(57)【要約】【課題】１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能であるとともに、充電による電池パックの劣化を抑制することで、電池パックが高い寿命性能を実現する充電装置及び充電方法を提供すること。【解決手段】実施形態の充電装置及び充電方法では、複数の電池パックを同時に充電可能である。充電装置及び充電方法では、単電池の最大充電電圧に関する情報に少なくとも基づいて、複数の電池パックのそれぞれに優先順位が、設定される。そして、複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、優先順位が高い順に優先して、複数の電池パックに充電リソースを分配する。【選択図】図８
2019170078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能な充電装置であって、
前記複数の電池パックのそれぞれについて、前記単電池の最大充電電圧に関する情報を取得し、
取得した前記最大充電電圧に関する前記情報に少なくとも基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれに優先順位を設定し、
前記複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、前記優先順位が高い順に優先して、前記複数の電池パックに充電リソースを分配する、
コントローラを備える、充電装置。
【請求項２】
前記コントローラは、
第１の基準電圧、及び、前記第１の基準電圧より大きい第２の基準電圧を設定し、
前記複数の電池パックを、前記最大充電電圧が前記第１の基準電圧以下の第１のグループ、前記最大充電電圧が前記第１の基準電圧より大きく、かつ、前記第２の基準電圧以下の第２のグループ、及び、前記最大充電電圧が前記第２の基準電圧より大きい第３のグループに分割し、
前記第２のグループ、前記第１のグループ及び前記第３のグループの順に、前記優先順位を高く設定する、
請求項１の充電装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第１の基準電圧を２．７Ｖ以上２．９Ｖ以下の範囲のいずれかの値に設定するとともに、前記第２の基準電圧を３．４Ｖ以上３．８Ｖ以下の範囲のいずれかの値に設定する、請求項２の充電装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記第１の基準電圧を２．８Ｖに設定するとともに、前記第２の基準電圧を３．５Ｖに設定する、請求項３の充電装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記最大充電電圧に関する前記情報として、前記複数の電池パックのそれぞれについて、前記単電池の負極に含有される活物質の情報を取得し、
前記複数の電池パックを、前記負極にスピネル型チタン酸リチウムを含有する第１のグループ、前記負極にニオブチタン含有複合酸化物を含有する第２のグループ、及び、前記負極にリチウムを吸蔵放出するグラファイトを含有する第３のグループに分割し、
前記第２のグループ、前記第１のグループ及び前記第３のグループの順に、優先順位を高く設定する、
請求項１の充電装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記充電装置の最大電力容量の中から、前記充電リソースとして電力を前記複数の電池パックに分配する、請求項１乃至５のいずれか１項の充電装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記最大充電電圧に関する前記情報に加えて、前記最大充電電圧に関する前記情報とは別の情報に基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれの前記優先順位を設定する、請求項１乃至６のいずれか１項の充電装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記別の情報として、前記複数の電池パックのそれぞれにおける前記単電池のリアルタイムの充電深度に関する情報、前記複数の電池パックのそれぞれのリアルタイムの充電モードに関する情報、ユーザーによって直接的に入力された情報、前記複数の電池パックのそれぞれ又は前記複数の電池パックのそれぞれが搭載される機器に内蔵された情報、及び、ネットワーク経由で指定される情報の少なくとも１つを用いて、前記複数の電池パックのそれぞれの前記優先順位を設定する、請求項７の充電装置。
【請求項９】
互いに対して異なる車両に搭載される前記複数の電池パックを同時に充電可能な、請求項１乃至８のいずれか１項の充電装置。
【請求項１０】
１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能な充電方法であって、
前記複数の電池パックのそれぞれについて、前記単電池の最大充電電圧に関する情報を取得することと、
取得した前記最大充電電圧に関する前記情報に少なくとも基づいて、前記複数の電池パックのそれぞれに優先順位を設定することと、
前記複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、前記優先順位が高い順に優先して、前記複数の電池パックに充電リソースを分配することと、
備える、充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、充電装置及び充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電と放電を繰り返して使用できる。このため、二次電池を使用することにより、廃棄物の低減に役立つ。また、二次電池は、広く用いられる。例えば、二次電池は、ＡＣ電源を用いることができないポータブル機器の電源として用いられる。また、二次電池は、ＡＣ電源と機器とが電気的に切断された場合、及び、ＡＣ電源が停止した場合等のバックアップ用の電源としても、用いられている。近年、二次電池は、車両に搭載されたり、太陽電池等のバックアップに用いられたり、電力平準化装置に搭載されたりする等、利用範囲が拡大している。これに伴って、複数の単電池（電極群）を直列及び並列の少なくとも一方に接続して組電池を形成し、組電池を内蔵する電池パックが用いられることが増大している。
【０００３】
車両に搭載される電池パックでは、複数の単電池（電極群）が直列に接続され、高い電圧が実現される。そして、複数の電池パックの間では、電池パックの電圧を同一にすれば、電池パック（組電池）を形成する単電池を特定の電圧（同一の電圧）にすることは、要求されない。このため、車両に搭載される電池パックを形成する単電池としては、多様な種類の単電池を利用可能である。また、車両に搭載される電池パックを充電する充電装置としては、１つの電池パックのみを充電可能な充電装置と、複数の電池パックを同時に充電可能な充電装置とがある。１つの電池パックのみを充電可能な充電装置は、車両一台のみを充電可能であり、主に家庭で用いられることを想定している。一方、複数の電池パックを同時に充電可能な充電装置では、複数の車両を同時に充電可能である。また、複数の車両を同時に充電可能な充電装置としては、車両一台のみを充電可能な充電装置を複数設け、複数の充電装置のそれぞれを制御するコントローラ（制御装置）が設けられるものもある。
【０００４】
前述のような電池パックに用いられる二次電池としては、非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池等がある。リチウムイオン電池は、リチウムイオンの正極と負極との間での移動により、充放電を行う二次電池である。リチウムイオン電池は、大きな電圧を得ることができるとともに、エネルギー密度が高い。このため、リチウムイオン電池は、車両への搭載用を中心に、多用されている。ただし、リチウムイオン電池等の非水電解液を用いた二次電池では、充電が適切に行われない場合等において、寿命性能が低下する可能性がる。このため、特に、複数の電池パック（複数の車両）を同時に充電する場合等は、充電の制御が重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９７６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能であるとともに、充電による電池パックの劣化を抑制することで、電池パックが高い寿命性能を実現する充電装置及び充電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、充電装置は、１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能である。充電装置のコントローラは、複数の電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する。コントローラは、取得した最大充電電圧に関する情報に少なくとも基づいて、複数の電池パックのそれぞれに優先順位を設定する。コントローラは、複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、優先順位が高い順に優先して、複数の電池パックに充電リソースを分配する。
【０００８】
また、実施形態によれば、１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能な充電方法が提供される。充電方法では、複数の電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する。充電方法では、取得した最大充電電圧に関する情報に少なくとも基づいて、複数の電池パックのそれぞれに優先順位を設定する。充電方法では、複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、優先順位が高い順に優先して、複数の電池パックに充電リソースを分配する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る単電池の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の単電池の範囲Ａを拡大して概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】図４は、図３の電池パックの回路構成を示す概略図である。
【図５】図５は、実施形態に係る電池パックの車両への適用例を示す概略図である。
【図６】図６は、実施形態に係る充電装置が充電を行っている状態の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に係る電池パックを単電池の最大充電電圧に基づいて３つのグループに分割し、分割された３つのグループのそれぞれについての、充電深度（ＳＯＣ）に対する単電池の負極電位の関係の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、実施形態に係る充電装置のコントローラが、電池パックの充電において行う第１の例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態に係る充電装置のコントローラが、電池パックの充電において行う第２の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態に係る充電装置のコントローラが行う、電池パックのそれぞれへの分配量の算出処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態に係る充電装置のコントローラが行う、電池パックのそれぞれへの分配量の算出処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態に係る充電装置のコントローラが行う、電池パックのそれぞれへの分配量の算出処理の第３の例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】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
以下の実施形態では、複数の電池パックを同時に充電可能な充電装置が提供される。充電装置によって充電される複数の電池パックのそれぞれは、１つ以上の単電池から形成される電池ユニットを備える。また、電池ユニットは、１つの単電池から形成されるか、又は、複数の単電池が直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される組電池から形成される。
【００１２】
［単電池］  
以下、単電池について、説明する。単電池は、本実施形態の充電装置によって充電される電池パックにおいて、電池ユニットに設けられる。単電池としては、例えば、非水系リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が用いられる。図１は、単電池１の一例を示し、図２は、図１の単電池（二次電池）１の範囲Ａを拡大して示す。
【００１３】
図１及び図２に示すように、単電池１は、袋状の外装部材８と、電極群２と、電解質（図示しない）と、を備える。電極群２及び電解質は、外装部材８の内部に収納される。電解質（図示しない）は、電極群２に保持される。外装部材８の内部に電極群２及び電解質が収納された状態で外装部材８を封止することにより、単電池１が形成される。図１及び図２の一例では、外装部材８は、２つの樹脂層と、これらの樹脂層の間に介在した金属層と、を含むラミネートフィルムから形成される。
【００１４】
電極群２は、負極３と、セパレータ４と、正極５とを備える。セパレータ４は、負極３と正極５との間に介在し、負極３と正極５との間を電気的に絶縁する。図１及び図２の一例では、電極群２は、正極５と負極３との間にセパレータ４を介在させた状態で渦巻状に捲回された構造を有し、例えば、偏平形状に形成される。別の一例では、電極群２は、正極５、セパレータ４、負極３及びセパレータ４の順で積層された構造を有する。
【００１５】
負極３は、負極集電体３ａと、負極合剤層３ｂと、を備える。負極合剤層３ｂは、負極集電体３ａの両面又は片面に配置される。同様に、正極５は、正極集電体５ａと、正極合剤層５ｂと、を備える。正極合剤層５ｂは、正極集電体５ａの両面又は片面に配置される。
【００１６】
また、単電池１は、電極端子として負極端子６及び正極端子７を備える。負極端子６は、負極集電体３ａに接続され、正極端子７は、正極集電体５ａに接続される。図１及び図２の一例では、負極端子６及び正極端子７は、外装部材８の開口部から外部に延出される。外装部材８の内面の熱可塑性樹脂層を熱融着することにより、外装部材８の開口部が閉じられる。
【００１７】
前述のような単電池では、電極群は、リチウムイオンを媒介とする正極反応及び負極反応によって、充放電を行う。以下、負極、正極、電解質、セパレータ、電極端子及び外装部材等について、すなわち、単電池の構成要素のそれぞれについて、詳細に説明する。
【００１８】
（負極）  
負極は、負極集電体と、負極集電体上に配置される負極合剤層と、を備える。負極合剤層は、負極集電体の片面又は両面に配置することができる。負極合剤層は、負極活物質を含む。
【００１９】
負極集電体は金属体であり、金属体は、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、チタン及びステンレスから成る群から選択される少なくとも１種の金属を含む。金属体は、前述の金属の中の１種の金属を含むことができる。また、金属体は、前述の金属の中の２種以上の金属を含むこともできる。ある実施例では、金属体は、例えば、前述の金属の中の１種からなる金属箔である。また、別のある実施例では、金属体は、例えば、前述の金属の２種以上を含んだ合金の箔である。金属体の形状としては、箔以外にも、例えば、メッシュ及び多孔体等が挙げられる。なお、エネルギー密度及び出力の向上の観点から、金属体は、体積が小さく、かつ、表面積が大きい箔の形状であることが、望ましい。また、負極集電体の表面には、炭素含有層が被覆されてもよい。この場合、炭素含有層上に、負極合剤層が配置される。
【００２０】
負極活物質は、チタン含有酸化物を含むことができる。チタン含有酸化物の例には、チタン酸化物、リチウムチタン含有複合酸化物、ニオブチタン含有複合酸化物及びナトリウムニオブチタン含有複合酸化物が、含まれる。チタン含有酸化物のＬｉ吸蔵電位は、０．７Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以上３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以下の範囲であることが、望ましい。ここで、チタン含有酸化物のＬｉ吸蔵電位が１Ｖより低い場合、負極活物質と電解液との副反応が発生する可能性がある。一方、Ｌｉ吸蔵電位が３Ｖより大きい場合、電池電圧が低くなる。負極活物質は、前述のチタン含有酸化物の中の１種又は２種以上を含むことができる。
【００２１】
チタン酸化物の例には、単斜晶構造のチタン酸化物、ルチル構造のチタン酸化物、及び、アナターゼ構造のチタン酸化物等が挙げられる。各結晶構造のチタン酸化物は、充電前の組成をＴｉＯ２、充電後の組成をＬｉｘＴｉＯ２（ｘは０≦ｘ≦１）で表すことができる。また、単斜晶構造のチタン酸化物の充電前構造をＴｉＯ２（Ｂ）と表すことができる。
【００２２】
リチウムチタン含有複合酸化物の例には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物（例えば一般式Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは−１≦ｘ≦３））、ラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物（例えば、Ｌｉ２＋ｘＴｉ３Ｏ７（−１≦ｘ≦３））、Ｌｉ１＋ｘＴｉ２Ｏ４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ１．１＋ｘＴｉ１．８Ｏ４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ１．０７＋ｘＴｉ１．８６Ｏ４（０≦ｘ≦１）、及び、ＬｉｘＴｉＯ２（０＜ｘ≦１）等が挙げられる。また、リチウムチタン酸化物は、例えば、スピネル構造又はラムスデライト構造等の前述のリチウムチタン酸化物に異種元素が導入されているリチウムチタン複合酸化物を、含む。
【００２３】
ニオブチタン含有複合酸化物の例には、ＬｉａＴｉＭｂＮｂ２±βＯ７±σ（０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ及びＴａから成る群から選択される少なくとも１種の元素）で表される単斜晶型ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。
【００２４】
ナトリウムニオブチタン含有複合酸化物の例には、一般式Ｌｉ２＋ｖＮａ２−ｗＭ１ｘＴｉ６−ｙ−ｚＮｂｙＭ２ｚＯ１４＋δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ≦６、０≦ｚ＜３、ｙ＋ｚ＜６、−０．５≦δ≦０．５、Ｍ１はＣｓ，Ｋ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａから成る群から選択される少なくとも１つを含み、Ｍ２はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌから成る群から選択される少なくとも１つを含む）で表される直方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。
【００２５】
また、負極活物質は、グラファイト等の炭素質物、シリコン及び酸化シリコンを含むことができる。負極活物質に含まれるグラファイトは、リチウムを吸蔵放出する。グラファイト材料の例には、人造黒鉛、天然黒鉛等が含まれる。人造黒鉛は、例えば、石油や石炭由来のピッチ、合成ピッチ、メソフェーズピッチ、コークス、樹脂等の炭素前駆体を不活性雰囲気下で２０００〜３０００℃で熱処理することにより、得られる。
【００２６】
負極活物質は、例えば、粒子の形態で負極に含まれる。負極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、又は、単独の一次粒子と二次粒子との混合物であり得る。粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、及び、繊維状等にすることができる。また、活物質の二次粒子の径は、５００ｎｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。二次粒子の径が５００ｎｍ未満の場合、凝集等が活物質の塗工性に影響を及ぼす可能性がある。また、二次粒子の径が、５０μｍより大きい場合、活物質の内部におけるＬｉ拡散距離が長くなり、十分な反応性を得難くなる可能性がある。
【００２７】
また、負極合剤層は、前述の負極活物質に加えて、導電剤及び結着剤をさらに含んでもよい。導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。
【００２８】
結着剤は、活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
【００２９】
負極合剤層における負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質が８０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上１８重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上７重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤が３重量％未満の場合、負極合剤層の集電性能が低下し、電池の大電流性能が低下する可能性がある。また、結着剤が２重量％未満の場合、負極合剤層と負極集電体との結着性が低下し、サイクル性能が低下する可能性がある。一方、高容量化の観点から、導電剤は１８重量％以下であることが好ましく、結着剤は７重量％以下であることが好ましい。
【００３０】
負極は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁し、スラリーを調製する。次に、調整したスラリーを、負極集電体の片面又は両面に塗布する。そして、負極集電体上の塗膜を乾燥することにより、負極合剤層を形成する。その後、負極集電体及び負極集電体上に形成された負極合剤層をプレスする。また、プレスの代わりに、負極活物質、導電剤及び結着剤をペレット状に形成し、負極合剤層として用いてもよい。
【００３１】
（正極）  
正極は、正極集電体と、正極集電体上に配置される正極合剤層と、を備える。正極合剤層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極合剤層は、正極活物質を含む。また、正極合剤層は、導電剤及び結着剤を含むことができる。正極集電体は、負極集電体を形成する金属と同様の金属を含む金属体である。そして、正極集電体は、負極集電体と同様の形状に形成でき、例えば、金属の箔の形状に形成される。
【００３２】
正極活物質としては、例えば、リチウムの吸蔵及び放出が可能な化合物を用いることができる。正極活物質は、例えば、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルトアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウム鉄酸化物、リチウムフッ素化硫酸鉄、及び、オリビン結晶構造のリン酸化合物（例えば、ＬｉｘＦｅＰＯ４（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＭｎＰＯ４（０≦ｘ≦１））、ニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物（ＬｉxＮｉ1−y−zＣｏyＭｎzＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）等から成る群から選択される少なくとも１つを含む。オリビン結晶構造のリン酸化合物は、熱安定性に優れる。
【００３３】
高い正極電位の得られる正極活物質の例としては、以下のものが挙げられる。すなわち、例えばＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ≦１）及びＬｉｘＭｎＯ２（０＜ｘ≦１）等のリチウムマンガン複合酸化物、ニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物（ＬｉxＮｉ1−y−zＣｏyＭｎzＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）、例えばＬｉｘＮｉ１−ｙＡｌｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばＬｉｘＣｏＯ２（０＜ｘ≦１）等のリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１、０≦ｚ≦１）等のリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）等のスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉｘＦｅＰＯ４（０＜ｘ≦１）、ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｎｙＰＯ４（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）及びＬｉｘＣｏＰＯ４（０＜ｘ≦１）等のオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、及び、例えばＬｉｘＦｅＳＯ４Ｆ（０＜ｘ≦１）等のフッ素化硫酸鉄が、挙げられる。
【００３４】
正極活物質としては、前述の活物質の中の１種を単独で用いてもよく、前述の活物質の中の２種以上を用いてもよい。
【００３５】
正極合剤層には、負極合剤層に含まれる導電剤と同様の導電剤を含むことができる。この場合、導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。正極合剤層の導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。
【００３６】
また、負極合剤層の結着剤と同様に、結着剤は、正極合剤層において活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。正極合剤層には、負極合剤層に含まれる結着剤と同様の結着剤を含むことができる。この場合、結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
【００３７】
正極合剤層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質が８０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上１８重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上７重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤の配合比を３重量％以上にすることにより、正極の導電性を確保することができる。また、導電剤の配合比を１８重量％以下にすることにより、高温保存下における導電剤表面での電解液の分解を低減することができる。そして、結着剤の配合比を２重量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤の配合比を７重量％以下にすることにより、正極において絶縁材料となる結着剤の配合量が減少するため、内部抵抗を減少できる。
【００３８】
（電解質）  
電解質として非水電解液を用いることができる。非水電解質である非水電解液は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。非水電解液では、電解質の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲内であることが、好ましい。
【００３９】
有機溶媒に溶解される電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及び、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）等のリチウム塩、及び、これらの混合物が、挙げられる。また、電解質は、高電位でも酸化し難いことが好ましく、電解質としてＬｉＰＦ6が用いられることが、最も好ましい。
【００４０】
電解質が溶解される有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、及び、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、及び、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、及び、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）及びジエトキシエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ)、及び、スルホラン（ＳＬ）が、挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いることができる。
【００４１】
また、非水電解液の代わりにゲル状非水電解質を用いることができる。ゲル状非水電解質は、前述の非水電解液と高分子材料とを複合化することにより、調製される。非水電解液と複合化される高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、及び、これらの混合物が含まれる。
【００４２】
また、非水電解質としては、非水電解液及びゲル状非水電解質等の代わりに、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、又は、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質としては、高分子固体電解質、及び、無機固体電解質等が挙げられる。
【００４３】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の中で、常温（１５℃以上２５℃以下）で液体として存在し得る化合物である。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、及び、これらの混合物が挙げられる。一般に、非水電解質電池に非水電解質として用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、常温溶融塩の組成物である有機物カチオンは、一般的に、４級アンモニウム骨格を有する。
【００４４】
高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。無機固体電解質は、Ｌｉイオン伝導性を有する固体物質である。
【００４５】
（セパレータ）  
セパレータとしては、合成樹脂製の多孔質フィルム及び不織布等を用いることができる。この場合、多孔質フィルム及び不織布を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、セルロース、ガラス繊維、及び、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等が挙げられる。なお、前述の材料の中でも、セルロースは、Ｌｉ拡散性等が優れている。このため、セパレータを形成する材料としては、セルロースが用いられることが、好ましい。
【００４６】
また、前述のように、非水電解質として固体電解質を用いられる場合、固体電解質をセパレータとして用い、固体電解質によって正極と負極との間を電気的に絶縁してもよい。セパレータとして用いられる固体電解質は、ＮＡＳＩＣＯＮ型骨格を有するＬＡＴＰ（Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２−ｘ（ＰＯ４）３；０．１≦ｘ≦０．４）、アモルファス状のＬＩＰＯＮ（Ｌｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６）、及び、ガーネット型のＬＬＺ（Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２）等の酸化物が好ましい。
【００４７】
（電極端子）  
電極端子は、例えば、外部端子及び内部端子を含むことができる。ある実施例では、外部端子は、例えば、電極（正極及び負極）の導電タブである。別のある実施例では、後述するように金属缶等の導電性を有する外装部材が単電池に設けられ、外装部材に外部端子を形成することもできる。内部端子は、例えば、電極リードを含む。また、内部端子の形状は、特に限定されるものではなく、内部端子は、例えば帯状、円盤状、ワッシャー状、螺旋状、又は、波板状等に形成される。
【００４８】
電極端子は、アルミニウム、亜鉛、チタン及び鉄からなる群より選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されていることが、好ましい。合金の例としては、アルミニウム合金及びステンレスが挙げられる。
【００４９】
（外装部材）  
外装部材としては、ラミネートフィルム製の袋状容器及び金属製容器のいずれかを用いることができる。外装部材の形状としては、例えば、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、及び、積層型等が挙げられる。
【００５０】
ラミネートフィルムとしては、例えば、多層フィルムを用いることができ、多層フィルムは、複数の樹脂層と、樹脂層同士の間に配置される金属層とを含むことができる。この場合、金属層は、軽量化の観点から、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔であることが好ましい。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、及び、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、例えば、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形される。また、ラミネートフィルムの厚さは、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００５１】
金属製容器は、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン及び鉄から成る群から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されることが、好ましい。具体的には、合金の例として、アルミニウム合金及びステンレスが挙げられる。また、金属製容器の肉厚は、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、肉厚が０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００５２】
また、外装部材として金属製容器を用いる場合、金属製容器に電極端子（外部端子）を形成することもできる。
【００５３】
［電池パック］  
次に、電池パックについて、説明する。電池パックでは、電池ユニットを備える。電池ユニットは、１つの単電池のみから形成される、又は、複数の単電池が直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される組電池から形成される。電池ユニットを形成する単電池は、前述のようにして形成される。
【００５４】
また、電池ユニットは、筐体に収容されてもよい。筐体としては、アルミニウム合金、鉄及びステンレス等のいずれかから形成される金属缶、及び、プラスチック容器等が使用される。また、容器の肉厚は、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００５５】
また、電池ユニットが複数の単電池から形成される組電池である場合、単電池のそれぞれは、他の単電池と電気的に接続される。ある実施例では、複数の単電池のそれぞれが、容器を備える。そして、単電池のそれぞれの容器等に、正極端子及び負極端子が電極端子として設けられる。電極端子のそれぞれは、例えば金属製のハスバーを介して、他の単電池の対応する電極端子に接続される。これにより、複数の単電池が、電気的に接続される。ここで、ハスバーを形成する金属としては、アルミニウム、ニッケル及び銅等が、挙げられる。
【００５６】
なお、２つの単電池の間において正極端子同士及び負極端子同士が接続されることにより、その２つの単電池は、電気的に並列に接続される。また、２つの単電池の間において一方の正極端子が他方の負極端子に接続されることにより、その２つの単電池は、電気的に直列に接続される。
【００５７】
また、別のある実施例では、複数の単電池の電極群が、互いに対して共通の筐体の内部に収容される。この場合、組電池の製造では、複数の電極群を、例えば隔壁によって互いに対して電気的に絶縁される状態で、１つの筐体の内部に配置する。そして、隔壁された電極群のそれぞれを、対応する他の電極群と電気的に接続する。これにより、複数の単電池が、電気的に接続される。
【００５８】
なお、電池ユニットを収容する筐体は、必ずしも電池ユニットの全周を覆う必要はない。また、筐体と電池ユニットとの間、及び、筐体と単電池のそれぞれとの間のいずれかには、空冷又は水冷に用いられる隙間が形成されてもよい。また、筐体は、単電池の膨張を抑制する強度を有することが好ましい。
【００５９】
電池パックは、通電用の外部端子をさらに備えることができる。外部端子は、電池パックの外部の機器に接続される。外部端子は、電池ユニットからの電流の外部への出力、及び／又は、電池ユニットへの電流の入力に用いられる。電池パックの電池ユニットを電源として使用する際には、電流が通電用の外部端子を通して、電池パックの外部に供給される。また、電池ユニットを充電する際には、充電電流は、通電用の外部端子を通して電池ユニットに供給される。
【００６０】
電池パックは、電流検出回路、電圧検出回路及び温度検出器等を備えることができる。電流検出回路は、電池ユニット（電池パック）への入力電流、及び、電池ユニットからの出力電流を検出してもよく、電池ユニットにおいて単電池のいずれかを流れる電流を検出してもよい。また、電圧検出回路は、電池ユニット（電池パック）の電圧を検出してもよく、電池ユニットにおいて単電池のいずれかに印加される電圧を検出してもよい。また、温度検出器は、単電池のそれぞれの温度を検出する。
【００６１】
電池パックは、保護回路をさらに備えることができる。保護回路では、電池ユニットと外部端子との間の電気的な接続を遮断可能な接続遮断部として機能する。保護回路には、接続遮断部として、リレー又はヒューズ等が設けられる。
【００６２】
また、保護回路は、電池ユニットの充放電を制御する充放電制御部として機能する。保護回路は、前述の電流検出回路、電圧検出回路及び温度検出器等のいずれかでの検出結果に基づいて、電池ユニットの充放電を制御する。これにより、電池ユニットにおいて、単電池のそれぞれの充放電が制御される。例えば、電流検出回路において電池ユニットの過電流が検出されたことに基づいて、保護回路は、電池ユニットと外部端子との間の電気的接続を遮断する。これにより、電池ユニットへの電流の入力、及び、電池ユニットからの電流の出力が停止される。
【００６３】
なお、前述した保護回路による電池ユニットの充放電の制御は、ＬＳＩ、抵抗及びコンデンサ等から形成される集積回路を接続遮断部であるリレー等に接続することにより、実現可能である。
【００６４】
また、保護回路は、記憶媒体を備えることができる。保護回路は、記憶媒体への情報を書込むとともに、記憶媒体に記憶される情報を読取る。例えば、電池パックの単電池の最大充電電圧及び最大充電電流の値等が、記憶媒体に記憶される。また、記憶媒体に記憶される情報は、外部機器からの指令によって、外部機器に出力されてもよい。また、ある実施例では、電池パック（電池ユニット）を電源として使用する装置に形成される回路を、保護回路として使用してもよい。
【００６５】
また、電池パックは、保護回路等が搭載される基板を備えてもよい。基板は、金属製又は樹脂製である。また、基板には、電池ユニットの冷却に用いられる空冷経路又は水冷経路が形成されてもよい。
【００６６】
図３及び図４は、電池パックの一例を示す。図３は、電池パック３０の分解斜視図である。図４は、図３の電池パック３０の回路構成を示す図である。
【００６７】
図３及び図４の一例では、電池パック３０は、電池ユニット３１から形成され、電池ユニット３１は、複数の単電池３２から形成される組電池である。電池ユニット３１では、積層された単電池３２は、粘着テープ３４等で締結される。また、電池ユニット３１では、単電池のそれぞれは、前述の電極端子（正極端子及び負極端子）を介して、対応する他の単電池に電気的に接続される。図３及び図４の一例では、電池ユニット３１において、複数の単電池３２が直列に接続される。
【００６８】
電池パック３０では、プリント配線基板３６が、電池ユニット３１と対向して配置される。プリント配線基板３６には、温度検出器であるサーミスタ３７、保護回路３８及び通電用の外部端子３９が、搭載される。なお、プリント配線基板３６において電池ユニット３１と対向する面には、絶縁板（図示しない）が取り付けられることが、好ましい。これにより、プリント配線基板３６上の電気経路と電池ユニット３１の配線との不要な接続が、防止される。
【００６９】
電池パック３０では、正極リード４０及び負極リード４２が電池ユニット（組電池）３１に接続される。ある実施例では、正極リードの４０の一端は、電池ユニット３１においてある１つの単電池の正極端子に接続される。そして、正極リード４０の他端は、プリント配線基板３６の正極コネクタ４１に電気的に接続される。また、負極リードの４２の一端は、電池ユニット３１において別のある１つの単電池の負極端子に接続される。そして、負極リード４２の他端は、プリント配線基板３６の負極コネクタ４３に電気的に接続される。正極コネクタ４１は、プリント配線基板３６に形成される配線４４を介して、保護回路３８に接続され、負極コネクタ４３は、プリント配線基板３６に形成される配線４５を介して、保護回路３８に接続される。
【００７０】
電池パック３０の電池ユニット３１では、プリント配線基板３６に対向する側面を除く三側面に、保護シート４８が配置される。保護シート４８は、ゴム又は樹脂から形成される。電池ユニット３１は、保護シート４８及びプリント配線基板３６と一緒に、収納容器４９の内部に収納される。そして、電池ユニット３１は、保護シート４８及びプリント配線基板３６で囲まれた空間に、位置する。蓋５０は、収納容器４９の上面に、取り付けられる。
【００７１】
サーミスタ３７は、電池ユニット３１の複数の単電池３２のそれぞれについて、温度を検出する。そして、サーミスタ３７は、温度についての検出信号を、保護回路３８に出力する。
【００７２】
また、電池ユニット３１には、電流検出回路５１及び電圧検出回路５２が設けられる。図３及び図４の一例では、電流検出回路５１は、電池ユニット３１への入力電流、及び、電池ユニット３１からの出力電流を検出する。また、図３及び図４の一例では、電圧検出回路５２は、単電池３２と同一の数だけ設けられ、電圧検出回路５２のそれぞれは、単電池３２の対応する１つの電圧を検出する。電流検出回路５１は、配線５３を介して、保護回路３８に接続され、電圧検出回路５２のそれぞれは、配線５４を介して、保護回路３８に接続される。電流検出回路５１は、電流についての検出信号を、配線５３を介して保護回路３８に出力する。また、電圧検出回路５２のそれぞれは、電圧についての検出信号を、配線５４を介して保護回路３８に出力する。
【００７３】
保護回路３８は、サーミスタ３７、電流検出回路５１、及び、電圧検出回路５２のそれぞれでの検出結果に基づいて、電池ユニット３１が所定の条件になったか否かを判断してもよい。例えば、サーミスタ３７の検出温度が所定温度以上になった場合、保護回路３８は、所定の条件になったと判断する。また、電池ユニット３１において過充電、過放電及び過電流等のいずれかが検出された場合に、保護回路３８は、電池ユニット３１が所定の条件になったと判断する。過電流の判断は、例えば、電流検出回路５１での検出結果に基づいて行われる。
【００７４】
電池パック３０には、通電用の外部端子３９が設けられる。保護回路３８は、プラス配線４６ａ及びマイナス配線４６ｂを介して外部端子３９に接続可能である。電池ユニット３１が前述の所定の条件になったと判断した場合、保護回路３８は、保護回路３８と通電用の外部端子３９との間の導通を、遮断できる。保護回路３８と通電用の外部端子３９との間の導通が遮断されることにより、電池ユニット３１からの電流の外部への出力、及び、電池ユニット３１への電流の入力が停止される。これにより、電池ユニット３１において過電流等が継続して発生することが、有効に防止される。
【００７５】
［電池パックを搭載した車両］  
図５は、本実施形態の電池パック３０の使用例として、車両６０への適用例を示す図である。図５に示す一例では、車両６０は、車両本体６１と、電池パック３０と、を備える。図５に示す一例では、車両６０は、四輪の自動車である。
【００７６】
図５の一例では、電池パック３０が車両本体６１の前方に位置するエンジンルーム内に搭載される。なお、電池パック３０は、例えば、車両本体６１の後方、又は、座席の下に搭載してもよい。前述のように、電池パック３０は、車両６０の電源として用いることができる。また、電池パック３０は、車両６０から取外し可能であってもよい。
【００７７】
なお、前述した電池パックは、電気自動車（ＥＶ）、及び、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）に搭載可能である。ハイブリッド自動車（ＨＶ）等とは異なり、電気自動車及びプラグインハイブリッド電気自動車は、外部から電力を充電可能である。
【００７８】
［充電装置］  
以下、本実施形態の充電装置について説明する。本実施形態の充電装置は、前述の電池パックを複数同時に充電可能である。ある実施例では、充電装置は、互いに対して異なる車両に搭載される複数の電池パックを、同時に充電可能である。この場合、充電装置は、車両を充電する電気ステーション等に設けられる。
【００７９】
図６は、充電装置が充電を行っている状態の一例を示す。図６では、充電装置７０が複数（Ｍ個）の電池パック３０−１〜３０−Ｍに同時に接続され、充電装置７０によって、電池パック３０−１〜３０−Ｍが同時に充電されている。図６に示すように、充電装置７０は、コントローラ７１と、充電電源７２と、を備える。コントローラ７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路（制御回路）、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。コントローラ７１は、記憶媒体に記憶されるプログラム等を実行することにより、後述する処理を行う。充電電源７２は、電池パック３０−１〜３０−Ｍを充電する電力の供給源である。また、充電電源７２は、充電装置７０の外部から電力の供給を受ける経路７３を有する。
【００８０】
コントローラ７１は、電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれとの間で、有線又は無線で情報交換可能である。このため、コントローラ７１は、電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれに関する情報を取得可能である。コントローラ７１は、例えば、電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれの単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する。コントローラ７１は、電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれに関する情報等に基づいて、充電電源７２から電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれへの電力の出力を制御する。すなわち、電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれへの電力等の充電リソースの供給が、コントローラ７１によって、制御される。
【００８１】
なお、ある実施例では、充電電源７２から電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれへの電力の供給経路に、スイッチング素子を設けることができる。この場合、コントローラ７１は、スイッチング素子のそれぞれのＯＮ及びＯＦＦを制御する。電池パック３０−１〜３０−Ｍのそれぞれは、スイッチング素子の対応する１つがＯＦＦになることにより、充電電源７２との電気的な接続が遮断され、電力等の充電リソースが供給されなくなる。
【００８２】
本実施形態では、充電装置のコントローラは、複数の電池パックの充電を同時に行っている状態において、電池パックのそれぞれに優先順位を設定する。優先順位は、電池パックのそれぞれに設けられる単電池の最大充電電圧に関する情報を含む電池パックに関する情報等に基づいて、設定される。また、コントローラは、設定した優先順位に基づいて、充電電源が供給可能な最大充電リソース（充電リソース）の中から、電池パックのそれぞれへの充電リソースの分配量を算出する。そして、コントローラは、電池パックのそれぞれへ、算出した分配量で充電リソースを供給させる。この際、コントローラは、優先順位が高い順に優先して、電池パックに充電リソースを分配する。
【００８３】
ここで、最大充電リソースは、充電電源から電池パックへ供給可能な充電リソースの最大値であり、例えば、充電電源の最大電力容量又は最大出力電流である。ある実施例は、充電電源の最大電力容量の中から、電池パックのそれぞれに、充電リソースとして電力が分配される。別のある実施例では、充電電源の最大出力電流の中から、電池パックのそれぞれに、充電リソースとして電流が分配される。
【００８４】
また、最大充電電圧は、電池パックの充電時、すなわち、電池パックに電力が供給されている状態において、電池パックの単電池に印加可能な最大電圧であり、最大充電電圧は、例えば、電池パックの製造者又は単電池の製造者から指定される。したがって、最大充電電圧は、閉回路電圧（ＣＣＶ：Close Circuit Voltage）である。最大充電電圧は、満充電時における、単電池の正極電位と負極電位との差分である。最大充電電圧が低い単電池は、充電時において、正極電位が低い、及び、負極電位が高いの、少なくとも一方である。
【００８５】
ある実施例では、コントローラは、電池パックのそれぞれに設けられる単電池の最大充電電圧に関する情報に基づいて、電池パックをグループ分けする。この際、コントローラは、最大充電電圧について、第１の基準電圧、及び、第２の基準電圧より大きい第１の基準電圧を設定する。第１の基準電圧は、例えば、２．７Ｖ以上２．９Ｖ以下の範囲のいずれかの値であり、ある一例では、第１の基準電圧は、２．８Ｖに設定される。第２の基準電圧は、例えば、３．４Ｖ以上３．８Ｖ以下の範囲のいずれかの値であり、ある一例では、第２の基準電圧は、３．５Ｖに設定される。コントローラは、グループ分けにおいて、電池パックを以下の３つのグループに分割する。第１のグループでは、単電池（電極群）の最大充電電圧が、第１の基準電圧以下になる。第２のグループでは、単電池の最大充電電圧が、第１の基準電圧より大きく、かつ、第２の基準電圧以下になる。そして、第３のグループでは、単電池の最大充電電圧が、第２の基準電圧より大きい。
【００８６】
本実施例では、コントローラは、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に、優先順位を高く設定する。このため、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に優先して、最大充電リソース（供給可能な充電リソース）の中から、電池パックに充電リソースが分配される。
【００８７】
また、前述のように、単電池の最大充電電圧は、単電池の負極電位に対応して変化する。そして、単電池の負極電位は、負極活物質等の負極に含有される活物質に対応して変化する。このため、電池パックのそれぞれに設けられる単電池の最大充電電圧に関する情報には、電池パックのそれぞれに設けられる単電池の負極に含有される活物質の情報も、実質的に含まれる。
【００８８】
ある実施例では、コントローラは、電池パックのそれぞれに設けられる単電池の負極に含有される活物質の情報に基づいて、電池パックをグループ分けする。コントローラは、グループ分けにおいて、電池パックを以下の３つのグループに分割する。第１のグループでは、単電池（電極群）の負極が、スピネル型チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を含有する。第２のグループでは、単電池の負極が、ニオブチタン含有複合酸化物を含有する。第３のグループでは、単電池の負極が、リチウムを吸蔵放出するグラファイト含有する。本実施例では、コントローラは、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に、優先順位を高く設定する。このため、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に優先して、最大充電リソースの中から、電池パックに充電リソースが分配される。
【００８９】
ここで、第１の基準電圧を２．８Ｖとし、かつ、第２の基準電圧を３．５Ｖとして、複数の電池パックを、単電池の最大充電電圧に基づいて前述の３つのグループに分割したとする。図７は、最大充電電圧に基づいて分割された３つのグループのそれぞれでの、充電深度（ＳＯＣ：State Of Charge）に対する単電池の負極電位の関係の一例を示す。図７では、横軸に充電深度を、縦軸に単電池の負極電位を示す。また、図７では、第１のグループについては実線（Ｂ１）で、第２のグループについては破線（Ｂ２）で、第３のグループについては一点鎖線（Ｂ３）で示す。
【００９０】
図７に示すように、単電池の最大充電電圧が２．８Ｖ以下になる第１のグループでは、単電池（電極群）は、少なくとも負極電位が比較的に高い構成に形成される。第１のグループの典型的な単電池（二次電池）としては、負極活物質に、スピネル型チタン酸リチウムが用いられる単電池がある。第１のグループでは、単電池（電極群）の負極電位が比較的高いため、充電時に負極にかかる負荷が低い。特に、第１のグループでは、過電圧によって負極上にリチウム金属が析出する可能性が、著しく低い。このため、電池パックに大きい電流を流すことによって単電池での過電圧を大きくしても、単電池の電極群の劣化が抑制され、電池パックが適切に充電される。すなわち、第１のグループでは、電池パックへの充電リソースの分配量を大きくしても、電池の電極群の劣化が抑制され、電池パックが適切に充電される。このため、第１のグループには、第３のグループに比べて、充電リソースを優先的に分配することが、妥当である。
【００９１】
なお、過電圧とは、充電を行っていない状態での単電池等の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）と充電時の単電池等の閉回路電圧との差分である。過電圧は、単電池等に流れる電流が大きいほど、大きい。
【００９２】
また、単電池の最大充電電圧が２．８Ｖより大きく、かつ、３．５Ｖ以下となる第２のグループでも、第１のグループと同様に、単電池の負極電位が比較的に高い。また、第２のグループでは、ＳＯＣが０％〜１００％の範囲において、第１のグループに比べて、充放電によるＳＯＣの変化に伴って負極電位が変化し続ける構成である。第２のグループの典型的な単電池（二次電池）としては、例えば、ニオブチタン含有複合酸化物が負極活物質に用いられる単電池が該当する。第２のグループでは、充電によってＳＯＣが変化すると、第１のグループに比べて、負極電位が大きく変化する。このため、第２のグループでは、充電開始時及びその直後の時点での単電池の充電電圧と単電池の最大充電電圧との差分が、大きい。したがって、第２のグループの電池パックは、第１のグループに比べて、充電の受入れ性が高い。
【００９３】
また、第２のグループでは、負極がスピネル型チタン酸リチウムを含有する第１のグループと比較して、ＳＯＣが１００％を超えて過充電された場合の負極電位の変化が、小さい。このため、第２のグループでは、満充電に到達した後にさらに充電が継続されても、第１のグループと比較して、負極電位の急降下が起こり難い。したがって、第２のグループは、第１のグループに比べてさらに、電池パックに大きい電流を流す充電に適している。前述の特徴より、第２のグループには、第１のグループに比べて、充電リソースをさらに優先的に分配すること妥当であり、３つのグループの中で充電リソースを最も優先的に分配することが妥当である。
【００９４】
また、単電池の最大充電電圧が３．５Ｖより大きい第３のグループでは、単電池の負極活物質に炭素系活物質が用いられる。
【００９５】
第３のグループでは、いずれの正極活物質が用いられても、第１のグループ及び第２のグループに比べて、過電圧による電極群の劣化が顕著になる。すなわち、最大充電電圧が３．５Ｖより大きい第３のグループでは、過電圧による劣化が、第１のグループ及び第２のグループに比べて、大きい。このため、第３のグループの充電では、電池パックに流す電流を可能な限り小さくし、過電圧を可能な限り小さくすることが必要となる。すなわち、第３のグループでは、電池パックへの充電リソースの分配量を小さくすることが必要となる。このため、第３のグループでは、充電リソースの分配における優先順位を３つのグループの中で最も低くすることが、妥当である。
【００９６】
前述のように、本実施形態では、電池パックが、単電池の最大充電電圧に基づく前述の３つのグループに分割される場合、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に、優先順位を高く設定する。そして、優先順位が高いグループから順に優先して、充電リソースが分配される。このため、充電装置によって３つのグループの電池パックを同時に充電する際に、全てのグループの電池パックに、適切な分配量の充電リソースが供給される。したがって、全てのグループの電池パックにおいて、単電池（電極群）の劣化が最小限に抑えられ、全てのグループの電池パックが適切に充電される。充電による単電池の劣化が抑えられることにより、電池パックの長寿命化が実現される。
【００９７】
なお、充電装置のコントローラは、前述した電池パックのそれぞれの優先順位の設定、及び、電池パックのそれぞれへの充電リソースの分配量の算出を、一定の周期、又は、任意のタイミングで行う。
【００９８】
ある実施例では、コントローラ、電池パックのそれぞれの記憶媒体等から、その電池パックの単電池の最大充電電圧に関する情報を読取り、最大充電電圧に関する情報を取得する。この際、コントローラは、電池パック、又は、電池パックが搭載される機器に対して、最大電圧に関する情報を提供するリクエストを行う。また、コントローラは、電池パック、及び、車両等の電池パックが搭載される機器のいずれかのＩＤ情報を、ネットワークで認証してもよい。この場合、ＩＤ情報を認証した後に、最大充電電圧に関する情報を取得する。
【００９９】
また、別のある実施例では、コントローラは、電池パックのそれぞれの記憶媒体等から、電池パックの種類に関する情報を読取る。そして、コントローラは、電池パックの種類と単電池の最大充電電圧との関係を示すデータを用いて対応付け等を行うことにより、電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する。この場合、電池パックの種類と単電池の最大充電電圧との関係を示すデータは、充電装置の記憶媒体等に記憶される。さらに別のある実施例では、コントローラは、ユーザー等による外部入力を受取る。そして、コントローラは、受取った外部入力に基づいて、電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する。
【０１００】
また、電池パックのそれぞれの充電は、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ：Constant Current‐ Constant Voltage）充電が行われることが、望ましい。ただし、充電時間を短縮することが必要な場合等は、定電流（ＣＣ：Constant Current）充電が行われてもよい。定電流定電圧充電では、単電池の充電電圧が最大充電電圧に到達するまでは、充電電流を一定に維持する定電流モードで、充電を行う。そして、単電池の充電電圧が最大充電電圧に到達した以後は、充電電圧を最大充電電圧で一定に維持する定電圧モードで、充電を行う。一方、定電流充電では、充電電流を一定に維持する定電流モードでの充電を、充電終了時まで継続する。なお、複数の電池パックを同時に充電している状態では、定電流定電圧充電が行われている電池パック、及び、定電流充電が行われている電池パックが、混在してもよい。
【０１０１】
また、コントローラは、単電池の最大充電電圧に関する情報に加えて、最大充電電圧に関する情報とは別の情報に基づいて、電池パックのそれぞれの優先順位を設定することができる。ある実施例では、コントローラは、最大充電電圧に関する情報に加えて、電池パック（単電池）のリアルタイムの充電深度に関する情報に基づいて、電池パックのそれぞれの優先順位を設定する。この場合、コントローラは、電池パックのそれぞれの電圧検出回路等から、その電池パックに設けられる単電池のリアルタイムの充電電圧、すなわち、単電池のリアルタイムの閉回路電圧を取得する。そして、取得した単電池のリアルタイムの充電電圧、及び、その単電池の最大充電電圧（ＳＯＣ１００％での充電電圧）を用いて、その単電池のリアルタイムの充電深度を推定及び算出する。
【０１０２】
ある一例では、単電池の最大充電電圧に基づいて分割されるグループが同一になる場合は、充電深度（ＳＯＣ）が５０％以下の電池パックにおいて、充電深度が５０％より大きい電池パックに比べて、優先順位を高く設定する。したがって、単電池の最大充電電圧に基づいて分割されるグループが同一になる場合は、充電深度が５０％以下の電池パックは、充電深度が５０％より大きい電池パックに比べて、優先して充電リソースが分配される。充電深度が５０％以下の電池パックに優先して充電リソースが分配されるため、複数の電池パックを同時に充電する場合において、さらに効率的に充電が行われる。また、充電深度が低い電池パックほど、優先して充電リソースが分配されるため、電池パックの劣化がより抑制される。
【０１０３】
なお、前述した方法とは別の方法で、単電池のリアルタイムの充電深度が算出されてもよい。ある実施例では、コントローラは、電池パックのそれぞれの電圧検出回路等から、その電池パックに設けられる単電池について、充電開始時又はその直前の開回路電圧を取得する。そして、取得した開回路電圧、及び、充電装置の記憶媒体等に記憶される単電池の充電深度と開回路電圧との相関データ（ＳＯＣ−ＯＣＶ相関データ）を用いて、コントローラは、充電開始時又はその直前での、単電池の充電深度を算出する。また、コントローラは、充電開始時からの単電池への充電量の積算値を算出する。そして、充電開始時又はその直前での充電深度に、算出した充電量の積算値を加算することにより、コントローラは、単電池のリアルタイムの充電深度を算出する。
【０１０４】
また、コントローラは、最大充電電圧に関する情報に加えて、最大充電電圧に関する情報とは別の情報として、ユーザー等が別途指定する情報に基づいて、電池パックのそれぞれの優先順位を設定することができる。別途指定される情報は、充電装置にユーザーによって直接的に入力される情報を含む。また、別途指定される情報は、電池パック、又は、電気自動車等の電池パックが搭載される機器に内蔵された情報を含む。この場合、電池パック、又は、電池パックが搭載される機器に設けられる記憶媒体等に、情報が記憶される。また、別途指定される情報は、インターネット等のネットワーク経由で指定される情報を含む。この場合、コントローラは、電池パック、車両等の電池パックが搭載される機器、及び、車両の運転手等のユーザー（充電者）のいずれかのＩＤ情報を、ネットワークで認証する。そして、ＩＤ情報を認証した後に、ネットワークから、別途指定される情報を取得する。別途指定される情報の一例としては、電池パックが搭載された機器の故障状態等、機器の個別の状態に関する情報等が、挙げられる。
【０１０５】
（充電における処理の一例）  
以下、電池パックの充電において充電装置のコントローラが行う処理について説明する。コントローラは、１つ以上の電池パックの充電を行っている間は、以下の処理を、例えば、一定の時間毎に繰返して行う。コントローラが以下の処理を繰返す一定の時間は、処理速度にもよるが、可能な限り短いほうが好ましい。したがって、コントローラが以下の処理を繰返す一定の時間は、例えば、１秒以下であることが、好ましい。前述の一定の時間を１秒以下にすることにより、電池パックのそれぞれにおいて、ＳＯＣが１００％を超えて充電される過充電が、有効に防止される。
【０１０６】
<第１の例>  
図８は、電池パックの充電においてコントローラが行う処理の第１の例を示す。図８の一例では、コントローラは、充電装置への電池パックのリアルタイムの接続状態を検出する。この際、コントローラは、充電装置に接続されている電池パックの接続数Ｍをカウントするとともに、充電装置に接続される電池パックの種類又は型番等を検出する。そして、コントローラは、電池パックの接続状態が前回の検出から変化したか否かを判断する（Ｓ９１）。この際、コントローラは、充電装置に接続される電池パックの接続数Ｍが前回の検出から変化した場合は、電池パックの接続状態が変化したと判断する。また、接続数Ｍが前回の検出と同一であっても、充電装置に接続される電池パックの１つ以上の種類又は型番等が変化した場合は、コントローラは、電池パックの接続状態が変化したと判断する。
【０１０７】
電池パックの接続状態が前回の検出から変化した場合は（Ｓ９１−Ｙｅｓ）、コントローラは、接続数Ｍが０であるか否かを判断する（Ｓ９２）。接続数Ｍが０である場合は（Ｓ９２−Ｙｅｓ）、コントローラは、充電電源からの電力等の充電リソースの出力を停止し、処理を終了する。この場合、充電装置に１つ以上の電池パックが接続されるまで、すなわち、接続数Ｍが１以上になるまで、コントローラは、充電リソースの出力を停止させる。そして、充電装置に１つ以上の電池パックが接続されると、すなわち、接続数Ｍが１以上になると、コントローラは、Ｓ９１から処理が開始し、電池パックの充電を開始させる。
【０１０８】
Ｓ９２で接続数Ｍが１以上の場合は（Ｓ９２−Ｎｏ）、コントローラは、接続される電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に関する情報を取得する（Ｓ９３）。この際、前述した方法のいずれかによって、コントローラは、最大充電電圧に関する情報を取得する。なお、Ｓ９３では、最大充電電圧に関する情報を既に取得済みの電池パックについては、最大充電電圧に関する情報を再度取得する必要はない。また、電池パックのそれぞれには、最大許容電流、及び、最大許容電力が存在する。Ｓ９３では、コントローラは、最大充電電圧に関する情報に加えて、電池パックのそれぞれについて、最大許容電流に関する情報、及び、最大許容電力に関する情報を取得してもよい。また、車両に搭載された電池パックの場合は、車両内での接続又は車両と充電装置との接続に起因する最大許容電流及び最大許容電力に関する情報が、加味されてもよい。
【０１０９】
そして、コントローラは、単電池の最大充電電圧に関する情報に少なくとも基づいて、電池パックのそれぞれへの電力（充電リソース）の分配量の算出する（Ｓ９４）。電池パックのそれぞれへの電力の分配量の算出処理の詳細は、後述する。そして、コントローラは、算出した分配量で、電池パックのそれぞれへ電力を供給し、電池パックの充電を実行する（Ｓ９５）。この際、充電電源が供給可能な最大充電リソース（充電リソース）、本一例では、充電電源（充電装置）の最大電力容量の中から、電池パックのそれぞれへ電力が分配される。
【０１１０】
また、Ｓ９１において電池パックの接続状態が前回の検出から変化していない場合は（Ｓ９１−Ｎｏ）、処理は、Ｓ９５に進む。そして、コントローラは、前回の算出処理（Ｓ９４）で算出された分配量での電池パックの充電を、継続する（Ｓ９５）。そして、コントローラは、充電が完了した電池パックが存在するか否かを、判断する（Ｓ９６）。すなわち、満充電（例えばＳＯＣが１００％）になった電池パックが存在するか否かが、判断される。
【０１１１】
充電が完了した電池パックが存在する場合は（Ｓ９６−Ｙｅｓ）、コントローラは、充電が完了した電池パックを告知する（Ｓ９７）。この際、告知は、画面表示によって行われてもよく、発信音によって行われてもよい。また、告知に用いられる画面又は発信装置等は、充電装置に設けられてもよく、充電が完了した電池パックが搭載される機器に設けられてもよく、充電装置及び電池パックが搭載される機器とは別体で設けられてもよい。
【０１１２】
そして、コントローラは、充電が完了した電池パックへの充電装置からの充電回路を遮断する（Ｓ９８）。これにより、充電が完了した電池パックへの電力（充電リソース）の供給が停止される。ある実施例では、コントローラは、充電が完了した電池パックへの充電経路に設けられるスイッチング素子を、ＯＦＦに切替える。これにより、コントローラは、充電装置と充電が完了して電池パックとの電気的な接続を遮断する。また、別のある実施例では、ユーザー等によって、充電が完了した電池パックが充電経路から分離され、充電が完了した電池パックへの電力（充電リソース）の供給が停止される。
【０１１３】
そして、コントローラは、充電の完了によって充電装置との電気的な接続が遮断された電池パックの数ｐを取得する。ここで、ｐは自然数である。そして、コントローラは、接続数Ｍから遮断された電池パックの数ｐを減算する（Ｓ９９）。そして、コントローラは、充電装置に新たに接続された電池パックが存在するか否かを判断する（Ｓ１００）。
【０１１４】
Ｓ９６において、充電が完了した電池パックが存在しない場合は（Ｓ９６−Ｎｏ）、Ｓ９７〜Ｓ９９の処理を行うことなく、処理は、Ｓ１００に進む。そして、コントローラは、充電装置に新たに接続された電池パックが存在するか否かを判断する（Ｓ１００）。新たに接続された電池パックが存在しない場合は（Ｓ１００−Ｎｏ）、処理はＳ９１に戻る。そして、コントローラは、Ｓ９１以降の処理を、順次に行う。
【０１１５】
新たに接続された電池パックが存在する場合は（Ｓ１００−Ｙｅｓ）、コントローラは、新たに接続された電池パックの数ｒを取得する。ここで、ｒは、自然数である。そして、コントローラは、接続数Ｍに新たに接続された電池パックの数ｒを加算する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の処理を実行すると、処理はＳ９１に戻る。そして、コントローラは、Ｓ９１以降の処理を、順次に行う。
【０１１６】
<第２の例>  
図９は、電池パックの充電においてコントローラが行う処理の第２の例を示す。図９に示すように、第２の例では、コントローラは、第１の例と同様に、Ｓ９１〜Ｓ１０１の処理を行う。ただし、第２の例では、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、リアルタイムの充電モードを判定する（Ｓ１０２）。例えば、電池パックのそれぞれは、前述のように、定電流定電圧充電で充電される。この場合、コントローラは、電池パックのそれぞれのリアルタイムの充電モードが、定電流モード及び定電圧モードのいずれであるかを、判定する。
【０１１７】
本一例では、Ｓ９３において単電池の最大充電電圧に関する情報を取得すると、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、リアルタイムの充電モードを判定する（Ｓ１０２）。また、Ｓ９１において電池パックの接続状態が変化していないと判定した場合も（Ｓ９１−Ｎｏ）、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、リアルタイムの充電モードを判定する（Ｓ１０２）。そして、コントローラは、電池パックのそれぞれについての最大充電電圧に関する情報に加えて、電池パックのそれぞれのリアルタイムの充電モードに基づいて、電池パックのそれぞれへの電力（充電リソース）の分配量を算出する（Ｓ９４）。
【０１１８】
ここで、同一の電池パックが充電される場合でも、定電流モード及び定電圧モードでは、互いに対して必要な電力が異なる。このため、定電流モード及び定電圧モードのいずれで充電が行われているかに基づいて分配量が算出されることにより、電池パックのそれぞれについて、電力（充電リソース）の分配量がさらに適切に算出される。
【０１１９】
（電池パックのそれぞれへの電力の分配量の算出処理（Ｓ９４）の一例）  
以下、Ｓ９４の処理、すなわち、電池パックのそれぞれへの電力（充電リソース）の分配量の算出処理について説明する。電力の分配量の算出処理では、充電装置に接続される電池パックのそれぞれに、優先順位を設定する。例えば、Ｍ個の電池パックが充電装置に接続されている状態では、コントローラは、電池パックについて、優先順位番号１〜Ｍを設定する。優先順位番号１の電池パックは、最も優先順位が高く、優先順位番号Ｍの電池パックは、最も優先順位が低い。そして、優先順位番号が大きいほど、優先順位が低い電池パックである。
【０１２０】
そして、設定した優先順位に基づいて、コントローラは、電池パックのそれぞれへの電力の分配量を算出する。この際、優先順位が高い順に優先して電力が分配される状態に、分配量が算出される。このため、Ｓ９５の充電においては、優先順位が高い順に優先して、電池パックに電力（充電リソース）が分配される。
【０１２１】
優先順位の設定においては、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、優先ポイントＵを算出する。優先ポイントＵの算出では、単電池の最大充電電圧に関する情報が少なくとも用いられる。また、優先ポイントＵは、前述の最大充電電圧に関する情報に加えて、電池パックの単電池のリアルタイムの充電深度に関する情報、電池パックのリアルタイムの充電モードに関する情報、及び、別途指定される情報等のいずれかを用いて、算出されてもよい。コントローラは、算出された優先ポイントＵが大きい電池パックほど、優先順位を高く設定する。
【０１２２】
ある実施例では、電池パックのそれぞれについて、優先ポイントＵは、前述した各情報に基づく優先要素（Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃ等）を用いて、算出される。例えば、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に基づく優先要素Ｕａ、別途指定される情報に基づく優先要素Ｕｂ、及び、単電池のリアルタイムの充電深度に基づく優先要素Ｕｃを、算出する。そして、コントローラは、優先要素Ｕａ〜Ｕｃの合計値を、優先ポイントＵとして算出する。
【０１２３】
また、別のある実施例では、優先要素Ｕａ〜Ｕｃごとに重み付けによる重みを変化させる。例えば、単電池の最大充電電圧に基づく優先要素Ｕａは、他の優先要素Ｕｂ，Ｕｃに比べて、重みを大きくする。この場合、コントローラは、優先要素Ｕａ〜Ｕｃのそれぞれについて、重みに基づく係数（Ｙａ〜Ｙｃの対応する１つ）を設定する。そして、優先要素Ｕａ〜Ｕｃのそれぞれに対応する係数（Ｙａ〜Ｙｃの対応する１つ）を乗算し、乗算した値の合計値が、優先ポイントＵとして算出される。ここで、係数Ｙａ〜Ｙｃは、正の数である。
【０１２４】
なお、優先ポイントＵの算出では、優先要素Ｕｂ，Ｕｃの少なくとも一方の代わりに、又は、優先要素Ｕａ〜Ｕｃに加えて、リアルタイムの充電モードに基づく優先要素Ｕｄが、算出されてもよい。また、優先要素Ｕａが、そのまま優先ポイントＵとして用いられてもよい。この場合、優先ポイントＵは、単電池の最大充電電圧に関する情報のみから、算出される。
【０１２５】
ある実施例では、単電池の最大充電電圧に基づく優先要素Ｕａの算出において、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、最大充電電圧に関する情報のみに基づく優先度を設定する。ある一例では、コントローラは、最も優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをαとし、２番目に優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをα−１０とし、３番目に優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをα−２０とする。また、別のある一例では、コントローラは、最も優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをαとし、２番目に優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをα/２とし、３番目に優先度が高い電池パックの優先要素Ｕａをα/４とする。ここで、αは、正の値である。
【０１２６】
また、ある実施例では、最大充電電圧に関する情報のみに基づく優先度と優先要素Ｕａとの関係を示すデータ等に基づいて、優先要素Ｕａが算出されてもよい。この場合、コントローラは、充電装置の記憶媒体、又は、ネットワークから、最大充電電圧に関する情報のみに基づく優先度と優先要素Ｕａとの関係を示すデータを取得する。ある一例では、コントローラは、優先度と優先要素Ｕａとの関係を示すデータに基づいて、優先度が高い電池パックから順に、優先要素Ｕａを１００,９０，５０，５０，４０，３５，３５，３５・・・等に、設定する。
【０１２７】
ある実施例では、優先要素Ｕａの算出において、コントローラは、例えば、最大充電電圧に基づいて、電池パックを前述した第１のグループ、第２のグループ、及び、第３のグループに分割して、優先度を設定する。この場合、前述したように、第２のグループ、第１のグループ及び第３のグループの順に、優先度を高く設定する。ある一例では、コントローラは、優先度と優先要素Ｕａとの関係を示すデータに基づいて、第２のグループに含まれる全ての電池パックについて、優先要素Ｕａを１００に設定する。そして、コントローラは、第１のグループに含まれる全ての電池パックについて、優先要素Ｕａを８０に設定し、第３のグループに含まれる全ての電池パックについて、優先要素Ｕａを５０に設定する。
【０１２８】
また、別途指定される情報に基づく優先要素Ｕｂの算出では、例えば、指定された特定の電池パックのみ、優先要素Ｕｂをβとする。そして、それ以外の電池パックは、優先要素Ｕｂを０とする。なお、βは、正の値である。
【０１２９】
また、単電池の充電深度に基づく優先要素Ｕｃの算出方法は、以下の方法が一例として挙げられる。ある一例では、単電池のリアルタイムの充電深度がε％との場合、優先要素Ｕｃは、１００−εとする。また、別のある一例では、充電深度が所定の閾値（例えば５０％）以下の場合は、優先要素をγとし、充電深度が所定の閾値より大きい場合は、優先要素Ｕｃを０とする。なお、γは、正の値である。
【０１３０】
本実施形態では、前述のいずれかの方法によって、電池パックのそれぞれについて優先順位が設定される。そして、設定された優先順位に基づいて、電池パックのそれぞれへの電力の分配量が算出される。
【０１３１】
<第１の例>  
図１０は、電池パックへの分配量の算出処理の第１の例を示す。図１０の一例では、コントローラは、前述したようにして、電池パックのそれぞれに、優先順位を設定する（Ｓ１１１）。この際、例えば、優先ポイントＵに基づいて、優先順位が設定される。そして、通常の場合は、コントローラは、優先ポイントＵが大きい順に、電池パックの優先順位を高く設定する。そして、コントローラは、基準番号ｎを初期値である１に設定する（Ｓ１１２）。そして、コントローラは、Ｓ１１３以降の処理を行うことによって、電池パックのそれぞれへの電力の分配量を算出する。そして、Ｓ１１３以降の処理を行うことにより、コントローラは、優先順位が高い電池パックから順に、電力の分配量を算出する。
【０１３２】
Ｓ１１３では、コントローラは、基準番号ｎと優先順位番号が同一の電池パック、すなわち、優先順位がｎ番目に高い電池パックへ供給する電流の仮電流量Ｉｎを、決定する。図１０の一例では、コントローラは、優先順位ｎの電池パックが受入れ可能な最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘを、仮電流量Ｉｎとして決定する（Ｓ１１３）。なお、Ｓ１１３の処理によって仮電流量Ｉｎが決定された段階では、後述するＳ１１３以降の処理によって、優先順位１〜ｎ−１の電池パックについては、電力の分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１が算出されている。そして、優先順位ｎの電池パックへの電力の分配量Ｗｎが、次の算出対象となる。
【０１３３】
そして、コントローラは、優先順位がｎ番目の電池パックに印加されるリアルタイムの電圧（閉回路電圧）Ｅｎを、検出する。最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘは、電池パック等に設けられる記憶媒体等から取得可能であり、電圧Ｅｎは、電池パックに設けられる電圧検出回路等から取得可能である。そして、コントローラは、仮電流量Ｉｎと電圧Ｅｎとを乗算し、優先順位がｎ番目の電池パックへ分配する電力の仮分配量Ｗｎ_ａを算出する（Ｓ１１４）。本一例では、仮分配量Ｗｎ_ａは、優先順位がｎ番目の電池パックがリアルタイムで受入れ可能な最大許容電力である。
【０１３４】
そして、コントローラは、優先順位１〜ｎ−１の電池パックへの電力の分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１の合計値（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））を、算出する（Ｓ１１５）。そして、コントローラは、供給可能な最大充電リソースである充電電源（充電装置）の最大電力容量Ｗｍａｘが、分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１の合計値（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））と仮分配量Ｗｎ_ａとの和より大きいか否かを判断する（Ｓ１１６）。最大電力容量Ｗｍａｘが分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１の合計値（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））と仮分配量Ｗｎ_ａとの和より大きい場合は（Ｓ１１５−Ｙｅｓ）、コントローラは、仮分配量Ｗｎ_ａを、優先順位がｎ番目の電池パックへの電力の分配量Ｗｎとする（Ｓ１１７）。このため、優先順位がｎ番目の電池パックがリアルタイムで受入れ可能な最大許容電力が、分配量Ｗｎとなる。
【０１３５】
そして、コントローラは、基準番号ｎを１加算する（Ｓ１１８）。そして、コントローラは、加算された基準番号ｎが、充電装置への電池パックの接続数Ｍより大きいか否かを、判断する（Ｓ１１９）。基準番号ｎが接続数Ｍより大きい場合は（Ｓ１１９−Ｙｅｓ）、分配量の算出処理を終了する。一方、基準番号ｎが接続数Ｍ以下の場合は（Ｓ１１９−Ｎｏ）、処理は、Ｓ１１３に戻る。そして、コントローラは、Ｓ１１３以降の処理を順次に行う。このため、次に優先順位が低い電池パックについて、同様にして、Ｓ１１３以降の処理が順次に行われる。
【０１３６】
また、Ｓ１１６において最大電力容量Ｗｍａｘが分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１の合計値（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））と仮分配量Ｗｎ_ａとの和以下の場合は（Ｓ１１５−Ｎｏ）、コントローラは、最大電力容量Ｗｍａｘから分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１の合計値（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））を減算する。そして、コントローラは、減算による算出値を、優先順位がｎ番目の電池パックへの電力の分配量Ｗｎとする（Ｓ１２０）。そして、分配量の算出処理を終了する。
【０１３７】
本一例では、前述の処理が行われることにより、優先順位が高い電池パックから順に、電力の分配量が算出される。そして、既に算出された分配量（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））と次に分配量Ｗｎが算出される電池パックの仮分配量Ｗｎ_ａとの合計値が充電装置の最大電力容量Ｗｍａｘより小さい限りは、仮分配量Ｗｎ_ａである電池パックの許容最大電力を、次に算出される分配量Ｗｎとする。そして、既に算出された分配量（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））と次に分配量Ｗｎが算出される電池パックの仮分配量Ｗｎ_ａとの合計値が充電装置の最大電力容量Ｗｍａｘ以上になった場合は、最大電力容量Ｗｍａｘから既に算出された分配量（ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ−１））を減算した値を、次に算出される分配量Ｗｎとする。このため、優先順位が高い順に優先して電力が分配される状態に、分配量が算出される。
【０１３８】
<第２の例>  
図１１は、電池パックへの分配量の算出処理の第２の例を示す。図１１の一例では、コントローラは、前述したようにして、電池パックのそれぞれについて、単電池の最大充電電圧に基づく優先要素Ｕａを算出する（Ｓ１２１）。そして、コントローラは、前述したよういして、電池パックのそれぞれについて、ユーザー等によって別途指定された情報に基づく優先要素Ｕｂを算出する（Ｓ１２２）。そして、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、優先要素Ｕａ，Ｕｂに少なくとも基づいて、優先ポイントＵを算出する。例えば、コントローラは、優先要素Ｕａ，Ｕｂのそれぞれに対応する係数（Ｙａ，Ｙｂの対応する一方）を乗算し、乗算した値の合計値を優先ポイントＵとする（Ｓ１２３）。ここで、係数Ｙａ，Ｙｂは、優先要素Ｕａ，Ｕｂの対応する一方の重みを示す。係数Ｙａ，Ｙｂは、同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。また、優先ポイントＵは、前述した別の方法のいずれかによって、算出されてもよい。そして、コントローラは、算出した優先ポイントＵに基づいて、電池パックのそれぞれの優先順位を設定する（Ｓ１２４）。この際、優先ポイントＵが大きい電池パックほど、優先順位が高く設定される。
【０１３９】
そして、コントローラは、基準番号ｎを１に設定する（Ｓ１２５）。また、コントローラは、優先順位１〜Ｍの電池パック、すなわち、充電装置に接続される全ての電池パックについて、優先ポイントの正規化値Ｋ１〜ＫＭの初期値を算出する（Ｓ１２６）。この際、コントローラは、優先ポイントＵ１〜ＵＭのそれぞれを、優先ポイントＵ１〜ＵＭの合計値（ΣＵｊ（ｊ＝１〜Ｍ））で割る。そして、除算の算出結果のそれぞれを、正規化値Ｋ１〜ＫＭの対応する１つの初期値として、設定する。例えば、優先順位がｎ番目の電池パックでは、正規化値Ｋｎの初期値は、優先ポイントＵｎを優先ポイントＵ１〜ＵＭの合計値（ΣＵｊ（ｊ＝１〜Ｍ））で割った値に、設定される。
【０１４０】
また、コントローラは、基準電力量Ｗｒｅｆの初期値を設定する（Ｓ１２７）。この際、コントローラは、供給可能な最大充電リソースである充電電源（充電装置）の最大電力容量Ｗｍａｘを、基準電力量Ｗｒｅｆの初期値として設定する。前述のように、初期値のそれぞれが設定されると、コントローラは、Ｓ１２８以降の処理を行うことによって、電池パックのそれぞれへの電力の分配量を算出する。そして、Ｓ１２８以降の処理を行うことにより、コントローラは、優先順位が高い電池パックから順に、電力の分配量を算出する。
【０１４１】
Ｓ１２８では、コントローラは、基準番号ｎと優先順位番号が同一の電池パック、すなわち、優先順位がｎ番目に高い電池パックの正規化値Ｋｎを用いて、演算を行う。そして、コントローラは、基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積を算出する（Ｓ１２８）。なお、Ｓ１２８の処理によって正規化値Ｋｎを用いて演算が行われる段階では、後述するＳ１２８以降の処理によって、優先順位１〜ｎ−１の電池パックについては、電力の分配量Ｗ１〜Ｗｎ−１が既に算出されている。そして、優先順位ｎの電池パックへの電力の分配量Ｗｎが、次の算出対象となる。
【０１４２】
そして、コントローラは、優先順位がｎ番目の電池パックについて、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘ及びリアルタイムの電圧（閉回路電圧）Ｅｎを取得する。そして、コントローラは、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積、すなわち、優先順位がｎ番目の電池パックのリアルタイムの最大許容電力を算出する。そして、コントローラは、基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積が、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積以上であるか否かを、判断する（Ｓ１２９）。すなわち、コントローラでは、基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積が、優先順位がｎ番目の電池パックのリアルタイムの最大許容電力以上であるか否かが、判断される。
【０１４３】
基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積が、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積以上である場合は、（Ｓ１２９−Ｙｅｓ）、コントローラは、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積を、優先順位がｎ番目の電池パックへの電力の分配量Ｗｎとする（Ｓ１３０）。すなわち、優先順位がｎ番目の電池パックのリアルタイムの最大許容電力が、分配量Ｗｎとして算出される。
【０１４４】
そして、コントローラは、基準電力量Ｗｒｅｆの値を更新する（Ｓ１３１）。この際、コントローラは、充電電源（充電装置）の最大電力容量Ｗｍａｘから、既に算出された電力の分配量Ｗ１〜Ｗｎの合計値（ΣＷｑ（ｑ＝１〜ｎ））を減算する。そして、減算によって算出された値を、基準電力量Ｗｒｅｆとして更新する。なお、Ｓ１３１の処理によって基準電力量Ｗｒｅｆが更新される段階では、優先順位１〜ｎの電池パックについては、電力の分配量Ｗ１〜Ｗｎが既に算出されている。そして、優先順位ｎ＋１の電池パックへの電力の分配量Ｗｎ＋１が、次の算出対象となる。
【０１４５】
また、コントローラは、優先順位ｎ＋１〜Ｍの電池パック、すなわち、電力の分配量Ｗｎ＋１〜ＷＭが算出されていない電池パックについて、優先ポイントの正規化値Ｋｎ＋１〜ＫＭの値を更新する（Ｓ１３２）。この際、コントローラは、優先ポイントＵｎ＋１〜ＵＭのそれぞれを、優先ポイントＵｎ＋１〜ＵＭの合計値（ΣＵｓ（ｓ＝ｎ＋１〜Ｍ））で割る。そして、除算の算出結果のそれぞれを、正規化値Ｋｎ＋１〜ＫＭの対応する１つの値として、更新する。例えば、優先順位がｎ＋１番目の電池パックでは、正規化値Ｋｎ＋１は、優先ポイントＵｎ＋１を優先ポイントＵｎ＋１〜ＵＭの合計値（ΣＵｓ（ｓ＝ｎ＋１〜Ｍ））で割った値に、更新される。
【０１４６】
そして、コントローラは、基準番号ｎを１加算する（Ｓ１３３）。そして、コントローラは、加算された基準番号ｎが、充電装置への電池パックの接続数Ｍより大きいか否かを、判断する（Ｓ１３２）。基準番号ｎが接続数Ｍより大きい場合は（Ｓ１３２−Ｙｅｓ）、分配量の算出処理を終了する。一方、基準番号ｎが接続数Ｍ以下の場合は（Ｓ１３２−Ｎｏ）、処理は、Ｓ１２８に戻る。そして、コントローラは、Ｓ１２８以降の処理を順次に行う。このため、次に優先順位が低い電池パックについて、同様にして、Ｓ１２８以降の処理が順次に行われる。
【０１４７】
また、Ｓ１２９において基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積が、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積より小さい場合は（Ｓ１２９−Ｎｏ）、コントローラは、基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積を、優先順位がｎ番目の電池パックへの電力の分配量Ｗｎとする（Ｓ１３５）。そして、処理はＳ１３３に進み、コントローラは、Ｓ１３３以降の処理を順次に行う。
【０１４８】
本一例では、前述の処理が行われることにより、優先順位が高い電池パックから順に、電力の分配量が算出される。そして、優先順位がｎ番目の電池パックへの電力の分配量Ｗｎは、基準電力量Ｗｒｅｆと優先ポイントＵｎの正規化値Ｋｎとの積、及び、電池パックの最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積の一方なる。正規化値Ｋｎは、優先ポイントＵｎを正規化した値である。そして、優先順位が高い電池パックほど、優先ポイントＵは大きい。このため、優先順位が高い順に優先して電力が分配される状態に、分配量が算出される。
【０１４９】
また、本一例では、Ｓ１２９において基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積が、最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積以上場合は（Ｓ１２９−Ｎｏ）、基準電力量Ｗｒｅｆ及び正規化値Ｕｎ＋１〜ＵＭが、前述のようにして更新される。このため、基準電力量Ｗｒｅｆと正規化値Ｋｎとの積から最大許容電流Ｉｎ_ｍａｘとリアルタイムの電圧Ｅｎとの積を減算した差分電力も、優先順位がｎ＋１〜Ｍ番目の電池パックのいずれかに、適切に分配される。
【０１５０】
<第３の例>  
図１２は、電池パックへの分配量の算出処理の第３の例を示す。図１２の一例では、第２の例と同様に、コントローラは、優先要素Ｕａを算出する（Ｓ１２１）とともに、優先要素Ｕｂを算出する（Ｓ１２２）。本一例では、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、単電池のリアルタイムの充電深度（ＳＯＣ）を推定する（Ｓ１３６）。この際、前述した方法のいずれかによって、充電深度が推定される。そして、コントローラは、電池パックのそれぞれについて、推定されたリアルタイムの充電深度に基づく優先要素Ｕｃを算出する（Ｓ１３７）。
【０１５１】
そして、コントローラは、優先要素Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃに少なくとも基づいて、優先ポイントＵを算出する。例えば、コントローラは、優先要素Ｕａ〜Ｕｃのそれぞれに対応する係数（Ｙａ〜Ｙｃの対応する１つ）を乗算し、乗算した値の合計値を優先ポイントＵとする（Ｓ１３８）。ここで、係数Ｙａ，Ｙｂは、優先要素Ｕａ，Ｕｂの対応する一方の重みを示す。係数Ｙａ，Ｙｂは、同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。また、優先ポイントＵは、前述した別の方法のいずれかによって、算出されてもよい。そして、コントローラは、算出した優先ポイントＵに基づいて、電池パックのそれぞれの優先順位を設定する（Ｓ１２４）。この際、優先ポイントＵが大きい電池パックほど、優先順位が高く設定される。そして、コントローラは、第２の例と同様にして、Ｓ１２５〜Ｓ１３５の処理を行う。これにより、第２の例と同様にして、電池パックのそれぞれについて、電力の分配量が算出される。
【０１５２】
（作用及び効果）
前述のような処理が行われることにより、本実施形態では、少なくとも単電池の最大充電電圧に基づいて、複数の電池パックのそれぞれの優先順位が設定される。そして、優先順位が高い順に優先して、電池パックに充電リソースが分配される。このため、複数の電池パックを同時に充電する際に、全ての電池パックに、適切な分配量の充電リソースが供給される。したがって、全ての電池パックにおいて、単電池（電極群）の劣化が最小限に抑えられ、全ての電池パックが適切に充電される。充電による単電池の劣化が抑えられることにより、電池パックの長寿命化が実現される。
【０１５３】
また、本実施形態では、リアルタイムの充電深度が低い電池パックに優先して充電リソースが分配される。このため、複数の電池パックを同時に充電する場合において、さらに効率的に充電が行われ、電池パックの劣化がより抑制される。
【０１５４】
［実施形態等の共通構成］  
前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例の充電装置及び充電方法によれば、単電池の最大充電電圧に関する情報に少なくとも基づいて、複数の電池パックのそれぞれに優先順位が、設定される。そして、複数の電池パックへ供給可能な充電リソースの中から、優先順位が高い順に優先して、複数の電池パックに充電リソースを分配する。このため、１つ以上の単電池をそれぞれが備える複数の電池パックを同時に充電可能であるとともに、充電による電池パックの劣化を抑制することで、電池パックが高い寿命性能を実現する充電装置及び充電方法を提供することができる。
【０１５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５６】
１，３２…単電池、２…電極群、３…負極、５…正極、３０，３０−１〜３０−Ｍ…電池パック、３１…電池ユニット、７０…充電装置、７１…コントローラ、７２…充電電源。
【図１】
2019170078.tif 000003
【図２】
2019170078.tif 000004
【図３】
2019170078.tif 000005
【図４】
2019170078.tif 000006
【図５】
2019170078.tif 000007
【図６】
2019170078.tif 000008
【図７】
2019170078.tif 000009
【図８】
2019170078.tif 000010
【図９】
2019170078.tif 000011
【図１０】
2019170078.tif 000012
【図１１】
2019170078.tif 000013
【図１２】
2019170078.tif 000014