(57)【要約】【課題】正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池のタイマー充電制御において、所望の時間帯の電力をできるだけ用いてバッテリを充電しつつ電池性能の低下を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ３００は、タイマー充電制御の充電開始予定時刻が到来する前に、各電池パックＡ，ＢのＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合に、電池パックＡ，Ｂのうち、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の電池パックのＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の電池パックのＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２０を制御する。ＥＣＵ３００は、充電開始予定時刻が到来するまでは、電池パックＡ，ＢのＳＯＣが低ＳＯＣ領域内または高ＳＯＣ領域内にある状態を維持し、充電開始予定時刻が到来すると、タイマー充電制御の充電を開始するようにＡＣ／ＤＣコンバータ２６０を制御する。【選択図】図７
2017118627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池システムであって、
各々が、正極材料にマンガン酸リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を含む第１および第２の蓄電装置と、
前記二次電池システム外部から供給された電力を用いて前記第１および第２の蓄電装置を充電する充電装置と、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置との間で電力を変換する電力変換装置と、
前記充電装置を制御することによって充電開始予定時刻に前記第１および第２の蓄電装置の充電を開始するタイマー充電制御を実行可能に構成されるとともに、前記電力変換装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１および第２の蓄電装置の各々について、電池性能の劣化が進みやすいＳＯＣ（State  Of  Charge）を含む中間ＳＯＣ領域よりも低い低ＳＯＣ領域内にＳＯＣが維持された累積期間である低ＳＯＣ期間と、前記中間ＳＯＣ領域よりも高い高ＳＯＣ領域内にＳＯＣが維持された累積期間である高ＳＯＣ期間とを記憶し、
前記充電開始予定時刻が到来する前に、前記第１および第２の蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置のＳＯＣが前記中間ＳＯＣ領域内にある場合に、
前記第１および第２の蓄電装置のうち、前記高ＳＯＣ期間が前記低ＳＯＣ期間よりも長い一方の蓄電装置のＳＯＣを前記低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の蓄電装置のＳＯＣを前記高ＳＯＣ領域内へと上昇させるように前記電力変換装置を制御し、
前記充電開始予定時刻が到来するまでは、前記第１および第２の蓄電装置のＳＯＣが前記低ＳＯＣ領域内または前記高ＳＯＣ領域内にある状態を維持し、
前記充電開始予定時刻が到来すると、前記タイマー充電制御の充電を開始するように前記充電装置を制御する、二次電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を含む二次電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リチウムイオン二次電池には放置時に電池性能の低下（容量維持率の低下等）が進みやすいＳＯＣ（State  Of  Charge）が存在する。正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池では、ＳＯＣ領域を低ＳＯＣ領域、中間ＳＯＣ領域、高ＳＯＣ領域に分割した場合に、上記ＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に存在し得る。よって、たとえば国際公開第２０１３／０３８７６４号（特許文献１）に開示された二次電池システムでは、低ＳＯＣ領域および高ＳＯＣ領域（特許文献１の図３ではそれぞれ領域（ａ）および領域（ｂ））のいずれかにおいてバッテリの充放電が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３８７６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を含むバッテリを搭載し、車両外部からバッテリを充電可能に構成された電動車両が市販されている。多くの場合、これらの電動車両は、充電完了予定時刻にバッテリが満充電状態となるように充電制御を実行するタイマー充電制御を実行可能に構成される。タイマー充電制御を実行することによって、所望の時間帯（たとえば夜間など電気料金が安い時間帯）の電力を用いてバッテリを充電することができる。
【０００５】
タイマー充電制御においては、たとえばユーザ操作によって充電完了予定時刻が設定される。さらに、現在のＳＯＣから満充電状態までの充電に要する時間、および時間帯毎の電気料金などを考慮して、充電完了予定時刻から充電開始予定時刻が算出される。
【０００６】
一般に、充電開始予定時刻が到来するまでは充電は開始されない。そのため、現在のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合は、充電開始予定時刻が到来するまでの間、ＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持されることになる。その結果、電池性能の低下が進行してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池のタイマー充電制御において、所望の時間帯の電力をできるだけ用いて充電しつつ、電池性能の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある局面に従う二次電池システムは、第１および第２の蓄電装置と、充電装置と、電力変換装置と、制御装置とを備える。第１および第２の蓄電装置の各々は、正極材料にマンガン酸リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を含む。充電装置は、二次電池システム外部から供給された電力を用いて第１および第２の蓄電装置を充電する。電力変換装置は、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間で電力を変換する。制御装置は、充電装置を制御することによって充電開始予定時刻に第１および第２の蓄電装置の充電を開始するタイマー充電制御を実行可能に構成されるとともに、電力変換装置を制御する。制御装置は、第１および第２の蓄電装置の各々について、電池性能の劣化が進みやすいＳＯＣを含む中間ＳＯＣ領域よりも低い低ＳＯＣ領域内にＳＯＣが維持された累積期間である低ＳＯＣ期間と、中間ＳＯＣ領域よりも高い高ＳＯＣ領域内にＳＯＣが維持された累積期間である高ＳＯＣ期間とを記憶する。制御装置は、充電開始予定時刻が到来する前に、第１および第２の蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合に、第１および第２の蓄電装置のうち、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の蓄電装置のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の蓄電装置のＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させるように電力変換装置を制御する。制御装置は、充電開始予定時刻が到来するまでは、第１および第２の蓄電装置のＳＯＣが低ＳＯＣ領域内または高ＳＯＣ領域内にある状態を維持し、充電開始予定時刻が到来すると、タイマー充電制御の充電を開始するように充電装置を制御する。
【０００９】
上記構成によれば、第１および第２の蓄電装置のうち、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の蓄電装置のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の蓄電装置のＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる。これにより、第１および第２の蓄電装置のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持される時間が短縮されるので、電池性能の低下を抑制することができる。また、充電開始予定時刻が到来するのを待ってタイマー充電制御の充電が開始されるので、所望の時間帯の電力を多く用いて第１および第２の蓄電装置を満充電状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る二次電池システムが搭載された電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】電池パックの構成をより詳細に示す図である。
【図３】セルの構成をより詳細に説明するための図である。
【図４】電池性能の低下の一例を示す図である。
【図５】ＳＯＣに応じた容量維持率の低下を説明するための図である。
【図６】中間ＳＯＣ領域において容量維持率の低下が進みやすい理由を説明するための概念図である。
【図７】実施の形態１において実行されるバッテリの充放電制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２において実行されるバッテリの充放電制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
以下に示す実施の形態では、本発明に係る二次電池システムが電動車両に搭載される構成を例に説明する。しかし、本発明に係る二次電池システムの用途は車両用に限定されるものではない。
【００１３】
［実施の形態１］
＜車両構成＞
図１は、実施の形態１に係る二次電池システムが搭載された電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、車両外部から供給された電力を用いて車載バッテリを充電することが可能に構成されたハイブリッド車（いわゆるプラグインハイブリッド車）である。以下、このような充電を「外部充電」とも称する。本発明に係る二次電池システムが搭載可能な電動車両は、外部充電が可能な電動車両であれば、たとえば電気自動車または燃料自動車であってもよい。
【００１４】
車両１は、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）１０，２０と、動力分割機構３０と、エンジン４０と、駆動輪５０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）６０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）７０と、インレット８０と、二次電池システム２００とを備える。二次電池システム２００は、電池パックＡ，Ｂを含むバッテリ１００と、監視ユニット２１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０と、リレー２３０，２４０，２５０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００１５】
モータジェネレータ１０，２０の各々は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ１０は、動力分割機構３０を介してエンジン４０のクランク軸に連結される。モータジェネレータ１０は、エンジン４０を始動させる際にはバッテリ１００の電力を用いてエンジン４０のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ１０はエンジン４０の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ６０により直流電力に変換されてバッテリ１００に充電される。また、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、モータジェネレータ２０に供給される場合もある。
【００１６】
モータジェネレータ２０は、バッテリ１００に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ２０は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ６０により直流電力に変換されてバッテリ１００に充電される。
【００１７】
動力分割機構３０は、エンジン４０のクランク軸、モータジェネレータ１０の回転軸、および駆動軸の三要素を機械的に連結する。エンジン４０は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、車両１が走行するための駆動力を発生させる。
【００１８】
ＰＣＵ６０は、いずれも図示しないが、２つのインバータと、コンバータとを含む。２つのインバータの各々は、一般的な三相インバータである。コンバータは、昇圧動作時にはバッテリ１００から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。コンバータは、降圧動作時にはインバータから供給された電圧を降圧してバッテリ１００を充電する。
【００１９】
ＳＭＲ７０は、バッテリ１００とＰＣＵ６０とを結ぶ電力経路に電気的に接続される。ＳＭＲ７０の導通／非導通は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて制御される。ＳＭＲ７０が導通状態の場合、バッテリ１００とＰＣＵ６０との間で電力の授受が行なわれ得る。
【００２０】
インレット８０は、外部充電のための充電ケーブル４００を接続可能に構成される。充電ケーブル４００は、プラグ４１０と、コネクタ４２０と、電線４３０とを含む。外部充電時には、プラグ４１０が外部電源５００のコンセント５１０に接続され、コネクタ４２０が車両１のインレット８０に接続される。電線４３０は、プラグ４１０とコネクタ４２０とを電気的に接続する。外部電源５００は典型的には商用交流電源である。
【００２１】
バッテリ１００（電池パックＡ，Ｂの各々）は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。本実施の形態では、電池パックＡ，Ｂとしてリチウムイオン二次電池が採用される。各電池パックＡ，Ｂの詳細な構成については図２および図３にて説明する。なお、以下では電池パックＡ，Ｂの両方を指す場合にはバッテリ１００と記載する。
【００２２】
監視ユニット２１０は、電圧センサと、電流センサと、温度センサ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。電圧センサは、各電池パックＡ，Ｂの電圧ＶＢを検出する。電流センサは、各電池パックＡ，Ｂに入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、各電池パックＡ，Ｂの温度（以下「電池温度」とも記載する）ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、これらの信号に基づいて、各電池パックＡ，ＢのＳＯＣを算出する。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、電池パックＡと電池パックＢとを結ぶ電力経路に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、電池パックＡと電池パックＢとの間で電力を変換する。これにより、電池パックＡと電池パックＢとの間で電力の授受が行なわれる。たとえば電池パックＡを放電し、その放電電力を電池パックＢに充電することができる。あるいは、その逆の充放電も可能である。
【００２４】
リレー２３０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０と電池パックＡとを結ぶ電力経路に電気的に接続される。リレー２４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０と電池パックＢとを結ぶ電力経路に電気的に接続される。リレー２５０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０とバッテリ１００とを結ぶ電力経路に電気的に接続される。各リレー２３０〜２５０の導通／非導通は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて制御される。
【００２５】
電池パックＡ，Ｂの外部充電を行なう場合には、リレー２３０〜２５０は、いずれも導通状態とされる。電池パックＡと電池パックＢとの間で電力の授受を行なう場合には、リレー２３０，２４０がいずれも導通状態とされる一方で、リレー２５０はたとえば非導通状態とされる。なお、リレー２３０，２４０のいずれか一方を非導通状態とすることによって、電池パックＡ，Ｂのうちの一方のみを充電または放電させることも可能である。
【００２６】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０は、外部電源５００から充電ケーブル４００を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、バッテリ１００に供給する。
【００２７】
ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサから受ける信号、ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。
【００２８】
ＥＣＵ３００により実行される主要な制御として、バッテリ１００のタイマー充電制御が挙げられる。より詳細には、ＥＣＵ３００は、リレー２３０〜２５０およびＡＣ／ＤＣコンバータ２６０を制御することによって、充電開始予定時刻にバッテリ１００の充電を開始し、充電完了予定時刻にバッテリ１００を満充電状態とする。
【００２９】
＜電池パック構成＞
電池パックＡ，Ｂの構成は同等であるため、以下では電池パックＡの構成を代表的に説明する。
【００３０】
図２は、電池パックＡの構成をより詳細に示す図である。電池パックＡは、複数のセル１１０と、一対のエンドプレート１２０と、拘束バンド１３０と、複数のバスバー１４０とを含む。
【００３１】
電池パックＡでは複数のセル１１０が積層されることより積層体が形成される。図２では、この積層体のうち積層方向の一方端が部分的に示されている。この一方端および積層方向の他方端にそれぞれ対向するように、一対のエンドプレート１２０が配置される。一対のエンドプレート１２０は、すべてのセル１１０を挟み込んだ状態で拘束バンド１３０によって拘束される。各セル１１０は正極端子１１３および負極端子１１４（図３参照）を有する。あるセルの正極端子１１３と隣接するセルの負極端子１１４とはバスバー１４０によって締結される。これにより、複数のセル１１０が電気的に直列に接続される。
【００３２】
図３は、セル１１０の構成をより詳細に説明するための図である。図３においてセル１１０は、その内部を透視して示されている。
【００３３】
セル１１０は、略直方体形状の電池ケース１１１を有する。電池ケース１１１の上面は蓋体１１２によって封じられる。正極端子１１３および負極端子１１４の各々の一方端は、蓋体１１２から外部に突出する。正極端子１１３および負極端子１１４の他方端は、電池ケース１１１内部において、内部正極端子および内部負極端子（いずれも図示せず）にそれぞれ接続される。電池ケース１１１の内部には電極体１１５が収容される。電極体１１５は、正極１１６と負極１１７とがセパレータ１１８を介して積層され、その積層体が捲回されることにより形成される。正極１１６、負極１１７およびセパレータ１１８には電解液が保持される。
【００３４】
本実施の形態において、正極１１６の材料（正極材料）にはマンガン酸リチウム（ＬｉｘＭｎｙＯｚ）が用いられる。正極材料は、マンガン酸リチウムが主体であればよく、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等を含んでもよい。負極１１７、セパレータ１１８および電解液には、リチウムイオン二次電池の負極、セパレータ、および電解液として、それぞれ従来公知の構成および材料を用いることができる。
【００３５】
＜電池性能の低下＞
以上のように正極材料にマンガン系リチウムを用いたリチウムイオン二次電池においては、充放電を伴わない放置時のＳＯＣに応じて電池性能の低下量が異なり得る。
【００３６】
図４は、電池性能の低下の一例を示す図である。図４において、横軸は経過時間（放置日数）を示す。縦軸は、電池性能の一指標値であるバッテリ１００の容量維持率を示す。なお、容量維持率の測定手法としては公知の各種手法を用いることができるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。なお、電池性能としては、たとえばバッテリ１００の内部抵抗を用いてもよい。
【００３７】
図４には、低ＳＯＣ領域内のバッテリ１００（曲線Ｌ１参照）、中間ＳＯＣ領域内のバッテリ１００（曲線Ｌ２参照）、および高ＳＯＣ領域内のバッテリ１００（曲線Ｌ３参照）を準備し、高温条件下で各バッテリ１００を放置した場合の容量維持率の時間変化を示す。図４に示すように、中間ＳＯＣ領域内でバッテリ１００を放置した場合には、低ＳＯＣ領域内または高ＳＯＣ領域内でバッテリ１００を放置した場合と比べて、容量維持率の低下量が大きい。このことは、放置時に容量維持率の低下が進みやすいＳＯＣが存在することを意味する。
【００３８】
図５は、ＳＯＣに応じた容量維持率の低下を説明するための図である。図５および後述する図６において、横軸はバッテリ１００のＳＯＣを示す。縦軸はバッテリ１００の容量維持率の低下速度（単位時間当たりの容量維持率の低下量）を示す。
【００３９】
本実施の形態では、バッテリ１００のＳＯＣ領域を、低ＳＯＣ領域と、中間ＳＯＣ領域と、高ＳＯＣ領域とに分割する。中間ＳＯＣ領域は、容量維持率の低下速度が最大となるＳＯＣ＝ＭＡＸを含む領域であり、たとえばＳＯＣが４０％以上かつ６０％以下の領域である。低ＳＯＣ領域は、中間ＳＯＣ領域の下限値ＬＬよりも低いＳＯＣ領域であり、たとえばＳＯＣが０％以上かつ４０％未満の領域である。高ＳＯＣ領域は、中間ＳＯＣ領域の上限値ＵＬよりも高いＳＯＣ領域であり、たとえばＳＯＣが６０％よりも高く、かつ１００％以下の領域である。
【００４０】
本実施の形態では、電池パックＡ，Ｂの各々について、低ＳＯＣ領域内に放置された累積期間である低ＳＯＣ期間と、高ＳＯＣ領域内に放置された累積期間である高ＳＯＣ期間とを含む過去の履歴がＥＣＵ３００内のメモリ（図示せず）に記憶されている。
【００４１】
バッテリ１００の放置時には、中間ＳＯＣ領域において容量維持率の低下が最も進みやすい。これは以下の理由によるものと考えられる。
【００４２】
図６は、中間ＳＯＣ領域において容量維持率の低下が進みやすい理由を説明するための概念図である。容量維持率低下の要因としては、正極１１６の劣化に起因するものと、負極１１７の劣化に起因するものとが考えられる。
【００４３】
まず負極１１７の劣化について説明する。負極１１７の表面には、固体電解液相間（ＳＥＩ：Solid  Electrolyte  Interphase）膜と呼ばれる不動態被膜が形成され得る。図６（Ａ）に示すようにＳＯＣが高いほど被膜生成量が大きい。このように、負極１１７の被膜生成による劣化に起因して、バッテリ１００のＳＯＣが高いほど容量維持率の低下量が大きくなる。
【００４４】
次に正極１１６の劣化について説明する。本実施の形態では、上述のように正極材料としてマンガン系リチウムが用いられる。正極１１６には様々な価数のマンガンが含まれるが、３価のマンガンは、他の価数のマンガン（２価または４価のマンガン等）と比べて、酸素が結合する結合手（イオン半径）が長いため対称性が低い。そのため、３価のマンガンの結晶構造は相対的に不安定であり、特に高温環境下（たとえば４０℃以上）において３価のマンガンが電解液中に溶出しやすい。したがって、３価のマンガンの割合が高いほど容量維持率の低下が進みやすい。低ＳＯＣ領域においては、他のＳＯＣ領域と比べて、３価のマンガンの割合が高いので、容量維持率が低下しやすい。よって、図６（Ｂ）に示すように、正極１１６マンガン溶出等による劣化に起因して、バッテリ１００のＳＯＣが低いほど容量維持率の低下量が大きくなる。
【００４５】
バッテリ１００全体で考えた場合、低ＳＯＣ領域では、負極１１７の劣化に起因する容量維持率の低下は起こりにくい（図６（Ａ）参照）。また、高ＳＯＣ領域では、正極１１６の劣化に起因する容量維持率の低下は起こりにくい（図６（Ｂ）参照）。これに対し、中間ＳＯＣ領域においては上記２種類の劣化の両方がある程度起こる（図６（Ｃ）参照）。したがって、中間ＳＯＣ領域では、他のＳＯＣ領域と比べて、容量維持率の低下が進みやすいと考えられる。
【００４６】
＜タイマー充電制御＞
二次電池システム２００では上述のようにタイマー充電制御が実行される。タイマー充電制御においては、一般に、充電開始予定時刻が到来するまではバッテリ１００の充電は開始されない。そのため、現ＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合は、充電開始予定時刻が到来するまでの間、ＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持されることになる。その結果、容量維持率の低下が進行してしまう可能性がある。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、充電開始予定時刻が到来する前に電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０を制御することによって電池パックＡと電池パックＢとの間で電力の授受を行なう構成を採用する。より詳細には、電池パックＡ，Ｂのうち、低ＳＯＣ期間が高ＳＯＣ期間よりも長い一方の電池パック（たとえば電池パックＡ）を放電させてＳＯＣを中間ＳＯＣ領域内から低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の電池パック（たとえば電池パックＢ）は充電することでＳＯＣを中間ＳＯＣ領域内から高ＳＯＣ領域内へと上昇させる。これにより、電池パックＡ，ＢのＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持される時間が短縮されるので、容量維持率の低下を抑制することができる。
【００４８】
図７は、実施の形態１において実行されるバッテリ１００の充放電制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、たとえば充電ケーブル４００がインレット８０に接続され外部充電が可能な状態となり、かつ、ユーザがタイマー充電を選択した場合に、メインルーチンから呼び出されて実行される。図７および後述する図８に示すフローチャートの各ステップ（Ｓと略す）は、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部がＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００４９】
Ｓ１１０において、ＥＣＵ３００は、タイマー充電の充電完了予定時刻を取得する。充電完了予定時刻としては、ユーザが図示しない操作部（たとえばタッチパネル）を操作して入力した時刻を用いることができる。あるいは、ユーザの過去の行動パターン（充電履歴）から今回の充電完了予定時刻を算出してもよい。
【００５０】
Ｓ１２０において、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の現状のＳＯＣから満充電状態までの充電に要する時間、および時間帯毎の電気料金等を考慮して、充電完了予定時刻から充電開始予定時刻を算出（逆算）する。
【００５１】
Ｓ１３０において、ＥＣＵ３００は、電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内であるか否かを判定する。電池パックＡ，Ｂの両方のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にない場合（Ｓ１３０においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は、容量維持率の低下は進みにくいとして処理をＳ１７０に進める。
【００５２】
これに対し、電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方のＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内にある場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、充電開始予定時刻が到来するまで電池パックＡ，ＢのＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持されると容量維持率の低下が進みやすいとして処理をＳ１４０に進める。
【００５３】
Ｓ１４０において、ＥＣＵ３００は、電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方（中間ＳＯＣ領域内にあるもの）のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させたと仮定して、充電完了予定時刻までに充電を完了することができるか否かを判定する。電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させたとしても充電完了予定時刻までに充電を完了することができる場合、すなわち現在の時刻から充電開始予定時刻までの時間が十分にある場合（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ１５０に進める。
【００５４】
Ｓ１５０において、ＥＣＵ３００は、メモリ（図示せず）に記憶された過去の履歴を参照することによって、電池パックＡ，Ｂの各々について、低ＳＯＣ期間および高ＳＯＣ期間を取得する。
【００５５】
Ｓ１６０において、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０を制御することによって、電池パックＡ，Ｂのうち、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の電池パック（たとえば電池パックＡ）を放電させる一方で、その放電電力を用いて他方の電池パック（たとえば電池パックＢ）を充電する。これにより、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の電池パック（電池パックＡ）のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の電池パック（電池パックＢ）のＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる。
【００５６】
Ｓ１７０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて算出した充電開始予定時刻が到来するまで待機する（Ｓ１７０においてＮＯ）。言い換えると、充電開始予定時刻が到来するまでは、電池パックＡ，ＢのＳＯＣが低ＳＯＣ領域内または高ＳＯＣ領域内にある状態が維持される。そして、充電開始予定時刻が到来すると（Ｓ１７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、メモリに記憶された履歴を更新し（Ｓ１８０）、バッテリ１００の充電を開始する（Ｓ１９０）。
【００５７】
以上のように、実施の形態１によれば、電池パックＡ，Ｂのうち、高ＳＯＣ期間が低ＳＯＣ期間よりも長い一方の電池パックのＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させ、かつ、他方の電池パックのＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる。これにより、中間ＳＯＣ領域内でのＳＯＣの滞留時間が短縮されるので、容量維持率の低下を抑制することができる。また、充電開始予定時刻が到来するのを待って充電が開始されるので、所望の時間帯の電力を多く用いることができる。このように、上記構成によれば、所望の時間帯の電力をできるだけ用いてバッテリ１００を充電しつつ、容量維持率の低下を抑制することができる。
【００５８】
なお、Ｓ１４０において、中間ＳＯＣ領域内にあるＳＯＣを低ＳＯＣ領域へと低下させると充電完了予定時刻までに充電を完了することができなくなる場合、すなわち、現在の時刻から充電開始予定時刻までの時間が十分にない場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０，Ｓ１６０の処理をスキップして処理をＳ１７０に進める。そして、ＥＣＵ３００は、充電開始予定時刻が到来するのを待って（Ｓ１７０においてＹＥＳ）、履歴の更新およびバッテリ１００の充電開始を行なう（Ｓ１８０，Ｓ１９０）。このように、実施の形態１によれば、容量維持率の低下抑制よりも、充電予定完了時刻までにバッテリ１００の充電を完了することを優先する。
【００５９】
また、実施の形態１では、過去の履歴に基づいて、ＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させる電池パックと、ＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる電池パックとが決定される。これは以下の理由による、すなわち、電池パックＡ，Ｂのうちのいずれか一方の電池パックにおいて容量維持率の低下が進むと、他方の電池パックでは容量維持率の低下があまり進んでいなくても、バッテリ１００全体としての寿命が短くなり得る。そのため、実施の形態１においては、電池パックＡの低ＳＯＣ期間と電池パックＢの低ＳＯＣ期間とを近づけ、かつ、電池パックＡの高ＳＯＣ期間と電池パックＢの高ＳＯＣ期間とを近づけるように、電池パックＡと電池パックＢとの間での充放電の方向（電力授受の方向）が決定される。このように、電池パックＡ，Ｂの履歴が互いに近づくように充放電を行なうことによって、バッテリ１００全体としての寿命を延ばすことができる。
【００６０】
なお、電池パックＡの低ＳＯＣ期間と電池パックＢの低ＳＯＣ期間とがほぼ等しく、かつ、電池パックＡの高ＳＯＣ期間と電池パックＢの高ＳＯＣ期間とがほぼ等しい場合には、ＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させる電池パック、および、ＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる電池パックを任意選択的に決定することができる。
【００６１】
本実施の形態において、電池パックＡ，Ｂは、本発明に係る「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」にそれぞれ相当する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０は、本発明に係る「充電装置」に相当する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、本発明に係る「電力変換装置」に相当する。ＥＣＵ３００は本発明に係る「制御装置」に相当する。
【００６２】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１と比べて、容量維持率の低下を一層抑制可能な充放電制御について説明する。なお、実施の形態２に係る二次電池システムの構成は、実施の形態１に係る二次電池システム２００の対応する構成（図１〜図３参照）と同等である。
【００６３】
図８は、実施の形態２において実行されるバッテリ１００の充放電制御を説明するためのフローチャートである。なお、Ｓ２１０〜Ｓ２９０の処理は、実施の形態１におけるＳ１１０〜Ｓ１９０の処理（図７参照）とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００６４】
Ｓ２２０にて充電開始予定時刻を算出後、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００のタイマー充電が可能であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。現在の時刻から充電開始予定時刻までに十分な時間がない場合、あるいは直ちに充電を開始しても充電完了予定時刻までにバッテリ１００の充電が完了しない可能性がある場合（Ｓ３１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、タイマー充電が可能でないとして以降の処理をスキップして、直ちにバッテリ１００の充電を開始する（Ｓ２９０）。
【００６５】
Ｓ３２０において、ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢが高温であるか否か、すなわち電池温度ＴＢが所定のしきい値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。しきい値Ｔｈは、正極１１６からのマンガン析出による容量維持率の低下が進みやすい温度であり、電極体１１５および電解液の構成等に応じて適宜定められる。電池温度ＴＢがしきい値Ｔｈ以上の場合（Ｓ３２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢが高温であるため容量維持率の低下が進みやすい可能性があるとして、処理をＳ２３０に進める。
【００６６】
一方、Ｓ３２０において電池温度ＴＢが高温でない場合（Ｓ３２０においてＮＯ）、電解液中へのマンガン溶出は起こりにくいので（図６（Ｂ）参照）、ＳＯＣを高ＳＯＣ領域へと上昇させるよりも低ＳＯＣ領域内へと低下させる方が好ましい。したがって、Ｓ３３０において、ＥＣＵ３００は、電池パックＡ，Ｂの両方のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させたとしても充電完了予定時刻までに充電を完了することができるか否かを判定する。
【００６７】
電池パックＡ，Ｂの両方のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させたとしても充電完了予定時刻までに充電を完了することができる場合（Ｓ３３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、電池パックＡ，Ｂの両方のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させる（Ｓ３４０）。たとえば電池パックＡ，Ｂに蓄えられた電力を車両外部の機器（外部機器）に給電するためのコンセント（図示せず）および電力変換装置が設けられている場合には、そのコンセントから外部機器に給電することによって、電池パックＡ，Ｂに蓄えられた電力を消費する。あるいは、図示しない空調装置または補機類を駆動することによって電力を消費してもよい。
【００６８】
また、Ｓ２４０において電池パックＡ，Ｂのうちの少なくとも一方（中間ＳＯＣ領域内にあるもの）のＳＯＣを低ＳＯＣ領域内へと低下させると充電完了予定時刻までに充電を完了することができない場合（Ｓ２４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６０を制御して電池パックＡ，Ｂの両方を外部充電することによって、電池パックＡ，Ｂの両方のＳＯＣを高ＳＯＣ領域内へと上昇させる（Ｓ３５０）。これにより、電池パックＡ，ＢのＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持されることを回避しつつ、以降のＳ２７０〜Ｓ２９０の処理において、充電完了予定時刻までに外部充電を完了することが可能になる。
【００６９】
以上のように、実施の形態２によれば、Ｓ２６０の処理によって実施の形態１と同様に、容量維持率の低下を抑制することができる。それに加えて、Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理を実行することによっても電池パックＡ，ＢのＳＯＣが中間ＳＯＣ領域内に維持されることを回避できるので、容量維持率の低下を一層抑制することができる。
【００７０】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１  車両、１０，２０  モータジェネレータ、３０  動力分割機構、４０  エンジン、５０  駆動輪、６０  ＰＣＵ、７０  ＳＭＲ、８０  インレット、１００  バッテリ、Ａ，Ｂ  電池パック、１１０  セル、１１１  電池ケース、１１２  蓋体、１１３  正極端子、１１４  負極端子、１１５  電極体、１１６  正極、１１７  負極、１１８  セパレータ、１２０  エンドプレート、１３０  拘束バンド、１４０  バスバー、２００  二次電池システム、２１０  監視ユニット、２２０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２３０，２４０，２５０  リレー、２６０  ＡＣ／ＤＣコンバータ、３００  ＥＣＵ、４００  充電ケーブル、４１０  プラグ、４２０  コネクタ、４３０  電線、５００  外部電源、５１０  コンセント。
【図１】
2017118627.tif 000003
【図２】
2017118627.tif 000004
【図３】
2017118627.tif 000005
【図４】
2017118627.tif 000006
【図５】
2017118627.tif 000007
【図６】
2017118627.tif 000008
【図７】
2017118627.tif 000009
【図８】
2017118627.tif 000010