(57)【要約】【課題】ニッケル水素電池の充電状態または劣化状態を、ニッケル水素電池の電池反応を阻害することなく推定するための技術を提供する。【解決手段】二次電池システムは、セル（ニッケル水素電池）１０１と、カメラ２２０と、ＥＣＵ３００とを備える。セル１０１は、ニッケル水酸化物を正極活物質１６０として含む電極体１４０、電極体１４０を収容するケース１２０、およびケース１２０の外表面に設けられた観察窓１５１，１５２を有する。カメラ２２０は、観察窓１５１，１５２を介して正極活物質１６０を撮影する。ＥＣＵ３００は、カメラ２２０による正極活物質１６０の撮影結果を用いて、セル１０１の充電状態および劣化状態の少なくとも一方を推定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル水酸化物を正極活物質として含む電極体、前記電極体を収容する電池ケース、および前記電池ケースの外表面に設けられた観察窓を有するニッケル水素電池と、
前記観察窓を介して前記正極活物質を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置による前記正極活物質の撮影結果を用いて、前記ニッケル水素電池の充電状態および劣化状態の少なくとも一方を推定する推定装置とを備える、二次電池システム。
【請求項２】
前記正極活物質に光を照射する光源をさらに備え、
前記推定装置は、前記撮影装置により撮影された前記正極活物質の画像から、前記光源から照射された光の前記正極活物質による反射光の強度を算出し、前記反射光の強度が高いほど前記ニッケル水素電池の充電状態が高いと推定する、請求項１に記載の二次電池システム。
【請求項３】
前記正極活物質に光を照射する光源をさらに備え、
前記推定装置は、
前記撮影装置により撮影された前記正極活物質の画像から、前記光源から照射された光の前記正極活物質による反射光の強度が所定強度以上である領域の合計面積を算出し、
前記合計面積が所定面積以上である場合に、前記ニッケル水素電池が劣化していると推定する、請求項１に記載の二次電池システム。
【請求項４】
前記推定装置は、
前記撮影装置により撮影された前記正極活物質の第１の画像と、前記第１の画像の撮影時よりも後に前記撮影装置により撮影された前記第１の画像と同一箇所の第２の画像とを取得し、
前記第１の画像から前記ニッケル水酸化物である複数の粒子の各々の面積を算出し、
前記第２の画像から前記複数の粒子の各々の面積を算出し、
前記第１の画像と前記第２の画像との間で対応する粒子の面積の増加量が所定量以上である粒子数が所定数以上である場合に、前記ニッケル水素電池が劣化していると推定する、請求項１に記載の二次電池システム。
【請求項５】
前記推定装置は、
前記撮影装置により撮影された前記正極活物質の第１の画像と、前記第１の画像の撮影時よりも後に前記撮影装置により撮影された前記第１の画像と同一箇所の第２の画像とを取得し、
前記第１の画像から前記ニッケル水酸化物である複数の粒子の各々の反射光の強度を算出し、
前記第２の画像から前記複数の粒子の各々の反射光の強度を算出し、
前記第１の画像と前記第２の画像との間で対応する粒子の反射光の強度の変化量の絶対値が所定量以下である失活領域の合計面積を用いて、前記ニッケル水素電池の容量低下量または前記ニッケル水素電池の抵抗増加量を推定する、請求項１に記載の二次電池システム。
【請求項６】
前記ニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスすることが可能に構成されたバイパス回路と、
前記ニッケル水素電池に直列に接続された他のニッケル水素電池と、
前記他のニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスすることが可能に構成された他のバイパス回路と、
前記ニッケル水素電池および前記他のニッケル水素電池のうちの少なくとも一方が過充電状態であると前記推定装置により推定された場合、前記二次電池システムの充電時には、前記過充電状態であるニッケル水素電池に対応するバイパス回路を制御することによって当該ニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスさせる制御装置とをさらに備える、請求項１に記載の二次電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池システムに関し、より特定的には、ニッケル水素電池の充電状態または劣化状態を推定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池を搭載した機器（たとえばハイブリッド車両または電気自動車）が広く普及している。そして、これら二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State  Of  Charge）または劣化状態（ＳＯＨ：State  Of  Health）を光学的手法を用いて推定するための手法が提案されている。
【０００３】
たとえば特開２０１５−１９８０８５号公報（特許文献１）は、リチウムイオン二次電池の管理システムを開示する。この管理システムは、光源と、リチウムイオン二次電池の電極体の外部表面に設けられ光源からの光を導く光ファイバと、光ファイバ上に形成された光ファイバセンサ（具体的にはＦＢＧ（Fiber  Bragg  Grating）センサ）と、光ファイバセンサによる反射光を検出する波長検出器とを含む。リチウムイオンが電極材料層間を可逆的に移動する際の電極体の歪みにより、光ファイバセンサによる反射光が変調される。したがって、波長検出器を用いて反射スペクトルの変化（波長シフト）を検出することによってリチウムイオンが移動する様子を検出することができるので、ひいては劣化状態を推定することができる（たとえば特許文献１の段落［００２０］〜［００２５］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９８０８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７２７６号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された手法では、電極体に光ファイバおよび光ファイバセンサが設けられるので、電池反応を阻害するおそれがある。したがって、二次電池（本発明ではニッケル水素電池）の電池反応を阻害することなく、二次電池の充電状態または劣化状態を適切に推定する技術が求められる。
【０００６】
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、ニッケル水素電池の充電状態または劣化状態を、ニッケル水素電池の電池反応を阻害することなく推定するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．本発明のある局面に従う二次電池システムは、ニッケル水素電池と、撮影装置と、推定装置とを備える。ニッケル水素電池は、ニッケル水酸化物を正極活物質として含む電極体、電極体を収容する電池ケース、および電池ケースの外表面に設けられた観察窓を有する。撮影装置は、観察窓を介して正極活物質を撮影する。推定装置は、撮影装置による正極活物質の撮影結果を用いて、ニッケル水素電池の充電状態（ＳＯＣ）および劣化状態（ＳＯＨ）の少なくとも一方を推定する。
【０００８】
２．好ましくは、二次電池システムは、正極活物質に光を照射する光源をさらに備える。推定装置は、撮影装置により撮影された正極活物質の画像から、光源から照射された光の正極活物質による反射光の強度を算出し、反射光の強度が高いほどニッケル水素電池の充電状態が高いと推定する。
【０００９】
３．好ましくは、二次電池システムは、正極活物質に光を照射する光源をさらに備える。推定装置は、撮影装置により撮影された正極活物質の画像から、光源から照射された光の正極活物質による反射光の強度が所定強度以上である領域の合計面積を算出し、合計面積が所定面積以上である場合に、ニッケル水素電池が劣化していると推定する。
【００１０】
４．好ましくは、推定装置は、撮影装置により撮影された正極活物質の第１の画像と、第１の画像の撮影時よりも後に撮影装置により撮影された第１の画像と同一箇所の第２の画像とを取得し、第１の画像からニッケル水酸化物である複数の粒子の各々の面積を算出し、第２の画像から複数の粒子の各々の面積を算出し、第１の画像と第２の画像との間で対応する粒子の面積の増加量が所定量以上である粒子数が所定数以上である場合に、ニッケル水素電池が劣化していると推定する。
【００１１】
５．好ましくは、推定装置は、撮影装置により撮影された正極活物質の第１の画像と、第１の画像の撮影時よりも後に撮影装置により撮影された第１の画像と同一箇所の第２の画像とを取得し、第１の画像からニッケル水酸化物である複数の粒子の各々の反射光の強度を算出し、第２の画像から複数の粒子の各々の反射光の強度を算出し、第１の画像と第２の画像との間で対応する粒子の反射光の強度の変化量の絶対値が所定量以下である失活領域の合計面積を用いて、ニッケル水素電池の容量低下量またはニッケル水素電池の抵抗増加量を推定する。
【００１２】
ニッケル水素電池のＳＯＣまたはＳＯＨが変化するに従って正極活物質であるニッケル水酸化物の結晶構造が変化する。ニッケル水素電池の充電時にはオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）が生成され、放電時には水酸化ニッケル（ＩＩ）（β−Ｎｉ（ＯＨ）２）が生成されるが、これらはいずれもβ相である。一方、ニッケル水素電池の過充電時には、β相（β−ＮｉＯＯＨ）からγ相（γ−ＮｉＯＯＨ）への相転移が起こり得る。
【００１３】
本発明者らは、正極活物質の結晶構造が変化する（相転移を起こす）のに伴い、正極活物質の光学的特性（反射率）が変化することを見出した。正極活物質に光が照射された場合、γ相のオキシ水酸化ニッケル（γ−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度は、β相のオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度よりも高い。この光学的特性に基づき、正極活物質の撮影結果を用いてニッケル水素電池のＳＯＣまたはＳＯＨを推定することができる。
【００１４】
６．好ましくは、二次電池システムは、ニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスすることが可能に構成されたバイパス回路と、ニッケル水素電池に直列に接続された他のニッケル水素電池と、他のニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスすることが可能に構成された他のバイパス回路と、制御装置とをさらに備える。制御装置は、ニッケル水素電池および他のニッケル水素電池のうちの少なくとも一方が過充電状態であると推定装置により推定された場合、二次電池システムの充電時には、過充電状態であるニッケル水素電池に対応するバイパス回路を制御することによって当該ニッケル水素電池の正極と負極との間をバイパスさせる。
【００１５】
バイパス回路が設けられない場合にはニッケル水素電池の過充電状態が生じると二次電池システムの充電が制限されるところ、上記構成によれば、過充電状態のニッケル水素電池をバイパスすることによって他の正常なニッケル水素電池については充電を継続することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ニッケル水素電池の充電状態または劣化状態を、ニッケル水素電池の電池反応を阻害することなく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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ハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】セルの構成を詳細に示す図である。
【図３】監視ユニットの構成をより詳細に示す図である。
【図４】電極体からの反射光強度とセルのＳＯＣとの対応関係の一例を示す図である。
【図５】反射光強度の校正処理を説明するためのＥＣＵの機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１におけるＳＯＣ推定処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１の変形例におけるＳＯＣ推定処理を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２における劣化判定処理を説明するための図である。
【図９】実施の形態２における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３における劣化判定処理を説明するための図である。
【図１１】面積変化率とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態３における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態４における失活領域算出処理を説明するための図である。
【図１４】実施の形態４における失活領域算出処理を示すフローチャートである。
【図１５】変形例１におけるバッテリの構成を示す回路図である。
【図１６】変形例２におけるバッテリの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
以下に説明する実施の形態では、二次電池システムがハイブリッド車両に搭載される構成を例に説明する。しかし、二次電池システムが搭載可能な車両はハイブリッド車両に限定されず、電気自動車または燃料自動車であってもよい。また、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く、たとえば定置用であってもよい。
【００２０】
［実施の形態１］
＜二次電池システムの構成＞
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ハイブリッド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、二次電池システム２と、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とを備える。二次電池システム２は、バッテリ１００と、監視ユニット２００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００２１】
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。
【００２２】
モータジェネレータ２０は、バッテリ１００からの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。
【００２３】
動力分割機構３０は、たとえば遊星歯車機構であり、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、ガソリンエンジン等の内燃機関であり、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する。
【００２４】
ＰＣＵ６０は、インバータおよびコンバータ（いずれも図示せず）を含む。インバータは、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。ＳＭＲ７０は、バッテリ１００とＰＣＵ６０とを結ぶ電流経路に電気的に接続される。ＳＭＲ７０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている場合、バッテリ１００とＰＣＵ６０との間で電力の授受が行なわれ得る。
【００２５】
バッテリ１００は、ニッケル水素電池を含んで構成された直流電源である。バッテリ１００は、複数のセルを含む。各セルの詳細な構成については図２にて説明する。
【００２６】
監視ユニット２００は、いずれも図示しないが、バッテリ１００の電圧ＶＢを検出する電圧センサと、バッテリ１００に入出力される電流ＩＢを検出する電流センサと、バッテリ１００の温度ＴＢを検出する温度センサとを含む。監視ユニット２００は、その監視結果をＥＣＵ３００に出力する。監視ユニット２００の詳細な構成については図３にて説明する。
【００２７】
ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３０１と、メモリ３０２と、入出力バッファ（図示せず）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３０２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（ＰＣＵ６０およびＳＭＲ７０）を制御する。ＥＣＵ３００により実行される主要な制御として監視ユニット２００による監視結果を用いてバッテリ１００のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定処理が挙げられるが、ＳＯＣ推定処理の詳細については後述する。なお、ＥＣＵ３００は、本発明に係る「推定装置」に相当する。
【００２８】
＜セルの構成＞
本実施の形態に係る二次電池システム２は、バッテリ１００に含まれるセルの構成に特徴を有するため、以下では本実施の形態に係るセルの構成を詳細に説明する。なお、各セルの構成は共通であるため、図２では１つのセル１０１のみを代表的に示す。
【００２９】
図２は、セル１０１の構成を詳細に示す図である。図２（Ａ）は、セル１０１の上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿うセル１０１の断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿うセル１０１の断面図である。
【００３０】
セル１０１は、正極端子１１１と、負極端子１１２と、ケース１２０とを含む。ケース１２０は、いずれも金属（たとえばニッケルめっき鋼板）からなるケース本体１２１および蓋体１２２を含む。セル１０１は、蓋体１２２に設けられた安全弁１３０と、ケース１２０内に収容された電極体１４０および電解液（図示せず）とをさらに含む。
【００３１】
ケース１２０は、蓋体１２２がケース本体１２１の開口部上で全周溶接されることにより密閉された角形密閉式のセルである。安全弁１３０は、ケース１２０内の圧力（内圧）が所定値を超えると、ケース１２０内部のガス（水素ガス等）の一部を外部に排出する。電極体１４０は、正極板１４１と、負極板１４２と、セパレータ１４３とを含む。正極板１４１と負極板１４２とはセパレータ１４３内を介して交互に積層される。正極板１４１および負極板１４２は、正極端子１１１および負極端子１１２にそれぞれ電気的に接続される。
【００３２】
電極体１４０および電解液の材料としては従来公知の各種材料を用いることができる。本実施の形態では、いずれも図示しないが、正極板１４１には、ニッケル水酸化物（水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）またはオキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ））を含む正極活物質層と、発泡ニッケルなどの活物質支持体とを含む電極板が用いられる。負極板１４２には水素吸蔵合金を含む電極板が用いられる。セパレータ１４３には親水化処理された合成繊維からなる不織布が用いられる。電解液には水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含むアルカリ水溶液が用いられる。
【００３３】
図２（Ａ）に示すように、ケース１２０は、蓋体１２２に設けられた観察窓１５１をさらに含む。観察窓１５１は、ケース１２０内部の電極体１４０を外部から観察することが可能なように、光を透過する材料（たとえば透明樹脂またはガラス）を用いて形成される。より具体的には、図２（Ａ）に示すように、正極板１４１、負極板１４２およびセパレータ１４３の積層体の側面を観察窓１５１を介して外部から観察することが可能である。
【００３４】
なお、観察窓の位置は蓋体１２２上に限定されるものではなく、図２（Ｃ）に示すようにケース本体１２１の側面に観察窓１５２を設けてもよい。また、図示しないが、ケース本体１２１の底面に観察窓を設けることも可能である。
【００３５】
以下では説明の簡略化のため、セル数を３として説明する。しかし、セル数はこれに限定されるものではなく、車両に搭載される一般的なバッテリではより多くのセルが互いに直列に接続される。また、セルの接続構成は特に限定されず、一部または全部のセルが並列に接続されていてもよい。
【００３６】
＜監視ユニットの構成＞
図３は、監視ユニット２００の構成をより詳細に示す図である。監視ユニット２００は、光源２１０と、カメラ２２０と、レンズ２３０とを含む。
【００３７】
光源２１０は、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）またはＬＤ（Laser  Diode）等の発光素子を含んで構成される。光源２１０は、ＥＣＵ３００からの発光指令に応答して、セル１０１に設けられた観察窓１５１に光（たとえば可視光または赤外光）を照射する。観察窓１５１に照射された光（照射光）は、セル１０１内の電極体１４０（図２参照）によって反射される。
【００３８】
カメラ２２０は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を含んで構成される。カメラ２２０は、観察窓１５１を介して正極板１４１を撮影し、撮影された画像をＥＣＵ３００に出力する。
【００３９】
レンズ２３０は、たとえば対物レンズであって、正極板１４１（より具体的には正極活物質１６０（図８参照））の拡大画像を撮影するためにカメラ２２０に設けられる。なお、正極活物質１６０の各々の粒径は５０μｍ程度であるため、倍率が２０倍程度のレンズ２３０を用いることにより正極活物質１６０を撮影可能である。
【００４０】
ＥＣＵ３００は、カメラ２２０により撮影された画像を用いてセル１０１のＳＯＣを推定するが、このＳＯＣ推定手法の詳細については後述する。セル１０１のＳＯＣの推定結果を代表値として用いることでバッテリ１００のＳＯＣを推定することができる。さらに、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣの推定結果に応じてＰＣＵ６０に充放電指令を出力することによってバッテリ１００の充放電を制御する。
【００４１】
なお、図３ではセル１０１にのみ光源２１０、カメラ２２０およびレンズ２３０が設けられる構成を例に説明したが、これら機器の設置箇所はこれに限定されない。他のセルについても同様の構成を設けてもよい。他の一部のセルまたは他の全セルに光源およびカメラ（いずれも図示せず）をさらに設けた場合には、たとえば、各セルのＳＯＣの推定結果の平均値を用いてバッテリ１００のＳＯＣを推定することができる。
【００４２】
＜反射光強度とＳＯＣとの関係＞
以上のように構成された二次電池システム２において、本発明者らは、セル１０１のＳＯＣが変化するに従って正極活物質１６０であるニッケル水酸化物の結晶構造が変化する点に着目した。より具体的には、ニッケル水酸化物は、主にβ相およびγ相のうちのいずれかの結晶構造をとる。充電時にはオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）が生成され、放電時には水酸化ニッケル（ＩＩ）（β−Ｎｉ（ＯＨ）２）が生成されるが、これらはいずれもβ相である。一方、バッテリ１００の過充電時には、β相（β−ＮｉＯＯＨ）からγ相（γ−ＮｉＯＯＨ）への相転移が起こり得る。
【００４３】
一般にバッテリはできるだけ過充電状態に至らないよう充放電制御されるが、その場合であってもγ相のオキシ水酸化ニッケル（γ−ＮｉＯＯＨ）が生成され得る。その原因は、正極板１４１内に充放電のムラが存在し、局所的な過充電状態が生じ得るためと考えられる。このような局所的な過充電状態が生じている程度と、バッテリ１００のＳＯＣとの間には相関関係が存在する。つまり、正極活物質の結晶構造とバッテリ１００のＳＯＣとの間には相関関係が存在する。
【００４４】
本発明者らは、ケース１２０外部から観察窓１５１を介して電極体１４０（正極活物質１６０（図８参照））に光を照射した場合に、正極活物質１６０の結晶構造が変化する（相転移を起こす）のに伴い、正極活物質１６０からの反射光強度が変化することを見出した。特にγ相のオキシ水酸化ニッケル（γ−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度は、β相のオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度よりも高い。
【００４５】
上述のように正極活物質の結晶構造とセル１０１のＳＯＣとの間には相関関係が存在するので、反射光強度とＳＯＣとの間にも相関関係が存在することになる。したがって、本実施の形態においては、正極活物質１６０からの反射光強度とＳＯＣとの対応関係が実験またはシミュレーションによりマップとして予め求められる。そして、正極活物質１６０からの反射光強度が測定され、その測定結果を用いてＳＯＣが推定される。
【００４６】
図４は、電極体１４０からの反射光強度とセル１０１のＳＯＣとの対応関係の一例を示す図である。図４において、横軸は（局所的な）ＳＯＣを表し、縦軸は反射光強度を表す。図４に示すようなマップを参照することで、反射光強度からＳＯＣを推定することができる。ただし、反射光強度とＳＯＣとの対応関係を規定する手法はマップに限定されず、関係式（関数）であってもよい。
【００４７】
なお、図４に示すように、ＳＯＣが低い領域（たとえば３０％以下の領域）において、反射光強度の傾き（ＳＯＣの単位変化量当たりの反射光強度の変化量）が特に大きい。したがって、図４に示すマップを用いた場合には低ＳＯＣ領域におけるＳＯＣの推定精度が特に高くなる。
【００４８】
＜反射光強度の校正＞
正極活物質１６０（図８参照）からの反射光強度の大きさ（絶対値）は、温度等の様々な条件に応じて変化する可能性がある。したがって、セル１０１のＳＯＣの推定精度を向上させるためには、正極活物質１６０からの反射光強度の測定結果をそのまま用いるのに代えて、反射光強度に所定の校正処理（補正処理）を実施することが望ましい。
【００４９】
監視ユニット２００ではカメラ２２０としてＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサが用いられるので、正極活物質１６０が撮影されるとともに、正極板１４１のうちの正極活物質１６０以外の箇所も撮影される。この箇所からの反射光強度は正極活物質１６０の結晶構造の変化の影響を受けないため、反射光強度の校正に用いることができる。以下、この校正のための箇所（校正箇所）からの反射光強度を「校正強度」Ｌｃとも記載する。なお、校正箇所は、車両１の出荷時等に予め定められる。
【００５０】
図５は、反射光強度の校正処理を説明するためのＥＣＵ３００の機能ブロック図である。ＥＣＵ３００は、基準強度記憶部３１０と、校正部３２０と、算出部３３０と、マップ記憶部３４０と、推定部３５０と、制御部３６０とを含む。
【００５１】
基準強度記憶部３１０は、実験またはシミュレーションにより予め定められた基準となる反射光強度である基準強度Ｌ０を記憶する。基準強度記憶部３１０は、基準強度Ｌ０を校正部３２０に出力する。
【００５２】
校正部３２０は、基準強度記憶部３１０から基準強度Ｌ０を受けるとともに、校正強度Ｌｃを受ける。校正部３２０は、校正強度Ｌｃから基準強度Ｌ０を差分することにより校正量ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ０）を算出し、校正量ΔＬを算出部３３０に出力する。
【００５３】
算出部３３０は、正極活物質１６０からの反射光強度Ｌを受けるとともに、校正部３２０から校正量ΔＬを受ける。算出部３３０は、反射光強度Ｌに校正量ΔＬを加算することにより校正後の反射光強度Ｌ’（＝Ｌ＋ΔＬ）を算出し、校正後の反射光強度Ｌ’を推定部３５０に出力する。
【００５４】
マップ記憶部３４０は、たとえば図４に示したようなマップを記憶する。マップ記憶部３４０に記憶されたマップは、推定部３５０に出力される。
【００５５】
推定部３５０は、マップ記憶部３４０に記憶されたマップを参照することによって校正後の反射光強度Ｌ’からセル１０１のＳＯＣを推定し、ＳＯＣの推定結果を制御部３６０に出力する。
【００５６】
制御部３６０は、推定部３５０によるＳＯＣの推定結果に基づいて、バッテリ１００の充放電を制御するための充放電指令をＰＣＵ６０（図２参照）に出力する。
【００５７】
＜ＳＯＣ推定フロー＞
図６は、実施の形態１におけるＳＯＣ推定処理を示すフローチャートである。図６ならびに後述する図７、図９、図１２および図１４に示すフローチャートは、所定周期毎または所定条件が成立する度にメインルーチンから呼び出されて実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップ（以下「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（電気回路）によって実現されてもよい。
【００５８】
Ｓ１１０において、ＥＣＵ３００は、光源２１０を制御して正極板１４１（正極活物質１６０）に光を照射させ、カメラ２２０を用いて撮影された正極活物質１６０（図８参照）の画像を取得する。
【００５９】
Ｓ１２０において、ＥＣＵ３００は、メモリ３０２（基準強度記憶部３１０）に記憶された基準強度Ｌ０を読み込む。
【００６０】
Ｓ１３０において、ＥＵＣ３００は、Ｓ１０にて取得した画像に基づいて、校正箇所からの反射光強度（校正強度）Ｌｃを算出する。
【００６１】
Ｓ１４０において、ＥＣＵ３００は、校正強度Ｌｃから基準強度Ｌ０を差分することにより、反射光強度の校正量ΔＬ（＝Ｌｃ−Ｌ０）を算出する。
【００６２】
Ｓ１５０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１０にて取得した画像に基づいて、正極活物質１６０からの反射光強度Ｌを算出する。
【００６３】
Ｓ１６０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて算出した反射光強度ＬにＳ１４０にて算出した校正量ΔＬを加算することにより、校正後の反射光強度Ｌ’（＝Ｌ＋ΔＬ）を算出する。
【００６４】
Ｓ１７０において、ＥＣＵ３００は、メモリ３０２（マップ記憶部３４０）に記憶されたマップ（図４参照）を参照することにより、校正後の反射光強度Ｌ’からセル１０１のＳＯＣを推定する。本実施の形態では、セル１０１のＳＯＣがバッテリ１００のＳＯＣの代表値として用いられる。
【００６５】
以上のように、実施の形態１によれば、光源２１０からの光を正極板１４１内の正極活物質１６０に照射し、正極活物質の画像を取得する。そして、この画像における正極活物質１６０の反射光強度とＳＯＣとの対応関係を示すマップ（図４参照）を用いて、反射光強度（校正後の反射光強度Ｌ’）からＳＯＣを推定する。このように、ニッケル水素電池であるバッテリ１００のＳＯＣを光学的手法を用いて（光学的手法により撮影された画像に用いて）推定することができる。
【００６６】
［実施の形態１の変形例］
一般に、バッテリのＳＯＣの推定手法として、電流積算値を用いる手法（電流積算法）が知られている（たとえば特開２００６−５８１１４号公報参照）。実施の形態１の変形例では、実施の形態１にて説明した反射光強度を用いる手法（以下「反射光法」とも称する）と、電流積算法とを併用する（ブレンドする）構成について説明する。
【００６７】
図７は、実施の形態１の変形例におけるＳＯＣ推定処理を示すフローチャートである。Ｓ１０において、ＥＣＵ３００は、ある時刻でのＳＯＣ（初期ＳＯＣ）が低ＳＯＣ領域（たとえばＳＯＣが３０％未満の領域）にあるか否かを判定する。
【００６８】
初期ＳＯＣが低ＳＯＣ領域にない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、電流積算法を用いたＳＯＣの変化量の算出を開始する（Ｓ２０）。なお、電流積算法は公知の手法であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【００６９】
Ｓ３０において、ＥＣＵ３００は、電流積算法における電流の積算誤差が所定値よりも小さいか否か（あるいは電流の積算時間が所定時間よりも長いか否か）を判定する。積算誤差が所定値よりも小さい場合（あるいは積算時間が所定時間よりも短い場合）（Ｓ３０においてＹＥＳ）には、電流積算法を用いることでＳＯＣを高精度に推定可能であるため、電流積算法によるＳＯＣ変化量の算出を継続し、現在のＳＯＣを算出する（Ｓ４０）。
【００７０】
これに対し、ＳＯＣが低ＳＯＣ領域にある場合には、反射光法を用いてＳＯＣを算出する（Ｓ５０）。Ｓ５０の処理は、図６にて説明した一連の処理（Ｓ１１０〜Ｓ１７０の処理）と同等である。図４にて説明したように、低ＳＯＣ領域においては反射光法を用いることによりＳＯＣを高精度に推定することができる。
【００７１】
また、電流の積算誤差が所定値よりも大きい場合（あるいは積算時間が所定時間よりも長い場合）（Ｓ３０においてＮＯ）にも、反射光法を用いてＳＯＣを算出する（Ｓ５０）。電流積算法を用いると、センサ誤差の蓄積により十分な精度が得られない可能性があるためである。
【００７２】
以上のように、実施の形態１の変形例によれば、電流積算法および反射光法という２つの手法のうちの適切な手法を適宜選択することにより、ＳＯＣをより高精度に推定することができる。また、電流積算によるＳＯＣ推定と、ＳＯＣとＯＣＶとの相関関係に基づいたＳＯＣ推定とを併用（ブレンド）する手法に本発明を適用することも可能である。
【００７３】
［実施の形態２］
実施の形態１では、反射光強度を用いてバッテリ１００のＳＯＣを推定する構成を説明した。実施の形態２においては、反射光強度を用いてバッテリ１００の劣化状態を推定する構成について説明する。なお、実施の形態２における二次電池システムの構成は、実施の形態１における二次電池システム２の構成（図１〜図３参照）と同等であるため、説明は繰り返さない。
【００７４】
図８は、実施の形態２における劣化判定処理を説明するための図である。実施の形態２においても、γ相のオキシ水酸化ニッケル（γ−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度がβ相のオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）からの反射光強度よりも高いという光学的特性が用いられる。より詳細には、β相とγ相とを区別するための反射光強度のしきい値強度Ｌｔｈが実験またはシミュレーションにより予め定められる。そして、図８（Ａ）に示すような画像において、画素毎の反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上（Ｌ≧Ｌｃ）であるか否かが判定される。
【００７５】
図８では反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素を斜線で示す。各画素の面積は既知であるので、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素数から、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である領域の面積Ａが算出される。さらに、全画素数も既知であるので、全領域の面積（全面積）Ａｔｏｔａｌは既知である。実施の形態２では、全面積Ａｔｏｔａｌに対する、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である領域の面積Ａの面積比Ｘ（＝Ａ／Ａｔｏｔａｌ）が算出される。
【００７６】
面積比Ｘが所定値以上である場合、すなわち反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素の比率が高い場合には、γ相のオキシ水酸化ニッケルの割合が相対的に高く、β相のオキシ水酸化ニッケルの割合が相対的に低い。この場合には、局所的な過充電状態が多く発生しているとして、バッテリ１００は劣化していると判定される。
【００７７】
これに対し、面積比Ｘが所定値未満である場合、すなわち反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素の比率が低い場合には、γ相のオキシ水酸化ニッケルの割合が相対的に低く、β相のオキシ水素酸化ニッケルの割合が相対的に高い。この場合には、局所的な過充電状態はあまり発生していないとして、バッテリ１００は劣化していないと判定される。
【００７８】
図９は、実施の形態２における劣化判定処理を示すフローチャートである。Ｓ２１０において、ＥＣＵ３００は、光源２１０を制御して正極活物質１６０に光を照射させ、カメラ２２０を用いて撮影された正極活物質１６０の画像を取得する。
【００７９】
Ｓ２２０において、ＥＣＵ３００は、画素毎の反射光強度Ｌを算出する。さらに、Ｓ２３０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ２２０にて算出した反射光強度Ｌが所定のしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素があるか否かを判定する。
【００８０】
反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素が存在する場合（Ｓ２３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２４０に進め、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である領域の面積Ａを算出する。面積Ａは、上述のように、既知である各画素の面積と、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である画素数とを乗算することにより算出することができる。そして、ＥＣＵ３００は、全面積Ａｔｏｔａｌに対する、Ｓ２４０にて算出した面積Ａの面積比Ｘが所定値（たとえば２０％）以上であるか否かを判定する。
【００８１】
面積比Ｘが所定値以上である場合（Ｓ２５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２６０に進め、γ相のオキシ水酸化ニッケルの割合が相対的に高く局所的な過充電状態が多く発生しているとして、バッテリ１００が劣化していると判定する。なお、この処理は、面積Ａが所定面積以上である場合にセル１０１が劣化していると推定することを意味する。さらに、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の充電を禁止する（Ｓ２７０）。バッテリ１００が充電中である場合には充電が停止される。ここでバッテリ１００が放電可能な状態である場合には、局所的な過充電状態をできるだけ解消するために、バッテリ１００の放電を速やかに開始することが好ましい。
【００８２】
一方、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上の画素が存在しない場合（Ｓ２３０においてＮＯ）または面積比Ｘが所定値未満の場合（Ｓ２５０においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２８０に進め、バッテリ１００は劣化していないと判定する。この場合には、ＥＣＵ３００はバッテリ１００の充電を許可する（Ｓ２９０）。そのため、バッテリ１００が充電中であれば充電を継続可能である。
【００８３】
以上のように、実施の形態２によれば、反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である面積Ａの比率（面積比Ｘ）を用いてβ相とγ相との比率が算出され、その算出結果に基づいてバッテリ１００の劣化状態が推定される。さらに、バッテリ１００が劣化していない場合にはバッテリ１００の充電が許可される一方で、バッテリ１００が劣化している場合にはバッテリ１００の充電が禁止される。このように、反射光強度を用いて（すなわち光学的手法を用いて）バッテリ１００の劣化状態を推定することができる。
【００８４】
［実施の形態３］
実施の形態２では反射光強度Ｌがしきい値強度Ｌｔｈ以上である面積比Ｘを用いてバッテリ１００の劣化状態を推定する構成を説明したが、劣化推定に使用可能なパラメータは面積比Ｘに限定されない。実施の形態３においては、正極活物質１６０の粒子の面積の変化量（粒径の変化量）を用いてバッテリ１００の劣化状態を推定する構成について説明する。なお、実施の形態３における二次電池システムの構成は、実施の形態１における二次電池システム２の構成（図１〜図３参照）と同等である。
【００８５】
図１０は、実施の形態３における劣化判定処理を説明するための図である。実施の形態３では、カメラ２２０を用いて撮影された正極板１４１の画像がＥＣＵ３００のメモリ３０２に順次記憶されていき、前回撮影された画像と今回撮影された画像とが比較される。図１０（Ａ）は（ｎ−１）回目（前回）に撮影された画像を示し、図１０（Ｂ）はｎ回目（今回）に撮影された画像を示す。なお、ｎは２以上の自然数である。
【００８６】
まず、図１０（Ａ）に示すように（ｎ−１）回目に撮影された画像について、正極活物質１６０の各粒子に番号の割り当て（ナンバリング）が行なわれる。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示す例では、１５個の粒子が存在するので、１番から１５番までの番号ｍ（ｍ＝１，２，・・・，１５）が割り当てられる。そして、各粒子の面積Ｓｍ（ｎ−１）が算出される。
【００８７】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、ｎ回目に撮影された画像についても同様に、各粒子の面積Ｓｍ（ｎ）が算出される。そして、（ｎ−１）回目に撮影された画像とｎ回目に撮影された画像との間で対応する粒子の面積Ｓｍが比較される。
【００８８】
正極活物質１６０のβ相からγ相への相転移が起こると粒子が膨張する。理論的な結晶構造の格子変化から計算すると、具体的には、γ相のオキシ水酸化ニッケル（γ−ＮｉＯＯＨ）の粒子の体積は、反射光強度がβ相のオキシ水酸化ニッケル（β−ＮｉＯＯＨ）の粒子の体積よりも約４９％だけ大きい。このことは、粒子面積を比較した場合には、γ相のオキシ水酸化ニッケルの粒子の面積が、β相のオキシ水酸化ニッケルの粒子の面積よりも約３０％（活物質を球形と仮定した場合、１．４９の立方根の２乗）だけ大きいことを示す。したがって、実施の形態３においては、各粒子について、面積Ｓｍ（ｎ−１）に対する面積Ｓｍ（ｎ）の変化率が算出される。以下、この変化率を「面積変化率」Ｙとも記載する。
【００８９】
図１１は、面積変化率ＹとＳＯＣとの関係の一例を示す図である。図１１に示すように、バッテリ１００が過充電状態になると、面積変化率Ｙが急激に大きくなることが分かる。このことにより上記計算が正しいことが裏付けられる。したがって、実施の形態３では、ある粒子の面積変化率Ｙが所定値（１２０％）以上である場合に、その粒子ではβ相からγ相への相転移が起こったと判定される。たとえば図１０（Ｂ）に示す例では、３番目、８番目、１１番目および１３番目の粒子の面積の増加率が所定値以上であるので相転移が起こったと判定される。そして、相転移が起こった粒子数が所定数以上の場合に、バッテリ１００が劣化していると判定される。
【００９０】
図１２は、実施の形態３における劣化判定処理を示すフローチャートである。Ｓ３１０において、ＥＣＵ３００は、光源２１０を制御して正極板１４１に光を照射させ、カメラ２２０を用いてｎ回目の正極板１４１の画像を取得する。
【００９１】
Ｓ３１５において、ＥＣＵ３００は、Ｓ３１０にて取得された画像に二値化処理を実施して閉領域を抽出することによって、正極活物質１６０の粒子の位置および大きさを特定する。さらにＳ３２０において、ＥＣＵ３００は、正極活物質１６０の各粒子に番号を割り当てる。
【００９２】
Ｓ３２５において、ｎ回目の画像について、各粒子の面積Ｓｍ（ｎ）を算出する。算出された面積Ｓｍ（ｎ）は、次回の劣化判定処理で用いるために、ＥＣＵ３００のメモリ３０２に記憶される（Ｓ３３０）。
【００９３】
Ｓ３３５において、ＥＣＵ３００は、メモリ３０２に記憶された（ｎ−１）回目の画像についての各粒子の面積Ｓｍ（ｎ−１）を読み込む。
【００９４】
Ｓ３４０において、ＥＣＵ３００は、すべての粒子について、Ｓ３３５にて読み込んだ面積Ｓｍ（ｎ−１）に対する、Ｓ３２５にて算出した面積Ｓｍ（ｎ）の変化率を示す面積変化率Ｙ（＝Ｓｍ（ｎ）／Ｓｍ（ｎ−１））を算出する。
【００９５】
面積変化率Ｙが所定値（たとえば１２０％）以上となる粒子数が所定数（１つでもよい）以上の場合（Ｓ３５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、局所的な過充電状態が多く発生しているとして、バッテリ１００が劣化していると判定する（Ｓ３６０）。また、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の充電を禁止する（Ｓ３７０）。
【００９６】
一方、面積変化率Ｙが所定値以上となる粒子数が所定数未満の場合（たとえば存在しない場合）（Ｓ３５０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００は劣化していないと判定する（Ｓ３８０）。この場合には、ＥＣＵ３００はバッテリ１００の充電を許可する（Ｓ３９０）。
【００９７】
以上のように、実施の形態３によれば、正極活物質１６０の粒子の面積変化率Ｙを用いてγ相へと相転移した粒子数（あるいは相転移した粒子の有無）が算出され、その算出結果に基づいてバッテリ１００の劣化状態が推定される。さらに、バッテリ１００が劣化していない場合にはバッテリ１００の充電が許可される一方で、バッテリ１００が劣化している場合にはバッテリ１００の充電が禁止される。このように、正極活物質１６０の粒子の面積が増加しているか否かを画像解析により求めることによっても、バッテリ１００の劣化状態を推定することができる。
【００９８】
［実施の形態４］
バッテリの経年劣化に伴い、電池反応に寄与しない領域である「失活領域」の大きさが増加する。失活領域の大きさが増加することは、電池反応に寄与する領域が減少することを意味するため、バッテリのＳＯＣ（満充電容量）が低下したり内部抵抗が増加したりする。実施の形態４においては、ニッケル水素電池の正極板における失活領域の大きさを推定する構成について説明する。なお、実施の形態４における二次電池システムの構成は、実施の形態１における二次電池システム２の構成（図１〜図３参照）と同等である。
【００９９】
図１３は、実施の形態４における失活領域算出処理を説明するための図である。失活領域算出処理では、まず実施の形態３と同様に、（ｎ−１）回目に撮影された画像とｎ回目に撮影された画像とが比較される。より詳細には、すべての正極活物質１６０の粒子について、（ｎ−１）回目の画像における反射光強度Ｌｍ（ｎ−１）と、ｎ回目の画像における反射光強度Ｌｍ（ｎ）とが算出される。さらに、２つの画像間で対応する粒子の各々について、反射光強度Ｌｍの変化量すなわち差分Ｄ（＝Ｌｍ（ｎ−１）−Ｌｍ（ｎ））が算出される。そして、差分Ｄの絶対値が所定値未満である粒子が存在する場合、つまり反射強度Ｌｍが増加も減少もしていない粒子が存在する場合には、その粒子が占める領域は失活領域であると判定される。
【０１００】
図１４は、実施の形態４における失活領域算出処理を示すフローチャートである。Ｓ４１０〜Ｓ４３０の処理は、実施の形態３におけるＳ３１０〜Ｓ３３０の処理とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。
【０１０１】
Ｓ４４０において、ＥＣＵ３００は、ｎ回目の二値化処理前の画像において、各粒子の反射光強度Ｌｍ（ｎ）を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、算出した各粒子の反射光強度Ｌｍ（ｎ）をメモリ３０２に記憶する（Ｓ４５０）。
【０１０２】
Ｓ４６０において、ＥＣＵ３００は、（ｎ−１）回目の二値化処理前の画像において算出した各粒子の反射光強度Ｌｍ（ｎ−１）をメモリ３０２から読み出す。
【０１０３】
Ｓ４７０において、ＥＣＵ３００は、すべての粒子について、Ｓ４６０にて読み出した反射光強度Ｌｍ（ｎ−１）とＳ４４０にて算出した反射光強度Ｌｍ（ｎ）との差分Ｄ（＝Ｌｍ（ｎ−１）−Ｌｍ（ｎ））を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、差分Ｄの絶対値が所定値よりも小さい領域を失活領域と判定する。
【０１０４】
Ｓ４８０において、ＥＣＵ３００は、失活領域の合計面積（言い換えると電池反応可能な面積の減少量）を算出する。
【０１０５】
Ｓ４９０において、ＥＣＵ３００は、失活領域の合計面積と電池容量（ＳＯＣ）の補正量との対応関係を示すマップ（図示しないが、予め求められる）を用いて、失活領域の合計面積からＳＯＣの補正量を算出する。あるいは、ＥＣＵ３００は、失活領域の合計面積と内部抵抗の増加量との対応関係を示すマップ（図示せず）を用いて、失活領域の合計面積から内部抵抗の増加量を算出する。
【０１０６】
以上のように、実施の形態４によれば、正極活物質１６０の粒子面積の時間変化量が所定量未満である粒子が存在する場合、すなわち面積Ｓｍが増加も減少もしない粒子（差分Ｄが略０の粒子）が存在する場合には、その粒子が占める領域は失活領域であると判定される。さらに、予め定められたマップ（図示せず）を用いることによって、失活領域の合計面積に応じてＳＯＣまたは内部抵抗の推定結果が補正される。これにより、バッテリ１００の劣化状態をより高精度に推定することが可能になる。
【０１０７】
［変形例１］
以下に説明する変形例１，２では、過充電状態であると推定されたセルがバッテリに含まれる場合にバッテリを保護するための構成について説明する。変形例１，２は、上述の実施の形態１〜４と適宜組み合わせることが可能である。
【０１０８】
図１５は、変形例１におけるバッテリの構成を示す回路図である。図１５（Ａ）に示すように、バッテリ１００Ａは、互いに直列に接続されたセル１０１〜１０３に加えて、バイパス回路９１Ａ〜９３Ａをさらに含む。
【０１０９】
バイパス回路９１Ａは、ＳＰＤＴ（単極双投）スイッチＳＷ１Ａを含み、セル１０１の正極と負極との間をバイパスすることが可能に構成される。より詳細に説明すると、バイパス回路９１Ａは、３つの端子Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３を含む。端子Ｔ１１と端子Ｔ１２とが接続された状態では、セル１０１とセル１０２とが直列に接続される。端子Ｔ１１と端子Ｔ１３との接続に切り替えられると、セル１０１の正極と負極との間がバイパスされ、セル１０２の正極がバッテリ１００Ａの外部に電気的に接続されることになる。なお、他のバイパス回路９２Ａ，９３Ａの構成もバイパス回路９１Ａの構成と基本的に同等であるため、説明は繰り返さない。
【０１１０】
すべてのセル１０１〜１０３が正常である場合には、図１５（Ａ）に示すように、セル１０１〜１０３が互いに直列に接続される。一方、バッテリ１００Ａに過充電状態のセルが含まれると推定された場合には、当該セルに対応するバイパス回路（スイッチ）をＥＣＵ３００からのバイパス指令により制御することによって、当該セルの正極と負極とがバイパスされる。図１５（Ｂ）には、セル１０２が過充電状態であるため、バイパス回路９２Ａによりセル１０２の正極と負極との間がバイパスされる例が示されている。
【０１１１】
バイパス回路９１Ａ〜９３Ａが含まれないバッテリ（図示せず）において一部のセルが過充電状態になった場合には、バッテリを保護するために、すべてのセルの充電を制限（たとえば禁止）することが考えられる。これに対し、変形例１によれば、過充電状態のセルをバイパスすることによって他の正常なセル（図１５（Ｂ）に示す例ではセル１０１，１０３）については充電を継続することができる。また、変形例１では、後述する変形例２のようにダイオードＤ１〜Ｄ３（図１６参照）を設けなくてよいので、少ない部品点数で上記機能を実現することができる。
【０１１２】
［変形例２］
過充電状態であると推定されたセルをバイパスするための回路構成として、他の構成を採用することも可能である。
【０１１３】
図１６は、変形例２におけるバッテリの構成を示す回路図である。図１６（Ａ）に示すように、バッテリ１００Ｂは、バイパス回路９１Ａ〜９３Ａに代えて、バイパス回路９１Ｂ〜９３Ｂを含む点において、変形例１に係るバッテリ１００Ａ（図１５参照）と異なる。
【０１１４】
バイパス回路９１Ｂは、バイパス経路上に設けられたＳＰＳＴ（単極単投）スイッチであるスイッチＳＷ１Ｂと、ダイオードＤ１とを含み、バイパス回路９１Ａと同様にセル１０１の正極と負極との間をバイパスすることが可能である。なお、他のバイパス回路９２Ｂ，９３Ｂの構成もバイパス回路９１Ｂの構成と基本的に同等であるため、説明は繰り返さない。
【０１１５】
変形例２によれば図１６（Ｂ）に示すように、変形例１と同様に、過充電状態のセルをバイパスすることによって他の正常なセルについては充電を継続することができる。変形例１では、過充電状態のセルを放電させる場合にもスイッチ（ＳＷ１Ａ〜ＳＷ３Ａのうちの当該セルに対応するスイッチ）の切替（バイパス状態から直列状態への切替）が必要である。これに対し、変形例２においては、バッテリ１００Ｂの充電時には、充電電流が過充電状態のセルをバイパスする一方で、バッテリ１００Ｂの放電時には、放電電流が過充電状態のセルを流れる。したがって、過充電状態であると推定して一旦閉成したスイッチ（ＳＷ１Ｂ〜ＳＷ３Ｂのうちの対応するスイッチ）については、その後の充電時と放電時とで切り替える必要がなく閉成状態に維持することができるので、スイッチの切替頻度を下げることができる。
【０１１６】
なお、変形例１，２において、ＥＣＵ３００は、本発明に係る「推定装置」および「制御装置」の両方に相当する。ただし、ＥＣＵ３００を「推定装置」および「制御装置」に対応する２つの装置に分割することも可能である。
【０１１７】
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】
【０１１８】
１  車両、２  二次電池システム、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、１００  バッテリ、１０１〜１０ｎ  セル、１１１  正極端子、１１２  負極端子、１２０  ケース、１２１  ケース本体、１２２  蓋体、１３０  安全弁、１４０  電極体、１４１  正極板、１４２  負極板、１４３  セパレータ、１５１，１５２  観察窓、２００  監視ユニット、２１１  光源、２２１  カメラ、３００  ＥＣＵ、３０１  ＣＰＵ、３０２  メモリ、３１０  基準強度記憶部、３２０  校正部、３３０  算出部、３４０  マップ記憶部、３５０  推定部、３６０  制御部、９１Ａ〜９３Ａ，９１Ｂ〜９３Ｂ  バイパス回路、ＳＷ１Ａ〜ＳＷ３Ａ，ＳＷ１Ｂ〜ＳＷ３Ｂ  スイッチ、Ｔ１１〜Ｔ１３，Ｔ２１〜Ｔ２３，Ｔ３１〜Ｔ３３  端子、Ｄ１，Ｄ３  ダイオード。
【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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