(57)【要約】【課題】ニッケル水素電池を適切に保護しつつ、ニッケル水素電池の性能を十分に発揮することができる電池システムを提供する。【解決手段】メモリ１０５は、ニッケル水素単電池の電圧及び温度と、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の低下量との関係を示すデータを記憶する。ＥＣＵ１００は、ニッケル水素単電池の電圧及び温度並びに上記データから導かれる満充電容量の低下量が所定量以上となった場合に、満充電容量の低下量が所定量未満である場合よりも充電電圧の上限を低くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル水素電池と、
メモリを含み、前記ニッケル水素電池の充電電圧を制御する制御装置とを備え、
前記メモリは、前記ニッケル水素電池の電圧及び温度と、前記ニッケル水素電池の正極内に生成されるＮｉ２Ｏ３Ｈに起因する前記ニッケル水素電池の満充電容量の低下量との関係を示すデータを記憶し、
前記制御装置は、前記ニッケル水素電池の電圧及び温度並びに前記データから導かれる前記低下量が所定量以上となった場合に、前記低下量が所定量未満である場合よりも前記充電電圧の上限を低くする、電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池システムに関し、特に、ニッケル水素電池を備える電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−２３３４２３号公報（特許文献１）は、ニッケル正極を備えるアルカリ蓄電池（ニッケル水素電池）を開示する。ニッケル正極内においてＮｉ２Ｏ３Ｈが生成されると、電池の満充電容量が低下する。このアルカリ蓄電池においては、ニッケル正極の長さ及び高さ（幅）を適切に設計することによって、ニッケル正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成が抑制される。このアルカリ蓄電池によれば、ニッケル正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成が抑制されるため、アルカリ蓄電池の満充電容量の低下を抑制することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１においては、ニッケル正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成を抑制するためのニッケル正極の構造が開示されているが、Ｎｉ２Ｏ３Ｈが増加することによって電池の満充電容量が低下した場合の対処については何ら検討されていない。
【０００５】
たとえば、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの増加により満充電容量が想定以上に低下すると、満充電容量の情報を用いる各種制御に与える影響が大きくなり問題である。したがって、Ｎｉ２Ｏ３Ｈが増加し過ぎないようにニッケル水素電池を適切に保護することが必要である。一方、ニッケル水素電池を過剰に保護すると、ニッケル水素電池の性能を十分に発揮することができない可能性がある。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニッケル水素電池を適切に保護しつつ、ニッケル水素電池の性能を十分に発揮することができる電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従う電池システムは、ニッケル水素電池と、制御装置とを備える。制御装置は、メモリを含み、ニッケル水素電池の充電電圧を制御する。メモリは、ニッケル水素電池の電圧及び温度と、ニッケル水素電池の正極内に生成されるＮｉ２Ｏ３Ｈに起因するニッケル水素電池の満充電容量の低下量との関係を示すデータを記憶する。制御装置は、ニッケル水素電池の電圧及び温度並びに上記データから導かれる、満充電容量の低下量が所定量以上となった場合に、満充電容量の低下量が所定量未満である場合よりも充電電圧の上限を低くする。
【０００８】
この電池システムにおいては、ニッケル水素電池の電圧及び温度と、正極内に生成されるＮｉ２Ｏ３Ｈに起因するニッケル水素電池の満充電容量の低下量との関係が着目されている。特に、ニッケル水素電池の電圧は充電時に高くなるところ、ニッケル水素電池の充電電圧が高い場合には、充電電圧が低い場合よりも、ニッケル正極内においてＮｉ２Ｏ３Ｈが生成されやすい。この電池システムにおいては、ニッケル水素電池の満充電容量の低下量が所定量以上となった場合に、満充電容量の低下量が所定量未満である場合よりも充電電圧の上限が低くなる。したがって、この電池システムによれば、満充電容量の低下量が所定量以上となった場合にＮｉ２Ｏ３Ｈの生成が抑制されるため、ニッケル水素電池を適切に保護することができる。また、充電電圧の上限を適切に低下することによって、ニッケル水素電池の性能を十分に発揮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ニッケル水素電池を適切に保護しつつ、ニッケル水素電池の性能を十分に発揮することができる電池システムを提供することことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電池システムが搭載される車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの存在比率と満充電容量との関係に関する実験結果の一例を示す図である。
【図３】第１の実験における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】意図的にニッケル水素電池にＮｉ２Ｏ３Ｈを多く生成させた正極のＸ線回折法による分析結果（回折パターン）の一例を示す図である。
【図５】第１の実験によって求められた、試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合とＸ線回折法におけるピーク面積比との関係の一例を示す図である。
【図６】第２の実験における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実験によって得られた結果がまとめられたマップの一例を示す図である。
【図８】組電池の充電制御の処理手順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】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
（電池システムの構成）
図１は、本実施の形態に従う電池システム２が搭載される車両１の構成を概略的に示す図である。以下では、車両１がハイブリッド車両である場合について説明するが、本実施の形態による電池システム２は、ハイブリッド車両に搭載されるものに限定されず、ニッケル水素電池を搭載した車両全般、さらには車両以外の用途にも適用可能である。
【００１３】
図１を参照して、車両１は、電池システム２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）３０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）４１，４２と、エンジン５０と、動力分割機構６０と、駆動軸７０と、駆動輪８０とを備える。電池システム２は、組電池１０と、監視ユニット２０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）１００とを備える。
【００１４】
エンジン５０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによって、クランクシャフトを回転させる駆動力を発生する。ＭＧ４１，４２は、発電機としても電動機としても機能する。
【００１５】
ＭＧ４１は、主として、動力分割機構６０を通じて伝達されるエンジン５０の出力の一部を用いて発電する発電機として動作する。ＭＧ４１が発電した電力は、ＰＣＵ３０を通じてＭＧ４２又は組電池１０に供給される。
【００１６】
ＭＧ４２は、組電池１０からの電力及びＭＧ４１の発電電力の少なくとも一方によって駆動される。ＭＧ４２の駆動力は、駆動軸７０に伝達される。また、車両１の制動時には、ＭＧ４２は、駆動輪８０の回転力により駆動されることによって発電機として動作する。ＭＧ４１，４２の発電電力は、ＰＣＵ３０を通じて組電池１０に充電される。
【００１７】
組電池１０は、ＭＧ４１，４２を駆動するための電力を蓄える。組電池１０は、直列に接続された複数のニッケル水素単電池（単セル）を含む。監視ユニット２０は、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３とを含む。電圧センサ２１は、各セルの端子間電圧（以下「セル電圧」とも称する。）を検出する。電流センサ２２は、組電池１０の充放電電流を検出する。温度センサ２３は、各セルの温度（以下「セル温度」とも称する。）を検出する。各センサは、検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。なお、電流センサ２２の出力は、充電時には負値を示し、放電時には正値を示す。
【００１８】
ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ１００からのスイッチング指令に従って、組電池１０とＭＧ４１，４２との間で双方向の電力変換を実行するように構成される。ＰＣＵ３０は、ＭＧ４１，４２の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されており、たとえば、ＭＧ４１を回生（発電）状態にしつつ、ＭＧ４２を力行状態にすることができる。
【００１９】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、入出力インターフェイスと（いずれも図示せず）、メモリ１０５とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサからの信号及びメモリ１０５に記憶された情報に基づいてエンジン５０及びＰＣＵ３０を制御することによって、組電池１０の充放電を制御する。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、組電池１０の各セルについて、充電状態（State  Of  Charge）を示すＳＯＣ値（二次電池の満充電容量に対する残存容量を０〜１００％で表わした値である。）を算出する。ＳＯＣ値の算出方法としては、電圧とＳＯＣ値との関係を用いて算出する方法や、電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、たとえば、ＳＯＣ値に基づいて、組電池１０への入力電力の上限を示す入力可能電力Ｗｉｎ、及び組電池１０からの出力電力の上限を示す出力可能電力Ｗｏｕｔ（単位はどちらもワット）を設定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ値が第１の所定値以上の領域においてＳＯＣ値が大きいほど（満充電時の値である１００％に近づくほど）入力可能電力Ｗｉｎを小さい値に制限し、ＳＯＣ値が第２の所定値（＜第１の所定値）以下の領域においてＳＯＣ値が小さいほど（枯渇時の値である０％に近づくほど）出力可能電力Ｗｏｕｔを小さい値に制限する。
【００２２】
（満充電容量の低下抑制）
組電池１０に含まれる各単セルにおいて、正極内にＮｉ２Ｏ３Ｈが生成されると満充電容量が低下する。
【００２３】
図２は、正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの存在比率と満充電容量との関係に関する実験結果の一例を示す図である。図２を参照して、横軸は正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの存在比率を示し、縦軸は満充電容量を示す。この実験結果から、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの存在比率が高まると満充電容量が低下することが分かる。
【００２４】
たとえば、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの増加により満充電容量が大きく低下すると、満充電容量の情報を用いる各種制御に与える影響が大きくなり問題である。したがって、正極内においてＮｉ２Ｏ３Ｈが増加し過ぎないように組電池１０を適切に保護することが必要である。一方、組電池１０を過剰に保護すると、組電池１０の性能を十分に発揮することができない可能性がある。
【００２５】
正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成量は、セルの電圧及び温度に依存する。特に、充電電圧が高い場合に、充電電圧が低い場合よりもニッケル正極内においてＮｉ２Ｏ３Ｈが生成されやすく、満充電容量の低下を招く可能性がある。
【００２６】
そこで、本実施の形態に従う電池システム２においては、以下の構成が採用される。メモリ１０５は、組電池１０に含まれる単セルについて、電圧及び温度と、正極内に生成されるＮｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の低下量との関係を示すマップ（データ）を記憶する。ＥＣＵ１００は、セルの電圧及び温度並びに上記のマップから導かれる満充電容量の低下量が所定量以上となった場合に、満充電容量の低下量が所定量未満である場合よりも充電電圧の上限を低くする。
【００２７】
この電池システム２によれば、満充電容量の低下量が所定量以上となった場合にＮｉ２Ｏ３Ｈの生成が抑制されるため、組電池１０を適切に保護することができる。また、充電電圧の上限を適切に低下することによって、組電池１０の性能を十分に発揮することができる。
【００２８】
上述のマップは、複数の実験を通じて予め作成される。以下に、マップの作成方法についてまず説明し、その後、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因して満充電容量が大きく低下しないようにするための充電制御について説明する。
【００２９】
（マップ作成）
マップ作成のための実験は、たとえば次の順に行なわれる。まず、正極内のＮｉ２Ｏ３Ｈの混入量と、Ｘ線回折法を用いて正極を分析した場合のピーク面積比との関係を調べるための実験（以下「第１の実験」とも称する。）が行なわれる。その後、耐久試験（後述）を経た単セル及び第１の実験の結果を用いて、耐久条件（電圧及び温度）と、正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成量との関係を調べるための実験（以下「第２の実験」とも称する。）が行なわれる。第２の実験においては、最終的に、耐久条件（電圧及び温度）と、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する単セルの満充電容量の単位時間当たりの低下量との関係を示すマップが作成される。以下、第１及び第２の実験について順に説明する。
【００３０】
図３は、第１の実験における処理手順を示すフローチャートである。図３を参照して、このフローチャートに示される処理は、実験者により行なわれる。
【００３１】
実験者は、新品の電極（正極）粉末に所定量（たとえば、所定量Ｑ１）のＮｉ２Ｏ３Ｈ粉末を均一に混ぜ込んだ試料を作製する（ステップＳ１００）。その後、実験者は、Ｘ線回折法により試料の分析を行なう（ステップＳ１１０）。具体的には、実験者は、予め定めた回折角度のＸ線のピーク面積を測定する。Ｘ線の回折角度をどのように定めるかについて次に説明する。
【００３２】
図４には、意図的に組電池１０にＮｉ２Ｏ３Ｈを多く生成させた後、Ｘ線回折法によって正極を分析した結果（回折パターン）を一例として示す。図４を参照して、横軸は回折角度（２θ）を示し、縦軸は回折強度を示す。極端にＮｉ２Ｏ３Ｈを生成させた正極の完全放電時には、Ｎｉ２Ｏ３Ｈ、β−Ｎｉ（ＯＨ）２、及び金属Ｎｉ（集電体）が含まれ得る。なお、完全放電されていない場合は、β−ＮｉＯＯＨも含まれ得る。
【００３３】
「◇」の位置に対応する回折角度における回折ピークは、Ｎｉ２Ｏ３Ｈによる回折の影響を含む。「○」の位置に対応する回折角度における回折ピークは、β−Ｎｉ（ＯＨ）２による回折の影響を含む。「×」の位置に対応する回折角度における回折ピークは、金属Ｎｉによる回折の影響を含む。
【００３４】
たとえば、回折角度Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、及びＤ４における回折ピークは、主にＮｉ２Ｏ３Ｈ（「◇」）による回折の影響を受け、その他の化合物による回折の影響をほとんど受けない。したがって、実験者は、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、及びＤ４のいずれかの回折角度のＸ線を用いることにより、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する回折ピークの面積を測定することができる。本実施の形態においては、たとえば、回折角度Ｄ１のＸ線ピークがＸ線回折法による分析に用いられる。また、たとえば、回折角度Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、及びＤ４の合算面積をＸ線回折法による分析に用いてもよい。
【００３５】
再び図３を参照して、ステップＳ１１０においてＸ線回折法による試料の分析が行なわれると、実験者は、分析結果である回折角度Ｄ１におけるピーク面積を記録する（ステップＳ１２０）。以上のように、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理を通じて、所定量（たとえば、所定量Ｑ１）のＮｉ２Ｏ３Ｈが試料内に混入している場合の、回折角度Ｄ１におけるピーク面積が求められる。
【００３６】
次に、Ｎｉ２Ｏ３Ｈと同様、Ｎｉ（ＯＨ）２に帰属される回折ピーク（たとえば、図４に示したＤ’１，Ｄ’２）に着目して、Ｎｉ２Ｏ３Ｈが所定量（Ｑ１）混入されたときのＤ’１面積を算出する。
【００３７】
第１の実験においては、試料内に混入するＮｉ２Ｏ３Ｈの量を変更して（たとえば、所定量Ｑ２，Ｑ３等）、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理が複数回行なわれる。その結果、試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合（Ｎｉ２Ｏ３Ｈ量／（Ｎｉ（ＯＨ）２量＋Ｎｉ２Ｏ３Ｈ量））と、回折角度Ｄ１におけるピーク面積比（Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ’１））との関係を求めることができる。
【００３８】
図５は、第１の実験を通じて求められた、試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合と、Ｘ線回折法におけるピーク面積比との関係の一例を示す図である。図５を参照して、横軸は試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合（Ｎｉ２Ｏ３Ｈ量／（Ｎｉ（ＯＨ）２量＋Ｎｉ２Ｏ３Ｈ量））を示し、縦軸はＸ線回折法におけるピーク面積比（Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ’１））を示す。
【００３９】
試料内に所定量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のＮｉ２Ｏ３Ｈを混入させた場合には、回折角度Ｄ１におけるピーク面積比がそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３となった。以上の実験結果から、試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合と回折角度Ｄ１におけるピーク面積比との関係として、たとえば、図５に示される関係を求めることができる。試料内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合と回折角度Ｄ１におけるピーク面積比との関係を求めることにより、第１の実験は終了する。なお、ここではピーク面積比に基づいて図５の関係を規定したが、たとえば、ピーク強度に基づいて図５の関係を規定してもよい。
【００４０】
図６は、第２の実験における処理手順を示すフローチャートである。図６を参照して、このフローチャートに示される処理は、実験者により行なわれる。
【００４１】
実験者は、耐久条件（電圧及び温度）を設定した上で、新品の組電池１０内の単セルについて耐久試験を行なう（ステップＳ２００）。たとえば、この耐久試験において、単セルは、恒温槽内に設けられた充電システムに設置される。恒温槽内の温度は、実験者により設定された温度に維持される。そして、一定電圧による単セルの充電が行なわれる。この一定電圧のうち、金属抵抗により上昇する電圧は、正極内におけるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成に寄与しないと考えられる。
【００４２】
耐久試験は、たとえば、単セルのＳＯＣ値が所定範囲内（たとえば、５０％〜８０％）に収まるように、所定時間の充電と所定時間の放電とを繰り返すことにより行なわれる。所定範囲は、たとえば、電池システム２においてＳＯＣ値が制御される制御範囲である。なお、耐久試験は、たとえば、全体として数日〜数ヵ月かけて行なわれる。
【００４３】
耐久試験において、ＳＯＣ値が所定範囲内に収まるように充放電が繰り返される理由について次に説明する。たとえば、ＳＯＣ値が所定範囲の上限を超えると、過充電によって、正極内において一部のβ−ＮｉＯＯＨがγ−ＮｉＯＯＨに変化する可能性がある。正極内にγ−ＮｉＯＯＨが生成されると、満充電容量が増加する。この場合には、耐久試験後の単セルを分析しても、正極内のＮｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の低下量を正しく見積もることが困難となる。したがって、本実施の形態の耐久試験においては、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の単位時間当たりの低下量を正確に調べるために、ＳＯＣ値が所定範囲内に収まるように充放電が繰り返される。
【００４４】
実験者は、耐久試験後の単セルの満充電容量を測定する（ステップＳ２１０）。たとえば、実験者は、単セルを満充電状態とし、その後、セルの電圧が放電終止電圧となるまでセルを放電させ、放電時の電流値を積算することにより満充電容量を測定する。また、後述のように、耐久試験後の単セルから電極（正極）を解体して取り出し、正極単体の電極容量を測定してもよい。
【００４５】
その後、実験者は、新品のセルの満充電容量（たとえば、公称容量）から、ステップＳ２１０において測定された満充電容量を減算することにより、満充電容量の低下量を算出する（ステップＳ２２０）。
【００４６】
満充電容量の低下量を確認後、実験者は、セルを解体して正極を取り出し、Ｘ線回折法による分析を行なう（ステップＳ２３０）。その後、実験者は、電極内のＮｉ２Ｏ３Ｈの割合とＸ線回折法におけるピーク面積比との関係（第１の実験において導出（図５））と、分析結果であるピーク面積比とを用いることによって、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの生成比を算出する（ステップＳ２４０）。たとえば、ピーク面積比がＳ１０である場合には、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの生成比はＱ１０と推定される（図５）。
【００４７】
実験者は、満充電容量の低下量がＮｉ２Ｏ３Ｈの生成に起因することの整合を確認した後、単位時間当たりの満充電容量の低下量を算出する（ステップＳ２５０）。具体的には、実験者は、ステップＳ２２０において算出された満充電容量の低下量を耐久試験における総充電時間で除算する。これにより、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因するニッケル水素単電池の満充電容量の単位充電時間当たりの低下量を算出することができる。なお、耐久試験の時間ではなく、耐久試験における総充電時間で除算が行なわれる理由は、Ｎｉ２Ｏ３Ｈはセルにある程度の電圧が印加されなければ生成されず、放電時には生成されにくいものと考えられるからである。本実施の形態において、単位時間は、たとえば１秒である。
【００４８】
その後、実験者は、ステップＳ２５０において算出された単位時間当たりの満充電容量の低下量を、設定された耐久条件（電圧及び温度）における結果として記録する（ステップＳ２６０）。以上のように、ステップＳ２００〜Ｓ２６０の処理を通じて、設定された耐久条件における、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因するニッケル水素単電池の満充電容量の単位時間当たりの低下量が求められる。
【００４９】
第２の実験においては、耐久条件を変更して、ステップＳ２００〜Ｓ２６０の処理が複数回行なわれる。その結果、セルの電圧及び温度と、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因するセルの満充電容量の単位時間当たりの低下量との関係を求めることができる。これにより、第２の実験は終了する。
【００５０】
図７は、第２の実験を通じて得られた結果がまとめられたマップの一例を示す図である。図７を参照して、横軸は耐久条件の温度を示し、縦軸は耐久条件の電圧を示す。
【００５１】
マップ２００においては、セル温度（Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２・・・）とセル電圧（Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２・・・）との組み合わせごとに、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する単セルの満充電容量の単位時間当たりの低下量（Ｗ００，Ｗ０１，Ｗ１０・・・）が対応付けられている。なお、電圧（Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２・・・）は、セル電圧から金属抵抗に由来する電圧上昇分が除かれた値である。満充電容量の単位時間当たりの低下量（Ｗ００，Ｗ０１，Ｗ１０・・・）は、第２の実験を通じて得られた結果である。本実施の形態に従う電池システム２においては、第１及び第２の実験を通じてマップ２００が予め作成され、作成されたマップ２００はメモリ１０５に記憶される。以下、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の低下を考慮した充電制御について説明する。
【００５２】
（充電制御）
図８は、組電池１０の充電制御の処理手順を示すフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートに示される処理は、上記単位時間を１サイクルとして、組電池１０の充電時にＥＣＵ１００により繰り返し実行される。
【００５３】
ＥＣＵ１００は、電圧センサ２１、温度センサ２３、及び電流センサ２２から、各セルの電圧及び温度、並びに電流を示す信号をそれぞれ取得する（ステップＳ３００）。ＥＣＵ１００は、セル電圧から金属抵抗による電圧上昇分を減算した電圧をセル毎に算出する。なお、電圧上昇分の電圧は、予め認識されている金属抵抗と電流とに基づいて算出される。その後、ＥＣＵ１００は、メモリ１０５に記憶されたマップ２００を参照して、各セルについて、上記で算出された電圧及びセル温度に対応する、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の単位時間当たりの低下量（絶対値）を示す情報を取得する（ステップＳ３１０）。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、各セルについて、１サイクル前に算出された、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の総低下量（絶対値）に、ステップＳ３１０において算出された満充電容量の低下量を加算することにより、現在の満充電容量の総低下量を算出する（ステップＳ３２０）。なお、１サイクル前に算出された総低下量は、メモリ１０５に記憶されている。
【００５５】
その後、ＥＣＵ１００は、算出された総低下量が所定量Ｔｈ１以上であるセルが存在するか否かを判定する（ステップＳ３３０）。所定量Ｔｈ１としては、たとえば、満充電容量の総低下量として許容可能な値が設定される。
【００５６】
総低下量が所定量Ｔｈ１以上であるセルが存在しないと判定されると（ステップＳ３３０においてＮＯ）、各セルについて、充電のための印加電圧から金属抵抗による電圧上昇分を減算した電圧（充電電圧）の上限が所定電圧Ｖ１０に設定される（ステップＳ３４０）。所定電圧Ｖ１０は、セルの特性に合わせて予め設定される。
【００５７】
一方、総低下量が所定量Ｔｈ１以上であるセルが存在すると判定されると（ステップＳ３３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、総低下量が所定量Ｔｈ１以上であるセルのいずれかの充電電圧が所定電圧Ｖ２０（＜所定電圧Ｖ１０）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。所定電圧Ｖ２０は、たとえば上述の、正極内にＮｉ２Ｏ３Ｈが生成される電圧より少し低い値であり、総低下量が所定量Ｔｈ１未満のときの電圧上限を示す所定電圧Ｖ１０よりも低い。
【００５８】
いずれのセルの充電電圧も所定電圧Ｖ２０未満であると判定されると（ステップＳ３５０においてＮＯ）、処理は上述のステップＳ３４０に移行する。一方、いずれかのセルの充電電圧が所定電圧Ｖ２０以上であると判定されると（ステップＳ３５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、さらなるＮｉ２Ｏ３Ｈの生成を抑制するため、充電電圧が所定電圧Ｖ２０以上であるセルの充電電圧の上限を所定電圧Ｖ２０に設定する（ステップＳ３６０）。これにより、少なくとも充電電圧が所定電圧Ｖ２０以上となったセルの充電電圧は、所定電圧Ｖ２０未満に抑えられる。たとえば、ＥＣＵ１００は、充電電圧が所定電圧Ｖ２０以上となったセルの充電電圧が所定電圧Ｖ２０未満となるように、ＳＯＣ値に拘わらず入力可能電力Ｗｉｎを低下させる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に従う電池システム２において、ＥＣＵ１００は、電池の電圧及び温度並びに上記のマップから導かれる満充電容量の低下量が所定量Ｔｈ１以上となった場合に、満充電容量の低下量が所定量Ｔｈ１未満である場合よりも充電電圧の上限を低くする。
【００６０】
この電池システム２によれば、満充電容量の低下量が所定量Ｔｈ１以上となった場合にＮｉ２Ｏ３Ｈの生成が抑制されるため、組電池１０を適切に保護することができる。また、充電電圧の上限を適切に低下することによって、組電池１０の性能を十分に発揮することができる。
【００６１】
［他の実施の形態］
以上のように、この発明の実施の形態として上記の実施の形態を説明した。しかしながら、この発明は必ずしも上記の実施の形態に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
【００６２】
上記の実施の形態においては、単セルの電圧及び温度と、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する単セルの満充電容量の単位時間当たりの低下量との関係がマップ２００としてメモリ１０５に記憶された。しかしながら、上記関係は必ずしもマップ２００としてメモリ１０５に記憶される必要はない。たとえば、第１及び第２の実験を通じて得られた結果を関係式として表し、その関係式（データ）をメモリ１０５に記憶するようにしてもよい。この場合には、この関係式を用いることにより、単セルの満充電容量の単位時間当たりの低下量が求められる。
【００６３】
また、上記の実施の形態においては、マップ２００は、Ｎｉ２Ｏ３Ｈに起因する満充電容量の単位時間当たりの低下量を保持することとした。しかしながら、マップ２００が保持する対象はこれに限定されない。たとえば、マップ２００は、耐久条件毎のＮｉ２Ｏ３Ｈの単位時間当たりの生成量を保持することとしてもよい。
【００６４】
この場合には、メモリ１０５は、さらに、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの単位時間当たりの生成量を満充電容量の単位時間当たりの低下量に変換するための変換テーブルを記憶する必要がある。そして、ＥＣＵ１００は、マップ２００を用いてＮｉ２Ｏ３Ｈの単位時間当たりの生成量を推定した後に、変換テーブルを用いて満充電容量の単位時間当たりの低下量を求める必要がある。
【００６５】
また、上記の実施の形態においては、ニッケル水素単電池の正極内のＮｉ２Ｏ３Ｈの生成量がＸ線回折法を用いて分析された。しかしながら、Ｎｉ２Ｏ３Ｈの生成量の分析方法はこれに限定されない。たとえば、熱分析（ＤＴＡ−ＴＧ（Differential Thermal Analysis-Thermo Gravimetric））測定を用いてもよいし、ＸＡＦＳ（X-ray Absorption Fine Structure）測定を用いてもよい（Ｎｉの平均価数変化に着目する。）。
【００６６】
また、上記の実施の形態においては、ニッケル水素単電池毎に電圧（セル電圧）及び温度（セル温度）が監視された。しかしながら、電圧及び温度の監視単位は、これに限定されない。たとえば、複数のニッケル水素単電池を１つの監視単位としてもよい。この場合には、たとえば、マップ２００が監視単位（複数セル）における満充電容量の単位時間当たりの低下量を保持することとしてもよい。
【００６７】
また、上記の実施の形態においては、ニッケル水素単電池（単セル）を用いることによって、第２の実験における耐久試験が行なわれた。しかしながら、耐久試験を行なう単位は、単セルに限定されない。たとえば、組電池１０に対して耐久試験を行なうこととしてもよいし、複数のニッケル水素単電池を１つの単位として耐久試験を行なうこととしてもよい。
【００６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６９】
１  車両、２  電池システム、１０  組電池、２０  監視ユニット、２１  電圧センサ、２２  電流センサ、２３  温度センサ、３０  ＰＣＵ、４１，４２  ＭＧ、５０  エンジン、６０  動力分割機構、７０  駆動軸、８０  駆動輪、１００  ＥＣＵ、１０５  メモリ、２００  マップ。
【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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