(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象となるリチウムイオン二次電池について、
温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの正極の劣化度との関係が予め記録されたデータテーブルＭ１と、
温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの負極の劣化度との関係が予め記録されたデータテーブルＭ２と、
温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりのリチウムトラップ量との関係が予め記録されたデータテーブルＭ３と
を用意する工程と、
対象となるリチウムイオン二次電池の温度履歴を記録する処理Ａと、
前記対象となるリチウムイオン二次電池のＳＯＣ履歴を記録する処理Ｂと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴と前記データテーブルＭ１とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池の正極の劣化度Ｋ１を算出する処理Ｃと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴と前記データテーブルＭ２とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池の負極の劣化度Ｋ２を算出する処理Ｄと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴と前記データテーブルＭ３とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する処理Ｅと、
前記正極の劣化度Ｋ１と、前記負極の劣化度Ｋ２と、前記リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて前記リチウムイオン二次電池の劣化度を算出する処理Ｆと
を含む、リチウムイオン二次電池の劣化度算出方法。
【請求項２】
前記処理Ｆは、前記リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、正極電位と、負極電位の推定ずれ量を算出する処理Ｆ１を含む、請求項１に記載されたリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法。
【請求項３】
前記処理Ｆは、前記正極の劣化度Ｋ１と、前記負極の劣化度Ｋ２と、前記リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて、リチウムイオン二次電池の劣化後の電池容量を推定する処理Ｆ２を含み、
前記処理Ｆにおいて、前記リチウムイオン二次電池の劣化度は、（劣化後の電池容量）／（初期の電池容量）によって算出される、請求項１または２に記載されたリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載された劣化度算出方法を含み、
前記正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えた場合、または、前記負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えた場合に、前記リチウムイオン二次電池に通電する電流値を抑制する、リチウムイオン二次電池の制御方法。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか一項に記載された劣化度算出方法を含み、
前記リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、前記リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値を超えた場合に、前記リチウムイオン二次電池への通電を停止する、リチウムイオン二次電池の制御方法。
【請求項６】
対象となるリチウムイオン二次電池の温度を検知する温度センサと、
前記対象となるリチウムイオン二次電池のＳＯＣを検知するＳＯＣ検知部と、
前記温度センサによって検知された温度に基づく温度履歴を記録する記録部Ａと、
前記ＳＯＣ検知部によって検知されたＳＯＣに基づくＳＯＣ履歴を記録する記録部Ｂと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池の正極の劣化度Ｋ１を算出する算出部Ｃと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池の負極の劣化度Ｋ２を算出する算出部Ｄと、
前記温度履歴と前記ＳＯＣ履歴とに基づいて、前記対象となるリチウムイオン二次電池のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する算出部Ｅと、
前記正極の劣化度Ｋ１と、前記負極の劣化度Ｋ２と、前記リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて前記リチウムイオン二次電池の劣化度を算出する算出部Ｆと
を備えた、リチウムイオン二次電池の制御装置。
【請求項７】
前記正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えている場合、または、前記負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えている場合に、前記リチウムイオン二次電池に通電する電流値を抑制する電流抑制部Ｇを備えた、請求項６に記載されたリチウムイオン二次電池の制御装置。
【請求項８】
前記正極の劣化度Ｋ１と、前記負極の劣化度Ｋ２と、前記リチウムイオン二次電池に通電する電流値を抑制する係数との関係が予め記録されたデータテーブルを記憶した記憶部Ｆ１と、
前記正極の劣化度Ｋ１と前記負極の劣化度Ｋ２とに基づいて、前記リチウムイオン二次電池に通電する電流値を算出する算出部Ｆ２とを備えた、
請求項７に記載されたリチウムイオン二次電池の制御装置。
【請求項９】
前記リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記リチウムイオン二次電池への通電を停止する停止制御部Ｈを備えた、請求項６から８までの何れか一項に記載されたリチウムイオン二次電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池の劣化度算出方法、制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
本明細書において「リチウムイオン二次電池」は、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充電と放電が実現される二次電池を意味する。ここで、制御装置の制御対象としての「リチウムイオン二次電池」には、複数の電池要素が接続された「組電池」が含まれうる。また、制御装置の制御対象としての「リチウムイオン二次電池」には、「組電池」の電池要素として組み込まれた二次電池が含まれうる。
【背景技術】
【０００３】
リチウムイオン二次電池の制御方法として、特開２０１３−８９４２４号公報には、電池の劣化を予測する方法が開示されている。同公報で開示される予測方法では、ある温度とＳＯＣとに、予め定められた時間滞在したときに、電池がどの程度劣化するかを予測するデータテーブルを用意する。そして、実際に、温度とＳＯＣとについての履歴を基に、電池の劣化度を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８９４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン二次電池の劣化度を推定する手法について、特開２０１３−８９４２４号公報に提案された手法は、リチウムイオン二次電池の劣化度を一応推定できる。しかしながら、推定値として算出される劣化度と、実際のリチウムイオン二次電池の劣化度との差は小さいことが望ましい。ここでは、精度良くリチウムイオン二次電池の劣化度を推定できる新たな手法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで提案されるリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法は、対象となるリチウムイオン二次電池について、データテーブルを予め用意する工程と、リチウムイオン二次電池の劣化度を算出する処理工程とを含んでいる。
【０００７】
予め用意されるデータテーブルには、以下に説明されるデータテーブルＭ１〜Ｍ３が少なくとも含まれている。データテーブルＭ１には、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの正極の劣化度との関係が予め記録されている。データテーブルＭ２には、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの負極の劣化度との関係が予め記録されている。データテーブルＭ３には、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりのリチウムトラップ量との関係が予め記録されている。
【０００８】
リチウムイオン二次電池の劣化度を算出する処理には、以下の処理Ａ〜Ｆが含まれる。
処理Ａでは、対象となるリチウムイオン二次電池の温度履歴が記録される。
処理Ｂでは、対象となるリチウムイオン二次電池のＳＯＣ履歴が記録される。
処理Ｃでは、温度履歴とＳＯＣ履歴とデータテーブルＭ１とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池の正極の劣化度Ｋ１が算出される。
処理Ｄでは、温度履歴とＳＯＣ履歴とデータテーブルＭ２とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池の負極の劣化度Ｋ２が算出される。
処理Ｅでは、温度履歴とＳＯＣ履歴とデータテーブルＭ３とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池のリチウムトラップ量ＴＬｉが算出される。
処理Ｆでは、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいてリチウムイオン二次電池の劣化度が算出される。
かかるリチウムイオン二次電池の制御方法によれば、リチウムイオン二次電池の劣化度がより精度良く算出される。
【０００９】
ここで、処理Ｆには、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、正極電位と、負極電位の推定ずれ量が算出する処理Ｆ１が含まれていてもよい。また、処理Ｆには、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて、リチウムイオン二次電池の劣化後の電池容量を推定する処理Ｆ２が含まれていてもよい。この場合、処理Ｆにおいて、リチウムイオン二次電池の劣化度は、（劣化後の電池容量）／（初期の電池容量）によって算出される。
【００１０】
また、リチウムイオン二次電池の制御方法は、上記の劣化度算出方法を含んでおり、正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えた場合、または、負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えた場合に、リチウムイオン二次電池に通電する電流値を抑制する処理が含まれていてもよい。かかる処理によって、リチウムイオン二次電池の劣化が抑制される。
【００１１】
また、リチウムイオン二次電池の制御方法は、上記の劣化度算出方法を含んでおり、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値を超えた場合に、リチウムイオン二次電池への通電を停止する処理が含まれていてもよい。かかる処理によって、リチウムイオン二次電池の劣化が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、リチウムイオン二次電池１０の充電電流量と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係の一典型例を示すグラフである。
【図２】図２は、リチウムイオン二次電池１０の充電電流量に対する正極電位と負極電位の変化の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、制御装置１００を模式的に示すブロック図である。
【図４】図４は、データテーブルＭ１〜Ｍ３の一例を示すデータテーブルである。
【図５】図５は、制御装置１００の制御フローの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、ここで提案されるリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法、制御方法および制御装置についての一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。
【００１４】
〈リチウムイオン二次電池の劣化〉
本明細書でのリチウムイオン二次電池の劣化は、リチウムイオン二次電池の容量劣化を意味している。リチウムイオン二次電池は、使用によって電池容量が初期状態よりも減少する傾向がある。リチウムイオン二次電池の劣化度は、初期状態の電池容量に対する、現状の電池容量の割合で表される。つまり、リチウムイオン二次電池の劣化度は、下記の式（Ａ）で表され、初期状態の電池容量を１００としたときの、現状の電池容量の割合であり、容量維持率とも称されうる。
リチウムイオン二次電池の劣化度＝（現状の電池容量）／（初期状態の電池容量）×１００（％）・・・（Ａ）
【００１５】
リチウムイオン二次電池について、「初期状態」は、リチウムイオン二次電池が組み立てられた後の状態で任意に定めることができる。例えば、リチウムイオン二次電池が組み立てられ、予め定められたコンディショニング工程を経過し、リチウムイオン二次電池として通常の使用ができる状態を「初期状態」としてもよい。また、リチウムイオン二次電池の初期状態は、リチウムイオン二次電池が出荷される際の状態としてもよい。
【００１６】
〈リチウムイオン二次電池の電池容量〉
リチウムイオン二次電池の電池容量について、ここでは、開回路電圧を基にリチウムイオン二次電池の上限電圧と下限電圧とを予め定め設定する。そして、ＣＣＣＶ充電によって、リチウムイオン二次電池を上限電圧まで充電し、その後、ＣＣＣＶ放電によってリチウムイオン二次電池を下限電圧まで放電する。この際、初期状態でのリチウムイオン二次電池について、上限電圧から下限電圧まで放電したときの放電容量を、リチウムイオン二次電池の初期状態の電池容量とする。
【００１７】
この実施形態では、対象となるリチウムイオン二次電池に対して、開回路電圧を基にリチウムイオン二次電池の下限電圧を３．０Ｖとし、上限電圧を４．１Ｖとする。この場合、開回路電圧が３．０Ｖである状態がＳＯＣ０％であり、開回路電圧が４．１Ｖである状態がＳＯＣ１００％になる。電池容量はＣＣＣＶ充電で開回路電圧が４．１Ｖになる状態まで充電し、ＣＣＣＶ放電で開回路電圧が３．０Ｖになるまで放電したときの放電容量に相当する。ここで、「ＳＯＣ」は、Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅの略であり、電池の充電状態を示している。ここでは、「ＳＯＣ」は、満充電状態に対する充電率で定められる。以下、満充電状態に対する充電率を「充電率」と称する。
【００１８】
〈リチウムイオン二次電池の劣化傾向〉
以下に、本発明者の知見を基に、リチウムイオン二次電池の劣化事象を説明する。
【００１９】
図１は、リチウムイオン二次電池の充電電流量と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係の一典型例を示すグラフである。図２は、リチウムイオン二次電池の充電電流量に対する正極電位と負極電位の変化の一例を示すグラフである。なお、図１および図２は、模式的に示すものであり、測定結果を厳密に示していない。ここで、図１中の実線Ｓは、リチウムイオン二次電池について初期状態でのＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ）との関係を示している。破線Ｓ１は、劣化後のＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ）との関係を示している。
【００２０】
図２中の実線Ｐは、リチウムイオン二次電池について初期状態でのＳＯＣと正極の電位との関係を示している。破線Ｐ１は、劣化後のＳＯＣと正極の電位との関係を示している。実線Ｑは、リチウムイオン二次電池について初期状態でのＳＯＣと負極の電位との関係を示している。破線Ｑ１は、劣化後のＳＯＣと負極の電位との関係を示している。図１では、横軸がリチウムイオン二次電池のＳＯＣを示しており、縦軸が開回路電圧（ＯＣＶ）を示している。また、破線で示すように、使用によって正極と負極はそれぞれ劣化（単極での容量が減少）し、その結果、リチウムイオン二次電池の電池容量が減少する。
【００２１】
本明細書では、初期状態での正極の電位を、適宜に「ＯＣＰ＋」と称する。初期状態での負極の電位を、適宜に「ＯＣＰ−」と称する。正極の電位、負極の電位は、それぞれ参照電極との電位差で把握されうる。参照電極には、例えば、金属リチウムが用いられる。初期状態でのＳＯＣと正極の電位（ＯＣＰ＋）との関係は、典型的には、図２の実線Ｐのようになる。実線Ｐは、適宜に、「ＳＯＣ−ＯＣＰ＋」と称される。ＳＯＣと負極の電位（ＯＣＰ−）との関係は、典型的には、図２の実線Ｑのようになる。実線Ｑは、適宜に、「ＳＯＣ−ＯＣＰ−」と称される。
【００２２】
初期状態では、グラフＰに沿って正極の電位が変動する。また、グラフＱに沿って負極の電位が変動する。ここで、リチウムイオン二次電池の任意の充電状態（ｉ）において、正極の電位Ｐ（ｉ）と、負極の電位Ｑ（ｉ）との差が、リチウムイオン二次電池１０の開回路電圧Ｓ（ｉ）となる｛Ｓ（ｉ）＝Ｐ（ｉ）−Ｑ（ｉ）｝。劣化後においても、リチウムイオン二次電池の任意の充電状態（ｊ）において、グラフの縦軸に沿って、正極の電位Ｐ１（ｊ）と負極の電位Ｑ１（ｊ）との差が、劣化後のリチウムイオン二次電池１０の開回路電圧Ｓ１（ｊ）となる｛Ｓ１（ｊ）＝Ｐ１（ｊ）−Ｑ１（ｊ）｝。
【００２３】
初期状態のグラフＰ、Ｑと、劣化後のグラフＰ１、Ｑ１は、劣化後のリチウムイオン二次電池１０の開回路電圧Ｓ１（ｊ）と初期状態の開回路電圧Ｓ（ｉ）とが同じ電圧を示す状態とで、位置を合わせ図示するとよい。例えば、図２では、初期状態のリチウムイオン二次電池１０のＳＯＣ１００％の開回路電圧を基準Ａ１としている。
【００２４】
つまり、図２では、初期状態のＳＯＣ１００％と同じ開回路電圧Ｓ（１００）を示す状態を基準Ａ１としている。そして、初期状態のリチウムイオン二次電池のＳＯＣ１００％と同じ開回路電圧Ｓ（１００）を示すグラフＰ、Ｑの位置と、劣化後のリチウムイオン二次電池のグラフＰ１、Ｑ１との位置とを、横軸上において合わせている。上記基準Ａ１での初期状態のリチウムイオン二次電池はＳＯＣ１００％である。上記基準Ａ１での劣化後のリチウムイオン二次電池は必ずしもＳＯＣ１００％ではない。上記基準Ａ１での劣化後のリチウムイオン二次電池は、初期状態のＳＯＣ１００％と同じ開回路電圧Ｓ（１００）を示す。
【００２５】
図２では、横軸は、充電または放電の電流量を示している。図２では、初期状態のリチウムイオン二次電池について、上記の基準Ａ１から充電または放電の電流量（ｉ）に応じて正極の電位Ｐ（ｉ）と負極の電位Ｑ（ｉ）が描かれている。さらに、劣化後のリチウムイオン二次電池について、上記の基準Ａ１から充電または放電の電流量（ｊ）に応じて正極の電位Ｐ１（ｊ）と負極の電位Ｑ１（ｊ）が描かれている。
【００２６】
〈リチウムイオン二次電池の劣化傾向〉
ここで、図１および図２は、例えば、層構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物（例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）を正極活物質粒子とし、黒鉛構造を有する黒鉛粒子を負極活物質として用いたリチウムイオン二次電池についての傾向を示している。
【００２７】
図２に実線Ｐ、Ｑによって示されるように、初期状態のリチウムイオン二次電池では、放電電流量に対して正極の電位Ｐが徐々に低下し、負極の電位Ｑが徐々に上昇する。そして、放電末期では、正極の電位Ｐが急激に低下し、負極の電位Ｑも急激に上昇する。また、充電電流量に対して正極の電位Ｐは徐々に上昇し、負極の電位Ｑは段階的に低下する。
【００２８】
これに対して、図２に破線Ｐ１、Ｑ１によって示されるように、劣化後のリチウムイオン二次電池では、放電電流量に対して正極の電位Ｐ１が低下するタイミングや、負極の電位Ｑ１が上昇するタイミングは、初期状態よりも早くなる傾向がある。また、正極の電位Ｐ１は、充電電流量に対して上昇するタイミングが初期状態よりも早くなり、負極の電位Ｑ１は、充電電流量に対して段階的に低下するタイミングが初期状態よりも遅くなる。
【００２９】
上記の劣化後の傾向について、正極では、正極活物質がリチウムイオンを放出または吸蔵できる量が減少することが原因と考えられる。つまり、図１に示すように、リチウムイオン二次電池について予め定められた開回路電圧の範囲での充電または放電において、正極活物質がリチウムイオンを放出または吸蔵できる量が減少する。この現象は、「正極の劣化」と称される。また、図２に示すグラフにおいてＰｘで示されるように、充電電流量を示す横軸に沿って正極が機能する幅が短くなることから、「正極縮み」とも称されうる。
【００３０】
また、負極では、負極活物質がリチウムイオンを放出または吸蔵できる量が減少することが原因と考えられる。つまり、リチウムイオン二次電池について予め定められた開回路電圧の範囲での充電または放電において、負極活物質がリチウムイオンを放出または吸蔵できる量が減少する。この現象は、「負極の劣化」と称される。また、図２に示すグラフにおいてＱｘで示されるように、充電電流量を示す横軸に沿って負極が機能する幅が短くなることから、「負極縮み」とも称されうる。
【００３１】
また、リチウムイオン二次電池では、充電時に正極からリチウムイオンが放出され、負極はリチウムイオンを吸収するとともに、負極に電荷が蓄えられる。放電時には、負極に蓄えられたリチウムイオンが放出され、正極にリチウムイオンが戻る。かかる充電と放電において、リチウムイオンは被膜に取り込まれたり、一部析出したりするので、劣化が進むと電池反応に寄与するリチウムが減少する。ここでは、被膜に取り込まれたり、一部析出したりして電池反応に寄与するリチウムが減少した量を、「リチウムトラップ量」と称する。
【００３２】
図１に示すグラフでは、放電側を観察すると、初期状態のグラフＰ、Ｑに比べて、劣化後のグラフＰ１、Ｑ１に示されているように、正極の電位が降下するタイミングと、負極の電位が上昇するタイミングとがずれる。正極の電位が降下するタイミングと、負極の電位が上昇するタイミングとがずれるのは、電池反応に寄与するリチウムの減少（リチウムトラップ量の増加）が関係していると思われる。本発明者は、リチウムイオン二次電池の劣化には、正極の劣化、負極の劣化および電池反応に寄与するリチウムの減少が関連していると考えている。
【００３３】
ここで提案されるリチウムイオン二次電池の制御方法によれば、リチウムイオン二次電池の劣化度は、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて求められる。ここで提案されるリチウムイオン二次電池の制御方法によれば、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとは、対象となるリチウムイオン二次電池について、温度環境とＳＯＣの履歴を基にそれぞれ推定する。ここで提案されるリチウムイオン二次電池の制御方法によれば、リチウムイオン二次電池の劣化度を、より精度良く推定することができ、リチウムイオン二次電池のより適切な制御が可能になる。
【００３４】
図３は、制御装置１００を模式的に示すブロック図である。ここで制御装置１００は、ここで提案されるリチウムイオン二次電池の制御方法を具現化する装置である。制御装置１００は、予め定められたプログラムに沿って演算を行う演算装置と、電子化された情報を記憶する記憶装置とを備えている。ここで、演算装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）などと称されうる。記憶装置は、メモリやハードディスクなどと称されうる。制御装置１００は、予め定められたプログラムに沿って所定の演算処理を行い、演算結果を基にリチウムイオン二次電池１０を電気的に制御する。また、車両用途では、制御装置１００は、エンジンやステアリングやブレーキや二次電池などを制御するために車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）に組み込まれていているとよい。
【００３５】
図３に示す例では、制御対象となるリチウムイオン二次電池１０の正極端子１２と負極端子１４には、入力装置（例えば、電源３２）と、出力装置３４（例えば、出力先の外部装置３４）とが、それぞれ並列に接続されている。また、リチウムイオン二次電池１０には、電流計２２が直列に接続されており、電圧計２４が並列に接続されている。また、リチウムイオン二次電池１０には、温度センサ２６が取り付けられている。
【００３６】
〈制御装置１００〉
制御装置１００は、電流計２２と、電圧計２４と、温度センサ２６からそれぞれ測定値に関する情報が入力される。そして、リチウムイオン二次電池１０の劣化度を推定し、リチウムイオン二次電池１０の充電と放電とを制御する。図３に示す例では、制御装置１００は、入力装置３２と、出力装置３４と、入力スイッチ４２と、出力スイッチ４４とを制御する。制御装置１００は、例えば、入力装置３２または出力装置３４を制御することによって、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を調整できる。また、例えば、入力スイッチ４２または出力スイッチ４４を制御することによって、リチウムイオン二次電池１０への通電を停止できる。
【００３７】
ここで、温度センサ２６は、対象となるリチウムイオン二次電池１０の温度を検知するセンサであり、リチウムイオン二次電池１０の予め定められた位置、例えば、側面に取り付けられる。温度センサ２６は、所要の感度を備えており、制御装置１００に温度に応じた電気的な信号が得られればよく、かかる機能を奏するものであれば、温度センサ２６の構造は特に限定されない。
【００３８】
制御装置１００は、図３に示すように、ＳＯＣ検知部１０１と、記録部Ａ、Ｂと、算出部Ｃ〜Ｆとを備えている。
【００３９】
〈ＳＯＣ検知部１０１〉
ＳＯＣ検知部１０１は、制御装置１００において、対象となるリチウムイオン二次電池１０のＳＯＣを検知する処理部である。制御装置１００が対象となるリチウムイオン二次電池１０のＳＯＣを検知する手法としては、具体的には種々の手法を採用しうる。以下に一例を示す。ＳＯＣを検知する手法はここで例示される手法に限定されない。
【００４０】
〈ＳＯＣを検知する手法例〉
リチウムイオン二次電池１０のＳＯＣを検知する手法について説明する。この実施形態では、同型のリチウムイオン二次電池について、初期状態における開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係に相当するデータを、試験によって得て、制御装置１００に予め記憶させておく。また、初期状態におけるリチウムイオン二次電池１０の充電電流量に対する正極の電位（ＯＣＰ＋）の変化量（図２のグラフＰ）に相当するデータを、試験によって得て、制御装置１００に予め記憶させておく。また、初期状態におけるリチウムイオン二次電池１０の充電電流量に対する負極の電位（ＯＣＰ−）の変化量（図２のグラフＱ）に相当するデータを、試験によって得て、制御装置１００に予め記憶させておく。
【００４１】
ＳＯＣ検知部１０１は、初期状態のリチウムイオン二次電池１０について、予め記憶された開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係と、開回路電圧（ＯＣＶ）とに基づいてＳＯＣを検知する。かかる検知されたＳＯＣは、制御装置１００には、積算期間の直前の充電率ＳＯＣｙとして記憶される。その後は、予め定められた積算期間において充電電流および放電電流に基づいて充電電流量と放電電流量とを積算した積算電流量（ΔＩ）に基づいて、充電率の変化量（ΔＳＯＣ）が算出される。
【００４２】
ここで、積算電流量（ΔＩ）は、充電電流量が放電電流量よりも多い場合には＋になり、放電電流量が充電電流量よりも多い場合には−になる。以下の式（Ｂ）のように、積算電流量（ΔＩ）を電池容量（Ｉｏ）で割ることによって、充電率の変化量（ΔＳＯＣ）が求められる。
ΔＳＯＣ＝ΔＩ／Ｉｏ・・・（Ｂ）
【００４３】
なお、対象となるリチウムイオン二次電池１０は、使用により電池容量（Ｉｏ）が劣化する傾向がある。つまり、リチウムイオン二次電池１０は、初期状態よりも使用により徐々に電池容量が減少する傾向がある。充電率の変化量ΔＳＯＣを算出する上で、積算電流量（ΔＩ）を電池容量（Ｉｏ）で割る。この際、電池容量（Ｉｏ）には、より厳密には、積算期間直前の電池容量として、直前の積算期間で算出された劣化後の電池容量Ｉｘを用い、式（Ｂ１）によって、充電率の変化量ΔＳＯＣを算出してもよい。この場合、制御装置１００に記憶されている電池容量（Ｉｏ）は、直前の積算期間で算出された劣化後の電池容量Ｉｘに随時に更新するとよい。なお、劣化後の電池容量Ｉｘの算出方法は、さらに後で説明されている。
ΔＳＯＣ＝ΔＩ／Ｉｘ・・・（Ｂ１）
【００４４】
当該積算期間後の充電率ＳＯＣｘは、以下の式（Ｃ）のように、当該積算期間の直前の充電率ＳＯＣｙと、充電率の変化量ΔＳＯＣとの和によって算出される。
ＳＯＣｘ＝ＳＯＣｙ＋ΔＳＯＣ・・・（Ｃ）
制御装置１００に記憶されている当該積算期間の直前の充電率ＳＯＣｙは、当該積算期間後に算出された充電率ＳＯＣｘに随時に更新されるとよい。
【００４５】
式（Ｃ）において、ＳＯＣｙは、充電率の変化量ΔＳＯＣを算出する際の積算電流量の積算期間の直前の充電率である。ここで、積算電流量（ΔＩ）と積算期間後の充電率ＳＯＣｘとは、予め定められた単位時間を積算期間として、かかる積算期間毎に算出される。積算期間は任意に設定できる。積算期間は、例えば、１５秒、３０秒、１分、５分あるいは１０分で設定してもよい。この実施形態では、積算期間は１分間で設定されており、１分毎に、劣化後の電池容量と、積算期間後の充電率ＳＯＣｘとを算出している。なお、積算期間後の充電率ＳＯＣｘを検知する手法は、他にも種々あり、例えば、活物質の特性を考慮して適当な手法を採用するとよい。
【００４６】
〈記録部Ａ〉
記録部Ａは、制御装置１００において、温度センサ２６によって検知された温度に基づく温度履歴を記録する処理部である。例えば、温度センサ２６で検知された温度の情報を、時系列に記録するとよい。
【００４７】
〈記録部Ｂ〉
記録部Ｂは、制御装置１００において、ＳＯＣ検知部１０１によって検知されたＳＯＣに基づくＳＯＣ履歴を記録する処理部である。例えば、ＳＯＣ検知部１０１によって検知されたＳＯＣの情報を、時系列に記録するとよい。
【００４８】
〈算出部Ｃ〜Ｅ〉
算出部Ｃは、制御装置１００において、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０の正極の劣化度Ｋ１を算出する処理部である。
算出部Ｄは、制御装置１００において、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０の負極の劣化度Ｋ２を算出する処理部である。
算出部Ｅは、制御装置１００において、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する処理部である。
【００４９】
図４は、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとの算出に用いるデータテーブルＭ１〜Ｍ３を例示している。
【００５０】
〈データテーブルＭ１〜Ｍ３〉
正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとの算出に用いるデータテーブルＭ１〜Ｍ３は、図４に示すように、リチウムイオン二次電池が放置されている状態（放置状態）と、リチウムイオン二次電池が通電されている状態（通電状態）とに応じてそれぞれ用意されている。なお、図４で示されたデータテーブルＭ１〜Ｍ３は、ここで提案される制御方法の理解を助ける目的で、それぞれ説明の便宜上作成したものである。図４で示されたデータテーブルＭ１〜Ｍ３は、必ずしも実際のリチウムイオン二次電池に対して具体的なデータを示すものではない。例えば、図４では、ＳＯＣについて０％から１００％まで２０％刻みで、かつ、温度について−３０℃、０℃、２５℃、６０℃の４つの温度について、データが入力されている。実際には、ＳＯＣおよび温度について、それぞれさらに細分化したデータテーブルを用いるとよい。
【００５１】
かかるデータテーブルは、例えば、当該温度およびＳＯＣの状態に、対象となるリチウムイオン二次電池と同型のリチウムイオン二次電池を滞在させ、どの程度の劣化が起きるかを予め試験を行って作成するとよい。
【００５２】
放置状態では、例えば、特定の温度およびＳＯＣの状態で、リチウムイオン二次電池の劣化が十分に観察できる日数（例えば、１０日程度）放置する。放置状態のデータテーブルＭ１Ａ〜Ｍ３Ａには、かかる試験を基に、ある特定の温度およびＳＯＣの状態で、１日放置されたときの正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉが評価されている。
【００５３】
また、通電状態では、例えば、特定の温度下で、平均的に、ある特定のＳＯＣの状態になるように、短周期で充電と放電を繰り返す制御を十分に劣化が観察できる程度の予め定められた時間（例えば、２４時間程度）行う。通電状態のデータテーブルＭ１Ｂ〜Ｍ３Ｂには、かかる試験を基に、ある特定の温度およびＳＯＣの状態で、１日通電されたときの正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉが評価されている。
【００５４】
ここで、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２とは、それぞれ初期状態を１として、その劣化の進行度の割合（正極縮み）と（負極縮み）の程度を評価している。リチウムトラップ量ＴＬｉは、初期状態を０とし、リチウムトラップ量に応じて容量（Ａｈ）に相当する数値で評価している。
【００５５】
図４のデータテーブルＭ１Ａ、Ｍ２Ａは、それぞれ１日放置したときの正極の劣化度(Ｋ１／ｄａｙ)と、１日放置したときの負極の劣化度（Ｋ２／ｄａｙ）とを記録している。図４の例では、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２は、それぞれ初期状態を１とする係数で評価されており、１に近いほど劣化が小さいことを示している。図４の例では、−３０℃の低温状態で放置された場合には、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２はそれぞれ１であり、劣化が小さいことが示されている。これに対して、温度が上がるにつれて劣化が大きい。特に負極よりも正極の方が温度の影響が大きい傾向が示されている。
【００５６】
図４のデータテーブルＭ１Ｂ、Ｍ２Ｂは、それぞれ１日通電したときの正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２とを記録している。図４の例では、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２は、それぞれ初期状態を１とする係数で評価されており、１に近いほど劣化が小さいことを示している。図４の例では、ＳＯＣが０％の近い状態や、１００％に近い状態であるほど、正極と負極の劣化が大きいことがそれぞれ示されている。また、温度が高いほど、正極と負極の劣化が大きいことがそれぞれ示されている。
【００５７】
図４のデータテーブルＭ３Ａは、１日放置したときのリチウムトラップ量ＴＬｉを記録している。図４の例では、リチウムトラップ量ＴＬｉは、それぞれ０から１までの数値で評価されており、０はリチウムトラップ量ＴＬｉがほとんど増加しないことを示している。また、０に近いほどリチウムトラップ量ＴＬｉが小さいことを示している。また、リチウムトラップ量ＴＬｉが−であることは、トラップされたリチウムが回復することを示している。換言すれば、リチウムイオン二次電池の電池反応に寄与しなくなったリチウムが、反応に寄与しうる状態に回復することを示している。−の数値は、回復するリチウムの量を示している。
【００５８】
図４のデータテーブルＭ３Ａによれば、リチウムイオン二次電池が放置されている場合には、リチウムトラップ量ＴＬｉは、温度に依存していることが示されている。ここでは、−３０℃の低温状態で放置された場合には、リチウムトラップ量ＴＬｉが０であり、リチウムトラップ量ＴＬｉの変化がほとんど生じないことが示されている。温度が０℃〜２５℃のような温度では、リチウムトラップ量ＴＬｉがマイナスであり、リチウムトラップ量ＴＬｉが減り、電池反応に寄与するリチウムの量が増えることが示されている。また、温度が６０℃程度まで上昇すると、リチウムトラップ量ＴＬｉがプラスになり、リチウムトラップ量ＴＬｉが増えることが示されている。
【００５９】
図４のデータテーブルＭ３Ｂは、１日通電したときのリチウムトラップ量ＴＬｉを記録している。図４のデータテーブルＭ３Ｂでは、同じＳＯＣでは、−３０℃の低温状態よりも温度が高くなればなるほど、リチウムトラップ量ＴＬｉが大きくなり、リチウムトラップ量ＴＬｉに対する影響が大きいことが示されている。また、ＳＯＣ４０％〜６０％では、リチウムトラップ量ＴＬｉが小さい。ＳＯＣが０％の近くなればなるほど、また、ＳＯＣが１００％に近くなればなるほど、リチウムトラップ量ＴＬｉが大きくなることが示されている。
【００６０】
なお、例えば、通電レートに応じて、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとが異なる傾向であれば、通電レートのレベルに応じて複数のデータテーブルを用意しておくとよい。例えば、図示は省略するが、通電状態のデータテーブルＭ１Ｂ、Ｍ２Ｂ、Ｍ３Ｂについては、さらに電流レートに応じて複数のデータテーブルが用意されていてもよい。あるいは、通電した時については、電流レートに応じて、データテーブルを補正する補正係数が用意されていてもよい。電流レートに応じたデータテーブルを用いること、あるいは、電流レートに応じてデータテーブルを補正することによって、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとを精度良く算出しうる。
【００６１】
以下に、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとの算出例を順に例示する。
【００６２】
〈正極の劣化度Ｋ１の算出例〉
制御装置１００は、正極の劣化度Ｋ１の算出では、記録部Ａに記録されたリチウムイオン二次電池１０の温度履歴と、記録部Ｂに記録されたリチウムイオン二次電池１０のＳＯＣの履歴に基づいて、正極の劣化度Ｋ１に関するデータテーブルＭ１Ａ、Ｍ１Ｂを、単位時間毎に参照する。ここで、当該単位時間においてリチウムイオン二次電池１０が放置されているときは、データテーブルＭ１Ａを参照する。当該単位時間においてリチウムイオン二次電池１０が通電されているときは、データテーブルＭ１Ｂを参照する。これによって単位時間毎に正極の劣化度Ｋ１（ｔ）を適切に評価することができる。ここで、正極の劣化度Ｋ１（ｔ）は、ある単位時間（ｔ）における参照値を示している。リチウムイオン二次電池１０の使用期間において、得られた単位時間毎の正極の劣化度Ｋ１（ｔ）を積算することによって、正極の劣化度Ｋ１が得られる。
【００６３】
〈負極の劣化度Ｋ２の算出例〉
制御装置１００は、負極の劣化度Ｋ２の算出では、記録部Ａに記録されたリチウムイオン二次電池１０の温度履歴と、記録部Ｂに記録されたリチウムイオン二次電池１０のＳＯＣの履歴に基づいて、負極の劣化度Ｋ２に関するデータテーブルＭ２Ａ、Ｍ２Ｂを、単位時間毎に参照する。ここで、当該単位時間においてリチウムイオン二次電池１０が放置されているときは、データテーブルＭ２Ａを参照する。当該単位時間においてリチウムイオン二次電池１０が通電されているときは、データテーブルＭ２Ｂを参照する。これによって単位時間毎に負極の劣化度Ｋ２（ｔ）を適切に評価することができる。ここで、負極の劣化度Ｋ２（ｔ）は、ある単位時間（ｔ）における参照値を示している。リチウムイオン二次電池１０の使用期間において、得られた単位時間毎の負極の劣化度Ｋ２（ｔ）を積算することによって、負極の劣化度Ｋ２が得られる。
【００６４】
この実施形態では、上述のようにデータテーブルに１日当りの正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２が記録されている。ここでの正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２の参照値は、初期状態を１とする係数で評価されている。また、記録部Ａの温度履歴と記録部Ｂの温度履歴では、それぞれ一分毎の履歴が記録されているものとする。この場合の算出式は、以下の式（Ｄ）、式（Ｅ）の通りである。
Ｋ１＝Π（１−｛（１−Ｋ１（ｔ））／１４４０｝）・・・（Ｄ）
Ｋ２＝Π（１−｛（１−Ｋ２（ｔ））／１４４０｝）・・・（Ｅ）
【００６５】
ここで、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２の参照値が初期状態を１とする係数で評価されているため、（１−Ｋ１（ｔ））の部分は、データテーブルにおける単位時間（ここでは１日）において劣化がどの程度進行するかを示している。（１−Ｋ１（ｔ））／１４４０は、データテーブルの参照値が１日当りの劣化度を評価しているのに対して、記録部Ａの温度履歴と記録部Ｂの温度履歴は、それぞれ一分毎の履歴で記録されているので、１４４０分（６０分＊２４）で割って１分当りの劣化度として評価したものである。（１−｛（１−Ｋ１（ｔ））／１４４０｝）は、当該単位時間（ここでは、１分）における劣化度を示している。Πは、（１−｛（１−Ｋ１（ｔ））／１４４０｝）を積算することを示す記号である。ここでは、Πは、総乗を示している。
【００６６】
つまり、０から予め定められた期間（ｘ）まで、単位時間（１分）毎に（１−｛（１−Ｋ１（ｔ））（ｔ＝０〜ｘ）を算出する。そして、これを０からｘまで順に乗算する。これによって、当該期間（ｔ＝０〜ｘ）における正極の劣化度Ｋ１が得られる。ここでは、正極の劣化度Ｋ１について説明しているが、負極の劣化度Ｋ２についても同様に算出される。なお、単位時間毎の劣化度の積算方法は、劣化度の設定の仕方や、リチウムイオン二次電池の活物質の性質に応じて適当な積算方法を採用するとよい。例えば、ここではΠは総乗を意味しているが、劣化度の設定の仕方によってはΠを総和として積算してもよい。
【００６７】
上記の算出式によって、ある期間における正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２とを推定することができる。制御装置１００は、当該期間の初期の劣化度（前回までに算出された劣化度）を記憶しているとよい。そして、当該期間の初期の劣化度と、算出された当該期間の劣化度とを掛け合わせるとよい。ここで、当該期間の初期の正極の劣化度（前回までに算出された劣化度）をＬＫ１とする。当該期間の初期の負極の劣化度（前回までに算出された劣化度）をＬＫ２とする。この場合、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２は、以下の式（Ｄ１）、式（Ｅ１）で算出されうる。
Ｋ１＝ＬＫ１×Π（１−｛（１−Ｋ１（ｔ））／１４４０｝）・・・（Ｄ１）
Ｋ２＝ＬＫ２×Π（１−｛（１−Ｋ２（ｔ））／１４４０｝）・・・（Ｅ１）
例えば、初期状態から継続して算出することによって初期状態からの正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２を算出することができる。
【００６８】
〈算出部Ｃ〉
算出部Ｃは、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０の正極の劣化度Ｋ１を算出する。この場合、制御装置１００は、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの正極の劣化度との関係が予め記録されたデータテーブルＭ１Ａ、Ｍ１Ｂを記憶した記憶部Ｃ１を備えているとよい。算出部Ｃは、記憶部Ｃ１に記憶されたデータテーブルＭ１Ａ、Ｍ１Ｂと、温度履歴とＳＯＣ履歴とから得られる単位時間毎の正極劣化量を基に、正極の劣化度Ｋ１を算出するとよい。
【００６９】
〈算出部Ｄ〉
算出部Ｄは、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池の負極の劣化度Ｋ２を算出する。この場合、制御装置１００は、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりの負極の劣化度との関係が予め記録されたデータテーブルＭ２Ａ、Ｍ２Ｂを記憶した記憶部Ｄ１を備えているとよい。算出部Ｄは、記憶部Ｄ１に記憶されたデータテーブルＭ２Ａ、Ｍ２Ｂと、温度履歴とＳＯＣ履歴とから得られる単位時間毎の負極劣化量を基に、負極の劣化度Ｋ２を算出するとよい。
【００７０】
〈リチウムトラップ量ＴＬｉの算出〉
次に、リチウムトラップ量ＴＬｉは、以下の式（Ｆ）で算出される。
ＴＬｉ＝Σ（ＴＬｉ（ｔ）／１４４０）・・・（Ｆ）
つまり、この実施形態では、上述のようにデータテーブルＭ３Ａ、Ｍ３Ｂに１日当りのリチウムトラップ量ＴＬｉが記録されている。ここでのリチウムトラップ量ＴＬｉの参照値は、初期状態を０とし、最大限劣化した状態を１として、０から１の数値で評価されている。また、記録部Ａの温度履歴と記録部Ｂの温度履歴では、それぞれ一分毎の履歴が記録されているものとする。ここで、ＴＬｉ（ｔ）は、ある単位時間（ｔ）におけるリチウムトラップ量ＴＬｉの参照値である。Σは、積和を示している。例えば、０〜ｘまでの期間のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する場合は、ｔ＝０〜ｘまでの（ＴＬｉ（ｔ）／１４４０）を足し合わせるとよい。
【００７１】
また、制御装置１００は、当該期間の初期のリチウムトラップ量ＬＴＬｉを記憶しているとよい。この場合、当該期間の初期のリチウムトラップ量ＬＴＬｉと、当該期間で算出されたリチウムトラップ量を足し合わせることによって、当該期間の初期のリチウムトラップ量ＬＴＬｉを加味したリチウムトラップ量ＴＬｉを算出することができる。
この場合、例えば、以下の式（Ｆ１）により、初期状態から継続してリチウムトラップ量ＴＬｉを算出することによって、初期状態からのリチウムトラップ量ＴＬｉを算出することができる。
ＴＬｉ＝ＬＴＬｉ＋Σ（ＴＬｉ（ｔ）／１４４０）・・・（Ｆ１）
【００７２】
〈算出部Ｅ〉
算出部Ｅは、温度履歴と前記ＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する。この場合、制御装置１００は、温度と、ＳＯＣと、単位時間あたりのリチウムトラップ量との関係が予め記録されたデータテーブルＭ３Ａ、Ｍ３Ｂを記憶した記憶部Ｅ１を備えているとよい。算出部Ｅは、記憶部Ｅ１に記憶されたデータテーブルＭ３Ａ、Ｍ３Ｂと、温度履歴とＳＯＣ履歴とから得られる単位時間毎のリチウムトラップ量ΔＴＬｉを基に、リチウムトラップ量ＴＬｉを算出するとよい。
【００７３】
〈算出部Ｆ〉
算出部Ｆは、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいてリチウムイオン二次電池１０の劣化度Ｘを算出する。ここで、制御装置１００には、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて、リチウムイオン二次電池１０の劣化度Ｘが導出できる三次元マップデータが予め用意されているとよい。三次元マップデータは、Ｘ＝（Ｋ１，Ｋ２，ＴＬｉ）と表記されうる。リチウムイオン二次電池１０の劣化度Ｘを算出する処理は、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて、三次元マップデータ｛Ｘ＝（Ｋ１，Ｋ２，ＴＬｉ）｝から、Ｘを導き出すとよい。
【００７４】
また、算出部Ｆの他の方法として、正極の劣化度Ｋ１に基づいて劣化後の正極ＯＣＰ＋（図２のグラフＰ１）を求め、負極の劣化度Ｋ２に基づいて劣化後の負極ＯＣＰ−（図２のグラフＱ１）を求める。そして、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて劣化後の正極ＯＣＰ＋と劣化後の負極ＯＣＰ−とのずれ量を導く。そして、ＯＣＶ｛（ＯＣＰ＋）−（ＯＣＰ−）｝が予め定められた下限電圧（この実施形態では、３．０Ｖ）となる位置と、ＯＣＶ｛（ＯＣＰ＋）−（ＯＣＰ−）｝が予め定められた上限電圧（この実施形態では、４．１Ｖ）となる位置を特定する。そして、３．０Ｖ〜４．１Ｖの間の電池容量を算出する。そして、算出された電池容量を劣化後の電池容量Ｉｘとする。そして、以下の式（Ｇ）に基づいて劣化後の電池容量Ｉｘを初期容量Ｉｏで割ってリチウムイオン二次電池１０の劣化度Ｘ（容量維持率）を算出してもよい。
Ｘ＝Ｉｘ／Ｉｏ・・・（Ｇ）
【００７５】
このように、制御装置１００は、算出部Ｆの処理として、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、正極電位と、負極電位の推定ずれ量を算出する処理Ｆ１を含んでいてもよい。
【００７６】
また、算出部Ｆは、正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２と、リチウムトラップ量ＴＬｉとに基づいて、リチウムイオン二次電池１０の劣化後の電池容量Ｉｘを推定する処理Ｆ２を含んでいてもよい。この場合も、上記の式（Ｇ）のように、算出部Ｆにおいて、リチウムイオン二次電池１０の劣化度Ｘは、（劣化後の電池容量Ｉｘ）／（初期容量Ｉｏ）によって算出される。
【００７７】
また、制御装置１００は、正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えた場合、または、負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えた場合に、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制してもよい。正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えている場合、または、負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えている場合には、正極活物質または負極活物質が劣化している可能性があり、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制することによって、リチウムイオン二次電池１０の容量劣化が進行するのを抑制することができる。
【００７８】
〈電流抑制部Ｇ〉
この場合、制御装置１００は、当該処理を実施する電流抑制部Ｇを備えているとよい。電流抑制部Ｇは、正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値を超えている場合、または、負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値を超えている場合に、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制する。ここで、閾値は、リチウムイオン二次電池１０への通電を抑制すべきと考えられる状況に応じた閾値を、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２とにそれぞれ任意に設定できる。
【００７９】
例えば、制御装置１００は、記憶部Ｆ１と算出部Ｆ２を備えているとよい。ここで、記憶部Ｆ１は、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２と、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制する係数Ｊとの関係を予め定められたデータテーブルＭ４｛Ｊ＝（Ｋ１，Ｋ２）｝を記憶しているとよい。算出部Ｆ２は、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２とに基づいて、リチウムイオン二次電池に通電する電流値を算出する。ここで、算出部Ｆ２の処理は、正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２とデータテーブルＭ４｛Ｊ＝（Ｋ１，Ｋ２）｝とに基づいて、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制する係数Ｊを求める。そして、式（Ｈ）のように、通常の制御において、リチウムイオン二次電池１０に通電されるべき電流値Ａｏに対して、係数Ｊを掛けて実際に通電する電流値Ａｘを求める。
Ａｘ＝Ａｏ×Ｊ・・・（Ｈ）
ここで、当該係数Ｊは、リチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を抑制する係数であり、０〜１の数値で設定されているとよい。
【００８０】
また、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値を超えた場合に、リチウムイオン二次電池への通電を停止してもよい。リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値を超えた場合には、リチウムイオン二次電池１０において、電池反応に寄与しないリチウムが予め定められた量を超えて増加していることを意味している。この場合、リチウムイオン二次電池１０への通電を停止することによって、電池反応に寄与するリチウムの量を回復させ、リチウムトラップ量ＴＬｉを減少させることができる。
【００８１】
〈停止制御部Ｈ〉
この場合、制御装置１００は、停止制御部Ｈを備えているとよい。停止制御部Ｈは、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいて、予め定められた閾値よりも大きい場合に、リチウムイオン二次電池１０への通電を停止する。ここで、閾値は、リチウムイオン二次電池１０への通電を停止すべきと考えられる状況に応じた閾値を、リチウムトラップ量ＴＬｉに対して任意に設定できる。
【００８２】
以上のように、制御装置１００は、リチウムイオン二次電池１０の劣化度算出方法として、上記の処理Ｆ１、Ｆ２ように正極の劣化度Ｋ１、負極の劣化度Ｋ２、あるいは、リチウムトラップ量ＴＬｉに基づいてリチウムイオン二次電池の劣化度を算出する処理を具現化した処理部を備えているとよい。
【００８３】
図５は、制御装置１００の制御フローの一例である。図５で示された制御フローは以下の通りである。
【００８４】
Ｓ１０１：制御対象となるリチウムイオン二次電池の電圧、電流および温度を検知する。制御装置１００では、温度センサによって検知された温度に基づく温度履歴は、記録部Ａに記録される。電圧値、電流値の履歴についても合わせて制御装置１００に記録される（図３参照）。
Ｓ１０２：制御対象となるリチウムイオン二次電池のＳＯＣを検知する。制御装置１００では、ＳＯＣ検知部１０１によって検知されたＳＯＣに基づくＳＯＣ履歴が記録部Ｂに記録される（図３参照）。
Ｓ１０３：正極の劣化度Ｋ１を算出する。制御装置１００では、算出部Ｃが、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０の正極の劣化度Ｋ１を算出する（図３参照）。
Ｓ１０４：負極の劣化度Ｋ２を算出する。制御装置１００では、算出部Ｄが、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０の負極の劣化度Ｋ２を算出する（図３参照）。
Ｓ１０５：リチウムトラップ量ＴＬｉを算出する。制御装置１００では、算出部Ｅが、温度履歴とＳＯＣ履歴とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池１０のリチウムトラップ量ＴＬｉを算出する（図３参照）。
Ｓ１０６：正極の劣化度Ｋ１と、負極の劣化度Ｋ２とに基づいて、対象となるリチウムイオン二次電池の容量劣化を判定する。図５に示すフローでは、制御装置１００は、正極の劣化度Ｋ１が予め定められた閾値Ｌｋ１を超えているか否か（Ｋ１＞Ｌｋ１）を判定する（図３参照）。また、負極の劣化度Ｋ２が予め定められた閾値Ｌｋ２を超えているか否か（Ｋ２＞Ｌｋ２）を判定する。
Ｓ２０６：正極の劣化度Ｋ１と負極の劣化度Ｋ２の何れか一方が閾値（Ｌｋ１，Ｌｋ２）を超えている場合に電流抑制制御（Ｓ２０６）が実施される。制御装置１００では、電流抑制制御部Ｇが対象となるリチウムイオン二次電池１０への通電を抑制する。制御装置１００は、例えば、Ｉｇ＝ｆ（ｋ１，ｋ２）で示される関数式、あるいは、データテーブルを予め記憶しておき、算出される電流値Ｉｇに従って、対象となるリチウムイオン二次電池１０に通電する電流値を制御するとよい。
Ｓ１０７：リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値（Ｌｔ）を超えているか否か（ＴＬｉ＞Ｌｔ）を判定する。
Ｓ２０７：停止制御が実施される。リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値（Ｌｔ）を超えている場合に、対象となるリチウムイオン二次電池１０への通電を停止する。制御装置１００は、では停止制御部Ｈによって処理される。制御装置１００は、例えば、Ｔｈ＝ｆ（ＴＬｉ）で示される関数式、あるいは、データテーブルを予め記憶しておき、算出される時間Ｔｈに従って、対象となるリチウムイオン二次電池１０への通電を停止する時間が設定されるように構成されているとよい。
Ｓ１０８：通常の通電処理が実施される。制御装置１００は、上記判定ステップＳ１０６で、劣化度Ｋ１と劣化度Ｋ２が何れも閾値（Ｌｋ１，Ｌｋ２）を超えておらず、上記判定ステップＳ１０７で、リチウムトラップ量ＴＬｉが予め定められた閾値（Ｌｔ）を超えていない場合に、対象となるリチウムイオン二次電池１０への通常の通電処理を実施する。
【００８５】
本制御は、対象となるリチウムイオン二次電池１０が使用されている状態では、常に実行されていることが望ましく、制御終了後、開始処理に戻る。対象となるリチウムイオン二次電池１０が使用されている状態では、繰り返し実行される。なお、図示は省略するが、制御終了後、開始処理に戻る処理において、制御を終了する条件が設定された判定処理部が設けられており、条件付きで制御が終了されるように構成してもよい。
【００８６】
以上、ここで提案されるリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法、制御方法および制御装置を種々説明した。ここで提案されるリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法、制御方法および制御装置は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
【００８７】
ここで提案されるリチウムイオン二次電池の劣化度算出方法、制御方法および制御装置は、種々のリチウムイオン二次電池の制御に適用できる。
制御対象となるリチウムイオン二次電池の正極活物質材料としては、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。
リチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、遷移金属としてコバルトを多く含む（コバルト系）材料、遷移金属としてニッケルを多く含む（ニッケル系）材料、遷移金属としてニッケル、コバルト、マンガンを含む（いわゆる三元系）材料、マンガンスピネル系材料、いわゆるオリビン系材料などが挙げられる。
制御対象となるリチウムイオン二次電池の負極活物質材料としては、例えば、非晶質天然黒鉛やグラファイトのような炭素系の負極材料や、チタン酸リチウムなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００８８】
１０      リチウムイオン二次電池
１２      正極端子
１４      負極端子
２２      電流計
２４      電圧計
２６      温度センサ
３２      入力装置
３４      出力装置
４２      入力スイッチ
４４      出力スイッチ
１００    制御装置
１０１    ＳＯＣ検知部
Ａ        記録部
Ｂ        記録部
Ｃ        算出部
Ｃ１      記憶部
Ｄ        算出部
Ｄ１      記憶部
Ｅ        算出部
Ｅ１      記憶部
Ｆ        算出部
Ｆ１      記憶部
Ｆ２      算出部
Ｇ        電流抑制部
Ｈ        停止制御部
【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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