(57)【要約】【課題】  車載した組電池から大きな電流を放電させた場合にも電圧異常降下現象の発生を抑制しつつ、組電池の性能を引き出しうる車載組電池の制御装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】  車両100に搭載された複数の電池1からなる組電池10の充放電を制御する制御装置150は、組電池10の電圧値Vbを検知する電圧値検知手段、組電池10の充放電電流値Ibを検知する電流値検知手段S11,S23,S32、電池1の電極体2に含まれる電解液3のイオン濃度の場所による偏りの大きさに相応する偏り指数P(n)を逐次算出する偏り指数算出手段S12、放電時に組電池10の電圧値Vbが異常降下する電圧異常降下現象の発生を検知する異常降下検知手段S34、上記現象発生時の異常時偏り指数Panを、上記現象発生毎に更新して記憶する異常指数更新記憶手段S35、偏り指数P(n)が、異常時偏り指数Panよりも偏り減少側Diの値となるように充放電電流値Ibの大きさを制御する電流制御手段S27を備える。【選択図】  図１
2013188086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された複数のリチウムイオン二次電池からなる組電池の充放電を制御する、車載組電池の制御装置であって、
上記組電池の電圧値を検知する電圧値検知手段と、
上記組電池の充放電電流値を検知する電流値検知手段と、
上記組電池の充放電により生じる、上記リチウムイオン二次電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度の場所による偏りについて、その偏りの大きさに相応する偏り指数を逐次算出する偏り指数算出手段と、
上記組電池の放電時に、この組電池の上記電圧値が異常降下する電圧異常降下現象の発生を検知する異常降下検知手段と、
上記電圧異常降下現象発生時の上記偏り指数である異常時偏り指数を、上記電圧異常降下現象発生毎に、更新して記憶する異常指数更新記憶手段と、
上記偏り指数が、現在の上記異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、上記組電池の充放電電流値の大きさを制御する電流制御手段と、を備える
車載組電池の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載組電池の制御装置であって、
前記偏り指数が取りうる、最も偏り増大側の値である初期異常時偏り指数を記憶する初期指数記憶手段と、
前記車両の運転終了時または運転開始再開時であるリセット時期を検知するリセット時期検知手段と、
上記リセット時期検知手段で、リセット時期を検知した場合に、記憶していた前記異常時偏り指数を上記初期異常時偏り指数にリセットするリセット手段と、を備える
車載組電池の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車載組電池の制御装置であって、
前記指数算出手段は、
前回算出した偏り指数である前回偏り指数を算出したタイミング以降において、前記電解液におけるリチウムイオンの拡散による、前記偏りの減少に相応する減少分指数を用いて、前記偏り指数を算出する
車載組電池の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車載組電池の制御装置であって、
前記異常時偏り指数を用いて前記車載組電池の劣化度合いを示す信号を出力する出力手段を備える
車載組電池の制御装置。
【請求項５】
車両に搭載された複数のリチウムイオン二次電池からなる組電池の充放電を制御する制御方法であって、
上記組電池の電圧値を検知する電圧値検知ステップと、
上記組電池の充放電電流値を検知する電流値検知ステップと、
上記組電池の充放電により生じる、上記リチウムイオン二次電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度の場所による偏りについて、その偏りの大きさに相応する偏り指数を逐次算出する偏り指数算出ステップと、
上記組電池の放電時に、この組電池の上記電圧値が異常降下する電圧異常降下現象の発生を検知する異常降下検知ステップと、
上記電圧異常降下現象発生時の上記偏り指数である異常時偏り指数を、上記電圧異常降下現象発生毎に、更新して記憶する異常指数更新記憶ステップと、
上記偏り指数が、現在の上記異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、上記組電池の充放電電流値の大きさを制御する電流制御ステップと、を備える
車載組電池の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の車載組電池の制御方法であって、
前記車両の運転終了時または運転開始時であるリセット時期を検知するリセット時期検知ステップと、
上記リセット時期を検知した場合に、記憶していた前記異常時偏り指数を、前記偏り指数が取りうる最も偏り増大側の値である初期異常時偏り指数にリセットするリセットステップと、を備える
車載組電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された組電池制御装置、及び、その制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動し、その駆動力により走行する車両として、ハイブリッド自動車、燃料電池車、電気自動車などが知られている。これらの車両において、モータに供給する電気エネルギーを蓄えるものとして、複数のリチウムイオン二次電池（以下単に、電池ともいう。）からなる組電池を用いる例が知られている。
そして、車両の急加速など大きな負荷に対応してモータ等を駆動する際に、組電池から大電流の放電（ハイレート放電ともいう。）をさせる場合がある。
【０００３】
ところで、特許文献１によれば、バッテリ（組電池）からのハイレート放電が継続的に行われると、あるタイミングでバッテリ電圧が急激に低下し始める現象（以下、電圧異常降下現象ともいう。）が生じる場合があり、更にこの現象を継続させると電池が劣化する場合があることが報告されている。
そしてこの特許文献１では、車両の動力性能の低下を抑制しつつ、ハイレート放電による二次電池の劣化を抑制すべく、二次電池に流される充放電電流の履歴から、二次電池の劣化に関する評価値を算出し、この評価値に基づいて放電電力の制御を行う制御方法及び制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３４３５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、この特許文献１では、その図７に示されているように、この目標値Ｅは、上述の電圧異常降下現象を防止すべく、限界値よりも余裕を持った値とされている。このため、電圧異常降下現象を防止するのには適しているが、一方で組電池のハイレート放電に制限が掛かりやすく、ハイレート放電時に、組電池（電池）の性能を十分引き出せない。
また、特許文献１で算出した評価値D(n)は、組電池の充放電に伴い、時間と共に変化する一方、電圧異常降下現象の生じやすさも、組電池の充放電状況によって変化することが判ってきた。例えば、組電池にハイレート放電を繰り返し行わせていると、評価値D(n)の大きさがほぼ同じであっても、電圧異常降下現象が次第に発生しやすくなる。従って、特許文献１に記載のように、目標値Ｅとして一定値を用いる（図４参照）のでは、適切な制御が困難であることが判ってきた。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、車載した組電池から大きな電流を放電させた場合にも、前述の電圧異常降下現象の発生を抑制しつつ、組電池の性能を引き出しうる車載組電池の制御装置、及びその制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その態様は、車両に搭載された複数のリチウムイオン二次電池からなる組電池の充放電を制御する、車載組電池の制御装置であって、上記組電池の電圧値を検知する電圧値検知手段と、上記組電池の充放電電流値を検知する電流値検知手段と、上記組電池の充放電により生じる、上記リチウムイオン二次電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度の場所による偏りについて、その偏りの大きさに相応する偏り指数を逐次算出する偏り指数算出手段と、上記組電池の放電時に、この組電池の上記電圧値が異常降下する電圧異常降下現象の発生を検知する異常降下検知手段と、上記電圧異常降下現象発生時の上記偏り指数である異常時偏り指数を、上記電圧異常降下現象発生毎に、更新して記憶する異常指数更新記憶手段と、上記偏り指数が、現在の上記異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、上記組電池の充放電電流値の大きさを制御する電流制御手段と、を備える車載組電池の制御装置である。
【０００８】
リチウムイオン二次電池では、例えば１０Ｃ以上の放電電流を流すハイレート放電を繰り返し行うと、電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度について、場所による偏りが生じることが判ってきた。例えば、捲回型の電極体を有する電池では、電極体のうち、軸線方向の中央部分において、電解液のイオン濃度が薄くなり、逆に、端部付近でイオン濃度が濃くなるように、イオン濃度の偏りが生じる。
その原因は必ずしも明確ではないが、以下が考えられる。即ち、電池を放電させると、負極活物質から正極活物質に向けてリチウムイオンが放出される。しかるに、ハイレート放電をさせた場合、負極活物質から多量のリチウムイオンが放出されても、正極活物質で即時に吸収（挿入）できないため、過渡的に、電解液中にリチウムイオンが過剰に存在する、イオン濃度の高い状態となる。一方、ハイレート放電による熱損失及び正極活物質中へのリチウムイオンの挿入等のため、電極体が膨張する。すると、リチウムイオン濃度の高い電解液が、電極体内部（その端部）から外部に押し出される。放電終了後には、電極体外に貯留された電解液の一部が電極体内に戻されるのであるが、戻される電解液のリチウムイオン濃度は、押し出されたものよりイオン濃度が低い。このため、上述のように、ハイレート放電を繰り返し行わせると、電極体の軸線方向の中央部分では、電解液のイオン濃度が薄くなり、端部付近ではイオン濃度が濃くなるパターンに、場所によるイオン濃度の偏りが生じると考えられる。
【０００９】
ところで、電池を放電させると、二次電池の電圧は、開放電圧（ＯＣＶ）よりも、電池の内部抵抗ｒによる損失分（電流ｉとすると、ΔＶ＝ｒ・ｉ）だけ、電圧が降下する。また、この電圧降下量は、放電継続時間と共に、これに比例して徐々に増加する傾向を示す。これは、放電による、分極の進行の影響および容量低下の影響のためである。
【００１０】
しかるに、電池をハイレート放電させると、前述したように、電池の状態によっては、ハイレート放電の途中で、放電継続時間に比例せず、突然に、電池の電圧が大きく降下する現象（電圧異常降下現象）を生じる場合がある（図５（ｂ）の時刻ｔａ〜ｔｅの期間参照）。
この電圧異常降下現象は、電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度に場所による偏りが生じた場合、例えば前述したように、捲回型の電極体において、電極体の軸線方向に、濃−淡−濃のイオン濃度の偏りが生じている場合に、電解液のイオン濃度が薄くなりすぎた電極体の中央部分で、電池作用（ハイレート放電）を十分継続できず、この部分の内部抵抗が急に上昇したため、電池全体としての内部抵抗が上昇し、電圧異常降下現象を生じたものと解される。
ここで、適切な充放電制御を行わず、このような電圧異常降下現象を伴うハイレート放電を行わせ続けていると、電解液の場所による濃淡分布がさらに進行するのみならず、正極活物質の部分的な（例えば軸線方向中央部での）不可逆的な劣化を生じ、電池全体の、さらには組電池全体の性能劣化を生じる虞がある。
【００１１】
これに対し、本制御装置では、組電池について偏り指数を逐次算出し、電圧異常降下現象を生じた偏り指数を異常時偏り指数として、更新して記憶する。さらに、偏り指数が、現在の異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、組電池の充放電電流値の大きさを制御する。
これにより、本制御装置では、ハイレート放電時に、一旦は、電圧異常降下現象を生じても、次からは、その時点で更新記憶した異常時偏り指数を利用して、組電池の充放電電流値の大きさを制御することで、以降の電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。
【００１２】
加えて、例えば、長時間に亘って車両の運転を継続し、ハイレート放電を繰り返し行わせるなど、組電池を継続して使用していると、偏り指数を、現在の異常時偏り指数よりも偏り減少側の値としていても、次第に、電圧異常降下現象を生じるようになる場合がある。
本制御装置では、このような場合でも、一旦、電圧異常降下現象を生じると、当該時点での偏り指数を、新たな異常偏り指数として更新、記憶し、これを用いて充放電の制御を行う。従って、新たな異常偏り指数を用いて、再び、適切に電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。かくして、電圧異常降下現象の発生を抑制しつつ、組電池の性能を引き出しうる。
【００１３】
なお、本件において、「ハイレート放電」とは、組電池（及び各電池）の放電電流の大きさを、１０Ｃ以上の大きさとした放電をいう。
また、「電極体に含まれる電解液のイオン濃度の場所による偏り」としては、例えば、前述した捲回型電極体において、軸線方向に、濃−淡−濃のイオン濃度の濃度分布が生じた場合など、電極体における電極拡がり方向についてのイオン濃度の偏りを指す。
また、「偏りの大きさに相応する偏り指数」としては、ハイレート放電などに伴う、電解液のイオン濃度の場所的な偏りの大きさに対し、これに相応する大きさが与えられる指数を指す。例えば、ハイレート放電に伴い電解液のイオン濃度の場所的な偏りが大きくなった場合に、指数が大きくなり、偏りが小さくなった場合に、指数が小さくなるように算出式を割り当てた、偏りの大きさを示す指標となる指数が挙げられる。さらに具体的には、例えば、偏り指数Ｐ（ｎ）として、以下の式（１）あるいは式（２）で与えられる偏り指数が挙げられる。
Ｐ(ｎ)＝Ｐ(ｎ−１)＋Ｐ(＋)−Ｐ(−)                                …（１）
＝Ｐ(ｎ−１)＋γ・Ｉｂ・ΔＴ−(１／τ)・Ｐ(ｎ−１)・ΔＴ    …（２）
但し、ｎ：自然数、Ｐ(＋)：前回の偏り指数の算出以降の期間における指数の増加分（（増加分指数）、Ｐ(−)：前回の偏り指数の算出以降の期間における指数の減少分（減少分指数）、γ：係数、Ｉｂ：充放電電流値（充電の場合＋の値とし、放電の場合−の値とする。）、ΔＴ：サイクルタイム、τ：電解液におけるリチウムイオン（電解質）の拡散時定数、である。
【００１４】
さらに、偏り指数について「偏り増大側」とは、電解液のイオン濃度の場所的な偏りが大きくなる変化の方向に対応した、偏り指数の変化方向を指す。従って、イオン濃度の場所的な偏りが大きくなるほど、偏り指数が大きくなるように、偏り指数を定義した場合には、偏り指数が大きくなる方向を指す。イオン濃度の場所的な偏りが大きくなるほど、偏り指数が小さく（負の大きな値に）なるように、偏り指数を定義した場合には、偏り指数が小さくなる方向を指す。
これとは逆に、偏り指数について「偏り減少側」とは、電解液のイオン濃度の場所的な偏りが小さくなる変化の方向に対応した、偏り指数の変化方向を指す。
加えて、「偏り指数が、現在の異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、電池の充放電電流値の大きさを制御」する手法としては、例えば、偏り指数が異常偏り指数よりも偏り増大側の値となる場合には、ハイレート放電を打ち切る手法が挙げられる。そのほか、ブレーキングやエンジンブレーキ等の制動動作に伴って、電力回生による電池への充電を行うとき、通常の制御を行う場合に比して、偏り指数をより偏り減少側の値とすべく、電池に充電する電流が通常よりも大きな値となるパターンに、インバータなどの電力回生のための装置を制御する手法が挙げられる。また、車両を急加速するべく、電池をハイレート放電させるときに、通常の制御を行う場合に比して、偏り指数をより偏り減少側の値とすべく、電池から放電させる電流が通常よりも小さな値となるパターンに、インバータなどを通じたモータ等への電力供給のための装置を制御する手法も挙げられる。
【００１５】
また、異常降下検知手段において、「電圧異常降下現象」発生を検知する手法としては、適宜の手法を採用できる。例えば、一連のハイレート放電を行った後に、このハイレート放電が電圧異常降下現象を伴ったハイレート放電であるかを、所定の手法で判定する検知手法を採用することができる。また、一連のハイレート放電の途中でリアルタイムに、「電圧異常降下現象」発生の初期段階を検知する検知手法を採用することもできる。後者の場合には、「電圧異常降下現象」が発生している一連のハイレート放電の途中で、異常時偏り指数を更新し、これに基づいて充放電電流値の大きさを制御することができるので、「電圧異常降下現象」の発生に対処して、放電電流値の大きさを制限するなどの制御を直ちに行って、「電圧異常降下現象」の継続を防止することができる利点がある。
【００１６】
また上述の車載組電池の制御装置であって、前記偏り指数が取りうる、最も偏り増大側の値である初期異常時偏り指数を記憶する初期指数記憶手段と、前記車両の運転終了時または運転開始再開時であるリセット時期を検知するリセット時期検知手段と、上記リセット時期検知手段で、リセット時期を検知した場合に、記憶していた前記異常時偏り指数を上記初期異常時偏り指数にリセットするリセット手段と、を備える車載組電池の制御装置とすると良い。
【００１７】
例えば、車両の運転を終了しキーオフして、車両（組電池）を作動させずに長時間放置し、これにより組電池を充放電を行わずに放置しておくと、各電池の電解液に発生したイオン濃度の場所による偏りは、時間と共に緩和する。偏りを生じていたリチウムイオンが、偏りを無くす方向に電解液中を拡散移動するからであると考えられる。このようなイオン濃度の場所による偏りの緩和に伴い、算出される偏り指数も徐々に変化する。
そしてこのようにして、各電池の電極体内における電解液のイオン濃度の偏りが回復し、偏り指数も変化した場合には、放置前（運転終了前）に記憶していた異常時偏り指数自身が、現在の組電池（電池）の状態に適合した値でなくなっており、そのまま用いるのは適切でない可能性がある。即ち、運転開始（再開）後にも、運転終了前の異常時偏り指数を用いた場合には、偏り指数を偏り減少側にすべく、必要以上に組電池の放電電流値の大きさを制限するなど、適切な制御が行えないおそれがある。
【００１８】
これに対し、本制御装置では、リセット時期検知手段で、運転終了時または運転開始であるリセット時期を検知した場合に、記憶していた異常時偏り指数を初期異常時偏り指数にリセットする。ここで、初期異常時偏り指数は、偏り指数が取りうる、最も偏り増大側の値である。
従って、運転開始後（再開後）、最初のハイレート放電など、早期に行うハイレート放電では、組電池の充放電電流値の大きさを制御するにあたり、放電電流値の制限が最も為され難い制御が行われる。
【００１９】
ここでもし、各電池の電極体に発生したイオン濃度の場所による偏りが、運転終了から運転開始までの間に十分回復している場合には、このような制御を行っても、各電池及び組電池に電圧異常降下降下現象は生じない。従って、大きなハイレート放電電流を制限することなく流すなど、放電電流の制限を少なくして、イオン濃度の偏りの回復に合わせて、適切に組電池を使用できる。
一方、運転終了から運転開始までの時間が短いなど、イオン濃度の場所による偏りが残っている場合（回復不十分の場合）には、運転再開後、上述の放電電流値の制限が最も為され難い制御が行われると、早期に電圧異常降下降下現象が生じる。すると、既に説明したように、その時点での偏り指数が、新たな異常時偏り指数として更新記憶され、以降は、更新された異常時偏り指数を用いて制御が行われるので、それ以降、適切に電池を使用できる。
このように、リセット手段等を備えた本制御装置では、車両の運転終了後、運転を開始(再開)した場合に、その間に生じた各電池におけるイオン濃度の偏りの回復の程度に拘わらず、適切な異常時偏り指数を取得して、組電池の適切な充放電制御を継続することができる。
【００２０】
なお、リセット時期を検知するリセット時期検知手段としては、車両の運転終了あるいは運転開始(再開)を検知できる手段で有れば良く、例えば、車両のドライブスイッチやエンジンのキースイッチが、オフされたことあるいはオンとされたことを検知する手段を採用することができる。
但し、比較的短時間（例えば、３時間以内程度）の駐車（キースイッチオフ）を挟んで運転を再開した場合には、この間での電池におけるイオン濃度の偏りの回復はさほど大きくは見込めない（ほとんど回復していない）。そこで、このような場合には、前回の運転終了時の偏り指数を、そのまま利用すべく、リセットを行わないようにしても良い。具体的には、キースイッチがオフされた時点からタイマを起動し、所定時間以上（例えば、５時間以上）にわたりキースイッチがオンされなかった場合にリセットを行うようにすると良い。なお、上述の所定時間としては、電池におけるリチウムイオン濃度の偏りの解消を考慮して、その長さを設定すると良い。
【００２１】
さらに、上述の車載組電池の制御装置であって、前記偏り指数算出手段は、前回算出した偏り指数である前回偏り指数を算出したタイミング以降において、前記電解液におけるリチウムイオンの拡散による、前記偏りの減少に相応する減少分指数を用いて、前記偏り指数を算出する車載組電池の制御装置とすると良い。
【００２２】
前述したように、各電池において電解液のリチウムイオン濃度が場所によって偏っている場合、拡散時定数に従った拡散により、偏りが徐々に解消される(回復する)。つまり、リチウムイオン濃度の場所による偏りは、時間と共に減少する。
本装置では、偏り指数の算出に当たり、減少分指数として、前回の偏り指数を算出したタイミング以降のリチウムイオンの拡散による偏りの減少分を考慮しているので、適切な偏り指数の算出ができる。
【００２３】
また、「減少分指数」としては、たとえば、前回偏り指数をＰ(ｎ−１)、拡散時定数をτ、前回偏り指数を算出したタイミングからの経過時間である、サイクルタイムをΔＴとしたとき、Ｐ(−)＝(１／τ)・Ｐ(ｎ−１)・ΔＴ  で与える値が挙げられる。
【００２４】
上述のいずれか１項に記載の車載組電池の制御装置であって、前記異常時偏り指数を用いて前記車載組電池の劣化度合いを示す信号を出力する出力手段を備える車載組電池の制御装置とすると良い。
【００２５】
前述の異常時偏り指数Panの値は、車載組電池の各電池における電解液のリチウムイオン濃度が場所による偏りに伴う劣化の状況を示す指数となっている。
上述の制御装置は、上述の出力手段を備えているので、出力された車載組電池の劣化度合いを示す信号を用いて、例えば、運転者等に対する組電池劣化の警告や組電池交換のメッセージの発信（インジケータによる表示）、回復動作を促すメッセージの発信などを行うことができる。また、上述の信号を用いて、ＨＶやＰＨＶなど内燃機関を備える車両において、ハイレート放電に相当する運転状態となった場合に、内燃機関と組電池との駆動力分担割合を変更する（劣化が進行するほど、内燃機関の分担を増加させる）などの対応を行うことが可能となる。
【００２６】
なお、出力手段で出力する車載組電池の劣化度合いを示す信号としては、異常時偏り指数Panそのもののほか、異常時偏り指数Panの大きさをランク分けした劣化ランクを示す信号、あるいは、組電池の交換や警告を発するべき劣化度合いとなったか否かを示す信号などが挙げられる。
【００２７】
また他の態様は、車両に搭載された複数のリチウムイオン二次電池からなる組電池の充放電を制御する制御方法であって、上記組電池の電圧値を検知する電圧値検知ステップと、上記組電池の充放電電流値を検知する電流値検知ステップと、上記組電池の充放電により生じる、上記リチウムイオン二次電池の電極体に含まれる電解液のイオン濃度の場所による偏りについて、その偏りの大きさに相応する偏り指数を逐次算出する偏り指数算出ステップと、上記組電池の放電時に、この組電池の上記電圧値が異常降下する電圧異常降下現象の発生を検知する異常降下検知ステップと、上記電圧異常降下現象発生時の上記偏り指数である異常時偏り指数を、上記電圧異常降下現象発生毎に、更新して記憶する異常指数更新記憶ステップと、上記偏り指数が、現在の上記異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、上記組電池の充放電電流値の大きさを制御する電流制御ステップと、を備える車載組電池の制御方法である。
【００２８】
これに対し、本制御方法では、偏り指数を逐次算出し、電圧異常降下現象を生じた偏り指数を異常時偏り指数として、更新して記憶する。さらに、偏り指数が、現在の異常時偏り指数よりも偏り減少側の値となるように、組電池の充放電電流値の大きさを制御する。
これにより、本制御方法によれば、ハイレート放電時に、一旦は、電圧異常降下現象を生じても、次からは、その時点で更新記憶した異常時偏り指数を利用して、組電池の充放電電流値の大きさを制御することで、電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。
【００２９】
加えて、例えば、ハイレート放電を繰り返し行わせるなど、組電池を継続して使用していると、偏り指数を、現在の異常時偏り指数よりも偏り減少側の値としていても、次第に、電圧異常降下現象を生じるようになる場合がある。
しかし、本制御方法では、このような場合でも、一旦、電圧異常降下現象を生じると、当該時点での偏り指数を、新たな異常偏り指数として更新、記憶し、これを用いて制御を行う。従って、新たな異常偏り指数を用いて、再び、電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。かくして、電圧異常降下現象の発生を抑制しつつ、組電池の性能を引き出しうる。
【００３０】
また、上述の車載組電池の制御方法であって、前記車両の運転終了時または運転開始時であるリセット時期を検知するリセット時期検知ステップと、上記リセット時期を検知した場合に、記憶していた前記異常時偏り指数を、前記偏り指数が取りうる最も偏り増大側の値である初期異常時偏り指数にリセットするリセットステップと、を備える車載組電池の制御方法とすると良い。
【００３１】
本制御方法では、リセット時期を検知した場合に、記憶していた異常時偏り指数を初期異常時偏り指数にリセットする。ここで、初期異常時偏り指数は、偏り指数が取りうる、最も偏り増大側の値である。
従って、運転開始後、早期に行うハイレート放電では、組電池の充放電電流値の大きさを制御するにあたり、放電電流値の制限が最も為され難い制御が行われる。
ここでもし、運転終了から運転開始までの間に、各電池におけるイオン濃度の場所による偏りが十分回復している場合には、このような制御を行っても、電圧異常降下降下現象は生じない。従って、放電電流の制限を少なくして、イオン濃度の偏りの回復に合わせて、適切に組電池を使用できる。
一方、未だ各電池にイオン濃度の場所による偏りが残っている場合（回復不十分の場合）には、運転再開後、早期に電圧異常降下降下現象が生じる。すると、既に説明したように、その時点での偏り指数が、新たな異常時偏り指数として更新記憶され、以降は、更新された異常時偏り指数を用いて制御が行われるので、それ以降、適切に組電池を使用できる。
このように、本制御方法では、車両の運転終了後、運転を開始(再開)した場合でも、適切な組電池の制御を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態にかかり、電池を含む組電池及び制御装置が搭載された車両の概略構造を示す説明図である。
【図２】実施形態にかかり、組電池、制御装置等の接続関係を示す説明図である。
【図３】実施形態にかかり、電池の構成を示す透視図である。
【図４】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）の機能ブロック図である。
【図５】電圧異常低下現象発生時の、組電池の電圧値Ｖｂ、充放電電流値Ｉｂ、及び偏り指数Ｐの時間変化の例を示すグラフである。
【図６】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）における制御のうち、偏り指数Ｐの算出手順に関するフローチャートである。
【図７】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）における制御のうち、充放電制御手順に関するフローチャートである。
【図８】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）における制御のうち、しきい値Ｐａｎの設定手順に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明をハイブリッド自動車に適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。先ず、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５０を搭載したハイブリッド自動車(以下、単に車両という)１００について説明する。車両１００は、エンジン１１０と、発電機１２０と、ＰＣＵ(Power Control Unit)１３０と、組電池１０、モータ１４０、及び、これらと通信可能に接続されたＥＣＵ１５０を備える。このうちＰＣＵ１３０は、ＥＣＵ１５０の指示により、発電機１２０及びモータ１４０と、組電池１０との間の充放電を制御するものであり、インバータ１３１及びコンバータ１３２を含む。組電池１０は、後述するように、多数の電池１を直列に接続してなる。
【００３４】
この車両１００においては、エンジン１１０が発生する動力は、遊星歯車ギアから構成された動力分配機構１８０により、２つの経路に分割される。一方は減速機１９０を経由して車輪２００を駆動する経路である。もう一方は、発電機１２０を駆動して発電する経路である。
【００３５】
この発電機１２０は、動力分配機構１８０により分配されたエンジン１１０の動力により発電するが、発電機１２０で発電された電力は、車両１００の運転状態や、組電池１０のＳＯＣ（State Of Charge）の値に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、発電機１２０により発電された電力は、そのままモータ１４０を駆動する電力とされる。一方、組電池１０のＳＯＣが予め定めた値よりも低い場合、発電機１２０で発電された電力は、ＰＣＵ１３０のインバータ１３１により交流電力から直流電力に変換され、コンバータ１３２によって電圧が調整された後、組電池１０に充電される。
【００３６】
モータ１４０は、三相交流モータであり、組電池１０に蓄えられた電力および発電機１２０で発電された電力のうち少なくともいずれか一方の電力により駆動される。このモータ１４０の駆動力は、減速機１９０を経由して車輪２００に伝えられる。これにより、モータ１４０は、エンジン１１０をアシストして車両１００を走行させたり、モータ１４０の駆動力のみで車両１００を走行させる。
【００３７】
一方、車両１００の回生制動時には、減速機１９０を介して車輪２００でモータ１４０が駆動され、このモータ１４０が発電機として作動させられる。これによりモータ１４０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータ１４０で発電された電力は、ＰＣＵ１３０のインバータ１３１及びコンバータ１３２を経由して組電池１０に充電される。
【００３８】
ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１及びメモリ１５２を含む。ＣＰＵ１５１は、車両１００の運転状態や、ドライブスイッチ２２０から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号、アクセル開度センサ２１０により検出されたアクセル開度、アクセル開度の変化率、シフトポジション、組電池１０のＳＯＣ、ＲＯＭメモリ１５２に保存されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ１５０は、車両１００が所望の運転状態となるように、車両１００に搭載された各種の機器類を制御する。ＥＣＵ１５０は、車両１００の運転時はもちろん、運転終了時（ドライブスイッチＯＦＦ期間）にも、組電池１０の状態、その他、各種機器の状態を監視している。
【００３９】
図２に示すように、車両１００には、さらに、組電池１０の充放電電圧値Ｖｂを逐次測定する電圧計１６０、及び、組電池１０の充放電電流値Ｉｂを逐次測定する電流計１７０を有する。ＥＣＵ１５０は、電圧計１６０で測定した電圧値Ｖｂと電流計１７０で測定した充放電電流値Ｉｂとを取得(検知)して、充放電電流値を積算して、組電池１０のＳＯＣを算出する。
【００４０】
組電池１０は、図２に示すように、複数の電池（リチウムイオン二次電池）１を直列に一体化したモジュール(図示しない)を、さらに複数直列に接続して構成されてなる。この電池１は、図３に示すように、矩形箱状の電池ケース３内に、軸線２Ｘが横倒しとなった形態で電極体２が収容されてなり、この電極体２に溶接された正極端子部材４及び負極端子部材５の一部が、電池ケース３から外部に延出している。電極体２は、帯状の正極板６と帯状の負極板７とを、同じく帯状のセパレータ８を介して軸線２Ｘの周りに捲回し、その後、圧縮して扁平形状に形成した扁平捲回型の電極体である。正極板６には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵／放出可能な正極活物質（例えば、リチウム含有酸化物）からなる層（図示しない）が形成されている。また、負極板７には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵／放出可能な負極活物質（例えば、黒鉛）からなる層（図示しない）が形成されている。また、電池ケース３内には、ＬｉＰＦ６などのリチウム化合物を含む非水系の電解液９が保持されている。具体的には、電極体２内に内部電解液９ｉが含浸されているほか、電池ケース３内の底部にも貯留電解液９ｔが貯留されており、電極体３内の内部電解液９ｉと相互に流通可能とされている。
【００４１】
この電池１では、充電過程において、正極板６（正極活物質）からリチウムイオンを電解液９に放出すると共に、電解液９中のリチウムイオンを、負極板７（負極活物質）に吸蔵する。これとは逆に、放電過程では、負極板７（負極活物質）からリチウムイオンを電解液９に放出すると共に、電解液９中のリチウムイオンを、正極板６（正極活物質）に吸蔵する。負極から放出された電解液中のリチウムイオンを吸蔵する。
【００４２】
ところで、車両１００を急加速させるべく大電力を供給するなどのために、例えば、電池１（組電池１０）について、１０Ｃを越える大電流の放電（ハイレート放電）をさせる場合がある。電池１に、このようなハイレート放電を繰り返し行わせると、電極体２内の内部電解液９ｉに含まれるリチウムイオン濃度が、当初の濃度に比して次第に変化することが判ってきた。具体的には、図３に示すように、電極体２のうち、正極板６と負極板７とが対向して電池作用を生じる部分を、軸線２Ｘに沿う軸線方向ＤＸについて３分割し、正極端子４側の第１端部２Ｐ、負極端子５側の第２端部２Ｎ、及び、これらの間に位置する中央部２Ｃとする。すると、内部電解液９ｉのリチウムイオン濃度は、中央部２Ｃで次第に低下する一方、第１端部２Ｐ及び第２端部２Ｎで濃度が次第に上昇する。また、貯留電解液９ｔの濃度も上昇する。
【００４３】
また、電池１（組電池１０）にハイレート放電を繰り返し行わせると、電池１（組電池１０）の内部抵抗が次第に上昇する。上述のように、電極体２内の各部で、内部電解液９ｉのリチウムイオン濃度が適切な濃度からずれる（薄くなる、あるいは濃くなる）ために、電池反応が起こりにくくなり内部抵抗が上昇したためと考えられる。
【００４４】
このほか、ハイレート放電を行わせている途中で、組電池１０の出力している電圧値Ｖｂが、急激に低下する現象（電圧異常降下現象）が生じる場合がある。この電圧異常降下現象について、図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、時刻ｔｄで放電を開始させ、時刻ｔｅで放電を終了させた例について説明する。なお図５（ａ）は放電電流値Ｉｂの時間変化を示しており、０より上側が充電側、下側が放電側である。このように放電させた場合、図５（ｂ）に示す組電池の電圧値Ｖｂは、放電を開始した時刻ｔｄ以降、徐々に低下し、終了した時刻ｔｅ以降、速やかに回復する。しかしながら、図５（ｂ）に示す例では、放電中の時刻ｔａ以降、急激に電圧値Ｖｂが降下している。
なお、図５（ｃ）は、後述する偏り指数Ｐ（ｎ）の時間変化を示す。
【００４５】
このような現象が生じる理由は、内部電解液９ｉのイオン濃度の偏りに起因すると考えられる。即ち、内部電解液９ｉのリチウムイオン濃度が薄くなった電池１の電極体２の中央部２Ｃでは、ハイレート放電をさせても、電池作用（ハイレート放電）を十分継続できず、この中央部分２Ｃの内部抵抗が急に上昇する。このため、電池１全体、ひいては組電池１０全体の内部抵抗も上昇し、その電圧値Ｖｂについて、電圧異常降下現象を生じたものと解される。
しかも、このような状態となっても適切な充放電制御を行わず、このような電圧異常降下現象を伴うハイレート放電を行わせ続けていると、各電池１において、内部電解液９ｉの場所による濃淡分布がさらに進行する。これのみならず、正極板６の正極活物質の部分的な（例えば、中央部２Ｃでの）不可逆的な劣化を生じ、電池１全体、ひいては組電池１０全体での性能劣化を生じる虞がある。
【００４６】
そこで本実施形態では、ＥＣＵ１５０（制御装置）を用いて、以下の制御を行う（図４〜図８参照）。図４は、ＥＣＵ１５０（制御装置）の機能ブロック図である。図６は、ＥＣＵ１５０における制御のうち、偏り指数Ｐの算出手順を、図７は充放電制御手順を、図８はしきい値Ｐａｎの設定手順を示すフローチャートである。これら処理手順は、ＥＣＵ１５０において並列に処理される。
【００４７】
先ず、図４に示す、ＥＣＵ１５０（制御装置）の機能ブロック図について説明する。ＥＣＵ１５０による制御装置は、電圧値検知部１５３、電流値検知部１５４、偏り指数算出部１５５、偏り指数記憶部１５６、異常降下検知部１５７、しきい値設定部１５８、しきい値更新記憶部１５９、初期しきい値記憶部１５Ａ、リセット部１５Ｂ、及び充放電制御部１５Ｃを有する。
このうち、電圧値検知部１５３は、電圧計１６０で測定した組電池１０の電圧値（総電圧値）Ｖｂを検知する。また、電流値検知部１５４は、電流計１７０で測定した組電池１０を流れる充放電の電流値Ｉｂを検知する。偏り指数算出部１５５は、電圧値Ｖｂ等を用いて、後述する算出式により、偏り指数Ｐ（ｎ）をサイクルタイム毎に逐次算出する。偏り指数記憶部１５６は、算出した偏り指数Ｐ（ｎ）を記憶する。異常降下検知部１５７は、ハイレート放電時に電圧値Ｖｂを監視するなどにより、電圧異常降下現象が発生したか否かを検知する。しきい値設定部１５８は、電圧異常降下現象の発生を機に、しきい値Ｐａｎを設定する。さらに、しきい値更新記憶部１５９では、設定されたしきい値を、新たなしきい値Ｐａｎとして更新して、メモリ１５２に記憶する。初期しきい値記憶部１５Ａは、具体的にはメモリ１５２であり、初期しきい値Ｐａｎ０を記憶している。リセット部１５Ｂは、ドライブスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、しきい値Ｐａｎを初期しきい値Ｐａｎ０にリセットする。
このような機能ブロックを有する本実施形態の制御装置は、ＥＣＵ１５０のＣＰＵ１５１およびメモリ１５２とこのメモリ１５２から読み出されてＣＰＵ１５１で実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアで実現されている。なお、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアで、制御装置を実現することもできる。
【００４８】
なお、しきい値更新記憶部１５９（ＥＣＵ１５０）は、後述するステップＳ３６に従い、更新されたしきい値Ｐａｎを出力する出力ポート１５０ｐを有している（図２，４参照）。このしきい値Ｐａｎは、後述するように、組電池１０（電池１）の電解液９（内部電解液９ｉ）のイオン濃度の場所的な偏りの大きさ、即ち、組電池１０（電池１）の劣化度合いを示す値となっている。そこで、例えば、図２に示すように、処理部２３０において、出力されたしきい値Ｐａｎを用いて所定の処理を行い、表示部２４０において、運転者に向けて表示を行う。この所定の処理及び表示としては、組電池１０の劣化を警告するか否かを判断する警告判断及び警告表示、組電池１０の交換を促すメッセージを発信するか否かの判断及び交換表示、回復動作を促すメッセージを表示するか否かの判断及び回復要求表示などが挙げられる。
なお、上述の処理部２３０における処理をも、ＥＣＵ１５０内で行い、しきい値Ｐａｎを出力するのに代えて、表示部２４０に上述の警告表示、交換表示、あるいは回復要求表示などを行わせる信号をＥＣＵ１５０から出力するようにしても良い。
【００４９】
次いで、偏り指数Ｐ（ｎ）の算出について、図６を参照して説明する。偏り指数Ｐ（ｎ）の算出に当たっては、先ずステップＳ１１において、電流計７０で測定した、組電池１０を流れる充放電電流の電流値Ｉｂを取得する。次いで、ステップＳ１２において、Ｐ（ｎ）を算出する。具体的には、先回算出し記憶されていた偏り指数Ｐ（ｎ−１）と、前回の偏り指数の算出以降の期間における、指数の増加分である増加分指数Ｐ(＋)、及び指数の減少分である減少分指数Ｐ(−)とを得て、下記（１）式により算出する。
Ｐ(ｎ)＝Ｐ(ｎ−１)＋Ｐ(＋)−Ｐ(−)    …（１）
さらに具体的には、（２）により算出する。
Ｐ(ｎ)＝Ｐ(ｎ−１)＋γ・Ｉｂ・ΔＴ−(１／τ)・Ｐ(ｎ−１)・ΔＴ    …（２）
なお、ｎ：自然数、Ｐ(＋)：前回の偏り指数の算出以降の期間における指数の増加分（（増加分指数）、Ｐ(−)：前回の偏り指数の算出以降の期間における指数の減少分（減少分指数）、γ：係数、Ｉｂ：充電電流値、ΔＴ：サイクルタイム、τ：電解液におけるリチウムイオン（電解質）の拡散時定数、である。
【００５０】
この式（２）のうち、第２項は、増加分指数Ｐ(＋)に対応する。この第２項は、サイクルタイムΔＴの期間中の電流量（Ｉｂ・ΔＴ）に、偏り指数の増加に寄与する係数γを乗じたものである。
一方、第３項は、減少分指数Ｐ(−)に対応する。この第３項は、先回算出した偏り指数Ｐ（ｎ−１）について、サイクルタイムΔＴ分の時間の経過により、偏りが緩和した分を与えるものである。
【００５１】
この偏り指数Ｐ（ｎ）は、電解液９（内部電解液９ｉ）のイオン濃度の場所的な偏りの大きさと、相応する大きさが与えられる指数となっている。具体的には、図５（ｃ）に例示するように、この式（２）で算出した偏り指数Ｐ（ｎ）は、組電池１０を放電させると次第に負側（図中下方）の値となる一方、組電池１０に充電すると次第に正側（図中上方）の値となる特性を有している。
即ち、本実施形態において、内部電解液９ｉのイオン濃度の場所的な偏りが大きくなるほど、偏り指数Ｐ（ｎ）は小さな値（負側の値）となる。逆に、イオン濃度の場所的な偏りが小さくなるほど、偏り指数Ｐ（ｎ）は大きな値（正側の値）となる。つまり、この偏り指数Ｐ（ｎ）において、偏り指数が小さくなる指数減少側Ｄｄ（図５（ｃ）において、下方）が、イオン濃度の場所的な偏りが大きくなる「偏り増大側」に相当する。逆に、偏り指数が大きくなる指数増加側Ｄｉ（図５（ｃ）において、上方）が、イオン濃度の場所的な偏りが小さくなる「偏り減少側」に相当する。
【００５２】
次いで、ステップＳ１３では、新たに得た偏り指数Ｐ（ｎ）をメモリ１５２に記憶する。さらに、ステップＳ１４では、サイクルタイムΔＴが経過したか否かを判定し、経過後にステップＳ１５に進む。このステップＳ１５では、ｎをｎ＋１にインクリメントし、ステップＳ１１に戻る。かくして、偏り指数Ｐ（ｎ）が、サイクルタイムΔＴ毎に逐次算出される。
【００５３】
さらに、図８に示す、電圧異常降下の検知、及びしきい値Ｐａｎの設定について説明する。先ず、ステップＳ３１では、電圧計１６０で測定した、組電池１０の電圧値Ｖｂを取得する。次いで、ステップＳ３２では、組電池１０の電流値Ｉｂを取得する。次いで、ステップＳ３３では、現在、ハイレート放電を行っているか否かを判断する。具体的には、電流値Ｉｂが、電池１（組電池１０）の容量に対し、１０Ｃ以上の放電電流となっているか否かを判断する。ハイレート放電でない場合（Ｎｏ、即ち、充電の場合、充放電していない場合、放電電流が１０Ｃ未満の場合）には、ステップＳ３４〜Ｓ３６をスキップして、ステップＳ３７に進む。一方、Ｙｅｓ、即ち、ハイレート放電中の場合には、ステップＳ３４に進む。
【００５４】
ステップＳ３４では、図５を参照して説明した、電圧異常降下現象が発生しているか否かを判断する。ここでＮｏ、即ち、電圧異常低下現象を生じていない場合には、ステップＳ３５，Ｓ３６をスキップして、ステップＳ３７に進む。一方、Ｙｅｓ、即ち、電圧異常降下現象が発生している場合には、ステップＳ３５に進む。このステップＳ３５では、しきい値Ｐａｎを更新し記憶する。具体的には、電圧異常低下現象を生じている現時点での偏り指数Ｐ（ｎ）を、新たなしきい値Ｐａｎとし、メモリ１５２に記憶する。続くステップＳ３６では、新たに設定したしきい値Ｐａｎを、信号としてＥＣＵ１５０の出力ポート１５０ｐから出力する。出力されたしきい値Ｐａｎは、前述したように、処理部２３０で処理し、表示部２４０で所定の表示をするのに用いる。
【００５５】
ステップＳ３７では、サイクルタイムΔＴが経過したか否かを判定し、経過後にステップＳ３１に戻る。かくして、サイクルタイムΔＴ毎に、電圧異常降下現象の発生有無を確認し、発生している場合には、しきい値Ｐａｎを更新する。このような処理により、しきい値Ｐａｎは、電圧異常降下現象が発生する値にアップデートされる。
【００５６】
なお、ステップＳ３４における、電圧異常降下現象が発生しているか否かを判断する判断手法としては、図５（ｂ）の時刻ｔａ〜ｔｅで例示する電圧異常降下現象の発生を検知できる手法であれば良い。例えば、放電時（ハイレート放電時）における電圧値Ｖｂの時間変化（微分値）を監視し、時刻ｔａ付近での微分値の急激な変化を検知すると良い。また、ハイレート放電時に、放電の電流値Ｉｂの大きさから、電圧異常降下現象が生じない場合の、組電池１０の電圧値（予測電圧値Ｖｂｈ）を予測し、実測された電圧値Ｖｂを比較する。この差異が、所定の大きさを超えた場合に、電圧異常降下現象が発生したと判断する手法も挙げられる。
【００５７】
次いで、図７に示す、組電池１０の充放電制御について説明する。ステップＳ２１では、車両１００の運転か開始されたか否か、即ち、ドライブスイッチ２２０がＯＦＦからＯＮに変化したか否かを判断する。ここで、Ｎｏ、即ち、車両１００が運転開始前（ドライブスイッチ２２０がＯＦＦ）、あるいは既に運転されている場合（ドライブスイッチ２２０がＯＮ）には、ステップＳ２３に進む。一方、Ｙｅｓ、即ち、運転者がドライブスイッチ２２０を押し（ドライブスイッチ２２０がＯＦＦからＯＮに変化）、車両１００の運転を開始した場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、メモリ１５２に更新、記憶されていたしきい値Ｐａｎ（ステップＳ３４参照）を、同じくメモリ１５２に記憶されていた初期しきい値Ｐａｎ０に置き換え、ステップＳ２３に進む。これにより、運転者がドライブスイッチ２２０をＯＮとした車両１００の運転開始時（リセット時期）に、しきい値Ｐａｎが初期しきい値Ｐａｎ０にリセットされる。
なお、この初期しきい値Ｐａｎ０としては、偏り指数Ｐ（ｎ）が取りうる、最も指数減少側Ｄｄの値（負側の値、偏り増大側の値）を用いる。
【００５８】
なお、図７のステップＳ２１において、括弧で示すように、車両１００のドライブスイッチ２２０がＯＦＦされたか否かを判断するようにしても良い。この場合には、運転者がドライブスイッチ２２０をＯＦＦとした車両１００の運転終了時に、しきい値Ｐａｎが初期しきい値Ｐａｎ０にリセットされる。
【００５９】
続いて、ステップＳ２３では、組電池１０を流れる充放電電流の電流値Ｉｂを取得し、ステップＳ２４で、前述したステップＳ３３と同じく、現在、ハイレート放電を行っているか否かを判断する。ハイレート放電でない場合（Ｎｏ、即ち、充電の場合、充放電していない場合、放電電流が１０Ｃ未満の場合）には、ステップＳ２６に進み、ＰＣＵ１３０に対し、通常の充放電の指令を行い、ステップＳ２８に進む。一方、ステップＳ２４でＹｅｓ、即ち、ハイレート放電中の場合には、ステップＳ２５に進む。
【００６０】
前述したように、偏り指数Ｐ（ｎ）は、組電池１０の放電により、指数減少側Ｄｄの値に、つまり、次第に負側の値となる。逆に、組電池１０の充電により、指数増加側Ｄｉの値に、つまり、次第に正側の値となる。一方、偏り指数Ｐ（ｎ）が減少して(電解液９ｉのイオン濃度の偏りが増大して)、しきい値Ｐａｎに近づくと、前述した電圧異常降下現象が生じやすくなる。
そこで、ステップＳ２５では、現在の偏り指数Ｐ（ｎ）が、しきい値Ｐａｎよりも小さな値であるか否かを判断する。そして、Ｙｅｓ即ち、Ｐ（ｎ）≦Ｐａｎの場合には、ステップＳ２６に進み、通常の充放電の指令を行う。電圧異常降下現象を生じる可能性が低いからである。この通常の充放電指令では、ハイレート放電においても、要求に従って、特に制限をすることなく、組電池１０に放電を行わせる。
【００６１】
一方、ステップＳ２５においてＮｏ、即ち、Ｐ（ｎ）＞Ｐａｎの場合には、ステップＳ２７に進む。このステップＳ２７では、放電電流の制限を指令する。具体的には、組電池１０のハイレート放電の電流値Ｉｂの大きさを制限し、ハイレート放電を終了させる。なお、組電池１０から供給される電力に代えて、エンジン１１０から駆動力を得るように切り替える。これにより、電圧異常降下現象を終了させ、組電池１０（電池１）の劣化を抑制する。また、これにより、内部電解液９ｉのイオン濃度の場所的な偏りの増大を抑制し、偏り指数Ｐ（ｎ）がさらに指数減少側Ｄｄの値（負側の値）となるのを防止する。
【００６２】
ステップＳ２６，Ｓ２７の後は、ステップＳ２８で、サイクルタイムΔＴが経過したか否かを判定し、経過後にステップＳ２１に戻る。かくして、サイクルタイムΔＴ毎に、ハイレート放電であるか否か、及び、偏り指数Ｐ（ｎ）がしきい値Ｐａｎ以下であるかを判断し、Ｐ（ｎ）＞Ｐａｎの場合には、放電電流の制限を指令して、組電池１０（電池１）の劣化抑制の充放電制御を行う。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、組電池１０について偏り指数Ｐ（ｎ）を逐次算出し（Ｓ１２）、また、電圧異常降下現象を生じた偏り指数をしきい値Ｐａｎとして、更新して記憶する（Ｓ３５）。さらに、偏り指数Ｐ（ｎ）が、現在のしきい値Ｐａｎよりも指数増加側Ｄｉの値（正側の値、偏り減少側の値）となるように、組電池１０の充放電電流値Ｉｂの大きさを制御する（Ｓ２６，Ｓ２７）。
これにより、本実施形態では、ハイレート放電時に、一旦は、電圧異常降下現象を生じても、次からは、その時点で更新記憶したしきい値Ｐａｎを利用して、組電池１０の充放電電流値Ｉｂの大きさを制御することで、電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。
【００６４】
加えて、例えば、長時間に亘って車両１００の運転を継続し、ハイレート放電を繰り返し行わせるなど、組電池１０を継続して使用していると、偏り指数Ｐ（ｎ）を、現在のしきい値Ｐａｎよりも指数増加側Ｄｉの値（正側の値、偏り減少側の値）としていても、次第に、電圧異常降下現象を生じるようになる場合がある。
しかるに、本実施形態では、このような場合でも、一旦、電圧異常降下現象を生じると、当該時点での偏り指数Ｐ（ｎ）を、新たなしきい値Ｐａｎとして更新、記憶し、これを用いて充放電制御を行う。従って、新たなしきい値Ｐａｎを用いて、再び、適切に電圧異常降下現象の発生を抑制することができる。かくして、電圧異常降下現象の発生を抑制しつつ、組電池１０の性能を引き出すことができる。
【００６５】
さらに本実施形態では、車両１００の運転終了後、運転を開始(再開)した場合に、その間に生じた各電池１におけるイオン濃度の偏りの回復の程度に拘わらず、適切なしきい値Ｐａｎ（Ｐａｎ０）を取得して、組電池１０の適切な充放電制御を継続することができる。
【００６６】
各電池１において，内部電解液９ｉのリチウムイオン濃度が場所によって偏っている場合、拡散時定数τに従った拡散により、偏りが徐々に解消される(回復する)。つまり、リチウムイオン濃度の場所による偏りは、時間と共に減少する。
本実施形態では、偏り指数Ｐ（ｎ）の算出に当たり、減少分指数Ｐ（−）として、前回の偏り指数Ｐ（ｎ−１）を算出したタイミング以降のリチウムイオンの拡散による偏りの減少分を考慮しているので、適切な偏り指数の算出ができる。
【００６７】
本実施形態では、ステップＳ３１を実行するＥＣＵ１５０（ＣＰＵ１５１、メモリ１５２）等が、電圧値検知手段に該当する。また、ステップＳ１１が電流値検知手段に該当する。さらに、ステップＳ１２が偏り指数算出手段に、ステップＳ３４が異常降下検知手段に、ステップＳ３５が異常指数更新記憶手段に、ステップＳ２６，Ｓ２７が電流制御手段に、ステップＳ２１がリセット時期検知手段に、さらに、ステップＳ２２がリセット手段に該当する。また、初期しきい値Ｐａｎ０を記憶しているメモリ１５２が、初期指数記憶手段である。
【００６８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、前述の実施形態では、ハイレート放電を行っている途中で、電圧異常降下現象の発生の有無を検知する手順（ステップＳ３３）を示した。しかし、一連のハイレート放電が終了した後に、当該一連のハイレート放電中に、電圧異常降下現象が発生したか否かを、確認し、その後、しきい値Ｐａｎを更新するようにしても良い。
また、前述の実施形態では、Ｐ（ｎ）＞Ｐａｎの場合にステップＳ２７において、放電電流の制限として、具体的には、組電池１０のハイレート放電の電流値Ｉｂの大きさを制限し、ハイレート放電を終了させた。しかし、組電池１０から供給される電力と、エンジン１１０から駆動力とがスムーズに入れ替わるように、ハイレート放電（放電）の電流値Ｉｂの大きさを、徐々に減少させるなど、さらにドライバビリティを考慮した制御を行うのが好ましい。
また、前述の実施形態は、エンジン１１０を搭載したハイブリッド車両１００を用いて説明した。しかし、ハイブリッド車両に限定されず、エンジンの代わりに燃料電池を搭載したハイブリッド車両（燃料電池車）や、組電池のみを搭載した電気自動車などに適用することもできる。また、ハイブリッド列車、フォークリフト、電動二輪車などの車両に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１００  ハイブリッド自動車（車両）
１  電池（リチウムイオン二次電池）
２  電極体
９  電解液
９ｉ  内部電解液
１０  組電池
１５０  ＥＣＵ（制御装置）
１５０ｐ  出力ポート
１５３  電圧値検知部（電圧値検知手段）
１５４  電流値検知部（電流値検知手段）
１５５  偏り指数算出部
１５６  偏り指数記憶部
１５７  異常降下検知部
１５８  しきい値設定部
１５９  しきい値更新記憶部
１５Ａ  初期しきい値記憶部
１５Ｂ  リセット部
１５Ｃ  充放電制御部
１６０  電圧計
１７０  電流計
２２０  ドライブスイッチ
Ｖｂ  電圧値
Ｉｂ  電流値（充放電電流値）
Ｐ，Ｐ(ｎ）  偏り指数
Ｐ(ｎ−１）前回偏り指数
Ｐａｎ  しきい値（異常時偏り指数，信号）
Ｐａｎ０  初期しきい値（初期異常時偏り指数）
Ｐ(−)  減少分指数
Ｄｉ  指数増加側（偏り減少側）
Ｄｄ  指数減少側（偏り増大側）
Ｓ３１  電圧値検知手段、電圧値検知ステップ
Ｓ１１，Ｓ２３，Ｓ３２  電流値検知手段、電流値検知ステップ
Ｓ１２  偏り指数算出手段、偏り指数算出ステップ
Ｓ３４  異常降下検知手段、異常降下検知ステップ
Ｓ３５  異常指数更新記憶手段、異常指数更新記憶ステップ
Ｓ２６，Ｓ２７  電流制御手段、電流制御ステップ
Ｓ２１  リセット時期検知手段、リセット時期検知ステップ
Ｓ２２  リセット手段、リセットステップ
【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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