JP2013162667A

JP2013162667A - 電池システム

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Publication number: JP2013162667A
Application number: JP2012023871A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Endo; 康浩遠藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: JP5838840B2

Abstract

【課題】２つの組電池において、一方の組電池を積極的に用いると、一方の組電池の劣化が進行してしまう。
【解決手段】電池システムは、車両を走行させる駆動源であるモータジェネレータと、モータジェネレータに対して並列に接続され、モータジェネレータに電力を供給する第１組電池および第２組電池と、第１組電池および第２組電池の充放電を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、第２組電池において、放電時の塩濃度分布による劣化が発生しているとき、第１組電池の出力電力およびモータジェネレータが生成した回生電力の少なくとも一方を用いて、第２組電池を充電するとともに、モータジェネレータに供給される要求電力を満たすように、第１組電池を放電させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの組電池を用いて車両を走行させる場合において、各組電池の充放電を制御する電池システムに関する。

特許文献１に記載の技術では、大容量蓄電装置および大出力蓄電装置を備えた車両において、所定条件が成立する前までは、大容量蓄電装置を主に放電させ、所定条件が成立した後は、少なくとも大出力蓄電装置を放電させるようにしている。ここで、所定条件を判別するためのパラメータとして、大容量蓄電装置の温度を用いている。

特開２０１１−０３０３０８号公報特開２０１１−０４１４６１号公報

特許文献１では、温度によって大容量蓄電装置が劣化してしまうことを考慮して、大容量蓄電装置および大出力蓄電装置を使い分けている。ここで、蓄電装置は、温度以外の要因によっても劣化することがある。具体的には、蓄電装置を放電したときには、塩濃度分布が発生することにより、劣化してしまうことがある。

本発明である電池システムは、車両を走行させる駆動源であるモータジェネレータと、モータジェネレータに対して並列に接続され、モータジェネレータに電力を供給する第１組電池および第２組電池と、第１組電池および第２組電池の充放電を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、第２組電池において、放電時の塩濃度分布による劣化が発生しているとき、第１組電池の出力電力およびモータジェネレータが生成した回生電力の少なくとも一方を用いて、第２組電池を充電する。また、コントローラは、モータジェネレータに供給される要求電力を満たすように、第１組電池を放電させる。

本発明によれば、第２組電池を放電することにより、塩濃度分布による劣化が発生したときには、第２組電池を充電することにより、塩濃度分布による劣化を解消させやすくなる。ここで、第１組電池および第２組電池は並列に接続されているため、第２組電池の充電電力として、第１組電池の出力電力を用いることができる。また、車両の制動時において、モータジェネレータが生成する回生電力を用いて、第２組電池を充電することができる。さらに、本発明では、第１組電池を放電させることにより、モータジェネレータに供給される要求電力を確保しているため、車両の走行性能を確保することもできる。

電池システムの構成を示す図である。組電池の充電および放電を示す図である。組電池の容量維持率と時間の平方根との関係を示す図である。組電池の充放電制御を示すフローチャートである。第１組電池および第２組電池の充放電制御における電力変化を示す図である。第１組電池および第２組電池の充放電制御における電力変化を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池システムについて説明する。図１は、本実施例である電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載される。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車がある。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池の他に、エンジン又は燃料電池を備えている。

第１組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。第１組電池１０に含まれる２つの単電池１１には、ヒューズ１２が接続されている。第２組電池２０は、直列に接続された複数の単電池２１を有する。第２組電池２０に含まれる２つの単電池２１には、ヒューズ２２が接続されている。ヒューズ１２，２２は、組電池１０，２０に過度の電流が流れるのを抑制するために用いられる。

単電池１１，２１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。図１では、組電池１０，２０を構成する複数の単電池１１，２１が直列に接続されているが、組電池１０，２０には、並列に接続された複数の単電池１１，２１が含まれていてもよい。

第１組電池１０としては、例えば、第２組電池２０よりも大きなエネルギ容量を有する組電池を用いることができる。具体的には、第１組電池１０を構成する単電池１１の電力容量密度を、第２組電池２０を構成する単電池２１の電力容量密度よりも高くすることができる。単電池１１，２１の電力容量密度は、例えば、単電池１１，２１の単位質量当たりの容量（単位［Ｗｈ／ｋｇ］）又は、単電池１１，２１の単位体積当たりの容量（単位［Ｗｈ／Ｌ］）として表すことができる。

また、第２組電池２０としては、第１組電池１０よりも大きな電流で充放電を行う組電池を用いることができる。具体的には、第２組電池２０を構成する単電池２１の出力密度を、第１組電池１０を構成する単電池１１の出力密度よりも高くすることができる。単電池１１，２１の出力密度は、例えば、単電池１１，２１の単位質量当たりの電力（単位［Ｗ／ｋｇ］）又は、単電池１１，２１の単位体積当たりの電力（単位［Ｗ／Ｌ］）として表すことができる。

電圧センサ１３は、第１組電池１０の端子間電圧を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。電流センサ１４は、第１組電池１０の充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。電圧センサ２３は、第２組電池２０の端子間電圧を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。電流センサ２４は、第２組電池２０の充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。

第１組電池１０は、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１を介して、昇圧コンバータ３０に接続されている。コンデンサ１６は、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１に接続されており、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１の間における電圧変動を平滑化する。

正極ラインＰＬ１には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ１が設けられており、負極ラインＮＬ１には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ１が設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ１および電流制限抵抗１５は、互いに直列に接続されているとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ１に対して並列に接続されている。電流制限抵抗１５は、第１組電池１０を昇圧コンバータ３０と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｐ１，ＳＭＲ−Ｂ１は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。第１組電池１０を昇圧コンバータ３０と接続するとき、まず、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ１，ＳＭＲ−Ｂ１をオフからオンに切り替える。このとき、電流制限抵抗１５に電流が流れる。次に、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ１をオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ１をオンからオフに切り替える。

これにより、第１組電池１０および昇圧コンバータ３０の接続が完了する。第１組電池１０および昇圧コンバータ３０の接続を遮断するとき、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ１，ＳＭＲ−Ｂ１をオンからオフに切り替える。

第２組電池２０は、正極ラインＰＬ２および負極ラインＮＬ２を介して、インバータ４０と接続されている。正極ラインＰＬ２には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ２が設けられており、負極ラインＮＬ２には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ２が設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ２および電流制限抵抗２５は、互いに直列に接続されているとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ２に対して並列に接続されている。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ２，ＳＭＲ−Ｐ２，ＳＭＲ−Ｂ２は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。第２組電池２０をインバータ４０（言い換えれば、後述するバスラインＰＢ，ＮＢ）と接続するとき、まず、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ２，ＳＭＲ−Ｂ２をオフからオンに切り替える。このとき、電流制限抵抗２５に電流が流れる。次に、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ２をオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ２をオンからオフに切り替える。

これにより、第２組電池２０およびインバータ４０（バスラインＰＢ，ＮＢ）の接続が完了する。第２組電池２０およびインバータ４０（バスラインＰＢ，ＮＢ）の接続を遮断するとき、コントローラ１００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ２，ＳＭＲ−Ｂ２をオンからオフに切り替える。第２組電池２０をバスラインＰＢ，ＮＢと接続することにより、第１組電池１０の電力を第２組電池２０に供給することができる。すなわち、第１組電池１０の出力電力を用いて、第２組電池２０を充電することができる。

昇圧コンバータ３０は、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１の間における電圧を昇圧してバスラインＰＢ，ＮＢの間に出力する。昇圧コンバータ３０は、リアクトル３１を有する。リアクトル３１の一端は、正極ラインＰＬ１と接続され、リアクトル３１の他端は、トランジスタ３２のエミッタと、トランジスタ３３のコレクタとに接続されている。

トランジスタ３２，３３は、バスラインＰＢ，ＮＢの間で、直列に接続されている。ここで、トランジスタ３２のコレクタは、バスラインＰＢと接続され、トランジスタ３３のエミッタは、バスラインＮＢと接続されている。また、トランジスタ３２のエミッタは、トランジスタ３３のコレクタと接続されている。トランジスタ３２，３３としては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、ｎｐｎ型トランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）を用いることができる。

ダイオード３４，３５は、トランジスタ３２，３３に対して、それぞれ並列に接続されている。具体的には、ダイオード３４，３５のアノードが、トランジスタ３２，３３のエミッタと接続され、ダイオード３４，３５のカソードが、トランジスタ３２，３３のコレクタと接続されている。コンデンサ１７は、バスラインＰＢ，ＮＢに接続されており、バスラインＰＢ，ＮＢの間における電圧変動を平滑化する。

昇圧コンバータ３０は、昇圧動作や降圧動作を行うことができる。昇圧コンバータ３０が昇圧動作を行うとき、コントローラ１００は、トランジスタ３３をオンにするとともに、トランジスタ３２をオフにする。これにより、第１組電池１０からリアクトル３１に電流が流れ、リアクトル３１には、電流量に応じた磁場エネルギが蓄積される。次に、コントローラ１００は、トランジスタ３３をオンからオフに切り替えることにより、リアクトル３１からダイオード３４を介して、インバータ４０に電流を流す。これにより、リアクトル３１で蓄積されたエネルギが、昇圧コンバータ３０から放出され、昇圧動作が行われる。

昇圧コンバータ３０が降圧動作を行うとき、コントローラ１００は、トランジスタ３２をオンにするとともに、トランジスタ３３をオフにする。これにより、インバータ４０からの電力が第１組電池１０に供給され、第１組電池１０の充電が行われる。

インバータ４０は、昇圧コンバータ３０や第２組電池２０から供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ（ＭＧ）５０に出力する。また、インバータ４０は、モータジェネレータ５０が生成した交流電力を直流電力に変換して、昇圧コンバータ３０や第２組電池２０に出力する。インバータ４０は、コントローラ１００からの制御信号を受けて動作する。モータジェネレータ５０としては、三相交流モータを用いることができる。

モータジェネレータ５０は、インバータ４０から供給された電気エネルギ（交流電力）を運動エネルギに変換する。モータジェネレータ５０は、車輪と接続されており、モータジェネレータ５０によって生成された運動エネルギ（回転力）は、車輪に伝達される。これにより、車両を走行させることができる。また、車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータジェネレータ５０は、車輪からの回転力を受けて発電する。モータジェネレータ５０によって生成された交流電力は、インバータ４０に出力される。

コントローラ１００は、メモリ１０１およびタイマ１０２を有する。メモリ１０１には、コントローラ１００を動作させるためのプログラムや、各種の情報が記憶されている。タイマ１０２は、後述するように、組電池１０，２０の放電時間などを計測するために用いられる。なお、メモリ１０１やタイマ１０２は、コントローラ１００の外部に設けることもできる。

本実施例の電池システムでは、第１組電池１０および第２組電池２０の出力を用いて、車両を走行させることができる。例えば、車両を走行させるための電力として、第２組電池２０の出力電力を主に用い、第１組電池１０の出力電力を補助的に用いることができる。第１組電池１０や第２組電池２０は、車両の走行パターンに応じて、例えば、図２に示すように、放電や充電を繰り返すことになる。図２において、縦軸は電流値を示し、横軸は時間を示している。ここで、組電池１０，２０を放電しているときの電流値を正の値とし、組電池１０，２０を充電しているときの電流値を負の値としている。

組電池１０，２０を放電し続けるほど、言い換えれば、図２に示す放電時間ｔ＿ｄｃが長くなるほど、組電池１０，２０が劣化しやすくなることがある。所定値以上の放電レートにおいて、組電池１０，２０の放電を続けると、分極（塩濃度分布）が発生し、組電池１０，２０の内部抵抗が上昇しやすい。

また、単電池１１，２１として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、塩濃度分布によってリチウムが析出することがあり、リチウムの析出によって、単電池１１，２１（組電池１０，２０）の容量が低下してしまう。ここで、図３に示すように、放電時間ｔ＿ｄｃが長くなるほど、組電池１０，２０の容量維持率が低下しやすくなる。容量維持率は、図３に示すように、時間の平方根と比例することがある。

容量維持率とは、現在の組電池１０，２０の満充電容量を、初期状態にある組電池１０，２０の満充電容量で除算した値である。初期状態とは、組電池１０，２０の劣化が発生していない状態であり、例えば、初期状態として、組電池１０，２０を製造した直後の状態とすることができる。組電池１０，２０の満充電容量が低下したとき、容量維持率は、１よりも低下する。

組電池１０，２０を放電し続けることによる劣化（塩濃度分布による内部抵抗の上昇や満充電容量の低下）は、組電池１０，２０を充電することによって解消させることができる。すなわち、組電池１０，２０を充電することにより、組電池１０，２０の放電によって発生する塩濃度分布を解消しやすくすることができる。塩濃度分布を解消させれば、内部抵抗の上昇や、満充電容量の低下を抑制することができる。

本実施例では、組電池１０，２０のうち、一方の組電池に劣化（塩濃度分布に起因する劣化）が発生しているときには、他方の組電池の出力を用いて、一方の組電池を充電することにより、一方の組電池の劣化を抑制するようにしている。この処理について、図４を用いて説明する。図４に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。

図４に示す処理を開始するとき、第１組電池１０よりも第２組電池２０が主に使用され、図５および図６に示すように、第２組電池２０の放電電力Ｗ２out_cは、第１組電池１０の放電電力Ｗ１out_cよりも高い。図５および図６に示すように、組電池１０，２０を放電しているときの電力Ｗoutを正の値とし、組電池１０，２０を充電しているときの電力Ｗinを負の値としている。

図４のステップＳ１０１において、コントローラ１００は、タイマ１０２を用いて、第２組電池２０の放電時間ｔ＿ｄｃを計測する。ここでは、放電時間ｔ＿ｄｃとして、第２組電池２０の放電し続けているときの時間とする。なお、第２組電池２０の放電が間欠的に行われる場合において、これらの放電時間を累積した時間を放電時間ｔ＿ｄｃとすることもできる。本実施例では、上述したように、第１組電池１０よりも第２組電池２０が積極的に用いられ、第２組電池２０の出力電力Ｗ２out_cが第１組電池１０の出力電力Ｗ１out_cよりも高くなるため、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化が発生しやすくなる。

ステップＳ１０２において、コントローラ１００は、ステップＳ１０１で取得した放電時間ｔ＿ｄｃが閾値ｔ＿ｔｈよりも長いか否かを判別する。閾値ｔ＿ｔｈは、第２組電池２０を放電し続けることにより、塩濃度分布による劣化が発生するまでの時間である。閾値ｔ＿ｔｈは、実験などによって予め求めておくことができ、閾値ｔ＿ｔｈに関する情報は、メモリ１０１に記憶しておくことができる。

放電時間ｔ＿ｄｃが閾値ｔ＿ｔｈよりも長いとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０３の処理を行う。放電時間ｔ＿ｄｃが閾値ｔ＿ｔｈよりも長いとき、コントローラ１００は、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化が発生していると判別し、ステップＳ１０３の処理を行う。一方、放電時間ｔ＿ｄｃが閾値ｔ＿ｔｈよりも短いとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０１の処理を行う。

本実施例では、放電時間ｔ＿ｄｃを閾値ｔ＿ｔｈと比較しているが、これに限るものではない。すなわち、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化を抑制することができればよい。塩濃度分布による劣化が発生するときには、第２組電池２０の内部抵抗が上昇しやすい。このため、第２組電池２０の内部抵抗を算出し、算出した内部抵抗（現在の内部抵抗）が、予め定めた閾値よりも高いか否かを判別することができる。

すなわち、現在の内部抵抗が閾値よりも高いときには、塩濃度分布による劣化が発生していると判別することができる。ここで、第２組電池２０（単電池２１）の劣化には、単電池２１を構成する材料が摩耗することによる劣化（摩耗劣化成分とよぶ）も含まれる。したがって、現在の内部抵抗から摩耗劣化成分を除けば、塩濃度分布による劣化成分を特定することができる。摩耗劣化成分は、時間の経過に応じて増加するため、摩耗劣化成分および時間の関係を予め実験などによって求めておけば、現在の摩耗劣化成分を特定することができる。

ステップＳ１０３において、コントローラ１００は、下記式（１）の条件を満たすか否かを判別する。

上記式（１）において、Ｗ１out_maxは、第１組電池１０の最大出力電力を示し、最大出力電力Ｗ１out_maxは、第１組電池１０の放電を制御するときの上限値である。第１組電池１０の充放電を制御するときには、充電や放電に対応した上限値が設定され、第１組電池１０の充電電力や放電電力が上限値を超えないように、第１組電池１０の充放電が制御される。Ｗ１out_cは、現在の第１組電池１０の出力電力を示し、Ｗ２out_cは、現在の第２組電池２０の出力電力を示す。

上記式（１）に示すＷ２in_reqは、第２組電池２０を充電するときの電力である。本実施例では、第１組電池１０の出力電力を用いて、第２組電池２０を充電するようにしているため、電力Ｗ２in_reqは、第２組電池２０の充電に用いられる第１組電池１０の出力電力となる。上述したように、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化が発生しているときには、第２組電池２０を充電することにより、塩濃度分布による劣化を解消させることができる。このため、塩濃度分布による劣化を解消させるための第２組電池２０の充電電力を、電力Ｗ２in_reqとしている。電力Ｗ２in_reqは、予め実験などによって定めておくことができる。

ステップＳ１０３の処理では、第１組電池１０の出力を用いて、第２組電池２０を充電しつつ、インバータ４０に供給される電力（組電池１０，２０の出力電力Ｗ１out_c，Ｗ２out_cの総和）を維持することができるか否かを判別している。第１組電池１０の最大出力電力Ｗ１out_maxが、電力Ｗ１out_c、電力Ｗ２out_cおよび電力Ｗ２in_reqの総和よりも高ければ、第２組電池２０を充電しつつ、インバータ４０に供給される電力を維持することができる。

ステップＳ１０３の処理において、上記式（１）の条件を満たすとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、上記式（１）の条件を満たさないとき、コントローラ１００は、図４に示す処理を終了する。

なお、インバータ４０に供給される電力を維持しなくてもよいときには、言い換えれば、インバータ４０に供給される電力が低下してもよいときには、上記式（１）の条件を満たしているか否かを判別しなくてもよい。具体的には、ステップＳ１０２の処理からステップＳ１０４の処理に進んでもよい。ただし、この場合であっても、第１組電池１０の出力電力によって、インバータ４０に供給される電力と、第２組電池２０を充電するための電力を確保する必要がある。

ステップＳ１０４において、コントローラ１００は、第１組電池１０を放電させるとともに、第１組電池１０の出力電力を用いて第２組電池２０を充電する。ここで、第１組電池１０の出力電力は、図５および図６に示すように、電力Ｗ１out_c，Ｗ２out_c，Ｗ２in_reqの総和となる。図５および図６において、時刻ｔ１は、閾値ｔ＿ｔｈに相当する。

図５および図６に示す時刻ｔ２では、第１組電池１０の出力電力だけを用いて、車両を走行させている。時刻ｔ２における第１組電池１０の出力電力は、電力Ｗ１out_c，Ｗ２out_cの総和よりも高いため、第１組電池１０の出力（電力Ｗ１out_c）および第２組電池２０の出力（電力Ｗ２out_c）を用いて車両を走行させているときの電力と等しい電力を確保することができる。すなわち、時刻ｔ１よりも前の時刻において車両を走行させているときの電力と、時刻ｔ１よりも後の時刻において車両を走行させているときの電力とを等しくすることができる。

また、時刻ｔ２以降の第１組電池１０の出力電力は、電力Ｗ２in_reqも含んでいるため、電力Ｗ２in_reqを用いて、第２組電池２０の充電を行うこともできる。図５および図６において、第１組電池１０の出力電力のうち、電力Ｗ１out_cおよび電力Ｗ２out_cの総和を超える部分は、第２組電池２０の充電に用いられ、第１組電池１０の放電電力量Ｅoutは、第２組電池２０の充電電力量Ｅinと等しくなる。

ステップＳ１０５において、コントローラ１００は、第２組電池２０を充電したときの電力量Ｅinが、第２組電池２０の劣化（塩濃度分布による劣化）を解消させるための電力量Ｅin_reqよりも多いか否かを判別する。ここで、電力量Ｅin_reqは、実験などによって予め求めておくことができ、電力量Ｅin_reqに関する情報は、メモリ１０１に記憶しておくことができる。

電力量Ｅinが要求電力量Ｅin_reqよりも多いとき、コントローラ１００は、第２組電池２０の充電によって、第２組電池２０の劣化（塩濃度分布による劣化）が解消されたと判別し、ステップＳ１０６の処理を行う。一方、電力量Ｅinが要求電力量Ｅin_reqよりも少ないとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０４の処理を継続して行う。

ステップＳ１０６において、まず、コントローラ１００は、第１組電池１０のＳＯＣ１（State of Charge）を算出する。ＳＯＣは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。ＳＯＣは、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と対応関係があるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶを特定することにより、ＳＯＣを特定することができる。単電池１１の分極が緩和された状態において、第１組電池１０の電圧を検出することにより、ＯＣＶを取得することができる。一方、第１組電池１０を充放電したときの電流値を積算することにより、第１組電池１０のＳＯＣを算出することもできる。ここで、第１組電池１０は、放電し続けているため、第１組電池１０のＳＯＣは、低下する。

また、ステップＳ１０６において、コントローラ１００は、第１組電池１０のＳＯＣ１が下限値ＳＯＣ_limよりも高いか否かを判別する。下限値ＳＯＣ_limは、第１組電池１０の出力を確保する観点などから予め定められたＳＯＣの下限値である。下限値ＳＯＣ_limに関する情報は、メモリ１０１に予め記憶することができる。ＳＯＣ１が下限値ＳＯＣ_limよりも高いとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０７の処理を行う。一方、ＳＯＣ１が下限値ＳＯＣ_limよりも低いとき、コントローラ１００は、ステップＳ１０８の処理を行う。

ステップＳ１０７において、コントローラ１００は、第１組電池１０および第２組電池２０を放電させる。図６に示すように、時刻ｔ３が経過した後は、第２組電池２０は、充電から放電に切り替えられる。また、第１組電池１０は、放電したままである。ここで、第１組電池１０の出力電力は、車両を走行させるための主な電力として用いられ、第２組電池２０の出力電力は、車両を走行させるための補助的な電力として用いられる。すなわち、図６に示すように、コントローラ１００は、第１組電池１０の出力電力を電力Ｗ２out_cに設定するとともに、第２組電池２０の出力電力を電力Ｗ１out_cに設定する。

本実施例では、時刻ｔ３が経過した後における第２組電池２０の出力電力を、時刻ｔ１までの第１組電池１０の出力電力Ｗ１out_cと等しくしているが、出力電力Ｗ１out_cと異ならせることもできる。また、時刻ｔ３が経過した後における第１組電池１０の出力電力を、時刻ｔ１までの第２組電池１０の出力電力Ｗ２out_cと等しくしているが、出力電力Ｗ２out_cと異ならせることもできる。すなわち、インバータ４０に供給される電力が、時刻ｔ１よりも前と、時刻ｔ３が経過した後とで等しければよい。

図６において、時刻ｔ１よりも前では、第２組電池２０の出力電力を、車両を走行させるための主な電力として用い、第１組電池１０の出力電力を、車両を走行させるための補助的な電力として用いている。ステップＳ１０７の処理を行うときには、第１組電池１０および第２組電池２０における出力電力の関係が、時刻ｔ１よりも前における出力電力の関係と逆となる。

ステップＳ１０７において、第１組電池１０および第２組電池２０の出力電力を設定した後は、この設定条件のもとで、第１組電池１０および第２組電池２０の放電が行われる。ステップＳ１０７の処理を行った後は、ステップＳ１０６の処理に戻る。すなわち、第１組電池１０のＳＯＣ１が下限値ＳＯＣ_limよりも低くなるまで、ステップＳ１０７で設定された条件のもとで、第１組電池１０および第２組電池２０の放電が行われる。

ステップＳ１０８において、コントローラ１００は、第１組電池１０および第２組電池２０を放電させる。図５に示すように、時刻ｔ３が経過した後は、第２組電池２０は、充電から放電に切り替えられる。また、第１組電池１０は、放電したままである。

ここで、第２組電池２０の出力電力は、車両を走行させるための主な電力として用いられ、第１組電池１０の出力電力は、車両を走行させるための補助的な電力として用いられる。すなわち、図５に示すように、コントローラ１００は、第２組電池２０の出力電力を電力Ｗ２out_cに戻すとともに、第１組電池１０の出力電力を電力Ｗ１out_cに戻す。ステップＳ１０７の処理を行った後は、図４に示す処理が完了する。

本実施例では、第１組電池１０の出力電力を用いて、第２組電池２０を充電することにより、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化を解消させているが、これに限るものではない。すなわち、モータジェネレータ５０が生成した回生電力を、第２組電池２０に供給することにより、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化を解消させることができる。また、回生電力と、第１組電池１０の出力電力とを併用することにより、第２組電池２０において、塩濃度分布による劣化を解消させることもできる。

１０：第１組電池２０：第２組電池
１１，２１：単電池１２：ヒューズ
１３，２３：電圧センサ１４，２４：電流センサ
１５，２５：電流制限抵抗１６，１７：コンデンサ
３０：昇圧コンバータ３１：リアクトル
３２，３３：トランジスタ３４，３５：ダイオード
４０：インバータ５０：モータジェネレータ
１００：コントローラ１０１：メモリ
１０２：タイマ

Claims

車両を走行させる駆動源であるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータに対して並列に接続され、前記モータジェネレータに電力を供給する第１組電池および第２組電池と、
前記第１組電池および前記第２組電池の充放電を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記第２組電池において、放電時の塩濃度分布による劣化が発生しているとき、前記第１組電池の出力電力および前記モータジェネレータが生成した回生電力の少なくとも一方を用いて、前記第２組電池を充電するとともに、前記モータジェネレータに供給される要求電力を満たすように、前記第１組電池を放電させることを特徴とする電池システム。