(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水電解液型二次電池と，
前記非水電解液型二次電池に流れる電流を測定する電流測定部と，
前記非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有する非水電解液型二次電池システムであって，
前記制御部は，
予め定めた計測期間に，
予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，
予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，
前記充電履歴値Ｃｃと前記放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい充電過多の場合または放電過多の場合に，
電流制御期間を設定するとともに，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより大きい充電過多の場合には，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に充電電流を流さない電流制御を行い，
前記充電履歴値Ｃｃが前記放電履歴値Ｃｄより小さい放電過多の場合には，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に放電電流を流さない電流制御を行う電流制御部とを有することを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記電流制御部は，
充電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に放電電流もしくはゼロ電流を流すとともに，
放電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に充電電流もしくはゼロ電流を流すものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記電流制御部は，
充電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に流れる放電電流の絶対値を増大させるとともに，
放電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に流れる充電電流の絶対値を増大させるものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記計測期間および前記電流制御期間にわたって，前記充電履歴値Ｃｃおよび前記放電履歴値Ｃｄを計算するものであり，
前記電流制御部は，
前記充電履歴値Ｃｃと前記放電履歴値Ｃｄとの差が予め定めた履歴値差閾値以下である場合に，前記電流制御期間を終了させるものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記電流制御部は，
充電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に定電流放電を行うとともに，
放電過多の場合に，
前記電流制御期間内に，前記非水電解液型二次電池に定電流充電を行うものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記電流制御部は，
前記充電履歴値Ｃｃから前記放電履歴値Ｃｄを引いた差が，予め定めた正の基準値以上である場合に，
前記非水電解液型二次電池が充電過多であると判断するとともに，
前記放電履歴値Ｃｄから前記充電履歴値Ｃｃを引いた差が，予め定めた正の基準値以上である場合に，
前記非水電解液型二次電池が放電過多であると判断するものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記電流制御部は，
前記充電履歴値Ｃｃの前記放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた１以上の数である第１の基準値より大きい場合に，
前記非水電解液型二次電池が充電過多であると判断するとともに，
前記放電履歴値Ｃｄの前記充電履歴値Ｃｃに対する比が，予め定めた１以上の数である第２の基準値より大きい場合に，
前記非水電解液型二次電池が放電過多であると判断するものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項９】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ３＝Ｉｃ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ３＝Ｉｄ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ４＝Ｉｍａｘ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ４＝Ｉｍｉｎ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間Ｔｃを用い，
前記放電履歴値Ｃｄとして，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間Ｔｄを用いることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電履歴値Ｃｃとして，
前回以前に計算した充電履歴値Ｃｃの総和に，今回計算した充電履歴値Ｃｃを加えた累積充電履歴値ＳＣｃを用いるとともに，
前記放電履歴値Ｃｄとして，
前回以前に計算した放電履歴値Ｃｄの総和に，今回計算した放電履歴値Ｃｄを加えた累積放電履歴値ＳＣｄを用いるものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムであって，
前記充放電履歴値計算部は，
前記充電閾値電流Ｉｃとして，
ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の値が大きくなるほど絶対値として小さい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として大きい値を，
電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を採用するとともに，
前記放電閾値電流Ｉｄとして，
ＳＯＣの値が大きくなるほど絶対値として大きい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として小さい値を，
電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を採用するものであることを特徴とする非水電解液型二次電池システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４までのいずれかに記載の非水電解液型二次電池システムと，
前記非水電解液型二次電池システムから電力を得るモータと，
前記モータとともに駆動源となるエンジンと，
前記モータの出力と前記エンジンの出力とを制御する出力制御部とを有するハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，非水電解液型二次電池システムおよびハイブリッド車両に関する。さらに詳細には，ハイレート充放電による非水電解液型二次電池の劣化を抑制する非水電解液型二次電池システムおよびハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，繰り返し充放電を行うことのできる電池である。例えば，ハイブリッド車両に搭載される二次電池においては，より大電流の充放電（ハイレート充放電）が行われる。このため，エネルギー密度が高く，ハイレート充放電性に優れる非水電解液型のリチウムイオン二次電池を車両用に採用すべく開発が進められている。しかし，リチウムイオン二次電池であっても，より大きな電流で充放電を繰り返すことにより，その内部抵抗が上昇することが知られている（例えば特許文献１の段落［０００４］参照）。
【０００３】
このような内部抵抗の上昇の抑制を図ったリチウムイオン二次電池が，特許文献１により開示されている。特許文献１においては，電極集電体と電極合剤層との間に導電層を配設することにより，電極体の劣化を防止するとしている。これにより，電圧低下を抑制するリチウムイオン二次電池が開示されている（例えば特許文献１の段落［００３３］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９７６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その後，本出願人の研究開発の結果，内部抵抗の上昇の原因として，上記した電極体に起因するものの他に，電解液中の不均一な塩濃度分布に起因するものがあることが明らかになってきた。ここで，不均一な塩濃度分布とは，電極近傍と，電極間の中間地点近傍とで，塩濃度に偏りがみられることをいう。この不均一な塩濃度分布は，ハイレート充放電を行うことにより生ずるものと考えられる。
【０００６】
例えば，ハイレートで充電が行われたとする。すると，正極側ではリチウムイオンが正極活物質から放出される（リチウムデインターカレーション）。この充電における電流値が大きいほど，単位時間当たりのリチウムイオンの放出量は多い。そのため，正極側ではリチウムイオンの濃度が一時的に高くなる。一方，負極側ではリチウムイオンが負極活物質に吸蔵される（リチウムインターカレーション）。そのため，負極側ではリチウムイオンの濃度が一時的に低くなる。このように，リチウムイオンの濃度分布に一時的な偏りが生じることがある。
【０００７】
このようにリチウムイオンの濃度分布に一時的な偏りが生じると，正極側のリチウムイオンは，負極側に移動しようとする。しかし，リチウムイオンの移動速度は有限である。そのため，ハイレート充電によりリチウムイオンの濃度分布に急激な変化が生じると，リチウムイオンの移動が間に合わない。この状態が持続すると，負極側で反応に寄与すべきリチウムイオンが不足する。そうすると，リチウムイオン二次電池の内部抵抗は上昇する。したがって，電圧低下を招くこととなる。以上，ハイレート充電について説明したが，ハイレート放電においても同様の問題を生じることは明らかである。
【０００８】
そして，このような使用状態が続いた場合，塩濃度分布が偏ったままとなるおそれがある。よって，なんらかの措置を講じなければ，電池の内部抵抗が高いままとなる。このように内部抵抗が上昇するほど，電池の出力は低くなる。ハイブリッド車両においては，電池の出力が低くなるほどエンジンの負担は大きくなる。つまり，ガソリンの消費量が多くなる。したがって，ハイブリッド車両における燃費は悪くなる。
【０００９】
前述したように，電極体に起因する内部抵抗の上昇は，電極体に対策を施す従来技術（特許文献１等）により抑制することができる。しかし，特許文献１等のように電極体に対策を施す発明では，電解液の塩濃度分布の偏りを回復することはできない。つまり，電解液の塩濃度分布の偏りに起因する内部抵抗の上昇を回避することはできない。また，その電池を搭載するハイブリッド車両の燃費の低下を抑制することもできない。
【００１０】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電解液に生じた塩濃度分布の偏りの回復を図った非水電解液型二次電池システムおよびそれを搭載するハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における非水電解液型二次電池システムは，非水電解液型二次電池と，非水電解液型二次電池に流れる電流を測定する電流測定部と，非水電解液型二次電池を制御する制御部とを有するものである。そして，制御部は，予め定めた計測期間に，予め定めた充電閾値電流Ｉｃを超える電流での充電の履歴を示す充電履歴値Ｃｃと，予め定めた放電閾値電流Ｉｄを超える電流での放電の履歴を示す放電履歴値Ｃｄとを計算する充放電履歴値計算部と，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの違いが予め定められた程度より大きい充電過多の場合または放電過多の場合に，電流制御期間を設定するとともに，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより大きい充電過多の場合には，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に充電電流を流さない電流制御を行い，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄより小さい放電過多の場合には，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に放電電流を流さない電流制御を行う電流制御部とを有する。かかる非水電解液型二次電池システムでは，所定の期間内に行われるハイレート充電とハイレート放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。そのため，ハイレート充放電を行うことで電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りを解消することができる。その結果，非水電解液型二次電池における内部抵抗の上昇が抑制される。よって，非水電解液型二次電池の耐久寿命は長い。 
【００１２】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制御部は，充電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に放電電流もしくはゼロ電流を流すとともに，放電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に充電電流もしくはゼロ電流を流すものであるとよい。ここでゼロ電流を流すとは，電流値をゼロとするこという。つまり，非水電解液型二次電池を含む回路に電流を流さないのである。ハイレート充放電を行うことで非水電解液型二次電池における電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りを解消することができることに変わりない。
【００１３】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制御部は，充電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に流れる放電電流の絶対値を増大させるとともに，放電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に流れる充電電流の絶対値を増大させるものであるとなおよい。ハイレート充放電を行うことで非水電解液型二次電池における電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りをより好適に解消することができるからである。
【００１４】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，計測期間および電流制御期間にわたって，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算するものであり，電流制御部は，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が予め定めた履歴値差閾値以下である場合に，電流制御期間を終了させるものであるとよい。電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りを解消することができることに変わりないからである。
【００１５】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制御部は，充電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に定電流放電を行うとともに，放電過多の場合に，電流制御期間内に，非水電解液型二次電池に定電流充電を行うものであるとよい。電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りを解消することができることに変わりないからである。
【００１６】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制御部は，充電履歴値Ｃｃから放電履歴値Ｃｄを引いた差が，予め定めた正の基準値以上である場合に，非水電解液型二次電池が充電過多であると判断するとともに，放電履歴値Ｃｄから充電履歴値Ｃｃを引いた差が，予め定めた正の基準値以上である場合に，非水電解液型二次電池が放電過多であると判断するものであるとよい。充電過多もしくは放電過多の判断を好適に行うことができるからである。
【００１７】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，電流制御部は，充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた１以上の数である第１の基準値より大きい場合に，非水電解液型二次電池が充電過多であると判断するとともに，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，予め定めた１以上の数である第２の基準値より大きい場合に，非水電解液型二次電池が放電過多であると判断するものであるとよい。充電過多もしくは放電過多の判断を好適に行うことができることに変わりないからである。
【００１８】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ（ｔ）］ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いるとよい。好適な充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出することができるからである。
【００１９】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｃ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄ（ｔ）となる時間ｔ
Ｉｄ（ｔ）は予め定めた閾値電流
で表される値を用いるとよい。好適な充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出することができることに変わりないからである。
【００２０】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ３＝Ｉｃ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ３＝Ｉｄ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いるとよい。好適な充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出することができることに変わりないからである。
【００２１】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，次式
Ｃｃ４＝Ｉｍａｘ・Ｔｃ
Ｔｃは，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間
で表される値を用い，放電履歴値Ｃｄとして，次式
Ｃｄ４＝Ｉｍｉｎ・Ｔｄ
Ｔｄは，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間
で表される値を用いるとよい。好適な充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出することができることに変わりないからである。
【００２２】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，Ｉ（ｔ）≧Ｉｃであった時間Ｔｃを用い，放電履歴値Ｃｄとして，Ｉ（ｔ）≦Ｉｄであった時間Ｔｄを用いるとよい。好適な充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出することができることに変わりないからである。
【００２３】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電履歴値Ｃｃとして，前回以前に計算した充電履歴値Ｃｃの総和に，今回計算した充電履歴値Ｃｃを加えた累積充電履歴値ＳＣｃを用いるとともに，放電履歴値Ｃｄとして，前回以前に計算した放電履歴値Ｃｄの総和に，今回計算した放電履歴値Ｃｄを加えた累積放電履歴値ＳＣｄを用いるとよい。電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りが，ハイレート充放電を累積的に行ったことにより生じている場合であっても，その偏りを回復することができるからである。 
【００２４】
上記に記載の非水電解液型二次電池システムにおいて，充放電履歴値計算部は，充電閾値電流Ｉｃとして，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の値が大きくなるほど絶対値として小さい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を採用するとともに，放電閾値電流Ｉｄとして，ＳＯＣの値が大きくなるほど絶対値として大きい値を，ＳＯＣの値が小さくなるほど絶対値として小さい値を，電池温度が高くなるほど絶対値として大きい値を，電池温度が低くなるほど絶対値として小さい値を採用するものであるとよい。非水電解液型二次電池における電池温度およびＳＯＣという環境に応じて，電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することができるからである。
【００２５】
また，本発明の別の態様におけるハイブリッド車両は，上記に記載の非水電解液型二次電池システムと，非水電解液型二次電池システムから電力を得るモータと，モータとともに駆動源となるエンジンと，モータの出力とエンジンの出力とを制御する出力制御部とを有するものである。かかるハイブリッド車両では，所定の期間内に行われるハイレート充電とハイレート放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。そのため，ハイレート充放電を行うことで電解液中の塩濃度分布に偏りが生じたとしても，その偏りを解消することができる。その結果，非水電解液型二次電池における内部抵抗の上昇が抑制される。よって，このハイブリッド車両を耐久使用しても，その燃費はよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば，電解液に生じた塩濃度分布の偏りの回復を図った非水電解液型二次電池システムおよびそれを搭載するハイブリッド車両が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るハイブリッド車両を説明するための概略構成図である。
【図２】実施形態に係るバッテリシステムを説明するための概略構成図である。
【図３】ハイブリッド車両の走行によるバッテリの充放電における電流値の時間変化を例示するグラフである。
【図４】第１の実施形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを例示するグラフである。
【図６】第１の実施形態のバッテリシステムの電流制御フローを説明するためのフローチャートである。
【図７】第２の実施形態のバッテリシステムの電流制御を説明するためのグラフである。
【図８】第３の実施形態のバッテリシステムの電流制御フローを説明するためのフローチャートである。
【図９】第５の実施形態のバッテリシステムの電流制御フローを説明するためのフローチャートである。
【図１０】第５の実施形態における充電閾値電流Ｉｃを設定するための電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。
【図１１】第５の実施形態における放電閾値電流Ｉｄを設定するための電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。
【図１２】一定電流で放電し続けた場合の電池セルの電圧の経時変化を説明するためのグラフである。
【図１３】一定電流で放電し続けた場合の電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値の経時変化を説明するためのグラフである。
【図１４】放電し続ける一定電流の値を変えた場合の［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値の変化を示すグラフである。
【図１５】ＳＯＣが一定（６０％）の場合における充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を例示するグラフである。
【図１６】温度が一定（２５℃）の場合における充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下，本発明を具体化した実施形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。各々の実施形態は，ハイブリッド車両に用いて好適な非水電解液型二次電池システムおよび当該二次電池システムを搭載するハイブリッド車両について，本発明を具体化したものである。ここで，ハイブリッド車両とは，外部電源から充電可能なプラグインハイブリッド車両をも含むものとする。
【００２９】
（第１の実施形態）
１．ハイブリッド車両の構成
本形態におけるハイブリッド車両１の概略構成を図１に示す。本形態のハイブリッド車両１におけるハイブリッドシステム１０は，エンジン２０およびモータ３０から出力される動力を，動力分割機構６０を介してタイヤ２に供給してハイブリッド車両１を駆動させるものである。ハイブリッドシステム１０は，エンジン２０と，モータ３０と，発電機４０と，バッテリ５０と，動力分割機構６０と，パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）２００とを有している。
【００３０】
ＰＣＵ２００は，図１に示すように，インバータ７０を有している。インバータ７０は，バッテリ５０側の直流と，モータ３０および発電機４０側の三相交流とを相互に変換するものである。ここでは，ＰＣＵ２００がインバータ７０を有していることとしたが，インバータ７０がＰＣＵ２００の外部に配置されていることとしてもよい。
【００３１】
エンジン２０およびモータ３０は，ハイブリッド車両１を駆動させるためのものである。エンジン２０と，モータ３０とから出力された動力は，動力分割機構６０を介してタイヤ２に伝達されるようになっている。動力分割機構６０は，エンジン２０からの動力と，モータ３０からの動力とを切り替えるものである。また，エンジン２０と，モータ３０とからの動力を併用して，より高いエネルギー効率でハイブリッド車両１を走行させるためのものである。
【００３２】
また，モータ３０は，ハイブリッド車両１の減速時に，発電機として発電することができるようになっている。この発電により得られた電気的エネルギーは，バッテリ５０に蓄えられるようになっている。発電機４０は，エンジン２０の回転エネルギーにより発電し，インバータ７０を介してバッテリ５０に電気的エネルギーを蓄えるものである。
【００３３】
バッテリ５０は，ＰＣＵ２００に付属しているインバータ７０を介してモータ３０に電力を供給するためのものである。バッテリ５０は，リチウムイオン導電性の非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池の電池セルを複数個直列に接続した組電池である。
【００３４】
また，バッテリ５０は，リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質を正極活物質および負極活物質として用いている。バッテリ５０の正極は，アルミ等に正極活物質を塗布したものである。負極は，銅等に負極活物質を塗布したものである。
【００３５】
バッテリ５０の正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。また，負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
【００３６】
また，バッテリ５０の電解液は，非水有機溶媒に電解質を溶解させたものである。非水有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のエステル系溶媒や，エステル系溶媒にγ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ），ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機液体溶媒が挙げられる。また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００３７】
ハイブリッド車両１において，エンジン２０と，モータ３０との動力を効率よく用いるために，これらを統合して制御する役割をＰＣＵ２００が担っている。ＰＣＵ２００は，アクセルペダル，ブレーキペダル，シフトレバー等からの操作信号を受け取り，エンジン２０とモータ３０とを利用した最適走行を実現するものである。
【００３８】
ＰＣＵ２００は，モータ３０と，発電機４０とを制御するためのものである。また，ＰＣＵ２００は，バッテリ５０の充電または放電を制御する制御部でもある。そして，モータ３０の必要とする出力等に応じて電力の供給量を制御するものである。さらに，後に詳述するように，バッテリ５０の電解液中の塩濃度分布が不均一となるのを回避するために電流制御を行う制御部でもある。
【００３９】
２．非水電解液型二次電池システム
ここで，本形態のバッテリシステム１００について図２により説明する。図２は，図１に示したハイブリッド車両１から，バッテリ５０と，ＰＣＵ２００とを抜き出して描いたものである。バッテリシステム１００は，バッテリ５０とＰＣＵ２００とを有する非水電解液型二次電池システムである。よって，バッテリシステム１００は，ハイブリッドシステム１０およびハイブリッド車両１の一部を構成するものである。
【００４０】
ＰＣＵ２００は，インバータ７０の他に，図２に示すように，バッテリ制御部１５１と，電圧測定部１５２と，電流測定部１５３と，温度測定部１５４と，メモリ１５５とを有する制御部である。また，図２には示されていないが，ＰＣＵ２００は，その他の制御部をも有している。
【００４１】
電圧測定部１５２は，組電池であるバッテリ５０を構成する個々の電池セルの電圧を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。電流測定部１５３は，バッテリ５０と接続された回路を流れる電流を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。温度測定部１５４は，バッテリ５０を構成する個々の電池セルの温度を測定し，バッテリ制御部１５１に送信するためのものである。
【００４２】
バッテリ制御部１５１は，インバータ７０を介してバッテリ５０の電流制御を行うものである。また，バッテリ制御部１５１は，電圧測定部１５２から出力されるバッテリ５０の電圧値と，電流測定部１５３から出力される電流値と，温度測定部１５４から出力されるバッテリ５０の温度とを基に，バッテリ５０の状態，例えばＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を把握することもできるものである。そして，バッテリ５０の過負荷状態を回避する役割も担うものである。
【００４３】
本形態における電流制御を行うために，バッテリ制御部１５１は，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算する充放電履歴値計算部と，電流制御を行う電流制御部を兼ねている。これらの働きについては，後に詳しく述べる。また，メモリ１５５には，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算するために用いる充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定値が格納されている。よって，バッテリ制御部１５１は，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定値を適宜メモリ１５５から読み出すことができるようになっている。
【００４４】
３．基本的な動作モード
ここで，ハイブリッド車両１およびハイブリッドシステム１０の基本的な動作モードについて説明する。ハイブリッド車両１は，エンジン２０およびモータ３０の２種類の動力源を備えたハイブリッドシステム１０により走行するものである。ハイブリッドシステム１０による駆動方式には，エンジン２０のみを駆動源として用いる走行と，モータ３０のみを駆動源として用いる走行と，エンジン２０およびモータ３０を駆動源とする走行とがある。バッテリ５０の充電状態，放電状態を考慮するとさらに多くの走行モードに細分される。これらの走行モードを使い分けることにより，高いエネルギー効率で燃費の低いハイブリッド車両１が実現されているのである。よって，以下に代表的な走行モードについて説明する。
【００４５】
まず，発進時には，ハイブリッド車両１はモータ３０のみを駆動して発進する。モータは，回転起動時においても大きなトルクを発生させることができるからである。そして，低速走行時においても，モータ３０のみの駆動によりハイブリッド車両１は走行する。発進時および低速走行時には，エンジン２０による駆動の効率は低いためである。
【００４６】
通常走行時においては，エンジン２０とモータ３０とを駆動源として併用して走行する。このとき，アクセルペダル等からの操作信号に対応して，ＰＣＵ２００が最適なエネルギー効率を保てるように，エンジン２０およびモータ３０を駆動させる。
【００４７】
急加速時においては，エンジン２０とモータ３０とを駆動源として併用して走行する。そして，強い加速を行うためバッテリ５０からより大きな電力をモータ３０に供給する。一方，減速等の制動時には，モータ３０を発電機として用いて発電する。このように発電した電気をバッテリ５０に回収するためである。
【００４８】
ＰＣＵ２００は，上記の動作モードを制御する。ＰＣＵ２００は，各時刻において，エンジン２０およびモータ３０の駆動源をいずれの割合で使用するかを判断するとともに各ユニットに指令を与える出力制御部でもある。そして，本形態のバッテリシステム１００では，このＰＣＵ２００からの指令に従って，バッテリ５０における充放電の電流制御が行われる。
【００４９】
ＰＣＵ２００からの指令を受けて，バッテリ５０は充放電を繰り返すこととなる。その充放電の繰り返しを，図３に例示する。図３は，電流測定部１５３で測定されるバッテリ５０の電流値Ｉ（ｔ）の時間変化を示したものである。図３の横軸は，時間である。縦軸は，電流値である。本形態では，電流Ｉ（ｔ）が正のときにはバッテリ５０の充電が行われ，電流Ｉ（ｔ）が負のときにはバッテリ５０の放電が行われるものとする。図３では，電流値は頻繁に変わっている。すなわち，アクセル，ブレーキ，シフトレバー等からの操作信号に対応して，ＰＣＵ２００がハイブリッド車両１の走行を制御しているためである。
【００５０】
ＰＣＵ２００が行う電流制御には，次の２つがある。
１）最適な走行モードを制御するための電流制御
２）電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するための電流制御
本形態は，通常の，１）最適な走行モードを制御するための電流制御（以下，「通常の電流制御」という。）に加えて，２）電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するための電流制御（以下，「本形態の電流制御」という。）をも行うことに特徴がある。したがって，以下にリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するための電流制御について説明する。
【００５１】
４．電流制御方法（リチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するための電流制御）
本形態のバッテリシステム１００における電流制御方法について説明する。本形態の電流制御は，リチウムイオンの濃度分布に偏りが生ずるようなハイレート充電もしくはハイレート放電が行われた場合に，その偏りを回復するための電流制御である。したがって，本形態の電流制御は，通常の電流制御に優先して行う。本形態の電流制御を行っている期間内には，一時的にやや燃費が低下している場合がある。しかし，本形態の電流制御はバッテリ５０の性能の低下を防止するためのものである。そのため，耐久使用の観点からみれば，ハイブリッド車両１の燃費は向上している。ここで，電解液中の塩濃度分布に偏りが生じる場合には，充電過多の場合と放電過多の場合とがある。
【００５２】
４−１．充電過多の場合
まず，充電過多の場合について説明する。本形態で，充電過多とは，所定の期間（計測期間Ｔ１）内にハイレート充電がハイレート放電に比べて予め定めた程度より多くなされた場合をいう。充電過多の場合には，正極側でリチウムイオンのデインターカレーションが多く生じている。つまり，多くのリチウムイオンが正極活物質から電解液に放出されている。一方，負極側では，リチウムイオンのインターカレーションが多く生じている。つまり，多くのリチウムイオンが電解液から負極活物質に吸蔵されている。そのため，表１に示すように，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で多く，負極側で少ない。
【００５３】
この電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを解消するために，充電を行わない電流制御期間Ｔ２を設定する。電流制御期間Ｔ２内では，充電電流を流す代わりにゼロ電流を流す。その結果，電流制御期間Ｔ２内では，バッテリ５０に放電電流もしくはゼロ電流が流れることとなる。つまり，電流制御期間Ｔ２内には，充電電流は流れない。図４は，充電過多の場合に本形態の電流制御を行った場合を示すグラフである。破線は，本形態の電流制御を行わなかった場合の電流値を仮想的に示している。実線は，実際に本形態の電流制御を行った場合の電流値を示している。なお，図４は，図３の波形を簡略化したものである。
【００５４】
図４に示すように，電流制御期間Ｔ２では，バッテリ５０に放電電流もしくはゼロ電流が流れる。そのため，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０が充電されることはない。そして，この電流制御により，リチウムイオンの数は，表１に示すように変化する。すなわち，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で減少し，負極側で増大する。
【００５５】
これにより，電解液中の負極側でのリチウムイオンの不足は解消されることとなる。つまり，バッテリ５０の電解液中で生じていたリチウムイオンの濃度分布の偏りは回復する。なお，この電流制御期間Ｔ２では，ハイブリッド車両１は，バッテリ５０の充電を行わない走行モードで走行することとなる。
【００５６】
［表１］
充電過多の場合
電流制御前              電流制御後
正極側        リチウムイオン多い      リチウムイオン減少（濃度分布の偏りの回復）
負極側        リチウムイオン少ない    リチウムイオン増加（濃度分布の偏りの回復）
【００５７】
４−２．放電過多の場合
次に，放電過多の場合について説明する。本形態で，放電過多とは，所定の期間（計測期間Ｔ１）内にハイレート放電がハイレート充電に比べて予め定めた程度より多くなされた場合をいう。放電過多の場合には，表２に示すように，電解液中のリチウムイオンは，負極側で多く，正極側で少ない。
【００５８】
そのため放電過多の場合にも，この電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを解消するために，電流制御期間Ｔ２を設定する。ただし，放電過多の場合における電流制御期間Ｔ２では，放電電流の代わりにゼロ電流を流すこととする。その結果，電流制御期間Ｔ２内では，バッテリ５０に充電電流もしくはゼロ電流が流れる。つまり，電流制御期間Ｔ２内には，放電電流は流れない。そして，この電流制御により，リチウムイオンの数は，表２に示すように変化する。すなわち，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で増加し，負極側で減少する。
【００５９】
これにより，電解液中の正極側でのリチウムイオンの不足は解消されることとなる。つまり，バッテリ５０の電解液中で生じていたリチウムイオンの濃度分布の偏りは回復する。なお，電流制御期間Ｔ２では，ハイブリッド車両１は，エンジン２０のみで走行することとなる。
【００６０】
［表２］
放電過多の場合
電流制御前              電流制御後
正極側        リチウムイオン少ない    リチウムイオン増加（濃度分布の偏りの回復）
負極側        リチウムイオン多い      リチウムイオン減少（濃度分布の偏りの回復）
【００６１】
４−３．電流制御期間の設定方法
ここで電流制御期間Ｔ２の設定方法について説明する。電流制御期間Ｔ２として，予め定めた時間を電流制御期間Ｔ２とすればよい。この時間として，適当な時間を選択することができる。リチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するために，充電過多もしくは放電過多の程度に応じて，電流制御期間Ｔ２の長さを設定することが好ましい。
【００６２】
５．充電過多および放電過多の判断方法
これまで，充電過多の場合もしくは放電過多の場合に行う本形態の電流制御方法について説明した。続いて，いずれの場合に，充電過多もしくは放電過多に該当するのか，その判断方法について説明する。本形態では，充電過多や放電過多の判断をするために，充電の履歴を数値化した充電履歴値Ｃｃと，放電の履歴を数値化した放電履歴値Ｃｄとを導入する。
【００６３】
充電履歴値Ｃｃは，計測期間Ｔ１内に電流測定部１５３により測定された電流値Ｉ（ｔ）が，予め設定した閾値である充電閾値電流Ｉｃ（図３参照）の値以上となっている期間の履歴を数値化したものである。放電履歴値Ｃｄは，計測期間Ｔ１内に電流測定部１５３から出力された電流値Ｉ（ｔ）が，予め設定した閾値である放電閾値電流Ｉｄ（図３参照）の値以下となっている期間の履歴を数値化したものである。充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄの定義にはいくつものバリエーションがある。よって，以下に例示する。なお，これらの値を比較するために，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとはともに，絶対値を用いて正またはゼロの値として定義してある。
【００６４】
５−１．計測期間の設定方法
まず，バッテリに流れる電流Ｉ（ｔ）を計測する計測期間Ｔ１の設定方法について説明する。なお，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄは，計測期間Ｔ１にわたって算出される値である。計測期間Ｔ１は，例えば，イグニッションキーのオンからオフまでの期間である。そして，オンで計測を開始し，オフで計測を終了するのである。また，１分や１時間などの予め定めた長さの時間であってもよい。
【００６５】
５−２．充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄの設定方法
５−２−１．充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第１の例
本形態では，前述のように，電流Ｉ（ｔ）が正のときにはバッテリ５０の充電が行われ，電流Ｉ（ｔ）が負のときにはバッテリ５０の放電が行われる。このため，電流Ｉ（ｔ）を充電電流Ｉ（ｔ）と放電電流Ｉ（ｔ）とに分けることができる。すなわち，充電電流Ｉ（ｔ）は，電流Ｉ（ｔ）が正である期間にバッテリ５０に流れる電流である。放電電流Ｉ（ｔ）は，電流Ｉ（ｔ）が負である期間にバッテリ５０に流れる電流である。
【００６６】
充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）のうち充電閾値電流Ｉｃを超える部分，すなわちＩ（ｔ）−Ｉｃの積分値の絶対値（Ｃｃ１）を用いることができる。ここで充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超える場合とは，充電電流Ｉ（ｔ）の絶対値が充電閾値電流Ｉｃの絶対値よりも大きい場合である。このときの充電履歴値Ｃｃ１は，次式に示す値
Ｃｃ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｃ］ｄｔ｜  ………（１）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
である。図５は，第１の例における充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを説明するための概念図である。図５では，図３に示した充放電の波形を簡略化して描かれている。充電履歴値Ｃｃ１は，図５においてドットでハッチングした領域の面積の総和と同じである。
【００６７】
そして，放電履歴値Ｃｄとして，放電電流Ｉ（ｔ）のうち放電閾値電流Ｉｄを超える部分，すなわちＩ（ｔ）−Ｉｄの積分値の絶対値（Ｃｄ１）を用いることができる。ここで放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超える場合とは，放電電流Ｉ（ｔ）の絶対値が放電閾値電流Ｉｄの絶対値よりも大きい場合である。このときの放電履歴値Ｃｄ１は，次式に示す値
Ｃｄ１＝｜∫［Ｉ（ｔ）−Ｉｄ］ｄｔ｜  ………（２）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。放電履歴値Ｃｄ１は，図５においてスラッシュでハッチングした領域の面積の総和と同じである。
【００６８】
５−２−２．充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第２の例
また，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間における電流Ｉ（ｔ）そのものの積分値（Ｃｃ２）であってもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間における電流Ｉ（ｔ）そのものの積分値（Ｃｄ２）であってもよい。このとき，充電履歴値Ｃｃ２および放電履歴値Ｃｄ２は，次式に示す値
Ｃｃ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜  ………（３）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
Ｃｄ２＝｜∫Ｉ（ｔ）ｄｔ｜  ………（４）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。
【００６９】
５−２−３．充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第３の例
そして，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃそのもの（Ｃｃ３）を採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄそのもの（Ｃｄ３）を採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ３および放電履歴値Ｃｄ３は，次式に示す値
Ｃｃ３＝Ｔｃ＝∫ｄｔ  ………（５）
積分区間はＩ（ｔ）≧Ｉｃとなる時間
Ｃｄ３＝Ｔｄ＝∫ｄｔ  ………（６）
積分区間はＩ（ｔ）≦Ｉｄとなる時間
である。なお，時間Ｔｃは，計測期間Ｔ１内にハイレート充電を行った期間でもある。時間Ｔｄは，計測期間Ｔ１内にハイレート放電を行った期間でもある。
【００７０】
５−２−４．充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第４の例
さらに，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃに，充電閾値電流Ｉｃの値を乗じたもの（Ｃｃ４）を採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄに，放電閾値電流Ｉｄの値を乗じたもの（Ｃｄ４）を採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ４および放電履歴値Ｃｄ４は，次式に示す値
Ｃｃ４＝｜Ｉｃ｜・Ｔｃ  ………（７）
Ｃｄ４＝｜Ｉｄ｜・Ｔｄ  ………（８）
である。
【００７１】
５−２−５．充電履歴値Ｃｃ，放電履歴値Ｃｄの第５の例
また，充電履歴値Ｃｃとして，充電電流Ｉ（ｔ）が充電閾値電流Ｉｃを超えていた時間Ｔｃに，計測期間内の最大電流値Ｉｍａｘの値を乗じたもの（Ｃｃ５）を採用してもよい。放電履歴値Ｃｄについても，放電電流Ｉ（ｔ）が放電閾値電流Ｉｄを超えていた時間Ｔｄに，計測期間内の最小電流値Ｉｍｉｎの値を乗じたもの（Ｃｄ５）を採用することができる。このとき，充電履歴値Ｃｃ５および放電履歴値Ｃｄ５は，次式に示す値
Ｃｃ５＝｜Ｉｍａｘ｜・Ｔｃ  ………（９）
Ｉｍａｘ：計測期間内の最大電流値
Ｃｄ５＝｜Ｉｍｉｎ｜・Ｔｄ  ………（１０）
Ｉｍｉｎ：計測期間内の最小電流値
である。
【００７２】
６．電流制御フロー
ここで，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを用いた電流制御フローについて図６のフローチャートにより説明する。まず，計測を開始する（Ｓ２０１）。次に，充電閾値電流Ｉｃ（図３参照）および放電閾値電流Ｉｄ（図３参照）の値をメモリ１５５から適宜読み出す（Ｓ２０２）。充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄは，予め決定しておいた電流値である。図３には，前述したバッテリ５０における充放電の経時変化に加えて，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄが例示されている。なお，図３では，充電閾値電流Ｉｃを７５Ａ，放電閾値電流Ｉｄを−７５Ａとして示している。
【００７３】
次に，充放電履歴値計算部が，計測期間Ｔ１における充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ２０３）。前述したように，充電履歴値Ｃｃとして，前述の式（１），（３），（５），（７），（９）のいずれかを採用することができる。また，放電履歴値Ｃｄとして，前述の式（２），（４），（６），（８），（１０）のいずれかを採用することができる。そして，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄの計測はＳ１０４の計測終了時まで継続して行われる（Ｓ２０４）。なお，Ｓ２０１における計測開始後に閾値電流Ｉｃ，Ｉｄを読み出して充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算した。しかし，Ｓ２０４の計測終了後に，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを一時に計算することもできる。
【００７４】
続いて，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ２０５）。充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた基準値αよりも大きい場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ／Ｃｄ  ＞  α
充電過多であると判断する。そして，電流制御期間Ｔ２を設定して充電側の電流制御を行う（Ｓ２０７）。そうでない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ），Ｓ２０６へ進む。次に，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，基準値αよりも大きい場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ／Ｃｃ  ＞  α
放電過多であると判断する。そして，電流制御期間Ｔ２を設定して放電側の電流制御を行う（Ｓ２０８）。そうでない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ），電流制御は行わない（Ｓ２０９）。すなわち，電流制御期間Ｔ２を設定する必要はない。以上を，繰り返すのである。
【００７５】
このとき用いる基準値αは，１以上の数（α≧１）である。例えば，１．２等の数値を用いることができる。これにより，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して大きすぎる場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）には，充電側の電流制御を行う（Ｓ２０７）。つまり，バッテリ５０に放電電流もしくはゼロ電流を流す。逆に，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して小さすぎる場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）には，放電側の電流制御を行う（Ｓ２０８）。つまり，バッテリ５０に充電電流もしくはゼロ電流を流す。どちらでもない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）には，電流制御を行わない（Ｓ２０９）。
【００７６】
以上述べたように，本形態では，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うのである。計測期間Ｔ１において充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に充電電流を流さない。つまり，放電電流もしくはゼロ電流を流す。一方，計測期間Ｔ１において放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に放電電流を流さない。つまり，充電電流もしくはゼロ電流を流す。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りは，ほとんどなくなる。
【００７７】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。
【００７８】
７．変形例
７−１．電流制御部
本形態では，バッテリ制御部１５１がバッテリ５０に流れる電流制御部としての役割を担うこととした。本形態では図２に示したように，バッテリ制御部１５１はＰＣＵ２００の内部にある。しかし，この電流制御部としての機能を，バッテリ５０の内部に設けることとしてもよい。その場合，電流制御部以外のその他の制御機能をバッテリ５０の内部に持たせてもよい。その場合であっても，電流制御部がバッテリ５０の電流制御を行いつつ，ＰＣＵ２００がハイブリッド車両１の走行モードの制御をすることができるからである。
【００７９】
７−２．履歴値の大小関係
本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの大小関係を，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの比により判断することとした。しかし，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差により判断することとしてもよい。つまり，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差が，予め定めた基準値β以上の値である場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ  −  Ｃｄ  ≧  β
充電過多であると判断する。そして，電流制御期間Ｔ２を設定して充電側の電流制御を行う（Ｓ２０７）ようにしてもよい。一方，放電履歴値Ｃｄと充電履歴値Ｃｃとの差が，予め定めた基準値β以上の値である場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ  −  Ｃｃ  ≧  β
放電過多であると判断する。そして，電流制御期間Ｔ２を設定して放電側の電流制御を行う（Ｓ２０８）ようにしてもよい。ここでβは，正の数である。また，基準値αおよびβの値は，Ｓ２０５とＳ２０６とで共通としたが，Ｓ２０５とＳ２０６とで別の値を用いてもよい。
【００８０】
８．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリシステム１００は，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。計測期間Ｔ１において充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に充電電流を流さず，放電電流もしくはゼロ電流を流す。一方，計測期間Ｔ１において放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に放電電流を流さず，充電電流もしくはゼロ電流を流す。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することのできるバッテリシステム１００が実現されている。
【００８１】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。バッテリ５０の劣化が抑制されているからである。
【００８２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。
【００８３】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。本形態では，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。
【００８４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１およびバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なる点は，リチウムイオンの濃度分布の偏りを回復するための電流制御方法である。したがって，その異なっている電流制御方法のみについて説明する。
【００８５】
１．電流制御方法
第１の実施形態では，充電過多の場合に，電流制御期間Ｔ２内に充電電流の代わりにゼロ電流を流す設定を行った。これにより，電流制御期間Ｔ２内には，バッテリ５０に放電電流もしくはゼロ電流が流れる。そして，この放電電流については，増大させることもできる。
【００８６】
したがって，本形態の電流制御では，充電過多の場合に，充電電流の代わりにゼロ電流を流すとともに，放電電流の絶対値を増大させる。一方，放電過多の場合に，放電電流の代わりにゼロ電流を流すとともに，充電電流の絶対値を増大させる。これにより，電解液の塩濃度分布の偏りを回復することができる。その回復までの時間は，第１の実施形態よりも短い。つまり，本形態における電流制御期間は，第１の実施形態における電流制御期間より短い。
【００８７】
１−１．充電過多の場合
充電過多の場合における電流制御方法について説明する。第１の実施形態と同様に，電流制御前では，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で多く，負極側で少ない（表１参照）。
【００８８】
本形態では，充電過多の場合に，充電電流の代わりにゼロ電流を流すとともに，放電電流を増大させる。図７は，本形態の電流制御方法を説明するためのグラフである。図７の破線は，図４の実線と同じものを示している。図７の実線が，本形態で流れる電流である。本形態の電流制御を施した放電電流（実線）の絶対値は，第１の実施形態の電流制御を施した放電電流（破線）の絶対値より大きい。
【００８９】
次に，放電電流を増大させる設定方法について説明する。例えば，次式に従って，放電電流の値に補正をかける。
Ｉｘ  ＝  ε×Ｉ
ε＞１
Ｉｘ：電流制御後の放電電流値
ε  ：増大係数
Ｉ  ：電流制御前の放電電流値
【００９０】
そのため，この電流制御期間Ｔ２で流れる放電電流の電流値の絶対値は大きい。この電流制御により，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で減少し，負極側で増加する（表１参照）。したがって，電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りは解消する。
【００９１】
１−２．放電過多の場合
放電過多の場合には，表２に示すように，電解液中のリチウムイオンは，負極側で多く，正極側で少ない。そのため，電流制御期間Ｔ２を設定する。この電流制御期間Ｔ２では，放電電流の代わりにゼロ電流を流すとともに，充電電流の絶対値を増大させる。その際に，電流値に上記の増大係数を乗じることすればよい。この電流制御の結果，電流制御期間Ｔ２内では，バッテリ５０に充電電流もしくはゼロ電流が流れることとなる点は，第１の実施形態と同じである。
【００９２】
そして，この電流制御により，リチウムイオンの数は，表２に示すように変化する。すなわち，電解液中のリチウムイオンの数は，正極側で増加し，負極側で減少する。これにより，電解液中の正極側でのリチウムイオンの不足は解消されることとなる。つまり，バッテリ５０の電解液中で生じていたリチウムイオンの濃度分布の偏りは回復する。なお，電流制御期間Ｔ２では，ハイブリッド車両１は，エンジン２０のみで走行することとなる。
【００９３】
２．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリシステム１００は，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。計測期間Ｔ１において充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に充電電流を流さず，放電電流もしくはゼロ電流を流す。そしてさらに，電流制御期間Ｔ２の放電電流を増大させる。一方，計測期間Ｔ１において放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に放電電流を流さず，充電電流もしくはゼロ電流を流す。そしてさらに，電流制御期間Ｔ２の充電電流を増大させる。このため，電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復させる効果は，第１の実施形態よりも大きい。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することのできるバッテリシステム１００が実現されている。
【００９４】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。バッテリ５０の劣化が抑制されているからである。
【００９５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。
【００９６】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。本形態では，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。
【００９７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１およびバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なる点は，充電過多および放電過多の判断方法である。第１の実施形態では，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを用いて充電過多もしくは放電過多を判断した。本形態では，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄに加えて，これらの累積値である累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄを用いて充電過多もしくは放電過多の判断を行うのである。
【００９８】
１．累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄ
本形態では，計測期間Ｔ１の間に計測された充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄに加えて，バッテリ５０の搭載時からの累積値を用いるのである。長期間でみた場合に，ハイレート充電とハイレート放電とのバランスがとれていない場合があるからである。その場合に，バッテリ５０の電解液中のリチウムイオンの濃度に，偏りが生じていることもあるからである。本形態の電流制御は，その累積的なハイレート充放電により生じる偏りを回復するためのものである。
【００９９】
累積充電履歴値ＳＣｃは，製造時から計測期間の終了時までの期間（累積計測期間ＴＳ）内に算出された充電履歴値Ｃｃの総和である。ここで製造時とは，バッテリ５０がハイブリッド車両１に搭載された時点をいう。もしくは，バッテリ５０の交換により，新たなバッテリ５０がハイブリッド車両１に搭載された時点としてもよい。累積放電履歴値ＳＣｄは，累積計測期間ＴＳ内に算出された放電履歴値Ｃｄの総和である。
【０１００】
よって，累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄは，次式
ＳＣｃ＝ΣＣｃ
ＳＣｄ＝ΣＣｄ
で表される。ここで，和は累積計測期間ＴＳについて行われる。
【０１０１】
本形態の電流制御方法の一例を図８のフローチャートにより説明する。まず，時間の計測を開始する（Ｓ３０１）。計測期間Ｔ１は，第１の形態と同様，予め定めた時間であってもよいし，イグニッションキーのオンからオフまでの時間であってもよい。次に，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを適宜読み出す（Ｓ３０２）。次に，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ３０３）。また，同時に累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄを計算する。
【０１０２】
累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄの計算については，次のように行えばよい。つまり，前回までに計算した累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄに，今回計算した充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを足し合わせればよい。なお，ここで計算する充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄは，第１の形態と同様にいくつかのバリエーションがある。そして，それらのバリエーションのうちいずれか一つを選択すればよい。続いて，時間の計測を終了する（Ｓ３０４）。
【０１０３】
続いて，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ３０５）。充電履歴値Ｃｃの放電履歴値Ｃｄに対する比が，予め定めた基準値αよりも大きい場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ），
Ｃｃ／Ｃｄ  ＞  α
電流制御期間Ｔ２を設定して充電側の電流制御を行う（Ｓ３１０）。そうでない場合（Ｓ３０５：Ｎｏ），Ｓ３０６へ進む。ここで，αは１以上の値である。次に，放電履歴値Ｃｄの充電履歴値Ｃｃに対する比が，基準値αよりも大きい場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ），
Ｃｄ／Ｃｃ  ＞  α
電流制御期間Ｔ２を設定して放電側の電流制御を行う（Ｓ３１１）。そうでない場合（Ｓ３０６：Ｎｏ），Ｓ３０７へ進む。
【０１０４】
Ｓ３０７では，累積充電履歴値ＳＣｃと，累積放電履歴値ＳＣｄとを比較する。ここで，累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄは，次式
ＳＣｃ＝ΣＣｃ
ＳＣｄ＝ΣＣｄ
和は，和は累積計測期間ＴＳについて行われる
により表されるものである。
【０１０５】
ここで，Ｓ３０７では，累積充電履歴値ＳＣｃの累積放電履歴値ＳＣｄに対する比が
ＳＣｃ／ＳＣｄ  ＞  γ
であった場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ），電流制御期間Ｔ２を設定して充電側の電流制御を行う（Ｓ３１０）。そうでない場合（Ｓ３０７：Ｎｏ），Ｓ３０８に進む。ここでγは１以上の数である。
【０１０６】
Ｓ３０８では，累積放電履歴値ＳＣｄの累積充電履歴値ＳＣｃに対する比が
ＳＣｄ／ＳＣｃ  ＞  γ
であった場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ），電流制御期間Ｔ２を設定して放電側の電流制御を行う（Ｓ３１１）。そうでない場合（Ｓ３０８：Ｎｏ），Ｓ３０９に進む。Ｓ３０９では，充電側も放電側も電流制御を行わない。ここで行う電流制御は，第１の形態と同様である。以上を一定期間毎に，繰り返すのである。
【０１０７】
前述したように基準値αおよびγは，１以上の数である。例えば，１．２等の数値を用いることができる。これにより，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して大きすぎる場合には，充電側の電流制御を行う。逆に，充電履歴値Ｃｃが放電履歴値Ｃｄに比較して小さすぎる場合には，放電側の電流制御を行う。どちらでもない場合は，電流制御を行わない。
【０１０８】
このように，充電履歴値Ｃｃと，放電履歴値Ｃｄとの差が小さい場合であっても，前回以前の履歴を示す累積充電履歴値ＳＣｃと累積放電履歴値ＳＣｄとの間に大きな差が生じていた場合，電流制御を行ったほうがよい場合がある。本形態は，そのような場合に有効である。
【０１０９】
２．変形例
２−１．履歴値の大小関係
本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの大小関係を，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの比により判断することとした。しかし，第１の実施形態における変形例と同様に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差により判断することとしてもよい。累積充電履歴値ＳＣｃと累積放電履歴値ＳＣｄとの大小関係についても同様である。
【０１１０】
２−２．組み合わせ
本形態では，充電過多もしくは放電過多を判断するために，閾値を組み合わせることとした。本形態では，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄとこれらの累積値を用いることとした。しかし，第１の実施形態で説明したように，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄとして，複数の例がある。したがって，充電履歴値Ｃｃおよび累積充電履歴値ＳＣｃを組み合わせる代わりに，他の組み合わせを用いてもよい。例えば，充電履歴値Ｃｃ１（式（１））と充電履歴値Ｃｃ３（式（３））とを組み合わせてもよい。また，充電履歴値Ｃｃ１（式（１））と充電履歴値Ｃｃ３（式（３））の累積値ＳＣｃ３とを組み合わせてもよい。このように，組み合わせのバリエーションは豊富である。もちろん，閾値の組（例えば，Ｃｃ１とＣｄ１）のうちから３以上の組を選んで，これらを組み合わせてもよい。
【０１１１】
３．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリシステム１００は，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。本形態では，計測期間Ｔ１で算出した充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄと，これらの累積値により，充電過多もしくは放電過多を判断する。計測期間Ｔ１において充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に充電電流を流さず，放電電流もしくはゼロ電流を流す。一方，計測期間Ｔ１において放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に放電電流を流さず，充電電流もしくはゼロ電流を流す。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することのできるバッテリシステム１００が実現されている。
【０１１２】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。バッテリ５０の劣化が抑制されているからである。
【０１１３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。
【０１１４】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。本形態では，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。
【０１１５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１およびバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なる点は，電流制御期間の設定方法である。したがって，その異なる点についてのみ説明する。
【０１１６】
１．電流制御期間の設定方法
第１の実施形態では，計測期間Ｔ１の後に，予め定めた時間を電流制御期間Ｔ２として設定することとした。本形態では，電流制御期間Ｔ２を予め設定する代わりに，電流制御を終了するための終了条件を設定するのである。つまり，本形態の電流制御期間Ｔ３は，電流制御を開始してから終了条件を満たすまでの期間のことである。
【０１１７】
本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差がなくなることを電流制御期間Ｔ３の終了条件とする。そして，電流制御期間Ｔ３中においても電流値Ｉ（ｔ）を計測し続けるとともに，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを算出し続ける。そして，計測期間Ｔ１および電流制御期間Ｔ３にわたって算出した充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差の値がゼロとなった時点で，電流制御を終了する。
【０１１８】
すなわち，計測期間Ｔ１の終了後には，
Ｃｃ  ＞  Ｃｄ
もしくは，
Ｃｃ  ＜  Ｃｄ
である。ごくまれにではあるが，
Ｃｃ  ＝  Ｃｄ
の場合もありうる。
【０１１９】
そして，これらの充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差の値が，予め定めた程度より大きい場合には，電流制御を行う。この電流制御期間Ｔ３では，
Ｃｃ  ＝  Ｃｄ
となるまで，電流制御を継続するのである。したがって，電流制御期間Ｔ３の終了時には，
Ｃｃ  ＝  Ｃｄ
が成り立っている。なお，計測期間Ｔ１における充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差の値が小さければ，電流制御を行う必要はない。
【０１２０】
したがって，この電流制御期間Ｔ３の終了後には，電解液中の塩濃度分布に偏りはほとんどないはずである。実際には，電解液中のリチウムイオンの移動速度は有限であるため，リチウムイオンの濃度分布にわずかな偏りが生じている場合もある。しかし，たとえ偏りが生じているとしても，その偏りは第１の実施形態等における偏りよりも小さいものと考えられる。
【０１２１】
２．変形例
２−１．差が微少量
本形態では，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差がなくなることを電流制御期間Ｔ３の終了条件とした。しかし，この差が微少量であるときに，電流制御期間を終了させることとしてもよい。つまり，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差の絶対値が予め定めた履歴値差閾値以下である場合に，電流制御期間Ｔ３を終了させるのである。
【０１２２】
２−２．累積値
本形態では，電流制御期間Ｔ３の終了条件として，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差がなくなることとした。しかし，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄの代わりに，第３の実施形態で説明した累積充電履歴値ＳＣｃおよび累積放電履歴値ＳＣｄを用いてもよい。この場合であっても，電解液中の塩濃度分布の偏りを均一化することができることに変わりないからである。
【０１２３】
２−３．定電流充放電
本形態では，電流制御期間Ｔ３において，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差がなくなるまで電流制御を行うこととした。しかし，計測期間Ｔ１の終了時において，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄについては計算済みである。もしくは容易に計算できる。図５における，スラッシュのハッチングで表された領域の総面積と，ドットのハッチングで表された領域の総面積との差であるからである。
【０１２４】
したがって，これらの総面積同士の差と同じだけの定電流充電もしくは定電流放電を行うこととしてもよい。例えば，電流制御期間Ｔ３内で流す放電電流を定電流Ｉｊとすると，電流制御期間Ｔ３の終了時は，一義的に定まるからである。
【０１２５】
例えば，充電履歴値ＣｃとしてＣｃ１を用いるとともに，放電履歴値ＣｄとしてＣｄ１を用いたとする。そして，充電過多の場合には，
Ｃｃ１ａ−Ｃｄ１ａ  ＝  ｜Ｉｊ−Ｉｄ｜×Ｔ３
Ｃｃ１ａ：計測期間Ｔ１終了時における充電履歴値Ｃｃ１の値
Ｃｄ１ａ：計測期間Ｔ１終了時における放電履歴値Ｃｄ１の値
が成り立つように，定電流Ｉｊおよび電流制御期間Ｔ３を決めればよい。このようにすれば，電流制御期間Ｔ３の経過後には，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差はゼロである。
【０１２６】
一方，放電過多の場合には，定電流Ｉｋをバッテリ５０に流す定電流充電を行うこととすればよい。このように，定電流Ｉｊ，Ｉｋの値を予め定めておけば，電流制御期間Ｔ３を求めることは容易である。ここでは，式（１）の充電履歴値Ｃｃ１および式（２）の放電履歴値Ｃｄ１を用いたが，その他の充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄの例（式（３）〜（１０））を用いても，同様である。なお，この場合には，電流制御期間Ｔ３にゼロ電流が流れることはない。
【０１２７】
３．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリシステム１００は，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。本形態では，計測期間Ｔ１で算出した充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの間に多少の差が生じたとしても，電流制御期間Ｔ２でその差をなくすような電流制御を行う。充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとの差がなくなるまで充電を行わず放電のみを行う。一方，放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄと差がなくなるまで放電を行わず充電のみを行う。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することのできるバッテリシステム１００が実現されている。
【０１２８】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。バッテリ５０の劣化が抑制されているからである。
【０１２９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。
【０１３０】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。本形態では，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。
【０１３１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。本形態に係るハイブリッド車両１およびバッテリシステム１００の機械的構成は，第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なる点は，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄとして，種々の環境において異なる値を用いることである。ここで種々の環境とは，例えば，電池セルの温度やＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）である。電解液中のリチウムイオンの濃度分布を変化させるような電流値は，ＳＯＣや電池セルの温度によっても変化するからである。つまり，本形態の電流制御は，電解液中におけるリチウムイオンの伝導性を，より反映した充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いることに特徴点を有する。
【０１３２】
本形態で用いる充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄは，電池セルの温度やＳＯＣに依存するものである。そして，電池セルの温度やＳＯＣに依存した充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの値は，メモリ１５５に電池温度−ＳＯＣ依存マップとして格納されている。よって，バッテリ制御部１５１は，測定した電池温度とＳＯＣとから，最適な充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを読み出すことができる。そして，それらを基に充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算する点は，第１の実施形態等と同様である。
【０１３３】
１．電流制御フロー
まず，本形態の電流制御フローを図９により説明する。最初に，計測を開始する（Ｓ４０１）。次に，温度測定部１５４の測定した各電池セルの温度を取得する（Ｓ４０２）。一方，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）も取得する（Ｓ４０２）。なお，本形態ではＳＯＣの値は一定時間おきにメモリ１５５に記録されている。次に，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを電池温度−ＳＯＣ依存性マップから読み出す（Ｓ４０３）。図１０は，充電閾値電流Ｉｃの電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。取得した電池セルの温度を平均化し，その温度平均値とＳＯＣの値とから，その条件に該当する充電閾値電流Ｉｃを読み出すのである。図１１は，放電閾値電流Ｉｄの電池温度−ＳＯＣ依存性マップである。同様に，放電閾値電流Ｉｄを読み出す。
【０１３４】
次に，充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄを計算する（Ｓ４０４）。充電履歴値Ｃｃおよび放電履歴値Ｃｄは，第１の形態において用いたものと同様である。次に，計測を終了する（Ｓ４０５）。次に，充電履歴値Ｃｃと放電履歴値Ｃｄとを比較する（Ｓ４０６）。充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値よりも大きければ（Ｓ４０６：Ｙｅｓ），電流制御期間Ｔ２を設定して充電側の電流制御を行う（Ｓ４０７）。充電履歴値Ｃｃの値が放電履歴値Ｃｄの値以下であれば（Ｓ４０６：Ｎｏ），電流制御期間Ｔ２を設定して放電側の電流制御を行う（Ｓ４０８）。以上により，電流制御の１サイクルが終了した。
【０１３５】
２．閾値電流の電池温度−ＳＯＣ依存性マップ
ここで説明する充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定方法は，メモリ１５５に格納されている電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成するために用いるものである。よって，この充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの設定方法は，バッテリシステム１００，ハイブリッドシステム１０，およびハイブリッド車両１の必須構成要件ではない。予め定めてメモリ１５５に記憶させておけばよいものだからである。
【０１３６】
本形態の電流制御は，電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを回復することを目的としている。よって，その偏りを判断するための基準となる充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄは，電解液中の塩濃度の分布の変化と，より密接な関連性を有しているほうが好ましい。そこで，まず電流の大きさと電解液中の塩濃度分布との関連性について説明する。
【０１３７】
２−１．拡散過程（物質移動過程）
大電流による充電または放電を一定時間継続して行った場合，電解液中を電極の周辺の電荷が巨視的に移動する電荷移動過程が生じる。続いて，電解液中の物質が移動する拡散過程（物質移動過程）が生じる。この物質移動過程が生じると，塩濃度分布が不均一になると考えられる。よって，この物質移動過程をなるべく生じさせないように電流制御を行えばよい。しかし，物質移動過程を全く生じないような制御を行うと，ハイブリッド車両１の出力が不足したり，エネルギー効率を低下させるおそれがある。そこで，物質移動過程の生ずるようなハイレート充放電をある程度は認めるのである。ただし，一時的にリチウムイオンの濃度分布に偏りが生じても，なるべく早くその偏りを回復することとするのが望ましい。
【０１３８】
図１２は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔを放電し続けた場合の電池セルの電圧の時間変化の特性を示すグラフである。横軸は，時間ｔの平方根（√ｔ）［√ｓｅｃ］である。縦軸は，電池セルの電圧［Ｖ］である。電池セルの電圧は，放電開始から減少し続ける。特に，放電開始直後では，電圧は急激に減少する（区間Ａ）。そして，急激な減少が終わった後，電圧は緩やかに減少する（区間Ｂ）。この区間Ｂは，電荷移動過程の生じている区間である。その後，電圧は区間Ｂより急に減少する（区間Ｃ）。この区間Ｃは，物質移動過程（拡散過程）の生じている区間である。図中のａ）は，時間ｔの平方根（√ｔ）の値が１〜１．５の領域を示している。すなわち，放電開始から１〜２秒程度経過した時刻を示している。図中のｂ）は，時間ｔの平方根（√ｔ）の値が２．８〜３．２の領域を示している。すなわち，放電開始から９〜１０秒程度経過した時刻を示している。
【０１３９】
図１３は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔで放電し続けた場合の電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値の時間変化を示すグラフである。横軸は，時間ｔの平方根（√ｔ）［√ｓｅｃ］である。縦軸は，電池セルのｄＶ／ｄ√ｔの値である。そして，区間Ａ〜Ｃは，図１２の区間Ａ〜Ｃと対応するものである。ｄＶ／ｄ√ｔの値は，電荷移動過程（区間Ｂ）では，ほぼ一定値である。そして，物質移動過程（区間Ｃ）では，ｄＶ／ｄ√ｔの値は上昇する。電荷移動に加えて，電解液中でのイオン（物質）の拡散が生じているためである。このため，ｄＶ／ｄ√ｔの値で評価すると，電荷移動過程（区間Ｂ）から物質移動過程（区間Ｃ）への移行を特定するのに好適である。
【０１４０】
なお，時間ｔの平方根√ｔの値と，物質移動過程（拡散過程）との関連性は次式
ｒ２∝Ｄ・ｔ
ｖＤ≒（ｄｒ／ｄｔ）∝（Ｄ／ｔ）１／２
ｒ：粒子の存在する半径
Ｄ：拡散係数
ｔ：時刻
ｖＤ：拡散速度
により表される。すなわち，拡散速度は時間ｔの平方根√ｔに反比例する。よって，電池セルの電圧を時間ｔの代わりに，時間ｔの平方根√ｔで評価している。
【０１４１】
図１４は，一定電流Ｉｃｏｎｓｔを変化させた場合の，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値の変化を説明するグラフである。ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）の値は，Ｉｃｏｎｓｔの値が変化しても，図１２および図１３に示した区間Ｂの範囲内にある。一方，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値は，Ｉｃｏｎｓｔの値が小さいときは区間Ｂにあるが，Ｉｃｏｎｓｔの値が大きくなると，区間Ｃ（拡散過程）の範囲内の値となる。つまり，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が，区間Ｂの範囲内にあるとき，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値はほぼ１である。一方，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が，区間Ｃの範囲内にあるとき，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値は１より大きくなる。
【０１４２】
よって，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値が１より大きくなった電流値を放電閾値電流Ｉｄとすればよい。ただし，実際には［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値はノイズを含んでいる。このため，［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値をノイズ分だけ１より大きい値となった場合にＩｄとすればよい。または，例えば［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］が１．５となった値から接線を引き，その接線と［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］＝１との交点を放電閾値電流Ｉｄとしてもよい。
【０１４３】
充電閾値電流Ｉｃについても，放電閾値電流Ｉｄと同様に，一定電流で充電した場合の［ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）］／［ｄＶ／ｄ√ｔ（ａ）］の値から求めることができる。このように充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを設定すると，次のようなことを評価である。充電閾値電流Ｉｃの絶対値を超える充電電流が流れた場合には，電解液中で拡散過程（物質移動過程）が生じていると考えられる。一方，放電閾値電流Ｉｄの絶対値を超える放電電流が流れた場合にも，電解液中で拡散過程（物質移動過程）が生じていると考えられる。
【０１４４】
２−２．電池温度−ＳＯＣ依存性マップ
ここで，電池温度−ＳＯＣ依存性マップの作成方法について説明する。電池温度またはＳＯＣが変化した場合，それに伴って図１２〜図１４に示したグラフは変化する。つまり，ｄＶ／ｄ√ｔ（ｂ）の値が区間Ｂ（電荷移動過程）から区間Ｃ（拡散過程）に移る電流値は電池温度とＳＯＣとに依存するのである。すなわち，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄは，電池温度とＳＯＣとに依存する。このため，電池温度およびＳＯＣの変化に対応した充電閾値電流Ｉｃと放電閾値電流Ｉｄを得るための温度−ＳＯＣ依存性マップを用いるのである。
【０１４５】
図１５は，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を例示するグラフである。図１５では，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が６０％のときの充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの温度依存性を示したものである。電池温度が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる。電池温度が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる。また，電池温度が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなる。電池温度が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる。なお，電池温度が上昇するにつれて，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄの変化量は小さくなる。
【０１４６】
図１６は，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を示すグラフである。図１６では，電池セルの平均温度が２５℃のときの充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流ＩｄのＳＯＣ依存性を示したものである。ＳＯＣの値が大きくなるほど，充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる。ＳＯＣの値が小さくなるほど，充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる。また，ＳＯＣの値が大きくなるほど，放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなる。ＳＯＣの値が小さくなるほど，放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる。
【０１４７】
このように，図１５に示した温度依存性と，図１６に示したＳＯＣ依存性とから，図１０に示した充電閾値電流Ｉｃの電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成することができる。図１０の電池温度−ＳＯＣ依存性マップでは，温度が一定の場合（行成分）に，ＳＯＣの値が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなり，ＳＯＣの値が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなる（図１６参照）。ＳＯＣが一定の場合（列成分）に，電池温度が高くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は大きくなり，電池温度が低くなるほど充電閾値電流Ｉｃの絶対値は小さくなる（図１５参照）。
【０１４８】
同様に，図１１に示した放電閾値電流Ｉｄの電池温度−ＳＯＣ依存性マップを作成することができる。図１１の電池温度−ＳＯＣ依存性マップでは，温度が一定の場合（行成分）に，ＳＯＣの値が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなり，ＳＯＣの値が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる（図１６参照）。ＳＯＣが一定の場合（列成分）に，電池温度が高くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は大きくなり，電池温度が低くなるほど放電閾値電流Ｉｄの絶対値は小さくなる（図１５参照）。
【０１４９】
Ｓ４０３では，これらの電池温度−ＳＯＣ依存性マップから充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを読み出すのである。このように，本形態では計測期間Ｔ１毎に異なる充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを読み出す。よって，充電閾値電流Ｉｃ（ｔ）および放電閾値電流Ｉｄ（ｔ）は，時間の経過により変化する値である。
【０１５０】
３．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリシステム１００は，一定期間内（Ｔ１＋Ｔ２）に行われる充電と放電とをバランスよく行うように電流制御を行うものである。計測期間Ｔ１において充電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に充電電流を流さず，放電電流もしくはゼロ電流を流す。一方，計測期間Ｔ１において放電過多の場合には，電流制御期間Ｔ２にバッテリ５０に放電電流を流さず，充電電流もしくはゼロ電流を流す。そして，充電過多や放電過多を判断するための閾値電流について，ＳＯＣや電池温度等，その環境に応じたものを設定する。これにより，本形態のバッテリ５０における電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りをより好適に回復することのできるバッテリシステム１００が実現されている。
【０１５１】
そして，本形態のハイブリッド車両１は，バッテリ５０を搭載している。そのため，ハイブリッド車両１を長期間使用したとしても，バッテリ５０は，電圧低下をほとんど起こさない。そのため，ハイブリッド車両１は，初期とそれほど変わらない高い燃費で走行することができる。バッテリ５０の劣化が抑制されているからである。
【０１５２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，非水電解液型リチウムイオン二次電池だけでなく，電解液の粘性が水よりも高く，イオンの拡散速度の遅い非水電解液型二次電池であれば，同様に適用可能である。
【０１５３】
また，ハイブリッド車両の走行モードは例示であり，前述した走行モードに限定するものではない。本形態では，充電閾値電流Ｉｃおよび放電閾値電流Ｉｄを用いたが，代わりに電力を閾値として用いても構わない。
【０１５４】
以上説明した各実施形態（変形例を含む）について，もちろん，それぞれを組み合わせることとしてもよい。電解液中のリチウムイオンの濃度分布の偏りを，より効果的に回復することができるからである。
【符号の説明】
【０１５５】
１…ハイブリッド車両
１０…ハイブリッドシステム
２０…エンジン
３０…モータ
４０…発電機
５０…バッテリ
６０…動力分割機構
７０…インバータ
１００…バッテリシステム
１５１…バッテリ制御部
１５２…電圧測定部
１５３…電流測定部
１５４…温度測定部
１５５…メモリ
２００…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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