を制限することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，
前記充電履歴値Ｃｃの前記放電履歴値Ｃｄに対する比が，前記第１の基準値以下であり，
かつ，
前記放電履歴値Ｃｄの前記充電履歴値Ｃｃに対する比が，前記第２の基準値以下である場合に，
電流制限を行わないことを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項６】
請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項７】
請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項８】
請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝Ｉｃ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝Ｉｄ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項９】
請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝Ｉｍａｘ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝Ｉｍｉｎ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１０】
請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間Ｔｃを用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間Ｔｄを用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１１】
請求の範囲第６項から第１０項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，
前回以前に計算した充電履歴値Ｃｃの総和に，今回計算した充電履歴値Ｃｃを加えた累積充電履歴値ＳＣｃを用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，
前回以前に計算した放電履歴値Ｃｄの総和に，今回計算した放電履歴値Ｃｄを加えた累積放電履歴値ＳＣｄを用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１２】
請求の範囲第１項から第１１項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が，予め定めた制限値を超える場合に，その電流値に替えて当該制限値の電流を流すことを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１３】
請求の範囲第１項から第１１項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値に，予め定めた１より小さい係数を乗じた値の電流を流すことを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１４】
請求の範囲第１項から第１１項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が，予め定めた制限値を超える場合に，その電流値に替えて，その電流値のうち当該制限値を超える分に予め定めた１より小さい係数を掛けた値と，当該制限値との和に相当する電流を流すことを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１５】
請求の範囲第１項から第１４項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記電流制限部は，
充電電流を制限する場合に，
次回の計測に用いる前記放電閾値電流Ｉｄの値の大きさをそれ以前の値より大きく設定し，
放電電流を制限する場合に，
次回の計測に用いる前記充電閾値電流Ｉｃの値の大きさをそれ以前の値より大きく設定することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１６】
請求の範囲第１項から第１４項までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電閾値電流Ｉｃとして，
ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の値が大きくなるほど絶対値として小さい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として大きい値を，
電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を用い，
前記放電閾値電流Ｉｄとして，
ＳＯＣの値が大きくなるほど絶対値として大きい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として小さい値を，
電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１７】
モータと，
非水電解液型二次電池と，
前記非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有する車両において，
前記制御部は，
予め定めた期間毎に，
予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，
予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，
前記充電履歴値Ｃｃと前記放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい場合に，その後において充電電流または放電電流を制限する電流制限部とを有し，
前記電流制限部は，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより大きい場合に，充電電流を制限し，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより小さい場合に，放電電流を制限することを特徴とする車両。
【請求項１８】
非水電解液型二次電池と，
前記非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有する非水電解液型二次電池システムにおいて，
前記制御部は，
予め定めた期間毎に，
予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，
予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，
前記充電履歴値Ｃｃと，前記放電履歴値Ｃｄとから前記非水電解液型二次電池の電解液中の塩濃度の分布を推定する塩濃度推定部を有することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１９】
モータと，
非水電解液型二次電池と，
前記非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有する車両において，
前記制御部は，
予め定めた期間毎に，
予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，
予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，
前記充電履歴値Ｃｃと，前記放電履歴値Ｃｄとから前記非水電解液型二次電池の電解液中の塩濃度の分布を推定する塩濃度推定部を有することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ハイブリッド車両または電気自動車等に用いるリチウムイオン二次電池等の制御装置に関する。さらに詳細には，ハイレート充放電によるリチウムイオン二次電池等の劣化を抑制する非水電解液型二次電池システム及び車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，繰り返し充放電を行うものである。例えば，ハイブリッド車両または電気自動車に搭載される二次電池においては，より大電流の充放電（ハイレート充放電）が行われる。このため，エネルギー密度が高く，ハイレート充放電性に優れる非水電解液型リチウムイオン二次電池を車両用に採用すべく開発が進められている。しかし，非水電解液型リチウムイオン二次電池であっても，より大きな電流で充放電を繰り返すことにより，その内部抵抗が上昇することが知られている（例えば特許文献１）。【０００３】
このような内部抵抗の上昇の抑制を図った非水電解液型リチウムイオン二次電池が，特許文献１により開示されている。特許文献１においては，電極集電体と電極合剤層との間に導電層を配設することにより，電極体の劣化を防止するとしている。これにより，電圧低下を抑制する非水電解液型リチウムイオン二次電池が開示されている。【０００４】
【特許文献１】特開平９−９７６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その後，本出願人の研究開発の結果，内部抵抗の上昇の原因として，上記した電極に起因するものの他に，電解液中の不均一な塩濃度分布に起因するものがあることが明らかになってきた。ここで，不均一な塩濃度分布とは，電極近傍と，電極間の中間地点近傍とで，塩濃度に偏りがみられることをいう。この不均一な塩濃度分布は，ハイレート充放電を行うことにより生ずるものと考えられる。【０００６】
また，このような塩濃度の偏りは，電解液の粘性，電解液中のイオンの移動速度等と関連しているものと考えられる。例えば，電極周辺の塩濃度が低下した場合，電極表面での反応は否応なしに低下し，その結果内部抵抗は上昇する。そして，このような使用状態が続いた場合，塩濃度分布が偏ったままとなるおそれがある。よって，なんらかの措置を講じなければ，電池性能は低下し，電池の耐久寿命は短くなってしまう。【０００７】
前述したように，電極に起因する内部抵抗の上昇は，電極に対策を施す従来技術（特許文献１等）により抑制することができる。しかし，電解液の塩濃度分布に起因する内部抵抗の上昇は，電極に対策を施す発明（特許文献１等）では解決できない。【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電解液の塩濃度分布の偏りを防止して内部抵抗の上昇を回避し，非水電解液型リチウムイオン二次電池の耐久性を向上させる非水電解液型リチウムイオン二次電池システム及びそれを用いた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の非水電解液型二次電池システムは，非水電解液型二次電池と，非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有し，制御部は，予め定めた期間毎に，予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい場合に，その後において充電電流または放電電流を制限する電流制限部とを有し，電流制限部は，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより大きい場合に，充電電流を制限し，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより小さい場合に，放電電流を制限するものである。かかる非水電解液型二次電池システムは，ハイレート充放電を行っても，電解液中の塩濃度分布が不均一となることを抑制することができる。このため，内部抵抗の上昇が抑制される。よって，非水電解液型二次電池の耐久寿命は長い。【００１０】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，非水電解液型二次電池が非水電解液型リチウムイオン二次電池であってもよい。非水電解液型リチウムイオン二次電池システムにおいても，ハイレート充放電に起因する電解液中の不均一な塩濃度分布を抑制することができるからである。【００１１】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，充電履歴値Ｃｃの値が，放電履歴値Ｃｄに予め定めた正の基準値を加えた値以上の場合に，充電電流を制限し，放電履歴値Ｃｄの値が，充電履歴値Ｃｃに予め定めた正の基準値を加えた値以上の場合に，放電電流を制限するとよい。ハイレート充電またはハイレート放電がバランスよく行われ，電解液中の塩濃度分布が不均一となることを防止することができるからである。【００１２】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた１以上の数である第１の基準値より大きい場合に，充電電流を制限し，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，予め定めた１以上の数である第２の基準値より大きい場合に，放電電流を制限してもよい。ハイレート充電またはハイレート放電がバランスよく行われ，電解液中の塩濃度分布が不均一となることを防止することができることに変わりないからである。【００１３】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，第１の基準値以下であり，かつ，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，第２の基準値以下である場合に，電流制限を行わないこととしてもよい。充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が小さい場合には，電流制限を行う必要のない場合があるからである。電流制限がないと，使用できる電流領域が狭くならないためである。【００１４】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いるとよい。ハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できるからである。【００１５】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いてもよい。ハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できることに変わりないからである。【００１６】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝Ｉｃ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝Ｉｄ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いてもよい。ハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できることに変わりないからである。【００１７】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ＝Ｉｍａｘ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ＝Ｉｍｉｎ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いてもよい。ハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できることに変わりないからである。【００１８】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間Ｔｃを用い，放電履歴値Ｃｄとして，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間Ｔｄを用いてもよい。ハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できることに変わりないからである。【００１９】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，前回以前に計算した充電履歴値Ｃｃの総和に，今回計算した充電履歴値Ｃｃを加えた累積充電履歴値ＳＣｃを用い，放電履歴値Ｃｄとして，前回以前に計算した放電履歴値Ｃｄの総和に，今回計算した放電履歴値Ｃｄを加えた累積放電履歴値ＳＣｄを用いてもよい。非水電解液型二次電池が製造された後にハイレート充電及びハイレート放電がどの程度行われたかを数値的に評価できるからである。【００２０】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が，予め定めた制限値を超える場合に，その電流値に替えて当該制限値の電流を流すとなおよい。ハイレート充放電を制限することができるからである。【００２１】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値に，予め定めた１より小さい係数を乗じた値の電流を流すとよい。ハイレート充放電を制限することができることに変わりないからである。【００２２】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が，予め定めた制限値を超える場合に，その電流値に替えて，その電流値のうち当該制限値を超える分に予め定めた１より小さい係数を掛けた値と，当該制限値との和に相当する電流を流してもよい。ハイレート充放電を制限することができることに変わりないからである。【００２３】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制限部は，充電電流を制限する場合に，次回の計測に用いる放電閾値電流Ｉｄの値の大きさをそれ以前の値より大きく設定し，放電電流を制限する場合に，次回の計測に用いる充電閾値電流Ｉｃの値の大きさをそれ以前の値より大きく設定するとよい。充放電に使用できる電流領域を広く設定できるからである。【００２４】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電閾値電流Ｉｃとして，ＳＯＣの値が大きくなるほど絶対値として小さい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を用い，放電閾値電流Ｉｄとして，ＳＯＣの値が大きくなるほど絶対値として大きい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として小さい値を，電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を用いるとなおよい。電解液中の塩濃度分布と関連性の深い充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを設定できるからである。これにより，塩濃度分布をより反映した電流制限を行うことができる。【００２５】
また，本発明に係る車両は，モータと，非水電解液型二次電池と，非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有し，制御部は，予め定めた期間毎に，予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい場合に，その後において充電電流または放電電流を制限する電流制限部とを有し，電流制限部は，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより大きい場合に，充電電流を制限し，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより小さい場合に，放電電流を制限するものである。かかる車両は，ハイレート充放電を行っても，電解液中の塩濃度分布が不均一となることを抑制することができる。このため，内部抵抗の上昇が抑制される。よって，車両における非水電解液型二次電池の耐久寿命は長い。【００２６】
また，本発明に係る非水電解液型二次電池システムは，非水電解液型二次電池と，非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有し，制御部は，予め定めた期間毎に，予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとから非水電解液型二次電池の電解液中の塩濃度の分布を推定する塩濃度推定部を有するものである。かかる非水電解液型二次電池システムは，電解液中の塩濃度の分布を推定することができる。これにより，非水電解液型二次電池の耐久寿命の到来を判断することができる。【００２７】
また，本発明に係る車両は，モータと，非水電解液型二次電池と，非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有し，制御部は，予め定めた期間毎に，予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとから非水電解液型二次電池の電解液中の塩濃度の分布を推定する塩濃度推定部を有するものである。かかる車両は，電解液中の塩濃度の分布を推定することができる。これにより，非水電解液型二次電池の耐久寿命の到来を判断することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば，電解液の塩濃度分布の偏りを防止して内部抵抗の上昇を回避し，非水電解液型リチウムイオン二次電池の耐久性を向上させる非水電解液型リチウムイオン二次電池システム及びそれを用いた車両が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るハイブリッド車両を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明に係るバッテリシステムを説明するための概略構成図である。
【図３】ハイブリッド車両の走行によるバッテリの充放電における電流値の時間変化を例示するグラフである。
【図４】本形態の充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを例示するグラフである。
【図５】第１の形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明のバッテリシステムの電流制限の方法を説明するためのグラフ（その１）である。
【図７】本発明のバッテリシステムの電流制限の方法を説明するためのグラフ（その２）である。
【図８】第１の形態のバッテリシステムの別の電流制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２の形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３の形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第４の形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第４の形態における充電閾値電流Ｉｃを設定するための電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。
【図１３】第４の形態における放電閾値電流Ｉｄを設定するための電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。
【図１４】一定電流で放電し続けた場合の電池セルの電圧の経時変化を説明するためのグラフである。
【図１５】一定電流で放電し続けた場合の電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値の経時変化を説明するためのグラフである。
【図１６】放電し続ける一定電流の値を変えた場合の［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値の変化を示すグラフである。
【図１７】ＳＯＣが一定（６０％）の場合における充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を例示するグラフである。
【図１８】温度が一定（２５℃）の場合における充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を例示するグラフである。
【図１９】充電過多の場合のバッテリの塩濃度分布を説明するための概念図である。
【図２０】放電過多の場合のバッテリの塩濃度分布を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…ハイブリッド車両
１０…ハイブリッドシステム
２０…エンジン
３０…モータ
４０…発電機
５０…バッテリ
６０…動力分割機構
７０…インバータ
１００…バッテリシステム
１５１…バッテリ制御部
１５２…電圧測定部
１５３…電流測定部
１５４…温度測定部
１５５…メモリ
２００…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ハイブリッド車両に用いられる非水電解液型リチウムイオン二次電池の制御装置およびハイブリッド車両について，本発明を具体化したものである。【００３２】
（第１の形態）
（全体の概略構成）
本形態におけるハイブリッド車両１の概略構成を図１に示す。本形態のハリブリッド車両１におけるハイブリッドシステム１０は，エンジン２０及びモータ３０から出力される動力を，動力分割機構６０を介してタイヤ２に供給してハイブリッド車両１を駆動させるものである。ハイブリッドシステム１０は，エンジン２０と，モータ３０と，発電機４０と，バッテリ５０と，動力分割機構６０と，パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）２００とを有している。【００３３】
ＰＣＵ２００は，図１に示すように，インバータ７０を有している。インバータ７０は，バッテリ５０側の直流と，モータ３０及び発電機４０側の三相交流とを相互に変換するものである。【００３４】
エンジン２０及びモータ３０は，ハイブリッド車両１を駆動させるためのものである。エンジン２０と，モータ３０とから出力された動力は，動力分割機構６０を介してタイヤ２に伝達されるようになっている。動力分割機構６０は，エンジン２０からの動力と，モータ３０からの動力とを切り替えるものである。また，エンジン２０と，モータ３０とからの動力を併用して，より高いエネルギー効率でハイブリッド車両１を走行させるためのものである。【００３５】
また，モータ３０は，ハイブリッド車両１の減速時に，発電機として発電することができるようになっている。この発電により得られた電気的エネルギーは，バッテリ５０に蓄えられるようになっている。発電機４０は，エンジン２０の回転エネルギーにより発電し，インバータ７０を介してバッテリ５０に電気的エネルギーを蓄えるものである。【００３６】
バッテリ５０は，ＰＣＵ２００に付属しているインバータ７０を介してモータ３０に電力を供給するためのものである。バッテリ５０は，リチウムイオン導電性の非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池の電池セルを複数個直列に接続した組電池である。【００３７】
また，バッテリ５０は，リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質を正極活物質及び負極活物質として用いている。バッテリ５０の正極は，アルミ等に正極活物質を塗布したものである。負極は，銅等に負極活物質を塗布したものである。【００３８】
バッテリ５０の正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。また，負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。【００３９】
また，バッテリ５０の電解液は，非水有機溶媒に電解質を溶解させたものである。非水有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のエステル系溶媒や，エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ），ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機液体溶媒が挙げられる。また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。【００４０】
ハイブリッド車両１において，エンジン２０と，モータ３０との動力を効率よく用いるために，これらを統合して制御する役割をＰＣＵ２００が担っている。ＰＣＵ２００は，アクセルペダル，ブレーキペダル，シフトレバー等からの操作信号を受け取り，エンジン２０とモータ３０とを利用した最適走行を実現するものである。【００４１】
ＰＣＵ２００は，モータ３０と，発電機４０とを制御するためのものである。また，ＰＣＵ２００は，バッテリ５０の充電または放電を制御するものである。そして，モータ３０の必要とする出力等に応じて電力の供給量を制御するものである。さらに，後に詳述するように，バッテリ５０の電解液中の塩濃度分布が不均一となるのを回避するために電流制限を行うものである。【００４２】
（バッテリシステム）
ここで，本形態のバッテリシステム１００について図２により説明する。図２は，図１に示したハイブリッドシステム１０のうち，バッテリ５０と，ＰＣＵ２００とを抜き出して描いたものである。バッテリシステム１００は，バッテリ５０とＰＣＵ２００とを有する非水電解液型リチウムイオン二次電池システムである。よって，バッテリシステム１００は，ハイブリッドシステム１０及びハイブリッド車両１の一部を構成するものである。【００４３】
ＰＣＵ２００は，インバータ７０の他に，図２に示すように，バッテリ制御部１５１と，電圧測定部１５２と，電流測定部１５３と，温度測定部１５４と，メモリ１５５とを有する制御部である。電圧測定部１５２は，組電池であるバッテリ５０を構成する個々の電池セルの電圧を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。電流測定部１５３は，バッテリ５０と接続された回路を流れる電流を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。温度測定部１５４は，バッテリ５０を構成する個々の電池セルの温度を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。【００４４】
バッテリ制御部１５１は，インバータ７０を介してバッテリ５０の電流制御を行うものである。また，バッテリ制御部１５１は，電圧測定部１５２から出力されるバッテリ５０の電圧値と，電流測定部１５３から出力される電流値と，温度測定部１５４から出力されるバッテリ５０の温度とを基に，バッテリ５０の状態，例えばＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を把握することができるものである。そして，バッテリ５０の過負荷状態を回避する役割も担うものである。【００４５】
また，バッテリ制御部１５１は，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する充放電履歴値計算部と，電流制限を行う電流制限部を兼ねている。これらの働きについては，後に詳しく述べる。また，メモリ１５５には，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算するために用いる充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定値が格納されている。よって，バッテリ制御部１５１は，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定値を適宜メモリ１５５から読み出すことができるようになっている。【００４６】
（基本的な動作）
ここで，ハイブリッド車両１及びハイブリッドシステム１０の基本的な動作モードについて説明する。ハイブリッド車両１は，エンジン２０及びモータ３０の２種類の動力源を備えたハイブリッドシステム１０により走行するものである。ハイブリッドシステム１０による駆動方式には，エンジン２０のみを駆動源として用いる走行と，モータ３０のみを駆動源として用いる走行と，エンジン２０及びモータ３０を駆動源とする走行とがある。バッテリ５０の充電状態，放電状態を考慮するとさらに多くの走行モードに細分される。これらの走行モードを使い分けることにより，高いエネルギー効率で燃費の低いハイブリッド車両１が実現されているのである。よって，以下に代表的な走行モードについて説明する。【００４７】
まず，発進時には，ハイブリッド車両１はモータ３０のみを駆動して発進する。モータは，回転起動時においても大きなトルクを発生させることができるからである。そして，低速走行時においても，モータ３０のみの駆動によりハイブリッド車両１は走行する。発進時及び低速走行時には，エンジン２０による駆動の効率は低いためである。【００４８】
通常走行時においては，エンジン２０とモータ３０とを駆動源として併用して走行する。このとき，アクセルペダル等からの操作信号に対応して，ＰＣＵ２００が最適なエネルギー効率を保てるように，エンジン２０及びモータ３０を駆動させる。【００４９】
急加速時においては，エンジン２０とモータ３０とを駆動源として併用して走行する。そして，強い加速を行うためバッテリ５０からより大きな電力をモータ３０に供給する。一方，減速等の制動時には，モータ３０を発電機として用いて発電する。このように発電した電気をバッテリ５０に回収するためである。【００５０】
このような駆動制御の際，ＰＣＵ２００は，バッテリ５０からモータ３０への電力供給等を指令する。また，ＰＣＵ２００は，ハイレート充放電による電池セルの内部抵抗の上昇を防止するために電流制限を行う。その場合の電流制限方法については，後に詳述する。一方，モータ３０及び発電機４０は，各走行モードにおいて適宜発電を行い，インバータ７０を介してバッテリ５０に充電を行う。【００５１】
このような走行モードに応じて，バッテリ５０は充放電を繰り返す。その充放電の繰り返しを，図３に例示する。図３は，電流測定部１５３で測定されるバッテリ５０の電流値Ｉ（ｔ）の時間変化を示したものである。図３の横軸は，時間［秒］である。縦軸は，電流値［Ａ］である。正の電流値は，充電が行われていることを示しており，負の電流値は，放電が行われていることを示している。そしてこの電流値は，頻繁に値が変わっている。すなわち，アクセル，ブレーキ，シフトレバー等からの操作信号に対応して，ＰＣＵ２００がハイブリッドシステム１０を搭載したハイブリッド車両１の最適な走行を実現するのである。そして，本形態のバッテリシステム１００では，種々の走行モードにおいて，バッテリ５０における大電流の充放電の電流を制限する。後述するように，塩濃度分布が不均一となることを防止するためである。よって，以下に電流制限方法について説明する。【００５２】
（電流制限方法）
本形態のバッテリシステム１００における電流制限方法について説明する。本形態のバッテリシステム１００は，ハイレート充放電での使用による塩濃度分布の偏りを回避するために充電時または放電時の電流に制限を設けるものである。バッテリシステム１００の制御においては，次に説明する充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとを比較して，その違いが予め定められた程度より大きい場合に電流制限を行うのである。【００５３】
充電履歴値Ｃｃは，電流測定部１５３により測定された電流値Ｉ（ｔ）が，予め設定した閾値である充電閾値電流Ｉｃ（図３参照）の値以上となっている期間の履歴を数値化したものである。放電履歴値Ｃｄは，電流測定部１５３から出力された電流値Ｉ（ｔ）が，予め設定した閾値である放電閾値電流Ｉｄ（図３参照）の値以下となっている期間の履歴を数値化したものである。このため，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの定義にはいくつものバリエーションがある。よって，以下に例示する。なお，これらの値を比較するために，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとはともに，絶対値を用いて正またはゼロの値として定義してある。【００５４】
（充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第１の例）
電流Ｉ（ｔ）が正のときには充電が行われる。そして負のときには放電が行われる。このため，電流Ｉ（ｔ）を充電電流Ｉ（ｔ）と放電電流Ｉ（ｔ）とに分けることができる。すなわち，充電電流Ｉ（ｔ）は，電流Ｉ（ｔ）が正である期間を指すものである。放電電流Ｉ（ｔ）は，電流Ｉ（ｔ）が負である期間を指すものである。【００５５】
充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）のうち充電閾値電流Ｉｃを超える部分，すなわちＩ（ｔ）−Ｉｃの積分値を用いることができる。このときの充電履歴値Ｃｃは，次式に示す値
Ｃｃ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ］ｄｔ｜  ………（１）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
である。よって，充電履歴値Ｃｃは，図４においてドットでハッチングした領域の積分値の和である。図４は，図３に示した充放電の波形を簡略化して描いたものである。【００５６】
そして，放電履歴値Ｃｄとして，放電電流Ｉ（ｔ）のうち放電閾値電流Ｉｄを超える部分，すなわちＩ（ｔ）−Ｉｄの積分値を用いることができる。このときの放電履歴値Ｃｄは，次式に示す値
Ｃｄ＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ］ｄｔ｜  ………（２）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。放電履歴値Ｃｄは，図４においてスラッシュでハッチングした領域の積分値の和である。【００５７】
（充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第２の例）
また，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間における電流Ｉ（ｔ）そのものの時間積分であってもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間における電流Ｉ（ｔ）そのものの積分値であってもよい。このとき，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，次式に示す値
Ｃｃ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜  ………（３）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
Ｃｄ＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜  ………（４）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。【００５８】
（充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第３の例）
そして，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃそのものを採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄを採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，次式に示す値
Ｃｃ＝Ｔｃ＝∫ｄｔ  ………（５）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
Ｃｄ＝Ｔｄ＝∫ｄｔ  ………（６）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。【００５９】
（充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第４の例）
さらに，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃに，充電閾値電流Ｉｃの値を乗じたものを採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄに，放電閾値電流Ｉｄの値を乗じたものを採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，次式に示す値
Ｃｃ＝｜Ｉｃ｜・Ｔｃ  ………（７）
Ｃｄ＝｜Ｉｄ｜・Ｔｄ  ………（８）
である。【００６０】
（充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第５の例）
また，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃに，計測時間内の最大電流値Ｉｍａｘの値を乗じたものを採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄに，計測時間内の最小電流値Ｉｍｉｎの値を乗じたものを採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，次式に示す値
Ｃｃ＝｜Ｉｍａｘ｜・Ｔｃ  ………（９）
Ｉｍａｘ：計測時間内の最大電流値
Ｃｄ＝｜Ｉｍｉｎ｜・Ｔｄ  ………（１０）
Ｉｍｉｎ：計測時間内の最小電流値
である。【００６１】
以上に示したように，充電履歴値Ｃｃは，充電閾値電流Ｉｃ以上の電流値である期間Ｔｃの間に，充電履歴を数値化した値である。同様に，放電履歴値Ｃｄは，放電閾値電流Ｉｄ以下の電流値である期間Ｔｄの間に，放電履歴を数値化した値である。【００６２】
ここで，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを用いた電流制限方法について図５のフローチャートにより説明する。まず，計測を開始する（Ｓ１０１）。このときの計測期間は，例えば，イグニッションキーのオンからオフまでの期間である。そして，オンで計測を開始し，オフで計測を終了するのである。また，１分や１時間などの予め定めた長さの時間であってもよい。次に，充電閾値電流Ｉｃ（図３参照）及び放電閾値電流Ｉｄ（図３参照）の値をメモリ１５５から読み出す（Ｓ１０２）。充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄは，予め決定しておいた電流値である。図３は，バッテリ５０における充放電の経時変化と，充電閾値電流Ｉｃと放電閾値電流Ｉｄとを例示したものである。測定した電流Ｉ（ｔ）が正の値である期間には，充電が行われており，負の値である期間には，放電が行われていることとなる。なお，図３では，充電閾値電流Ｉｃを７５Ａ，放電閾値電流Ｉｄを−７５Ａとして示している。【００６３】
次に，充放電履歴値計算部が，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ１０３）。充電履歴値Ｃｃとして，前述の式（１），（３），（５），（７），（９）のいずれかを採用することができる。また，放電履歴値Ｃｄとして，前述の式（２），（４），（６），（８），（１０）のいずれかを採用することができる。そして，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測はＳ１０４の計測終了時まで継続して行われる（Ｓ１０４）。なお，電流値Ｉ（ｔ）の計測と同時に充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算したが，計測終了後に，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを一時に計算してもよい。【００６４】
次に，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ１０５）。ここで，充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値よりも大きければ（Ｓ１０５：Ｙｅｓ），電流制限部は充電側の電流値を制限する（Ｓ１０６）。一方，充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値以下であれば（Ｓ１０５：Ｎｏ），電流制限部は放電側の電流値を制限する（Ｓ１０７）。なお，ここで行う電流制限（Ｓ１０６，Ｓ１０７）は，次回の計測時間に適用されるものである。【００６５】
ここで行う電流制限は，次回の計測期間で実行される図５の電流制御フローのＳ１０３で計算されるはずの充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを，両者の違いを小さくするように狙って行うものである。例えば，Ｓ１０３で計算した充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを，電流制限を行ったものと仮定して再度計算しなおす。そして，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを等しくするような条件の電流制限を設定し，次回に適用することができる。また，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差（Ｃｃ−Ｃｄ）に応じて予めランクを設定しておき，そのランクに対応する電流制限を行ってもよい。【００６６】
電流制限部の行う電流制限の設定方法について説明する。図６は，Ｓ１０６における充電電流側に電流制限を設定する場合を示した図である。破線は，電流制限を施す前の電流値を示している。実線は，電流制限を施した後の電流値を示している。なお，図６は，図４と同様に，図３の波形を簡略化したものである。電流制限は，図６に示すように，閾値を設けてそれ以上の電流をカットオフすることにより行われる。すなわち，制限閾値電流Ｉｃｕｔを設定し，制限閾値電流Ｉｃｕｔの値以上の電流が流れないようにするのである。なお，制限閾値電流Ｉｃｕｔは，充電閾値電流Ｉｃとは別に定義されるものである。よって，Ｓ１０６では，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が，予め定めた制限値である制限閾値電流Ｉｃｕｔを越える場合に，その電流値に替えて制限閾値電流Ｉｃｕｔを流すのである。【００６７】
図７は，図６とは別の電流制限の方法を説明するための図である。破線は，電流制限を施す前の電流値を示している。実線は，電流制限を施した後の電流値を示している。なお，図７も，図４と同様に，図３の波形を簡略化したものである。電流制限は，図７に示すように，出力を全体的に抑制することにより行ってもよい。例えば，出力を５％低減することができる。このとき，電流制限された電流Ｉｒ（ｔ）は，１より小さい係数δを用いて，
Ｉｒ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）・δ
δ＜１
Ｉｒ（ｔ）：電流制限を施された電流
Ｉ（ｔ）：電流制限を施される前の電流
δ：係数
と表される。つまり，電流制限部は，電流制限を行わなかったとした場合の電流値に，予め定めた１より小さい係数を乗じた値の電流を流すのである。【００６８】
また，電流制限を行わなかったとした場合の電流値が予め定めた制限値である制限閾値電流Ｉｃｕｔを超える場合に，その超えた分に予め定めた１より小さい係数を掛けるようにしてもよい。そして，その値に制限閾値電流Ｉｃｕｔを加えた値を電流制限後の電流として用いればよい。つまり，電流Ｉ（ｔ）の代わりに，次式
Ｉｒ（ｔ）＝［Ｉ（ｔ）−Ｉｃｕｔ］・δ＋Ｉｃｕｔ
δ＜１
Ｉｒ（ｔ）：電流制限を施された電流
Ｉ（ｔ）：電流制限を施される前の電流
Ｉｃｕｔ：制限閾値電流
δ：係数
の電流制限を施された電流Ｉｒ（ｔ）を流すことにより電流制限を行うのである。【００６９】
このように，図６，図７では，充電側の電流に電流制限を行う場合（Ｓ１０６）について示したが，放電側の電流に電流制限を行う場合（Ｓ１０７）についても同様に電流制限を行うことができる。また，充電時には制限閾値電流Ｉｃｕｔを設定し，放電時には出力を全体的に抑制することにより，電流制限を行ってもよい。そして，充電時には出力を全体的に抑制し，放電時には制限閾値電流Ｉｃｕｔを設定することにより，電流制限を行ってもよい。【００７０】
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄは，一定値として扱った。しかし，充電閾値電流Ｉｃと，放電閾値電流Ｉｄとを適宜変更するようにしてもよい。例えば，図８に示すように，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄよりも大きかった場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ），Ｓ１０６で充電側の電流制限を行うとともに，それに合わせて放電閾値電流Ｉｄの大きさを大きくしてもよい（Ｓ１０８）。なお，この設定は次回の計測期間から適用されるものである。また，図８に示すように，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄ以下であった場合（Ｓ１０５：Ｎｏ），Ｓ１０７で放電側の電流制限を行うとともに，それに合わせて充電閾値電流Ｉｃの大きさを大きくしてもよい（Ｓ１０９）。なお，この設定も次回の計測期間から適用されるものである。この場合，充電閾値電流Ｉｃ（ｔ）及び放電閾値電流Ｉｄ（ｔ）は時間の経過により変化する。【００７１】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る非水電解液型リチウムイオン二次電池システムは，ハイレート充電または放電が継続して行われた場合に，充電または放電における電流制限を設けるものである。このため，塩濃度分布が不均一となることを防止することができるようになった。これにより，塩濃度分布の不均一化を回避することにより，内部抵抗の増大を防止し，耐久寿命の長いバッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，ハイブリッド車両１が実現されている。【００７２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。【００７３】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。また，本形態では非水電解液型リチウムイオン二次電池についてハイブリッド車両に適用したが，ハイブリッド車両に限定するものではない。すなわち，電気自動車，燃料電池車などのその他の車両に用いてもよい。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。また，本形態の電流制限フローは，計測期間毎に繰り返すこととした。しかし，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測を一度行った後は，再度計測を行わず，同一の電流制限を継続して適用するようにしてもよい。【００７４】
（第２の形態）
第２の形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１，ハイブリッドシステム１０，ＰＣＵ２００及びバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の形態と同様である。第１の形態と異なる点は，電流制限方法である。第１の形態では，充電電流または放電電流のどちらかに必ず電流制限を行うようになっていた。しかし，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が小さければ，電流制限を行う必要のない場合もある。よって，本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が小さければ，充電電流，放電電流のいずれにも電流制限を行わない。【００７５】
本形態の電流制限方法を図９のフローチャートにより説明する。まず，時間の計測を開始する（Ｓ２０１）。計測時間は，第１の形態と同様，予め定めた時間であってもよいし，イグニッションキーのオンからオフまでの時間であってもよい。次に，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出す（Ｓ２０２）。次に，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ２０３）。ここで計算する充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，第１の形態と同様にいくつかのバリエーションがある。そして，それらのバリエーションのうちいずれか一つを選択すればよい。続いて，時間の計測を終了する（Ｓ２０４）。【００７６】
続いて，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ２０５）。充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた基準値αよりも大きい場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ／Ｃｄ  ＞  α
充電側の電流制限を行う（Ｓ２０７）。そうでない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ），Ｓ２０６へ進む。次に，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，基準値αよりも大きい場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ／Ｃｃ  ＞  α
放電側の電流制限を行う（Ｓ２０８）。そうでない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ），電流制限は行わない（Ｓ２０９）。ここで行う電流制限は，第１の形態と同様である。以上を一定期間毎に，繰り返すのである。【００７７】
このとき用いる基準値αは，１以上の数（α≧１）である。例えば，１．２等の数値を用いることができる。これにより，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して大きすぎる場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）は，充電側の電流制限を行う（Ｓ２０７）。逆に，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して小さすぎる場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）は，放電側の電流制限を行う（Ｓ２０８）。どちらでもない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）は，電流制限を行わない（Ｓ２０９）。【００７８】
ここで，本形態の変形例について説明する。充電履歴値Ｃｃが，放電履歴値Ｃｄと予め定めた基準値βとの和以上の値である場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ  ≧  Ｃｄ＋β
充電側の電流制限を行う（Ｓ２０７）ようにしてもよい。放電履歴値Ｃｄが，充電履歴値Ｃｃと予め定めた基準値βとの和以上の値である場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ  ≧  Ｃｃ＋β
放電側の電流制限を行う（Ｓ２０８）ようにしてもよい。ここでβは，正の数である。また，基準値α及びβの値は，Ｓ２０５とＳ２０６とで共通とした。しかし，Ｓ２０５とＳ２０６とで別の値を用いてもよい。【００７９】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る非水電解液型リチウムイオン二次電池システムは，ハイレート充電または放電が継続して行われた場合に，充電または放電における電流制限を設けるものである。このため，塩濃度分布の不均一を回避することができるようになった。これにより，塩濃度分布の不均一化を回避することにより，内部抵抗の増大を防止し，耐久寿命の長いバッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，ハイブリッド車両１が実現されている。【００８０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。【００８１】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。また，本形態では非水電解液型リチウムイオン二次電池についてハイブリッド車両に適用したが，ハイブリッド車両に限定するものではない。すなわち，電気自動車，燃料電池車などのその他の車両に用いてもよい。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。また，本形態の電流制限フローは，計測期間毎に繰り返すこととした。しかし，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測を一度行った後は，再度計測を行わず，同一の電流制限を継続して適用するようにしてもよい。【００８２】
（第３の形態）
第３の形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１，ハイブリッドシステム１０，ＰＣＵ２００及びバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の形態と同様である。第１の形態と異なる点は，電流制限方法である。第１の形態では，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを用いて電流制限を行った。本形態では，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄに加えて，累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄを用いて電流制限を行うのである。【００８３】
累積充電履歴値ＳＣｃは，予め定められた時間に計測される充電履歴値Ｃｃの値を，ハイブリッド車両１が生産された後，現在（計測時）に至るまで累積して加算したものである。すなわち，累積充電履歴値ＳＣｃは，前回以前に計算した充電履歴値Ｃｃの総和に，今回計算した充電履歴値Ｃｃを加えたものである。また，累積放電履歴値ＳＣｄは，予め定められた時間に計測される放電履歴値Ｃｄの値を，ハイブリッド車両１が生産された後，現在（計測時）に至るまで累積して加算したものである。すなわち，累積放電履歴値ＳＣｄは，前回以前に計算した放電履歴値Ｃｄの総和に，今回計算した放電履歴値Ｃｄを加えたものである。【００８４】
よって，累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄは次式
ＳＣｃ＝ΣＣｃ
ＳＣｄ＝ΣＣｄ
で表される。ここで，和はハイブリッド車両１が生産された後，現在（計測時）に至るまでの期間について行われる。【００８５】
本形態の電流制限方法の一例を図１０のフローチャートにより説明する。まず，時間の計測を開始する（Ｓ３０１）。計測時間は，第１の形態と同様，予め定めた時間であってもよいし，イグニッションキーのオンからオフまでの時間であってもよい。次に，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出す（Ｓ３０２）。次に，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ３０３）。また，同時に累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄを計算する。なお，ここで計算する充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，第１の形態と同様にいくつかのバリエーションがある。そして，それらのバリエーションのうちいずれか一つを選択すればよい。続いて，時間の計測を終了する（Ｓ３０４）。【００８６】
続いて，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ３０５）。充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた基準値αよりも大きい場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ／Ｃｄ  ＞  α
充電側の電流制限を行う（Ｓ３１０）。そうでない場合（Ｓ３０５：Ｎｏ），Ｓ３０６へ進む。ここで，αは１以上の値である。次に，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，基準値αよりも大きい場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ／Ｃｃ  ＞  α
放電側の電流制限を行う（Ｓ３１１）。そうでない場合（Ｓ３０６：Ｎｏ），Ｓ３０７へ進む。【００８７】
Ｓ３０７では，ハイブリッド車両１が製造されてからＳ３０４に至るまでの時間に充電履歴値Ｃｃを加算した累積充電履歴値ＳＣｃと，ハイブリッド車両１が製造されてからＳ３０４に至るまでの時間に放電履歴値Ｃｄを加算した累積放電履歴値ＳＣｄとを比較する。ここで，累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄは，次式
ＳＣｃ＝ΣＣｃ
ＳＣｄ＝ΣＣｄ
和は，製造時からＳ３０４までの期間について行われる
により表されるものである。なお，前述の式における和は，製造時からＳ３０４までの期間について行われることとした。しかし，バッテリ５０の交換時等に累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄの値をリセットするようにしても構わない。【００８８】
ここで，Ｓ３０７では，累積充電履歴値ＳＣｃの累積放電履歴値ＳＣｄに対する比が
ＳＣｃ／ＳＣｄ  ＞  γ
であった場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ），充電側の電流制限を行う（Ｓ３１０）。そうでない場合（Ｓ３０７：Ｎｏ），Ｓ３０８に進む。ここでγは１以上の数である。【００８９】
Ｓ３０８では，累積放電履歴値ＳＣｄの累積充電履歴値ＳＣｃに対する比が
ＳＣｄ／ＳＣｃ  ＞  γ
であった場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ），放電側の電流制限を行う（Ｓ３１１）。そうでない場合（Ｓ３０８：Ｎｏ），Ｓ３０９に進む。Ｓ３０９では，充電側も放電側も電流制限を行わない。ここで行う電流制限は，第１の形態と同様である。以上を一定期間毎に，繰り返すのである。【００９０】
前述したように基準値α及びγは，１以上の数である。例えば，１．２等の数値を用いることができる。これにより，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して大きすぎる場合は，充電側の電流制限を行う。逆に，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して小さすぎる場合は，放電側の電流制限を行う。どちらでもない場合は，電流制限を行わない。【００９１】
そして，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとの差が小さい場合であっても，前回以前の履歴を示す累積充電履歴値ＳＣｃと累積放電履歴値ＳＣｄとの間に大きな差が生じていた場合，電流制限を行ったほうがよい場合がある。本形態は，そのような場合に有効である。【００９２】
ここで，本形態の変形例について説明する。充電履歴値Ｃｃが，放電履歴値Ｃｄと予め定めた基準値βとの和以上の値である場合，
Ｃｃ  ≧  Ｃｄ＋β
充電側の電流制限を行う（Ｓ３１０）ようにしてもよい。放電履歴値Ｃｄが，充電履歴値Ｃｃと予め定めた基準値βとの和以上の値である場合，
Ｃｄ  ≧  Ｃｃ＋β
放電側の電流制限を行う（Ｓ３１１）ようにしてもよい。累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄについても同様である。βは正の数である。【００９３】
なお，充電履歴値Ｃｃ及び累積充電履歴値ＳＣｃを用いる代わりに，前述の式（１），（３），（５），（７），（９）に示した充電履歴値Ｃｃを複数用いることもできる。同様に，放電履歴値Ｃｄ及び累積放電履歴値ＳＣｄを用いる代わりに，前述の式（２），（４），（６），（８），（１０）に示した放電履歴値Ｃｄを複数用いることもできる。【００９４】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る非水電解液型リチウムイオン二次電池システムは，ハイレート充電または放電が継続して行われた場合に，充電または放電における電流制限を設けるものである。このため，塩濃度分布の不均一を回避することができるようになった。これにより，塩濃度分布の不均一化を回避することにより，内部抵抗の増大を防止し，耐久寿命の長いバッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，ハイブリッド車両１が実現されている。【００９５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。【００９６】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。また，本形態では非水電解液型リチウムイオン二次電池についてハイブリッド車両に適用したが，ハイブリッド車両に限定するものではない。すなわち，電気自動車，燃料電池車などのその他の車両に用いてもよい。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。また，本形態の電流制限フローは，計測期間毎に繰り返すこととした。しかし，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測を一度行った後は，再度計測を行わず，同一の電流制限を継続して適用するようにしてもよい。【００９７】
（第４の形態）
第４の形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１，ハイブリッドシステム１０，ＰＣＵ２００及びバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の形態と同様である。第１の形態と異なる点は，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄとして，種々の環境において異なる値を用いることである。種々の環境とは，電池セルの温度やＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）である。電解液中の塩濃度の分布を変化させるような電流値は，ＳＯＣや電池セルの温度によっても変化するからである。【００９８】
本形態で用いる充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄは，電池セルの温度やＳＯＣに依存するものである。そして，電池セルの温度やＳＯＣに依存した充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの値は，メモリ１５５に電池温度−ＳＯＣ依存マップとして格納されている。よって，バッテリ制御部１５１は，測定した電池温度とＳＯＣとから，最適な充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出すことができるのである。そして，それを基に充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する点は，第１の形態等と同様である。また，後述する充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの設定方法は，メモリ１５５に格納されている電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成するために用いるものである。よって，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの設定方法は，バッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，及びハイブリッド車両１の必須構成要件ではない。【００９９】
本形態の電流制御方法を図１１により説明する。最初に，計測を開始する（Ｓ４０１）。次に，温度測定部１５４の測定した各電池セルの温度を取得する（Ｓ４０２）。一方，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）も取得する（Ｓ４０２）。なお，ＳＯＣの値は一定時間おきにメモリ１５５に記録されている。次に，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを電池温度−ＳＯＣ依存性マップから読み出す（Ｓ４０３）。図１２は，充電閾値電流Ｉｃの電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。取得した電池セルの温度を平均化し，その温度平均値とＳＯＣの値とから，その条件に該当する充電閾値電流Ｉｃを読み出すのである。図１３は，放電閾値電流Ｉｄの電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。同様に，放電閾値電流Ｉｄを読み出す。【０１００】
次に，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ４０４）。充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，第１の形態において用いたものと同様である。次に，計測を終了する（Ｓ４０５）。次に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ４０６）。充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値よりも大きければ（Ｓ４０６：Ｙｅｓ），充電側の電流制限を行う（Ｓ４０７）。充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値以下であれば（Ｓ４０６：Ｎｏ），放電側の電流制限を行う（Ｓ４０８）。以上により，電流制限の１サイクルが終了した。【０１０１】
（閾値電流）
本発明においては，電池セルの電解液中の塩濃度が不均一な分布となることを防止しつつ充放電を行うことが重要である。よって，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄは，電解液中の塩濃度の分布の変化と，より密接な関連性を有しているほうが好ましい。そこで，まず電流の大きさと電解液中の塩濃度分布との関連性について説明する。【０１０２】
大電流による充電または放電を一定時間継続して行った場合，電解液中を電極の周辺の電荷が巨視的に移動する電荷移動過程が生じる。続いて，電解液中の物質が移動する拡散過程（物質移動過程）が生じる。この物質移動過程が生じると，塩濃度分布が不均一になると考えられる。よって，この物質移動過程をなるべく生じさせないように電流制限を行えばよい。しかし，物質移動過程を全く生じないような制御を行うと，ハイブリッド車両１の出力が不足したり，エネルギー効率を低下させるおそれがある。そこで，物質移動過程の生ずる使用を塩濃度分布が不均一とならない範囲で部分的に認めるような制御を行うことが望ましい。【０１０３】
図１４は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔを放電し続けた場合の電池セルの電圧の時間変化の特性を示すグラフである。横軸は，時間ｔの平方根（√ｔ）［√ｓｅｃ］である。縦軸は，電池セルの電圧［Ｖ］である。電池セルの電圧は，放電開始から減少し続ける。特に，放電開始直後では，電圧は急激に減少する（区間Ａ）。そして，急激な減少が終わった後，電圧は緩やかに減少する（区間Ｂ）。この区間Ｂは，電荷移動過程の生じている区間である。その後，電圧は区間Ｂより急に減少する（区間Ｃ）。この区間Ｃは，物質移動過程（拡散過程）の生じている区間である。図中のａ）は，時間ｔの平方根（√ｔ）の値が１〜１．５の領域を示している。すなわち，放電開始から１〜２秒程度経過した時刻を示している。図中のｂ）は，時間ｔの平方根（√ｔ）の値が２．８〜３．２の領域を示している。すなわち，放電開始から９〜１０秒程度経過した時刻を示している。【０１０４】
図１５は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔで放電し続けた場合の電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値の時間変化を示すグラフである。横軸は，時間ｔの平方根（√ｔ）［√ｓｅｃ］である。縦軸は，電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値である。そして，区間Ａ〜Ｃは，図１４の区間Ａ〜Ｃと対応するものである。ｄＶ／ｄ√ｔの値は，電荷移動過程（区間Ｂ）では，ほぼ一定値である。そして，物質移動過程（区間Ｃ）では，ｄＶ／ｄ√ｔの値は上昇する。電荷移動に加えて，電解液中でのイオン（物質）の拡散が生じているためである。このため，ｄＶ／ｄ√ｔの値で評価すると，電荷移動過程（区間Ｂ）から物質移動過程（区間Ｃ）への移行を特定するのに好適である。【０１０５】
なお，時間ｔの平方根√ｔの値と，物質移動過程（拡散過程）との関連性は次式
ｒ２∝Ｄ・ｔ
ｖＤ≒（ｄｒ／ｄｔ）∝（Ｄ／ｔ）１／２
ｒ：粒子の存在する半径
Ｄ：拡散係数
ｔ：時刻
ｖＤ：拡散速度
により表される。すなわち，拡散速度は時間ｔの平方根√ｔに反比例する。よって，電池セルの電圧を時間ｔの代わりに，時間ｔの平方根√ｔで評価している。【０１０６】
図１６は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔを変化させた場合の，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値の変化を説明するグラフである。ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）の値は，Ｉｃｏｎｓｔの値が変化しても，図１４及び図１５に示した区間Ｂの範囲内にある。一方，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値は，Ｉｃｏｎｓｔの値が小さいときは区間Ｂにあるが，Ｉｃｏｎｓｔの値が大きくなると，区間Ｃ（拡散過程）の範囲内の値となる。つまり，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が，区間Ｂの範囲内にあるとき，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値はほぼ１である。一方，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が，区間Ｃの範囲内にあるとき，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値は１より大きくなる。【０１０７】
よって，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値が１より大きくなった電流値を放電閾値電流Ｉｄとすればよい。ただし，実際には［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値はノイズを含んでいる。このため，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値をノイズ分だけ１より大きい値となった場合にＩｄとすればよい。または，例えば［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］が１．５となった値から接線を引き，その接線と［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］＝１との交点を放電閾値電流Ｉｄとしてもよい。【０１０８】
充電閾値電流Ｉｃについても，放電閾値電流Ｉｄと同様に，一定電流で充電した場合の［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値から求めることができる。【０１０９】
ここで，電池温度またはＳＯＣが変化した場合，それに伴って図１４〜図１６に示したグラフは変化する。つまり，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が区間Ｂ（電荷移動過程）から区間Ｃ（拡散過程）に移る電流値は電池温度とＳＯＣとに依存するのである。すなわち，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄは，電池温度とＳＯＣとに依存する。このため，電池温度及びＳＯＣの変化に対応した充電閾値電流Ｉｃと放電閾値電流Ｉｄを得るための温度−ＳＯＣ依存性マップを用いるのである。【０１１０】
図１７は，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を例示するグラフである。図１７では，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が６０％のときの充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を示したものである。電池温度が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる。電池温度が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる。また，電池温度が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなる。電池温度が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる。なお，電池温度が上昇するにつれて，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄの変化量は小さくなる。【０１１１】
図１８は，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を示すグラフである。図１８では，電池セルの平均温度が２５℃のときの充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を示したものである。ＳＯＣの値が大きくなるほど，充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる。ＳＯＣの値が小さくなるほど，充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる。また，ＳＯＣの値が大きくなるほど，放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなる。ＳＯＣの値が小さくなるほど，放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる。【０１１２】
このように，図１７に示した温度依存性と，図１８に示したＳＯＣ依存性とから，図１２に示した充電閾値電流Ｉｃの電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成することができる。図１２の電池温度−ＳＯＣ依存性マップでは，温度が一定の場合（行成分）に，ＳＯＣの値が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなり，ＳＯＣの値が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる（図１８参照）。ＳＯＣが一定の場合（列成分）に，電池温度が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなり，電池温度が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる（図１７参照）。【０１１３】
同様に，図１３に示した放電閾値電流Ｉｄの電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成することができる。図１３の電池温度−ＳＯＣ依存性マップでは，温度が一定の場合（行成分）に，ＳＯＣの値が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなり，ＳＯＣの値が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる（図１８参照）。ＳＯＣが一定の場合（列成分）に，電池温度が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなり，電池温度が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる（図１７参照）。【０１１４】
Ｓ４０３では，これらの電池温度−ＳＯＣ依存性マップから充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出すのである。このように，本形態では計測期間毎に異なる充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを読み出す。よって，充電閾値電流Ｉｃ（ｔ）及び放電閾値電流Ｉｄ（ｔ）は，時間の経過により変化する値である。【０１１５】
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄの大小関係により，充電電流もしくは放電電流のいずれかに電流制限を施した。しかし，第２の形態のように，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が小さい場合に，電流制限を行わないようにしてもよい。また，第３の形態のように，累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄをも考慮して電流制限を設定してもよい。そして，複数の充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄにより電流制限を設定するようにしてもよい。【０１１６】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る非水電解液型リチウムイオン二次電池システムは，ハイレート充電または放電が継続して行われた場合に，充電または放電における電流制限を設けるものである。このため，塩濃度分布の不均一を回避することができるようになった。これにより，塩濃度分布の不均一化を回避することにより，内部抵抗の増大を防止し，寿命の長いバッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，ハイブリッド車両１が実現されている。【０１１７】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。【０１１８】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。また，本形態では非水電解液型リチウムイオン二次電池についてハイブリッド車両に適用したが，ハイブリッド車両に限定するものではない。すなわち，電気自動車，燃料電池車などのその他の車両に用いてもよい。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。また，本形態の電流制限フローは，計測期間毎に繰り返すこととした。しかし，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測を一度行った後は，再度計測を行わず，同一の電流制限を継続して適用するようにしてもよい。【０１１９】
（第５の形態）
第５の形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１，ハイブリッドシステム１０，ＰＣＵ２００及びバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の形態と同様である。第１の形態と異なる点は，メモリ１５５が，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの値に対応した電解液中の塩濃度分布推定マップを格納している点である。【０１２０】
つまり，バッテリ制御部１５１及びメモリ１５５は，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの値からバッテリ５０の電解液中の塩濃度分布を推定する塩濃度推定部である。また，バッテリ制御部１５１は，第１の形態と同様に，充放電履歴値計算部を有している。よって，本形態のＰＣＵ２００は，充放電履歴値計算部と，塩濃度推定部とを有するものである。【０１２１】
本形態では，電解液中の塩濃度の推定にあたり，充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比Ｒｃｄ
Ｒｃｄ＝Ｃｃ／Ｃｄ
を用いる。そして，比Ｒｃｄと電解液中の塩濃度分布のモデルとを対応付けることにより，電解液中の塩濃度を推定するのである。【０１２２】
メモリ１５５は，比Ｒｃｄと電解液中の塩濃度分布のモデルとを対応付ける１次元テーブルを有している。塩濃度分布のモデルを示す概念図を図１９及び図２０に示す。なお，メモリ１５５には，図１９，図２０に示した電解液の濃度の数値データが格納されている。【０１２３】
図１９は，バッテリ５０を構成する一つの二次電池，すなわち電池セルの塩濃度の分布を示す概念図である。電池セルの両端は電極である。図１９では，充電過多の場合の塩濃度の分布である。塩濃度は，電極付近で著しく減少しており，電極表面で反応が起こりにくい。このため，電池の内部抵抗は高くなる。また，電極の中間付近において塩濃度が高くなっている。塩濃度が高いと電解液の粘性が増す。このため，イオンの移動速度が小さくなり，内部抵抗の上昇の原因となる。【０１２４】
図２０は，放電過多で使用を継続した場合の塩濃度の分布を示す概念図である。塩濃度は，電極付近で著しく上昇している。よって，電極表面で反応が生じやすい。しかし，塩濃度が高いため，電極付近のイオン移動速度は小さい。このため，この場合であっても内部抵抗が上昇する。【０１２５】
ここで，塩濃度推定部の行う塩濃度推定フローについて説明する。塩濃度推定部は，バッテリ制御部１５１を介して，電池セルの温度，バッテリ５０の出力する電圧値，電流値を取得する。そして，バッテリ制御部１５１から充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄを取得する。この充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄは，予め定められた時間に計算された値である。【０１２６】
このときに用いる充電履歴値Ｃｃは，前述の式（１），（３），（５），（７），（９）より選択することができる。同様に放電履歴値Ｃｄは，前述の式（２），（４），（６），（８），（１０）より選択することができる。ただし，第４の形態で定義した充電閾値電流Ｉｃを用いて，式（１）に示した充電履歴値Ｃｃを用いることが好ましい。温度−ＳＯＣ依存性を考慮してハイレート充放電を数値化したものだからである。同様に，第４の形態で定義した放電閾値電流Ｉｄを用いて，式（２）に示した放電履歴値Ｃｄを用いることが好ましい。【０１２７】
そして，バッテリ制御部１５１は，次式に示す充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比Ｒｃｄ
Ｒｃｄ＝Ｃｃ／Ｃｄ
を計算する。次に，メモリ１５５に格納された比Ｒｃｄと塩濃度分布とを対応させた１次元テーブルから塩濃度分布を読み出す。これにより，塩濃度分布の推定がなされる。そして，推定した塩濃度分布をメモリ１５５に書き込む。これにより，その時点での推定された塩濃度分布が記憶される。この推定された塩濃度分布によりバッテリ５０の耐久寿命の到来を判断することができる。【０１２８】
ここで，本形態の変形例について説明する。塩濃度推定テーブルは，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの二成分で作成された２次元テーブルであってもよい。また，累積充電履歴値ＳＣｃ及び累積放電履歴値ＳＣｄを考慮したテーブルを用いてもよい。さらに，電池温度やＳＯＣ等を考慮したテーブルを用いることもできる。【０１２９】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る非水電解液型リチウムイオン二次電池システムは，ハイレート充電または放電が継続して行われた場合に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとから，電解液の塩濃度分布を推定するものである。このように，塩濃度分布の不均一化を回避することにより，内部抵抗の増大を防止し，寿命の長いバッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，ハイブリッド車両１が実現されている。なお，充放電に用いる電流の領域が狭くなることも回避することができる。【０１３０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。【０１３１】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。また，本形態では非水電解液型リチウムイオン二次電池についてハイブリッド車両に適用したが，ハイブリッド車両に限定するものではない。すなわち，電気自動車，燃料電池車などのその他の車両に用いてもよい。本形態では，充電閾値電流Ｉｃ及び放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。また，本形態の電流制限フローは，計測期間毎に繰り返すこととした。しかし，充電履歴値Ｃｃ及び放電履歴値Ｃｄの計測を一度行った後は，再度計測を行わず，同一の電流制限を継続して適用するようにしてもよい。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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