(57)【要約】【課題】蓄電装置の使用履歴を用いた劣化度の推定において使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合でも、精度良く劣化度を算出して劣化度に応じた蓄電装置の入出力を適切に制御する。【解決手段】本発明の制御装置は、充放電を行う蓄電装置の使用期間中における使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて蓄電装置の満充電容量の変化に基づく劣化度を推定し、劣化度に応じて蓄電装置の入出力を制御する。制御装置は、使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合に、蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した推定劣化情報とを用いて、蓄電装置の推定使用期間を算出し、推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、劣化度を算出するための推定使用期間での推定使用履歴を生成する。【選択図】図１２
2015026478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電を行う蓄電装置の使用期間中における使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて前記蓄電装置の満充電容量の変化に基づく劣化度を推定し、前記劣化度に応じて前記蓄電装置の入出力を制御する制御装置であって、
前記使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合に、
前記蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、前記蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した推定劣化情報とを用いて、前記蓄電装置の推定使用期間を算出し、
前記推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、前記劣化度を算出するための前記推定使用期間での推定使用履歴を生成することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記蓄電装置の使用環境を計測する計測装置の計測結果を用いて前記推定使用履歴を更新し、前記計測結果が反映された前記推定使用履歴に基づいて前記劣化度を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記計測結果が反映される前の前記推定使用履歴と、前記計測結果に基づく前記使用環境毎の発生頻度を含む追加使用履歴とを比較し、互いの前記使用環境毎の発生頻度が所定値以上異なる場合に、前記追加使用履歴に基づいて前記推定使用履歴を生成し直すことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記計測結果が反映される前の前記推定使用履歴と前記追加使用履歴とが前記所定値以上異なる場合に、前記蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、前記追加使用履歴の使用環境毎の発生頻度に対応し、前記推定劣化情報と相違する前記蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した第１推定劣化情報とを用いて、前記蓄電装置の第１推定使用期間を算出し、
前記第１推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、前記劣化度を算出するための前記第１推定使用期間での第１推定使用履歴を生成することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記使用環境は、前記蓄電装置の温度、前記蓄電装置の充電容量、又は前記充電容量毎の温度であり、
前記使用履歴は、前記温度毎の発生頻度、前記充電容量毎の発生頻度、又は前記充電容量それぞれでの温度毎の発生頻度を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記蓄電装置は、非水二次電池であり、
前記制御装置は、前記非水二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値を、前記劣化度に応じて低下させながら、前記非水二次電池の入力を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記使用履歴に基づく第１劣化度と、前記非水二次電池の充放電履歴に基づく第２劣化度とに応じて、前記許容入力電流値を低下させることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
充放電を行う蓄電装置の使用期間中における使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて前記蓄電装置の満充電容量の変化に基づく劣化度を算出し、前記劣化度に応じて前記蓄電装置の入出力を制御する制御方法であって、
前記使用期間中の使用履歴が使用できなくなったか否かを判別するステップと、
前記使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合に、前記蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、前記蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した推定劣化情報とを用いて、前記蓄電装置の推定使用期間を算出するステップと、
前記推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、前記推定使用期間での推定使用履歴を生成するステップと、
生成された前記推定使用履歴を用いて前記劣化度を算出し、算出された前記劣化度に応じて前記蓄電装置の入出力を制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置の劣化推定及び劣化に応じた入出力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、リチウムイオン二次電池を充電するときに、リチウム金属の析出を抑制するために、許容入力電流値を設定している。許容入力電流値は、二次電池の経年劣化を考慮し、電池の劣化度に応じて許容入力電流値を補正することができる。このとき、特許文献１では、充放電中の電圧値や電流値から算出される満充電容量や内部抵抗などの充放電履歴から劣化度を推定（算出）している。
【０００３】
一方、二次電池の劣化度を推定する方法として、特許文献２に記載のように、使用環境毎の電池負荷状態を示す二次電池の使用履歴（電池温度頻度や電池電圧（ＳＯＣ）頻度、経過時間など）を用いて、劣化度を推定することができる。二次電池の使用履歴を用いた劣化度の推定は、センサによって検出される電圧値や電流値などの充放電履歴から劣化度を推定する場合に比べて、センサの検出誤差が抑制され、二次電池の劣化度を精度良く推定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００５０７９号パンフレット
【特許文献２】特開２０１２−１８１０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、二次電池等の蓄電装置の使用期間中における過去から現在に至る電池温度頻度等の使用履歴が喪失されて使用できなくなったり、電池交換等によって使用履歴が使用できなくなったりした場合、使用履歴に基づいて蓄電装置の劣化度を推定することができない。このため、劣化度に応じた蓄電装置の入出力を適切に制御できないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明では、蓄電装置の使用履歴を用いた劣化度の推定において、使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合でも、精度良く劣化度を算出して劣化度に応じた蓄電装置の入出力を適切に制御することができる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明の制御装置は、充放電を行う蓄電装置の使用期間中における使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて蓄電装置の満充電容量の変化に基づく劣化度を推定し、劣化度に応じて蓄電装置の入出力を制御する。制御装置は、使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合に、蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した推定劣化情報とを用いて、蓄電装置の推定使用期間を算出する。そして、推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、劣化度を算出するための推定使用期間での推定使用履歴を生成することを特徴とする。
【０００８】
本願第１の発明によれば、蓄電装置の充放電履歴に基づいて算出される満充電容量と、推定劣化情報とを用いて、蓄電装置の推定使用期間を算出し、推定使用期間での推定使用履歴を算出する。このため、蓄電装置の使用期間中の実際の使用履歴が使用できなくなった場合でも、推定使用履歴を用いて精度良く劣化度を推定（算出）することができ、劣化度に応じた蓄電装置の入出力を適切に制御することができる。
【０００９】
制御装置は、蓄電装置の使用環境を計測する計測装置の計測結果を用いて推定使用履歴を更新し、計測結果が反映された推定使用履歴に基づいて劣化度を算出することができる。このように構成することで、推定された使用履歴に対して蓄電装置の使用環境の実測結果が反映され、蓄電装置の実使用における使用環境に応じて正確な劣化推定を行うことができる。
【００１０】
制御装置は、計測結果が反映される前の推定使用履歴と、計測結果に基づく使用環境毎の発生頻度を含む追加使用履歴とを比較し、互いの使用環境毎の発生頻度が所定値以上異なる場合に、追加使用履歴に基づいて推定使用履歴を生成し直すように構成することができる。このように構成することで、推定された使用履歴と、蓄電装置の実使用における使用環境の使用履歴との間の乖離を抑制し、実使用の使用環境に応じた劣化度を精度良く推定することができる。
【００１１】
具体的には、制御装置は、以下のように追加使用履歴を生成することができる。制御装置は、計測結果が反映される前の推定使用履歴と追加使用履歴とが所定値以上異なる場合に、蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、追加使用履歴の使用環境毎の発生頻度に対応し、推定劣化情報と相違する蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した第１推定劣化情報とを用いて、蓄電装置の第１推定使用期間を算出することができる。そして、第１推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて劣化度を算出するための当該第１推定使用期間での第１推定使用履歴を生成することができる。
【００１２】
ここで、上記使用環境は、蓄電装置の温度、蓄電装置の充電容量、又は充電容量毎の温度とすることができ、上記使用履歴は、温度毎の発生頻度、充電容量毎の発生頻度、又は充電容量それぞれでの温度毎の発生頻度を含むことができる。
【００１３】
また、蓄電装置は、非水二次電池とすることができる。この場合、コントローラは、非水二次電池の入力を許容する最大の電流値である許容入力電流値を、劣化度に応じて低下させながら、非水二次電池の入力を制御するように構成することができる。
【００１４】
また、記制御装置は、使用履歴に基づく第１劣化度と、非水二次電池の充放電履歴に基づく第２劣化度とに応じて、許容入力電流値を低下させるように、非水二次電池の入力を制御することができる。
【００１５】
本願第２の発明の方法は、充放電を行う蓄電装置の使用期間中における使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて蓄電装置の満充電容量の変化に基づく劣化度を算出し、劣化度に応じて蓄電装置の入出力を制御する制御方法である。制御方法は、使用期間中の使用履歴が使用できなくなったか否かを判別するステップと、使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合に、蓄電装置の充放電履歴から算出される満充電容量と、蓄電装置の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した推定劣化情報とを用い、蓄電装置の推定使用期間を算出するステップと、推定劣化情報に応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、劣化度を算出するための推定使用期間での推定使用履歴を生成するステップと、生成された推定使用履歴を用いて劣化度を算出し、算出された劣化度に応じて蓄電装置の入出力を制御するステップと、を含む。本願第２の発明によれば、上記本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１における、充電容量に応じた正極電位および負極電位の変化を示す図である。
【図３】実施例１における、組電池の入力許容電力の制限処理を説明するための図である。
【図４】実施例１における、劣化度Ｄと劣化係数ηとの関係を示す図である。
【図５】実施例１における、組電池の使用期間中の電池温度（使用環境）毎の発生頻度を含む使用履歴の一例を示す図である。
【図６】実施例１における、電池温度毎の使用時間に対する満充電容量低下量（劣化度）の関係を劣化挙動マップの一例である。
【図７】実施例１における、使用履歴から算出された満充電容量低下量と現在の使用期間との関係を示す図である。
【図８】実施例１における、組電池の使用履歴を用いた劣化度Ｄの算出過程を説明するフローチャートである。
【図９】実施例１における、組電池の総使用期間と満充電容量の低下量の関係を規定した劣化挙動マップの一例である。
【図１０】図９に示した所定の劣化挙動マップに対応する電池温度頻度の存在確率分布の一例を示す図である。
【図１１】所定の劣化挙動マップ及び電池温度頻度の存在確率に基づいて算出された推定電池温度頻度（推定使用履歴）の一例を示す図である。
【図１２】実施例１における、使用履歴の喪失又は使用不可による推定電池温度頻度（推定使用履歴）の生成処理を説明するフローチャートである。
【図１３】実施例１における、組電池の充放電を制御する処理において、許容入力電流値を設定する処理を説明するフローチャートである。
【図１４】実施例１における、推定電池温度頻度と追加使用履歴との比較例を示す図である。
【図１５】実施例１における、追加使用履歴に基づく劣化挙動マップを用いた組電池の総使用時間の再算出例の一例を示す図である。
【図１６】追加使用履歴に基づく推定使用期間に応じた新たに生成された推定電池温度頻度の一例を示す図である。
【図１７】実施例１における、追加使用履歴に基づく推定使用履歴の更新（再生成）処理を説明するフローチャートである。
【図１８】実施例２における組電池の充放電を制御する処理を示す図であり、使用履歴に基づく第１劣化度及び充放電履歴に基づく第２劣化度を用いて、許容入力電流値を設定する処理を説明するフローチャートである。
【図１９】実施例２における、単電池（組電池）の内部抵抗と劣化度Ｄｒ（第２劣化度）との関係を示す図である。
【図２０】実施例２における、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒに対して使用履歴に基づく劣化度Ｄを考慮した補正後の劣化度Ｄｈの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
【００１８】
本発明の実施例１である電池システムについて説明する。図１は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池だけを備えている。
【００１９】
組電池１０（蓄電装置に相当する）は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、例えば、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池を用いることができる。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などを考慮して、適宜設定することができる。本実施例では、すべての単電池１１を直列に接続して組電池１０を構成しているが、組電池１０は、並列に接続された複数の単電池１１を含んでいてもよい。
【００２０】
例えば、単電池１１の正極は、イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵および放出できる材料で形成される。正極の材料としては、例えば、コバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムを用いることができる。単電池１１の負極は、イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵および放出できる材料で形成される。負極の材料としては、例えば、カーボンを用いることができる。単電池１１を充電するとき、正極は、イオンを電解液中に放出し、負極は、電解液中のイオンを吸蔵する。また、単電池１１を放電するとき、正極は、電解液中のイオンを吸蔵し、負極は、イオンを電解液中に放出する。
【００２１】
監視ユニット２１は、組電池１０の端子間電圧を検出したり、各単電池１１の電圧を検出する。監視ユニット２１は、検出結果をコントローラ３０に出力する。監視ユニット２１は、複数の単電池１１に対し、各単電池毎に電圧値それぞれを検出したり、直列に接続された所定数の単電池群を１ブロックとして電圧を検出することができる。１ブロックに含まれる単電池１１の数は、任意に設定することができる。
【００２２】
電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。本実施例では、組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２２を設けているが、これに限るものではない。電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流を検出できればよく、電流センサ２２を設ける電流経路上の位置は適宜設定することができる。例えば、組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬに電流センサ２２を設けることができる。なお、複数の電流センサ２２を用いることもできる。
【００２３】
また、本実施例において、組電池１０を充電しているときに電流センサ２２によって検出された電流値として、負の値（ＩＢ＜０）を用いている。また、組電池１０を放電しているときに電流センサ２２によって検出された電流値として、正の値（ＩＢ＞０）を用いている。
【００２４】
温度センサ２３は、組電池１０の温度（電池温度）を検出する。温度センサ２３は、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２３は、組電池１０の一箇所に設けることもできるし、組電池１０のうち、互いに異なる複数の箇所に設けることもできる。複数の検出温度を用いる場合、組電池１０の温度は、複数の検出温度のうちの最小値、最大値や複数の検出温度の中央値や平均値などを適宜用いることができる。
【００２５】
コンデンサＣは、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに接続されており、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの間における電圧変動を平滑化する。
【００２６】
正極ラインＰＬ及び負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがそれぞれ設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００２７】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。ここで、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、インバータ２４）と接続するときに、コンデンサＣに突入電流が流れることを抑制するために用いられる。
【００２８】
組電池１０をインバータ２４と接続するとき、コントローラ３０は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流が流れることになる。
【００２９】
次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２４の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。コントローラ３０には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ（ＩＧ−ＯＮ／ＩＧ−ＯＦＦ）に関する情報が入力される。コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、電池システムを起動させる。
【００３０】
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２４の接続が遮断され、電池システムは、停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。
【００３１】
インバータ２４は、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２５に出力する。モータ・ジェネレータ２５としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ２５は、インバータ２４からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２５は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ２５によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。これにより、車両を走行させることができる。
【００３２】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２５は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２４は、モータ・ジェネレータ２５から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００３３】
なお、本実施例の電池システムでは、組電池１０をインバータ２４と接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０およびインバータ２４の間の電流経路に、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路を用いれば、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２４に出力することができる。また、昇圧回路を用いることにより、インバータ２４の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。
【００３４】
コントローラ３０は、メモリ３１を有しており、メモリ３１には、コントローラ３０が特定の処理（特に、本実施例で説明する処理）を実行するための情報が記憶されている。本実施例では、メモリ３１がコントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることもできる。
【００３５】
また、本実施例のコントローラ３０は、タイマー３２を備えることができる。タイマー３２は、組電池１０の使用期間（時間、年数）を計測したり、後述する組電池１０の使用期間中における使用環境毎の存在時間を計測することができる。タイマー３２もメモリ３１同様に、コントローラ３０の外部に設けたり、コントローラ３０に内蔵することができる。
【００３６】
次に、本実施例の組電池１０の充放電制御について説明する。図２は、組電池１０のＳＯＣに応じた正極電位および負極電位の変化を示す図である。
【００３７】
単電池１１を充電すると、単電池１１の電圧値ＶＢが上昇する。図２に示すように、単電池１１の電圧値ＶＢは、正極電位および負極電位の差になるため、単電池１１の充電が進むと、正極電位が上昇するとともに、負極電位が低下する。ここで、負極電位が基準電位（例えば、０［Ｖ］）よりも低下すると、負極の表面にリチウム金属が析出してしまうことがある。
【００３８】
単電池１１が通電状態にあるとき、過電圧が発生する。過電圧は、単電池１１の内部抵抗に伴う電圧変化量であり、単電池１１の通電を停止すれば、過電圧は低下する。単電池１１を充電したとき、単電池１１の電圧値ＶＢ（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）は、単電池１１の開放電圧値（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に対して過電圧の分だけ上昇する。このため、過電圧によっては、負極電位が基準電位よりも低下してしまうおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施例では、リチウム金属の析出を抑制するために、許容入力電流値を設定し、単電池１１（組電池１０）の入力電流値（充電電流値）が許容入力電流値を超えないようにしている。許容入力電流値とは、単電池１１を充電するときに、許容される最大の電流値である。
【００４０】
許容入力電流値が上昇するときには、単電池１１を充電するときの電流値を上昇させることができ、単電池１１の入力性能を向上させることができる。一方、許容入力電流値が低下するときには、単電池１１を充電するときの電流値を上昇させることができず、単電池１１の充電が制限されやすくなる。
【００４１】
許容入力電流値は、以下に説明するように設定され、許容入力電流値の設定処理は、コントローラ３０によって行われる。
【００４２】
組電池１０の充放電履歴が無いとき、言い換えれば、組電池１０の充放電を初めて行うとき、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、下記式（１）に基づいて算出される。
【００４３】
【数１】
2015026478.tif 000003
【００４４】
上記式（１）において、Ｉｌｉｍ[０]は、充放電履歴が無い状態から充電したときにおいて、単位時間以内でのリチウム金属の析出を抑制できる最大の許容入力電流値である。許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]は、実験などによって予め求めておくことができ、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００４５】
上記式（１）の右辺第２項は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣ（State of Charge）の関数Ｆとして表される。このため、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することにより、関数Ｆの値が算出される。ここで、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。また、ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。
【００４６】
組電池１０や単電池１１のＳＯＣは、公知の手法を用いて推定することができる。例えば、組電池１０（単電池１１）を充放電したときの電流値ＩＢを積算することにより、組電池１０（単電池１１）のＳＯＣを推定することができる。一方、ＯＣＶおよびＳＯＣは、所定の対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、組電池１０（単電池１１）のＯＣＶを測定することにより、ＯＣＶに対応したＳＯＣを特定することができる。
【００４７】
充放電履歴が無い状態から時間ｔまで充電が継続されたとき、上記式（１）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させる量を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]から減算される。一方、充放電履歴が無い状態から時間ｔまで放電が継続されたとき、上記式（１）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]に加算される。
【００４８】
上記式（１）の右辺第３項は、時間ｔ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数Ｇとして表される。このため、時間ｔ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することにより、関数Ｇの値が算出される。ここで、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。上記式（１）の右辺第３項の値は、組電池１０を放置し続けているときに、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量を示す。ここで、組電池１０の放置とは、組電池１０の充放電を停止している状態（非通電状態）である。
【００４９】
一方、組電池１０の充放電履歴があるとき、言い換えれば、組電池１０を充放電した後では、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、下記式（２）に基づいて算出される。
【００５０】
【数２】
2015026478.tif 000004
【００５１】
上記式（２）において、Ｉｌｉｍ[ｔ]は、時間ｔ（今回）における許容入力電流値であり、Ｉｌｉｍ[ｔ−１]は、時間「ｔ−１」（前回）における許容入力電流値である。上記式（２）の右辺第２項は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数ｆとして表される。
【００５２】
関数ｆは、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに依存する。すなわち、上記式（２）の右辺第２項の値は、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣを特定することによって算出することができる。ここで、電流値ＩＢ、電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。
【００５３】
組電池１０を充電したとき、上記式（２）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させる量（減少量）を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]から減算される。上述したように、充電時の電流値ＩＢは負の値となるため、許容入力電流値Ｉｌｉｍを減少させたときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍが０［Ａ］に近づく。
【００５４】
一方、組電池１０を放電したとき、上記式（２）の右辺第２項の値は、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量（回復量）を示し、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]に加算される。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加させたときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍが０［Ａ］から離れる。
【００５５】
上記式（２）の右辺第３項は、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの関数ｇと、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[０]，Ｉｌｉｍ[ｔ−１]とによって表される。また、上記式（３）に示すように、関数ｇは係数βとして表され、係数βは、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに依存する。このため、係数β、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの対応関係を示すマップを予め求めておくことにより、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに対応した係数βを特定することができる。電池温度ＴＢおよびＳＯＣとしては、時間ｔにおける値がそれぞれ用いられる。
【００５６】
ここで、係数β、電池温度ＴＢおよびＳＯＣの対応関係を示すマップは、メモリ３１に記憶しておくことができる。上記式（２）の右辺第３項の値は、組電池１０を放置し続けたとき、単位時間当たりにおいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍを増加（回復）させる量（回復量）を示す。上記式（２）の右辺第３項の値は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ−１]に対して加算される。
【００５７】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が０[Ａ]であるときには、単電池１１における負極活物質内のリチウムイオンが飽和状態となる。このため、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ]」の値は、負極活物質内のリチウムイオンの量を示す。ここで、負極活物質中におけるリチウムイオンの量が減少することに応じて、上述した回復量を増加させることができる。
【００５８】
時間ｔにおける回復量は、時間「ｔ−１」における回復量に依存し、時間「ｔ−１」における回復量は、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」で表される。ここで、上記式（２）の右辺第３項では、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」の値を無次元化するために、「Ｉｌｉｍ[０]−Ｉｌｉｍ[ｔ−１]」をＩｌｉｍ[０]で除算している。この除算した値に係数βを乗算することにより、単位時間当たりの回復量を得ることができる。
【００５９】
このように設定される許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を用いた本実施例の組電池１０の充電電力の制限制御は、以下のように行うことができ、コントローラ３０によって遂行される。
【００６０】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０を充放電しているときや、組電池１０を放置しているときに、所定の周期で算出される。すなわち、時間ｔおよび時間「ｔ−１」の間隔に相当する所定時間が経過するたびに、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が更新されることになる。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０の充電を制御するときだけに用いられる。
【００６１】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出した後、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて、組電池１０の入出力（充放電）を制御する。本実施例では、電力ベースの電池出力又は電池入力で組電池１０の充放電（入出力）が制御され、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定し、設定された入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を用いて組電池１０の入力電力を制御することができる。例えば、組電池１０の入力を制御するときには、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]が設定され、組電池１０の入力電力が入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を超えないように、組電池１０の入力電力が制御される。入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]は、例えば、以下に説明するように設定することができる。
【００６２】
なお、組電池１０の充放電電力の制限値についても、組電池１０の放電時を正値とする一方で、充電時には負値で示す。つまり、出力制限値Ｗｏｕｔは、０または正値であり（Ｗｏｕｔ≧０）、入力制限値Ｗｉｎは、０または負値である（Ｗｉｎ≦０）。
【００６３】
図３は、リチウム析出抑制制御における組電池１０の電流値ＩＢと入出力電力との関係を示す図であり、組電池１０の入力電力が許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に応じて制限される一例を示している。まず、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて、入力電流制限値Ｉｔａｇを算出する。
【００６４】
入力電流制限値Ｉｔａｇは、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を特定するための値である。具体的には、図３に示すように、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を所定量だけ、０［Ａ］の側にオフセットさせることにより、入力電流制限値Ｉｔａｇを算出する。これにより、入力電流制限値Ｉｔａｇは、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]よりも０［Ａ］に近い値となり、組電池１０の入力が制限されやすくなる。
【００６５】
このように、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]および入力電流制限値Ｉｔａｇの間にマージンを持たせることにより、電流値ＩＢが許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を超えにくくすることができる。入力電流制限値Ｉｔａｇに基づいて、組電池１０の入力を制御するときには、電流値ＩＢが入力電流制限値Ｉｔａｇに到達したときに、組電池１０の入力制限が開始される。ここで、制御遅れなどにより、電流値ＩＢが入力電流制限値Ｉｔａｇを超えてしまっても、電流値ＩＢが許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に到達することを抑制できる。
【００６６】
次に、コントローラ３０は、入力電流制限値Ｉｔａｇに基づいて、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を算出する。入力電流制限値Ｉｔａｇを設定すれば、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定することができる。入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定したとき、コントローラ３０は、組電池１０の入力電力が入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]以下となるように、モータ・ジェネレータ２５のトルク指令を調整する。
【００６７】
例えば、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]は、下記式（４）に基づいて算出することができる。
【００６８】
【数３】
2015026478.tif 000005
【００６９】
上記式（４）において、ＳＷｉｎ[ｔ]は、組電池１０の入力特性などを考慮して予め設定された入力制限値Ｗｉｎの上限値であり、図３に示したベース電力である。入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]に関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７０】
入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]は、例えば、電池温度ＴＢやＳＯＣに応じて変更することができる。組電池１０が高温になると、劣化を促進することが知られている。このため、高温時において入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を高温になるに従って小さくなるように設定することができる。電池温度ＴＢが高いときの充電は、充電効率が低下するとともに、充電効率低下に伴う温度上昇を考慮したことによるものである。
【００７１】
また、組電池１０が低温時である場合、内部抵抗が増加する。このとき、大きな充電電流が流れると、組電池１０の電圧値ＶＢが上昇するため、組電池１０及び通電部品の保護のために、低温時に大きな電流を流さないよう、電池温度ＴＢが低くなるに従って入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]が小さくなるように設定することができる。
【００７２】
一方、組電池１０のＳＯＣが高くなると、充電効率の低下及び充電効率の低下に伴う反応熱による発熱などが生じる。これを抑制するために組電池１０のＳＯＣが高くなるに従って、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を小さく設定することができる。
【００７３】
このように入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]は、電池温度ＴＢとＳＯＣに応じて設定することができ、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]と、電池温度ＴＢ（又は／及びＳＯＣ）との対応関係を予め求めておけば、電池温度ＴＢ（又は／及びＳＯＣ）を検出することにより、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を特定することができる。
【００７４】
本実施例では、組電池１０の電池温度ＴＢとＳＯＣに応じて設定される入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を組電池１０の入力制限値のベース電力（上限値）として、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいた入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を算出している。つまり、コントローラ３０は、ベース電力（入力制限値ＳＷｉｎ）を組電池１０の電池温度ＴＢ又は／及びＳＯＣに応じて更新しながら、組電池１０の電池入力を制御する第１入力制御と、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を組電池１０の充電状態に応じて更新しながら、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を用いて設定される入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]に基づいて組電池１０の電池入力を制御する第２入力制御と、を遂行する。このため、入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]が組電池１０に対して許容される入力電力の最大値（上限値）であり、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて設定される入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]は、ベース電力である入力制限値ＳＷｉｎ[ｔ]を超えない範囲で、さらに大きく（絶対値として小さく）制限された入力制限値である。
【００７５】
上記式（４）において、Ｋｐ，Ｋｉは、予め設定されたゲインを示す。Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２は、入力電流制限値を示し、上述した入力電流制限値Ｉｔａｇに相当する。上記式（４）では、入力電流制限値Ｉｔａｇとして、２つの入力電流制限値Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２を設定している。ここで、入力電流制限値Ｉｔａｇ１，Ｉｔａｇ２は、互いに等しくてもよいし、互いに異ならせてもよい。
【００７６】
なお、上述した説明では、入力電流制限値Ｉｔａｇを設定しているが、これに限るものではない。具体的には、入力電流制限値Ｉｔａｇを設定せずに、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて、入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を設定することもできる。
【００７７】
本実施例によれば、上記式（２）に示すように、単位時間当たりの減少量や、単位時間当たりの回復量を考慮して、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定している。これにより、現在までの単電池１０の充放電履歴を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定することができる。そして、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に基づいて設定される入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を用いて、組電池１０の電池入力を制御することにより、負極電位が基準電池よりも低下してしまうことを抑制できる。
【００７８】
ここで、上記式（１）、（２）は、単電池１１の劣化を考慮しないときの許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を示しており、単電池１１（組電池１０）の劣化度が考慮されていない。そこで、単電池１１が、使用（充放電）によって劣化することを考慮し、単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を設定することができる。単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]は、下記式（５）に基づいて算出することができる。
【００７９】
【数４】
2015026478.tif 000006
【００８０】
上記式（５）において、ηは劣化係数を示す。上記式（１）、（２）に示す許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]に劣化係数ηを乗算することにより、単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を特定することができる。ここで、劣化係数ηは、予め設定しておき、劣化係数ηに関する情報をメモリ３１に記憶しておくことができる。
【００８１】
劣化係数ηは、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を電池の劣化度Ｄに応じて補正する補正係数であり、例えば、単電池１１の劣化度を用いて算出することができる。
【００８２】
図４は、劣化係数ηと劣化度Ｄとの関係を示す図である。劣化係数ηとしては、例えば、１よりも小さい値を用いることができる。単電池１１の劣化が進行すると、リチウム金属が析出しやすくなることがあるため、単電池１１の入力を制限することが好ましい。１よりも小さい値である劣化係数ηを用いれば、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]よりも小さくすることができ、単電池１１の入力を制限することができる。許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、単電池１１（組電池１０）の入力を制御することにより、リチウム金属の析出を抑制しやすくなる。
【００８３】
図４の例では、劣化係数ηは、劣化度Ｄａまでは一定値の劣化係数η２（＜１）とし、劣化度Ｄａから劣化度Ｄｂまでは劣化度に応じて徐々に値が低くなるように設定されている（η１＜η２＜１）。また、劣化度Ｄｂ以降は、劣化係数ηを、劣化係数η１で一定値とすることができる。
【００８４】
図４の例において、製造初期（使用初期）から劣化度Ｄａまでは、劣化係数η２で同一の値を用いている。これは、組電池が劣化度Ｄａまでは一定の機能を維持できることを前提として使用されるためであり、同一の劣化係数を用いることで安定した制御を行う。そして、劣化度Ｄａ以降は、組電池１０の劣化度合いに応じて、劣化係数ηを徐々に低く変化させ、劣化度Ｄｂ以降は、組電池１０の充放電制御の破綻を防止するために、図４に示すように、組電池１０の劣化が進んでも劣化係数ηをη１のままに固定して下限ガードする。なお、劣化度Ｄと劣化係数ηとの対応関係は、実測値や実験による測定値などに基づいて決定することができ、また、図４の例に限らず、リチウム金属の析出を抑制するために劣化度Ｄと劣化係数ηとの対応関係を適宜設定することができる。
【００８５】
本実施例では、劣化係数ηが大きい値程、電池劣化が小さく、劣化係数ηが小さい値程、電池劣化が大きくなる対応関係に設定されており、上記式（５）における、単電池１１の劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]は、電池劣化が小さい程、大きい値の劣化係数ηが適用されて値が大きくなり、電池劣化が大きい程、小さな値の劣化係数ηが適用されて値が小さくなる。
【００８６】
次に、本実施例の単電池１１（組電池１０）の劣化度を算出する方法について詳細に説明する。劣化度Ｄは、単電池１１の劣化状態を特定するパラメータであり、単電池１１（組電池１０）の使用履歴に応じた劣化度合いを示す。本実施例の劣化度Ｄは、例えば、単電池１１の使用期間中の使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴を用いて算出することができる。
【００８７】
上述したように、センサによって検出される電圧値や電流値などの充放電履歴を用いて、組電池１０の内部抵抗の増加率などをリアルタイムに把握し、組電池１０の劣化状態を推定することができる。例えば、使用期間（使用年数）と内部抵抗の増加傾向とを予め実験等で把握しておくことで、組電池１０の劣化状態を把握することができる。
【００８８】
しかしながら、センサによって検出される電圧値や電流値などの充放電履歴には、センサ誤差が含まれる。このため、組電池１０の充放電履歴を用いた劣化推定では、組電池１０の劣化度を把握できないことがある。
【００８９】
一方で、組電池１０の劣化度合いを推定する要素、言い換えれば、劣化に影響を及ぼす要因として、組電池１０の使用環境下の電池温度、ＳＯＣ（電圧）、経過時間がある。劣化に影響を及ぼす要因に応じた組電池１０の使用頻度、例えば、使用期間中にどのような電池温度の環境下で使用されていたのか、どのようなＳＯＣ状態の環境下で使用されていなのかを示す電池負荷に関する使用履歴を用いることで、組電池１０の劣化度合いを精度良く把握することができる。
【００９０】
なお、使用期間とは、製造初期の段階から現時点までの期間である。また、使用期間には、充放電動作を行っている状態（例えば、車両のイグニッションスイッチがオン状態）と充放電動作を行っていない状態（例えば、車両のイグニッションスイッチがオフ状態）のそれぞれが含まれる。充放電動作を行っていなくても、例えば、電池温度が高い状態やＳＯＣが高い状態の環境下では、組電池１０の劣化が促進されてしまうからである。
【００９１】
図５は、本実施例の組電池１０の使用履歴の一例を示す図であり、横軸は温度、縦軸は各温度での存在時間である。図５の例では、使用環境毎の発生頻度として、電池温度毎の発生頻度で構成された組電池１０の使用履歴が示されている。例えば、温度センサ２３で所定期間毎に電池温度を計測し、組電池１０が晒された電池温度毎の存在時間を、組電池１０の使用履歴として蓄積することができる。使用期間中の組電池１０の総使用期間（Ｔ_ｔｏｔａｌ）は、図５に示す各電池温度の存在時間を積算した値となる。
【００９２】
コントローラ３０は、温度センサ２３で検出された電池温度と、タイマー３２で検出された電池温度での存在時間を、使用履歴としてメモリ３１に記憶することができる。例えば、温度Ｔ１からＴ７を設定しておき、検出された電池温度に対応する温度を判別し、判別された温度にタイマー３２に検出された時間[ｈｏｕｒ]を、積算して使用履歴を生成（更新）することができる。なお、各温度頻度は、所定の温度領域を有するように設定することができる。例えば、温度ｔ１からｔ２の範囲は、電池温度Ｔ１とみなして温度頻度Ｔ１の存在時間に含まれるように使用履歴を構成することもできる。
【００９３】
図６は、組電池１０の電池温度毎の使用時間に対する満充電容量低下量の関係を示す図である。図６において、横軸は、各電池温度での存在時間の平方根（√存在時間）であり、縦軸は、組電池１０の満充電容量の容量維持率である。満充電容量の容量維持率とは、製造初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の割合であり、「容量維持率＝現在の満充電容量／製造初期の満充電容量」で算出することができる。つまり、製造初期の満充電容量の容量維持率を１とした場合、現在の満充電容量の低下量（劣化度）は、「１−現在の容量維持率」となる。
【００９４】
また、図６に示すように、使用時間に対する満充電容量の低下量は、電池温度毎に異なるため、使用時間に対する満充電容量の低下量の関係は、各電池温度毎に異なる劣化挙動マップとして保持することができる。なお、図６に示した各電池温度毎に異なる使用時間に対する満充電容量の低下の劣化挙動は、予め実験等によって求めておくことができる。
【００９５】
図６において、温度領域Ｔ２の存在時間（温度頻度）を図５に示した使用履歴から把握できるので、温度領域Ｔ２の劣化挙動マップに対して使用期間中の温度領域Ｔ２の存在時間の平方根から、温度領域Ｔ２の存在時間に対する組電池１０の現在の容量維持率Ｃａｐ（Ｔ２）を算出することができる。このとき、温度領域Ｔ２の存在時間に基づく組電池１０の劣化度Ｄ２は、製造初期からの満充電容量低下量ΔＣａｐ（Ｔ２）で表すことができ、「劣化度Ｄ２（ΔＣａｐ（Ｔ２））＝１−Ｃａｐ（Ｔ２）」で算出することができる。他の各温度領域Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４・・・に対応するそれぞれの劣化度Ｄ１，Ｄ３，Ｄ４・・・も、使用履歴及び予め求められた各電池温度毎の使用時間に対する満充電容量低下の劣化挙動に基づいて算出することができる。
【００９６】
そして、本実施例では、使用履歴の各温度頻度毎に算出された劣化度Ｄ１からＤ７それぞれを統合して、組電池１０全体の使用履歴に基づく劣化度Ｄを算出する。組電池１０全体の使用履歴に基づく劣化度Ｄは、各温度領域での劣化度Ｄ１からＤ７が組電池１０の総使用時間に対する各存在時間の割合で存在するものみなすことができる。そこで、各温度領域での劣化度に総使用時間に対する存在時間の割合を重み付け値として乗算し、重み付け値が適用された各電池温度での劣化度それぞれを加算した値を、組電池１０全体の劣化度Ｄとして算出することができる。例えば、下記の式（６）のように求めることができる。式（６）において、ｎは、各電池温度に付された番号（温度頻度の個数）である。
【００９７】
【数５】
2015026478.tif 000007
【００９８】
図７は、組電池１０の満充電容量の維持率（低下量）と現在の使用期間との関係を示す図である。図７において、横軸は、組電池１０の使用期間（年数）であり、縦軸は、容量維持率である。
【００９９】
図７に示すように、組電池１０の現在の容量維持率及び使用期間をプロットすることができ、製造初期の容量維持率（＝１）から使用期間が長くなるほど、容量維持率が低下していることが分かる。そして、製造初期の容量維持率と現在の容量維持率との差分（ΔＣａｐ）が、組電池１０の劣化度となっていることが把握できる。つまり、劣化度Ｄは、現在の使用時間に対する組電池１０の容量維持率の低下量、言い換えれば、製造初期の満充電容量に対する組電池１０の満充電容量低下量を表しており、製造初期の満充電容量から劣化度Ｄ（ΔＣａｐ）を差し引くことで、現在の満充電容量を算出することができる。図７に示す使用期間に対する満充電容量の容量維持率の変化は、組電池１０の使用履歴に基づく劣化挙動マップとなる。
【０１００】
図８は、本実施例の組電池１０の使用履歴を用いた劣化度Ｄの算出過程を説明するためのフローチャートである。
【０１０１】
まず、コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされた後からオフされるまでの期間、組電池１０の電池温度ＴＢを温度センサ２３から取得する。このとき、タイマー３２は、各電池温度での存在時間を計測する。コントローラ３０は、取得された電池温度ＴＢ及び電池温度に対応する存在時間を、メモリ３１に記憶されている使用履歴に反映する。なお、車両のイグニッションスイッチがオフされた後からオンされるまでの間の期間の電池温度ＴＢ及び電池温度に対応する存在時間を、使用履歴に反映することもできる。
【０１０２】
コントローラ３０は、メモリ３１に記憶されている使用履歴を読み出す（Ｓ１０１）。次に、コントローラ３０は、図６に示した電池温度毎の使用時間に対する満充電容量の劣化挙動マップを用いて、各温度頻度の存在時間に対応する容量維持率をそれぞれ算出する（Ｓ１０２）。
【０１０３】
コントローラ３０は、製造初期の容量維持率と各温度頻度に対応する容量維持率それぞれの差分、すなわち、各電池温度の存在時間に基づく組電池１０の劣化度Ｄ（Ｔｎ）を算出する（Ｓ１０３）。コントローラ３０は、上記式（６）に基づいて、各電池温度での劣化度Ｄ（Ｔｎ）に総使用時間Ｔ_ｔｏｔａｌに対する存在時間の割合を重み付け値として乗算し、重み付け値が適用された各電池温度での劣化度Ｄ（Ｔｎ）それぞれを加算した値を、組電池１０全体の劣化度Ｄとして算出する（Ｓ１０４）。コントローラ３０は、算出された劣化度Ｄと組電池１０の総使用時間Ｔ_ｔｏｔａｌとを関連付けてメモリ３１に記憶する。
【０１０４】
このように算出された使用履歴に基づく劣化度Ｄは、上述したように、図４で示した組電池１０の劣化係数ηと対応関係にあり、コントローラ３０は、劣化度Ｄを用いて劣化を考慮した許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を特定することができる。
【０１０５】
図８に示した本実施例の使用履歴を用いた劣化度Ｄの算出処理は、例えば、車両のイグニッションスイッチがオフされた後からオンされるまでの期間に任意のタイミングで行うことができる。車両のイグニッションスイッチがオンされた後からオフされるまでの組電池１０の入出力の制御は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前に算出された劣化Ｄを用いることができる。車両のイグニッションスイッチがオフされる度に、更新された使用履歴に基づいて新しい劣化度Ｄを算出され、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の組電池１０の入出力制御は、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間、直近に算出された劣化度Ｄを用いて行うことができる。
【０１０６】
また、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の組電池１０の入出力制御において、コントローラ３０は、随時取得される電池温度ＴＢ等を用いて使用履歴を更新することができるので、組電池１０の入出力制御に伴って所定のタイミングでリアルタイムに劣化度Ｄを算出するように構成することもできる。
【０１０７】
また、上記説明では、劣化度Ｄは、電池温度毎の発生頻度（温度頻度）を組電池１０の使用環境として含む使用履歴を用いて算出しているが、他の使用履歴を用いてもよい。つまり、組電池１０の使用環境は、組電池１０の電池温度、組電池１０のＳＯＣ（充電容量）、又はＳＯＣ毎の温度を含むことができる。したがって、使用履歴は、電池温度毎の発生頻度、ＳＯＣ毎の発生頻度、又はＳＯＣそれぞれでの電池温度毎の発生頻度を含むことができる。また、１つまたは複数の使用環境の各使用履歴それぞれで組電池１０の劣化度を算出し、算出された各劣化度を統合して劣化度Ｄを求めるように構成することもできる。
【０１０８】
組電池１０の使用環境下の電池温度、ＳＯＣ（電圧）、経過時間などの劣化に影響を及ぼす電池負荷に関する使用履歴を用いることで、組電池１０の劣化度合い精度良く把握することができるが、組電池１０の使用期間中における過去から現在に至る使用履歴が使用できなくなると、充放電履歴に基づく劣化度推定とは異なり、劣化度推定自体ができなくなってしまうおそれがある。
【０１０９】
例えば、コントローラ３０が部品交換されたり、メモリ３１に記憶されていた使用履歴が消去されてしまったりすると、使用履歴が喪失されてしまう。また、組電池１０が交換された場合、メモリ３１に記憶されている今まで劣化度Ｄの算出のために使用していた使用履歴は、交換前の組電池１０の使用履歴であるため、使用できなくなる。また、複数の組電池１０が接続された電池システムにおいて、少なくとも１つ以上の組電池１０が交換された場合、各組電池１０での使用環境が異なってしまうので、今まで使用していた使用履歴が使用できなくなる。
【０１１０】
そこで、本実施例では、組電池１０の使用履歴を用いた劣化度の推定において、組電池１０の使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合でも、精度良く劣化度を算出して劣化度に応じた組電池１０の入出力制御を適切に行えるようにする。
【０１１１】
具体的には、コントローラ３０は、組電池１０の使用期間中の使用履歴が使用できなくなったか否かを判断する。例えば、コントローラ３０の部品交換や組電池１０の交換などが行われた場合、コントローラ３０は、初期化動作を行う。この初期化動作に基づいて今までの使用履歴が使用できなくなったことを判断することができる。また、メモリ３１内の使用履歴が消失していれば、使用履歴が使用できなくなったものと判断することができる。
【０１１２】
コントローラ３０は、今までの使用履歴が使用できなくなったと判断した場合、組電池１０の充放電履歴から算出される満充電容量と、組電池１０の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した所定の劣化挙動マップ（推定劣化情報に相当する）とを用い、組電池１０の推定使用期間を算出する。そして、所定の劣化挙動マップに応じて予め規定された使用環境毎の推定発生頻度に基づいて、劣化度Ｄを算出するための推定使用期間での推定使用履歴を生成する。
【０１１３】
図９は、組電池１０の総使用期間と満充電容量の変化の関係を規定した劣化挙動マップの一例であり、横軸は使用時間、縦軸は満充電容量である。図９に示す劣化挙動マップは、実験的な使用履歴又は組電池１０の実使用の使用履歴に基づいて予め規定された劣化挙動マップである。例えば、図７に示した実使用での組電池１０の満充電容量の維持率（低下量）と現在の使用期間との関係のように、縦軸を満充電容量として図９に示す劣化挙動マップを作成することができる。
【０１１４】
また、予め規定された劣化挙動マップは、１つ又は複数用意することができる。コントローラ３０は、複数の劣化挙動マップの中から予め取得可能なユーザ情報（走行地域や走行環境など）に基づいて、適切な劣化挙動マップを抽出することができる。また、１つの同じ劣化挙動マップを一律に適用することもできる。この場合、様々な使用環境に対応するために、劣化に影響を及ぼす要因である組電池１０の使用環境下の電池温度等が厳しい条件での劣化挙動マップ（例えば、高温環境下での電池温度頻度が高い劣化挙動マップ）を適用するように構成することもできる。
【０１１５】
図９の例において、Ｃ０は、製造初期の満充電容量であり、Ｃ１は、現在の組電池１０の満充電容量である。現在の組電池１０の満充電容量Ｃ１は、組電池１０の充放電履歴から算出することができる。組電池１０の満充電容量は、例えば、「満充電容量＝１００÷（ＳＯＣ_ｅ−ＳＯＣ_ｓ）×電流積算値」で算出することができる。ＳＯＣ_ｓは、電流積算を開始する際の組電池１０のＳＯＣであり、ＳＯＣ_ｅは、電流積算を終了した際の組電池１０のＳＯＣである。電流積算値は、放電電流を正の値、充電電流を負の値として、ＳＯＣ_ｓが算出されたときからＳＯＣ_ｅが算出されるまでの間の組電池１０の充放電電流の積算した値である。
【０１１６】
コントローラ３０は、今までの使用履歴が使用できなくなった場合に、電池診断等による所定の放電動作を行わせて現在の満充電容量を算出したり、商用電源等の外部電源からの外部充電によって現在の満充電容量を算出することができる。また、電池交換等を伴わずに今までの使用履歴のみが喪失された場合、満充電容量推定処理を行わずに、メモリ３１に記憶されている直近に算出された既存の満充電容量を現在の満充電容量Ｃ１として用いることができる。
【０１１７】
コントローラ３０は、今までの使用履歴が使用できなくなると、組電池１０の現在の満充電容量を把握し、図９の劣化挙動マップに基づいて組電池１０の推定使用期間を算出する。図９に示すように、充放電履歴に基づく組電池１０の満充電容量Ｃ１から対応する組電池１０の推定使用期間Ｔ_ｔｏ１を算出することができる。
【０１１８】
図１０は、図９に示した所定の劣化挙動マップに対応する電池温度頻度の存在確率分布の一例を示す図である。上述したように、組電池１０の総使用期間と満充電容量の変化の関係を規定した劣化挙動マップは、実験的な使用履歴又は組電池１０の実使用の使用履歴に基づいて作成されているため、組電池１０の使用期間中において各電池温度に晒される時間（存在時間）を予め把握することができる。
【０１１９】
そこで、図１０に示すように、図９に示した所定の劣化挙動マップに対応する電池温度頻度の存在確率を予め規定することができ、コントローラ３０は、所定の劣化挙動マップから算出された推定使用期間Ｔ_ｔｏ１と図１０に示した電池温度頻度の存在確率Ｐ（推定発生頻度に相当する）に基づいて、推定使用期間Ｔ_ｔｏ１での推定電池温度頻度（推定使用履歴）を生成する。
【０１２０】
図１１は、推定使用履歴の一例を示す図であり、各温度領域の存在時間は、Ｐ（ｎ）×Ｔ_ｔｏ１で算出することができる。図１０及び図１１に示すように、温度領域Ｔ３に対する存在確率がＰ３なので、温度領域Ｔ３の推定電池温度頻度は、Ｐ３×Ｔ_ｔｏ１で算出される。同様に、温度領域Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４・・・・の各推定温度頻度が、各温度頻度と推定使用期間Ｔ_ｔｏ１との乗算で求めることができ、推定使用期間Ｔ_ｔｏ１における各温度領域毎の推定発生頻度を含む推定使用履歴を生成することができる。
【０１２１】
図１２は、推定使用履歴を生成する処理を説明するフローチャートである。コントローラ３０は、今までの使用履歴の喪失又は使用不可となっているか否かを判別する（Ｓ３０１）。上述のように、コントローラ３０の部品交換やメモリ３１内の使用履歴の消失、組電池１０の交換などを判別して、今までの使用履歴が使用できなくなったか否かを判断する。
【０１２２】
今までの使用履歴が使用できなくなったと判別された場合、コントローラ３０は、組電池１０の現在の満充電容量を取得又は算出する（Ｓ３０２）。コントローラ３０は、電池診断等による所定の放電動作を行わせて現在の満充電容量Ｃ１を算出したり、メモリ３１に記憶されている直近に算出された既存の満充電容量を現在の満充電容量Ｃ１を取得する。
【０１２３】
コントローラ３０は、メモリ３１に記憶されている組電池１０の総使用期間と満充電容量の変化の関係を予め規定した劣化挙動マップを用いて、組電池１０の現在の満充電容量Ｃ１に対応する推定使用期間Ｔ_ｔｏ１を算出する（Ｓ３０３）。
【０１２４】
次に、コントローラ３０は、推定使用期間Ｔ_ｔｏ１を算出するために用いた劣化挙動マップに対応する電池温度頻度の存在確率分布を参照し、各電池温度頻度の存在確率を算出する（Ｓ３０４）。なお、存在確率は、予め決められた複数の各電池温度に対して存在確率分布から予め算出しておき、メモリ３１に記憶しておくこともできる。
【０１２５】
そして、コントローラ３０は、推定使用期間Ｔ_ｔｏ１と各電池温度頻度の存在確率Ｐに基づいて、推定使用期間Ｔ_ｔｏ１での推定電池温度頻度を生成する（Ｓ３０５）。生成された推定電池温度頻度は、劣化度Ｄを算出するための推定使用履歴としてメモリ３１に記憶される。
【０１２６】
このように、組電池１０の総使用期間と満充電容量の変化の関係を予め規定した劣化挙動マップ（推定劣化情報）を用いて、現在の満充電容量実測値に対応する推定使用期間を算出し、推定使用期間における推定使用履歴を算出する。このため、組電池１０の使用期間中の実際の使用履歴が使用できなくなった場合でも、現在の満充電容量実測値に応じた推定使用履歴を用いて、精度良く劣化度Ｄを推定（算出）することができ、劣化度に応じた組電池１０の入力を適切に制御することができる。
【０１２７】
次に、本実施例の電池システムにおいて、組電池１０の充放電を制御する処理について説明する。図１３は、許容入力電流値Ｉｌｉｍを設定する処理を説明するフローチャートである。図１３に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
【０１２８】
ステップＳ５０１において、コントローラ３０は、電流センサ２２の出力に基づいて、組電池１０の電流値ＩＢを検出する。また、コントローラ３０は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池１０の温度ＴＢを検出する。さらに、コントローラ３０は、監視ユニット２１の出力に基づいて、組電池１０の電圧ＶＢを検出する。ステップＳ５０２において、コントローラ３０は、組電池１０のＳＯＣを推定する。ＳＯＣを推定する方法は、上述した通りである。
【０１２９】
ステップＳ５０３において、コントローラ３０は、組電池１０の使用履歴を更新する。ステップＳ５０１で温度センサ２３によって検出された電池温度ＴＢと、タイマー３２で検出された電池温度ＴＢでの存在時間を、使用履歴としてメモリ３１に記憶する。このとき、コントローラ３０は、今までの使用期間中の組電池１０の使用履歴又は使用履歴が使用できなくなった後の推定使用履歴に対して、検出された電池温度ＴＢと電池温度ＴＢでの存在時間を用いて更新する。
【０１３０】
次に、コントローラ３０は、ステップＳ５０４において、劣化度Ｄをメモリ３１から取得し、劣化度Ｄを用いて、使用履歴に基づく組電池１０の劣化係数ηを算出する（Ｓ５０５）。
【０１３１】
ステップＳ５０６において、コントローラ３０は、上記式（２）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出する。許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０を充放電しているときや、組電池１０を放置しているときに、所定の周期で算出される。すなわち、時間ｔおよび時間「ｔ−１」の間隔に相当する所定時間が経過するたびに、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が更新されることになる。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]は、組電池１０の充電を制御するときだけに用いられる。
【０１３２】
ステップＳ５０７において、コントローラ３０は、上記式（５）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出する。ここで、上記式（５）に示す許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]としては、ステップＳ５０６の処理で算出された許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]が用いられる。また、劣化係数ηは、ステップＳ５０５で算出されたものが用いられる。
【０１３３】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出した後、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、組電池１０の入出力（充放電）を制御する。コントローラ３０は、式（５）に示すように、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて入力制限値（電力）Ｗｉｎ[ｔ]を設定し、組電池１０の入力電力が設定された入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を超えないように、組電池１０の入力を制御する。詳細については上述の通りである。
【０１３４】
ここで、コントローラ３０は、ステップＳ５０３において、組電池１０の推定使用履歴を更新することができる。つまり、コントローラ３０は、組電池１０の使用環境を計測する温度センサ２３等の計測装置の計測結果を用いて推定使用履歴に更新し、計測結果が反映された推定使用履歴に基づいて劣化度Ｄを算出する。このため、使用履歴喪失後は、推定された使用履歴に対して組電池１０の使用環境の実測結果が反映され、組電池１０の実使用における使用環境に応じて正確な劣化推定を行うことができる。
【０１３５】
一方、推定使用履歴に組電池１０の使用環境の実測結果が反映されるので、推定使用履歴での組電池１０の使用期間が経過すればするほど、組電池１０の実使用における使用環境に応じて正確な劣化推定を行うことができるようになるが、推定使用履歴が、組電池１０の実使用における使用環境（電池温度頻度）と大きく相違している場合、劣化度Ｄを精度良く推定できない。つまり、推定使用履歴が、組電池１０の使用環境の実測結果が反映さて実使用の環境下に近い使用履歴となるまで時間が掛かり、組電池１０の実使用における使用環境（電池温度頻度）と乖離した劣化度Ｄが算出されることになる。
【０１３６】
なお、使用履歴は、現時点から一定期間前までの所定期間内における実測結果を蓄積して生成することができる。つまり、使用履歴は、一定期間内に蓄積された電池温度の発生頻度で構成することができ、電池温度頻度が一定期間蓄積された後は、組電池１０の使用環境の実測結果が反映される度に、一定期間よりも前の古い電池温度頻度が含まれないように、電池温度頻度を生成することができる。このように構成することで、使用環境の変化に応じて電池劣化を精度良く算出することができる。
【０１３７】
また、一定期間内の電池温度頻度に限らず、製造初期から現時点までのすべての電池温度頻度を蓄積して生成することもできる。この場合、現時点から一定期間よりも前の古い電池温度頻度が、所定の割合で使用履歴に反映されるように使用履歴を生成することができる。過去の使用履歴も電池劣化に影響を及ぼすからである。
【０１３８】
そこで、本実施例では、推定使用履歴と、その後の使用環境の実測結果とが所定以上乖離している場合、劣化度Ｄを算出するために生成した推定使用期間を生成し直すことで、組電池１０の実使用の環境に適した劣化度Ｄを精度良く推定できるようにする。
【０１３９】
図１４は、推定使用履歴を構成する推定電池温度頻度と実測結果に基づく実測追加使用履歴との比較例を示す図である。なお、コントローラ３０は、例えば、図１３に示したステップＳ５０３において、推定使用履歴に計測結果を反映する処理に加え、計測結果が反映される前の推定使用履歴をメモリ３１に保持しつつ、計測結果に基づく使用環境毎の発生頻度を含む追加使用履歴を別々に記憶することができる。
【０１４０】
図１４において、点線で示す温度頻度が使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴であり、実線で示す温度頻度が、使用環境の実測結果のみに基づく追加使用履歴である。なお、横軸は電池温度、縦軸は存在時間である。
【０１４１】
図１４に示すように、使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴は、温度Ｔ３から温度Ｔ５の温度頻度（存在時間）が大きい分布となっているが、追加使用履歴は、温度Ｔ２から温度Ｔ４の温度頻度（存在時間）が大きい分布となっている。このような温度頻度のバラツキを標準偏差などの統計処理によって算出し、使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴の電池温度頻度と追加使用履歴の電池温度頻度が所定値以上異なる場合、コントローラ３０は、使用環境の実測結果のみで構成される追加使用履歴に基づいて推定使用履歴を生成し直すように、再生成処理を行う。
【０１４２】
コントローラ３０は、使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴の電池温度頻度と追加使用履歴の電池温度頻度とが所定値以上異なる場合に、追加使用履歴の電池温度頻度に対応した劣化挙動マップを用いて、組電池１０の充放電履歴から算出される満充電容量に対応する推定使用期間（第１推定使用期間に相当する）を算出する。
【０１４３】
図１５は、使用環境の実測結果のみで構成される追加使用履歴に基づく劣化挙動マップを用いた組電池１０の総使用時間の再算出例の一例を示す図である。図１５において、実線が追加使用履歴の電池温度頻度での劣化挙動マップ１（第１推定劣化情報に相当する）を示し、一点鎖線が、使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴を算出した際に用いた劣化挙動マップ２を示している。横軸は使用時間、縦軸は満充電容量である。
【０１４４】
図１５に示すように、劣化挙動マップ１は、劣化挙動マップ２と相違しており、組電池１０の現在の満充電容量Ｃ２に対応する組電池１０の推定使用期間が異なる。図５の例では、劣化挙動マップ１は、劣化挙動マップ２に比べて、使用時間が長くても満充電容量が低下し難い劣化挙動となっている。つまり、同じ満充電容量Ｃ２に対して組電池１０の現在までの総使用期間の推定値において、劣化挙動マップ１のＴ_ｔｏ３が劣化挙動マップ２のＴ_ｔｏ２よりも長い。
【０１４５】
このように本実施例では、追加使用履歴の電池温度頻度に対応した組電池１０の使用期間と満充電容量の変化との関係を予め規定した劣化挙動マップ１を用いて、組電池１０の充放電履歴から算出される満充電容量に対応する推定使用期間を再度算出し、図１０で示した電池温度頻度の存在確率分布と同様に、劣化挙動マップ１に応じて予め規定された電池温度頻度の存在確率分布に基づいて、劣化度Ｄを算出するための推定使用履歴（第１推定使用履歴に相当する）を再生成する。
【０１４６】
図１６は、追加使用履歴に基づく総使用時間及び劣化挙動マップ１の電池温度頻度の存在確率分布に応じて新たに生成された推定使用履歴の一例を示す図である。コントローラ３０は、算出された推定使用期間Ｔ_ｔｏ３と劣化挙動マップ１に応じて予め規定された各電池温度頻度の存在確率Ｐに基づいて、推定使用期間Ｔ_ｔｏ３での推定電池温度頻度を生成することができる。再生成された推定電池温度頻度は、劣化度Ｄを算出するための推定使用履歴としてメモリ３１に記憶される。
【０１４７】
図１７は、追加使用履歴に基づいて推定使用履歴の再生成処理を説明するフローチャートである。図１７に示すように、再生成処理は、追加使用履歴が所定値以上蓄積されたことをトリガーに（Ｓ７０１）、コントローラ３０は、使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴の電池温度頻度と追加使用履歴の電池温度頻度が所定値以上異なるか否かを判別する（Ｓ７０２）。ステップＳ７０１において、追加使用履歴が所定値以上蓄積されていない場合、つまり、劣化挙動マップ２に基づいて生成された推定使用履歴に対して更新される使用環境の実測結果が、所定値以上反映されていない場合は、再生成処理を行わない。追加使用履歴を構成する使用環境の実測結果に基づく電池温度頻度が少ない場合、組電池１０の実使用の環境を精度良く判別できないからである。
【０１４８】
追加使用履歴が所定値以上蓄積され、かつ使用環境の実測結果が反映される前の推定使用履歴の電池温度頻度と追加使用履歴の電池温度頻度が所定値以上異なる場合、コントローラ３０は、図１２に示したステップＳ３０２と同様に、組電池１０の現在の満充電容量Ｃ２を取得又は算出する（Ｓ７０３）。
【０１４９】
コントローラ３０は、メモリ３１に記憶されている組電池１０の総使用期間と満充電容量の変化の関係を予め規定した複数の劣化挙動マップの中から、追加使用履歴の電池温度頻度に対応する電池温度頻度の存在確率分布を有する劣化挙動マップ１を抽出する（Ｓ７０４）。
【０１５０】
コントローラ３０は、抽出した追加使用履歴の電池温度頻度に対応する劣化挙動マップ１を用いて、組電池１０の現在の満充電容量Ｃ２に対応する推定使用期間Ｔ_ｔｏ３を算出する（Ｓ７０５）。
【０１５１】
次に、コントローラ３０は、推定使用期間Ｔ_ｔｏ３を算出するために用いた劣化挙動マップ１に対応する電池温度頻度の存在確率分布を参照し、各電池温度頻度の存在確率を算出する（Ｓ７０６）。
【０１５２】
そして、コントローラ３０は、算出された推定使用期間Ｔ_ｔｏ３と各電池温度頻度の存在確率Ｐに基づいて、推定使用期間Ｔ_ｔｏ３での推定電池温度頻度を生成する（Ｓ７０７）。再生成された追加使用履歴に応じた推定電池温度頻度は、劣化度Ｄを算出するための推定使用履歴としてメモリ３１に記憶される（Ｓ７０８）。
【０１５３】
また、本実施例では、今までの組電池１０の使用期間中の使用履歴が使用できなくなった場合、現在の満充電容量実測値に応じた推定使用履歴を用いて、精度良く劣化度Ｄを推定（算出）することができ、推定された劣化度に応じて組電池１０の入出力を適切に制御することができるので、その後の組電池１０の電池異常判定や余寿命判定を精度良く行うことができる。例えば、満充電容量実測値から得られた推定使用期間と車両の実使用期間とを比較し、推定使用期間が実使用期間よりも大きい場合、電池異常と判定することができる。また、推定使用期間と予め設定された組電池１０の使用期間上限値とを比較して、組電池１０の余寿命（例えば、どのくらいの期間で使用ができなくなるか）を判定することができる。電池異常や余寿命の判定結果は、車両に搭載されるディスプレイ装置や警告ランプ等を通じてユーザに通知することができる。
【０１５４】
（実施例２）
図１８は、実施例２の組電池１０の充放電を制御する処理を示す図であり、使用履歴に基づく第１劣化度及び充放電履歴に基づく第２劣化度を用いて、許容入力電流値を設定する処理を説明するフローチャートである。
【０１５５】
本実施例では、組電池１０の充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒを用いた劣化係数ηにおいて、上記実施例１の使用履歴に基づく劣化度Ｄを考慮して、劣化係数ηを算出する。
【０１５６】
図１８に示すように、コントローラ３０は、ステップＳ９０１において、電流センサ２２の出力に基づいて、組電池１０の電流値ＩＢを検出する。また、コントローラ３０は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池１０の温度ＴＢを検出する。さらに、コントローラ３０は、監視ユニット２１の出力に基づいて、組電池１０の電圧ＶＢを検出する。ステップＳ９０２において、コントローラ３０は、組電池１０のＳＯＣを推定する。
【０１５７】
ステップＳ９０３において、コントローラ３０は、図１３のステップＳ５０３と同様に、組電池１０の使用履歴を更新する。ステップＳ９０４において、コントローラ３０は、組電池１０の使用年数を算出する。組電池１０の使用年数は、例えば、使用年数０年（製造初期段階）を基準とし、タイマー３２による時間計測処理で取得することができる。使用年数に関する情報は、適宜メモリ３１に記憶（更新）することができる。コントローラ３０は、メモリ３１から使用年数（例えば、年単位）を取得する。
【０１５８】
ステップＳ９０５において、コントローラ３０は、検出された電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢに基づいて、単電池１１の内部抵抗Ｒを算出する。内部抵抗Ｒを算出する方法は、例えば、単電池１１の内部抵抗Ｒは、単電池１１の電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢを検出することにより、推定することができる。
【０１５９】
具体的には、電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢを検出し、電流値および電圧値を座標軸とした座標系に、検出した電流値ＩＢおよび電圧値ＶＢをプロットする。そして、複数のプロットに近似する直線を算出すれば、この近似直線の傾きを単電池１１の内部抵抗（内部抵抗算出値）Ｒとして算出することができる。
【０１６０】
ステップＳ９０６において、コントローラ３０は、算出された内部抵抗Ｒを用いて劣化度Ｄｒを算出する。図１９は、単電池１１（組電池１０）の内部抵抗と劣化度Ｄｒとの関係を示す図である。単電池１１は劣化すると、内部抵抗Ｒが増加することが知られており、例えば、使用年数０年の製造初期の状態における内部抵抗Ｒ０を基準とし、使用年数に応じた内部抵抗Ｒの増加と劣化度Ｄｒとを相関させることができる。図１９において内部抵抗Ｒに対して付与される数字は、組電池１０の使用年数（使用期間）を示している。
【０１６１】
図１９の例において、内部抵抗Ｒが増加するにつれて、劣化度Ｄｒも増加するように、例えば、各使用年数毎の内部抵抗Ｒそれぞれに対し、劣化度Ｄｒを関連付けた劣化パラメータマップを作成することができる。
【０１６２】
次に、コントローラ３０は、ステップＳ９０７において、使用履歴に基づく劣化度Ｄをメモリ３１から取得し、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒと使用履歴に基づく劣化度Ｄとの乖離（差分）に基づいて補正値Ｄ´を算出し、劣化度Ｄｒに補正値Ｄ´を加算して組電池１０の補正後の劣化度Ｄｈを算出する（Ｓ９０８）。このとき、コントローラ３０は、劣化度Ｄｒと劣化度Ｄとが所定値以上乖離しているか否かを判別し、所定値以上乖離していると判別された場合に補正後の劣化度Ｄｈを算出するように構成してもよい。
【０１６３】
図２０は、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒに対して使用履歴に基づく劣化度Ｄを考慮した補正後の劣化度Ｄｈの関係を示す図である。補正後の劣化度Ｄｈは、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒに対して補正値Ｄ´が上乗せ（又は差し引かれる）ことで算出される。
【０１６４】
劣化度の補正値Ｄ´は、例えば、劣化度Ｄｒと劣化度Ｄとの差分に応じて算出することができる。上述のように充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒは、センサによって検出される電圧値や電流値などにセンサ誤差が含まれるため、例えば、劣化が進んでいるにも関わらず、劣化度Ｄｒが低く（又は高く）推定されることがある。
【０１６５】
そこで、本実施例では、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒと使用履歴に基づく劣化度Ｄとの差分値に対し、劣化度の補正値Ｄ´を予め対応付けておく。そして、差分値が大きければ、補正値Ｄ´を大きくして劣化度Ｄｒに対する劣化推定を大きく補正する。また、差分値が小さければ、補正値Ｄ´を小さくして劣化度Ｄｒに対する劣化推定を小さく補正する。なお、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒと使用履歴に基づく劣化度Ｄとの差分値と劣化度の補正値Ｄ´とは、図７に示した実測値や実験などに基づいて予めマップとして設定しておくことができる。
【０１６６】
ステップＳ９０９において、コントローラ３０は、ステップＳ９０８で算出された劣化度Ｄｈを用いて、組電池１０の劣化係数ηを算出する。劣化係数ηは、図４に示した劣化度Ｄと劣化係数ηとの関係を用いて算出することができる。
【０１６７】
なお、差分値が所定値以内の乖離である場合、補正値Ｄ´を反映しないで充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒのみを用いて劣化係数ηを算出してもよい。
【０１６８】
ステップＳ９１０において、コントローラ３０は、図１３のステップＳ５０６と同様に、上記式（２）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を算出する。また、ステップＳ９１１において、コントローラ３０は、図１３のステップＳ５０７と同様に、上記式（４）に基づいて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出する。ここで、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を求めるための劣化係数ηは、ステップＳ９０９で算出された値が用いられる。
【０１６９】
許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]を算出した後、コントローラ３０は、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて、組電池１０の入出力（充放電）を制御する。コントローラ３０は、式（５）に示すように、許容入力電流値Ｉｌｉｍ＿ｄ[ｔ]に基づいて組電池１０の入力制限値（電力）Ｗｉｎ[ｔ]を設定し、組電池１０の入力電力が、設定された入力制限値Ｗｉｎ[ｔ]を超えないように、組電池１０の電池入力を制御する。
【０１７０】
このように本実施例では、組電池１０の劣化推定を複数の手法で行い、使用履歴に基づいて算出される第１劣化度と、充放電履歴に基づいて算出される第２劣化度とを比較し、たがいの劣化度が所定値以上乖離している場合は、劣化係数ηを算出するための劣化度を他方の劣化度との乖離度合いに応じて補正し、補正された劣化度Ｄｈに応じて許容入力電流値を低下させるように、組電池１０の入力を制御する。
【０１７１】
つまり、本実施例では、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を更新する際に、組電池１０の劣化状態に応じて劣化係数η（＜１）を適用して許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を低下させながら組電池１０の充電（電池入力）を制御しつつ、充放電履歴に基づく劣化度（第２劣化度に相当する）と、使用履歴に基づく劣化度（第１劣化度）とに応じて、許容入力電流値Ｉｌｉｍ[ｔ]を低下させるときの低下率（劣化係数η）を変更する。このように構成することで、充放電履歴に基づく劣化度Ｄｒが低く推定された場合でも、使用履歴に基づく劣化度Ｄに応じて組電池１０の劣化度を精度良く推定することができる。
【０１７２】
なお、上記説明では、使用履歴に基づいて算出される第１劣化度Ｄと、充放電履歴に基づいて算出される第２劣化度Ｄｒとを比較し、互いの劣化度が所定値以上乖離している場合は、劣化度Ｄｒを補正して劣化度Ｄｈを算出する態様について説明したが、劣化度Ｄを補正して劣化度Ｄｈを算出するようにしてもよい。つまり、劣化係数ηを算出するための劣化度Ｄを他方の劣化度Ｄｒとの乖離度合いに応じて補正し、補正された劣化度Ｄｈに応じて許容入力電流値を低下させるように、組電池１０の入力を制御することができる。
【０１７３】
また、上記説明では、充放電履歴に基づく組電池１０の劣化推定方法として、組電池１０の内部抵抗Ｒを用いた劣化推定を一例に説明したが、満充電容量、ＯＣＶ（ＳＯＣ変動に対する単電池１１のＯＣＶ変動）などに基づいて算出される充放電履歴に基づく劣化推定を行うこともできる。
【０１７４】
例えば、単電池１１は劣化すると、満充電容量が小さくなるので、満充電容量が低下するにつれて、劣化度が増加するように、各使用年数毎の満充電容量それぞれに対し、劣化度を関連付けた劣化パラメータマップを作成することができる。また、ＳＯＣの変動幅に対するＯＣＶ変動の割合が増加するにつれて、劣化度が増加するように、各使用年数毎のＳＯＣの変動幅に対するＯＣＶ変動の割合それぞれに対し、劣化度を関連付けた劣化パラメータマップを作成することができる。
【０１７５】
なお、上述した実施例１，２において、車両に搭載された組電池１０の劣化推定及び入力制御の一例を示したが、これに限るものではない。すなわち、リチウム金属の析出を抑制するために、リチウムイオン二次電池の充電を制御するシステムであれば、本発明を適用することができる。
【０１７６】
また、組電池１０を構成する単電池１１としてリチウムイオン二次電池を例示したが、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池においても、使用環境毎の発生頻度を含む使用履歴に基づいて劣化度を推定することができる。この場合、本発明を適用することで、組電池１０の使用期間中の実際の使用履歴が使用できなくなった場合でも、推定使用履歴を用いて精度良く劣化度を推定（算出）することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１０：組電池
１１：単電池
２１：監視ユニット
２２：電流センサ
２３：温度センサ
２４：インバータ
２５：モータ・ジェネレータ
３０：コントローラ
３１：メモリ
ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン
Ｃ：コンデンサ
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー
Ｒ：電流制限抵抗
【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】
2015026478.tif 000014
【図８】
2015026478.tif 000015
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015026478.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
2015026478.tif 000022
【図１６】
2015026478.tif 000023
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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