JP2016158317A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直列接続された複数の電池を備えた蓄電装置において、電池容量が最も小さい電池の充放電可能な電池容量を維持したまま蓄電装置の入出力特性を制御することにより、電池作製時だけでなく、長期間使用した際でも入力と出力のバランスを最適化する。【解決手段】直列接続された複数の電池（Ｃ１〜Ｃ３）を備えた蓄電装置（１０、１００）において、前記複数の電池は第一電池（Ｃ１）と第二電池（Ｃ２，Ｃ３）とを含み、前記第一電池の電池容量が前記第二電池の電池容量よりも大きく、前記第一電池の充電量に対する電圧の傾きが前記第二電池の充電量に対する電圧の傾きよりも大きいことを特徴とする蓄電装置。【選択図】 図１

Description

直列接続された複数の電池を備えた蓄電装置に関する。

近年、電気自動車やスマートグリッドなどの登場により、高電池容量、高出力な電池が求められている。このような電池は複数のセルを直列に接続することで高電圧化することが可能である。

複数の電池セルが直列に接続されてなる組電池を備える蓄電装置において、各電池セルの性能を最大限発揮できるようにするために、各電池セル間の電圧のズレを修正するセル電圧バランス技術が知られている。具体的には、たとえば、各電池セルに抵抗を接続して基準に定めた電池セルに合わせて他の電池セルを放電させることによって組電池内の電圧バランスを合わせる方法が知られている。

例えば、特許文献１に記載の先行技術では、各電池の内部抵抗の大きさによって充電開始電圧を変更することで上限電圧を超えることによる劣化を抑制する技術が開示されている。

また、特許文献２に記載の先行技術では、基準に定めた電池セルと各電池セルとの電池容量差に応じてバランス目標電圧値を算出し、算出されたバランス目標電圧値に各電池セルの電圧を調整する。バランス目標電圧値は、組電池の充電終了時の残充電容量と放電終了時の残放電容量とが略一致するように算出される。これにより、充電時および放電時のいずれにおいても、最も性能の低い電池の能力を最大限に発揮するように電池間での電圧のばらつきを抑制する技術が開示されている。

特開２００９−２３２６５９公報 特開２０１３−１６９０５５公報

しかしながら、特許文献１に記載の先行技術は、長期間使用することで生じる抵抗のばらつきのため大電流での充電時に劣化することを抑制できるものの、充放電可能な電池容量にばらつきが生じるため電池の容量を最大限に発揮することができないという課題を有する。
特許文献２に記載の先行技術は、電池容量が最も小さい電池の性能を最大限に発揮するように電圧を制御しているものの、大電流の充放電時には上限及び下限の電圧を超えることで劣化させないため、または上位のシステムによる上限及び下限の電圧の制限により入出力特性が低下するため、いまだ改善の余地を残している。

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、その主たる目的は、直列接続された複数の電池を備えた蓄電装置において、電池容量が最も小さい電池の充放電可能な電池容量を維持したまま蓄電装置の入出力特性を制御することにより、電池作製時だけでなく、長期間使用した際でも入力と出力のバランスを最適化することを可能とすることにある。

本発明は、直列接続された複数の電池を備えた蓄電装置において、前記複数の電池は第一電池と第二電池とを含み、前記第一電池の電池容量が前記第二電池の電池容量よりも大きく、前記第一電池の充電量に対する電圧の傾きが前記第二電池の充電量に対する電圧の傾きよりも大きいことを特徴とする。

上記構成によれば、蓄電装置では複数の電池が直列接続されており、この複数の電池には第一電池と第二電池が含まれている。第一電池の電池容量は第二電池の電池容量よりも大きく、また第一電池の充電量に対する電圧の傾きは第二電池の充電量に対する電圧の傾きよりも大きい。

このような構成を取らず、従来のように全ての電池の電池容量が略一致し、且つ充電量に対する電圧の傾きが一様に小さい電池のみで構成すると、一つまたは複数の電池を充電または放電することにより、電圧を変化させてシステムが許容する上限または下限電圧を超えることを抑制することができる。しかし、充電量に対する電圧の傾きが一様に小さいので、入出力特性の向上と比較した充電及び放電可能な電池容量の低下は、充電量に対する電圧の傾きが一様に大きい電池構成と比較して大きくなる。一方で従来のようにすべての電池の電池容量が略一致し、且つ充電量に対する電圧の傾きが一様に大きい場合は、充放電による電圧変化が大きく、入出力できる充電状態の幅は狭いものとなる。これに対して、上記構成にある第一電池のように、第二電池の電池容量よりも大きい電池容量を持ち、且つ充電量に対する電圧の傾きが第二電池の傾きよりも大きい電池を含むことで、第一電池の充電量を制御することにより第二電池の容量を低下させることなく電圧を制御し、ひいてはシステムの上限及び下限の電圧に制約される入出力特性を制御することが可能となる。特に、充電時の上限電圧と放電時の下限電圧の制約が偏っている場合や充電または放電時の抵抗増加が偏っている場合に効果が高い。この構成はすべての電池の容量を大きくした場合と比較して、体格、重量、材料コストで優れている。

一実施形態にかかるシステム構成図である。 一実施形態にかかる電池セルの入出力特性を示す図である。 比較例にかかる電池セルの充電量に対する電圧を示す図である。 一実施形態にかかる電池セルの充電量に対する電圧を示す図である。 一実施形態と比較例との入出力電力の比を比較した表である。 電池セルの劣化後の入出力特性を示した図である。

以下、本発明にかかる蓄電装置を、車両の補機用バッテリに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、組電池１０は、車両に搭載される補機等の電源となる。組電池１０は、「単位電池」としての電池セル（単電池）の直列接続体であり、その端子電圧は、補機の駆動に適した所定の電圧（例えば１２Ｖ）となる。本実施形態では、組電池１０を構成する電池セルの数を三つとしている。本実施形態では、以降、これら電池セルのそれぞれを第ｉ電池セルＣｉ（ｉ＝１〜３）と称すこととする。なお、図２に示すように、第一電池セルＣ１（第一電池の該当）の電池容量は他の第二電池セルＣ２（第二電池に該当）又は第三電池セルＣ３（第二電池に該当）の電池容量の略２倍に相当している。また第一電池セルＣ１の充電量に対する電圧の傾きは、電池セルＣ２，Ｃ３の充電量に対する電圧の傾きよりも大きいものとする。ちなみに、本実施形態では、電池セルとしてリチウムイオン２次電池を用いている。

第ｉ電池セルＣｉの正極端子には、信号線Ｌ（ｉ＋１）が接続され、第ｉ電池セルＣｉの負極端子には、信号線Ｌｉが接続されている。すなわち、信号線Ｌ１，Ｌ４を除いて、隣接する電池セルのうちの高電位側の電池セルの負極端子側の信号線と低電位側の電池セルの正極端子側の信号線とは共通化されている。

第ｉ電池セルＣｉの端子間電圧は、信号線Ｌｉ，Ｌ（ｉ＋１）と、抵抗体及びコンデンサを備えて構成される第ｉのローパスフィルタＲＣｉとを介して制御回路１２（放電深度制御手段）に取り込まれる。ここで、第ｉのローパスフィルタＲＣｉは、電圧信号に重畳する高周波ノイズを除去し、第ｉ電池セルＣｉの端子間電圧の検出精度を高めるために設けられている。

第ｉ電池セルＣｉには、第ｉ電池セルＣｉに過電圧が印加されることを回避するための第ｉのツェナーダイオードＺＤｉが並列接続されている。より具体的には、第ｉのツェナーダイオードＺＤｉのカソードが信号線Ｌ（ｉ＋１）に接続され、第ｉのツェナーダイオードＺＤｉのアノードが信号線Ｌｉに接続されている。

第ｉ電池セルＣｉの両端は、第ｉのｐ側スイッチング素子Ｓｐｉと、第ｉのｎ側スイッチング素子Ｓｎｉとを備えるコンバータ１４を介して、コンデンサ１６及び電圧センサ２４の両端に接続可能とされている。詳しくは、コンデンサ１６と電圧センサ２４とは並列に接続されており、これらコンデンサ１６及び電圧センサ２４の一端には、第１の電気経路Ｌαが接続され、他端には、第２の電気経路Ｌβが接続されている。また、第ｉ電池セルＣｉの正極端子と第１の電気経路Ｌαとを接続する経路には、この経路を開閉する第ｉのｐ側スイッチング素子Ｓｐｉが設けられ、第ｉ電池セルＣｉの負極端子と第２の電気経路Ｌβとを接続する経路には、この経路を開閉する第ｉのｎ側スイッチング素子Ｓｎｉが設けられている。

なお、本実施形態では、これらスイッチング素子Ｓｐｉ，Ｓｎｉとして、互いにソース同士が短絡された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。ここで、ソース同士を短絡させたのは、一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴのオン操作（閉操作）又は開操作（オフ操作）を容易とするための設定である。つまり、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴは、ソースに対するゲートの電位であるゲート電圧によってオンオフ操作されるため、ソース同士を短絡させることで、一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴのソースの電位を同一とすることができ、ひいてはオンオフ操作を単一の開閉操作信号（電圧信号）によって行うことができる。

コンデンサ１６の両端のうち第１の電気経路Ｌαが接続された側には、第１の遮断用スイッチング素子Ｑ１を介してコネクタ１８の一端に接続されている。また、コンデンサ１６の両端のうち第２の電気経路Ｌβが接続された側には、第２の遮断用スイッチング素子Ｑ２を介してコネクタ１８の他端に接続されている。ここで、コネクタ１８は、コンデンサ１６の両端の端子間電圧を外部負荷２０に対して出力するための出力端子である。コネクタ１８には、例えば、他のバッテリや、車載補機（発電機、電装品）等が接続される。なお、本実施形態では、第１の遮断用スイッチング素子Ｑ１及び第２の遮断用スイッチング素子Ｑ２として、第ｉのｐ側スイッチング素子Ｓｐｉ及び第ｉのｎ側スイッチング素子Ｓｎｉと同様に、互いにソース同士が短絡された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。

上記制御回路１２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、第ｉ電池セルＣｉの端子間電圧を取り込んだり、組電池１０全体の電圧を検出する電圧センサ２４の検出値を取り込んだり、コンデンサ１６からコネクタ１８を介して外部負荷２０へと流れる負荷電流を検出する電流センサ２２の検出値を取り込んだりする。制御回路１２は、また、第ｉ電池セルＣｉに対応する第ｉの駆動回路ＤＵｉを介して第ｉのｐ側スイッチング素子Ｓｐｉ及び第ｉのｎ側スイッチング素子Ｓｎｉをオンオフ操作したり、第１の遮断用スイッチング素子Ｑ１及び第２の遮断用スイッチング素子Ｑ２をオンオフ操作したりする。

上記構成を成す蓄電装置１００では、電池セル単位で個別に充電処理を実施することができる。例えば第一電池セルＣ１の充電処理を実施する場合には、第２及び第３のｐ側スイッチング素子Ｓｐ２〜Ｓｐ３と第２及び第３のｎ側スイッチング素子Ｓｎ２〜Ｓｎ３をオフ操作した状態下で、第１のｐ側スイッチング素子Ｓｐ１及び第１のｎ側スイッチング素子Ｓｎ１をオン操作する。これにより、コンデンサ１６、第１の電気経路Ｌα、第１のｐ側スイッチング素子Ｓｐ１、第一電池セルＣ１、第１のｎ側スイッチング素子Ｓｎ１及び第２の電気経路Ｌβを備える閉回路が形成され、コンデンサ１６に蓄えられた電気エネルギが放電されて第一電池セルＣ１が充電される。

図３は、３つの電池セルの電池容量及び充電量に対する電圧の傾きが互いに等しい場合における充電量に対する電圧の遷移を示している。なお、図３において、「１直列」とは単独の第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）による充電量に対する電圧を示し、「２直列」とは２つの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）が直列に接続された場合の充電量に対する電圧を示し、「３直列」とは３つの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）が直列に接続された場合の充電量に対する電圧を示している。

このような構成ではどの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）も同じ入出力特性を有しているため、どの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）も入出力できる電圧幅は同じ範囲に留まってしまう。このため、一つの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）の電圧の変化による組電池１０（組電池全体）の電圧への影響は小さく、例えば「３直列」での組電池１０の電圧を一つの第二（第三）電池セルＣ２（Ｃ３）の電圧で制御することは困難である。

図４は、本実施形態にかかる電池セルの充電量に対する電圧を示す図である。同図において、「１直列」とは電池セルＣ２，Ｃ３による単独の充電量に対する電圧を示し、「２直列」とは電池セルＣ２，Ｃ３が直列に接続された場合の充電量に対する電圧を示している。「３直列」とは、組電池１０全体（電池セルＣ１〜Ｃ３）の充電量に対する電圧を示している。また、図４において、「高電圧」時の「１直列」及び「２直列」の充電量が、「低電圧」時の「１直列」及び「２直列」の充電量よりも多い位置に示されているが、第一電池セルＣ１の充電量が多い範囲（第二所定範囲）で電池セルＣ２，Ｃ３が使用されることを示している。

本実施形態では、第一電池セルＣ１の電池容量を電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量よりも大きく、充電量に対する電圧の傾きを電池セルＣ２，Ｃ３の充電量に対する電圧の傾きよりも大きく構成している。これにより、第一電池セルＣ１が有する充電量に依存した電圧変化は電池セルＣ２，Ｃ３が有する充電量に依存した電圧変化よりも大きくなる。ひいては、図４に示すように、第一電池セルＣ１の電圧の変化による組電池１０の電圧への影響は、電池セルＣ２，Ｃ３の電圧の変化による組電池１０の電圧への影響よりも大きくなる。したがって、図３では充電量を変化させることで充放電可能な電池容量の低下を許容して電圧を変化させなければならないのに対して、組電池１０ではC１の充電量を制御することで電池容量の低下が無く電圧を変化させることができる。

制御回路１２による蓄電装置１００の電圧の制御を説明する。図４において、第一電池セルＣ１の充電量が下限寄りの所定範囲、すなわち組電池１０の電圧が低電圧となる所定範囲を第一所定範囲として設定し、第一電池セルＣ１の充電量が上限寄りの所定範囲、すなわち組電池１０の電圧が高電圧となる所定範囲を第二所定範囲として設定する。

ここで、例えば、現在第一電池セルＣ１の充電量が第一所定範囲に収まっている状態であり、この状態から第二所定範囲に収める場合を想定する。この場合、第一電池セルＣ１単独での充電を実施することで第一電池セルＣ１の放電深度を浅くし、第一電池セルＣ１の充電量が第二所定範囲に収まるように制御する。これにより、第一電池セルＣ１の電圧を上昇させることができ、ひいては組電池１０（蓄電装置１００）の電圧もまた上昇させることができる。

一方で、現在第一電池セルＣ１の充電量が第二所定範囲に収まっている状態であり、この状態から第一所定範囲に収める場合には、以下の制御を実施する。組電池１０の充電量が少なくなった状態（例えば第一電池セルＣ１のＳＯＣが５０％、電池セルＣ２、Ｃ３のＳＯＣが０％）で、電池セルＣ２，Ｃ３の充電を実施することで、電池セルＣ２，Ｃ３の放電深度を浅くし、第一電池セルＣ１の充電は実施しない。この制御により、電池セルＣ２，Ｃ３の充電量に対する第一電池セルＣ１の充電量を相対的に減少させる。その結果、第一電池セルＣ１の充電を実施する事無くコネクタ１８に接続される車載補機などに電力を供給することになるため、第一電池セルＣ１のＳＯＣが低下することで電圧もまた低下し、ひいては組電池１０の電圧もまた低下することになる。

なお、蓄電装置１００が搭載されたシステムが許容する上限電圧と下限電圧の間に収まるように、上記制御を行ない第一電池セルＣ１の充電量を調整することで、蓄電装置１００の電圧の範囲が制御される。

上記構成により、本実施形態に係る蓄電装置１００は、以下の効果を奏する。

・第一電池セルＣ１のように、電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量よりも大きい電池容量を持ち、且つ充電量に対する電圧の傾きが電池セルＣ２，Ｃ３の傾きよりも大きい電池を含むことで、放電深度を制御するなどにより電池容量の大きい第一電池の電圧を制御することで、蓄電装置１００の電圧を制御し、ひいては蓄電装置１００の入出力特性を制御することが可能となる。

・制御回路１２により第一電池セルＣ１の放電深度が個別に制御されることで、第一電池セルＣ１の充電量が第一所定範囲又は第二所定範囲に収まるように制御される。例えば、現在第一電池セルＣ１の充電量が第一所定範囲に収まっている状態であり、この状態から第二所定範囲に収める場合を想定する。この場合、第一電池セルＣ１単独での充電が実施されることで第一電池セルＣ１の放電深度を浅くさせ、第一電池セルＣ１の充電量が第二所定範囲に収まるように制御される。これにより、第一電池セルＣ１の電圧を上昇させることができ、ひいては組電池１０（蓄電装置１００）の電圧もまた上昇させることができる。

・蓄電装置１００の電圧が上限電圧と下限電圧との間になるように第一電池セルＣ１の充電量を変化させる。このため、第一電池セルＣ１の充電量の変化を通じて蓄電装置１００の電圧を上限電圧と下限電圧との間になるように収められ、その範囲内での充放電に対応が可能となる。

・第一電池セルＣ１の電池容量が電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量に近い場合、第一電池セルＣ１が有する充電量に依存した電圧変化と電池セルＣ２，Ｃ３のが有する充電量に依存した電圧変化との差異が小さくなる。また、電池セルＣ２，Ｃ３の充電量に対する第一電池セルＣ１の充電量を相対的に変化させる余地が少なくなる。このため、第一電池セルＣ１の電圧の変化による蓄電装置１００の電圧への影響は大きくなく、第一電池セルＣ１の電圧の制御のみで蓄電装置１００の電圧を制御するのに支障が出る可能性がある。これに対し、本実施形態のように第一電池セルＣ１の電池容量は電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量の略二倍とすることで、第一電池セルＣ１の入出力できる電圧幅を広くすることができる。これにより、第一電池セルＣ１の電圧の変化による蓄電装置１００の電圧への影響は大きくなり、第一電池セルＣ１の電圧の制御のみで蓄電装置１００の電圧を制御することが可能となる。

・本来、電池セルＣ２，Ｃ３のように充電量に対する電圧の傾きが小さい電池セルのみで構成された組電池を備える蓄電装置では、充電量に対する電圧の傾きが小さいために組電池全体の電圧に基づく充電量の検出が困難である。しかし、本実施形態のように第一電池セルＣ１の充電量に対する電圧の傾きを電池セルＣ２，Ｃ３の充電量に対する電圧の傾きよりも大きくすることで、組電池１０全体としての充電量に対する電圧の傾きが大きくなり、組電池１０全体の電圧に基づく充電量の検出が容易となる。さらに、検出された蓄電装置１００の電圧に対応する電池セルＣ２，Ｃ３の充電量を算出することも可能となる。

・電池容量の大きい第一電池セルＣ１と電池容量の小さい電池セルＣ２，Ｃ３を直列に接続すると、電池容量が同じ電池セルを直列に接続した組電池と比較して、入出力される電力の調整幅は向上する。その具体例として、図５に記載するように、電池容量の大きい第一電池セルＣ１と電池容量の小さいＣ２を直列に接続した場合（実施例１）と、電池容量の小さい第二電池セルＣ２を二つ直列に接続した場合（比較例）との比較を挙げる。このとき、実施例１では、電池容量の小さい第二電池セルＣ２のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ：充電状態、即ち、満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）は３０％で固定し、第一電池セルＣ１のＳＯＣを１０％から３０％に充電した際の電力変化量を検出している。また、比較例では、一方の第二電池セルＣ２のＳＯＣを３０％で固定し、他方の第一電池セルＣ１のＳＯＣを１０％から３０％に充電した際の電力変化量を検出している。ここで、図５における出力比とは、充電対象である電池セル（例えば、実施例１では第一電池セルＣ１が該当）のＳＯＣが１０％時に１０秒間４Ｖ以上の電圧で出力可能な電池セル全体の出力電力と比較して、充電対象である電池セルのＳＯＣが３０％時に１０秒間４Ｖ以上の電圧で出力可能な電池セル全体の出力電力がどれだけ向上したかを表している。また、入力比とは、充電対象である電池セルのＳＯＣが１０％時に１０秒間７．５Ｖ以下の電圧で入力可能な電池セル全体の入力電力と比較して、充電対象である電池セルのＳＯＣが３０％時に１０秒間７．５Ｖ以下の電圧で充電可能な電池セル全体の入力電力がどれだけ向上したかを示している。なお、ここでは、比較を容易にするため、実施例１及び比較例で、入力比を―１５％に合わせている。このとき、実施例１の出力比が比較例と比べ向上していることが判明した。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施形態において、電池セルＣ１〜Ｃ３にはリチウムイオン２次電池を適用していた。このことについて、リチウムイオン２次電池に限定されず異なる種類の電池を直列に接続してもよい。なお、直列の順は電池の熱設計、体格、重量を考慮して任意に変更することができる。

・第一電池セルＣ１の電池容量は電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量の略２倍に相当していた。このことについて、第一電池セルＣ１の電池容量は電池セルＣ２，Ｃ３の電池容量よりも大きければ、略２倍に限る必要はない。

・上記実施形態では、電池セルが３つ直列に接続された構成となっていた。このことについて、４つ以上の電池セルで構成されていてもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様の作用・効果が奏される。

・上記実施形態では、現在第一電池セルＣ１の充電量が第二所定範囲に収まっている状態であり、この状態から第一所定範囲に収める場合に、電池セルＣ２，Ｃ３の充電を実施し、第一電池セルＣ１の充電は実施しないこととしていた。このことについて、電池セルを個別に放電させることが可能な回路であるならば、上記制御を実施しない構成を採用することもできる。具体的には、充電量が第二所定範囲に収まっている第一電池セルＣ１を単独で放電させることで第一電池セルＣ１の充電量を減少させ、第一所定範囲に収めればよい。

・上記実施形態では、制御回路１２が第一電池セルＣ１又は電池セルＣ２，Ｃ３の充電量を増加させる制御を実施することで蓄電装置１００の電圧の制御を行なっていた。このことについて、第一電池セルＣ１の単位時間当たりに自己放電により減少する充電量（以下、放電速度と呼称）が電池セルＣ２，Ｃ３の放電速度よりも大きい場合には、上記制御を実施しない構成を採用することもできる。放電速度は、黒鉛のようなリチウムイオンを挿入する材料と比較して活性炭のように電気二重層を形成して蓄電する材料などを用いることで増加する。このとき、自己放電は電池セルを２５℃で約１週間放置した際の電池容量の変化とする。加えて自己放電は電池セル内の局部電池反応等が含まれており、温度、電圧を変化させることで大きさを制御することが可能なため、昇温処理やシステム上限温度、電圧制御等により調整可能である。このような構成では、時間の経過に伴って自己放電が起きると、第一電池セルＣ１の充電量は電池セルＣ２，Ｃ３の充電量よりも速く減少する。そして、自己放電後に行われる充電により電池セルＣ２，Ｃ３の充電量を自己放電前の値に戻した場合に、第一電池セルＣ１の充電量は自己放電前の値よりも小さくなっている。ここで、第一電池セルＣ１の充電量が当初は第二所定範囲に収まっていると、上記のような自己放電と充電とにより、第一電池セルＣ１の充電量は第二所定範囲から第一所定範囲側へ徐々に移行する。したがって、上記制御を行わなくても、時間の経過と共に蓄電装置１００の入出力特性を変更することができる。

上記別例は、例えば図６に示すように、正極にリン酸鉄リチウムを、負極にグラファイト（黒鉛）を用いた際のように正極充電量の使用領域が劣化とともに上昇する場合、つまり抵抗の大きい正極の低充電領域が劣化とともに使用不可能となり、電池セルの出力抵抗が減少する場合のように入出力の抵抗バランスが偏る場合には、電圧を低下させることで、出力特性は低下するものの、入力特性を向上することでバランスを最適化することができる。

また上記別例では、電池容量の劣化後の蓄電装置１００の電圧は必要な放電容量を確保するために、高い電圧で使用される。このため、劣化後の蓄電装置１００の電圧は該蓄電装置１００を備えるシステムが許容可能な上限電圧に近づいている。これに対して、上記のように、時間経過に伴う自己放電により第一電池セルＣ１の充電量が減少することで、蓄電装置１００の電圧が低くなる。このように、劣化により使用可能な放電容量を確保するために、高い充電状態で使用する際にも、上記構成を有する事で電圧を低下し入力電力を確保することが可能である。

・上記実施形態では、制御回路１２が第一電池セルＣ１又は電池セルＣ２，Ｃ３の充電量を増加させる制御を実施することで蓄電装置１００の電圧の制御を行なっていた。このことについて、第一電池セルＣ１の放電速度が電池セルＣ２，Ｃ３の放電速度よりも小さい場合には、上記制御を実施しない構成を採用することもできる。このような構成では、時間の経過に伴って自己放電が起きると、第一電池セルＣ１の充電量は電池セルＣ２，Ｃ３の充電量よりも遅く減少する。そして、自己放電後に行われる充電により電池セルＣ２，Ｃ３の充電量を自己放電前の値に戻した場合に、第一電池セルＣ１の充電量は自己放電前の値よりも大きくなっている。ここで、第一電池セルＣ１の充電量が当初は第一所定範囲に収まっていると、上記のような自己放電と充電とにより、第一電池セルＣ１の充電量は第一所定範囲から第二所定範囲へ徐々に移行する。したがって、上記第一電池セルＣ１の充電量を変更する制御を行わなくても、時間の経過と共に蓄電装置１００の入出力特性を変更することができる。

Ｃ１…第一電池セル、Ｃ２…第二電池セル、Ｃ３…第三電池セル、１０…組電池、１００…蓄電装置。

Claims (6)

1. 直列接続された複数の電池（Ｃ１〜Ｃ３）を備えた蓄電装置（１０、１００）において、
   前記複数の電池は第一電池（Ｃ１）と第二電池（Ｃ２，Ｃ３）とを含み、前記第一電池の電池容量が前記第二電池の電池容量よりも大きく、前記第一電池の充電量に対する電圧の傾きが前記第二電池の充電量に対する電圧の傾きよりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第一電池の放電深度を個別に制御することで、前記第一電池の充電量を下限寄りの第一所定範囲又は上限寄りの第二所定範囲に収まるように制御する放電深度制御手段（１２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第一電池の単位時間あたりに自己放電により減少する充電量が、前記第二電池の単位時間あたりに自己放電により減少する充電量よりも大きいように構成され、
   前記第一電池の充電量が上限寄りの第二所定範囲に収まっていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
4. 前記第一電池の単位時間あたりに自己放電により減少する充電量が前記第二電池の単位時間あたりに自己放電により減少する充電量よりも小さいように構成され、
   前記第一電池の充電量が下限寄りの第一所定範囲に収まっていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
5. 前記蓄電装置の電圧が上限電圧と下限電圧との間になるように前記第一電池の充電量が変化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記第一電池の電池容量は前記第二電池の電池容量の略二倍であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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