(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池を何時でも最大の蓄電量で放電できるように高い充電状態（Ａゾーン）に維持しようとすれば該リチウムイオン電池では副反応による容量劣化が促進され、容量劣化の進行を抑制するために低い充電状態（Ｃゾーン）に維持しようとすれば何時でも放電出来るという利便性が損なわれる。【解決手段】一旦４０％以下の充電状態となったリチウムイオン電池が再び９０％以上の充電状態にまで充電される時には、該リチウムイオン電池は９０％の充電状態に達する前（Ｂゾーン）で充電終了とされる充電方式で充電された後、Ｙ（Ｙ＞０）時間の間は９０％以下の充電状態に維持され、Ｙ（Ｙ＞０）時間後には充電状態が９０％以上（Ａゾーン）に達した後で充電終了となる充電方式で再び充電される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の充電状態が９０％以上に達した後で終了とされる充電方式をＡ方式と称し、充電状態が９０％に達する前に終了とされる充電方式をＢ方式と称する時、一旦４０％以下の充電状態となったリチウムイオン電池が再び９０％以上の状態にまで充電される時には、該リチウムイオン電池がＢ方式の充電で４０％以上の充電状態に達した後にＢ方式の充電は終了され、そのＹ（Ｙ＞０）時間後にＡ方式の充電が開始されることを特徴とするリチウムイオン電池の充電方法。
【請求項２】
Ｂ方式の充電終了時からＡ方式の充電開始時までの間では該リチウムイオン電池の充電状態には１０％以上の低下がないことを特徴とする請求項１に記載の充電方法。
【請求項３】
蓄電残量０％の蓄電池を８０％の充電状態まで１時間以内で充電できる充電器を急速充電器と称する時、リチウムイオン電池の充電が急速充電器によってＢ方式でなされた後に普通充電器によってＡ方式の充電がなされることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電方法。
【請求項４】
それぞれはＸ＞０、Ｙ＞０、Ｚ＞０で、Ｔ≧Ｘ＋Ｙ＋Ｚの関係にあって、蓄電池がＴ時間後の次の放電に向けて（Ｘ＋Ｚ）時間で充電される時、Ｘ時間におよぶＢ方式の充電が終了された後、そのＹ時間後に同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電方法。
【請求項５】
充電中のリチウムイオン電池が既定の充電電圧に達した時点で前記Ｂ方式による充電が終了されることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の充電方法。
【請求項６】
充電中のリチウムイオン電池が４０％以上且つ８９％以下で設定された既定の充電状態に達した時点で前記Ｂ方式の充電が終了されることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の充電方法。
【請求項７】
前記Ｂ方式の充電はスイッチＢを介して実施され、充電中の蓄電池が既定の充電状態に達した時点で該スイッチＢの導通が遮断されて前記Ｂ方式の充電が終了されることを特徴とする請求項５又は６に記載の充電方法。
【請求項８】
前記スイッチＢはタイマーに設定された時刻で遮断されることを特徴とする請求項７記載の充電方法。
【請求項９】
前記スイッチＢは充電器へのＡＣ入力が既定の電力値に達した時点で遮断されることを特徴とする請求項７記載の充電方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の充電方法が適用されることを特徴とするリチウムイオン電池で駆動される電動器具又は電動車両。
【請求項１１】
請求項３に記載の充電方法が適用されることを特徴とするプラグインハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リチウムイオン電池の長寿命化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、モーター駆動用の蓄電池の需要が大きく拡大している。具体的な用途にはハイブリッド車（ＨＶ）を始め、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電動バイク（ＥＢ），電動アシスト自転車、ドローン、各種電動工具やロボット掃除機などが挙げられる。これらには蓄電単価は高くなるが小型軽量化し易いという利点からリチウムイオン電池が多く採用されている。
（リチウムイオン電池の誕生）【０００３】  リチウムイオン電池は今では非水系蓄電池の代名詞になっているが、そもそも本発明者等がその名付け親であり、本発明者等は炭素を負極とし、リチウム含有のコバルト酸化物を正極とする非水系蓄電池の実用化に世界に先駆けて成功し、これを「リチウムイオン電池」と名付けて１９９０年２月１４日に発表した（非特許文献１参照）。【０００４】  また、本発明者は同年３月６日に米国フロリダで開催された第３回二次電池セミナーでこのリチウムイオン電池の性能を初めて世の中に紹介し、その内容はバッデリーの専門雑誌にも掲載された（非特許文献２、３参照）。以来、リチウムイオン電池はその優れた性能が認識され、瞬く間に多くの電子機器の電源に採用されていった（非特許文献４参照）。【０００５】  更には、安価なマンガンタイプのリチウムイオン電池の出現によって、２０１０年にはこれを搭載するＥＶが市販され始め、前後してＰＨＶやＥＢや電動アシスト自転車等も市販され始めた。また、リチウムイオン電池を駆動用電源とする各種電動工具やロボット掃除機等の電動機器も市販され始めた。
（リチウムイオン電池の寿命）【０００６】  ところが、現状ではリチウムイオン電池は使われ方によってその寿命が大きく異なり、頻繁な電池交換や多額の交換費用を余儀なくされる用途も少なくはない。例えば、リチウムイオン電池で駆動するロボット掃除機ではいずれのメーカーでもリチウムイオン電池は１１００回程度の充放電が寿命と目され、３年ごとの交換が目安とされている（非特許文献５参照）。【０００７】  また、リチウムイオン電池で駆動する電動アシスト自転車では７００〜９００回の充放電で走行距離が購入時の約半分となり、使い方によっては交換が必要であるとカタログに明記されている（非特許文献６参照）。更に、ＰＨＶやＥＢ等ではリチウムイオン電池の寿命の目安すらも示されていない。これらの用途では利用頻度や使われ方がまちまちなので目安とする寿命が定められないためである。【０００８】  一方、某社のＥＶでは新たにバッテリー容量の低下を抑制する技術を開発したとして、新車登録から８年または走行距離１６万ｋｍまでのどちらか早い方においてリチウムイオン電池の容量計が９割を維持することを保証している（非特許文献７参照）。しかし、米国の有名ＥＶではその駆動用蓄電池が汎用の１８６５０型リチウムイオン電池の６８３１個で構成されていることから判断しても、ＥＶで使用されるリチウムイオン電池といえども一般的なリチウムイオン電池と大きく異なるものではないことが解る。【０００９】  つまり、汎用の１８６５０型リチウムイオン電池はロボット掃除機や電動アシスト自転車や電動工具等にも使用されており、電動車両でも電動機器でも、使用されているリチウムイオン電池は基本的にはその性能や寿命（容量劣化）は同じはずである。ところが、現状ではリチウムイオン電池は使われ方によって容量劣化のスピードが異なり、その寿命が大きく異なっている。従って、そこには容量低下の新しい抑制技術によってリチウムイオン電池の長寿命化が可能であることも暗示されている。【００１０】  これまでにも、リチウムイオン電池は十分に充電されずに使用されていると未活用の電極活物質の不活性化によって容量劣化することが知られている。特に、蓄電残量が少ない状態で長期間放置されると未活用活物質の不活性化による容量劣化が顕著である。また、リチウムイオン電池では過充電や過放電は活物質の反応が不可逆的に進行するので容量劣化を促進することもよく知られている。従って、現状では集合電池においても素電池単位で充放電電圧を常に監視して、素電池単位でも十分に充電されるように、また素電池単位で過充電や過放電が防止されるように十分な対策がなされている。【００１１】  それにもかかわらず、リチウムイオン電池の寿命（容量劣化）はその使われ方によって異なっている。これはリチウムイオン電池では使われ方によってその反応速度が異なる「容量劣化反応」が電池内部で進行していることを意味している。【００１２】  電池内部では正極と負極の間に介在している電解液は常に高い電圧が掛けられた状態にあるため不可逆的に分解され易い。鉛蓄電池やニッケル水素電池等の水溶液系の蓄電池では電解液の分解反応は水の電気分解であり、水の分解反応自体は不可逆的に進行するが、正極で発生する���素が負極で還元されて水が再生される。そのため、水溶液系の蓄電池では電解液の分解反応は容量劣化には比較的繋がり難い。【００１３】  しかし、リチウムイオン電池では電解液の分解反応は有機溶媒の酸化又は還元反応であり、不可逆的に進行して再生されることは無い。そのため、リチウムイオン電池では電解液の分解反応は容量劣化に繋がる。【００１４】  そこで、本発明者はリチウムイオン電池の使われ方と電解液の分解反応に着目してリチウムイオン電池の長寿命化の具体策を見出した。
（電解液の分解反応と容量劣化）【００１５】  以下では、補足的に本発明に最も深く関係するリチウムイオン電池の電解液の分解反応にかかわる技術的背景にも触れておく。【００１６】  本明細書においては、電解液に有機電解液が使用され、正極と負極にはそれぞれリチウムイオンのドーピングと脱ドーピングが電気化学的に且つ可逆的に行われる物質が使用され、充電においては正極から負極へ、放電においては負極から正極へそれぞれリチウムイオンが移動して充放電反応が進行する非水系蓄電池を総称してリチウムイオン電池と呼ぶ。【００１７】  現在商品化されている代表的なリチウムイオン電池には、負極にはコークス系黒鉛や天然黒鉛等の異なる種類の炭素が使用され、正極にはリチウム含有のコバルト酸化物やニッケル酸化物やマンガン酸化物、或はリチウム燐酸鉄等が使用されている。【００１８】  また、本発明者は負極に炭素を使用して、正極にはリチウムイオン電導体を混ぜたマンガン酸化物を使用してサイクル寿命の長い安価なマンガンタイプのリチウムイオン電池を考案し、その米国特許が１９９５年に、また日本特許は２００３年にそれぞれ認められ、某社のＥＶにも搭載されている（特許文献１，２参照）。また、本発明者は正極と負極にいずれもスピネル構造の酸化物（正極にマンガン酸化物、負極にチタン酸化物）を使用するリチウムイオン電池を考案し、その米国特許が１９９７年に認められている（特許文献３参照）。【００１９】  以上のように正極と負極に異なる活物質を使用していろいろなリチウムイオン電池が構成出来るが、いずれも共通して電解液には有機電解液が使用されている。【００２０】  一般にリチウムイオン電池では正極の電位より高い分解電圧を有する有機電解液、所謂、酸化され難い有機電解液が選択されるので正極による電解液の酸化反応（正極の副反応）は起こり難いが、負極による電解液の還元反応（負極の副反応）は基本的には起こり安い。しかし、この負極の副反応はその反応生成物が保護膜となって自己放電として容認できる程度の反応速度にまで抑制されるのでリチウムイオン電池は機能している。【００２１】  ところが、この負極の副反応は不可逆反応であり、極少量であっても進行し続ければ、リチウムイオン電池の自己放電に繋がるだけでなく容量劣化に繋がる。むしろ、容量劣化はこの負極の副反応の反応量の積算或は蓄積によって限りなく進行するのでその影響はより深刻である。【００２２】  結局、リチウムイオン電池では負極の副反応速度が正極の副反応速度に比べて速いため、充放電サイクルを重ねるにしたがって、電池容量は負極規制に移行し、負極の充電量の減少によって容量劣化が進行する。この負極の副反応による容量劣化のメカニズムは他の研究者達によっても報告されている（非特許文献８参照）。【００２３】  本発明者は負極の副反応の進行がリチウムイオン電池の使われ方によって異なることに着目して負極の副反応と寿命の関係を解析した結果、リチウムイオン電池の長寿命化のヒントがハイブリッド車（ＨＶ）におけるリチウムイオン電池の使われ方にあることを見出し、本発明に至ったのである。【００２４】  ＨＶは今では当たり前の車となっているが、ＨＶの動力用蓄電池としてもリチウムイ���ン電池が多く使用されている。ＨＶは炎天下に駐車されることも多く、使用される温度環境も厳しい。しかし、ＨＶでのリチウムイオン電池の交換頻度は極めて低い。【００２５】  ＨＶでは、リチウムイオン電池は回生電力等によって充電される時にはフル充電（ＳＯＣ＝１００％）に近い充電状態に達するので十分に充電されずに使用され続けるということにはならない。しかも、フル充電に近い充電状態に達しても、直に大きな電力をモーターへ供給するので再び充電状態（ＳＯＣ）が低下する。従って、ＨＶではリチウムイオン電池は定常的に充電状態がＳＯＣ＝４０〜６０％程度の低い値に維持されている。リチウムイオン電池が常に低いＳＯＣ（８５％以下）に維持されていれば、電池内では副反応の進行が少なくなって、リチウムイオン電池の容量劣化の進行が抑制されることになる。これがまさしくリチウムイオン電池の長寿命化の手段となり得る。【００２６】  なお、蓄電池の充電状態は一般にＳＯＣで表記され、充電可能な全ての電極活物質が充電されている状態を一般に蓄電池が満充電（フル充電）の状態にあるとされ、ＳＯＣ＝１００％と表記される。本明細書では更にＳＯＣ＝１００％の蓄電池Ａが当初ＣＡｈの実質放電容量を有していた時、この蓄電池Ａが容量劣化して実質放電容量が、例えば０．９ＣＡｈに低下した時点では、該蓄電池Ａは０．９ＣＡｈが充電された状態で満充電（フル充電）の状態にあり、その充電状態がＳＯＣ＝１００％で示されるものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】米国特許第５，４７８，６７５号明細書
【特許文献２】日本特許第３，４３６，６００号明細書
【特許文献１】米国特許第５，５９１，５４６号明細書
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】福島民報（日刊）、１９９０年２月１６日（金）
【非特許文献２】ＪＥＣ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ  Ｎｏ２（Ｍａｒ．−Ａｐｒ．）１９９０．
【非特許文献３】Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ  ＆  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９，１９９０，Ｐ．２０９
【非特許文献４】永浦亨、ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ  第４巻  第１冊  通巻６９号Ｐ６−１１，２０１４．
【非特許文献５】東芝ライフスタイルク株式会社、ロボット掃除機  カタログ（２０１６年１月現在）
【非特許文献６】パナソニック  サイクルテック株式会社、電動アシスト自転車総合カタログ（２０１３年７月現在）
【非特許文献７】日産自動車株式会社、電気自動車  カタログ（２０１６年１２月現在）
【非特許文献８】小槻勉、他、第５３回電池討論会予稿集１Ａ−２５，２０１２．
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】  リチウムイオン電池の製造過程における初回の充電では充電効率（充電量に対する放電量の比）は８０％程度である。つまり、初回の充電では充電量の約２０％が負極の副反応（保護膜の形成）によって消費されている。２回目以降の充電効率は大まかには１００％に近いが、厳密には１００％ではなく保護膜の形成反応が極僅かに進行している。また、この負極の副反応（電解液と負極活物質の反応）は充電状態で放置されているリチウムイオン電池でも極僅かに進行し、負極の充電量はこの副反応量に相当する分が減少する。
【００３０】  従って、リチウムイオン電池が高いＳＯＣに維持されていれば、負極の副反応（電解液と負極活物質の反応）が促進され、その分だけ負極の充電量が減少する。負極の充電量の減少は負極の自己放電量である。同様に正極の副反応量が正極の自己放電量となるが、正極の副反応は通常では起こり難いため、負極の自己放電量が正極の自己放電量より圧倒的に多くなる。
【００３１】  従って、正極と負極の充電量（蓄電量）には自己放電量の差によって次第に差が生じる。外部からの充電では正極と負極の充電量は同じとなるため、正極と負極に生じた充電量（蓄電量）の差は外部からの充電では是正されない。そのため、リチウムイオン電池では正極と負極に生じた充電量の差は次第に大きくなり、正極と負極の充電量の差が容量劣化に繋がる。従って、リチウムイオン電池では負極の副反応は「容量劣化反応」とも呼べる。
【００３２】  負極の自己放電反応（副反応）は正極の自己放電反応（副反応）より大きいため、該蓄電池の自己放電量は負極の自己放電量に等しい。従って、蓄電池の自己放電が容量劣化の尺度となる。従って、例えばリチウムイオン電池の寿命を２倍にするためには単純には自己放電を１／２にすればよい。
【００３３】  リチウムイオン電池では、自己放電反応と同じだけ、次の（１）式で示される電解液の還元反応（副反応）が負極で進行する。つまり、（１）式で示される電解液の還元反応が「容量劣化反応」である。ただし、ＥＬＯは正常な電解液で、ＥＬＲは電解液の還元体である。
ＥＬＯ＋ｎｅ−→ＥＬＲ・・・・・・・・（１）
【００３４】  そこで、リチウムイオン電池の長寿命化のためには上記（１）式の反応量を少なくする必要がある。（１）式の反応量を少なくするためには（１）式の反応速度を抑制するか、反応速度はそのままでも反応時間を短くすればよい。（１）式の反応速度を抑制するためには反応温度を下げるか、平衡電位Ｅｏからのずれ（分極電圧η）を小さくすればよい。
【００３５】  反応温度が１０℃低下すれば化学反応速度は１／２になるため、リチウムイオン電池では電池温度を平均的に１０℃だけ下げることで、（１）式で示される「容量劣化反応」は１／２に抑制され、該リチウムイオン電池には２倍の寿命が期待できる。しかし、電池温度を出来るだけ低く抑えるための工夫は既に実施されており、電池温度を現状より平均的に１０℃だけ下げることは殆ど無理である。
【００３６】  一方、リチウムイオン電池が高いＳＯＣに維持されていれば負極電位は相対的に低い値に維持され、（１）式の反応は平衡電位Ｅｏからのずれ（分極電圧η）が大きくなって進行が速くなる。従って、（１）式の進行を抑制する手段としてはリチウムイオン電池のＳＯＣ自体を低く維持することが有効となる。また、高いＳＯＣに維持されている時間を短くすれば、（１）式の反応量は少なくなる。
【００３７】  しかし、リチウムイオン電池が固定電源（例えば家庭用ＡＣ電源）によって充電される用途ではＳＯＣを低く維持すれば該リチウムイオン電池の出力可能な電力容量（Ｗｈ）はＳＯＣに比例して小さくなる。そのため、大きな電力供給が求められる用途では充電終了時のＳＯＣは高い値に維持されることが望ましいわけである。
【００３８】  従って、リチウムイオン電池が固定電源から充電される用途では最大の電力供給能力（Ｗｈ）を確保するために通常ではＳＯＣ＝１００％まで充電される。そのため、充電終了から放電開始までの時間帯ではＳＯＣが最も高い値（ＳＯＣ＝１００％）に維持さることになり、この時間帯では特に「容量劣化反応」が促進されることになる。その結果、この時間帯の累積時間に比例してリチウムイオン電池の寿命が短くなる。
【００３９】  リチウムイオン電池が固定電源からの充電入力によって充電される場合には、現状では充電が即時に開始される充電方式（以下では「即時充電方式」という。）か、適切な時間に充電開始される充電方式（以下では「適時充電方式」という。）か、充電が即時に開始されて短時間で終了する充電方式（以下では「急速充電方式」という。）の何れかで充電されている。
【００４０】  「即時充電方式」と「適時充電方式」は蓄電池の充電状態が一定レベル（例えばＳＯＣ＝９０％）以上に達した後で終了することもできるし、充電状態が一定レベルに達する前に終了することもできるが、「急速充電方式」では充電状態が前記一定レベルに達する前に終了される。
【００４１】  「急速充電方式」では充電末期には急速に充電速度が減衰するので急速充電に相応しい充電速度が保てないので、ＳＯＣ＝８０％程度に達した時点で充電が終了される。従って、ＳＯＣ＝１００％に達するための充電方式は「即時充電方式」か「適時充電方式」の何れかである。なお、本明細書では以下において、蓄電池の充電状態が９０％以上に達した後で終了とされる充電方式をＡ方式（Ａｆｔｅｒ方式）と称し、充電状態が９０％に達する前に終了される充電方式をＢ方式（Ｂｅｆｏｒｅ方式）と称する。
【００４２】  Ａ方式による「即時充電方式」では、通常、蓄電池は充電終了後から放電開始されるまでの間ではＳＯＣ＝１００％に維持されることになる。一方、Ａ方式による「適時充電方式」では蓄電池が放電開始される寸前にＳＯＣ＝１００％に達するように充電することが出来るので、該蓄電池は充電が終了すれば即刻に放電開始されることになり、ＳＯＣ＝１００％に維持される時間帯が極めて少なくなる。
【００４３】  リチウムイオン電池はＳＯＣが高い値に維持される時間帯の累積時間に比例して寿命が短くなるので、リチウムイオン電池の長寿命化を可能とする上ではＡ方式による「即時充電方式」よりもＡ方式による「適時充電方式」に分がある。なお、「適時充電方式」では充電開始時刻をタイマーに設定して適切な時間に充電が開始される「タイマー充電方式」が一般的であるが、適切な時間に手動で充電開始されるケースもある。「適時充電方式」では丁度Ｔ時間後にＳＯＣ＝１００％に達するように適時に充電が開始されることが特徴であり、タイマーを利用する充電方式に限定されるものではない。
【００４４】  しかしながら、電動車両でも電動器具でも使用したいときに使用できることが極めて重要であり、ほとんど放電されてしまったリチウムイオン電池が次の放電に向けて「適時充電方式」で充電される時には予定時刻より前に利用せざるを得ない時には利用できない。従って、次の放電予定時刻があいまいで、いつ放電されるかが前もって明確でない用途では電動車両でも電動器具でも「即時充電方式」を採用せざるを得ない。
【００４５】  実際、現状のＥＶやＰＨＶにおいては、次の出発時刻に合わせてリチウムイオン電池が満充電となるように、充電の開始時刻や充電の終了時刻を設定することが出来るタイマー充電機能を備えている。しかし、ＥＶやＰＨＶでも予定通りに使用されるだけでなく、予定外でも便利に使用出来るように、結局、「即時充電方式」で充電されることが多い。
【００４６】  放電時刻が明確でない場合でも放電時刻の２〜３時間前には多くの場合、放電時刻は明確になる。しかし、「即時充電方式」では放電時刻が明確になって充電を開始しても放電時刻までの時間が必要とされる充電時間を下回ればＳＯＣ＝１００％には達しない。従って、通常「即時充電方式」では放電時刻が不明のまま１２時間以上も前に充電開始されることが日常的に行われる。その場合は充電終了から放電開始までのＹ時間（ＳＯＣ＝１００％に維持されている）が６〜１０時間に及ぶことが日常的にあり得るわけである。
【００４７】  以上のように、いずれの用途でも現行の「即時充電方式」では充電終了後のリチウムイオン電池は１００％のＳＯＣで長時間放置されるため、多くの用途でリチウムイオン電池の寿命が短くなってその交換が余儀なくされている。結局、「即時充電方式」選択すれば寿命が短くなり、「タイマー充電方式」を選択すれば何時でも使用できるという利便性が失われ、現状では寿命と利便性を両立させる充電方法がない。
【００４８】  本発明は上記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、リチウムイオン電池の長寿命化と何時でも使用できる利便性の両方を満足させることのできる充電方法を提供することにある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４９】  以下では、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について述べる。【００５０】  請求項１記載の発明によれば、蓄電池の充電状態が９０％以上に達した後で終了とされる充電方式をＡ方式（Ａｆｔｅｒ方式）と称し、充電状態が９０％に達する前に終了される充電方式をＢ方式（Ｂｅｆｏｒｅ方式）と称する時、一旦４０％以下の充電状態となったリチウムイオン電池が再び９０％以上の充電状態にまで充電される時には、該リチウムイオン電池がＢ方式の充電で４０％以上の充電状態に達した後にＢ方式の充電は終了され、そのＹ（Ｙ＞０）時間後にはＡ方式の充電が開始されることを特徴とする。【００５１】  現行の「即時充電方式」は充電状態が１００％に達して充電終了されるＡ方式であるため、完全放電状態（ＳＯＣ＝０％）にあるリチウムイオン電池でも現行の「即時充電方式」では一気にＳＯＣ＝１００％まで充電される。蓄電池は蓄電量の何％がいつ利用されるかが前もって明確ではない用途は少なくはなく、その点では現行の「即時充電方式」で充電されれば何時でも定格容量の１００％相当の蓄電量が利用可能であり、有用な充電方式である。【００５２】  一方、蓄電池は充電と放電を繰り返して利用される電池であり、放電と放電の合間の時間を利用して充電される。従って、充電に際しては放電と放電の合間の時間よりも少なくとも１時間以上短い時間で充電できる充電方法が選択されるのが一般的である。つまり、蓄電池がＴ時間後の次の放電に向けてＳ時間で充電される時には、Ｔ≧Ｓ＋Ｙの関係にあり、通常Ｙ≧１である。従って、充電の前又は充電の後には少なくとも１時間以上の待機時間（Ｙ時間）が存在し、一般的には該Ｙ時間は長期に及ぶことになる。【００５３】  現行の「即時充電方式」で繰り返し充電されれば、該リチウムイオン電池は常にＹ時間がＳＯＣ＝１００％に維持されることになり、そのＹ時間の間の副反応量の累積によって寿命が短くなってしまう。【００５４】  例えば、蓄電量の５０％程度が利用される場合には蓄電池はＳＯＣ＝５０〜６０％の状態でもよいわけであるが、ＳＯＣ＝１００％に維持されているリチウムイオン電池はＳＯＣ＝５０〜６０％に維持されている場合に比べて副反応（電解液の分解反応）が１２〜２２倍の速さで進行する。従って、現行の「即時充電方式」では上記Ｙ時間におけるＳＯＣが過大すぎるとも言える。【００５５】  一方、現行の「適時充電方式」は同じくＡ方式の充電ではあるが、前記のＹ時間相当は充電開始までの充電待機時間であり、そのＹ時間ではＳＯＣが低いままに維持される。更に、「適時充電方式」では該リチウムイオン電池が次回の放電開始間際にＳＯＣ＝１００％に達するように充電することが可能である。従って、現行の「適時充電方式」ではＳＯＣ＝１００％に維持される時間帯が短くなるのでリチウムイオン電池は副反応量の累積が少なく寿命が長くなる。【００５６】  しかし、現行の「適時充電方式」では充電待機時間のＹ時間ではＳＯＣが低いままに維持されるので蓄電量の利用が出来ない。従って、現行の「適時充電方式」では上記Ｙ時間におけるＳＯＣが過小すぎるとも言える。【００５７】  上記発明によれば、一旦４０％以下の充電状態となったリチウムイオン電池が再びＳＯＣ＝１００％の充電状態にまで充電される時には、４０％以上の充電状態でＢ方式の充電が終了された後のＹ時間ではＳＯＣがある程度低いままに維持される。また、Ｙ時間が経過した後にはＡ方式の充電が開始され、該リチウムイオン電池は次回の放電開始間際にＳＯＣ＝１００％に達するのでＳＯＣ＝１００％に維持される時間帯が短くなる。【００５８】  従って、上記発明によれば、Ｙ時間ではＳＯＣが低い値に維持され、更にＳＯＣ＝１００％に維持される時間帯も短くなるのでリチウムイオン電池は副反応量の累積が少なく寿命が長くなる。しかも、Ｙ時間では例えばＳＯＣ＝８０％又は７０％又は６０％に維持されれば、何時でも定格容量の８０％又は７０％又は６０％相当が放電できる。つまり、Ｂ方式の充電が終了された後のＹ時間でもＳＯＣがある程度の値に維持されるので、ある程度の蓄電量が利用出来る。【００５９】  なお、ここでは蓄電池の充電状態が９０％以上に達した後で終了とされる充電方式をＡ方式（Ａｆｔｅｒ方式）と称し、充電状態が９０％に達する前に終了される充電方式をＢ方式（Ｂｅｆｏｒｅ方式）と称する。【００６０】  一方、任意のＳＯＣにおける副反応電流ＩｎとＳＯＣ＝１００％における自己放電電流Ｉｓの間には後に詳細に述べるが図４の４１に示される関係がある。図４の４１に示される関係では、リチウムイオン電池が例えばＳＯＣ＝８０％又は７０％又は６０％に維持されていれば、副反応電流Ｉｎはそれぞれ自己放電電流Ｉｓの１／３．５又は１／６．４又は１／１２に低減することが解る。なお、自己放電電流は副反応速度に匹敵する。【００６１】  つまり、上記発明によれば、従来の「即時充電方式」の過大過ぎるＳＯＣも従来の「適時充電方式」の過少過ぎるＳＯＣもうまく調整される。そのため、リチウムイオン電池の蓄電量の何％がいつ放電されるかが明確ではない用途においても、使用したいときに使用できるという従来の「即時充電方式」の特徴とＳＯＣ＝１００％に維持される時間が十分に短縮出来るという従来の「適時充電方式」の特徴がいずれも活かされた充電方式が提供可能となる。【００６２】  米国の有名ＥＶではその駆動用蓄電池が汎用の１８６５０型リチウムイオン電池の６８３１個で構成されており、汎用の１８６５０型リチウムイオン電池は電動工具やロボット掃除機にも使用されている。従って、どのような用途に使用されているリチウムイオン電池もその基本的な性能は大きく異なるものではなく、自己放電や副反応に関しても例外ではない。【００６３】  任意のＳＯＣ（％）におけるリチウムイオン電池の自己放電電流（副反応電流）は一般的なリチウムイオン電池の自己放電特性（容量保存率ｖｓ保存時間）から導かれる。つまり、ＳＯＣ＝１００％における自己放電電流をＩｓとすれば、任意のＳＯＣ＝（１００−１０ｎ）％における副反応電流ＩｎはＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎで示され、次のように導くことが出来る。【００６４】  定格容量が２Ａｈの市販の１８６５０型のリチウムイオン電池を１００％のＳＯＣまで充電して周囲温度６０℃で９６時間保存した後に放電した場合には、約７６ｍＡｈの放電容量の低下（自己放電）が認められる。つまり、周囲温度６０℃での該リチウム���オン電池のＳＯＣ＝１００％における自己放電電流ＩｓはＩｓ＝７６ｍＡ／９６で近似される。【００６５】  また、該リチウムイオン電池を９０％のＳＯＣまで充電して周囲温度６０℃で保存した時、それぞれ１６８時間（７日間）と１９２時間（８日間）の保存後の放電容量から換算して、放電容量が７６ｍＡｈ低下する保存時間は約１７９（＝９６×１．８６）時間であることが推定できる。そこで、該リチウムイオン電池を更に８０％のＳＯＣまで充電して周囲温度６０℃で９６×１．８６×１．８６＝３３２時間保存するとやはり約７６ｍＡｈの放電容量が低下することが解った。【００６６】  こうして、この該リチウムイオン電池がＳＯＣ＝（１００−１０ｎ）％まで充電されて周囲温度６０℃で９６×１．８６ｎ時間保存されると約７６ｍＡｈの放電容量が低下することを見出した。該リチウムイオン電池の自己放電は電池内で進行する副反応（主として電解液の還元反応）によって齎されるので自己放電量は副反応量に等しい。【００６７】  つまり、該リチウムイオン電池が（１００−１０ｎ）％まで充電されて６０℃で放置されると、７６ｍＡ／９６／１．８６ｎ）＝Ｉｓ／１．８６ｎの電流相当で副反応（自己放電）が進行していることが解る。ＳＯＣ＝（１００−１０ｎ）％におけるリチウムイオン電池の副反応電流Ｉｎは、ＳＯＣ＝１００％における自己放電電流をＩｓとすれば、Ｉｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎで示される。この関係は副反応電流（Ｉｎ／Ｉｓ）を縦軸とし、ＳＯＣを横軸にして図４の関係曲線４１で示される。【００６８】  図４に示される関係曲線４１は定格容量が２Ａｈの市販の１８６５０型のリチウムイオン電池が各ＳＯＣまで充電されて周囲温度６０℃で放置された場合の自己放電から求められたものであるが、ＳＯＣ＝１００％における自己放電電流ＩｓをＩｓ＝１として示されているので、ＳＯＣ＝１００％における自己放電電流Ｉｓが異なる電池であっても図４の４１で示される副反応電流ＩｎとＳＯＣの関係はほぼ同じである。【００６９】  リチウムイオン電池の自己放電電流Ｉｓは電池温度の違いによっても或は電池仕様の違いによっても異なるが、任意のＳＯＣ＝（１００−１０ｎ）％における副反応電流ＩｎはＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係にある。例えば、電池温度が１０℃上昇すれば自己放電電流ＩｓとＩｎはいずれも２倍となり、電池温度が１℃上昇すればＩｓとＩｎはいずれも１．０７２倍となるし、電池温度が１℃低下すればＩｓとＩｎはいずれも０．９３倍となる。従って電池温度の違いによって図４の４１に示されるＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係が変わることは無い。【００７０】  図４に示されるＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係において、ｎ＝１．１２ではＩｎ＝Ｉｓ／２となるので、ＳＯＣ＝８８．８％（約９０％）におけるリチウムイオン電池の副反応電流ＩｎはＳＯＣ＝１００％における自己放電電流Ｉｓの０．５倍に低減することが解る。また、図４においてそれぞれＳＯＣの８９％（約９０％）から１００％をＡゾーン、４０％から８９％（約９０％）をＢゾーン、０％から４０％をＢゾーンと称すれば、リチウムイオン電池はＡゾーンにあればＢゾーンにある場合に比べて約４倍の速さで副反応が進行することが解るし、Ｃゾーンにあ��ば副反応がほとんど進行しないことが解る。【００７１】  また、図４の関係から、Ａ方式の充電はＣゾーンやＢゾーンにある蓄電池がＡゾーンまで充電される充電方式であり、Ｂ方式の充電はＣゾーンやＢゾーンにある蓄電池がＢゾーンに止まる充電方式であることが解る。従って、Ａ方式で充電されたリチウムイオン電池はＢ方式で充電されたリチウムイオン電池に比べて大まかには約４倍の速さで副反応が進行することが解る。【００７２】  上記発明によれば、一旦ＳＯＣ＝４０％以下の充電状態（Ｃゾーン）にあるリチウムイオン電池でもＢ方式で充電された後のＹ時間後にＡ方式で充電されてＳＯＣ＝１００％の充電状態（Ａゾーン）に達するが、Ｂ方式で充電された後のＳＯＣが８９％以下（Ｂゾーン）に維持されていれば、Ａ方式で充電されるまでのＹ時間が長時間に及んでもその間では該リチウムイオン電池の副反応電流Ｉｎは自己放電電流Ｉｓの０．５倍以下に低減される。【００７３】  どんな用途であってもリチウムイオン電池が現状の２倍の寿命になれば大幅な交換費用の削減に繋がることは間違いない。リチウムイオン電池に２倍の寿命を期待すれば、少なくともリチウムイオン電池の自己放電（副反応）の進行を１／２にする必要がある。上記発明によれば、Ｂ方式で充電された後のＳＯＣは８０％や７０％に維持することも出来るので、リチウムイオン電池には図４の４１示されるＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係から、更に現状の３倍或は６倍の寿命を期待することもできる。【００７４】  しかし、Ｂ方式で充電された後のＳＯＣをむやみに小さくすることは現行の「適時充電方式」に近付くことになる。図４の関係からはＳＯＣ＝４０％以下ではＩｎはＩｓの１／４０以下にまで低減されることが解るが、現実的にはリチウムイオン電池の寿命を現状の３０〜４０倍にまで極端に伸ばす必要性はない。従って、Ｂ方式の充電は図４のＢゾーンで終了されればよい。【００７５】  請求項２記載の発明によれば、Ｂ方式の充電終了時からＡ方式の充電開始時までの間では該リチウムイオン電池の充電状態には１０％以上の低下がないことを特徴とする。【００７６】  リチウムイオン電池がＢ方式で充電された後、そのＹ時間後にＡ方式で充電される場合には、Ｙ時間でもＳＯＣがある程度の値に維持されるのである程度の蓄電量が放電出来る。例えば、Ｂ方式の充電終了時のＳＯＣが８０％又は７０％、或は６０％であれば、Ｂ方式の充電が終了した後では何時でも定格容量の８０％又は７０％、或は６０％相当を放電できる。しかし、Ｂ方式の充電が終了した後に、仮に定格容量の３０％が放電されれば、その後の充電でＳＯＣ＝１００％に達するためにはこの定格容量の３０％相当の放電量はその後の充電で補われなければならない。【００７７】  Ｂ方式の充電が終了した後のＡ方式の充電があらかじめ充電時間が決められている場合には定格容量の３０％相当の放電量を補うことは到底できない。従って、本発明による充電方法ではリチウムイオン電池がＢ方式の充電が終了した後（Ａ方式の充電の前）に放電される場合には、基本的には再度Ｂ方式の充電を実施した後にＡ方式で充電することになる。【００７８】  しかし、Ｂ方式の充電が終了した後に定格容量の１０％が放電された場���では、その後に実施するＡ方式の充電でリチウムイオン電池はＳＯＣ＝９７％には到達することが出来る。Ａ方式の充電が０．２Ｃ（５時間率）以上の充電電流で充電される場合には定格容量の１０％の充電には０．５（＝０．１／０．２）時間の充電時間が必要である。一方、リチウムイオン電池の充電末期では充電電流が減衰するので充電速度が極端に遅くなるため、充電終了までの０．５時間ではＳＯＣが３％上昇するに過ぎない。【００７９】  従って、Ｂ方式の充電が終了した後に定格容量の１０％が放電された場合では、その後のＡ方式の充電には０．５時間の不足が生じるがリチウムイオン電池はＳＯＣ＝９７％には到達することが出来る。つまり、上記発明によれば、Ｂ方式の充電が終了した後には定格容量の１０％以上は放電されないことを条件とするので、本発明による充電方法はリチウムイオン電池がＢ方式の充電が終了した後（Ａ方式の充電の前）に放電される場合でも、再度Ｂ方式の充電を実施することなくＡ方式の充電を開始することも出来る。【００８０】  請求項３記載の発明によれば、蓄電残量０％の蓄電池を８０％の充電状態まで１時間以内で充電できる充電器を急速充電器と称する時、リチウムイオン電池の充電が急速充電器によってＢ方式でなされた後に普通充電器によるＡ方式の充電がなされることを特徴とする。【００８１】  既存の「急速充電方式」はＳＯＣ＝８０％程度までの充電が限界となるため、通常ではＳＯＣ＝１００％まで充電される「普通充電」と併用される。しかし、この場合「普通充電」はＳＯＣ＝０％からでもＳＯＣ＝１００％まで充電可能であることを特徴とする充電方法であり、「急速充電」はＳＯＣ＝０％からでもＳＯＣ＝８０％程度まで短時間に充電可能であることを特徴とする充電方法である。従って、「普通充電」の前に「急速充電」を実施する意味は殆どない。【００８２】  しかし、既存の「急速充電方式」にはＢ方式の機能があるため、上記発明では「急速充電」がＢ方式の充電としてＡ方式の「普通充電」の前に実施されることに意味がある。急速充電で充電された後ではＳＯＣが通常８０％程度に維持されているので定格容量の８０％相当が何時でも放電できる。更に、そのＳＯＣ＝８０％に維持される時間帯では、図４の４１に示されるＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係から、ＩｎはＩｓの０．２９倍程度にまで低減されることが解る。つまり、急速充電で充電された後では副反応が抑制されている。【００８３】  上記発明によれば、急速充電器でＢ方式の充電がなされたリチウムイオン電池は、その後普通充電器によるＡ方式の充電が実施されてＳＯＣ＝１００％の充電状態に達する。Ａ方式による「普通充電」はＳＯＣの残り２０％を充電するので、同じ「普通充電」でＳＯＣ＝０％から１００％までを充電する場合に比べて、充電時間が大幅に短くなり、より正確に放電開始間際に充電状態をＳＯＣ＝１００％に到達させることが出来る。従って、Ａ方式の充電後ではＳＯＣ＝１００％に維持される時間帯が短くなり、副反応が抑制される。【００８４】  従って、上記発明によれば該リチウムイオン電池は急速充電（Ｂ方式の充電）の後でも普通充電（Ａ方式の充電）の後でも副反応が抑制される。【００８５】  請求項４記載の��明によれば、それぞれはＸ＞０、Ｙ＞０、Ｚ＞０で、Ｔ≧Ｘ＋Ｙ＋Ｚの関係にあって、蓄電池がＴ時間後の次の放電に向けて（Ｘ＋Ｚ）時間で充電される時、Ｘ時間におよぶＢ方式の充電が終了された後、そのＹ時間後に同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施されることを特徴とする。【００８６】  現行の「即時充電方式」はＡ方式で実施されており、充電開始されて（Ｔ−Ｙ）時間ではフル充電（ＳＯＣ＝１００％）の状態に達するので充電終了後のＹ時間においてはいつでも使用できるという利点はあるが、予定通りのＴ時間後に放電される場合にはそのＹ時間においては自己放電（副反応）が多く進行するので容量劣化が促進される。【００８７】  一方、現行の「適時充電方式」（タイマー充電方式を含む）もまたＡ方式で実施されているので、Ｙ時間後に充電開始されて（Ｔ−Ｙ）時間の充電でフル充電（ＳＯＣ＝１００％）の状態に達する。つまり、丁度予定の（Ｙ＋Ｔ‐Ｙ）＝Ｔ時間後にフル充電（ＳＯＣ＝１００％）の状態に達する。従って、現行の「適時充電方式」では予定通りのＴ時間後に放電開始される場合にはＳＯＣが１００％に維持される時間帯は最小限に短くなるので、副反応の進行が抑制される。【００８８】  しかし、現行の「適時充電方式」では充電開始前のＹ時間は次回の放電に向けての充電は全くなされないため、Ｙ時間の間に放電する必要が生じ得る用途では「適時充電方式」（タイマー充電方式）を選択することが難しい。【００８９】  蓄電池がＴ時間後の次の放電に向けて充電される時、従来の「即時充電方式」でも「適時充電方式」でも、いずれも（Ｔ−Ｙ）時間で充電が実施されるが、（Ｔ−Ｙ）時間の充電はＸ時間の充電とＺ時間の充電が連続して実施されていると考えれば、Ｔ−Ｙ＝Ｘ＋Ｚの関係にある。（Ｘ＋Ｚ）時間の充電でＳＯＣ＝１００％に達するわけであり、Ｘ＞０、Ｚ＞０の条件下では逆にＸ時間の充電だけではＳＯＣ＝１００％に達することは出来ない。【００９０】  上記発明によれば、Ｂ方式の「即時充電方式」でＸ時間の充電を実施し、Ｙ時間後にＡ方式の「適時充電方式」でＺ時間の充電を実施するので、Ｘ時間のＢ方式の充電後ではＳＯＣが僅かに低い状態に維持され、従来の「即時充電方式」の欠点も従来の「適時充電方式」（タイマー充電方式）の欠点も回避されることになる。つまり、Ｘ時間のＢ方式の充電後ではＳＯＣは１００％に達しないのでＹ時間の間の副反応は抑制されるし、ある程度の充電はなされているのでＹ時間の間で使用することも可能である。ただし、Ｚ時間のＡ方式の充電後ではＳＯＣは１００％に達するので予定通りのＴ時間後の放電では定格容量の１００％で使用することが可能である。【００９１】  従って、上記発明によれば、次の放電時刻がはっきりしない用途でも、従来の「即時充電方式」と同じく何時でも使用できるという利便性は確保しつつ、自己放電の進行は抑制されてリチウムイオン電池の長寿命化が可能となる。【００９２】  なお、蓄電池と充電器が確定していれば充電時間（Ｘ＋Ｚ）時間も確定している。従って、Ｘ時間の充電で到達するＳＯＣはＺ時間によって決定され、Ｚ時間を適切に決定すればＸ時間の充電で到達するＳＯＣを望ましい値に決定するこが可能である。また、図４の関係からＳＯＣが１０％低下すれば、副反応速度１／１．８６＝０．５４倍に低下するのでＸ時間の充電で到達するＳＯＣの望ましい値は望ましい副反応速度から決定される。【００９３】  請求項５記載の発明によれば、充電中のリチウムイオン電池が既定の充電電圧に達した時点でＢ方式による充電が終了されることを特徴とする。【００９４】  リチウムイオン電池では一定の電流で一定のＳＯＣまで充電された時の充電電圧は一定である。従って、Ｂ方式の充電ではリチウムイオン電池が既定の充電電圧に達した時点で充電を停止すれば、Ｂ方式の充電終了後のリチウムイオン電池のＳＯＣをあらかじめ定めた値に到達せしめることが出来る。一定のＳＯＣにあるリチウムイオン電池が一定の充電電流で充電されている時の充電電圧は一定であり、一定のＳＯＣで充電停止するための既定の充電電圧は充電カーブ（充電電圧ｖｓ充電時間）から充電電圧と充電量（充電電流×充電時間）の関係が導かれるので正確に算出できる。【００９５】  図５には負極に黒鉛を使用し、正極にはリチウム含有のマンガン酸化物を使用するリチウムイオン電池が０．５ＣＡの電流で充電される時の充電電圧（Ｖ／セル）と充電量の関係を示している。なお、一般に定格容量Ｃ（Ａｈ）の蓄電池がＳＯＣ＝１００％からＳＯＣ＝０％まで２時間で放電される放電電流相当の電流が０．５ＣＡと表記される。同じように、定格容量Ｃ（Ａｈ）の蓄電池がＳＯＣ＝１００％からＳＯＣ＝０％までそれぞれ０．５時間、又は１時間、又は５時間で放電される放電電流相当の電流はそれぞれ２ＣＡ，又は１ＣＡ、又は０．２ＣＡと表記される。【００９６】  図５ではＳＯＣ＝９０％相当の充電量では充電電圧が上限電圧の４．２Ｖに達している。そのため、充電電圧が４．２Ｖに達した後（ＳＯＣ＝９０％に達した後）では充電量と充電電圧の関係は明確ではないが、充電電圧が４．２Ｖに達する前（ＳＯＣ＝９０％に達する前）では、リチウムイオン電池が一定のＳＯＣまで充電された時点で充電停止するための既定の充電電圧は図４から読み取ることが出来る。【００９７】  例えば、図５の５３では充電電圧が４．０５Ｖ、４．１４Ｖ、又は４．１６Ｖに達した時点では該リチウムイオン電池はそれぞれＳＯＣ＝５０％、ＳＯＣ＝７０％、又はＳＯＣ＝８０％に達している。つまり、一定のＳＯＣにあるリチウムイオン電池が一定の充電電流（０．５ＣＡ）で充電される時の充電電圧は一定である。【００９８】  従って、上記発明によれば、Ｂ方式による充電では充電中のリチウムイオン電池が既定の充電電圧に達した時点で終了されるので、Ｂ方式による充電が終了すれば該リチウムイオン電池は既定の充電電圧に対応するＳＯＣに到達している。例えば、図５の５３に示されるように、０．５ＣＡの電流で充電される時、既定の充電電圧がそれぞれ４．０５Ｖ、４．１４Ｖ、又は４．１６Ｖであれば、Ｂ方式による充電が終了された該リチウムイオン電池はＳＯＣ＝５０％、ＳＯＣ＝７０％、又はＳＯＣ＝８０％に到達している。【００９９】  請求項６記載の発明によれば、充電中のリチウムイオン電池が４０％以上且つ８９％以下で設定された既定の充電状態に達した時点でＢ方式による充電が終了されることを特徴とする。【０��００】  図４の４１に示されるＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係において、ｎ＝１．１２ではＩｎ＝Ｉｓ／２となるので、ＳＯＣ＝（１００−１０×１．１２）＝８８．８％におけるリチウムイオン電池の副反応電流ＩｎはＳＯＣ＝１００％における自己放電電流Ｉｓの１／２に低減することが解る。従って、上記発明によれば、Ｂ方式の充電が終了してＡ方式の充電が開始されるまでのＹ時間の間ではリチウムイオン電池がＳＯＣ＝８９％以下で維持されるので、従来のＡ方式による「即時充電方式」に比べてＹ時間の間では副反応電流が１／２以下に低減されるので該リチウムイオン電池には２倍以上の寿命が期待できる。【０１０１】  更に、図４の副反応電流ＩｎとＳＯＣ（％）の関係からはＳＯＣ＝４０％以下では副反応電流Ｉｎは必要以上に小さくなり、放電可能な容量だけが無駄に小さくなってしまう。【０１０２】  しかし、上記発明によれば、副反応電流Ｉｎと放電可能な容量のいずれも用途にマッチするようにＢ方式による充電が終了されるＳＯＣを４０％〜８９％の範囲から選択することが出来る。【０１０３】  請求項７記載の発明によれば、前記Ｂ方式の充電はスイッチＢを介して実施され、充電中の蓄電池が既定の充電状態に達した時点で該スイッチＢの導通が遮断されて前記Ｂ方式の充電が終了されることを特徴とする。【０１０４】  上記発明によれば、Ｂ方式の充電はスイッチＢを介して実施されるのでスイッチＢがＯＮ状態にあれば何時でもＢ方式の充電は実施され、充電中のリチウムイオン電池が４０％以上且つ８９％以下で設定された既定の充電状態に達すればスイッチＢがＯＦＦ状態になってＢ方式の充電は終了される。【０１０５】  一旦ＯＦＦ状態になったスイッチＢは該リチウムイオン電池が一度放電されると再びＯＮ状態になり、何時でもＢ方式の充電が実施される。従って、リチウムイオン電池がＢ方式の充電終了後に放電されて既定の充電状態以下となっても再びＢ方式の充電が実施されて再び既定の充電状態に達してＡ方式の充電を待つことになる。スイッチＢがＯＦＦ状態にあってもスイッチＡがＯＮ状態になれば、同じ充電器からの充電入力が該スイッチＡを介して入力されて該リチウムイオン電池はＡ方式の充電が実施される。【０１０６】  請求項８記載の発明によれば、スイッチＢはタイマーに設定された時刻で遮断されることを特徴とする。【０１０７】  スイッチＢの遮断されるタイミングは充電中のリチウムイオン電池が既定の充電状態に達したタイミングであり、該タイミングは該リチウムイオン電池の充電電圧から決定することが出来るが、充電開始直前の該リチウムイオン電池の開路電圧からも該リチウムイオン電池が既定の充電状態に達する充電時間が予測出来る。【０１０８】  上記発明によれば予測される充電時間によってタイマーが設定され、タイマーに設定された時刻でスイッチＢが遮断されるので充電中のリチウムイオン電池は既定の充電状態に達したタイミングでＢ方式の充電が終了する。【０１０９】  請求項９記載の発明によれば、前記スイッチＢは充電器へのＡＣ入力が既定の電力値に達した時点で遮断されることを特徴とする。【０１１０】  スイッチＢの遮断されるタイミングは充電器へのＡＣ入力の値からも決定することが出来��。Ｂ方式の充電ではＡＣ入力がスイッチＢを介して充電器へ入力され場合には、該ＡＣ入力はリチウムイオン電池のＳＯＣによって変化する。つまり、リチウムイオン電池が一定の充電電流で充電される時、充電電圧はＳＯＣの上昇に伴って上昇するため、該リチウムイオン電池へ入力される充電電力（充電電流×充電電圧）が次第に上昇する。充電器からリチウムイオン電池へ入力される充電電力に比例して、充電器へのＡＣ入力も上昇する。【０１１１】  従って、上記発明によれば充電器へのＡＣ入力が既定の電流値に達した時点でスイッチＢが遮断されるので、その時点でＢ方式の充電が終了され、その時点では該リチウムイオン電池は既定の充電状態に達している。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】急速充電の後に普通充電を実施する蓄電池と充電器の単線結線図。
【図２】Ａ方式とＢ方式の充電を交流入力で切り替える蓄電池と充電器の単線結線図。
【図３】Ａ方式とＢ方式の充電を直流入力で切り替える蓄電池と充電器の単線結線図。
【図４】副反応電流と充電状態の関係図。
【図５】端子電圧と充電状態の関係図。
【発明を実施するための形態】
【０１１３】  以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【０１１４】（第１実施形態）
本実施形態はリチウムイオン電池を搭載する電動車両に本発明が適用される場合である。特に、本実施形態では普通充電と急速充電の両方の充電方式で充電することが出来る電動車両に適用される場合であり、急速充電器によるＢ方式の充電がなされた後に普通充電器によるＡ方式の充電がなされる場合である。
【０１１５】  電動車両の急速充電器は自宅への設置は難しく、コンビニ、道の駅、公共施設、高速道路のサービスエリア等に設置されている。従って、普通充電と急速充電の両方の充電方式で充電することが出来る電動車両でも翌日の外出に向けての充電にはもっぱら普通充電器が使用され、急速充電器は通常外出先での充電に使用されることになる。
【０１１６】  以下では、具体的に普通充電と急速充電の両方の充電方式で充電することが出来るＰＨＶに本実施形態が適用される場合について説明する。ＰＨＶは搭載された動力用電池が十分に充電された状態にあればモーターだけのＥＶ走行が可能であり、ＥＶ走行が出来なくなればエンジンとモーターのＨＶ走行が可能な車である。
（選択されたＰＨＶについての詳細）
【０１１７】  ここで選択されたＰＨＶは動力用電池がＳＯＣ＝１００％の充電状態にあれば約６８ｋｍのＥＶ走行が可能である。従って、通勤や買い物などの普段の走行では一切ＣＯ２を排出しないＥＶ走行だけでほとんど賄うことが出来るという特徴を有している。
【０１１８】  一方、上記ＰＨＶには通常のＨＶ車に比べて８倍以上のリチウムイオン電池が搭載されているため、車両価格が３割以上も高くなっている。従って、今後のＰＨＶがＨＶに代わって次世代環境車の柱となっていくか否かはＰＨＶの特徴が車両価格の上昇分に見合うものであるかが鍵となる。当然、搭載されるリチウムイオン電池の寿命が短ければ、該ＰＨＶの特徴も速く消滅してしまう。
【０１１９】  ここで選択されたＰＨＶは公称電圧３５１．５（Ｖ）で定格容量２５（Ａｈ）の約８．８ｋＷｈのリチウムイオン電池が搭載されており、カタログでは充電電力使用時走行距離（ＥＶ走行距離）が６８．２ｋｍで、ＥＶ走行における電力消費率は１０．５４ｋｍ／ｋｗｈ（ＡＣ２００Ｖ充電時の値）と示されている。これに基づけば、該ＰＨＶでは搭載されるリチウムイオン電池の充放電効率（充電電力に対する放電電力の比率）を９０％とすれば、該リチウムイオン電池の５．８ｋＷｈ（＝０．９×６８．２／１０．５４）の放電出力でＥＶ走行されていることになり、このＰＨＶがＥＶ走行出来なくなってもリチウムイオン電池はＳＯＣ≒３４％にある、
【０１２０】  なお、上記ＰＨＶに搭載されるリチウムイオン電池は９５個の素電池が直列に接続されて構成され、素電池の平均放電電圧を３．７Ｖとして計算される９５×３．７Ｖ＝３５１．５（Ｖ）が公称電圧とされている。一方、該リチウムイオン電池の上限充電電圧は素電池当たり４．２Ｖであり、素電池の平均充電電圧は上限充電電圧よりやや低い４．１Ｖ程度と考えられるので、公称充電電圧としては９５×４．１Ｖ＝３８９．５（Ｖ）と計算される。従って上記ＰＨＶに搭載されるリチウムイオン電池の充放電効率は公称電圧÷公称充電電圧から約９０％程度と推定出来る。
【０１２１】
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１％相当のＳＯＣで１．０３３ｋｍのＥＶ走行が可能であることになる。従って、搭載されるリチウムイオン電池の約３４％の蓄電量がＨＶ走行に利用されていることになる。また、搭載された普通充電器によって該リチウムイオン電池はＳＯＣ≒３４％からＳＯＣ＝１００％へは約２．４時間で充電される。詳しくはＳＯＣ≒３４％からＳＯＣ＝８０％までは約１．３５時間で充電され、１％の充電に０．０２９時間が必要である。一方、充電末期には充電電流が大きく減衰するのでＳＯＣ≒８０％からＳＯＣ＝１００％の充電には約１．０７時間を要する。
【０１２２】  図１は上記ＰＨＶの駆動用リチウムイオン電池と充電器の単線結線図である。図１に示すように上記ＰＨＶの駆動用リチウムイオン電池１には普通充電器２が接続され、普通充電器２にはＡＣ入力端子４が設けられている。普通充電器２によるリチウムイオン電池１の充電では「今すぐ充電」と「タイマー充電」が選択できるようになっている。また、リチウムイオン電池１には急速充電器による充電のためのＤＣ入力端子６も設けられている。
【０１２３】  普通充電器２によるリチウムイオン電池１の充電ではＡＣ電源がＡＣ入力端子４に接続され、「今すぐ充電」を選択すれば「即時充電方式」で充電され、「タイマー充電」を選択すれば「適時充電方式」で充電される。また、図１に示す急速充電器３はリチウムイオン電池１の急速充電を行う時にだけＤＣ入力端子６に接続される。
【０１２４】  上記ＰＨＶの駆動用のリチウムイオン電池はＣＨＡｄｅＭＯ（チャデモ）規格に準拠した急速充電器を使用して急速充電することができる。急速充電をすれば該駆動用リチウムイオン電池は約２０分でＳＯＣ≒３４％からＳＯＣ≒８０％まで充電される。なお、ＣＨＡｄｅＭＯはチャデモ協議会が提案する急速充電方法の商標名である。
【０１２５】  上記ＰＨＶでは帰宅して「今すぐ充電」を選択すれば、すぐに「即時充電方式」で充電開始することができ、ＳＯＣ≒３４％（ＥＶ走行が出来なくなる充電状態）からでは約２．４時間でＳＯＣ＝１００％まで充電できる。充電終了後はいつでも該ＰＨＶは６８．２ｋｍのＥＶ走行が出来ることになる。しかし、この場合には、リチウムイオン電池１は充電が終了すれば次の走行までのＹ時間においてはＳＯＣ＝１００％に維持されているので容量劣化が進行しやすいという課題がある。
【０１２６】  一方、帰宅して「タイマー充電」を選択すれば、リチウムイオン電池１がＳＯＣ＝１００％までの充電に要する時間がリチウムイオン電池１の開路電圧から割り出されて充電開始時刻がタイマー設定され、設定時刻になれば「適時充電方式」で充電が開始される。「タイマー充電」においてもＳＯＣ≒３４％（ＥＶ走行が出来なくなる充電状態）からでは充電開始から約２．４時間でＳＯＣ＝１００％まで充電される。
【０１２７】  「タイマー充電」では次の走行予定時刻間際にＳＯＣ＝１００％に達するように充電できるので、リチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００％に維持されている時間が短くなるので容量劣化はしにくい。しかし、走行予定時刻間際にＳＯＣ＝１００％に達する場合にはＥＶ走行が出来なくなっているＰＨＶは充電が開始されるまでのＹ時間の間はＥＶ走行が出来ないという課題がある。
【０１２８】  また、「急速充電方式」による充電では図１に示すようにＰＨＶに設けられた急速充電インレット（ＤＣ入力端子）６に急速充電器３の充電コネクターを接続し、急速充電器のスイッチ７をＯＮ状態にすれば約５０ＡのＤＣ電流が入力されてリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝８０％程度まで充電される。この場合、リチウムイオン電池１はＳＯＣ＝８０％に充電されるので該ＰＨＶは４７ｋｍのＥＶ走行が可能である。
【０１２９】  しかながら、急速充電器３による充電は外出先での充電には便利であるが、ＰＨＶではＥＶ走行が出来なくなればＨＶ走行が可能であり、あえて外出先で充電する必要性はあまりない。従って、急速充電器３によるＰＨＶの充電はあまり意味をなさない。加えて、急速充電器３による充電はＳＯＣ＝８０％程度にとどまるので常に急速充電で充電して利用場合にはリチウムイオン電池１は十分に充電されずに使用され続けることになり、未活用の電極活物質の不活性化によって容量劣化の進行が速くなるという課題もある。
（本実施形態による上記課題の解決）
【０１３０】  本実施形態ではコンビニ等に設置された急速充電器３によってＢ方式の充電がなされた後に該ＰＨＶに搭載される普通充電器２でＡ方式の充電がなされる。急速充電器３による充電ではリチウムイオン電池１は常にＳＯＣ＝８０％にまで充電されて充電終了となるので自動的にＢ方式の充電が実施されることになる。一方、ＳＯＣ≒８０％からＳＯＣ＝１００％には普通充電器２でＡ方式の充電がなされるので本実施形態ではＡ方式の充電時間を１．１時間に固定することが出来る。なお、該ＰＨＶに搭載される普通充電器２でリチウムイオン電池１が充電される時、充電末期には充電電流が大きく減衰するのでＳＯＣ≒８０％からＳＯＣ＝１００％の充電には約１．０７時間を要する。
【０１３１】  本実施形態では急速充電器によってＢ方式の充電がなされた後に該リチウムイオン電池の充電状態が多少低下しても、１０％以上低下することがなければ、Ａ方式の充電が１．１時間に固定されていても該リチウムイオン電池はＳＯＣ＝９８％以上にまで充電される。
【０１３２】  例えば、Ｂ方式の充電の後に該リチウムイオン電池が放電されて充電状態が１０％だけ低下した場合には、Ａ方式の充電時間はＡ方式の充電時間が１．１時間に固定されていれば、１０×０．０２９＝０．２９時間だけ不足する。しかし、充電末期には充電電流が大きく減衰するのでＳＯＣ＝９８％からＳＯＣ＝１００％への充電には０．３５時間が必要であり、Ａ方式の充電時間が０．２９時間だけ不足してもＳＯＣ＝９８％以上に達することになる。
【０１３３】
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のＥＶ走行が可能であり、該ＰＨＶは何時でも定格ＥＶ走行距離の５５〜７０％のＥＶ走行が可能である。また、急速充電器による充電がなされた後では該リチウムイオン電池は７０〜８０％のＳＯＣに維持されているため副反応の進行が大幅に抑制される。
【０１３４】  また、本実施形態では予定の走行時刻においてはＡ方式の充電が走行時刻寸前に終了するのでＳＯＣ＝１００％に維持される時間が短くなり副反応量の蓄積は抑制される。また、予定の走行時刻においてはＡ方式の充電が終了してＳＯＣ＝１００％に達しているのでＥＶ走行は定格ＥＶ走行距離の１００％が可能であり、急速充電器のみの充電よりも３０％以上のＥＶ走行距離が増える。
【０１３５】  ＥＶ走行距離は測定条件、特に走行速度によって変わる。しかし、上記ＰＨＶが納車された当日に環状の都市高速を周回走行して、該リチウムイオン電池が満充電の状態からのＥＶ走行距離を測定した結果ではカタログに示されるＥＶ走行距離にかなり近い６７．５ｋｍのＥＶ走行距離が実測されている。従って、上記のＥＶ走行距離の測定条件下でも、上記ＰＨＶのＥＶ走行距離の劣化の推移は十分に測定することが出来る。なお、上記測定ではＥＶ走行時の走行速度は６５〜７５ｋｍ／ｈに維持され、エアコンを作動せずに走行して行なわれている。
【０１３６】  本実施形態における充電は「今すぐ充電」や「タイマー充電」と副反応量において大きな差がある。特に走行待機中の（Ｙ１＋Ｙ２）時間ではそれぞれ維持されるＳＯＣの差によって副反応量に差が生じる。「今すぐ充電」では（Ｙ１＋Ｙ２）時間がＳＯＣ＝１００％に維持され、本実施形態では（Ｙ１＋Ｙ２）時間がＳＯＣ＝８０％で維持される。また、「タイマー充電」ではＹ１時間がＳＯＣ＝３４％に、Ｙ２時間がＳＯＣ＝１００％に維持される。なお、（Ｙ１＋Ｙ２）は実際に発生した走行待機時間であり、Ｙ１は最短で予定していた走行待機時間を意味する。
【０１３７】  リチウムイオン電池の副反応の進行は放電中では少ないが、充電中と放電待機中（特に図４に示すＡゾーン）では多くなる。上記ＰＨＶに搭載されるリチウムイオン電池は充電状態で１か月間放置された場合にはＥＶ走行距離に換算して約２ｋｍ相当が自己放電するとされている。上記ＰＨＶでは搭載されるリチウムイオン電池の１％のＳＯＣで約１．０３３ｋｍのＥＶ走行が可能であることから、該リチウムイオン電池（ＳＯＣ＝１００％）では０．００００２７ＣＡ相当の速度で副反応が進行していることになる。
【０１３８】  そこで、次にこの副反応速度をもとに本実施形態における副反応量と従来の「今すぐ充電」及び「タイマー充電」における副反応量についてそれぞれ試算する。上記のＰＨＶが２日に１回の頻度で最大ＥＶ走行距離がフルに利用される時、例えば、夕方に帰宅して早ければ翌日の午前中には再び使用する場合もあるが、翌々日の午後まで使用されないというような不定期的なＰＨＶの利用も珍しくはない。この場合、帰宅して一般的には「今すぐ充電」で充電して早ければＴ＝１２時間後、遅ければＴ＝２０時間後、更に遅ければ３６時間後や４４時間後に利用されることになる。
【０１３９】  そこで、１年間を通じて該ＰＨＶが充電終了から平均Ｙ＝２８時間の走行待機時間を経て利用される場合を想定し、搭載されるリチウムイオン電池で進行する副反応量を試算する。この場合、最短の予定走行待機時間はＹ１＝１２時間で、実際に発生した走行待機時間の平均が（Ｙ１＋Ｙ２）＝２８時間であるとすれば、「今すぐ充電」では（Ｙ１＋Ｙ２）＝２８時間がＳＯＣ＝１００％に維持され、「タイマー充電」ではＹ１＝１２時間がＳＯＣ＝３４％に、Ｙ２＝１６時間時間がＳＯＣ＝１００％に維持され、本実施形態では（Ｙ１＋Ｙ２）＝２８時間がＳＯＣ＝８０％で維持される。
【０１４０】  「タイマー充電」の設定は一般的には最も早く利用される場合でも支障がないようにタイマーが設定されるので、ここではＹ１＝１２時間である。従って、「タイマー充電」であっても充電後では１日平均Ｙ２＝１６時間がＳＯＣ＝１００％に維持されることになる。
【０１４１】  ここでも、リチウムイオン電池の副反応速度（電流）とＳＯＣには図４の４１に示す関係にある。該リチウムイオン電池の副反応がＳＯＣ＝１００％において０．００００２７ＣＡ相当の速度で進行すれば、「今すぐ充電」では（Ｙ１＋Ｙ２）＝２８時間がＳＯＣ＝１００％に維持されるので該リチウムイオン電池の副反応は０．００００２７ＣＡ相当で進行する。なお、一般的なリチウムイオン電池のＳＯＣ＝１００％、２５℃における自己放電速度（電流）は０．００００２７ＣＡ程度であり、該リチウムイオン電池の副反応もＳＯＣ＝１００％、２５℃においては０．００００２７ＣＡ相当の速度で進行すると考えられる。
【０１４２】  また、「タイマー充電」ではＳＯＣ＝３４％に維持されるＹ１時間では副反応は０．０１７×０．００００２７ＣＡ相当で進行し、ＳＯＣ＝１００％に維持されるＹ２時間では副反応は０．００００２７ＣＡ相当で進行する。
【０１４３】  一方、本実施形態では（Ｙ１＋Ｙ２）＝２８時間ＳＯＣ＝８０％に維持されるので該リチウムイオン電池の副反応は０．２８９×０．００００２７ＣＡ相当の速度で進行する。
【０１４４】  更に、上記ＰＨＶの１回の普通充電では約０．００００３７ＣＡｈの副反応量となり、ＳＯＣ＝８０％からＳＯＣ＝１００％までの普通充電では約０．００００３２ＣＡｈの副反応量となる。更に、急速充電では充電電圧の上限は単セル当たり４．２Ｖであり、１．８６×０．００００２７ＣＡ相当の副反応が進行する。従って、２０分間の急速充電では約０．００００１７ＣＡｈの副反応量となる。本実施形態における充電中の副反応量は２０分間の急速充電における副反応量とＳＯＣ＝８０％からＳＯＣ＝１００％までの普通充電における副反応量の合計となる。
【０１４５】  結局、上記ＰＨＶが１年間を通じて帰宅後から平均Ｔ＝２８時間後に再び利用される場合には年間１８３回の充放電が繰り返されて走行待機中と充電中の副反応量の年間総積算量はそれぞれ「今すぐ充電」では０．１４ＣＡｈとなり、「タイマー充電」では０．０８９ＣＡｈとなる。
【０１４６】  これに対して、本実施形態における副反応量の年間総積算量は０．０４９ＣＡｈである。結局、この副反応量で齎されるであろう容量劣化は「今すぐ充電」では１４％であり、「タイマー充電」では８．９％であるが、本実施形態では４．９％に止まる。また、「タイマー充電」では最も早く利用されることを前提にタイマー設定がなされていても突発的な更なる早い時間にはＥＶ走行で走行することは出来ない。しかし、本実施形態では突発的な場合でも４７ｋｍのＥＶ走行が可能あり、予定の走行時間にはＡ方式の充電が終了するので、定格ＥＶ走行距離の１００％が走行可能である。
【０１４７】（第２実施形態）
（概要）
本実施形態はリチウムイオン電池がＢ方式の充電がなされた後に同一の充電器によってＡ方式の充電がなされる場合であり、Ｂ方式の充電がタイマー式スイッチによって前記充電器へのＡＣ入力回路が遮断されて終了される場合である。
【０１４８】  以下では、上記の第１実施形態で選択されたＰＨＶに本実施形態が適用される場合について説明する。本実施形態でもＢ方式の充電終了のタイミングとＡ方式の充電開始のタイミングが重要となるが、あえて該ＰＨＶの次の利用時刻はその数時間前になるまでは明確でない場合を想定している。
（選択されるＰＨＶの詳細）
【０１４９】  本実施形態では選択されたＰＨＶに搭載されるリチウムイオン電池がＴ時間後の次の利用に向けて（Ｘ＋Ｙ）時間で充電される時、Ｘ時間におよぶＢ方式の充電が終了された後、Ｙ時間が経過した後に同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施されることを特徴とする。Ｂ方式の充電終了時点のＳＯＣはＹ時間における自己放電電流Ｉｎと放電可能な容量のいずれも用途にマッチするように決定される。
【０１５０】  該ＰＨＶの次の利用時刻が明確でない場合ではＴもＹも不定であるが、前述の第１実施形態では急速充電によるＢ方式の充電終了時のＳＯＣが８０％であることからＡ方式の充電時間（Ｚ時間）がＺ＝１．１時間に固定されたように、本実施形態でもＢ方式の充電終了時のＳＯＣを決定すればＡ方式の充電時間（Ｚ時間）が決定される。
【０１５１】  また、図５に示すようにリチウムイオン電池のＳＯＣはＯＣＶや（開路電圧）ＣＣＶ（閉路電圧）から推定できるので、ドライブ終了時のリチウムイオン電池のＳＯＣは正確に把握出来る。ここで選択されたＰＨＶではドライブ終了時には該リチウムイオン電池の充電完了までの充電予測時間Ｐが表示される。
【０１５２】  決定されたＺ時間と充電予測時間ＰからはＰ＝Ｘ＋Ｚの関係にあるので、Ｂ方式の充電時間は必然的にＸ時間に決定される。また、該ＰＨＶの次の利用時刻が未定でもそのＺ時間前になれば利用時刻はほぼ明確になるので、Ｙ時間が不定であっても利用時刻のＺ時間前にはＡ方式の充電が同一の専用充電器を使用して開始できる。
【０１５３】  実際、該ＰＨＶでは該リチウムイオン電池はＳＯＣ＝３４％（ＥＶ走行が可能な限度）からは約２．４時間で、ＳＯＣ＝６０％からは約１．７時間で、ＳＯＣ＝７０％からは約１．４時間で、ＳＯＣ＝８０％からは約１．１時間でそれぞれＳＯＣ＝１００％まで充電される。従って、Ｂ方式の充電終了時の望ましいＳＯＣをＳＯＣ＝６０％、又はＳＯＣ＝７０％、又はＳＯＣ＝８０％に決定すれば、Ａ方式の充電時間はＺ＝１．７時間、又はＺ＝１．４時間、又はＺ＝１．１時間に決定され、それぞれＰ−Ｚ＝Ｘが決定される。
【０１５４】  例えば、ドライブ終了時に表示された充電予測時間ＰがＰ＝２．０時間で、Ｂ方式の充電終了時の望ましいＳＯＣがＳＯＣ＝７０％であれば、Ｚ＝１．４時間に決定され、Ｘ＝Ｐ−Ｚ＝０．６時間に決定される。そこで、該リチウムイオン電池は専用充電器で０．６時間のＢ方式の充電が実施されれば、Ｂ方式の充電はＳＯＣ＝７０％に達した時点で終了される。Ｂ方式の充電終了後はＡ方式の充電が開始されるまでは終了時のＳＯＣ＝７０％が維持される。
【０１５５】  一方、Ｚ時間のＡ方式の充電は利用時刻寸前に終了される。従って、該リチウムイオン電池は直に放電されるのでＳＯＣ＝１００％に維持される時間は短い。結局、該リチウムイオン電池では副反応はＢ方式の充電終了からＡ方式の充電開始までのＹ時間で主体的に進行するので、Ｂ方式の充電が終了された時点のＳＯＣに大きく依存する。
【０１５６】  Ｙ時間における副反応の進行を抑制する上ではＺ時間を大きくすればよいが、Ｂ方式の充電終了が早まり、充電終了時点のＳＯＣが小さくなってＹ時間における放電可能な蓄電量が少なくなる。そこで、本実施形態ではＹ時間においても十分利用できる蓄電量が確保されるようにＢ方式の充電終了時のＳＯＣが適切に決定される。
【０１５７】  以下では、本実施形態においてＢ方式の充電終了時のＳＯＣが７０％に決定される場合について更に詳細に述べる。因みに、ＳＯＣ＝７０％では図４の４１に示される関係からＩｎはＩｓの０．１５５倍に低下する。
【０１５８】  図２は本実施形態における駆動用リチウムイオン電池と充電器の単線結線図である。図２に示すようにＰＨＶの駆動用リチウムイオン電池１には普通充電器２が接続され、普通充電器２にはるＡＣ入力端子４が設けられている。リチウムイオン電池１を充電する時には、ＡＣ入力端子４に手動式のスイッチＡ８−１とタイマー式のスイッチＢ９−１が並列に接続されたＡＣケーブルが接続される。
【０１５９】  本実施形態におけるＡ方式の充電はスイッチＡ８−１を介して実施され、Ｂ方式の充電はスイッチＢ９−１を介して実施される。スイッチＢ９−１はタイマーに設定されたＸ時間が経過すれば導通が遮断されてＢ方式の充電が終了する。従って、リチウムイオン電池１のＳＯＣが７０％に達した時点でＢ方式の充電を終了する場合にはＺ＝１．４時間に決定され、タイマーにはＸ＝Ｐ−Ｚ時間が設定される。
【０１６０】  例えば、ドライブ終了時に表示された充電予測時間ＰがＰ＝２．４時間であれば、Ｚ＝１．４時間に決定した場合にはスイッチＢ９−１のタイマーを１時間に設定して交流入力電源をＯＮ状態にする。即刻Ｂ方式の充電が開始され、１時間後にはＢ方式の充電が終了されてリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝７０％に達する。因みに、本実施形態で選択されたＰＨＶではドライブ終了時にＥＶ走行が出来なくなれば、表示される充電予測時間ＰはＰ＝２．４時間となる。
【０１６１】  本実施形態におけるＰＨＶでは、例えば、午後６時に帰宅して即刻Ｂ方式の充電が開始され、翌朝７時に突然出かけることになっても、駆動用リチウムイオン電池１はＳＯＣ＝
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可能である。また、翌朝７時になって１．４時間後に出かけることが確定すれば、スイッチＡ８−１をＯＮ状態にしてＡ方式の充電が開始され、１．４時間後の出かける寸前にはリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００％に達するので、該ＰＨＶは６８．２ｋｍのＥＶ走行が可能である。
【０１６２】  このように、午後６時に帰宅して本実施形態によって充電され、結果的に翌朝１０時に出かけた場合には約（１６−Ｐ）時間に亘ってリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝７０％に維持される。該リチウムイオン電池の副反応がＳＯＣ＝１００％において０．００００２７ＣＡ相当で進行し、充電予測時間ＰがＰ＝２．４時間であれば、約０．００００６ＣＡｈの副反応が進行する。斯かるＥＶ走行を１００回繰り返せば、この副反応量の積算は０．００６ＣＡｈ相当であり、この副反応量によって齎されるであろう容量劣化は約０．６％である。
【０１６３】  これに対して、午後６時に帰宅して従来通りの「今すぐ充電」で充電され、翌朝１０時に出かける場合には約（１６−Ｐ）時間に亘ってリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００％に維持される。充電予測時間ＰがＰ＝２．４時間であれば、約０．０００３７ＣＡｈの副反応が進行する。斯かるＥＶ走行を１００回繰り返せば、この副反応量の積算は０．０３７ＣＡｈ相当であり、この副反応量で齎されるであろう容量劣化は約３．７％である。
【０１６４】  一方、充電中に進行する副反応量は本実施形態による充電でも従来通りの充電でも同じである。因みに、該リチウムイオン電池の副反応がＳＯＣ＝１００％において０．００００２７ＣＡ相当で進行すれば、１００回の充電を繰り返せば、充電中の副反応量の積算は０．００３７ＣＡｈ相当となる。従って、この充電中の副反応量によっても０．３７％程度の容量劣化が上記のいずれのケースにおいても齎されることになる。
【０１６５】  結局、上記ＰＨＶがＰ＝２．４時間となるＥＶ走行を１００回繰り返せば、副反応量で齎されるであろう容量劣化は本実施形態の充電方法では約１％に止まるが、従来の「今すぐ充電」の充電方法では約４％以上におよぶ。
【０１６６】  なお、充電中の副反応速度は充電電圧の変化に伴って変化するので一回の充電における副反応量は各充電電圧における副反応量を集計して求められる。ＣＣＶ（充電電圧）はＯＣＶ（開路電圧）より高くなるので、例えば、図５に示されるように、ＣＣＶ５２はＯＣＶ５１より約１０％少ないＳＯＣでも同じ端子電圧を示すことになる。同じ端子電圧では同じ速度で副反応が進行する。図５の５２のようにＳＯＣが約１０％遅れる充電では、充電が９０％のＳＯＣに達した時点で副反応速度は解放状態のＳＯＣ＝１００％の副反応速度と同じになる。
【０１６７】（第３実施形態）
本実施形態もリチウムイオン電池のＢ方式の充電とＡ方式の充電が同一の充電器によってなされる場合であり、Ｂ方式の充電がなされた後に同一の充電器でＡ方式の充電がなされる。この場合、Ｂ方式の充電は前記充電器へのＡＣ入力回路が遮断されて終了され、そのタイミングは該リチウムイオン電池の充電電圧から判断される。
【０１６８】  以下では、リチウムイオン電池で駆動する市販の電動バイク（ＥＢ）に本実施形態が適用される場合について説明する。本実施形態でもＢ方式の充電終了のタイミングとＡ方式の充電開始のタイミングが重要となるが、あえて該ＥＢの次の利用時刻はその数時間前になるまでは明確でない場合を想定している。
【０１６９】  ここで選択されたＥＢには定格容量１４（Ａｈ）のリチウムイオン電池とその専用の充電器が搭載されており、該リチウムイオン電池は１４個の素電池が直列に接続された公称電圧５０．０（Ｖ）の集合蓄電池であり、充電器は上限電圧が５８．８Ｖで、充電電流が２．８Ａ（０．２Ｃ）程度に調整された定電流定電圧方式の充電器である。
【０１７０】  該ＥＢではプラグイン充電方式が採用されており、充電器に接続されている充電ケーブルのプラグを１００ＶＡＣ電源に接続すれば直ちに充電開始され、該リチウムイオン電池のＳＯＣが１００％に達すれば充電は終了される。該ＥＢでは「即時充電方式」で約６時間の充電でＳＯＣ＝０％からＳＯＣ＝１００％まで充電され、１回の充電では約４３ｋｍ（３０ｋｍ／ｈ定地走行テスト値）のＥＶ走行が可能な仕様となっている。
【０１７１】  ４３ｋｍ程度の走行距離は１日でも走行される距離であるが、充電には６時間程度を要するため、該ＥＢの次の利用時刻がその数時間前に明確になっても走行前に充電するというわけにはいかない。従って、通常では該ＥＢは走行後には次の走行に備えて「即時充電方式」で充電されることになる。
（これまでの充電方法による課題）
【０１７２】  該ＥＢは走行前に充電するには充電時間がかかりすぎるため、例えば、翌日の午前中遅く（午前１０〜１１時）に使用する場合でも前日に充電することになる。該ＥＢが１日に１回の頻度で利用される場合には前日の午後７時に充電開始され翌日の１１時に、又は夕方５時に使用される場合には、駆動用リチウムイオン電池は約１０時間、又は１６時間が放電待機状態となり、１日平均約１３時間が放電待機中にある。
【０１７３】  更に、２日に１回の利用頻度では３日後の夕方５時まで使用されないケースもある。該ＥＢが２日に１回の頻度で利用される場合には前日の午後７時に充電開始すれば短ければ翌日の１１時まで、長ければ３日後の夕方５時まで走行待機状態に置かれることになり、３日後の夕方５時まで放電待機中にあれば駆動用リチウムイオン電池は６４時間に亘って放電待機状態となる。つまり、２日に１回の利用頻度では該リチウムイオン電池は２日に１回の頻度で平均３７時間、１日平均では１８．５時間が放電待機中にある。
【０１７４】  従来の充電方法ではこの放電待機中では駆動用のリチウムイオン電池はＳＯＣ＝１００に維持されているのでこの間に進行する副反応によって容量劣化が促進されることになる。具体的には、該ＥＢが２日に１回の頻度で利用されれば、１日平均１８．５時間が走行待機中にあるため、該リチウムイオン電池の副反応がＳＯＣ＝１００％において０．００００２７ＣＡ相当で進行すれば、１日に約０．０００５ＣＡｈの副反応が進行する。斯かる利用を１年間（３６５日）繰り返せば、副反応量の積算は０．１８２ＣＡｈ相当であり、この副反応量によって齎される容量劣化は約１８．２％にも及ぶ。１８．２％の容量劣化は該ＥＢの約７．８ｋｍの走行距離の低下に繋がる。
【０１７５】  本実施形態では上記ＥＢがＴ時間後の次の利用に向けて（Ｘ＋Ｚ）時間で充電される時、Ｘ時間におよぶＢ方式の充電が終了された後、その後Ｙ時間が経過した後に同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施される。ＳＯＣが０％から１００％の充電には６時間程度を要するので（Ｘ＋Ｚ）＝６時間程度ということになる。従って、例えばＸ：Ｚ＝５：１又は４．５：１．５に分割すれば、Ａ方式の充電は１時間又は１．５時間で実施される。
【０１７６】  本実施形態におけるＥＢも駆動用リチウムイオン電池１と充電器２の接続は図２の単線結線図で示される。本実施形態では充電器２のＡＣ入力端子４にはＡＣケーブルが接続されていて、そのＡＣケーブルにはスイッチＡ８−１とスイッチＢ９−１が並列に接続されている。Ｂ方式の充電はスイッチＢ９−１を介して実施されるので、ＡＣケーブルをＡＣ１００Ｖ電源に接続してスイッチＢ９−１をＯＮ状態にすれば直ちにＢ方式の充電が開始される。ＯＮ状態のスイッチＢ９−１はリチウムイオン電池１の充電電圧が既定の充電電圧（５８．１Ｖ）に達した時点でＯＦＦ状態にされてＢ方式の充電が終了する。Ｂ方式の充電が終了された後では、その後Ｙ時間が経過すれば同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施される。
【０１７７】  Ａ方式の充電はスイッチＡ８−１を介して実施され、スイッチＡ８−１はこのＥＢの次回利用時刻のＺ時間前にＯＮ状態にされてＡ方式の充電が開始される。従って、Ａ方式の充電は利用時刻寸前に終了となる。
【０１７８】  Ｂ方式の充電終了後のリチウムイオン電池１のＳＯＣはＢ方式の充電が終了されるタイミングで自由に変えることが出来る。以下では、リチウムイオン電池１のＳＯＣが８８％に達した時点でＢ方式の充電を終了する場合を中心に本実施形態の効果について示す。
【０１７９】  上記ＥＢでは充電開始時のＳＯＣが、例えば７０％、又は８０％、又は９０％であれば、充電完了までの充電時間はそれぞれ１．９３時間、又は１．４３時間、又は０．９３時間である。つまり、Ｂ方式の充電終了時のＳＯＣを決定すればＡ方式の充電時間（Ｚ時間）が決定される。従って、Ｂ方式の充電終了時のＳＯＣを８８％に決定すればＡ方式の充電時間は１．０３時間である。この場合、Ｂ方式の充電は常にＳＯＣが８８％で終了されるので、Ａ方式の充電時間は常にＺ＝１．０３時間である。なお、Ｂ方式の充充電時間ＸはＢ方式の充電開始時のＳＯＣによって異なる。
【０１８０】  上記ＥＢでは次の利用時刻がその数時間前に明確になってもその６時間前に充電を開始することは出来ないが、本実施形態ではＳＯＣを８８％に決定すれば１時間前にＡ方式の充電を開始することが可能であり、万が一、その利用時刻が１時間前でも明確にならなければＸ時間のＢ方式の充電は終了しているので、該ＥＢは３０〜３４ｋｍの走行が可能である。
【０１８１】  Ａ方式の充電は利用時刻寸前に終了となるのでＡ方式の充電が終了すれば該リチウムイオン電池は直に放電される。従って、該リチウムイオン電池ＳＯＣ＝１００％に維持される時間が短くなるので、該リチウムイオン電池の副反応は主体的にＢ方式の充電終了からＡ方式の充電開始までのＹ時間で進行することになる。
【０１８２】  そこで、本実施形態ではこのＹ時間における副反応の抑制と走行可能距離の確保の両方を考慮してＺ時間を適切に決定すれば、Ｙ時間における副反応は十分抑制され、Ｙ時間における走行可能距離も適切に確保される。
【０１８３】  Ｂ方式の充電終了時点のＳＯＣが８８％に決定される場合にはＹ時間における副反応はＳＯＣ＝１００％における副反応の半分以下に抑制され、Ｙ時間における走行可能距離は３４ｋｍが確保され、更に、Ａ方式の充電開始は該ＥＢを使用するほぼ１時間前とすればよい。Ｂ方式の充電終了時点のＳＯＣが８８％に決定される場合でもＡ方式の充電が終了すればＳＯＣ＝１００％に達するので、該ＥＢは４３ｋｍの走行が可能である。
【０１８４】  ここでも、ＳＯＣ＝８８（＝１００−１０ｎ）％における副反応速度ＩｎとＳＯＣ＝１００％における副反応速度Ｉｓは図４の４１に示すＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係にあり、ｎ＝１．２（ＳＯＣ＝８８％）ではＩｎ＝０．４７５×Ｉｓの関係にある。
【０１８５】  リチウムイオン電池では一定の電流で一定のＳＯＣまで充電された時の充電電圧は一定である。従って、リチウムイオン電池が既定の充電電圧に達した時点でＢ方式の充電を終了すれば、Ｂ方式の充電終了時のリチウムイオン電池は既定のＳＯＣに達する。
【０１８６】  図５の５２には負極に黒鉛を使用し、正極にはリチウム含有のマンガン酸化物を使用するリチウムイオン電池が０．２ＣＡの電流で充電される時の充電電圧（Ｖ／セル）とＳＯＣの関係が示されている。なお、一般に定格容量Ｃ（Ａｈ）の蓄電池が５時間でＳＯＣ＝１００％からＳＯＣ＝０％まで放電される時の放電電流に相当する電流が０．２ＣＡと表記される。
【０１８７】  図５の５２の関係では充電電圧が４．１Ｖ、４．１２Ｖ、又は４．１５Ｖに達した時点では該リチウムイオン電池はそれぞれＳＯＣ＝７０％、ＳＯＣ＝８０％、又はＳＯＣ＝８８％に達することが解る。従って、Ｂ方式の充電終了時のＳＯＣを８８％とする場合には充電電圧が単セル当たり４．１５Ｖに達した時点でＢ方式の充電を終了すればよい。該ＥＢに搭載されたリチウムイオン電池は１４個の素電池が直列に接続された集合蓄電池であり、図２に示すリチウムイオン電池１では充電電圧が５８．１Ｖに達した時点でスイッチＢ９−１がＯＦＦ状態にされてＢ方式の充電が終了する。
【０１８８】  走行後の上記ＥＢは従来の充電方法でも本実施形態でも（Ｘ＋Ｚ）時間でＳＯＣ＝１００％まで充電されることになる。ただし、従来の充電方法ではＸ時間の充電とＹ時間の充電が連続してなされるが、本実施形態ではＸ時間の充電（Ｂ方式）後Ｙ時間が経過した後にＺ時間の充電（Ａ方式）が実施される。
【０１８９】  従来の充電方法では（Ｘ＋Ｚ）時間でＳＯＣ＝１００まで一気に充電されるので放電待機中ではリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００に維持されている。従って、前述のように、該ＥＢが２日に１回の頻度で１年間（３６５日）利用されれば、放電待機中の副反応量の積算が０．１８２ＣＡｈ相当にも達し、この副反応量によって約１８．２％もの容量劣化が齎され、走行距離は７．８ｋｍも低下することになる。ただし、リチウムイオン電池１のＳＯＣ＝１００％における副反応速度ＩｓをＩｓ＝０．００００２７ＣＡとした場合である。
【０１９０】  一方、本実施形態ではＢ方式の充電はＸ時間で充電されてＳＯＣ＝８８％で終了すれば該放電待機中ではリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝８８に維持されている。ＳＯＣ＝８８％における副反応速度ＩｎとＳＯＣ＝１００％における副反応速度Ｉｓは図４の４１に示される関係（Ｉｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎ）にある。従って、ＳＯＣ＝８８％ではｎ＝１．２であり、Ｉｎ＝０．４７５×Ｉｓの関係にある。つまり、本実施形態では従来の充電方法に比べて放電待機中での副反応速度が０．４７５倍に低減される。
【０１９１】  従って、上記ＥＢが２日に１回の頻度で利用され、１日平均１８．５時間が走行待機中にあっても、本実施形態では走行待機中に進行する副反応は１日に約０．０００２４ＣＡｈに低減される。斯かるＥＢの利用が１年間（３６５日）繰り返されれば、副反応量の積算は０．０８７ＣＡｈ相当であ。従って、この副反応量によって齎される容量劣化は約８．７％であり、走行距離の低下は３．７ｋｍに抑えられる。ただし、Ｉｓ＝０．００００２７ＣＡとした場合である。
【０１９２】  以上ではリチウムイオン電池１のＳＯＣが８８％に達した時点でＢ方式の充電を終了する場合について示したが、同じようにしてＳＯＣが８０％や７０％に達した時点でＢ方式の充電を終了することが可能であり、ＳＯＣを低くすればＹ時間における副反応が低下するがＹ時間における走行可能距離も低下するので各用途に合わせてＢ方式の充電終了後のリチウムイオン電池１のＳＯＣを適切に決定すればよい。
【０１９３】  本実施形態ではＢ方式の充電は前記充電器へのＡＣ入力回路のスイッチＢが遮断されて終了し、そのタイミングは該リチウムイオン電池の充電電圧から判断される場合について示したが、充電器へのＡＣ入力が既定の電力値まで上昇した時点でスイッチＢを遮断してＢ方式の充電を終了することもできる。
【０１９４】  また、本実施形態の適用はＥＢに限定されるものではなく、リチウムイオン電池で駆動する電動車両や電動機器に広く適用出来る。
【０１９５】（第４実施形態）
本実施形態はリチウムイオン電池が同一の充電器によってＢ方式の充電がなされた後にＡ方式の充電がなされる場合であり、Ｂ方式の充電は該リチウムイオン電池へのＤＣ入力回路が遮断されて終了され、その遮断されるタイミングは該リチウムイオン電池の充電電圧から判断される。
【０１９６】  以下では、本実施形態がリチウムイオン電池で駆動する電動アシスト自転車の業務用モデルに適用される場合について説明する。
【０１９７】  電動アシスト自転車はペダルをこぎだすとセンサーが走りの状況を感知してモーターの動力がその時々に必要なパワーで補助してくれる自転車であり、重い荷物や急な坂道の多い配達先への配達業務には特に有効である。電動アシスト自転車は補助してくれるパワーを１．パワーモード、２．オートマチックモード、３．ロングモードの３段階から選択することが出来る。
【０１９８】  ３段階のパワーはパワーモードからオートマチックモード、更にロングモードに移行するごとに走行可能な距離は長くなるが、補助されるパワーが小さくなる。また、各モードにおける走行可能な距離はほぼ蓄電池の定格容量に比例している。例えば、パワーモードでの走行可能な距離は定格容量８．９（Ａｈ）では２４ｋｍであり、定格容量１３．２（Ａｈ）では３７ｋｍであり、ほぼ定格容量に比例している。従って、電動アシスト自転車では用途（利用走行距離）に合わせて蓄電池の容量を選択することになる。
【０１９９】  しかし、電動アシスト自転車は７００〜９００回の充放電で走行距離が購入時の約半分になることがカタログにも明記されており、仮に、８００回の充放電で走行距離が購入時の半分になれば、１回の容量劣化率をαとする時には（１−α）の８００乗が０．５であり、（１−α）の５１０乗は０．６５となり、（１−α）の７１５乗は０．５４となる。従って、定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池を搭載する電動アシスト自転車でも５１０回の充放電でパワーモードの走行距離が購入時の約６５％（２４ｋｍ）になり、７１５回の充放電では購入時の約５４％（２０ｋｍ）になることが予想される。
【０２００】  従って、パワーモードを基準として搭載するリチウムイオン電池を選択すれば、１日の走行距離が２０ｋｍ程度の配達業務には少なくとも定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池を選択する必要がある。それでも、当初の走行距離（３７ｋｍ）の余裕は僅か２年程度（７１５回の充放電）で消滅する。ましてや、定格容量８．９（Ａｈ）のリチウムイオン電池を選択すれば、僅か２１５回程度の充放電で走行距離が２０ｋｍ以下になり、早々に電池交換が必要となる。
【０２０１】  業務用の電動アシスト自転車では翌日の使用時刻や走行距離は前日では明確ではない場合が多く、通常では前日の夜に「即時充電方式」で充電してリチウムイオン電池は翌日の使用時刻までＳＯＣ＝１００％の充電状態に維持される。この場合、例えば、定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池であれば、専用の充電器でＳＯＣ＝０％から１００％まで約４．５時間で充電されるので、業務終了後に充電開始されたリチウムイオン電池は翌日に使用されるまで、８〜１０時間以上がＳＯＣ＝１００％の充電状態に維持されることになる。
【０２０２】  現状の電動アシスト自転車ではこのＳＯＣ＝１００％の充電状態で待機している時間帯でリチウムイオン電池の容量劣化が進行する。そのため、当初の走行距離に多少余裕のある蓄電池を選択しても僅か２年程度で交換されている。
【０２０３】  本実施形態では、本発明が業務用の電動アシスト自転車に適用され、１日の走行距離を２０ｋｍ程度と想定して定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池を選択し、パワーモードの走行距離が２０ｋｍに低下するまで３６５０回（１０年）以上の充放電回数を可能ならしめることを目標としている。
【０２０４】  本実施形態でも定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池は専用の充電器でＳＯＣ＝０％から１００％まで約４．５時間で充電されるので、業務終了後に充電開始されたリチウムイオン電池は翌日に使用されるまで、８〜１０時間以上が充電状態で放置されることになるが、本実施形態では該電動アシスト自転車がＴ時間後の次の利用に向けてＳＯＣ＝０％から１００％まで（Ｘ＋Ｚ）＝４．５時間で充電される時、Ｘ時間におよぶＢ方式の充電が終了された後、その後Ｙ時間が経過した後に同一充電器によってＡ方式の充電がＺ時間実施される。
【０２０５】  そこで、充電時間をＸ：Ｚ＝２．８：１．７に分割すれば、Ａ方式の充電は常にＺ＝１．７時間で実施され、１．７時間でＳＯＣ＝１００％まで充電されるためにはＡ方式の充電開始時ではＳＯＣ＝７０％になければならない。つまり、Ｂ方式の充電終了時にはＳＯＣ＝７０％になければならない。この場合、Ｂ方式の充電終了からＡ方式の充電開始までのＹ時間ではＹ＝８〜１０時間以上が充電状態で放置されることになり、リチウムイオン電池はＳＯＣ＝７０％の充電状態で放置されることになる。ここでも副反応電流Ｉｎは図４の４１の関係にあって、ＳＯＣ＝７０％におけるＩｎはＩｓの０．１５５倍に低下する。つまり、本実施形態ではＹ時間における副反応は０．１５５倍に抑制される。
【０２０６】  更に、本実施形態では該電動アシスト自転車の利用時刻がその１．７時間前までに明確になれば、Ａ方式の充電が利用時刻の１．７時間前に開始され、利用時刻寸前にリチウムイオン電池はＳＯＣ＝１００％に達するのでＳＯＣ＝１００％に維持される時間が短くなり、副反応量の累積が少なくなる。
【０２０７】  一方、Ａ方式の充電終了後ではリチウムイオン電池はＳＯＣ＝１００％に達するので該電動アシスト自転車は３７ｋｍの走行が可能である。しかも、万が一、利用時刻がその１．７時間前に明確にならなかった場合でもＸ時間のＢ方式の充電でＳＯＣ＝７０％に達しているので該電動アシスト自転車は３０ｋｍの走行が可能である。
【０２０８】  以上のように、本実施形態ではＢ方式の充電終了時にＳＯＣ＝７０％に達していれば、３６５０回の充放電後においても走行距離が購入時の５４％（２０ｋｍ）を維持することが可能である。以下その詳細を述べる。
【０２０９】  その達成のためには１回の容量劣化率をβに低減し、（１−β）の３６５０乗が０．５４以上でなければならない。現状では、（１−α）の８００乗が０．５であり、（１−０．１９６×α）の３６５０乗が０．５４となる。従って、１回の容量劣化率βがαの０．１９６倍に低減されなければならない。
【０２１０】  本実施形態におけるリチウムイオン電池にも図４に示す図４の５１に示すＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係にある。一方、β／α＝Ｉｎ／Ｉｓ＝０．１９６であり、０．１９６＝１／１．８６ｎでからｎ＝２．６３が導かれ、ＳＯＣ＝７３．７％に維持すればよい。本実施形態では、リチウムイオン電池が充電状態で待機している時間帯のＳＯＣを７３．７％に維持すればよい。
【０２１１】  本実施形態では、リチウムイオン電池が充電状態で待機している時間帯はＢ方式の充電が終了された後の時間帯であり、リチウムイオン電池がＳＯＣ＝７０％に達した時点でＢ方式の充電が終了されればこの条件は満たされる。
【０２１２】  本実施形態におけるリチウムイオン電池１と充電器２の単線結線図は図３で示される。具体的にはリチウムイオン電池１は公称電圧２５．２Ｖで定格容量１３．２（Ａｈ）の集合電池であり、充電器２はその専用の充電器である。本実施形態では充電器２の充電出力端子はスイッチＡ８−２とスイッチＢ９−２を並列に介してリチウムイオン電池１の充電入力端子６に接続されている。
【０２１３】  Ｂ方式の充電は充電器２からの充電入力が図３１に示すスイッチＢ９−２を介して入力されて実施されるので、Ｂ方式の充電はスイッチＢ９−２がＯＮ状態になれば何時でも実施される。つまり、Ｂ方式の充電は「即時充電方式」である。
【０２１４】  リチウムイオン電池がＳＯＣ＝７０％の充電状態に達した時点でＢ方式の充電が終了となる既定の電圧は２８．７Ｖである。充電中のリチウムイオン電池１の充電電圧が２８．７Ｖに達すればスイッチＢ９−２はＯＦＦ状態になってＢ方式の充電は終了される。一旦ＯＦＦ状態になったスイッチＢ９−２は該リチウムイオン電池１が一度放電されると再びＯＮ状態になり、Ｂ方式の充電は再度開始することができる。
【０２１５】  一方、スイッチＢ９−２がＯＦＦ状態にあってもスイッチＡ８−２がＯＮ状態になれば、リチウムイオン電池１には同じ充電器２からの充電入力がスイッチＡ８−２を介して入力されてＡ方式の充電が実施される。Ａ方式の充電が開始されるのは電動アシスト自転車の使用開始が確定された時刻のＺ時間前である。本実施形態ではＺ＝１．７時間と決定されているのでＡ方式の充電は該電動アシスト自転車を使用開始すると決めた時刻の１．７時間前に開始される。
【０２１６】  本実施形態では該電動アシスト自転車が業務用であって使用時刻や走行距離は少なくとも前日には明確ではない場合を想定しているが、１日の業務内容が明確となれば使用時刻や走行距離が明確になる。Ａ方式の充電は使用時刻が明確となれば使用開始すると決めた時刻の１．７時間前に開始される。Ａ方式の充電が開始される時刻をタイマーに設定してスイッチＡ８−２をＯＮ状態にすることもできるし、手動でスイッチＡ８−２をＯＮ状態にすることもできる。
【０２１７】  本実施形態におけるリチウムイオン電池にも図４に示す図４の５１に示すＩｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係にある。従って、リチウムイオン電池が充電状態で待機している時間帯でＳＯＣが７０％に維持されれば、ｎ＝３．０が維持され、Ｉｎ／Ｉｓ＝０．１５５となる。従って、本実施形態では従来の充電方法に比べてリチウムイオン電池が充電状態で待機している間に進行する副反応速度（自己放電速度）が０．１５５倍に低下している。
【０２１８】  一方、従来の充電方法では定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池を搭載する電動アシスト自転車は７１５回の充放電では走行距離が購入時の約５４％（２０ｋｍ）になる計算である。従って、本実施形態ではリチウムイオン電池の放電待機中の副反応速度（自己放電速度）が０．１５５倍に低下するので、定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池を搭載する電動アシスト自転車でも走行距離が購入時の約５４％（２０ｋｍ）に低下する充放電回数は４６００回が期待できる。
【０２１９】  本実施形態は業務用の電動アシスト自転車に適用されて、１日の走行距離を２０ｋｍ程度と想定して定格容量１３．２（Ａｈ）のリチウムイオン電池が選択された場合においても、パワーモードの走行距離が２０ｋｍに低下するまで３６５０回（１０年）以上の充放電回数は十分期待できる。
【０２２０】  本実施形態の適用は電動アシスト自転車に限定されるものではなく、リチウムイオン電池で駆動する電動車両や電動機器に広く適用出来る。
【０２２１】（第５実施形態）
本実施形態はリチウムイオン電池で駆動する電動機器に本発明が適用される場合である。本実施形態は電動機器の駆動用リチウムイオン電池がＢ方式でＸ時間の充電がなされた後に同一の充電器によってＡ方式でＺ時間の充電がなされる場合であり、Ｂ方式の充電は該リチウムイオン電池の充電電圧から充電状態が判断され、該リチウムイオン電池へのＤＣ入力回路が遮断されて終了される。
【０２２２】  以下では、公称電圧１８．０（Ｖ）で定格容量２．４（Ａｈ）のリチウムイオン電池で駆動する市販のロボット掃除機に本発明が適用される場合である。特に、本実施形態では該ロボット掃除機を稼働させる数時間前まで該ロボット掃除機の稼働時刻が明確でない場合を想定している。
【０２２３】  ロボット掃除機では一般にリチウムイオン電池の充放電寿命は１１００回程度とされ、３年ごとの交換が目安とされていて、あるメーカーではリチウムイオン電池を消耗品だとしている（非特許文献５）。しかし、リチウムイオン電池の寿命を５倍以上に伸ばすことが出来ればロボット掃除機の耐用年数を１５年としてもリチウムイオン電池の交換は不要となる。
【０２２４】  本実施形態で選択されたロボット掃除機は専用の充電器を使用して「即時充電方式」で約２．７時間の充電でＳＯＣ＝０％から１００％まで充電される。１００％まで充電されると約１００分間の稼働が可能であり、約１００分間の稼働した後では自動的に充電スタンドに戻って充電される仕組みとなっている。従って、１日１回の頻度で稼働すれば、駆動用のリチウムイオン電池は１日２４時間のうちで約１９．６時間がＳＯＣ＝１００％の状態で放電待機することになる。
【０２２５】  この放電待機中に進行する副反応の反応速度は周囲温度２０℃では０．００００１９ＣＡ程度と考えられるのでこの放電待機中の副反応量は０．００００１９×１９．６＝０．０００３７ＣＡｈ程度である。また、一回の充電中の副反応量は０．００００１９×１．７２＝０．００００３３ＣＡｈ程度と考えられる。なお、この場合の副反応速度は一般的なリチウムイオン電池の２５℃におけるＳＯＣ＝１００％の自己放電速度を０．００００２７ＣＡとして導いたものである。
【０２２６】  上記ロボット掃除機が１日１回の頻度で１１００回稼働すれば、該リチウムイオン電池の副反応量の積算は放電待機中のそれは０．４０７ＣＡｈ程度で充電中のそれは０．０３６ＣＡｈ程度となる。放電待機中と充電中の副反応量の合計は０．４４３ＣＡｈであり、１日１回の頻度で１１００回稼働すれば、該リチウムイオン電池の副反応に基づく容量劣化は４４％にも達し、電池交換が必要になる。こうして計算されるロボット掃除機の電池交換の時期と現行のロボット掃除機で目安とされる電池交換の時期はほぼ一致する。
【０２２７】  現行のロボット掃除機におけるリチウムイオン電池の寿命を５倍以上に伸ばすためにはこの副反応量の合計（０．４４３ＣＡｈ）を１／５（０．０８９ＣＡｈ）に低下させる必要がある。その場合、充電中の副反応量を減らすことは出来ないので、放電待機中の副反応量を０．４０７ＣＡｈから０．０５３ＣＡｈに、つまり０．１３倍に低減するしかない。
【０２２８】  該ロボット掃除機のリチウムイオン電池についても図４の４１に示す関係が成立するので、放電待機中の副反応量を０．１３倍に低減するためには放電待機中の副反応速度（電流）ＩｎをＩｎ＝０．１３×Ｉｓとすればよい。つまり、Ｉｎ＝Ｉｓ／１．８６ｎの関係において、ｎ＝３．３であればよい。
【０２２９】  そこで、本実施形態ではリチウムイオン電池がＢ方式の充電終了後にＳＯＣ＝１００−３３＝６７％以下となるようにＢ方式の充電を終了する。該ロボット掃除機の専用充電器は上限充電電圧が２１Ｖで、充電電流が０．５ＣＡの定電流定電圧充電方式であり、リチウムイオン電池が０．５ＣＡの電流で充電される時には端子電圧（Ｖ／セル）とＳＯＣ（％）は図５の５３に示す関係にあり、ＳＯＣ（％）が６５％（＜６７％）に達すれば充電電圧（Ｖ／セル）は４．１２（Ｖ／セル）に達する。従って、本実施形態ではリチウムイオン電池の充電電圧が４．１２（Ｖ／セル）に達した時点でＢ方式の充電を終了すればよい。
【０２３０】  該ロボット掃除機のリチウムイオン電池は定格容量２．４Ａｈの単セルが５個直列に接続されて構成されているのでＢ方式の充電を終了するための既定電圧を４．１２×５＝２０．６Ｖとする。つまり、リチウムイオン電池の充電電圧が２０．６Ｖに達した時点でＢ方式の充電を終了すれば、該リチウムイオン電池はＳＯＣ＝６５％に達している。
【０２３１】  該ロボット掃除機のリチウムイオン電池が０．５ＣＡの充電電流でＳＯＣ＝０％からＳＯＣ＝６５％に達するまでの充電時間はＸ＝１．３（＝０．６５÷０．５）時間であり、専用の充電器ではＳＯＣ＝０％から１００％までは２．７時間で充電されるので、Ａ方式の充電時間はＺ＝１．４時間と決定される。この充電時間ＺはＳＯＣ＝６５％からＳＯＣ＝１００％に達するまでの充電時間であり、専用の充電器で充電される限り常に一定である。ただし、Ｂ方式の充電時間ＸはＢ方式の充電が開始される時のリチウムイオン電池のＳＯＣによって異なってくる。Ｘ＝１．３時間はあくまでもＳＯＣ＝０％からの充電時間である。
【０２３２】  本実施形態におけるリチウムイオン電池１と充電器２の単線結線図も図３で示される。具体的にはリチウムイオン電池１は公称電圧１８．０（Ｖ）で定格容量２．４（Ａｈ）の集合電池であり、充電器２はその専用の充電器である。本実施形態では充電器２の充電出力端子はスイッチＡ８−２とスイッチＢ９−２を並列に介してリチウムイオン電池１の充電入力端子６に接続されている。
【０２３３】  Ｂ方式の充電は充電器２からの充電入力が図３に示すスイッチＢ９−２を介して入力されて実施されるので、Ｂ方式の充電はスイッチＢ９−２がＯＮ状態になれば何時でも実施される「即時充電方式」である。
【０２３４】  Ｂ方式の充電を終了するための既定の電圧は２０．７Ｖであり、充電中のリチウムイオン電池１の充電電圧が２０．６Ｖに達すればスイッチＢ９−２はＯＦＦ状態になってＢ方式の充電は終了される。一旦ＯＦＦ状態になったスイッチＢ９−２は該リチウムイオン電池１が一度放電されると再びＯＮ状態になり、Ｂ方式の充電は再度開始できる。従って、Ｂ方式の充電が終了した後に該リチウムイオン電池１が放電された場合にはＢ方式の充電が再スタートし、その後のＡ方式の充電に備えることが出来る。
【０２３５】  一方、スイッチＢ９−２がＯＦＦ状態にあってもスイッチＡ８−２がＯＮ状態になれば、リチウムイオン電池１には同じ充電器２からの充電入力がスイッチＡ８−２を介して入力されてＡ方式の充電が実施される。Ａ方式の充電が開始されるのは該ロボット掃除機を稼働させ始める時刻のＺ時間前である。本実施形態では該リチウムイオン電池がＳＯＣ＝６５％に達した時点でＢ方式の充電を終了するので、Ｚ＝１．４時間と決定されている。従って、Ａ方式の充電は該ロボット掃除機を稼働させようと決めた時刻の１．４時間前に開始される。
【０２３６】  本実施形態では該ロボット掃除機を稼働させる数時間前まで該ロボット掃除機の稼働時刻が明確でない場合を想定しているが、通常、稼働する２時間前では稼働時刻は明確になる。Ａ方式の充電は該ロボット掃除機を稼働させ始める時刻のＺ時間前に開始されるので「適時充電方式」であり、通常、適時（ここでは１．４時間前）にタイマーを設定して開始させることもできるし、手動で開始させることもできる。
【０２３７】  本実施形態におけるロボット掃除機はＡ方式の充電が開始される前でもリチウムイオン電池１は既にＳＯＣ＝６５％の充電状態にあるので、仮に突然該ロボット掃除機を稼働させることになっても該ロボット掃除機は６５％の稼働が可能である。ロボット掃除機は使用したいときに使用できることが最も必要とされる電動器具の一種であり、本実施形態ではＡ方式の充電が開始される前でも使用できるし、当然、Ａ方式の充電が終了すればリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００％の充電状態に達するので１００％の稼働が可能である。
【０２３８】  しかも、Ａ方式の充電では稼働開始時刻寸前にリチウムイオン電池１はＳＯＣ＝１００％に達するので、ＳＯＣ＝１００％の状態に維持されている時間帯が極短時間に縮小される。更に、該ロボット掃除機が約１００分間稼働されてリチウムイオン電池１がＳＯＣ＝０％となれば、すぐにＢ方式の充電が実施されてＳＯＣ＝６５％に達する。該ロボット掃除機ではＡ方式の充電が開始されるまでの時間帯ではＳＯＣ＝６５％に維持されているので、その間のリチウムイオン電池１の副反応速度ＩｎはＳＯＣ＝１００％における副反応速度（自己放電速度）Ｉｓに対しては０．１１４倍以下に低減している。
【０２３９】  現行のロボット掃除機におけるリチウムイオン電池の副反応速度ＩｎはＳＯＣ＝１００％における自己放電速度Ｉｓに等しいため、本実施形態におけるリチウムイオン電池の放電待機中の副反応速度は現行のロボット掃除機に比べて０．１１４倍以下に低減している。現行のロボット掃除機におけるリチウムイオン電池の寿命を５倍以上に伸ばすためには放電待機中の副反応量を０．１３倍以下に低減するしかないが、本実施形態ではこれを十分にクリアーしている。
【０２４０】  従って、本実施形態においては、現行のロボット掃除機に比べてリチウムイオン電池には５倍以上の寿命が期待できるのでロボット掃除機の耐用年数を１５年としてもリチウムイオン電池の交換は不要となる。
【符号の説明】
【０２４１】  １  駆動用蓄電池
２  普通充電器
３  急速充電器
４  交流入力端子
６  直流入力端子
７  スイッチ
８  スイッチＡ
９  スイッチＢ
４１  副反応電流とＳＯＣ（％）の関係
５１〜５３  端子電圧とＳＯＣ（％）の関係
【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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