(57)【要約】【課題】  非水二次電池の放電が過度に制限されるのを抑制する。【解決手段】  非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように非水二次電池の放電を制御する制御装置であり、電流センサおよびコントローラを有する。コントローラは、第１劣化成分を評価するための評価値を、電流センサを用いて検出された放電状態から算出する。第１劣化成分は、非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って非水二次電池の出力性能を低下させる成分である。コントローラは、目標値を超える過去の評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値と、目標値を超える現在の評価値とを積算して、第２積算値を算出する。コントローラは、第２積算値が閾値を超えたときには、上限値を低下させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御装置であって、
前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出する電流センサと、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出し、目標値を超える前記評価値を積算した値が閾値を超えたとき、前記上限値を低下させるコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値と、前記目標値を超える現在の前記評価値と、を積算した第２積算値が前記閾値を超えているか否かを判別することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値であり、
前記コントローラは、前記第１積算値に前記補正係数を乗算した値と、前記目標値を超える現在の前記評価値とを積算して、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、直近の所定期間内において、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記コントローラは、直近の前記所定期間内で算出された前記第２積算値を、前記所定期間で除算して時間平均値を算出し、前記時間平均値が前記閾値を超えているか否かを判別することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記評価値が正の前記目標値よりも大きいときには、前記正の目標値および前記評価値の差分を加算し、前記評価値が負の前記目標値よりも小さいときには、前記負の目標値および前記評価値の差分を減算することにより、前記第１積算値および前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記非水二次電池の充放電に寄与する構成材料の劣化を示す第２劣化成分が大きくなるほど、前記閾値に到達するまでの前記第２積算値の増加量が小さくなるとともに、前記第２劣化成分が小さくなるほど、前記閾値に到達するまでの前記第２積算値の増加量が大きくなるように、前記閾値を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つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記閾値を特定するためのマップを、前記第２劣化成分に応じて記憶するメモリを有しており、
前記コントローラは、
前記非水二次電池の温度および通電量を用いて、前記第２劣化成分を推定し、
前記メモリに記憶された複数の前記マップのうち、推定した前記第２劣化成分に対応する前記マップを用いて、前記閾値を特定することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記非水二次電池は、車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御方法であって、
電流センサを用いて、前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出し、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出し、
目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値と、前記目標値を超える現在の前記評価値と、を積算した第２積算値が閾値を超えているか否かを判別し、
前記第２積算値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
前記補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値であり、
前記第１積算値に前記補正係数を乗算した値と、前記目標値を超える現在の前記評価値とを積算して、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
直近の所定期間内において、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項９又は１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
直近の前記所定期間内で算出された前記第２積算値を、前記所定期間で除算して時間平均値を算出し、
前記時間平均値が前記閾値を超えているか否かを判別し、
前記時間平均値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水二次電池の劣化状態を評価して、非水二次電池の放電を制御する制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の技術では、電池を充放電したときの電流値の履歴に基づいて、ハイレート放電による劣化を評価するための評価値を算出している。評価値が目標値を超えていないときには、電池の放電を許容する上限値を最大値に設定している。一方、評価値が目標値を超えたときには、上限値を最大値よりも小さい値に設定している。【０００３】
特許文献１によれば、評価値が目標値を超えていないときには、上限値を最大値に設定しておくことにより、運転者の要求に応じた車両の動力性能を発揮させるようにしている。また、評価値が目標値を超えたときには、上限値を最大値よりも小さい値に設定することにより、ハイレート放電による劣化が発生するのを抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３４３５号公報（図４，図７等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術において、評価値および目標値の大小関係だけで、電池の放電を許容する上限値を変更すると、電池の放電が過度に制限されてしまうことがある。電池の放電が過度に制限されると、電池の十分な出力性能を確保しにくくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１の発明は、非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように非水二次電池の放電を制御する制御装置であり、電流センサおよびコントローラを有する。電流センサは、非水二次電池の充放電時における電流値を検出する。コントローラは、第１劣化成分を評価するための評価値を、電流センサを用いて検出された放電状態から算出する。第１劣化成分は、非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って非水二次電池の出力性能を低下させる成分である。【０００７】
コントローラは、目標値を超える過去の評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値と、目標値を超える現在の評価値とを積算して、第２積算値を算出する。コントローラは、第２積算値が閾値を超えているか否かを判別し、第２積算値が閾値を超えたときには、上限値を低下させる。上限値を低下させることにより、非水二次電池の放電を制限することができる。【０００８】
本願第１の発明によれば、閾値と比較される第２積算値を算出するときに、補正係数を用いて、第１積算値を減らしている。第１劣化成分は、非水二次電池の充放電の休止などによって、緩和されるため、過去の評価値から得られる第１積算値を減らすことができる。これにより、第１劣化成分の緩和を考慮して、第２積算値を算出でき、第２積算値が不要に閾値を超えてしまうのを抑制することができる。すなわち、非水二次電池の放電が過度に制限されてしまうのを抑制することができ、非水二次電池に要求される出力を確保することができる。【０００９】
補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値とすることができる。ここで、第１積算値に補正係数を乗算した値と、目標値を超える現在の評価値とを積算することにより、第２積算値を算出することができる。【００１０】
直近の所定期間内で得られた評価値だけを用いて、第２積算値を算出することができる。非水二次電池の充放電の休止などによって、第１劣化成分が緩和されるため、過去の評価値は、第１劣化成分を評価する上で影響を与えにくい。そこで、直近の所定期間内で得られた評価値だけを用いることにより、第１劣化成分の緩和を考慮して、第２積算値を算出できる。【００１１】
一方、直近の所定期間内で算出された第２積算値を、所定期間で除算して時間平均値を算出することができる。そして、時間平均値が閾値を超えているか否かを判別し、時間平均値が閾値を超えているときには、上限値を低下させることができる。時間平均値を算出することにより、第２積算値が一次的に増加して、閾値を超えてしまうのを抑制することができる。時間平均値を用いることにより、第２積算値が閾値を一次的に超える場合を排除することができ、非水二次電池の放電が過度に制限されてしまうのを抑制することができる。【００１２】
第１積算値および第２積算値を算出するとき、評価値が正の目標値よりも大きいときには、正の目標値および評価値の差分を加算することができる。評価値が負の目標値よりも小さいときには、負の目標値および評価値の差分を減算することができる。【００１３】
第２劣化成分が大きくなるほど、閾値に到達するまでの第２積算値の増加量が小さくなるように、閾値を変更することができる。第２劣化成分は、非水二次電池の充放電に寄与する構成材料の劣化を示す。一方、第２劣化成分が小さくなるほど、閾値に到達するまでの第２積算値の増加量が大きくなるように、閾値を変更することができる。【００１４】
第２劣化成分が大きくなるほど、第１劣化成分が小さくなる。このため、第２劣化成分を推定すれば、この第２劣化成分に対応する第１劣化成分の劣化が、どれだけ許容できるかを特定することができる。第１劣化成分の劣化を許容できるほど、閾値に到達するまでの第２積算値の増加量を大きくできる。【００１５】
閾値を変更するとき、閾値を特定するためのマップを、第２劣化成分に応じて用意しておくことができる。マップおよび第２劣化成分の対応関係を示す情報は、メモリに記憶させておくことができる。第２劣化成分は、非水二次電池の温度および通電量を用いて推定することができる。複数のマップのうち、推定した第２劣化成分に対応するマップを用いて、閾値を特定することができる。【００１６】
閾値を特定するマップとしては、閾値と、充放電を行っているときの非水二次電池の温度と、非水二次電池の使用状態との関係を示すマップを用いることができる。非水二次電池の出力を用いて車両を走行させるときには、非水二次電池の使用状態として、車両の走行距離に対する非水二次電池の充放電量（Ａｈ／ｋｍ）を用いることができる。【００１７】
第２劣化成分を推定するときの温度には、充放電を行っているときの非水二次電池の温度と、充放電を行っていないときの非水二次電池の温度とが含まれる。充放電を行っていないときの二次電池の温度を用いることにより、第２劣化成分の一部を推定することができる。また、充放電を行っているときの二次電池の温度と、通電量を用いることにより、第２劣化成分における残りの部分を推定することができる。【００１８】
本願第２の発明は、非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように非水二次電池の放電を制御する制御方法であって、電流センサを用いて、非水二次電池の充放電時における電流値を検出し、第１劣化成分を評価するための評価値を、電流センサを用いて検出された放電状態から算出する。第１劣化成分は、非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って非水二次電池の出力性能を低下させる。【００１９】
また、目標値を超える過去の評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値と、目標値を超える現在の評価値とを積算して、第２積算値を算出し、第２積算値が閾値を超えているか否かを判別する。第２積算値が閾値を超えたとき、非水二次電池の放電を許容する上限値を低下させる。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】
【００２０】
【図１】実施例１である電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１において、組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【図３】実施例１において、組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【図４】組電池の温度および忘却係数の関係を示す図である。
【図５】組電池の温度および限界値の関係を示す図である。
【図６】評価値の変化を示す図である。
【図７】組電池の充放電を休止したときの抵抗増加率の変化と、組電池の充放電を休止しないときの抵抗増加率の変化とを示す図である。
【図８】組電池の充放電を休止しないときの抵抗増加率の測定条件を説明する図である。
【図９】組電池の充放電を休止したときの抵抗増加率の測定条件を説明する図である。
【図１０】閾値を決定する処理を示すフローチャートである。
【図１１】閾値を特定するマップを示す図である。
【図１２】閾値を特定するマップを示す図である。
【図１３】実施例１において、評価値、積算値および出力制限値の変化を示す図である。
【図１４】実施例２において、積算値の算出方法を説明する図である。
【図１５】実施例２において、時間平均値および閾値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２２】
実施例１である電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。【００２３】
図１に示す電池システムは、車両に搭載される。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、組電池の他に、燃料電池や内燃機関等を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として組電池だけを備えた車両である。【００２４】
組電池１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池１１を有する。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。組電池１０は、電気的に並列に接続された複数の単電池１１を含んでいてもよい。単電池１１としては、リチウムイオン二次電池などの非水二次電池を用いることができる。【００２５】
単電池１１の正極は、イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵および放出できる材料で形成される。正極の材料としては、例えば、コバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムを用いることができる。単電池１１の負極は、イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵および放出できる材料で形成される。負極の材料としては、例えば、カーボンを用いることができる。単電池１１を充電するとき、正極は、イオンを電解液中に放出し、負極は、電解液中のイオンを吸蔵する。また、単電池１１を放電するとき、正極は、電解液中のイオンを吸蔵し、負極は、イオンを電解液中に放出する。【００２６】
組電池１０は、システムメインリレー２１ａ，２１ｂを介して昇圧回路２２に接続されており、昇圧回路２２は、組電池１０の出力電圧を昇圧する。昇圧回路２２は、インバータ２３と接続されており、インバータ２３は、昇圧回路２２からの直流電力を交流電力に変換する。モータ・ジェネレータ（三相交流モータ）２４は、インバータ２３からの交流電力を受けることにより、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２４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。【００２７】
昇圧回路２２は、省略することができる。また、モータ・ジェネレータ２４として直流モータを用いるときには、インバータ２３を省略することができる。【００２８】
車両を減速させるときや、車両を停止させるとき、モータ・ジェネレータ２４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に変換する。モータ・ジェネレータ２４で生成された交流電力は、インバータ２３によって直流電力に変換される。昇圧回路２２は、インバータ２３の出力電圧を降圧してから組電池１０に供給する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。【００２９】
電流センサ２５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３０に出力する。電流センサ２５によって検出された電流値に関して、放電電流を正の値とし、充電電流を負の値とすることができる。温度センサ２６は、組電池１０の温度を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２６の数は、適宜設定することができる。複数の温度センサ２６を用いるときには、複数の温度センサ２６によって検出された温度の平均値を組電池１０の温度として用いたり、特定の温度センサ２６によって検出された温度を組電池１０の温度として用いたりすることができる。【００３０】
電圧センサ２７は、組電池１０の電圧を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。本実施例では、組電池１０の電圧を検出しているが、これに限るものではない。例えば、組電池１０を構成する単電池１１の電圧を検出することができる。また、組電池１０を構成する複数の単電池１１を複数のブロックに分け、各ブロックの電圧を検出することができる。各ブロックは、少なくとも２つの単電池１１を含んでいる。【００３１】
コントローラ３０は、システムメインリレー２１ａ，２１ｂ、昇圧回路２２およびインバータ２３の動作を制御する。コントローラ３０は、各種の情報を記憶するメモリ３１を有する。メモリ３１には、コントローラ３０を動作させるためのプログラムも記憶されている。本実施例では、コントローラ３０がメモリ３１を内蔵しているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることができる。【００３２】
コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオフからオンに切り替えたり、昇圧回路２２およびインバータ２３を動作させたりする。また、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオンからオフに切り替えたり、昇圧回路２２やインバータ２３の動作を停止させたりする。【００３３】
充電器２８は、外部電源からの電力を組電池１０に供給する。これにより、組電池１０を充電することができる。充電器２８は、充電リレー２９ａ，２９ｂを介して、組電池１０に接続されている。充電リレー２９ａ，２９ｂがオンであるとき、外部電源からの電力を組電池１０に供給することができる。【００３４】
外部電源とは、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源がある。外部電源が交流電力を供給するとき、充電器２８は、交流電力を直流電力に変換して、直流電力を組電池１０に供給する。一方、外部電源が直流電力を供給するときには、外部電源からの直流電力を組電池１０に供給するだけでよい。本実施例では、外部電源の電力を組電池１０に供給できるようにしているが、外部電源の電力を組電池１０に供給できなくてもよい。【００３５】
次に、組電池１０の充放電を制御する処理について、図２および図３に示すフローチャートを用いて説明する。図２および図３に示す処理は、予め設定された時間間隔（サイクルタイム）で繰り返して行われる。図２および図３に示す処理は、コントローラ３０に含まれるＣＰＵが、メモリ３１に記憶されたプログラムを実行することにより行われる。【００３６】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、電流センサ２５の出力信号に基づいて、放電電流値を取得する。組電池１０を放電しているときには、放電電流値が正の値になり、組電池１０を充電しているときには、放電電流値が負の値になる。【００３７】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１で得られた放電電流値に基づいて、組電池１０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出（推定）する。ＳＯＣは、組電池１０の満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。コントローラ３０は、組電池１０を充放電したときの電流値を積算することにより、組電池１０のＳＯＣを算出することができる。組電池１０を充放電したときの電流値は、電流センサ２５の出力から取得することができる。【００３８】
一方、電圧センサ２７の検出電圧から、組電池１０のＳＯＣを推定することもできる。組電池１０のＳＯＣは、組電池１０のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と対応関係があるため、ＳＯＣおよびＯＣＶの対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。ＯＣＶは、電圧センサ２７の検出電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）と、組電池１０の内部抵抗による電圧降下量とから求めることができる。なお、ＳＯＣの算出方法は、本実施例で説明する方法に限るものではなく、公知の方法を適宜選択することができる。【００３９】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、温度センサ２６の出力信号に基づいて、組電池１０の温度を取得する。ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、ステップＳ１０２で算出したＳＯＣと、ステップＳ１０３で取得した組電池１０の温度とに基づいて、忘却係数を算出する。忘却係数は、単電池１１の電解液中のイオンの拡散速度に対応する係数である。忘却係数は、下記式（１）の条件を満たす範囲で設定される。【００４０】
０＜Ａ×Δｔ＜１  ・・・（１）
ここで、Ａは、忘却係数を示し、Δｔは、図２および図３に示す処理を繰り返して行うときのサイクルタイムを示す。【００４１】
例えば、コントローラ３０は、図４に示すマップを用いて、忘却係数Ａを特定することができる。図４において、縦軸は、忘却係数Ａであり、横軸は、組電池１０の温度である。図４に示すマップは、実験等によって予め取得することができ、メモリ３１に記憶しておくことができる。【００４２】
図４に示すマップにおいて、ステップＳ１０２で取得したＳＯＣと、ステップＳ１０３で取得した温度とを特定することにより、忘却係数Ａを特定することができる。イオンの拡散速度が速いほど、忘却係数Ａが大きくなる。図４に示すマップでは、組電池１０の温度が同じであれば、組電池１０のＳＯＣが高いほど、忘却係数Ａが大きくなる。また、組電池１０のＳＯＣが同じであれば、組電池１０の温度が高くなるほど、忘却係数Ａが大きくなる。【００４３】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、評価値の減少量Ｄ（−）を算出する。評価値Ｄ（Ｎ）は、組電池１０（単電池１１）の劣化状態（後述するハイレート劣化）を評価する値である。【００４４】
単電池１１のハイレート放電が継続的に行われると、単電池１１の内部抵抗が増加し、単電池１１の出力電圧が急激に低下し始める現象が発生することがある。この現象が継続して発生すると、単電池１１が劣化してしまうことがある。ハイレート放電による劣化を、ハイレート劣化（第１劣化成分に相当する）とよぶ。ハイレート劣化の要因の１つとしては、ハイレート放電が継続的に行われることにより、単電池１１の電解液中のイオン濃度が偏ってしまうことが考えられる。【００４５】
ハイレート劣化が発生する前に、ハイレート放電を抑制する必要がある。本実施例では、ハイレート劣化を評価するための値として、評価値Ｄ（Ｎ）を設定している。評価値Ｄ（Ｎ）の算出方法については、後述する。【００４６】
評価値の減少量Ｄ（−）は、前回（直前）の評価値Ｄ（Ｎ−１）を算出したときから、１回のサイクルタイムΔｔが経過するまでの間において、イオンの拡散に伴うイオン濃度の偏りの減少に応じて算出される。例えば、コントローラ３０は、下記式（２）に基づいて、評価値の減少量Ｄ（−）を算出することができる。【００４７】
Ｄ（−）＝Ａ×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１）  ・・・（２）
ここで、ＡおよびΔｔは、式（１）と同様である。Ｄ（Ｎ−１）は、前回（直前）に算出された評価値を示す。初期値としてのＤ（０）は、例えば、０とすることができる。【００４８】
式（１）に示すように、「Ａ×Δｔ」の値は、０から１までの値である。したがって、「Ａ×Δｔ」の値が１に近づくほど、評価値の減少量Ｄ（−）が大きくなる。言い換えれば、忘却係数Ａが大きいほど、又は、サイクルタイムΔｔが長いほど、評価値の減少量Ｄ（−）が大きくなる。なお、減少量Ｄ（−）の算出方法は、本実施例で説明した方法に限定されるものではなく、イオン濃度の偏りの減少を特定することができる方法であればよい。【００４９】
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、メモリ３１に予め記憶された電流係数を読み出す。ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、ステップＳ１０２で算出された組電池１０のＳＯＣと、ステップＳ１０３で取得した組電池１０の温度とに基づいて、限界値を算出する。【００５０】
例えば、コントローラ３０は、図５に示すマップを用いて、限界値を算出することができる。図５に示すマップは、実験等によって予め取得することができ、メモリ３１に記憶しておくことができる。図５において、縦軸は、限界値であり、横軸は、組電池１０の温度である。図５に示すマップにおいて、ステップＳ１０２で取得したＳＯＣと、ステップＳ１０３で取得した温度とを特定することにより、限界値を特定することができる。【００５１】
図５に示すマップでは、組電池１０の温度が同じであれば、組電池１０のＳＯＣが高いほど、限界値が大きくなる。また、組電池１０のＳＯＣが同じであれば、組電池１０の温度が高いほど、限界値が大きくなる。【００５２】
ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、評価値の増加量Ｄ（＋）を算出する。評価値の増加量Ｄ（＋）は、前回（直前）の評価値Ｄ（Ｎ−１）を算出したときから、１回のサイクルタイムΔｔが経過するまでの間において、放電に伴うイオン濃度の偏りの増加に応じて算出される。例えば、コントローラ３０は、下記式（３）に基づいて、評価値の増加量Ｄ（＋）を算出することができる。【００５３】
Ｄ（＋）＝Ｂ／Ｃ×Ｉ×Δｔ  ・・・（３）
ここで、Ｂは、電流係数を示し、ステップＳ１０６の処理で取得した値が用いられる。Ｃは、限界値を示し、ステップＳ１０７の処理で取得した値が用いられる。Ｉは、放電電流値を示し、ステップＳ１０１の処理で検出した値が用いられる。Δｔは、サイクルタイムである。【００５４】
式（３）から分かるように、放電電流値Ｉが大きいほど、又は、サイクルタイムΔｔが長いほど、評価値の増加量Ｄ（＋）は大きくなる。なお、増加量Ｄ（＋）の算出方法は、本実施例で説明した算出方法に限定されるものではなく、イオン濃度の偏りの増加を特定することができる方法であればよい。【００５５】
ステップＳ１０９において、コントローラ３０は、今回のサイクルタイムΔｔにおける評価値Ｄ（Ｎ）を算出する。評価値Ｄ（Ｎ）は、下記式（４）に基づいて算出することができる。【００５６】
Ｄ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ−１）−Ｄ（−）＋Ｄ（＋）  ・・・（４）【００５７】
ここで、Ｄ（Ｎ）は、今回のサイクルタイムΔｔにおける評価値であり、Ｄ（Ｎ−１）は、前回（直前）のサイクルタイムΔｔにおける評価値である。初期値としてのＤ（０）は、例えば、０に設定することができる。Ｄ（−）およびＤ（＋）は、評価値Ｄの減少量および増加量をそれぞれ示し、ステップＳ１０５，Ｓ１０８で算出された値が用いられる。【００５８】
本実施例では、式（４）に表すように、イオン濃度の偏りの増加と、イオン濃度の偏りの減少とを考慮して、評価値Ｄ（Ｎ）を算出することができる。これにより、ハイレート劣化の要因と考えられるイオン濃度の偏りの変化（増減）を、評価値Ｄ（Ｎ）に適切に反映させることができる。したがって、組電池１０の状態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のかを、評価値Ｄ（Ｎ）に基づいて把握することができる。【００５９】
ステップＳ１１０において、コントローラ３０は、ステップＳ１０９で算出した評価値Ｄ（Ｎ）が予め定められた目標値を越えたか否かを判別する。目標値は、ハイレート劣化が発生し始める評価値Ｄ（Ｎ）よりも小さい値に設定され、予め設定しておくことができる。評価値Ｄ（Ｎ）が目標値を超えていれば、ステップＳ１１１に進み、そうでなければ、ステップＳ１１７に進む。【００６０】
本実施例では、図６に示すように、評価値Ｄ（Ｎ）のプラス側およびマイナス側において、目標値Ｄtar+，Ｄtar-が設定されている。図６は、評価値Ｄ（Ｎ）の変化（一例）を示す図である。目標値Ｄtar+は、正の値であり、目標値Ｄtar-は、負の値である。目標値Ｄtar+，Ｄtar-の絶対値は、同じ値になる。ステップＳ１１０において、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+よりも大きいときと、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar-よりも小さいときには、ステップＳ１１１に進む。すなわち、評価値Ｄ（Ｎ）の絶対値が、各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の絶対値よりも大きいときには、ステップＳ１１１に進む。【００６１】
ステップＳ１１１において、コントローラ３０は、評価値Ｄ（Ｎ）の積算を行う。具体的には、図６に示すように、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えたとき、評価値Ｄ（Ｎ）のうち、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えている部分について、積算を行う。評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えるたびに、積算処理が行われる。【００６２】
評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+よりも大きいときには、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar+の差分が加算される。一方、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar-よりも小さいときには、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar-の差分が減算される。【００６３】
本実施例では、下記式（５）に基づいて、積算値ΣＤex（Ｎ）（第２積算値に相当する）が算出される。【００６４】
【数１】
2013046263.tif 000003
【００６５】
式（５）において、ａは補正係数であり、０よりも大きく、１よりも小さい値である。ΣＤex（Ｎ−１）は、前回までのサイクルタイムにおいて、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を累積した値（第１積算値に相当する）である。Ｄex（Ｎ）は、今回のサイクルタイムで得られた、評価値Ｄ（Ｎ）および各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分である。【００６６】
補正係数ａに関する情報は、メモリ３１に記憶させておくことができる。補正係数ａは、０よりも大きく、１よりも小さい値であるため、今回のサイクルタイムにおいて積算値ΣＤex（Ｎ）を算出するときには、前回までのサイクルタイムで得られた積算値ΣＤex（Ｎ−１）が減少する。評価値Ｄ（Ｎ）は、ハイレート劣化を評価する値であるが、ハイレート劣化は、特定の条件において、緩和されることがある。ハイレート劣化は、イオン濃度が極端に偏ることによって発生すると考えられるため、イオン濃度の偏りが緩和すれば、ハイレート劣化も緩和する。【００６７】
組電池１０の充放電を休止したときには、イオンの拡散によって、イオン濃度の偏りが緩和され、ハイレート劣化に伴う抵抗上昇量が減少する。組電池１０の充放電を休止する時間が長くなるほど、イオン濃度の偏りが緩和されやすくなる。また、車両の走行パターンによっては、イオン濃度の偏りが緩和されることがある。さらに、ハイレート放電が行われた後に、外部電源を用いて、組電池１０を充電すれば、イオン濃度の偏りが緩和される方向にイオンを移動させることができる。【００６８】
図７は、組電池１０の充放電を休止したときの抵抗増加率の変化（実験結果）と、組電池１０の充放電を休止しないときの抵抗増加率の変化（実験結果）とを示している。図７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。抵抗増加率は、初期状態にある組電池１０の抵抗（Ｒini）に対して、劣化状態にある組電池１０の抵抗（Ｒr）が、どの程度増加したかを表す値である。抵抗増加率は、例えば、２つの抵抗の比（Ｒr／Ｒini）で表すことができる。ハイレート劣化が進行すれば、抵抗増加率が上昇する。【００６９】
１回のサイクルでは、組電池１０の放電によって、組電池１０のＳＯＣを上限値ＳＯＣ_maxから下限値ＳＯＣ_minに変化させた後、組電池１０の充電によって、組電池１０のＳＯＣを下限値ＳＯＣ_minから上限値ＳＯＣ_maxに変化させている。組電池１０を放電するときのレート［Ｃ］と、組電池１０を充電するときのレート［Ｃ］とは、互いに等しくしている。放電レート［Ｃ］としては、ハイレート劣化が発生しやすいレート［Ｃ］に設定している。【００７０】
組電池１０の充放電を休止しないときには、図８に示すように、組電池１０のＳＯＣを上限値ＳＯＣ_maxから下限値ＳＯＣ_minに変化させた直後に、組電池１０のＳＯＣを下限値ＳＯＣ_minから上限値ＳＯＣ_maxに変化させている。この処理を１回のサイクルとして、繰り返して行う。所定のサイクル数に到達したとき、組電池１０の抵抗（Ｒr）を測定して抵抗増加率を求める。このときの抵抗増加率の変化は、図７において、休止時間ｔ_restが０［hour］であるときの実験結果として示している。【００７１】
組電池１０の充放電を休止するときには、図９に示すように、組電池１０のＳＯＣを上限値ＳＯＣ_maxから下限値ＳＯＣ_minに変化させた後に、組電池１０の充放電を所定時間ｔ_restだけ休止している。組電池１０の充放電を休止した後、組電池１０のＳＯＣを下限値ＳＯＣ_minから上限値ＳＯＣ_maxに変化させている。この処理を１回のサイクルとして、繰り返して行う。所定のサイクル数に到達したとき、組電池１０の抵抗（Ｒr）を測定して抵抗増加率を求める。このときの抵抗増加率の変化は、図７において、休止時間ｔ_restが４［hour］、１２［hour］であるときの実験結果として示している。【００７２】
図７に示すように、組電池１０の充放電を休止しないときには、組電池１０の抵抗増加率が上昇しやすくなっている。一方、組電池１０の充放電を休止したときには、組電池１０の抵抗増加率が上昇しにくくなっている。また、休止時間ｔ_restが長いほど、組電池１０の抵抗増加率が上昇しにくくなっている。このように、組電池１０の充放電を休止することにより、ハイレート劣化（抵抗増加率の上昇）を抑制できることが分かる。【００７３】
上述したように、様々な条件において、ハイレート劣化を緩和することができる。このため、本実施例では、積算値ΣＤex（Ｎ−１）に補正係数ａ（０＜ａ＜１）を乗算することにより、ハイレート劣化の緩和を考慮して、積算値ΣＤex（Ｎ−１）を補正している。補正係数ａは、ハイレート劣化による抵抗増加率の上昇を考慮して、予め設定しておくことができる。補正係数ａを０に近づければ、積算値ΣＤex（Ｎ）のうち、積算値ΣＤex（Ｎ−１）が占める割合が減少する。また、補正係数ａを１に近づければ、積算値ΣＤex（Ｎ）のうち、積算値ΣＤex（Ｎ−１）が占める割合が増加する。【００７４】
後述するように、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きいときには、組電池１０の出力（放電）が制限される。ここで、補正係数ａを用いて、積算値ΣＤex（Ｎ−１）を減少させることにより、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなりやすくなるのを抑制することができる。【００７５】
補正係数ａを用いて積算値ΣＤex（Ｎ−１）を補正しないときには、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋに到達しやすくなる。上述したように、組電池１０の充放電の休止などによって、ハイレート劣化は緩和され、実際の車両においても、組電池１０の充放電を休止させる時間が存在する。積算値ΣＤex（Ｎ−１）を補正しないときには、組電池１０の充放電の休止などを考慮しないことになるため、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋに到達しやすくなり、組電池１０の出力を必要以上に制限してしまうおそれがある。組電池１０の出力を必要以上に制限してしまうと、組電池１０の出力性能を最大限に引き出すことができなくなってしまう。【００７６】
本実施例によれば、ハイレート劣化の緩和を考慮して、積算値ΣＤex（Ｎ−１）を補正することにより、実際の組電池１０の劣化状態を反映した積算値ΣＤex（Ｎ）を得ることができる。この積算値ΣＤex（Ｎ）に基づいて、組電池１０の充放電を制御することにより、組電池１０の出力が必要以上に制限されてしまうのを抑制することができる。また、組電池１０の出力を適正に確保することができ、組電池１０の出力によって車両を走行させるときに、車両の走行距離を延ばすことができる。【００７７】
本実施例において、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出するときに、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar-よりも小さいときには、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar-の差分を減算しているが、これに限るものではない。具体的には、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+よりも大きくなったときだけ、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出を行うことができる。この場合には、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+よりも大きくなるたびに、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar+の差分が加算されていく。ここで、積算値ΣＤex（Ｎ−１）は、上述したように、補正係数ａによって補正することができる。【００７８】
本実施例において、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出するときに、評価値Ｄ（Ｎ）および各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を積算しているが、これに限るものではない。具体的には、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+よりも大きいときには、この評価値Ｄ（Ｎ）を加算し、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar-よりも小さいときには、この評価値Ｄ（Ｎ）を減算することができる。この場合には、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を考慮して、後述する閾値Ｋを変更すればよい。ここで、積算値ΣＤex（Ｎ−１）は、上述したように、補正係数ａによって補正することができる。【００７９】
ステップＳ１１２において、コントローラ３０は、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きいか否かを判別する。閾値Ｋは、ハイレート劣化を許容するための値である。ステップＳ１１２において、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きいときには、ステップＳ１１４に進み、そうでなければ、ステップＳ１１３に進む。【００８０】
閾値Ｋは、固定値ではなく、組電池１０（単電池１１）の劣化状態、言い換えれば、組電池１０の使われ方に応じて、変更される。閾値Ｋを決定するための方法について、図１０を用いて説明する。【００８１】
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、充放電を行っていないときの組電池１０の温度と、充放電を行っているときの組電池１０の温度と、充放電を行っているときの組電池１０の通電量とを取得する。組電池１０の充放電を行っていない場合としては、例えば、組電池１０が搭載された車両を放置している場合がある。組電池１０の温度は、温度センサ２６の出力に基づいて取得することができる。また、通電量は、電流センサ２５の出力に基づいて取得することができる。【００８２】
ここで、充放電を行っていないときの組電池１０の温度を取得するために、例えば、外気温を検出するために車両に予め設けられた温度センサ（温度センサ２６とは異なる）を用いることができる。また、充放電を行っていないときの組電池１０の温度としては、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直後の温度センサ２６の検出結果を用いることもできる。一方、車両の停止によって組電池１０の充放電を行っていないとき、コントローラ３０は、所定の周期で起動し、温度センサ２６の出力に基づいて、組電池１０の温度を取得することができる。【００８３】
ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、ステップＳ２０１で取得した情報に基づいて、組電池１０（単電池１１）の材料劣化を特定（推定）する。組電池１０（単電池１１）の劣化は、ハイレート劣化および材料劣化に分けられる。材料劣化（第２劣化成分に相当する）とは、単電池１１を構成する部材の材料に依存した劣化である。また、材料劣化は、組電池１０の充放電を行っていないときの劣化成分（保存劣化という）と、組電池１０の充放電を行っているときの劣化成分（通電劣化という）とに分けられる。【００８４】
保存劣化は、充放電を行っていないときの組電池１０の温度、言い換えれば、車両を放置しているときの組電池１０の温度に基づいて、特定することができる。充放電を行っていないときの組電池１０の温度と、保存劣化との対応関係を示すマップを予め用意しておけば、保存劣化を特定することができる。保存劣化を特定するためのマップは、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。保存劣化が発生すれば、組電池１０の抵抗が上昇するため、保存劣化は、例えば、抵抗増加率で規定することができる。【００８５】
通電劣化は、充放電を行っているときの組電池１０の温度および通電量に基づいて、特定することができる。充放電を行っているときの組電池１０の温度および通電量と、通電劣化との対応関係を示すマップを予め用意しておけば、通電劣化を特定することができる。通電劣化を特定するためのマップは、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。通電劣化が発生すれば、組電池１０の抵抗が上昇するため、通電劣化は、例えば、抵抗増加率で規定することができる。保存劣化および通電劣化を特定できれば、材料劣化を特定することができる。【００８６】
ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、ステップＳ２０２で特定した材料劣化に基づいて、閾値Ｋを決定するためのハイレート劣化のマップを特定する。ハイレート劣化のマップは、図１１および図１２に示すように、閾値Ｋと、充放電を行っているときの組電池１０の温度（ここでは、平均温度）と、組電池１０の使用状態（Ａｈ／ｋｍ）との関係を示すものである。組電池１０の使用状態（Ａｈ／ｋｍ）は、車両の走行距離に対する組電池１０の充放電量であり、走行距離センサの出力と電流センサ２５の出力とに基づいて、算出することができる。【００８７】
図１１および図１２に示すマップは、材料劣化が互いに異なるときのマップである。図１１に示すマップに対応した材料劣化は、図１２に示すマップに対応した材料劣化よりも大きくなっている。組電池１０（単電池１１）の劣化は、材料劣化およびハイレート劣化に分けられるため、材料劣化が大きくなれば、ハイレート劣化を許容する割合が小さくなり、閾値Ｋも小さくなる。図１１に示す閾値Ｋは、図１２に示す閾値Ｋよりも小さくなっている。【００８８】
例えば、低温環境では、材料劣化が発生しにくいため、ハイレート劣化を許容する割合を大きくすることができる。図１１および図１２に示すマップを、材料劣化の程度に応じて複数用意しておけば、ステップＳ２０２で特定された材料劣化に対応するマップを特定することができる。図１１および図１２に示すマップは、メモリ３１に予め記憶させておくことができる。【００８９】
ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、ステップＳ２０３で特定したハイレート劣化のマップを用いて、閾値Ｋを特定する。具体的には、コントローラ３０は、組電池１０の温度および組電池１０の使用状態（Ａｈ／ｋｍ）を取得し、組電池１０の温度および使用状態（Ａｈ／ｋｍ）に対応した閾値Ｋを特定する。この閾値Ｋは、図３のステップＳ１１２の処理で用いられる。【００９０】
図３のステップＳ１１３において、コントローラ３０は、組電池１０の充放電制御に用いられる出力制限値を最大値に設定する。出力制限値は、組電池１０の放電を許容する上限値（電力［ｋＷ］）である。コントローラ３０は、組電池１０の出力電力が出力制限値を超えないように、組電池１０の放電を制御する。【００９１】
最大値としての出力制限値は、予め決めておくことができる。組電池１０の出力を制限するときには、出力制限値が最大値よりも小さい値に変更される。出力制限値は、最大値および最小値の間で変化させることができる。最小値としての出力制限値は、例えば、０［ｋＷ］とすることができる。この場合には、組電池１０の放電が禁止されることになる。【００９２】
ステップＳ１１４において、コントローラ３０は、出力制限値を最大値よりも小さい値に設定する。出力制限値を低下させるほど、組電池１０の出力が制限されることになる。コントローラ３０は、積算値ΣＤex（Ｎ）および閾値Ｋの差分に応じて、最大値に対して出力制限値を減少させる量を設定することができる。例えば、コントローラ３０は、下記式（６）に基づいて、出力制限値を算出することができる。【００９３】
Ｗout＝Ｗout（ＭＡＸ）−Ｌ×（ΣＤex（Ｎ）−Ｋ）  ・・・（６）
ここで、Ｗoutは、放電制御に用いられる出力制限値を示し、Ｗout（ＭＡＸ）は、出力制限値の最大値を示す。Ｌは、係数を示す。Ｋは、ステップＳ１１２で説明した閾値Ｋを示す。【００９４】
「Ｌ×（ΣＤex（Ｎ）−Ｋ）」の値は、出力制限値を減少させる量を示しており、係数Ｌを変化させることにより、減少量を調整することができる。具体的には、車両のドライバビリティを考慮して、減少量を調整することができる。【００９５】
ステップＳ１１５において、コントローラ３０は、組電池１０の放電制御に関する指令を、インバータ２３に送信する。この指令には、ステップＳ１１３又はステップＳ１１４で設定された出力制限値に関する情報が含まれる。これにより、組電池１０の放電電力が、出力制限値を超えないように、組電池１０の放電が制御される。【００９６】
ステップＳ１１６において、コントローラ３０は、今回の評価値Ｄ（Ｎ）および積算値ΣＤex（Ｎ）をメモリ３１に記憶する。評価値Ｄ（Ｎ）をメモリ３１に記憶することにより、評価値Ｄ（Ｎ）の変化を監視することができる。また、積算値ΣＤex（Ｎ）をメモリ３１に記憶することにより、次回の評価値Ｄ（Ｎ＋１）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えたときに、積算値ΣＤex（Ｎ）を更新することができる。【００９７】
ステップＳ１１０の処理からステップＳ１１７の処理に進んだとき、ステップＳ１１７において、コントローラ３０は、評価値Ｄ（Ｎ）をメモリ３１に記憶する。これにより、評価値Ｄ（Ｎ）の変化を監視することができる。【００９８】
本実施例によれば、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きいときには、組電池１０の放電を制限することにより、ハイレート放電による組電池１０（単電池１１）の劣化を抑制することができる。また、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋに到達するまでは、出力制限値が最大値に設定されたままであるため、組電池１０の出力を用いて、運転者が要求する車両の動力性能を発揮させることができる。【００９９】
図１３は、評価値Ｄ（Ｎ）の変化に伴う、積算値ΣＤex（Ｎ）および出力制限値の変化を示す図（一例）である。【０１００】
評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えるたびに、積算値ΣＤex（Ｎ）が更新される。時刻ｔ１１において、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋに到達すると、出力制限値が変更される。これにより、組電池１０の放電が更に制限される。また、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなるにつれて、出力制限値が小さくなっていく。一方、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋに到達するまでは、出力制限値が最大値に維持される。【０１０１】
時刻ｔ１２では、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも小さくなる。これにより、出力制限値は、最大値に設定される。時刻ｔ１２よりも前の時間帯では、時刻ｔ１２に近づくにつれて、出力制限値は、最大値に近づいている。時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の間では、出力制限値が最大値に設定される。時刻ｔ１３では、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなるため、出力制限値が変更される。そして、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなるにつれて、出力制限値が小さくなる。【０１０２】
本実施例では、評価値Ｄ（Ｎ）が各目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えても、このタイミングにおいて出力制限値は変更されず、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなったときに、出力制限値が変更される。このような制御を行うことにより、評価値Ｄ（Ｎ）が各目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えた後でも、出力制限値が最大値に設定された状態において、組電池１０の放電を行うことができ、運転者の要求に応じた車両の動力性能を確保することができる。【０１０３】
また、本実施例によれば、単電池１１の材料劣化を推定することにより、ハイレート劣化を許容できる範囲を特定することができる。そして、ハイレート劣化を許容できる範囲に対応した閾値Ｋを設定することにより、ハイレート劣化を許容できる範囲内において、組電池１０を放電させることができる。組電池１０の放電を確保すれば、運転者の要求に応じた車両の動力性能を確保することができる。【０１０４】
本実施例では、サイクルタイムΔｔごとに評価値Ｄ（Ｎ）をメモリ３１に記憶し、メモリ３１に記憶された前回（直前）の評価値Ｄ（Ｎ−１）を用いて、今回の評価値Ｄ（Ｎ）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、放電電流値の履歴に基づいて、評価値Ｄ（Ｎ）を算出することができる。放電電流値が変化することに応じて、評価値Ｄ（Ｎ）が変化するため、放電電流値の履歴を取得しておけば、評価値Ｄ（Ｎ）を算出することができる。例えば、放電電流値の履歴だけをメモリ３１に記憶しておき、放電電流値の履歴を用いて、特定のサイクルタイムΔｔにおける評価値Ｄ（Ｎ）を算出することができる。【０１０５】
本実施例では、図３のステップＳ１１０で用いられる目標値Ｄtar+，Ｄtar-を、予め設定された固定値としているが、これに限るものではない。すなわち、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を変化させることもできる。【０１０６】
具体的には、本実施例と同様に、材料劣化を推定して、ハイレート劣化を許容できる範囲を特定する。そして、ハイレート劣化を許容できる範囲が、予め定めた基準範囲よりも小さいときには、基準範囲に対応した目標値Ｄtar+，Ｄtar-よりも小さい値に、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を設定することができる。一方、ハイレート劣化を許容できる範囲が基準範囲よりも大きいときには、基準範囲に対応した目標値Ｄtar+，Ｄtar-よりも大きい値に、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を設定することができる。【０１０７】
基準範囲に対応した目標値Ｄtar+，Ｄtar-としては、例えば、本実施例で説明した目標値Ｄtar+，Ｄtar-とすることができる。目標値Ｄtar+，Ｄtar-を変更するときには、閾値Ｋを固定値とすることができる。【０１０８】
目標値Ｄtar+，Ｄtar-を小さくするときには、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を０に近づける。このように目標値Ｄtar+，Ｄtar-を変更することにより、評価値Ｄ（Ｎ）および各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を増やすことができる。これにより、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなりやすく、組電池１０の放電を制限しやすくなる。【０１０９】
一方、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を大きくするときには、目標値Ｄtar+，Ｄtar-を０から遠ざかる方向に変更する。このように目標値Ｄtar+，Ｄtar-を変更することにより、評価値Ｄ（Ｎ）および各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を減らすことができる。これにより、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなりにくくなり、組電池１０の放電を制限しなくてもよい。
【実施例２】
【０１１０】
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。本実施例の電池システムでも、図２および図３に示す処理が行われる。ここで、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出方法（図３のステップＳ１１１の処理）について、本実施例は実施例１と異なる。他の処理については、実施例１で説明した処理と同じであるため、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。【０１１１】
本実施例では、下記式（７）に基づいて、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出している。【０１１２】
【数２】
2013046263.tif 000004
【０１１３】
式（７）において、Ｔは予め定められた期間であり、適宜設定することができる。ａは、補正係数であり、０よりも大きく、１よりも小さい値である。ΣＤex（Ｎ−１）は、前回までのサイクルタイム（Ｔ−Δｔ）において、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を累積した値である。Ｄex（Ｎ）は、今回のサイクルタイム（Δｔ）で得られた、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分である。【０１１４】
実施例１で説明した積算値ΣＤex（Ｎ−１）は、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を累積し続けた値である。本実施例で用いられる積算値ΣＤex（Ｎ−１）は、期間Ｔの間において、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を累積した値である。本実施例では、今回のサイクルタイムに対して、期間Ｔよりも前に取得された、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分は、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出には用いられない。【０１１５】
本実施例における積算値ΣＤex（Ｎ）の算出方法について、図１４を用いて具体的に説明する。図１４は、評価値Ｄ（Ｎ）の変化（一例）と、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出する期間Ｔとの関係を示している。【０１１６】
図１４において、まず、時刻ｔ２０から時刻ｔ２２までの間において、積算値ΣＤex（Ｎ）が算出される。時刻ｔ２０から時刻ｔ２２までの期間は、期間Ｔとなる。時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間は、今回のサイクルタイムとなる。時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までは、積算値ΣＤex（Ｎ−１）が算出される。積算値ΣＤex（Ｎ−１）の算出方法は、実施例１で説明した方法と同じである。式（７）に示すように、積算値ΣＤex（Ｎ−１）には、補正係数ａが乗算される。【０１１７】
時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までは、差分Ｄex（Ｎ）が算出される。すなわち、まず、評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えているか否かが判別される。評価値Ｄ（Ｎ）が目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えているときには、評価値Ｄ（Ｎ）および目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分Ｄex（Ｎ）が算出される。積算値ΣＤex（Ｎ−１）および差分Ｄex（Ｎ）が得られれば、式（７）に基づいて、積算値ΣＤex（Ｎ）が算出される。【０１１８】
式（７）に示すように、本実施例では、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）（Ｔ−Δｔ）＋Ｄex（Ｎ）Δｔ」の値を期間Ｔで除算した時間平均値を、積算値ΣＤex（Ｎ）としている。そして、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きいときには、実施例１と同様に、組電池１０の放電を制限することができる。本実施例で用いられる閾値Ｋは、実施例１で説明した閾値Ｋとは異なり、期間Ｔに対応した値となる。【０１１９】
時刻ｔ２２において、今回のサイクルタイムが終了すると、時刻ｔ２３から時刻ｔ２５の間において、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出が行われる。時刻ｔ２３は、時刻ｔ２０から、１回のサイクルタイムΔｔが経過した時刻である。時刻ｔ２４は、時刻ｔ２２と同じ時刻である。時刻ｔ２５は、時刻ｔ２４から、１回のサイクルタイムΔｔが経過した時刻である。時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの間が、今回のサイクルタイムとなる。【０１２０】
時刻ｔ２３から時刻ｔ２５の間で算出される積算値ΣＤex（Ｎ）は、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）（Ｔ−Δｔ）＋Ｄex（Ｎ）Δｔ」の値を期間Ｔで除算した時間平均値となる。そして、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値よりも大きいときには、実施例１と同様に、組電池１０の放電が制限される。【０１２１】
時刻ｔ２５において、今回のサイクルタイムが終了すると、時刻ｔ２６から時刻ｔ２８の間において、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出が行われる。時刻ｔ２６は、時刻ｔ２３から、１回のサイクルタイムΔｔが経過した時刻である。時刻ｔ２７は、時刻ｔ２５と同じ時刻である。時刻ｔ２８は、時刻ｔ２７から、１回のサイクルタイムΔｔが経過した時刻である。時刻ｔ２７から時刻ｔ２８までの間が、今回のサイクルタイムとなる。【０１２２】
時刻ｔ２６から時刻ｔ２８の間で算出される積算値ΣＤex（Ｎ）は、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）（Ｔ−Δｔ）＋Ｄex（Ｎ）Δｔ」の値を期間Ｔで除算した時間平均値となる。そして、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値よりも大きいときには、実施例１と同様に、組電池１０の放電が制限される。【０１２３】
実施例１で説明したように、組電池１０の充放電の休止などによって、ハイレート劣化が緩和される。このため、現在のサイクルタイムよりも期間Ｔ以上だけ前の時刻においては、評価値Ｄが目標値Ｄtar+，Ｄtar-を超えたとしても、この評価値Ｄは、ハイレート劣化を評価する上で影響を与えにくい。そこで、本実施例では、直近の期間Ｔの間に取得された評価値Ｄだけを用いて、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出している。【０１２４】
これにより、ハイレート劣化の緩和を考慮した積算値ΣＤex（Ｎ）を得ることができ、緩和されていないハイレート劣化に応じて、組電池１０の放電を制限することができる。ハイレート劣化を評価する上で影響を与えにくい過去の評価値Ｄも用いて積算値ΣＤex（Ｎ）を算出すると、積算値ΣＤex（Ｎ）が閾値Ｋよりも大きくなりやすく、組電池１０の放電を過度に制限してしまうおそれがある。本実施例において、過去の評価値Ｄは、積算値ΣＤex（Ｎ）の算出に用いていないため、積算値ΣＤex（Ｎ）に応じて、組電池１０の放電を過度に制限してしまうのを抑制することができる。【０１２５】
図１４に示すように、評価値Ｄは、時間とともに変動するため、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分も、時間とともに変動する。評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分が変動すれば、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値も変動する。このため、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値は、一次的に上昇したり、一次的に低下したりすることがある。「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値と閾値Ｋとを比較するときには、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値が一次的に増加して、閾値Ｋよりも大きくなってしまうことがある。この場合には、組電池１０の放電が制限されてしまう。【０１２６】
本実施例では、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）（Ｔ−Δｔ）＋Ｄex（Ｎ）Δｔ」の値を期間Ｔで除算した時間平均値を、積算値ΣＤex（Ｎ）としている。時間平均値としての積算値ΣＤex（Ｎ）を用いることにより、期間Ｔの間において、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値を分散させることができる。これにより、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値が一次的に増加して閾値Ｋよりも大きくなってしまうのを抑制することができ、組電池１０の放電が過度に制限されてしまうのを抑制することができる。【０１２７】
図１５には、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値を積算値ΣＤex（Ｎ）とし、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値の変化（一例）を示している。「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値と閾値Ｋとを比較するときには、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値が閾値Ｋよりも大きくなった時点で、組電池１０の放電が制限されてしまう。【０１２８】
一方、本実施例では、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）（Ｔ−Δｔ）＋Ｄex（Ｎ）Δｔ」の値を期間Ｔで除算した時間平均値を積算値ΣＤex（Ｎ）としており、この時間平均値および閾値Ｋを比較している。時間平均値を用いることにより、「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値が一次的に閾値Ｋよりも大きくなっても、時間平均値が閾値Ｋよりも大きくならないことがある。これにより、時間平均値が閾値Ｋよりも大きくなってしまうのを抑制でき、組電池１０の放電が過度に制限されてしまうのを抑制することができる。【０１２９】
本実施例では、式（７）に示すように、積算値ΣＤex（Ｎ−１）に補正係数ａ（０＜ａ＜１）を乗算しているが、補正係数ａを乗算しなくてもよい。すなわち、直近の期間Ｔにおいて、評価値Ｄおよび各目標値Ｄtar+，Ｄtar-の差分を累積し、累積値を期間Ｔで除算した時間平均値を、積算値ΣＤex（Ｎ）として用いることができる。【０１３０】
実施例１では、式（５）に基づいて、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出しており、過去のすべての評価値Ｄを考慮している。ここで、本実施例のように、直近の期間Ｔにおいて得られた評価値Ｄだけを考慮して、積算値ΣＤex（Ｎ）を算出することができる。すなわち、本実施例で説明した「ａ×ΣＤex（Ｎ−１）＋Ｄex（Ｎ）」の値を、積算値ΣＤex（Ｎ）とすることができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月18日(2014.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御装置であって、
前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出する電流センサと、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算した第２積算値が閾値を超えているか否かを判別し、
前記第２積算値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記コントローラは、直近の所定期間内において、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御装置であって、
前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出する電流センサと、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
直近の所定期間内において、目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算した第２積算値を算出し、
前記第２積算値を、前記所定期間で除算して時間平均値を算出し、前記時間平均値が閾値を超えているか否かを判別し、
前記時間平均値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
前記補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値であり、
前記コントローラは、前記第１積算値に前記補正係数を乗算した値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算して、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記評価値が正の前記目標値よりも大きいときには、前記正の目標値および前記評価値の差分を加算し、前記評価値が負の前記目標値よりも小さいときには、前記負の目標値および前記評価値の差分を減算することにより、前記第１積算値および前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記非水二次電池の充放電に寄与する構成材料の劣化を示す第２劣化成分が大きくなるほど、前記閾値に到達するまでの前記第２積算値の増加量が小さくなるとともに、前記第２劣化成分が小さくなるほど、前記閾値に到達するまでの前記第２積算値の増加量が大きくなるように、前記閾値を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つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記閾値を特定するためのマップを、前記第２劣化成分に応じて記憶するメモリを有しており、
前記コントローラは、
前記非水二次電池の温度および通電量を用いて、前記第２劣化成分を推定し、
前記メモリに記憶された複数の前記マップのうち、推定した前記第２劣化成分に対応する前記マップを用いて、前記閾値を特定することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記非水二次電池は、車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御方法であって、
電流センサを用いて、前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出し、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出し、
目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算した第２積算値が閾値を超えているか否かを判別し、
前記第２積算値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
直近の所定期間内において、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
非水二次電池の放電電力が上限値を超えないように前記非水二次電池の放電を制御する制御方法であって、
電流センサを用いて、前記非水二次電池の充放電時における電流値を検出し、
前記非水二次電池の放電による電解質中におけるイオン濃度の偏りに伴って前記非水二次電池の出力性能を低下させる第１劣化成分を評価するための評価値を、前記電流センサを用いて検出された放電状態から算出し、
直近の所定期間内において、目標値を超える過去の前記評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算した第２積算値を算出し、
前記第２積算値を、前記所定期間で除算して時間平均値を算出し、
前記時間平均値が閾値を超えているか否かを判別し、
前記時間平均値が前記閾値を超えたとき、前記上限値を低下させる、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
前記補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値であり、
前記第１積算値に前記補正係数を乗算した値に、前記目標値を超える現在の前記評価値を加算して、前記第２積算値を算出することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
コントローラは、目標値を超える過去の評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、目標値を超える現在の評価値を加算して、第２積算値を算出する。コントローラは、第２積算値が閾値を超えているか否かを判別し、第２積算値が閾値を超えたときには、上限値を低下させる。上限値を低下させることにより、非水二次電池の放電を制限することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
補正係数は、０よりも大きく、１よりも小さい値とすることができる。ここで、第１積算値に補正係数を乗算した値に、目標値を超える現在の評価値を加算することにより、第２積算値を算出することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、目標値を超える過去の評価値を積算した第１積算値を補正係数によって減らした値に、目標値を超える現在の評価値を加算して、第２積算値を算出し、第２積算値が閾値を超えているか否かを判別する。第２積算値が閾値を超えたとき、非水二次電池の放電を許容する上限値を低下させる。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。
【国際調査報告】
2013046263.tif 000020
2013046263.tif 000021