(57)【要約】【課題】並列接続された複数の二次電池を含んで構成される組電池を備える電池システムにおいて、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制する。【解決手段】組電池１０は、並列接続された複数のセルを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、セル間の抵抗ばらつきにより生じるセル間の電流ばらつきを推定するとともに、セル間の起電圧ずれを算出する。起電圧ずれは、セル間のＯＣＶ差、及び、セル間の分極電圧差の少なくとも一方を含む。ＥＣＵ１００は、セル間の抵抗ばらつきにより生じる上記電流ばらつき、及び、セル間の起電圧ずれにより生じる電流を用いて、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定する。【選択図】図１
2018129190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数の二次電池を含んで構成される組電池と、
前記複数の二次電池に分散して流れる電流のうち最大の電流を推定するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記複数の二次電池間の抵抗ばらつきにより生じる前記複数の二次電池間の電流ばらつきを推定するとともに、前記複数の二次電池間の起電圧の差を示す起電圧ずれを算出し、
前記起電圧ずれは、前記複数の二次電池間のＯＣＶ差、及び、前記複数の二次電池間の分極電圧差の少なくとも一方を含み、
前記制御装置は、前記抵抗ばらつきにより生じる前記複数の二次電池間の前記電流ばらつき、及び、前記複数の二次電池間の前記起電圧ずれにより生じる電流を用いて、前記最大の電流を推定する、電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池システムに関し、特に、並列接続された複数の二次電池を含んで構成される組電池を備える電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１０／００５０７９号パンフレット（特許文献１）は、バッテリの充放電制御装置を開示する。この充放電制御装置においては、バッテリ１０（組電池）の出力端子に接続される電力ラインに取付けられた電流センサ１４の検出値を用いて、バッテリ１０の入力電力を制限するための各種制御が実行される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００５０７９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
並列接続された複数の二次電池（各二次電池は「セル」や「単電池」等とも称され、以下では、各二次電池を「セル」と称する。）を含んで組電池が構成されている場合、並列接続された複数のセル間で電流のばらつきが生じる可能性がある。そのため、組電池の入出力端子に設けられる電流センサ（組電池に入出力される電流を検出）の検出値から算出される平均電流値が示す各セルの電流値よりも大きい電流が特定のセルに流れ、セルに流れる電流が所定の制限を超える可能性がある。
【０００５】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制可能な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】
【０００６】
本開示の電池システムは、組電池と、制御装置とを備える。組電池は、並列接続された複数のセル（二次電池）を含んで構成される。制御装置は、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定するように構成される。制御装置は、複数の二次電池間の抵抗ばらつきにより生じる複数の二次電池間の電流ばらつきを推定するとともに、複数の二次電池間の起電圧の差を示す起電圧ずれを算出する。起電圧ずれは、複数の二次電池間のＯＣＶ（Open  Circuit  Voltage）差、及び、複数の二次電池間の分極電圧差の少なくとも一方を含む。そして、制御装置は、複数の二次電池間の抵抗ばらつきにより生じる上記電流ばらつき、及び、複数の二次電池間の起電圧ずれにより生じる電流を用いて、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定する。
【０００７】
この電池システムにおいては、上記のような構成によって、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流が推定される。したがって、この電池システムによれば、この推定された最大電流を参照することによって、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の電池システムによれば、並列接続された複数の二次電池を含んで構成される組電池を備える電池システムにおいて、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された車両１の構成を概略的に示した図である。
【図２】図１に示す組電池の詳細な構成の一例を示した図である。
【図３】セルに流れる電流の推定に用いる計算モデルを示した図である。
【図４】図３に示す計算モデルを用いて、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定する処理の手順を説明するフローチャートである。
【図５】電流最大セルと標準セルとによって構成される閉ループの循環抵抗Ｒｃを示した図である。
【図６】図４のステップＳ１０において実行されるＯＣＶ差算出処理の手順を説明するフローチャートである。
【図７】所定の温度及びＳＯＣにおける分極の発生状況の一例を示した図である。
【図８】所定の温度及びＳＯＣにおける分極の電流依存性を示した図である。
【図９】定数αの適合例を示した図である。
【図１０】定数βの適合例を示した図である。
【図１１】分極の生成速度の再現性を示す図である。
【図１２】図４のステップＳ２０において実行される分極差算出処理の手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示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。
【００１１】
図１は、本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された車両１の構成を概略的に示した図である。なお、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代表的に説明するが、本開示に従う電池システムは、ハイブリッド車両に搭載されるものに限定されず、組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。
【００１２】
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（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」と称する。）３０と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor  Generator）」と称する。）４１，４２と、エンジン５０と、動力分割装置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（以下「ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）」と称する。）１００とを含む。
【００１３】
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をピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換することによって動力を出力する内燃機関である。動力分割装置６０は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置６０は、エンジン５０から出力される動力を、ＭＧ４１を駆動する動力と、駆動輪８０を駆動する動力とに分割する。
【００１４】
ＭＧ４１，４２は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。ＭＧ４１は、主として、動力分割装置６０を経由してエンジン５０により駆動される発電機として用いられる。ＭＧ４１が発電した電力は、ＰＣＵ３０を介してＭＧ４２又は組電池１０に供給される。
【００１５】
ＭＧ４２は、主として電動機として動作し、駆動輪８０を駆動する。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を受けて駆動され、ＭＧ４２の駆動力は駆動軸７０に伝達される。一方、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、ＭＧ４２は、発電機として動作して回生発電を行なう。ＭＧ４２が発電した電力は、ＰＣＵ３０を介して組電池１０に供給される。
【００１６】
組電池１０は、並列接続された複数のセル（二次電池）を含んで構成される（詳細な構成は後述）。そして、組電池１０は、ＭＧ４１，４２を駆動するための電力を蓄える。すなわち、組電池１０は、ＰＣＵ５０を通じてＭＧ４１，４２へ電力を供給することができる。また、組電池１０は、ＭＧ４１，４２の発電時にＰＣＵ３０を通じて発電電力を受けて充電される。
【００１７】
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、組電池１０において並列接続される複数のセルの電圧（以下「セル電圧」とも称する。）ＶＢｉを検出する。電流センサ２２は、組電池１０の充放電電流ＩＢを検出する。温度センサ２３は、セル毎の温度（以下「セル温度」とも称する。）ＴＢｉを検出する。なお、温度センサ２３は、隣接する複数（たとえば数個）のセルを監視単位として温度を検出してもよい。
【００１８】
ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、組電池１０とＭＧ４１，４２との間で双方向の電力変換を実行する。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。ＰＣＵ３０は、たとえば、ＭＧ４１，４２に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧を組電池１０の出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
【００１９】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０２と、メモリ（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory））１０５と、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサから受ける信号並びにメモリ１０５に記憶されたプログラム及びマップに基づいてエンジン５０及びＰＣＵ３０を制御することにより、組電池１０の充放電を制御する。
【００２０】
図２は、図１に示した組電池１０の詳細な構成の一例を示した図である。図２を参照して、この組電池１０においては、複数のセルが並列接続されてブロック（或いはモジュール）を構成し、複数のブロックが直列接続されて組電池１０を構成する。具体的には、組電池１０は、直列に接続されるブロック１０−１〜１０−Ｍを含み、ブロック１０−１〜１０−Ｍの各々は、並列接続されたＮ個のセルを含む。
【００２１】
電圧センサ２１−１は、ブロック１０−１の電圧を検出する。すなわち、電圧センサ２１−１は、ブロック１０−１を構成するＮ個のセルの電圧ＶＢ１を検出する。電圧センサ２１−２は、ブロック１０−２を構成するＮ個のセルの電圧ＶＢ２を検出する。電圧センサ２１−Ｍについても同様である。電流センサ２２は、各ブロック１０−１〜１０−Ｍに流れる電流ＩＢを検出する。すなわち、電流センサ２２は、各ブロックのＮ個のセルに流れる総電流を検出する。
【００２２】
このように、並列接続された複数のセルを含んで構成される組電池１０においては、並列接続された複数のセル間で電流のばらつきが生じる可能性がある。そのため、各ブロックの並列接続されたＮ個のセルについて、電流センサ２２の検出値から算出されるＮ個のセルの平均電流値が示す値よりも大きい電流が特定のセルに流れ、セルに流れる電流が所定の制限を超える可能性がある。
【００２３】
そこで、この実施の形態では、並列接続されたＮ個のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流が推定される。この推定された最大電流を参照することによって、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制することができる。
【００２４】
ここで、この実施の形態に従う電池システムにおいては、並列接続されたＮ個のセル間の抵抗ばらつきにより生じるセル間の電流ばらつきが推定されるとともに、セル間の起電圧の差を示す起電圧ずれが算出される。そして、セル間の抵抗ばらつきにより生じる電流ばらつきとともに、セル間の起電圧ずれにより生じる電流を用いて、並列接続されたＮ個のセルに流れる電流のうち最大の電流が推定される。
【００２５】
すなわち、この電池システムでは、セル間の抵抗ばらつきにより生じる電流ばらつきだけでなく、セル間の起電圧ずれにより生じる電流も用いて最大電流が推定される。さらに、この実施の形態に従う電池システムでは、セル間の起電圧ずれは、セル間のＯＣＶ差、及び、セル間の分極差に基づいて算出される。これにより、最大電流の推定について、高い推定精度を実現している。以下、この点について詳しく説明する。
【００２６】
以下の式（１）は、あるセルの閉回路電圧（ＣＣＶ（Closed  Circuit  Voltage））を電圧成分毎に示したものである。
【００２７】
ＣＣＶ＝ＯＣＶ＿平均＋分極電圧−（Ｒｄ＋Ｒｒ）×Ｉ  …（１）
ＯＣＶ＿平均は、分極が生じていないとした場合のＯＣＶである。分極電圧は、セル内の塩濃度差に起因する分極により生じる電圧である。分極電圧は、より詳しくは、固相内（正極活物質内）における塩濃度差による分極分と、液相内（電解液中）における塩濃度差による分極分とに分けられる。Ｒｄ，Ｒｒは、それぞれ直流抵抗及び反応抵抗を示す。Ｉは、当該セルに流れる電流を示す。
【００２８】
式（１）の右辺において、ＯＣＶ＿平均及び分極電圧は、起電圧成分の項であり、（Ｒｄ＋Ｒｒ）×Ｉは、抵抗成分の項である。ここで、並列接続されたＮ個の各セルには、ＣＣＶが等しくなるように電流が分流する。したがって、式（１）から、各セルに流れる電流Ｉは、抵抗成分だけでなく、起電圧成分の影響も受けることが理解される。すなわち、セル間の電流ばらつきは、セル間の抵抗ばらつき（抵抗成分）だけでなく、セル間のＯＣＶ差や分極差による起電圧ずれ（起電圧成分）の影響も受ける。そこで、この実施の形態に従う電池システムでは、セル間の抵抗ばらつきにより生じる電流ばらつきだけでなく、セル間の起電圧ずれ（ＯＣＶ差及び分極差）により生じる電流も用いて最大電流を推定することとしたものである。
【００２９】
以下、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定する手法について詳しく説明する。
【００３０】
図３は、セルに流れる電流の推定に用いる計算モデルを示した図である。図３では、ブロック１０−Ｋ（Ｋは１〜Ｍのいずれか）について代表的に説明される。図３を参照して、この実施の形態では、並列接続されるＮ個のセルのうち電流が最も集中する１つのセル（抵抗が最小のＲｍｉｎのセル）と、残余のＮ−１個のセルを合成したセル（合成抵抗Ｒｔ）との２並列モデルが用いられる。
【００３１】
以下では、電流が最も集中するセル（並列接続されたＮ個のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流が流れるセル）を「電流最大セル」とも称し、電流最大セルに流れる電流をＩ＿ｍａｘと表わす。また、電流最大セル以外のＮ−１個の各セルを「標準セル」とも称し、標準セルに流れる電流をＩ＿ｔｙｐと表わす。この計算モデルでは、電流最大セル以外の標準セル間では、電流ばらつきは生じないものと仮定している。
【００３２】
図４は、図３に示した計算モデルを用いて、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流を推定する処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、図１に示したＥＣＵ１００により、組電池１０を構成するブロック毎に所定の演算周期Δｔで繰返し実行される。
【００３３】
図４を参照して、ＥＣＵ１００は、電流最大セルと標準セルとの間のＯＣＶ差を算出する処理を実行し、電流最大セルと標準セルとの間のＯＣＶ差ΔＯＣＶを算出する（ステップＳ１０）。このＯＣＶ差算出処理については、後ほど詳しく説明する。
【００３４】
次いで、ＥＣＵ１００は、電流最大セルと標準セルとの間の分極差（電流最大セルの分極電圧と標準セルの分極電圧との差）を算出する処理を実行し、電流最大セルと標準セルとの間の分極差ΔＶｐを算出する（ステップＳ２０）。この分極差算出処理についても、後ほど詳しく説明する。
【００３５】
次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０において算出されたＯＣＶ差ΔＯＣＶに、ステップＳ２０において算出された分極差ΔＶｐを加算することによって、電流最大セルと標準セルとの間の起電圧の差を示す起電圧ずれΔＶＥを算出する（ステップＳ３０）。すなわち、起電圧ずれΔＶＥは、次式によって算出される。
【００３６】
ΔＶＥ＝ΔＯＣＶ＋ΔＶｐ  …（２）
さらに、ＥＣＵ１００は、起電圧ずれΔＶＥにより電流最大セルと標準セルとの間に生じる電流を算出するために、電流最大セルと標準セルとによって構成される閉ループの抵抗を示す循環抵抗Ｒｃを算出する（ステップＳ４０）。
【００３７】
図５は、電流最大セルと標準セルとによって構成される閉ループの循環抵抗Ｒｃを示した図である。図５を参照して、電流最大セルの抵抗をＲｍｉｎとし、Ｎ−１個の標準セルの合成抵抗をＲｔとすると、循環抵抗Ｒｃは、次式によって示される。
【００３８】
Ｒｃ＝Ｒｍｉｎ＋Ｒｔ  …（３）
なお、Ｒｍｉｎは、後述のステップＳ７０において算出される、電流最大セルに流れる電流の推定値である推定Ｉ＿ｍａｘの前回演算値と、当該セル（当該セルを含むブロック）の電圧検出値とから算出される。また、Ｒｔは、後述のステップＳ８０において算出される、標準セルに流れる電流の推定値である推定Ｉ＿ｔｙｐの前回演算値と、当該セル（当該セルを含むブロック）の電圧検出値とから算出される。
【００３９】
再び図４を参照して、次いで、ＥＣＵ１００は、セル間の抵抗ばらつきにより生じるセル間の電流ばらつきを推定する。一例として、この実施の形態では、セル間の抵抗ばらつきによる、平均電流に対する電流最大セルの電流増分を示す電流増加ゲインＩｇａｉｎが算出される（ステップＳ５０）。この電流増加ゲインＩｇａｉｎは、たとえば、並列接続されるＮ個のセル間の最大温度差と、その温度差によるセル間の抵抗ばらつきに基づく電流増加ゲインＩｇａｉｎとの関係を実験等により予め求めてマップとして準備しておき、検出されたセル温度に基づいて算出される。この電流増加ゲインＩｇａｉｎを算出することは、セル間（電流最大セルと標準セルとの間）の抵抗ばらつきにより生じるセル間の電流ばらつきを推定することに相当する。
【００４０】
さらに、ＥＣＵ１００は、電流最大セルとＮ−１個の標準セルとに流れる電流の平均を示す平均電流Ｉ＿ａｖｅを算出する（ステップＳ６０）。すなわち、平均電流Ｉ＿ａｖｅは、次式によって算出される。
【００４１】
Ｉ＿ａｖｅ＝ＩＢ／Ｎ  …（４）
ＩＢは、電流センサ２２によって検出される電流（総電流）である。
【００４２】
そして、ＥＣＵ１００は、電流最大セルに流れる電流の推定値である推定Ｉ＿ｍａｘ（ｉ）（「ｉ」は今回の演算周期における演算値であることを示す。）を次式によって算出する（ステップＳ７０）。
【００４３】
Ｉ＿ｍａｘ（ｉ）＝Ｉ＿ａｖｅ×Ｉｇａｉｎ＋ΔＶＥ／Ｒｃ  …（５）
式（５）の右辺において、Ｉ＿ａｖｅ×Ｉｇａｉｎは、平均電流Ｉ＿ａｖｅに、ステップＳ５０で算出された電流増加ゲインＩｇａｉｎを乗算することによって得られる電流値であり、セル間の抵抗ばらつきによる電流増分を考慮した電流を示す。ΔＶＥ／Ｒｃは、ステップＳ３０において算出された起電圧ずれΔＶＥを、ステップＳ４０において算出された循環抵抗Ｒｃで除算することによって得られる電流値であり、電流最大セルと標準セルとの間の起電圧ずれにより電流最大セルと標準セルとの間に流れる電流を示す。この推定Ｉ＿ｍａｘ（ｉ）は、電流最大セルに流れる電流の推定値であり、すなわち、並列接続されたＮ個のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流の推定値である。
【００４４】
なお、ＥＣＵ１００は、さらに、ステップＳ７０において算出された推定Ｉ＿ｍａｘ（ｉ）から、各標準セルに流れる電流の推定値である推定Ｉ＿ｔｙｐ（ｉ）を次式によって算出する（ステップＳ８０）。
【００４５】
Ｉ＿ｔｙｐ（ｉ）＝（ＩＢ−Ｉ＿ｍａｘ（ｉ））／（Ｎ−１）  …（６）
なお、この推定Ｉ＿ｔｙｐは、次回の演算周期におけるＯＣＶ差算出処理（ステップＳ１０）及び分極差算出処理（ステップＳ２０）において用いられる（後述）。
【００４６】
図６は、図４のステップＳ１０において実行されるＯＣＶ差算出処理の手順を説明するフローチャートである。図６を参照して、ＥＣＵ１００は、図４のステップＳ７０において算出される推定Ｉ＿ｍａｘの前回演算値であるＩ＿ｍａｘ（ｉ−１）を用いて、電流最大セルのＳＯＣ（State  Of  Charge）を示すＳＯＣ＿Ｉｍａｘを算出する（ステップＳ１１０）。具体的には、Ｉ＿ｍａｘ（ｉ−１）に演算周期Δｔを乗算して得られる当該セルの容量の増減量をＳＯＣ＿Ｉｍａｘの前回演算値に加減算することによってＳＯＣ＿Ｉｍａｘを算出する。
【００４７】
そして、ＥＣＵ１００は、算出されたＳＯＣ＿Ｉｍａｘから電流最大セルのＯＣＶを示すＯＣＶ＿Ｉｍａｘを算出する（ステップＳ１２０）。具体的には、組電池１０を構成する各セルにおけるＳＯＣとＯＣＶとの関係を示す予め準備されたマップ等を用いて、ステップＳ１１０において算出されたＳＯＣ＿Ｉｍａｘに基づいてＯＣＶ＿Ｉｍａｘを算出することができる。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ１００は、図４のステップＳ８０において算出される推定Ｉ＿ｔｙｐの前回演算値であるＩ＿ｔｙｐ（ｉ−１）を用いて、標準セルのＳＯＣを示すＳＯＣ＿Ｉｔｙｐを算出する（ステップＳ１３０）。具体的には、Ｉ＿ｔｙｐ（ｉ−１）にΔｔを乗算して得られる容量の増減量をＳＯＣ＿Ｉｔｙｐの前回演算値に加減算することによってＳＯＣ＿Ｉｔｙｐを算出する。
【００４９】
そして、ＥＣＵ１００は、算出されたＳＯＣ＿Ｉｔｙｐから標準セルのＯＣＶを示すＯＣＶ＿Ｉｔｙｐを算出する（ステップＳ１４０）。具体的には、ＳＯＣとＯＣＶとの関係を示す上述のマップ等を用いて、ステップＳ１３０において算出されたＳＯＣ＿Ｉｔｙｐに基づいてＯＣＶ＿Ｉｔｙｐを算出することができる。
【００５０】
次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０において算出された電流最大セルのＯＣＶ＿Ｉｍａｘから、ステップＳ１４０において算出された標準セルのＯＣＶ＿Ｉｔｙｐを減算することによって、電流最大セルと標準セルとの間のＯＣＶ差ΔＯＣＶを算出する（ステップＳ１５０）。すなわち、ＯＣＶ差ΔＯＣＶは、次式によって算出される。
【００５１】
ΔＯＣＶ＝ＯＣＶ＿Ｉｍａｘ−ＯＣＶ＿Ｉｔｙｐ  …（７）
次に、図４のステップＳ２０において実行される分極差算出処理について説明する。この分極差算出処理では、予め準備される分極算出式を用いて、電流最大セルにおける分極電圧Ｖｐ＿Ｉｍａｘ、及び標準セルにおける分極電圧Ｖｐ＿Ｉｔｙｐが算出される。そこで、まず、分極差算出処理において用いられる分極算出式について説明する。
【００５２】
図７は、所定の温度及びＳＯＣにおける分極の発生状況の一例を示した図である。図７を参照して、Ｉｃはセルに流れる電流（セル電流）を示し、Ｖｃはセル電圧を示す。Ｖｐは分極電圧を示す。この例では、Ｉｃ＝Ｉ１の電流（放電）を、通電時間を変えてセルに通電させたときのセル電圧Ｖｃ及び分極電圧Ｖｐの変化が示されている。
【００５３】
時刻ｔ０〜ｔ１までＩｃ＝Ｉ１の電流を通電させた場合（通電時間＝ｔ１−ｔ０）、通電終了直後のセル電圧Ｖｃは、通電開始前のＶ０まで回復せず、Ｖ１に低下する。この電圧低下は、ＯＣＶ低下分と分極分とを含む。ＯＣＶ低下分はＳＯＣ変化から算出可能であるので、セル電圧Ｖｃの低下量からＯＣＶ低下分を差し引くことにより、このときの分極電圧Ｖｐを見積もることができる。
【００５４】
同様に、時刻ｔ０〜ｔ２までＩｃ＝Ｉ１の電流を通電させた場合（通電時間＝ｔ２−ｔ０）、通電終了直後のセル電圧Ｖｃは、通電開始前のＶ０からＶ２に低下する。この電圧低下量からＯＣＶ低下分を差し引くことにより、このときの分極電圧Ｖｐを見積もることができる。時刻ｔ０〜ｔ３まで通電させた場合（通電時間＝ｔ３−ｔ０）、時刻ｔ０〜ｔ４まで通電させた場合（通電時間＝ｔ４−ｔ０）についても、同様に通電終了直後の分極電圧を見積もることができる。
【００５５】
図８は、所定の温度及びＳＯＣにおける分極の電流依存性を示した図である。図８を参照して、横軸は通電時間を示し、縦軸は分極電圧Ｖｐを示す。通電時間が長い程、また、通電させる電流Ｉｃが大きい程、分極電圧Ｖｐは大きくなる。
【００５６】
このように、分極は、通電時間及び通電電流によって影響を受ける。一方で、時間の経過とともにセル内の塩濃度分布の偏りが解消していくことにより、発生した分極は、時間の経過とともに解消していく。
【００５７】
そこで、この実施の形態に従う電池システムでは、図８に示したような分極の評価結果に基づいて、分極電圧Ｖｐを以下の一次遅れ式によって推定する。
【００５８】
Ｖｐ（ｉ）＝（１−α・Δｔ）×Ｖｐ（ｉ−１）＋β×Ｉ×Δｔ  …（８）
ここで、「ｉ」は今回の演算周期における演算値を示し、「ｉ−１」は前回の演算周期における演算値を示す。Δｔは演算周期であり、Ｉはセル電流である。α，βは、実験等により収集される分極電圧のデータに基づいて予め決定される定数であり、αは分極の解消速度を示し、βは分極の生成速度を示す。
【００５９】
図９は、定数αの適合例を示した図である。この図９では、所定の温度及びＳＯＣにおける定数αの適合例が示されている。図９を参照して、実線は実測値を示し、点線は式（８）による計算値を示す（βは０として演算）。図示されるように、分極の解消は、一次遅れ式を用いて精度よく推定することができる。
【００６０】
図１０は、定数βの適合例を示した図である。この図１０では、所定の温度及びＳＯＣにおいてＩｃ＝Ｉ１の電流を通電させた場合の定数βの適合例が示されている。図１０を参照して、点は実測値を示し、線Ｌ１１は式（８）による計算値を示す。図示されるように、分極の生成速度も、一次遅れ式を用いて精度よく推定することができる。
【００６１】
図１１は、分極の生成速度の再現性を示す図である。この図１１では、図１０の場合と同じ温度及びＳＯＣ条件下でＩｃ＝Ｉ２（Ｉ２＞Ｉ１）の電流を通電させた場合の分極電圧が示されている。図１１を参照して、点は実測値を示し、線Ｌ１２は式（８）による計算値を示す。図示されるように、他の電流値に対しても分極の生成速度を精度よく推定できている。
【００６２】
このようにして、所定の温度及びＳＯＣにおけるα，βを決定することができる。そして、温度条件及びＳＯＣ条件を変えて、各条件下におけるα，βを求めることにより、式（８）に示した分極電圧Ｖｐの推定式（α，βは温度及びＳＯＣ毎に設定されるパラメータ）を決定することができる。各条件下で求められたα，βは、温度及びＳＯＣにより層別されてＥＣＵ１００のメモリ１０５に記憶される。
【００６３】
図１２は、図４のステップＳ２０において実行される分極差算出処理の手順を説明するフローチャートである。図１２を参照して、ＥＣＵ１００は、電流最大セルの温度及びＳＯＣを取得する（ステップＳ２１０）。なお、電流最大セルのＳＯＣには、図６のステップＳ１１０において算出されるＳＯＣ＿Ｉｍａｘを用いることができる。
【００６４】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２１０において取得された温度及びＳＯＣにおける分極算出式（式（８））のα，βをメモリ１０５から読出し、上記の式（８）で示される分極算出式を用いて、図４のステップＳ７０において算出される推定Ｉ＿ｍａｘの前回演算値であるＩ＿ｍａｘ（ｉ−１）に基づいて、最大電流セルにおける分極電圧Ｖｐ＿Ｉｍａｘを算出する（ステップＳ２２０）。すなわち、分極電圧Ｖｐ＿Ｉｍａｘは、次式によって算出される。
【００６５】
Ｖｐ＿Ｉｍａｘ（ｉ）＝（１−α・Δｔ）×Ｖｐ＿Ｉｍａｘ（ｉ−１）＋β×Ｉ＿ｍａｘ（ｉ−１）×Δｔ  …（９）
α，βは、ステップＳ２１０において取得された温度及びＳＯＣにおける値である。
【００６６】
次いで、ＥＣＵ１００は、標準セルの温度及びＳＯＣを取得する（ステップＳ２３０）。なお、標準セルのＳＯＣには、図６のステップＳ１３０において算出されるＳＯＣ＿Ｉｔｙｐを用いることができる。
【００６７】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２３０において取得された温度及びＳＯＣにおける分極算出式の定数α，βをメモリ１０５から読出し、式（８）で示される分極算出式を用いて、図４のステップＳ８０において算出される推定Ｉ＿ｔｙｐの前回演算値であるＩ＿ｔｙｐ（ｉ−１）に基づいて、標準セルにおける分極電圧Ｖｐ＿Ｉｔｙｐを算出する（ステップＳ２４０）。すなわち、分極電圧Ｖｐ＿Ｉｔｙｐは、次式によって算出される。
【００６８】
Ｖｐ＿Ｉｔｙｐ（ｉ）＝（１−α・Δｔ）×Ｖｐ＿Ｉｔｙｐ（ｉ−１）＋β×Ｉ＿ｔｙｐ（ｉ−１）×Δｔ  …（１０）
なお、この式（１０）におけるα，βは、ステップＳ２３０において取得された温度及びＳＯＣにおける値である。
【００６９】
次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２２０において算出された電流最大セルの分極電圧Ｖｐ＿Ｉｍａｘ（ｉ）から、ステップＳ２４０において算出された標準セルの分極電圧Ｖｐ＿Ｉｔｙｐ（ｉ）を減算することによって、電流最大セルと標準セルとの間の分極差ΔＶｐを算出する（ステップＳ２５０）。すなわち、分極差ΔＶｐは、次式によって算出される。
【００７０】
ΔＶｐ＝Ｖｐ＿Ｉｍａｘ（ｉ）−Ｖｐ＿Ｉｔｙｐ（ｉ）  …（１１）
以上のように、この実施の形態においては、セル間の抵抗ばらつきにより生じる電流ばらつきだけでなく、セル間の起電圧ずれΔＶＥにより生じる電流も用いて、並列接続された複数のセルに分散して流れる電流のうち最大の電流が推定される。したがって、この実施の形態によれば、この推定された最大電流を参照することによって、セルに流れる電流が所定の制限を超えるのを抑制することができる。
【００７１】
なお、上記の実施の形態においては、セル間のＯＣＶ差ΔＯＣＶ及び分極差ΔＶｐの双方を用いて起電圧ずれΔＶＥを算出するものとしたが、必ずしもＯＣＶ差ΔＯＣＶ及び分極差ΔＶｐの双方を起電圧ずれΔＶＥに含めなくてもよく、ＯＣＶ差ΔＯＣＶ及び分極差ΔＶｐのいずれか一方のみを起電圧ずれΔＶＥとしてもよい。
【００７２】
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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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】
【００７３】
１  車両、２  電池システム、１０  組電池、１０−１〜１０−Ｍ  ブロック、２０  監視ユニット、２１，２１−１〜２１−Ｍ  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  動力分割装置、７０  駆動軸、８０  駆動輪、１００  ＥＣＵ、１０２  ＣＰＵ、１０５  メモリ。
【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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