JP2014068468A - 充電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電必要時間の短縮と組電池の劣化抑制を両立させる。
【解決手段】組電池（１１_TT）は複数のセル（１１）の直列回路を有する。セルごとに、内部抵抗値とＳＯＣ（State Of Charge）の関係を測定しておき、内部抵抗値に極大値をとらせるＳＯＣをピークＳＯＣとして検出し、セルごとにピークＳＯＣから所定値だけ低い目標ＳＯＣ（ＳＯＣ_TG［ｉ］）を設定する。充電開始後、第１電流レートで組電池を定電流充電しつつ、各セルに並列接続された調整回路（１２［ｉ］）を必要時間分だけオンして各セルへの電流を必要量だけ調整回路にてバイパスすることで、共通のタイミングにおいて各セルのＳＯＣを目標ＳＯＣに一致させる。その後、充電電流レートを第１電流レートから第２電流レートへ下げ、全セルのＳＯＣがピークＳＯＣを通過したら、充電電流レートを第２電流レートから第３電流レートへ上げる。
【選択図】図２

Description

本発明は、充電制御装置に関する。

図１５に、リチウムイオン電池等の蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge）及び内部抵抗値間の関係例を示す。リチウムイオン電池等の蓄電池では、基本的に充電率であるＳＯＣが高くなるにつれて内部抵抗値が減少することが多いが、ＳＯＣが中程度の領域で蓄電池内の電流の伝達メカニズムが変化し、その変化の前後において蓄電池内のイオンが動きにくくなって内部抵抗値が局所的に大きくなることがある。この局所的な増大に対応する、蓄電池の内部抵抗値に極大値をとらせるＳＯＣをピークＳＯＣ（ピーク充電率）と呼ぶ。内部抵抗値が大きい状態で比較的大きな充電電流を流せば発熱等の影響により蓄電池の劣化が促進されるであろうとの考えの下、充電時において組電池の内部抵抗値を逐次測定し、内部抵抗値が高いときには充電電流を抑制する方法も提案されている（下記特許文献１参照）。

特開平９−８４２７７号公報

組電池全体で見た内部抵抗値を基にして一律に充電電流を抑制する従来の方法では、個々の蓄電池の個体差や劣化度によって特性にばらつきが生じている場合、時間的に効率的な充電が期待できない。すなわち、組電池全体の内部抵抗特性に応じて充電電流値を制御すると、ある蓄電池の内部抵抗値が充電電流を抑制する必要がない場合でも他の蓄電池の内部抵抗値の影響により抑制が必要と判断され、全体として充電電流を抑制する期間が増大し、結果として充電時間が増大してしまう恐れがあった。充電電流の過度の抑制は充電に必要な時間を増大させるため好ましくない。ＳＯＣとの関係を考慮し、真に必要なタイミング（例えば上記ピークＳＯＣに対応するタイミング）において充電電流を抑制することが、効率的な充電と劣化抑制の両立には肝要と考えられる。加えて、必要なタイミングに充電電流を抑制して劣化の抑制を図る方法を、蓄電池の直列回路から成る組電池に対して適用する場合には、ピークＳＯＣの蓄電池間ばらつきを考慮した工夫が必要である。

そこで本発明は、複数の蓄電池から成る組電池の充電必要時間の適正化と充電に伴う劣化の抑制に寄与する充電制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る充電制御装置は、組電池を形成する直列接続された複数の蓄電池に対応する複数の調整回路を有し、前記蓄電池ごとに前記蓄電池に対して対応する調整回路を並列接続した調整回路部と、各蓄電池の充電率を導出する充電率導出部と、各蓄電池の内部抵抗値の充電率依存性に応じたデータに基づき、前記蓄電池ごとに充電率の増加に伴って前記内部抵抗値が増加から減少に転じるときの充電率をピーク充電率として検出し、前記蓄電池ごとに前記ピーク充電率に基づき目標充電率を設定する設定部と、各調整回路のオン／オフを制御しつつ前記組電池の充電を制御する制御部と、を備え、各蓄電池において、対応する調整回路がオンであるときに、当該蓄電池と対応する調整回路とで放電ループが形成され、前記制御部は、各調整回路を用いて各蓄電池の充電率を対応する目標充電率に調整した後、各調整回路をオフにして各蓄電池を共通の電流レートで充電する。

本発明によれば、複数の蓄電池から成る組電池の充電必要時間の適正化と充電に伴う劣化の抑制に寄与する充電制御装置を提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る組電池、調整回路部及び複数の電圧センサを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る蓄電システムの全体構成図である。 調整回路の内部の例を示す図である。 １つのセルに関する、内部抵抗値とＳＯＣとの関係例を示す図である。 蓄電システムに関与する抵抗特性測定部を示す図である。 測定用期間と充電期間との時間的関係を示す図である。 ２つのセルに関する、内部抵抗値とＳＯＣとの関係例を示す図である。 充電期間が４つの期間に細分化される様子を示す図である。 或るセルの充電電流パターンの例を示す図である。 制御ユニットによる充電制御動作のフローチャートである。 充電期間における、２つのセルのＳＯＣの変化の具体例を示す図である。 制御ユニットに設けられうる機能部を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る制御ユニットの内部ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係り、ピークＳＯＣの推定方法を説明するための図である。 従来技術に係り、蓄電池のＳＯＣ及び内部抵抗値間の関係例を示す図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

＜＜第１実施形態＞＞
図１には、本発明の第１実施形態に係る組電池１１_TTと、組電池１１_TTに並列接続された調整回路部１２_TT及び複数の電圧センサ１３が示されている。組電池１１_TTは、互いに直列接続されたｎ個の蓄電池１１を有する。ｎは２以上の任意の整数である。組電池１１_TTに、ｎ個の蓄電池１１の直列回路以外の蓄電池が更に含まれていても構わない。各蓄電池１１は、任意の種類の蓄電池（二次電池）であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。蓄電池の最小単位であるセルを複数個組み合わせて各蓄電池１１を形成しても良いが、以下では、蓄電池１１が１つのセルから成ると考えて、蓄電池１１をセル１１と呼ぶ。本明細書において、放電及び充電とは、特に記述無き限り、セル１１又は組電池１１_TTの放電及び充電を指す。調整回路部１２_TTは、ｎ個のセル１１に対応する、互いに直列接続されたｎ個の調整回路１２から成り、各調整回路１２は対応するセル１１に並列接続されている。複数の電圧センサ１３は、各セル１１の端子電圧を測定する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る蓄電システム１の全体構成図である。蓄電システム１は、図２に示される各部位を備えている。以下では、図２に示す如く、ｎ個のセル１１を互いに区別する必要がある場合、ｎ個のセル１１をセル１１［１］〜１１［ｎ］と呼び、ｎ個の調整回路１２を互いに区別する必要がある場合、ｎ個の調整回路１２を調整回路１２［１］〜１２［ｎ］と呼ぶ。調整回路１２［ｉ］はセル１１［ｉ］に並列接続されており、セル１１及び調整回路１２の並列回路がｎ個だけ直列接続されている。ｉは任意の整数である。セル１１［１］〜１１［ｎ］の夫々に対して電圧センサ１３が接続されている。セル１１［ｉ］に接続された電圧センサ１３である電圧センサ１３［ｉ］は、セル１１［ｉ］の端子電圧を測定し、測定電圧値を表す信号を出力する。セル１１［ｉ］の端子電圧及びその電圧値を記号Ｖ［ｉ］にて表す。また、セル１１［ｉ］に流れる電流（以下、セル電流ともいう）及びその電流値を記号Ｉ［ｉ］にて表す。更に、調整回路１２［ｉ］に流れる電流及びその電流値を記号Ｉ_AD［ｉ］にて表す。

組電池１１_TT及び調整回路部１２_TTの並列回路の全体に流れる電流（以下、基準電流ともいう）及びその電流値を記号Ｉ_REFにて表す。基準電流を測定する電流センサ１４が組電池１１_TT及び調整回路部１２_TTに接続されており、電流センサ１４は測定した基準電流値Ｉ_REFを表す信号を出力する。制御ユニット３０は、電圧センサ１３［１］〜１３［ｎ］の出力信号及び電流センサ１４の出力信号から、各セル１１の端子電圧値（Ｖ［１］〜Ｖ［ｎ］）及び基準電流値Ｉ_REFを認識する。但し、定電流充電時においては、制御ユニット３０内の主制御部３３が電力変換回路１６を制御することによって基準電流値Ｉ_REFを指定することができるため、制御ユニット３０は、電流センサ１４の出力信号に頼ることなく基準電流値Ｉ_REFを認識できる。上述の接続関係から理解されるように、基準電流Ｉ_REFは、任意の整数ｉに関し、電流Ｉ［ｉ］及びＩ_AD［ｉ］の和である。尚、セル１１［ｉ］の正極から負極に向かって流れる方向の電流の極性が正であると考える。

充電源１５は、組電池１１_TTに充電電力を供給可能な任意の電力源であり、例えば、自然エネルギ（太陽光、水力、風力、地熱等）に基づく発電を行って発電電力を出力する電力源、又は、商用交流電源（若しくは商用交流電源に接続された電力系統）である。電力変換回路１６は、主制御部３３の制御の下、充電源１５から供給される充電用の電力に対し電力変換（直流／直流変換又は交流／直流変換）を行い、得られた直流電力を充電電力として組電池１１_TTに供給する。組電池１１_TTは、電力変換回路１６を介して任意の負荷（不図示）に対し放電電力を供給することもできるが、以下では、特に記述無き限り、組電池１１_TTの充電に関わる動作及び構成を説明する。

図３の回路１２_Aは、１つの調整回路１２の例である。回路１２_Aは抵抗Ｒ_ADとスイッチＳＷとの直列回路である。スイッチＳＷは、電界効果トランジスタ等の任意の半導体スイッチング素子にて形成される。但し、スイッチＳＷは機械式スイッチ（リレー等）であっても良い。調整回路１２［１］〜１２［ｎ］に対し、図２の主制御部３３から個別に制御信号が供給され、調整回路１２［１］〜１２［ｎ］の夫々は個別に制御信号に従ってオン又はオフとされる。調整回路１２［ｉ］のオンとは、調整回路１２［ｉ］内のスイッチＳＷがオン（導通状態）になることを意味し、調整回路１２［ｉ］のオフとは、調整回路１２［ｉ］内のスイッチＳＷがオフ（非導通状態）になることを意味する。制御信号は、調整回路１２［ｉ］をオンさせるオン信号及び調整回路１２［ｉ］をオフさせるオフ信号の何れかである。主制御部３３は、任意のタイミングにおいて各調整回路１２に対し個別にオン信号又はオフ信号を供給することができる。

オン信号が調整回路１２［ｉ］に供給されたとき、調整回路１２［ｉ］のスイッチＳＷがオンとなってセル１１［ｉ］の両端子間（即ち正極及び負極間）が抵抗Ｒ_ADを介して接続され、セル１１［ｉ］と放電回路１２［ｉ］とで放電ループが形成される。“Ｉ_REF＞０”であるときにおいて、調整回路１２［ｉ］をオンとすれば、調整回路１２［ｉ］は当該電流Ｉ_REFをバイパスするバイパス回路として機能し、“Ｉ［ｉ］＝０”且つ“Ｉ_AD［ｉ］＝Ｉ_REF”となる。但し、抵抗Ｒ_ADの値などによっては、“Ｉ［ｉ］≠０”且つ“Ｉ_AD［ｉ］≠Ｉ_REF”となる（“Ｉ［ｉ］＜０”となることもある）。 “Ｉ_REF＝０”であるときにおいて、調整回路１２［ｉ］をオンとすれば、“Ｉ［ｉ］＜０”且つ“Ｉ［ｉ］＝−Ｉ_AD［ｉ］”となる。調整回路１２［ｉ］がオンすることでセル電流値Ｉ［ｉ］が負になるとき、調整回路１２［ｉ］はセル１１［ｉ］を放電させる放電回路として機能する。オフ信号が調整回路１２［ｉ］に供給されたとき、調整回路１２［ｉ］のスイッチＳＷがオフとなるため上記放電ループが形成されず、結果、“Ｉ［ｉ］＝Ｉ_REF”且つ“Ｉ_AD［ｉ］＝０”となる。

“Ｉ_REF＞０”である状態において、調整回路１２［ｉ］がオンであるとき、抵抗Ｒ_ADの値によっては、或いは、調整回路１２［ｉ］の回路構成によっては、“Ｉ［ｉ］＞０”又は“Ｉ［ｉ］＜０”になることもあるが、以下では、説明の便宜上、特に記述無き限り、調整回路１２［ｉ］がオンであるときには、“Ｉ［ｉ］＝０”且つ“Ｉ_AD［ｉ］＝Ｉ_REF”が成立するものとする。即ち、組電池１１_TTに充電電流が供給されているときに調整回路１２［ｉ］をオンすれば、当該充電電流が調整回路１２［ｉ］にてバイパスされてセル１１［ｉ］に供給されなくなる。

蓄電システム１に設けられた制御ユニット３０は、符号３１〜３４によって参照される各部位を備える。データ保持部３１は、セル１１の内部抵抗値とセル１１の充電率との関係、即ち、セル１１の内部抵抗値の充電率依存性を示すデータ（以下、抵抗特性データともいう）をセル１１ごとに保持している。セル１１［ｉ］についての抵抗特性データを記号Ｒ_CR［ｉ］にて表す。セル１１の充電率は、セル１１のＳＯＣ（State Of Charge）として表現される。セル１１［ｉ］のＳＯＣを記号ＳＯＣ［ｉ］にて表す。周知の如く、ＳＯＣ［ｉ］は、セル１１［ｉ］の満充電容量に対するセル１１［ｉ］の残容量の比である。

図４に、抵抗特性データＲ_CR［ｉ］の例を示す。抵抗特性データＲ_CR［ｉ］は、セル１１［ｉ］の内部抵抗値とＳＯＣ［ｉ］との関係を示している。セル１１［ｉ］の内部抵抗値を記号Ｒ［ｉ］にて表す。蓄電システム１の内部又は外部に設けられた抵抗特性測定部４０（図５（ａ）参照）は、所定の測定用期間３１０において、抵抗特性データＲ_CR［ｉ］を取得することができる。図６に示す如く、測定用期間３１０は後述の充電期間３２０の前にある。測定用期間３１０は、蓄電システム１、制御ユニット３０、組電池１１_TT又はセル１１の設計、製造又は出荷時に設けられる期間であっても良い。この場合、図５（ｂ）に示す如く、抵抗特性測定部４０は、蓄電システム１の外部に設けられた実験用装置であっても良い（但し、抵抗特性測定部４０を蓄電システム１又は制御ユニット３０に設けておくことも可能である）。測定用期間３１０は、蓄電システム１、制御ユニット３０、組電池１１_TT又はセル１１の製造及び出荷後に設けられる期間であっても良い。この場合、図５（ｃ）に示す如く、抵抗特性測定部４０は制御ユニット３０内に設けられる。

測定用期間３１０において、抵抗特性測定部４０は、セル１１［ｉ］のＳＯＣ［ｉ］を所定の評価ＳＯＣにした状態でセル電流値Ｉ［ｉ］を第１電流値（例えばゼロ）から第２電流値へ変動させ、この変動前後におけるセル１１［ｉ］の端子電圧の変動量ΔＶ［ｉ］を電圧センサ１３［ｉ］の出力信号から取得する第１工程と、端子電圧の変動量ΔＶ［ｉ］をセル電流値Ｉ［ｉ］の変動量ΔＩ［ｉ］（即ち、第１及び第２電流値間の差）にて除することで、当該評価ＳＯＣに対応する内部抵抗値Ｒ［ｉ］を算出する第２工程と、を実行する（即ち、Ｒ［ｉ］＝ΔＶ［ｉ］／ΔＩ［ｉ］）。第１及び第２工程の組を１回分実行することで、１つの評価ＳＯＣに対応する内部抵抗値Ｒ［ｉ］が求まる。測定用期間３１０において、抵抗特性測定部４０は、評価ＳＯＣを順次変更しながら（例えば、ＳＯＣの１％刻みで変化させながら）第１及び第２工程を繰り返し実行することで、抵抗特性データＲ_CR［ｉ］を得ることができる。抵抗特性測定部４０は、セル１１［１］〜１１［ｎ］の夫々に対して上述の処理を行うことで、抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］を求める。データ保持部３１は、求められた抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］を保持する。

リチウムイオン電池等の蓄電池では、基本的にＳＯＣが高くなるにつれて内部抵抗値が減少することが多いが、ＳＯＣが中程度の領域で蓄電池内の電流の伝達メカニズムが変化し、その変化の前後において蓄電池内のイオンが動きにくくなって内部抵抗値が局所的に大きくなることがある。そのような特性を持った蓄電池がセル１１［ｉ］として想定されており、実際、セル１１［ｉ］の内部抵抗値はＳＯＣが中程度の領域で極大値をとる。セル１１の内部抵抗値に極大値をとらせるＳＯＣをピークＳＯＣ（ピーク充電率）という（図４参照）。“極大値”という用語の意義から明らかであるが、或るセル１１［ｉ］に関し、ＳＯＣ［ｉ］の増加に伴って内部抵抗値Ｒ［ｉ］が増加から減少に転じるときの内部抵抗値Ｒ［ｉ］は極大値である。

内部抵抗値が大きい状態で比較的大きな充電電流を流せば発熱等の影響によりセル１１の劣化が促進する。故に、内部抵抗値が大きいときには充電電流を抑制した方が好ましいが、充電電流の過度の抑制は充電に必要な時間を増大させる。このため、上記極大値が現れるときにおいて充電電流を抑制する方法が検討される。しかしながら、上記極大値が現れるＳＯＣがセル１１ごとに相違することも十分にあるため、或るセル１１だけに注目して組電池１１_TT全体に対する充電電流を抑制することは好ましくない。これを考慮し、制御ユニット３０は、セル間でピークＳＯＣの値が相違していても、各セル１１のＳＯＣが概ね同時にピークＳＯＣに達するように調整回路１２を用いて各セル１１のＳＯＣを調整する。

これを実現すべく、図２の設定部３２は、データ保持部３１から取得した抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］に基づき、セル１１ごとにピークＳＯＣ（即ち、セル１１のＳＯＣの増加に伴ってセル１１の内部抵抗値が増加から減少に転じるときのセル１１のＳＯＣ）を検出し、検出したピークＳＯＣに基づきセル１１ごとに調整目標値である目標ＳＯＣ（目標充電率）を設定する。この際、好ましくは、設定部３２は、抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］に基づき、セル１１ごとに正の所定値（例えば３０％）以上を有するＳＯＣの範囲の中からセル１１のピークＳＯＣを検出及び抽出すると良い。セル１１［１］についてのピークＳＯＣ及び目標ＳＯＣを、夫々、記号ＳＯＣ_PK［ｉ］及びＳＯＣ_TG［ｉ］にて表す。設定部３２は、セル１１ごとに下記式（１）に従ってＳＯＣ_TG［ｉ］を設定する。ΔＳＯＣ_Aは正の所定値（例えば１０％）を持つ。設定された各目標ＳＯＣ（即ちＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］）は主制御部３３に送られる。
ＳＯＣ_TG［ｉ］＝ＳＯＣ_PK［ｉ］−ΔＳＯＣ_A …（１）

図７に、セル１１［１］及び１１［２］についての、抵抗特性データ（Ｒ_CR［１］及びＲ_CR［２］）、ピークＳＯＣ（ＳＯＣ_PK［１］及びＳＯＣ_PK［２］）及び目標ＳＯＣ（ＳＯＣ_TG［１］及びＳＯＣ_TG［２］）の例を示す。

図２のＳＯＣ算出部（充電率導出部）３４は、セル１１［１］〜１１［ｎ］のＳＯＣ、即ち、ＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］を求める。ＳＯＣ算出部３４は、セル１１［１］〜１１［ｎ］の夫々について、電圧センサ１３［ｉ］にて測定された電圧値Ｖ［ｉ］に基づき、又は、電圧センサ１３［ｉ］にて測定された電圧値Ｖ［ｉ］及び電流センサ１４［ｉ］にて測定された電流値Ｉ_REFに基づき、公知の任意のＳＯＣ算出方法に従って各時刻のＳＯＣ［ｉ］を算出することができる。主制御部３３は、ＳＯＣ算出部３４にて算出されたＳＯＣ［ｉ］を各時刻におけるＳＯＣ［ｉ］として認識する。

例えば、充電期間３２０の開始前において、ＳＯＣ算出部３４は、セル１１［ｉ］に電流を流していない状態での電圧値Ｖ［ｉ］を、セル１１［ｉ］の開放電圧値として電圧センサ１３［ｉ］から取得し、所定のテーブルデータ（セル１１の開放電圧値とセル１１のＳＯＣとの関係を示す既知データ）を用いて、開放電圧値として取得した電圧値Ｖ［ｉ］をＳＯＣ［ｉ］に変換し、この変換によって得られたＳＯＣ［ｉ］を、充電期間３２０の開始時点のセル１１［ｉ］のＳＯＣとして取り扱う。

その後、充電期間３２０において、ＳＯＣ算出部３４は、電流センサ１４［ｉ］にて測定された電流値Ｉ_REFを順次取得して、任意の積算対象期間中の電流値Ｉ_REFを積算することにより当該積算対象期間中におけるセル１１［ｉ］の充電電流の総量ΣＩを求め、その総量ΣＩと、当該積算対象期間の開始時点におけるセル１１［ｉ］のＳＯＣと、セル１１［ｉ］の満充電容量とから、当該積算対象期間の終了時点におけるセル１１［ｉ］のＳＯＣを求めることができる。これにより、任意の時刻のセル１１［ｉ］のＳＯＣを導出可能である。尚、当該積算対象期間中、調整回路１２［ｉ］がオンになっている期間には、セル１１［ｉ］の充電電流がゼロであるとみなして、総量ΣＩを求めればよい。即ち、積算対象期間中であって且つ調整回路１２［ｉ］がオフになっている期間中の電流値Ｉ_REFを積算することで上記総量ΣＩを求めば良い。セル電流１１［１］〜１１［ｎ］を個別に測定するｎ個の電流センサ（不図示）を組電池１１_TTに設けておくことも可能であり、この場合は、当該ｎ個の電流センサの測定結果を用いて各セル１１についての総量ΣＩの算出及びＳＯＣの算出を行うことも可能である。

主制御部３３は、設定部３２にて設定された各セル１１の目標ＳＯＣ（即ちＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］）、及び、算出部３４にて算出された各セル１１のＳＯＣ（即ちＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］）に基づき、各調整回路１２のオン／オフを制御しつつ電力変換回路１６を制御することで、組電池１１_TTの充電を制御する。

図８〜図１０等を参照して、充電に関わる動作の流れを説明する。図８に示す如く、組電池１１_TTの充電が行われる期間である充電期間３２０を、期間３２１〜３２４に細分化して考えることができる。期間３２１、３２２、３２３、３２４は、夫々、時刻ｔ₁及びｔ₂間の期間、時刻ｔ₂及びｔ₃間の期間、時刻ｔ₃及びｔ₄間の期間、時刻ｔ₄及びｔ₅間の期間である。任意の整数ｉに関して、時刻ｔ_i+1は時刻ｔ_iよりも遅い。期間３２１を特に調整用期間とも呼ぶ。時刻ｔ₁は、充電期間３２０及び調整用期間３２１の開始時刻に相当する。

期間３２１、３２２及び３２３において、主制御部３３は、組電池１１_TTに対し所望の一定電流が供給されるように、即ち組電池１１_TTが所望電流レートで定電流充電されるように電力変換回路１６を制御する。この際、主制御部３３は、充電電流レートが、期間３２１、３２２及び３２３において、夫々、第１、第２、第３電流レートとなるように電力変換回路１６を制御する。充電電流レートは、組電池１１_TTを定電流充電する際の基準電流値Ｉ_REFに等しい。第１、第２、第３電流レートでの定電流充電は、夫々、“Ｉ_REF＝Ｉ_CC1”、“Ｉ_REF＝Ｉ_CC2”、“Ｉ_REF＝Ｉ_CC3”が成立する状態での定電流充電を指す。ここで、図９に示す如く、“Ｉ_CC1＞Ｉ_CC2＞０”且つ“Ｉ_CC3＞Ｉ_CC2＞０”が成立する。即ち、第２電流レートは第１及び第３電流レートよりも低い。尚、図９では、“Ｉ_CC1＞Ｉ_CC3”となっているが、“Ｉ_CC1＝Ｉ_CC3”又は“Ｉ_CC1＜Ｉ_CC3”が成立していても良い。図９が意味するものの全容については、後述の説明から明らかとなる。

図１０は、制御ユニット３０による充電制御動作のフローチャートである。充電期間３２０中の各時刻を含む任意の時刻において、ＳＯＣ算出部３４は最新のＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］を逐次算出し、主制御部３３は、最新のＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］を用いて各処理を行う。まず、ステップＳ１１において、上述の如く、設定部３２は、抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］に基づき各セル１１の目標ＳＯＣ（ＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］）を設定する。続くステップＳ１２において、主制御部３３は、時刻ｔ₁のＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］、及び、ステップＳ１１にて設定されたＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］に基づき、各調整回路１２のオン時間を設定する。調整回路１２［ｉ］に対して設定されるオン時間を記号Ｔ_ON［ｉ］にて表す。

オン時間Ｔ_ON［ｉ］は、調整用期間３２１において調整回路１２［ｉ］をオンにする時間の長さを表している。何れか１以上の調整回路１２のオン時間はゼロにされうる。主制御部３３は、調整用期間３２１の終了時点（即ち時刻ｔ₂）において、各セル１１のＳＯＣが対応する目標ＳＯＣと一致するように（即ちＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］が夫々ＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］と一致するように）、オン時間Ｔ_ON［１］〜Ｔ_ON［ｎ］を設定する。ＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］及び時刻ｔ₁のＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］に加えて、Ｉ_CC1の値及び各セル１１の満充電容量を参照すれば、上述のオン時間Ｔ_ON［１］〜Ｔ_ON［ｎ］を決定可能であると共に調整用期間３２１の時間長さも決定可能である。例えば、時刻ｔ₁において（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（１０％，１０％）であって且つ（ＳＯＣ_TG［１］，ＳＯＣ_TG［２］）＝（３０％，５０％）であるならば、調整用期間３２１の半分をオン時間Ｔ_ON［１］に設定する一方でオン時間Ｔ_ON［２］をゼロにすればよい。

ステップＳ１２に続くステップＳ１３において、調整用期間３２１が開始され、調整回路１２のオン／オフ制御を伴う充電制御が行われる。即ちステップＳ１３において、主制御部３３は、第１電流レート（Ｉ_CC1）にて組電池１１_TTの充電を開始し、組電池１１_TTに第１電流レートの充電電流を供給しながら該供給の期間（即ち調整用期間３２１）中に各調整回路１１を上記の如く設定したオン時間だけオンさせる（逆に考えれば、調整用期間３２１において、調整用期間３２１の長さからオン時間Ｔ_ON［ｉ］を差し引いた時間だけ、調整回路１２［ｉ］はオフとされる）。これにより、調整用期間３２１の終了時点（即ち時刻ｔ₂）において各セル１１のＳＯＣが対応する目標ＳＯＣにまで上昇する。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４において、主制御部３３は、所定の第１遷移条件が充足しているか否かを判定し、第１遷移条件が充足している場合にのみステップＳ１５への遷移を発生させる。第１遷移条件は、ＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］が夫々ＳＯＣ_TG［１］〜ＳＯＣ_TG［ｎ］と一致しているという条件である。調整用期間３２１において各調整回路１２を設定したオン時間だけオンすることにより、理想的には各セル１１のＳＯＣが同時に目標ＳＯＣに達するが、誤差等の影響により、ＳＯＣ［ｉ］がＳＯＣ_TG［ｉ］に達した時点においてＳＯＣ［ｊ］がＳＯＣ_TG［ｊ］よりも低い場合もある（ここでｉ≠ｊ）。この場合は、調整回路１２［ｉ］をオン且つ調整回路１２［ｊ］をオフにして組電池１１_TTへの電流供給を維持することにより、全てのセル１１のＳＯＣが対応する目標ＳＯＣに達するまで待機すると良い。

第１遷移条件の充足時点が時刻ｔ₂に相当する（図８参照）。時刻ｔ₂では、各セル１１のＳＯＣが各々のピークＳＯＣよりもΔＳＯＣ_Aだけ低い状態になっている（図７及び図９参照）。換言すれば、各々のセル１１においてあとΔＳＯＣ_Aだけ充電を行えば、全セル１１のＳＯＣが同時にピークＳＯＣに達するような状態に調整されている。ステップＳ１４からステップＳ１５に遷移した後、後述のステップＳ１９に至るまでの期間は、図８の期間３２２及び３２３に相当する。期間３２２及び３２３では、調整回路１２［１］〜１２［ｎ］がオフに維持される。具体的にはステップＳ１５において、主制御部３３は、各調整回路１１をオフにすると共に充電電流レートを第１電流レート（Ｉ_CC1）から第２電流レート（Ｉ_CC2）に下げ、後述のステップＳ１７に至るまで充電電流レートを第２電流レートに維持する。

充電電流レートを第２電流レートにした状態での定電流充電を行いながら、主制御部３３は、ステップＳ１６において、所定の第２遷移条件が充足しているか否かを判定し、第２遷移条件が充足している場合にのみステップＳ１７への遷移を発生させる。第２遷移条件は、“各セル１１のＳＯＣが対応する目標ＳＯＣよりも所定値ΔＳＯＣ_Bだけ大きな充電率に達する”という条件ＣＯＮＤ_2Aであって良い。全セル１１について下記式（２Ａ）が成立する場合に条件ＣＯＮＤ_2Aが充足する。ΔＳＯＣ_Bは正の所定値（例えば１０％）である。
ＳＯＣ［ｉ］＝ＳＯＣ_PK［ｉ］＋ΔＳＯＣ_B …（２Ａ）

充電電流レートを第１電流レートから第２電流レートを下げた時点において各セル１１について“ＳＯＣ［ｉ］＝ＳＯＣ_TG［ｉ］＝ＳＯＣ_PK［ｉ］−ΔＳＯＣ_A”が成立しており、且つ、充電電流レートを第２電流レートに設定した期間３２２においては全調整回路１２がオフとされているため、理想的には全セル１１について同時に式（２Ａ）が成立するが、誤差等の影響もあるため、実際には、“各セル１１のＳＯＣが対応する目標ＳＯＣよりも所定値ΔＳＯＣ_B以上大きい”という条件ＣＯＮＤ_2Bを第２遷移条件として用いると良い。全セル１１について下記式（２Ｂ）が成立する場合に条件ＣＯＮＤ_2Bが充足する。条件ＣＯＮＤ_2Aは条件ＣＯＮＤ_2Bに内包されている。
ＳＯＣ［ｉ］≧ＳＯＣ_PK［ｉ］＋ΔＳＯＣ_B …（２Ｂ）

或いは、主制御部３３は、“第２電流レートによる組電池１１_TTへの供給電流量が所定電流量Ｉ_ABに達する”という条件ＣＯＮＤ_2Cを第２遷移条件として用いても良い。第２電流レートによる組電池１１_TTへの供給電流量が所定電流量Ｉ_ABに達した時点で、各セル１１に対して式（２Ａ）が成立するように、主制御部３３は、所定値ΔＳＯＣ_A及びΔＳＯＣ_B並びに各セル１１の満充電容量から、所定電流量Ｉ_ABを決定すれば良い。更に或いは、主制御部３３は、“充電電流レートを第１電流レートより第２電流レートに下げてから所定時間Ｔ_ABが経過した”という条件ＣＯＮＤ_2Dを第２遷移条件として用いても良い。充電電流レートを第１電流レートより第２電流レートに下げてから所定時間Ｔ_ABが経過した時点で、各セル１１に対して式（２Ａ）が成立するように、主制御部３３は、所定値ΔＳＯＣ_A及びΔＳＯＣ_B、電流値Ｉ_CC2並びに各セル１１の満充電容量から、所定時間Ｔ_ABを決定すれば良い。

第２遷移条件の充足時点が時刻ｔ₃に相当する（図８参照）。時刻ｔ₃では、各セル１１のＳＯＣが各々のピークＳＯＣよりもΔＳＯＣ_Bだけ（又はΔＳＯＣ_B以上）高い状態になっている（図９参照）。ステップＳ１７において、主制御部３３は、各調整回路１１をオフに維持したまま充電電流レートを第２電流レート（Ｉ_CC2）から第３電流レート（Ｉ_CC3）に上げ、後述のステップＳ１９に至るまで充電電流レートを第３電流レートに維持する。

充電電流レートを第３電流レートにした状態での定電流充電を行いながら、主制御部３３は、ステップＳ１８において、所定の第３遷移条件が充足しているか否かを判定し、第３遷移条件が充足している場合にのみステップＳ１９への遷移を発生させる。ステップＳ１９において、主制御部３３は組電池１１_TTの定電圧充電を行う。定電圧充電において、主制御部３３は所望の一定電圧が組電池１１_TTに加わるように電力変換回路１６を制御する。第３遷移条件の充足時点が時刻ｔ₄に相当する（図８参照）。第３遷移条件は、“任意の１以上のセル１１のＳＯＣがＳＯＣ_CVに達する”という条件ＣＯＮＤ_3Aである。ＳＯＣ_CVは、定電流充電と定電圧充電の境界を定める所定充電率（定電圧遷移充電率）であり、例えば８０％である。或いは、充電期間３２０中にセル１１［ｉ］の電流値Ｉ［ｉ］及び端子電圧値Ｖ［ｉ］に基づきセル１１［ｉ］の開放電圧値を推定する機能を主制御部３３に設けておいても良く、この場合、第３遷移条件は、“任意の１以上のセル１１の開放電圧値（推定開放電圧値）がＳＯＣ_CVに対応する所定電圧値（定電圧遷移電圧値）Ｖ_CVに達する”という条件ＣＯＮＤ_3Bであっても良い。

主制御部３３は、ＳＯＣ［１］〜ＳＯＣ［ｎ］の最大値がＳＯＣ_CVに達した時点、又は、セル１１［１］〜１１［ｎ］の推定開放電圧値の最大値がＶ_CVに達した時点で、第３遷移条件が充足したと判断して、組電池１１_TTの充電を定電流充電から定電圧充電に切り替える（即ちステップＳ１９への遷移を発生させる）。

ステップＳ１９の定電圧充電において、主制御部３３は、各セル１１のＳＯＣが所定の上限ＳＯＣ（上限充電率）であるＳＯＣ_ULに達するように、各調整回路１２をオン／オフ制御すると良い。ＳＯＣ_ULは、１００％であっても良いし、１００％未満の所定値であっても良い。

図１１を参照し、充電期間３２０中の各セル１１のＳＯＣの変化の具体例を示す。図１１の例では、セル１１［１］及び１１［２］だけに注目する。実線波形３５０［１］及び破線波形３５０［２］は、夫々、図１１の例における充電期間３２０中のＳＯＣ［１］及びＳＯＣ［２］の変化の様子を示している。図１１の例では、時刻ｔ₁においてＳＯＣ［１］及びＳＯＣ［２］が１０％であり、且つ、ＳＯＣ_PK［１］、ＳＯＣ_PK［２］、ΔＳＯＣ_A、ΔＳＯＣ_B及びＳＯＣ_ULが夫々５０％、６０％、１０％、１０％及び１００％である。そうすると、上記式（１）より、ＳＯＣ_TG［１］及びＳＯＣ_TG［２］は夫々４０％及び５０％となり、調整用期間３２１において（即ち時刻ｔ₁及びｔ₂間において）少なくとも調整回路１２［１］が一時的にオンとされることにより、時刻ｔ₂において、“（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（ＳＯＣ_TG［１］，ＳＯＣ_TG［２］）＝（４０％，５０％）”となる。その後、第２電流レートでの定電流充電を経て時刻ｔ₃で“（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（６０％，７０％）”となり、更にその後、第３電流レートでの定電流充電を経て時刻ｔ₄で“（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（７０％，８０％）”となる。時刻ｔ₂及びｔ₃の中間付近において、セル１１［１］及び１１［２］のＳＯＣが同時に（は略同時に）夫々のピークＳＯＣを通過し、この際、充電電流レートは低く設定されているため、各セル１１の劣化が抑制される。

時刻ｔ₄で定電圧充電が開始されると、主制御部３３は、何れかのセル１１のＳＯＣが上記上限ＳＯＣ（即ちＳＯＣ_UL）に達するまで全調整回路１２をオフに維持し、何れかのセル１１のＳＯＣが上限ＳＯＣに達したら、上限ＳＯＣに達したセル１１に対応する調整回路１２のみをオンにして定電圧充電を継続し、その後、全てのセル１１のＳＯＣが上限ＳＯＣに達した時点で組電池１１_TTの充電を終了する。図１１の例では、定電圧充電の開始後の時刻ｔ_4Aにおいて、ＳＯＣ［２］が上限ＳＯＣ（ＳＯＣ_UL）に達する一方でＳＯＣ［１］が上限ＳＯＣ未満になっている。このため、時刻ｔ_4A以後、主制御部３３は、調整回路１２［２］をオン且つ調整回路１２［１］をオフとすることで、セル１１［１］及び１１［２］の内、セル１１［１］にだけ定電圧充電を実行し、ＳＯＣ［１］が上限ＳＯＣに達した時点で組電池１１_TTの充電を終了する。尚、時刻ｔ_4Aにおいて（即ち、何れか１つのセル１１のＳＯＣが上限ＳＯＣに達した時点において）、組電池１１_TTの充電を終了するようにしても良い。

本実施形態では、上述の如く、各調整回路１２を用いて各セル１１のＳＯＣを対応する目標ＳＯＣに調整した後、各調整回路１２をオフにして各セル１１を共通の電流レートで充電する。複数のセル１１間においてピークＳＯＣが異なることも多いが、各セル１１の目標ＳＯＣを各セル１１のピークＳＯＣに基づいて（具体的には上記式（１）に従って）設定しておくことにより、その調整を介し、ＳＯＣがピークＳＯＣと一致するタイミングを複数のセル１１間で揃えることができる（図１１の例では、時刻ｔ₂及びｔ₃間の中間タイミングにおいて、ＳＯＣ［１］及びＳＯＣ［２］が夫々ＳＯＣ_PK［１］及びＳＯＣ_PK［２］と一致している）。結果、上記調整後は、複数のセル１１間においてピークＳＯＣが揃っているかのように取り扱うことが可能となる。即ち、複数のセル１１間においてピークＳＯＣが相違していたとしても、或るセルにとって充電電流を抑制すべきタイミングに充電電流（Ｉ_REF）を抑制すれば、他のセルにとっても最適なタイミングで充電電流が抑制される。このように、本実施形態の方法によれば、充電電流の抑制を各セルにとって最適なタイミングに限定することができるため、組電池全体で見た内部抵抗値を基にしてすべてのセルの充電電流を一律に制御する従来の方式のように過度に充電電流を抑制することがなく（従って充電必要時間が必要以上に増大することなく）、組電池全体の劣化の進行を効率的に抑制することが可能となる。尚、ＳＯＣの比較的低い範囲では、セル１１の特性（例えば、低ＳＯＣ範囲ではセル１１内のリチウムイオンが固体として析出しにくいという特性）上、セル１１の内部抵抗値が高くとも劣化が進みにくいと考えられるため、ピークＳＯＣの存在する中ＳＯＣ範囲で充電電流抑制を行うことが効果的である。

また、上述したような “調整”を行うことなく、 不等式“ＳＯＣ_PK［１］−ΔＳＯＣ_A≦ＳＯＣ［１］≦ＳＯＣ_PK［１］＋ΔＳＯＣ_B”、“ＳＯＣ_PK［２］−ΔＳＯＣ_A≦ＳＯＣ［２］≦ＳＯＣ_PK［２］＋ΔＳＯＣ_B”、・・・、“ＳＯＣ_PK［ｎ］−ΔＳＯＣ_A≦ＳＯＣ［ｎ］≦ＳＯＣ_PK［ｎ］＋ΔＳＯＣ_B”の内、１以上の不等式が成立する場合に、それら全ての不等式が不成立の場合と比べて、充電電流レートを低く設定するという方式も検討され、その方式によっても、各セル１１の劣化抑制が見込める。しかしながら、例えば、この方式を図１１の例に適用した場合、第１電流レートでの充電にて“（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（４０％，４０％）”になった後、“（ＳＯＣ［１］，ＳＯＣ［２］）＝（７０％，７０％）”になるまで充電電流レートを第２電流レートに下げておく必要がある。つまり、各セル１１がＳＯＣの３０％分充電される期間において、充電電流レートを下げておく必要がある。これに対し、本実施形態では、図１１の例において、各セル１１がＳＯＣの２０％分充電される期間だけ充電電流レートを下げておけば足る。このため、“調整”を行わない方式よりも充電必要時間を短縮することができる。

また、定電圧充電への移行後においても、上述の如く調整回路１２を利用すれば、全セル１１を上限ＳＯＣにまで充電させることが可能となる。

但し、上述の説明では、第３遷移条件の成立後、直ちに、組電池１１_TTの充電が定電流充電から定電圧充電に切り替えられているが、条件ＣＯＮＤ_3A又はＣＯＮＤ_3Bとしての第３遷移条件の成立後、以下の変形方法を用いて充電を行っても良い。
第１セルのＳＯＣがＳＯＣ_CVに達した時点又は第１セルの開放電圧値が所定電圧値Ｖ_CVに達した時点において、第２セルのＳＯＣがＳＯＣ_CV未満であるとき又は第２セルの開放電圧値が電圧値Ｖ_CV未満であるとき、当該変形方法を採用する主制御部３３は、第１セルに対応する調整回路１２をオン且つ第２セルに対応する調整回路１２をオフにして第３電流レートによる定電流充電を継続することで、第２セルのＳＯＣ又は開放電圧値をＳＯＣ_CV又は電圧値Ｖ_CVにまで上昇させ、第１及び第２セルを含む全セル１１のＳＯＣがＳＯＣ_CVに達した時点又は第１及び第２セルを含む全セル１１の開放電圧値が電圧値Ｖ_CVに達した時点において、全調整回路１２をオフにして組電池１１_TTの充電を定電流充電から定電圧充電に切り替える。第１セル及び第２セルは、セル１１［１］〜１１［ｎ］の内の互いに異なるセル１１を指す。複数のセル１１が第１セルであっても良いし、他の複数のセル１１が第２セルであっても良い。当該変形方法によっても、全セル１１を上限ＳＯＣにまで充電させることが可能である。

また、抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］は、主制御部３３を用いた組電池１１_TTの充電を行う前に、予めデータ保持部３１に保持されていると良い。

制御ユニット３０は、時系列上において、測定用期間３１０（図６参照）を、複数個、間欠的に（例えば周期的に）設けるようにしても良い。即ち、抵抗特性測定部４０は、抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］を得るための上述の動作（セル１１ごとにセル１１の内部抵抗値のＳＯＣ依存性を測定する動作）を、間欠的に（例えば周期的に）繰り返し行うようにしても良い。この場合、図１２に示す如く、制御ユニット３０内に、データ保持部３１に加えて、抵抗特性測定部４０とデータ更新部４１を設けておくと良い。データ更新部４１は、抵抗特性測定部４０の測定によって得られた最新の抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］にて、データ保持部３１の保持データを更新する（即ち、データ保持部３１に保持されるデータＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］は、最新のデータＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］にて更新される）。設定部３２は、この更新を介した最新の保持データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］を用いて各セル１１のピークＳＯＣの検出及び目標ＳＯＣの設定を行うことができる。組電池１１_TTの充放電の繰り返しの中で、時系列上に充電期間３２０が繰り返し設けられることになるが、例えば、時系列上において、第１回目の充電期間３２０の前に第１回目の測定用期間３１０を設け、その後、第ｊ回目の充電期間３２０と第（ｊ＋１）回目の充電期間３２０との間に第２回目の測定用期間３１０を設けることができる（ｊは自然数）。セル１１の内部抵抗値のＳＯＣ依存性は、セル１１の劣化状態や組電池１１_TTの使用環境に依存して変化しうる。上述の如く、抵抗特性データを更新すれば、セル１１の劣化等に伴うピークＳＯＣの変化にも適応した充電制御が可能となる。

＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２実施形態において特に述べない事項に関しては、特に記述無き限り且つ矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２実施形態にも適用される。

図１３に示す如く、第２実施形態に係る制御ユニット３０には、設定部３２、主制御部３３及びＳＯＣ算出部３４に加えて、抵抗特性測定部５０が設けられている。抵抗特性測定部５０は、上述の抵抗特性測定部４０と同様、抵抗特性データ（Ｒ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］）を測定によって得る。但し、抵抗特性測定部５０は、充電期間３２０中に各セル１１の内部抵抗値を順次測定してセル１１ごとにセル１１の内部抵抗値のＳＯＣ依存性を測定し、これによって充電期間３２０中に抵抗特性データ（Ｒ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］）を得る。設定部３２は、抵抗値測定部５０の測定結果を各セル１１の抵抗特性データとして用いて、充電期間３２０の開始後に各セル１１のピークＳＯＣの検出及び目標ＳＯＣの設定を行う。

充電期間３２０中の動作について更に詳細に説明する。充電期間３２０の開始時点では各セル１１のＳＯＣは十分に低いものとする（０％であると考えても良い）。時刻ｔ₁において充電期間３２０が開始されると、まず、主制御部３３は、各セル１１に対し定電流充電Ｃ_Qを行う。セル１１［ｉ］に対する定電流充電Ｃ_Qは、調整回路１２［ｉ］をオフとし且つ第１電流レートを充電電流レートに設定した状態での、セル１１［ｉ］への定電流充電を指す。定電流充電Ｃ_Qを含む定電流充電が行われている期間中において、抵抗特性測定部５０は、各セル１１の内部抵抗値を測定するリアルタイム測定処理を間欠的に（例えば周期的に）繰り返し実行する。定電流充電の実行中にセルの内部抵抗値を測定する方法として公知の方法を利用可能である。

例えば、各調整回路１２がオフとなっているタイミングにおいて、リアルタイム測定処理を実行する。リアルタイム測定処理では、定電流充電での基準電流値Ｉ_REFを一時的に充電電流レートに従った電流値Ｉ_REFから電流値Ｉ_REF’へ変動させ（減少又は増加させ）、この変動前後におけるセル１１［ｉ］の端子電圧の変動量ΔＶ［ｉ］を電圧センサ１３［ｉ］の出力信号から取得する工程ＰＲ１と、工程ＰＲ１にて求めた変動量ΔＶ［ｉ］をセル電流値Ｉ［ｉ］の変動量ΔＩ［ｉ］（即ち、電流値Ｉ_REF及びＩ_REF’間の差）にて除することで、セル１１［ｉ］の内部抵抗値Ｒ［ｉ］を算出する工程ＰＲ２と（即ち、Ｒ［ｉ］＝ΔＶ［ｉ］／ΔＩ［ｉ］）、基準電流値Ｉ_REFの上記変動時点におけるＳＯＣ［ｉ］をＳＯＣ算出部３４から取得して、取得したＳＯＣ［ｉ］を工程ＰＲ２にて算出した内部抵抗値Ｒ［ｉ］に対応づける工程ＰＲ３と、を実行する。工程ＰＲ１〜ＰＲ３をセル１１［１］〜１１［ｎ］の夫々に対して１回実行することで１回分のリアルタイム測定処理が完了する。このリアルタイム測定処理を繰り返し実行してゆくことで、充電期間３２０中においてリアルタイムに抵抗特性データＲ_CR［１］〜Ｒ_CR［ｎ］が得られてゆく。基準電流値Ｉ_REFを変動させるために、抵抗特性測定部５０は主制御部３３を利用することができる。以下、本実施形態で述べられる内部抵抗値Ｒ［ｉ］は、測定部５０のリアルタイム測定処理によって測定された内部抵抗値Ｒ［ｉ］を指す。

セル１１［ｉ］に対する定電流充電Ｃ_Qの実行期間中、設定部３２は、逐次算出及び測定されるＳＯＣ［ｉ］及びＲ［ｉ］を参照し、ＳＯＣ［ｉ］の増大に対して内部抵抗値Ｒ［ｉ］の増大する区間が生じていないかを確認する。そして、定電流充電Ｃ_Qの実行期間中、当該区間が観測されたとき、設定部３２は、ＳＯＣ［ｉ］の増大に対する内部抵抗値Ｒ［ｉ］の増大率が所定条件（例えば、ＳＯＣ［ｉ］の増大量に対する内部抵抗値Ｒ［ｉ］の増大量の比が所定値以上であるという条件）を満たすか否かを判定して、当該所定条件の充足が確認された時点でのＳＯＣ［ｉ］より所定値ΔＳＯＣ_Aだけ大きな充電率がセル１１［ｉ］のピークＳＯＣであると推定し（図１４参照）、一方で、主制御部３３は、当該所定条件の充足が確認された時点においてセル１１［ｉ］に対応する調整回路１２［ｉ］をオフからオンに切り替えることで、セル１１［ｉ］に対する定電流充電Ｃ_Qを終了させる。セル１１［ｉ］に関し、定電流充電Ｃ_Qが終了している状態を待機状態と呼ぶ。

全セル１１に対して個別に上記所定条件の充足／不充足が判定され、その判定を介して各セル１１のピークＳＯＣが推定されると共に各セル１１に対する定電流充電Ｃ_Qの継続／停止が判断される。本実施形態では、セル１１［ｉ］に対して推定されたピークＳＯＣがＳＯＣ_PK［ｉ］として機能する。主制御部３３は、全セル１１が待機状態になった時点を時刻ｔ₂として取り扱い、以後は、図１０のステップＳ１５〜Ｓ１９の各処理を含む、第１実施形態と同様の充電動作を行う。即ち例えば、全セル１１が待機状態になると、各調整回路１２がオフとされて充電電流レートが第１電流レートから第２電流レートへと下げられ（ステップＳ１５）、その後、第２遷移条件が充足すると（ステップＳ１６のＹ）、充電電流レートが第２電流レートから第３電流レートへと上げられ（ステップＳ１７）、更にその後、第３遷移条件が充足すると（ステップＳ１８のＹ）、定電圧充電を行われる（ステップＳ１９）。

本実施形態では、充電電流レートを第２電流レートへ下げる前に、各セル１１の推定ピークＳＯＣよりΔＳＯＣ_Aだけ低いＳＯＣに各セル１１の実際のＳＯＣが調整される。故に、各セル１１の推定ピークＳＯＣよりΔＳＯＣ_Aだけ低いＳＯＣは、各セル１１の目標ＳＯＣとして機能する。即ち、充電期間３２０中において、第２実施形態に係る設定部３２は、セル１１ごとに、測定内部抵抗値Ｒ［ｉ］の変化からピークＳＯＣ（ＳＯＣ_PK［ｉ］）を推定によって検出して当該推定の結果を用いて目標ＳＯＣ（ＳＯＣ_TG［ｉ］）を設定している、と言える。

本実施形態では、リアルタイムに測定された内部抵抗値を用いて充電電流レートを制御できるため、組電池１１_TT又は各セル１１の劣化状態や使用環境（温度等）に適応した最適な充電制御が可能となる。故に、第２実施形態に係る蓄電システム１は、電気自動車、ハイブリッド電気自動車にも好適である（勿論、第１実施形態に係る蓄電システム１も、電気自動車、ハイブリッド電気自動車に適用可能である）。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
上述の実施形態では、説明の簡略化上、各セル１１に関しピークＳＯＣが１つだけ存在することを想定したが、各セル１１に関しピークＳＯＣが複数存在する場合においても、上述の主旨に沿って（各セル１１のＳＯＣがピークＳＯＣを通過するタイミングにおける充電電流レートを他のタイミングの充電電流レートよりも低くするという主旨）、調整回路１２のオン／オフ制御及び充電電流レートの制御を行えば良い。

例えば、セル１１［１］のピークＳＯＣとして第１ピークＳＯＣと第１ピークＳＯＣよりも高い第２ピークＳＯＣが存在している場合、第１ピークＳＯＣをＳＯＣ_PK［１］と捉えた上で上述した各動作を行えば良い。但し、この場合、ＳＯＣ［１］が第２ピークＳＯＣを超えるという制限条件を第２遷移条件に付加すると良い。或いは、第１及び第２ピークＳＯＣ間の差が大きいならば（例えば、その差が所定の差分閾値以上であるならば）、セル１１［１］のＳＯＣが第１ピークＳＯＣを通過するタイミングにおいて充電電流レートを第２電流レートに抑制し、セル１１［１］のＳＯＣが第１ピークＳＯＣを所定値以上超えたら、一旦、充電電流レートを第３電流レートに上げ、その後、セル１１［１］のＳＯＣが第２ピークＳＯＣを通過するタイミングにおいて充電電流レートを再度第２電流レートに下げるようにしても良い。

図８の例では、充電期間３２０中の定電流充電が行われる期間中に充電電流レートが２回だけ変化しているが（Ｉ_REFにおけるＩ_CC1及びＩ_CC2間の変化とＩ_CC2及びＩ_CC3間の変化）、“各セル１１のＳＯＣがピークＳＯＣ又はピークＳＯＣ付近にあるタイミングでの充電電流レートを、他のタイミングでの充電電流レートよりも低くする”という主旨が損なわれない限り、定電流充電が行われる期間中における充電電流レートの変化の回数は２回に限定されない。

［注釈２］
上述の実施形態では、各セル１１の残容量を各セル１１の満充電容量に対する比に換算したＳＯＣを元にして電流レートの制御等を行っているが、各セル１１のＳＯＣの代わりに各セル１１の残容量を用いて、電流レートの制御を含む上述の任意の各処理を行うようにしても良い。当然のことながら、各セル１１において、満充電容量を１に正規化して考えればＳＯＣと残容量は同じ値を持つため、ＳＯＣに基づく制御と残容量に基づく制御は等価なものである。

［注釈３］
制御ユニット３０を、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。制御ユニット３０にて実現される機能の全部又は一部である任意の特定の機能をプログラムとして記述して、該プログラムを制御ユニット３０に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておき、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、制御ユニット３０に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その特定の機能を実現するようにしてもよい。上記プログラムは任意の記録媒体（不図示）に記憶及び固定されうる。上記プログラムを記憶及び固定する記録媒体（不図示）は制御ユニット３０と異なる機器（サーバ機器等）に搭載又は接続されても良い。

［注釈４］
例えば、以下のように考えることができる。蓄電システム１には、充電制御を行う充電制御装置が内包されている。充電制御装置は、少なくとも制御ユニット３０を備え、更に調整回路部１２_TTを備えていると考えても良い。充電制御装置は、上述の抵抗特性測定部４０又は５０を備えうる。充電制御装置は、電力変換回路１６、電圧センサ１３［１］〜［ｎ］及び電流センサ１４の内、少なくとも１つを更に備えていると考えても良い。充電時において、電力変換回路１６は、組電池１１_TTに対する電流供給回路として機能する。

１ 蓄電システム
１１_TT 組電池
１１、１１［ｉ］ セル（蓄電池）
１２_TT 調整回路部
１２、１２［ｉ］ 調整回路
１３、１３［ｉ］ 電圧センサ
１４ 電流センサ
１５ 充電源
１６ 電力変換回路
３０ 制御ユニット
３１ データ保持部
３２ 設定部
３３ 主制御部
３４ ＳＯＣ算出部
４０、５０ 抵抗特性測定部
４１ データ更新部

Claims (10)

1. 組電池を形成する直列接続された複数の蓄電池に対応する複数の調整回路を有し、前記蓄電池ごとに前記蓄電池に対して対応する調整回路を並列接続した調整回路部と、
   各蓄電池の充電率を導出する充電率導出部と、
   各蓄電池の内部抵抗値の充電率依存性に応じたデータに基づき、前記蓄電池ごとに充電率の増加に伴って前記内部抵抗値が増加から減少に転じるときの充電率をピーク充電率として検出し、前記蓄電池ごとに前記ピーク充電率に基づき目標充電率を設定する設定部と、
   各調整回路のオン／オフを制御しつつ前記組電池の充電を制御する制御部と、を備え、
   各蓄電池において、対応する調整回路がオンであるときに、当該蓄電池と対応する調整回路とで放電ループが形成され、
   前記制御部は、各調整回路を用いて各蓄電池の充電率を対応する目標充電率に調整した後、各調整回路をオフにして各蓄電池を共通の電流レートで充電する
   充電制御装置。
2. 各蓄電池において、前記目標充電率は前記ピーク充電率よりも所定値だけ低く、
   前記制御部は、前記組電池の充電開始後、共通のタイミングにおいて各蓄電池の充電率が対応する目標充電率と一致するように、前記組電池に充電電流を供給しつつ各調整回路をオン／オフ制御した後、前記組電池への充電電流レートを下げる
   請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記制御部は、前記組電池の充電期間の開始時点における各蓄電池の充電率及び前記蓄電池ごとに設定された前記目標充電率に基づき前記調整回路ごとにオン時間を設定し、前記組電池に第１電流レートの充電電流を供給しながら該供給の期間中に各調整回路を設定オン時間だけオンすることにより各蓄電池の充電率を対応する目標充電率にまで上昇させ、その後において各調整回路をオフにして前記充電電流レートを前記第１電流レートより低い第２電流レートに下げる
   請求項２に記載の充電制御装置。
4. 前記制御部は、前記充電電流レートを前記第２電流レートに下げた後、各蓄電池の充電率が対応する目標充電率よりも所定値以上大きくなったとき、又は、前記第２電流レートによる前記組電池への供給電流量が所定電流量に達したとき、又は、所定時間が経過したとき、前記充電電流レートを前記第２電流レートより高い第３電流レートに上げる
   請求項３に記載の充電制御装置。
5. 前記制御部は、各調整回路を用いて各蓄電池の充電率を対応する目標充電率に調整した後、各調整回路をオフにした状態で前記共通の電流レートで各蓄電池の定電流充電を行い、これによって何れかの蓄電池の充電率が所定の定電圧遷移充電率に達したとき又は何れかの蓄電池の開放電圧値が所定の定電圧遷移電圧値に達したとき、各蓄電池の充電を前記定電流充電から定電圧充電に切り替え、その後、前記定電圧充電において各蓄電池の充電率が所定の上限充電率に達するように各調整回路をオン／オフ制御する
   請求項１〜請求項４の何れかに記載の充電制御装置。
6. 前記制御部は、各調整回路を用いて各蓄電池の充電率を対応する目標充電率に調整した後、各調整回路をオフにした状態で前記共通の電流レートで各蓄電池の定電流充電を行い、これによって特定の蓄電池の充電率が所定の定電圧遷移充電率に達したとき又は前記特定の蓄電池の開放電圧値が所定の定電圧遷移電圧値に達したとき、前記特定の蓄電池に対応する調整回路をオンとしつつ前記組電池への定電流供給を維持することで前記特定の蓄電池以外の蓄電池の充電率又は開放電圧値を前記定電圧遷移充電率又は前記定電圧遷移電圧値にまで上昇させ、その後、各調整回路をオフにして各蓄電池の充電を前記定電流充電から定電圧充電に切り替える
   請求項１〜請求項４の何れかに記載の充電制御装置。
7. 前記制御部を用いた前記組電池の充電に先立って、前記データを予め保持するデータ保持部を更に備え、
   前記設定部は、前記データ保持部から前記データを取得する
   請求項１〜請求項６の何れかに記載の充電制御装置。
8. 前記組電池の充電期間と異なる測定用期間において、前記蓄電池ごとに前記蓄電池の内部抵抗値の充電率依存性を測定する動作を間欠的に繰り返し実行する抵抗特性測定部と、
   前記抵抗特性測定部の測定結果を用いて前記データ保持部の保持データを更新するデータ更新部と、を更に備えた
   請求項７に記載の充電制御装置。
9. 前記設定部は、前記蓄電池ごとに、前記データに基づき所定値以上を有する充電率の範囲の中から前記ピーク充電率を検出する
   請求項１〜請求項８の何れかに記載の充電制御装置。
10. 前記組電池の充電期間中に、前記蓄電池ごとに前記蓄電池の内部抵抗値を測定して前記蓄電池ごとに前記蓄電池の内部抵抗値の充電率依存性を測定する抵抗特性測定部を更に備え、
    前記設定部は、前記抵抗特性測定部の測定結果を前記データとして用いて、前記組電池の充電期間中に前記蓄電池ごとに測定内部抵抗値の変化から前記ピーク充電率を推定して前記目標充電率を設定する
    請求項１又は請求項２に記載の充電制御装置。

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