(57)【要約】  二次電池が並列接続されたシステムにて、一方の二次電池の放電レートが、規定の放電レートより高くなることを抑制する。第１蓄電部（１０）と第２蓄電部（２０）は並列接続される。第１蓄電部（１０）は、第１の非水電解質二次電池を含む。第２蓄電部（２０）は、並列接続される第２の非水電解質二次電池を含む。第２の非水電解質二次電池は、第１の非水電解質二次電池よりエネルギー密度が高い。第１の非水電解質二次電池の想定最大放電電流値に相当する電流値で第２蓄電部（２０）から放電される場合であっても、第２の非水電解質二次電池の放電レートが基準放電レート以下になるように、第２の非水電解質二次電池の並列数が設定される。
2015151374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の非水電解質二次電池を含む第１の蓄電部と、
前記第１の蓄電部と並列接続される第２の蓄電部であり、並列接続される複数の第２の非水電解質二次電池を含む第２の蓄電部と、を備え、
前記第２の非水電解質二次電池は、前記第１の非水電解質二次電池よりエネルギー密度が高い二次電池であり、
前記第１の非水電解質二次電池に対する前記第２の非水電解質二次電池の内部抵抗比が、１０〜３５の範囲に設定され、
並列接続された前記第１の蓄電部および前記第２の蓄電部のシステム想定最大放電電流値、並びに前記内部抵抗比から算出される前記第１の非水電解質二次電池の第１の想定最大放電電流値に基づき、前記第１の非水電解質二次電池の放電レートが所定の基準放電レート以下になるように、前記第１の蓄電部の容量値が設定され、
前記システム想定最大放電電流値、前記内部抵抗比、及び前記第２の非水電解質二次電池の並列数から算出される前記第２の非水電解質二次電池の第２の想定最大放電電流値に基づき、前記第２の非水電解質二次電池の放電レートが前記基準放電レート以下になるように、前記第２の蓄電部の容量値が設定され、
前記第１の想定最大放電電流値に相当する電流値で前記第２の蓄電部から放電される場合であっても、前記第２の非水電解質二次電池の放電レートが前記基準放電レート以下になるように、前記第２の非水電解質二次電池の並列数が設定されることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記第２の非水電解質二次電池の並列数は、前記第２の蓄電部の容量値が前記第１の蓄電部の容量値未満になるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記基準放電レートは、５．０Ｃに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１の非水電解質二次電池は、容量値が２５．０Ａｈの角形電池であり、
前記第２の非水電解質二次電池は、容量値が３．０Ａｈの円筒形電池であり、
前記第２の非水電解質二次電池の並列数は、３〜８の範囲に設定されることを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリットカー、電気自動車が普及してきている。それらの車両には走行用モータが搭載されるとともに、走行用モータに電力を供給し、走行用モータから回生される電力を蓄える二次電池が搭載される。車載用二次電池にはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池が用いられることが一般的である。車載用電源システムとして、異なる形状の電池を並列に接続する電源システムが提案されている。例えば、角形電池と円筒形電池を並列に接続する電源システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。角形電池と円筒形電池を比較すると前者は高出力であり、後者はエネルギー密度が高い。従って両者を並列接続することにより、高出力で高容量の組電池を構成できる。【０００３】
ところで二次電池は、ハイレートで放電すると劣化を加速させる性質がある。またハイレートで放電すると電圧変化の挙動が不規則になりやすい。電池の組成等のチューニングで、ハイレート放電に対する耐性を向上させることが可能であるが、コスト上昇、電池特性の低下などを招く。【０００４】
形状が異なる二次電池を並列接続した並列システムを設計する場合、各二次電池の放電レートが４〜８Ｃ以下になるように、形状が異なる二次電池間の内部抵抗比に基づいて、各形状の二次電池の容量、並列数を設定するのが一般的である。なお放電レートの実際の限界値は電池の組成により異なるが、民生用電池では４Ｃ以下が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５７０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、並列接続された形状が異なる二つの二次電池が同時に、同じように放電されるわけではない。即ち必ずしも、同一条件で比較した際の内部抵抗比に基づいて電流が流れるわけではない。本発明者らの実験により、内部抵抗比に基づき規定の放電レートを超えないように設計した場合であっても、長時間の連続放電で、一方の二次電池の放電レートが規定の放電レートを超える場合があることが確認された。【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、二次電池が並列接続されたシステムにて、一方の二次電池の放電レートが、規定の放電レートより高くなることを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電源システムは、第１の非水電解質二次電池を含む第１の蓄電部と、前記第１の蓄電部と並列接続される第２の蓄電部であり、並列接続される複数の第２の非水電解質二次電池を含む第２の蓄電部と、を備える。前記第２の非水電解質二次電池は、前記第１の非水電解質二次電池よりエネルギー密度が高い二次電池であり、前記第１の非水電解質二次電池に対する前記第２の非水電解質二次電池の内部抵抗比が、１０〜３５の範囲に設定され、並列接続された前記第１の蓄電部および前記第２の蓄電部のシステム想定最大放電電流値、並びに前記内部抵抗比から算出される前記第１の非水電解質二次電池の第１の想定最大放電電流値に基づき、前記第１の非水電解質二次電池の放電レートが所定の基準放電レート以下になるように、前記第１の蓄電部の容量値が設定され、前記システム想定最大放電電流値、前記内部抵抗比、及び前記第２の非水電解質二次電池の並列数から算出される前記第２の非水電解質二次電池の第２の想定最大放電電流値に基づき、前記第２の非水電解質二次電池の放電レートが前記基準放電レート以下になるように、前記第２の蓄電部の容量値が設定され、前記第１の想定最大放電電流値に相当する電流値で前記第２の蓄電部から放電される場合であっても、前記第２の非水電解質二次電池の放電レートが前記基準放電レート以下になるように、前記第２の非水電解質二次電池の並列数が設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二次電池が並列接続されたシステムにて、一方の二次電池の放電レートが、規定の放電レートより高くなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示す図である。
【図２】角形リチウムイオン電池Ａと、円筒形リチウムイオン電池Ｂまたは円筒形リチウムイオン電池ＢＢとの内部抵抗比の測定結果を示す図である。
【図３】角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池Ｂで構成される並列システムから、５０Ａの電流で連続放電した場合の、システム電圧、角形リチウムイオン電池Ａの放電電流および円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電電流の推移を示す図である。
【図４】円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数、１並列あたりの分担電流、放電レートの関係をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源システム１００の構成を示す図である。電源システム１００はハイブリッドカー、又は電気自動車に搭載され、車両内の負荷２００に電力を供給する。本実施の形態では車両内の負荷２００として走行用モータを想定する。電源システム１００と走行用モータは、図示しないインバータを介して接続される。インバータは、電源システム１００から供給される直流電圧を交流電圧に変換して走行用モータに供給し、走行用モータから供給される交流電圧を直流電圧に変換して電源システム１００に供給する。
【００１２】
走行用モータは三相交流同期モータで構成される。本実施の形態では走行用モータのトルクのみで走行できる大型モータを想定する。走行用モータは力行時、電源システム１００から供給される電力に基づき回転し車両を走行させ、回生時、車両の減速エネルギーに基づく回転により発電し、発電した電力を電源システム１００に供給する。
【００１３】
電源システム１００は、第１蓄電部１０、第２蓄電部２０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第１電流検出素子Ｒ１、第２電流検出素子Ｒ２、及び制御装置４０を備える。第１蓄電部１０と第２蓄電部２０は並列接続され、一体となって負荷２００に電力を供給する。以下、本実施の形態では２００Ｖの電源システム１００を想定する。
【００１４】
第１蓄電部１０は、直列接続された複数のリチウムイオン電池セルＳ１１〜Ｓ１５６を含む。リチウムイオン電池の代表電圧は３．６〜３．７Ｖであり、本実施の形態では２００Ｖシステムを想定しているため、５６個のリチウムイオン電池セルＳ１１〜Ｓ１５６が直列接続される。
【００１５】
第２蓄電部２０は、複数のリチウムイオン電池セルが直列接続された直列電池セル回路を複数含む。複数の直列電池セル回路は並列接続される。図１では、５６個のリチウムイオン電池セルＳ２１〜２５６が直列接続された第１直列電池セル回路と、５６個のリチウムイオン電池セルＳ３１〜Ｓ３５６が直列接続された第２直列電池セル回路と、・・・、５６個のリチウムイオン電池セルＳｎ１〜Ｓｎ５６が直列接続された第ｎ直列電池セル回路とが並列接続されている。
【００１６】
なお第１蓄電部１０及び第２蓄電部２０では、リチウムイオン電池を用いているが非水電解質二次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池を用いてもよい。
【００１７】
第１蓄電部１０に使用するリチウムイオン電池と、第２蓄電部２０に使用するリチウムイオン電池には、異なる電池構成のリチウムイオン電池を使用する。低インピーダンスの集電部材（例えば、金属板）を用いた電池は出力特性を向上させることができるが、高インピーダンスの集電部材（例えば、箔材）を用いた電池と比べて体積が大きくなりやすい。即ち低インピーダンスの集電部材を用いた電池は、高インピーダンスの集電部材を用いた電池と比べて、相対的にエネルギー密度が小さくなる傾向がある。これは、たとえ同じ組成の電池であっても同じ傾向を示す。電池の発電要素以外の部品が大きくなるにつれて体積あたりの容量が低下してエネルギー密度が小さくなる。
【００１８】
低インピーダンスの集電部材を用いた電池と、高インピーダンスの集電部材を用いた電池を並列接続したシステムでは、前者から高出力の電力を供給でき、後者によってシステム全体の容量や、体積あたりの容量を増大させることができる。一方で、高インピーダンスの集電部材は大電流が流れると発熱し、電池の劣化を加速させる。
【００１９】
本実施の形態では第１蓄電部１０に角形のリチウムイオン電池を使用し、第２蓄電部２０に円筒形のリチウムイオン電池を使用する。円筒形のリチウムイオン電池は、民生用のリチウムイオン電池として広く普及している。角形のリチウムイオン電池は、主に車載用リチウムイオン電池として普及している。
【００２０】
角形のリチウムイオン電池は、低インピーダンスの集電部材を用いており高出力である。一方、円筒形のリチウムイオン電池は高インピーダンスの集電部材を用いており、エネルギー密度が高く高容量の電池を構成できる。角形電池も円筒形電池も、基本となる発電要素（電極体、電解液）が同じであるため電池特性もほぼ同じになる。ただし、外装缶等の機構部材や、電極体の極板面積等を含めて考えた場合、出力やサイクル特性に違いが生じる。上述のように、集電部材が箔材などで構成される円筒形電池は、エネルギー密度が高く生産性も高い。ただし、集電部材のインピーダンスが高くなるため、高出力の電流を取り出すと劣化が加速する。一方、集電部材が金属板などで構成される角形電池は、エネルギー密度の観点では円筒形電池に及ばないが、高出力の電流を取り出しても劣化を小さく抑えることができる。
【００２１】
従って角形のリチウムイオン電池と円筒形のリチウムイオン電池を並列接続したシステムを構成する場合、円筒形のリチウムイオン電池に大電流が流れないように設計する必要がある。設計方法の詳細は後述する。
【００２２】
第１スイッチＳＷ１は、第１蓄電部１０の正極端子と高圧側電流バスとの間に挿入される。第２スイッチＳＷ２は、第２蓄電部２０の正極端子と高圧側電流バスとの間に挿入される。第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２にはリレー、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等を用いることができる。
【００２３】
第１電流検出素子Ｒ１は、第１蓄電部１０の負極端子と低圧側電流バスとの間に接続される。第２電流検出素子Ｒ２は、第２蓄電部２０の負極端子と低圧側電流バスとの間に接続される。第１電流検出素子Ｒ１及び第２電流検出素子Ｒ２には、シャント抵抗またはホール素子が用いられる。
【００２４】
制御装置４０は第１蓄電部１０及び第２蓄電部２０を管理制御するための装置であり、第１電圧電流検出回路４１、第２電圧電流検出回路４２、処理部４３、駆動回路４４を備える。
【００２５】
第１電圧電流検出回路４１は、第１蓄電部１０に含まれる複数のリチウムイオン電池セルＳ１１〜Ｓ１５６の各電圧を検出する。第１電圧電流検出回路４１は、検出した各セルの電圧値を処理部４３に出力する。また第１電圧電流検出回路４１は、第１電流検出素子Ｒ１の両端電圧を検出して、検出した両端電圧に対応する電流値を処理部４３に出力する。
【００２６】
第２電圧電流検出回路４２は、第２蓄電部２０に含まれる複数のリチウムイオン電池セルＳ２１〜Ｓｎ５６の各電圧を検出する。第２電圧電流検出回路４２は、検出した各セルの電圧値を処理部４３に出力する。また第１電圧電流検出回路４１は、第２電流検出素子Ｒ２の両端電圧を検出して、検出した両端電圧に対応する電流値を処理部４３に出力する。第１電圧電流検出回路４１及び第２電圧電流検出回路４２は、専用のカスタムＩＣであるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成できる。一つのチップで構成してもよいし、二つのチップで構成してもよい。
【００２７】
処理部４３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭで構成でき、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して、図示しない車両側のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と通信可能である。処理部４３は、第１電圧電流検出回路４１により検出された電圧値および／または電流値をもとに、第１蓄電部１０のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する。ＳＯＣは例えば、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）法または電流積算法により推定できる。これらの推定方法は一般的な技術であるため、その詳細な説明は省略する。同様に処理部４３は、第２電圧電流検出回路４２により検出された電圧値および／または電流値をもとに、第２蓄電部２０のＳＯＣを推定する。
【００２８】
処理部４３は、推定した第１蓄電部１０のＳＯＣおよび／またはＥＣＵからの指示信号に基づき、第１スイッチＳＷ１のオン／オフを制御するための制御信号を生成する。例えば、第１蓄電部１０が過放電の場合、または第１蓄電部１０に過電流が流れている場合、第１スイッチＳＷ１をオフに制御するための制御信号を生成する。同様に処理部４３は、推定した第２蓄電部２０のＳＯＣおよび／またはＥＣＵからの指示信号に基づき、第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御するための制御信号を生成する。それらの制御信号は駆動回路４４に出力される。駆動回路４４は処理部４３からの制御信号をもとに、第１スイッチＳＷ１をオン／オフするための駆動信号、及び第２スイッチＳＷ２をオン／オフするための駆動信号を生成する。
【００２９】
以下、第１蓄電部１０及び第２蓄電部２０にそれぞれ使用されるリチウムイオン電池の容量、並列数の設定方法について説明する。なお本実施の形態では第１蓄電部１０の並列数が１に固定される例を想定する。即ち角形リチウムイオン電池は並列させず、円筒形リチウムイオン電池のみを並列させる。円筒形リチウムイオン電池の並列数を調整することにより、第２蓄電部２０の容量を調整し、ひいては第１蓄電部１０と第２蓄電部２０により構成される並列システム全体の容量を調整する。
【００３０】
第１蓄電部１０に使用する角形リチウムイオン電池として公称電圧が３．６Ｖ、容量が２５．０Ａｈのリチウムイオン電池Ａを使用する。第２蓄電部２０に使用する円筒形リチウムイオン電池として公称電圧が３．６Ｖ、容量が３．０Ａｈのリチウムイオン電池Ｂ、又は公称電圧が３．６Ｖ、容量が２．０Ａｈのリチウムイオン電池ＢＢを使用する。リチウムイオン電池Ｂ及びリチウムイオン電池ＢＢは、いずれも１８６５０型リチウムイオン電池に属する。
【００３１】
図２は、角形リチウムイオン電池Ａと、円筒形リチウムイオン電池Ｂまたは円筒形リチウムイオン電池ＢＢとの内部抵抗比の測定結果を示す図である。図２（ａ）は角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池Ｂとの内部抵抗比の測定結果を示し、図２（ｂ）は角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池ＢＢとの内部抵抗比の測定結果を示している。
【００３２】
角形リチウムイオン電池Ａ、円筒形リチウムイオン電池Ｂ、及び円筒形リチウムイオン電池ＢＢから同じ電流値で放電した場合の、それぞれの抵抗値を測定した。また各内部抵抗比は、同一条件の環境で測定したそれぞれの抵抗値の比を算出したものである。例えば、２５℃の環境下で角形リチウムイオン電池Ａ及び円筒形リチウムイオン電池ＢのＳＯＣが共に２０％のとき、両者の内部抵抗比は２９．２である。また−１０℃の環境下で角形リチウムイオン電池Ａ及び円筒形リチウムイオン電池ＢのＳＯＣが共に２０％のとき、両者の内部抵抗比は２１．４である。
【００３３】
以下の説明では、第１蓄電部１０に含まれるリチウムイオン電池セルに角形リチウムイオン電池Ａを、第２蓄電部２０に含まれるリチウムイオン電池セルに円筒形リチウムイオン電池Ｂを使用する例を想定する。この場合、図２（ａ）に示すように第１蓄電部１０に含まれるリチウムイオン電池セルと、第２蓄電部２０に含まれるリチウムイオン電池セルの内部抵抗比は１０〜３５の範囲に収まる。より厳密には２０〜３０の範囲に収まる。
【００３４】
第１蓄電部１０に含まれる角形リチウムイオン電池Ａの想定最大放電電流値は、並列システムの想定最大放電電流値、及び上記の内部抵抗比から算出される。第２蓄電部２０に含まれる円筒形リチウムイオン電池Ｂの想定最大放電電流値は、並列システムの想定最大放電電流値、上記の内部抵抗比、及び円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数から算出される。並列システムの想定最大放電電流値は、並列システムから負荷２００に流れる放電電流の想定最大値である。以下の例では５０Ａを想定する。
【００３５】
第１蓄電部１０の容量値は、角形リチウムイオン電池Ａの想定最大放電電流値に基づき、角形リチウムイオン電池Ａの放電レートが、所定の基準放電レート以下になるように設定される。第２蓄電部２０の容量値は、円筒形リチウムイオン電池Ｂの想定最大放電電流値に基づき、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電レートが、当該基準放電レート以下になるように設定される。以下の例では基準放電レートを５．０Ｃに設定する。この基準放電レートは電池保護の観点から、電池設計者により規定される値であり、実験、シミュレーション、経験則などから導かれた値である。
【００３６】
仮に円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数を１、上記の内部抵抗比を２４とした場合、円筒形リチウムイオン電池Ｂの想定最大放電電流値は２．４Ａとなる。円筒形リチウムイオン電池Ｂの容量値は３．０Ａｈであるため、その放電レートは０．８Ｃとなり、基準放電レート以下という条件を満たしている。
【００３７】
しかしながら本発明者らの実験により上記の方法に従い、円筒形リチウムイオン電池Ｂの容量値および並列数を設定した場合でも、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電レートが基準放電レートを超える場合があることが分かった。
【００３８】
図３は、角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池Ｂで構成される並列システムから、５０Ａの電流で連続放電した場合の、システム電圧、角形リチウムイオン電池Ａの放電電流および円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電電流の推移を示す図である。円筒形リチウムイオン電池Ｂは、角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池Ｂの抵抗比が１：４になるように所定数、並列接続している。並列システムとしての全体の容量は４０Ａｈであり、並列システムのＳＯＣが５０％の状態から放電を開始している。並列システムの放電開始時の電圧は３．７Ｖであり、放電終止電圧は２．５Ｖである。
【００３９】
放電初期は、同一条件で測定した内部抵抗の比率に従い角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池Ｂの電流分担が決まる。しかしながら時間経過によって、急激に円筒形リチウムイオン電池Ｂの電流分担が増える。これは放電が進むにつれて、角形リチウムイオン電池Ａと円筒形リチウムイオン電池ＢのＳＯＣが乖離して、内部抵抗比が想定どおり変化しないためと推測される。角形リチウムイオン電池ＡのＳＯＣの方が早いペースで低下していくため、角形リチウムイオン電池Ａの内部抵抗のほうが早いペースで上昇していき（図２参照）、内部抵抗比が小さくなっていく。
【００４０】
図３に示すように放電が進むにつれて両者の内部抵抗が逆転し、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電電流と角形リチウムイオン電池Ａの放電電流が逆転する。システム電圧が放電終止電圧の２．５Ｖに到達するとき、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電電流が４０．０Ａ、角形リチウムイオン電池Ａの放電電流が１０．０Ａとなる。これは放電初期と逆の関係になる。
【００４１】
以上の知見を踏まえ、第２蓄電部２０に含まれる円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数は、角形リチウムイオン電池Ａの想定最大放電電流値に相当する電流値で第２蓄電部２０から放電される場合であっても、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電レートが、基準放電レート以下となるように設定される。図３の例では角形リチウムイオン電池Ａの想定最大放電電流値は４０Ａである。円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数は、１０．０Ａではなく４０．０Ａを基準に設定される。
【００４２】
並列システムの放電終止電圧時の円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電電流値は通常、角形リチウムイオン電池Ａの想定最大放電電流値を超えることはなく、角形リチウムイオン電池Ａの想定最大電流値を基準に並列数を設定すれば、円筒形リチウムイオン電池Ｂの放電レートが、基準放電レートを超えることはない。
【００４３】
図４は、円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数、１並列あたりの分担電流、放電レートの関係をまとめた図である。想定最大放電電流が４０．０Ａであるため、並列数が１の場合の１並列あたりの分担電流は４０．０Ａとなる。円筒形リチウムイオン電池Ｂの容量は３．０Ａｈであるため、この場合の放電レートは１３．３Ｃとなる。基準放電レートは５．０Ｃに設定されているため、並列数が１の構成では放電レートの条件を満たさない。並列数が２の場合の１並列あたりの分担電流は２０．０Ａとなる。この場合の放電レートは６．７Ｃとなり、並列数が２の構成でも放電レートの条件を満たさない。並列数が３の場合の１並列あたりの分担電流は１３．３Ａとなる。この場合の放電レートは４．４Ｃとなり、並列数が３の構成では放電レートの条件を満たす。当然のことながら並列数が３を超える構成でも放電レートの条件を満たす。
【００４４】
従って第２蓄電部２０に含まれる円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数は、３以上に設定される。なお９並列を超えると第２蓄電部２０の容量が２７．０Ａｈ以上になるため、第１蓄電部１０の容量を超える。この場合、形状が異なる電池を並列接続する様々なコストを考えると、２５．０Ａｈの角形リチウムイオン電池Ａを２並列にしたほうがトータルのコストは低いと判断できる。従って第２蓄電部２０に含まれる円筒形リチウムイオン電池Ｂの並列数は、３〜８の範囲に設定されるのが最適である。
【００４５】
以上説明したように本実施の形態によれば、角形リチウムイオン電池と円筒形リチウムイオン電池が並列接続されるシステムにて、円筒形リチウムイオン電池の放電レートが、規定の放電レートより高くなることを抑制できる。従って高出力で高容量の組電池を構成できるという並列システムのメリットを享受しつつ、円筒形リチウムイオン電池の保護を万全にできる。
【００４６】
円筒形リチウムイオン電池は角形リチウムイオン電池に比べて、耐久性が低くなるが、円筒形リチウムイオン電池の劣化を抑制することにより、両者の寿命が乖離することを抑制できる。また円筒形リチウムイオン電池の放電レートを抑制できれば、保護のための特殊な構成を円筒形リチウムイオン電池に追加する必要がない。従って円筒形リチウムイオン電池の放電レートを、規定の放電レート以下に抑えるように設計することは技術的に大きな意義がある。
【００４７】
従来、角形リチウムイオン電池と円筒形リチウムイオン電池で構成された並列システムでは、同一条件で測定した内部抵抗の比率に応じて、それぞれの容量値と並列数が決定されていた。本来、両者の内部抵抗比から考えると円筒形リチウムイオン電池には、ほとんど電流が流れないはずである。しかしながら実際には円筒形リチウムイオン電池から大電流が流れる可能性があることが実験により明らかになった。即ち両者の電流分担は、同一条件で測定した内部抵抗の比率だけで決定されるものではないことが分かった。本実施の形態によれば、第２蓄電部２０から大電流が放電される状態となっても、第２蓄電部２０に含まれる円筒形リチウムイオン電池の放電レートが５．０Ｃを超えないようにすることができ、円筒形リチウムイオン電池を保護できる。
【００４８】
電気自動車では角形リチウムイオン電池がＳＯＣ１０％くらいまで使用されており、放電電圧が２．５Ｖ近傍まで低下することがある。従って、円筒形リチウムイオン電池から大電流が放電される可能性は低くなく、無視できないものである。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。こられ実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５０】
例えば、第２蓄電部２０に含まれるリチウムイオン電池セルに、公称電圧が３．６Ｖ、容量が２．０Ａｈのリチウムイオン電池ＢＢを使用する場合も、上記の設計方法を適用できる。また、上記以外の容量値を持つ、角形リチウムイオン電池と円筒形リチウムイオンで構成される並列システムにも、上記の設計方法を適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  電源システム、  １０  第１蓄電部、  Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１５６  角形電池セル、  Ｒ１  第１電流検出素子、  ＳＷ１  第１スイッチ、  ２０  第２蓄電部、  Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２５６，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３５６，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３５６，Ｓｎ１，Ｓｎ２，Ｓｎ３，Ｓｎ５６  円筒形電池セル、  Ｒ２  第２電流検出素子、  ＳＷ２  第２スイッチ、  ４０  制御装置、  ４１  第１電圧電流検出回路、  ４２  第２電圧電流検出回路、  ４３  処理部、  ４４  駆動回路、  ２００  負荷。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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