JP6658343B2 - Battery system - Google Patents

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Description

本発明は電池システムに関し、より特定的には、ニッケル水素電池を含む電池システムの放電制御に関する。   The present invention relates to a battery system, and more particularly, to a discharge control of a battery system including a nickel hydride battery.

ニッケル水素電池の正極電位が所定値を下回ると、正極が劣化し、それによりニッケル水素電池の出力性能が低下することが知られている。そのため、ニッケル水素電池の正極を保護するための制御が提案されている。   It is known that when the positive electrode potential of a nickel-metal hydride battery falls below a predetermined value, the positive electrode deteriorates, thereby lowering the output performance of the nickel-metal hydride battery. Therefore, control for protecting the positive electrode of the nickel-metal hydride battery has been proposed.

たとえば特開２０１６−０９１９７８号公報（特許文献１）は、ニッケル水素電池の負極電位を算出するとともにニッケル水素電池の電圧を検出した上で、算出された負極電位と、検出された電圧とに基づいて正極電位を算出する電池システムを開示する。この電池システムにおいては、正極電位が所定値を下回った場合に、ニッケル水素電池からの放電を許容する制御上限値（放電電力上限値）を基準値よりも低下させる。   For example, JP-A-2006-091978 (Patent Literature 1) calculates the negative electrode potential of a nickel-metal hydride battery, detects the voltage of the nickel-metal hydride battery, and, based on the calculated negative electrode potential and the detected voltage. A battery system that calculates a positive electrode potential by using the battery system is disclosed. In this battery system, when the positive electrode potential falls below a predetermined value, the control upper limit value (discharge power upper limit value) allowing discharge from the nickel-metal hydride battery is reduced below the reference value.

特開２０１６−０９１９７８号公報JP-A-2006-091978

ニッケル水素電池の負極には水素吸蔵合金が用いられる。一般に、ニッケル水素電池の製造時には、水素吸蔵合金の表面に種々のガスが吸着されているとともに水素吸蔵合金の表面が酸化被膜により覆われているので、水素吸蔵合金に水素を吸蔵可能にするための活性化処理（いわゆる初期活性化処理）が実施される。   A hydrogen storage alloy is used for the negative electrode of the nickel-metal hydride battery. In general, during the manufacture of nickel-metal hydride batteries, various gases are adsorbed on the surface of the hydrogen storage alloy and the surface of the hydrogen storage alloy is covered with an oxide film, so that hydrogen can be stored in the hydrogen storage alloy. (A so-called initial activation process) is performed.

本発明者は、ニッケル水素電池の使用時間の経過とともに負極の活性化が進行し得る点に着目した。特許文献１に開示された発明のように負極電位と、ニッケル水素電池の電圧（電圧センサの測定値）とに基づいて正極電位を算出する構成においては、負極の活性化が進行した場合に、水素が吸蔵されやすくなることで負極抵抗が低下し、それにより負極電位が低下することによって正極電位が低下し得る。つまり、放電電力上限値を基準値よりも低下させるための上記所定値を正極電位が下回りやすくなる可能性がある。しかしながら、特許文献１では、負極の活性化の進行については特に考慮されていないので、正極保護の観点において改善の余地が存在する。   The present inventor has paid attention to the fact that activation of the negative electrode can proceed with the lapse of the use time of the nickel-metal hydride battery. In a configuration in which the positive electrode potential is calculated based on the negative electrode potential and the voltage of the nickel-metal hydride battery (measured value of the voltage sensor) as in the invention disclosed in Patent Document 1, when the activation of the negative electrode progresses, When the hydrogen is easily absorbed, the negative electrode resistance is reduced, and the negative electrode potential is reduced, so that the positive electrode potential may be reduced. That is, the positive electrode potential may easily fall below the predetermined value for lowering the discharge power upper limit value from the reference value. However, in Patent Literature 1, the progress of the activation of the negative electrode is not particularly considered, and there is room for improvement from the viewpoint of positive electrode protection.

その一方で、正極保護を確実に行なうためには、上記所定値を予め高く設定することも考えられる。正極電位が上記所定値を下回りやすくすることによって、ニッケル水素電池の出力抑制が強化されるためである。しかしながら、その場合、ニッケル水素電池からの出力が過度に抑制され、電池性能（より詳細には放電性能）を十分に発揮することができなくなる可能性がある。   On the other hand, in order to reliably protect the positive electrode, it is conceivable to set the predetermined value to a high value in advance. This is because the output suppression of the nickel-metal hydride battery is enhanced by making the positive electrode potential easily fall below the predetermined value. However, in that case, the output from the nickel-metal hydride battery may be excessively suppressed, and the battery performance (more specifically, the discharge performance) may not be able to be sufficiently exhibited.

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、ニッケル水素電池を含む電池システムにおいて、正極を適切に保護しつつ電池性能を向上させることが可能な技術を提供することができる。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving battery performance while appropriately protecting a positive electrode in a battery system including a nickel-metal hydride battery. Can be.

本発明のある局面に従う電池システムは、ニッケル水素電池と、ニッケル水素電池の電圧および電流を検出する検出部と、検出部による検出結果を用いてニッケル水素電池の出力を抑制する出力抑制制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、検出部により検出された電圧および電流からニッケル水素電池の負極活性化による抵抗低減に関連する値を算出し、上記関連する値がニッケル水素電池のセル抵抗が所定値よりも下回ったことを示す場合に、ニッケル水素電池の負極開放電位、セル抵抗からニッケル水素電池の正極抵抗を減算することにより算出される負極抵抗、および前記検出部により検出された電流を用いて、前記ニッケル水素電池の負極電位を算出し、算出された負極電位に検出部により検出された電圧を加算することにより、ニッケル水素電池の正極電位を算出し、算出された正極電位が所定値を下回った場合に出力抑制制御を実行する。   A battery system according to an aspect of the present invention executes a nickel-metal hydride battery, a detection unit that detects a voltage and a current of the nickel-metal hydride battery, and an output suppression control that suppresses an output of the nickel-metal hydride battery using a detection result by the detection unit. And a control device. The control device calculates a value related to the resistance reduction due to the activation of the negative electrode of the nickel-metal hydride battery from the voltage and the current detected by the detection unit, and the related value indicates that the cell resistance of the nickel-metal hydride battery is lower than a predetermined value. When indicating that, the nickel hydrogen battery using the negative electrode open potential, the negative electrode resistance calculated by subtracting the positive electrode resistance of the nickel metal hydride battery from the cell resistance, and the current detected by the detection unit, The negative electrode potential of the battery is calculated, and the positive electrode potential of the nickel-metal hydride battery is calculated by adding the voltage detected by the detection unit to the calculated negative electrode potential, and when the calculated positive electrode potential falls below a predetermined value. Execute output suppression control.

上記構成によれば、検出部により検出された電圧および電流からニッケル水素電池のセル抵抗（セル全体の抵抗）が算出され、算出されたセル抵抗からニッケル水素電池の正極抵抗を減算することによりニッケル水素電池の負極抵抗が算出される。セル抵抗には負極活性化による抵抗成分が含まれているので、上記のようにすることによって負極抵抗の算出に際して負極活性化の影響を反映させることができる。その結果、正極電位の算出精度が向上するので、より適切に正極を適切に保護することができるとともに、ニッケル水素電池からの出力が過度に抑制されることを防止して電池性能を向上させることができる。   According to the above configuration, the cell resistance (resistance of the entire cell) of the nickel-metal hydride battery is calculated from the voltage and current detected by the detection unit, and the positive electrode resistance of the nickel-metal hydride battery is subtracted from the calculated cell resistance. The negative electrode resistance of the hydrogen battery is calculated. Since the cell resistance includes a resistance component due to the activation of the negative electrode, the above-described method can reflect the influence of the activation of the negative electrode when calculating the resistance of the negative electrode. As a result, the calculation accuracy of the positive electrode potential is improved, so that the positive electrode can be more appropriately protected appropriately, and the output from the nickel-metal hydride battery is prevented from being excessively suppressed, and the battery performance is improved. Can be.

本発明によれば、ニッケル水素電池を含む電池システムにおいて、正極を適切に保護しつつ電池性能を向上させることができる。   According to the present invention, in a battery system including a nickel-metal hydride battery, battery performance can be improved while appropriately protecting the positive electrode.

本実施の形態に係る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。1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electric vehicle equipped with a battery system according to the present embodiment. セルの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a cell. 正極電位の算出手法を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a method of calculating a positive electrode potential. 本実施の形態におけるバッテリの出力抑制制御を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating battery output suppression control according to the present embodiment. 本実施の形態の変形例１におけるバッテリの出力抑制制御を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating battery output suppression control according to a first modification of the present embodiment. 本実施の形態の変形例２におけるバッテリの出力抑制制御を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating battery output suppression control according to a second modification of the present embodiment.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

以下では、本発明の実施の形態に係る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。電動車両は、ハイブリッド車（プラグインハイブリッド車を含む）であってもよいし、電気自動車であってもよいし、燃料自動車であってもよい。また、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、定置用であってもよい。   Hereinafter, a configuration in which the battery system according to the embodiment of the present invention is mounted on an electric vehicle will be described as an example. The electric vehicle may be a hybrid vehicle (including a plug-in hybrid vehicle), an electric vehicle, or a fuel vehicle. Further, the use of the battery system is not limited to a vehicle, but may be a stationary use.

［実施の形態］
＜電池システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る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、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、動力伝達ギア２０と、駆動輪３０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）５０と、電池システム２とを備える。電池システム２は、電池パック１００と、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、温度センサ２３０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。 [Embodiment]
<Configuration of battery system>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electric vehicle equipped with a battery system according to the present embodiment. The vehicle 1 includes a motor generator (MG) 10, a power transmission gear 20, a drive wheel 30, a power control unit (PCU) 40, and a system main relay (SMR) 50. And a battery system 2. The battery system 2 includes a battery pack 100, a voltage sensor 210, a current sensor 220, a temperature sensor 230, and an electronic control unit (ECU) 300.

モータジェネレータ１０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の出力トルクは、減速機および動力分割機構を含んで構成された動力伝達ギア２０を介して駆動輪３０に伝達される。モータジェネレータ１０は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪３０の回転力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１０に加えてエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、エンジンおよびモータジェネレータ１０を協調的に動作させることによって必要な車両駆動力を発生させる。なお、図１ではモータジェネレータが１つだけ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。   Motor generator 10 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine. The output torque of motor generator 10 is transmitted to drive wheels 30 via a power transmission gear 20 including a speed reducer and a power split mechanism. The motor generator 10 can also generate electric power by the rotational force of the drive wheels 30 during the regenerative braking operation of the vehicle 1. In a hybrid vehicle equipped with an engine (not shown) in addition to motor generator 10, a necessary vehicle driving force is generated by operating engine and motor generator 10 in a coordinated manner. Although FIG. 1 shows a configuration in which only one motor generator is provided, the number of motor generators is not limited to this, and a configuration in which a plurality (for example, two) of motor generators may be provided.

ＰＣＵ４０は、いずれも図示しないが、インバータとコンバータとを含む。電池パック１００の放電時には、コンバータは、電池パック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。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。一方、電池パック１００の充電時には、インバータは、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧を降圧して電池パック１００に供給する。   Although not shown, PCU 40 includes an inverter and a converter. When the battery pack 100 is discharged, the converter boosts the voltage supplied from the battery pack 100 and supplies the boosted voltage to the inverter. The inverter converts DC power supplied from the converter into AC power and drives motor generator 10. On the other hand, when charging battery pack 100, the inverter converts AC power generated by motor generator 10 into DC power and supplies the DC power to the converter. The converter steps down the voltage supplied from the inverter and supplies it to battery pack 100.

ＳＭＲ５０は、電池パック１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている場合、電池パック１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が行なわれ得る。   SMR 50 is electrically connected to a power line connecting battery pack 100 and PCU 40. When SMR 50 is closed in response to a control signal from ECU 300, power can be exchanged between battery pack 100 and PCU 40.

電池パック１００は、再充電が可能な直流電源であり、本実施の形態では複数のニッケル水素電池のセル１１０を含んで構成される。電池パック１００に含まれる各セル１１０の詳細な構成については図２にて説明する。   The battery pack 100 is a rechargeable DC power supply, and includes a plurality of nickel-metal hydride battery cells 110 in the present embodiment. The detailed configuration of each cell 110 included in the battery pack 100 will be described with reference to FIG.

電池パック１００には、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、温度センサ２３０とが設けられる。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。なお、電圧センサ２１０および電流センサ２２０は、本発明に係る「検出部」に相当する。   The battery pack 100 is provided with a voltage sensor 210, a current sensor 220, and a temperature sensor 230. Each sensor outputs the detection result to ECU 300. Note that the voltage sensor 210 and the current sensor 220 correspond to a “detection unit” according to the present invention.

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））３０２と、入出力バッファ（図示せず）と等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および電池システム２が所望の状態となるように各機器を制御する。ＥＣＵ３００により実行される主要な制御として、電池パック１００の放電制御が挙げられるが、この放電制御については後述する。   The ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a memory (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)) 302, an input / output buffer (not shown), and the like. ECU 300 controls each device based on a signal received from each sensor and a map and a program stored in memory 302 such that vehicle 1 and battery system 2 are brought into desired states. The main control executed by the ECU 300 is a discharge control of the battery pack 100, which will be described later.

図２は、セル１１０の構成を示す図である。図示しないが、他のセルの構成も基本的に共通である。セル１１０は、たとえば角形密閉式のセルであり、ケース１２０と、ケース１２０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）とを含む。なお、図２ではケース１２０の一部を透視して電極体１４０を示している。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the cell 110. Although not shown, the configuration of the other cells is basically common. The cell 110 is, for example, a rectangular sealed cell, and includes a case 120, a safety valve 130 provided in the case 120, an electrode body 140 housed in the case 120, and an electrolyte (not shown). Note that FIG. 2 shows the electrode body 140 with a part of the case 120 seen through.

ケース１２０は、いずれも金属からなるケース本体および蓋体を含み、蓋体がケース本体の開口部上で全周溶接されることにより密閉されている。安全弁１３０は、ケース１２０内部の圧力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、正極と、負極と、セパレータとを含む。正極は、たとえば袋状のセパレータ内に挿入されており、セパレータ内に挿入された正極と、負極とが交互に積層されている。正極および負極は、図示しない正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に接続されている。   The case 120 includes a case main body and a lid, both of which are made of metal, and the lid is hermetically sealed by being welded all around the opening of the case main body. When the pressure inside the case 120 exceeds a predetermined value, the safety valve 130 discharges a part of the gas (such as hydrogen gas) inside the case 120 to the outside. Electrode body 140 includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The positive electrode is inserted in, for example, a bag-shaped separator, and the positive electrode and the negative electrode inserted in the separator are alternately stacked. The positive electrode and the negative electrode are electrically connected to a positive terminal and a negative terminal (not shown), respectively.

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。本実施の形態においては、一例として、正極は、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２または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。負極は、水素吸蔵合金を含む。セパレータには、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）または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等を含むアルカリ水溶液が用いられる。 As the material of the electrode body 140 and the electrolytic solution, various conventionally known materials can be used. In the present embodiment, as an example, the positive electrode includes a positive electrode active material layer containing nickel hydroxide (Ni (OH) 2 or NiOOH), and an active material support such as foamed nickel. The negative electrode contains a hydrogen storage alloy. As the separator, a nonwoven fabric made of a synthetic fiber subjected to a hydrophilic treatment is used. An alkaline aqueous solution containing potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), or the like is used as the electrolyte.

＜正極保護および出力抑制制御＞
ニッケル水素電池の正極電位が所定値を下回ると、正極が劣化し、ニッケル水素電池の出力性能が低下することが知られている。詳細に説明すると、正極活物質の表面を覆う導電材（いずれも図示せず）が電解液中に溶出して導電材の量が減少し正極の導電性が低下することによって、ニッケル水素電池の出力性能が低下してしまう。そのため、正極電位が所定値を下回った場合には、ニッケル水素電池からの出力を抑制することが望ましい。 <Positive electrode protection and output suppression control>
It is known that when the positive electrode potential of a nickel-metal hydride battery falls below a predetermined value, the positive electrode deteriorates and the output performance of the nickel-metal hydride battery decreases. More specifically, a conductive material (both not shown) covering the surface of the positive electrode active material is eluted into the electrolytic solution to reduce the amount of the conductive material and decrease the conductivity of the positive electrode, thereby reducing the conductivity of the nickel-metal hydride battery. Output performance will be reduced. Therefore, when the positive electrode potential falls below a predetermined value, it is desirable to suppress the output from the nickel-metal hydride battery.

より具体的に、本実施の形態においては、電池パック１００からの放電電力の制御上限値である放電電力上限値Ｗｏｕｔを基準値よりも低下させることができる。これにより、電池パック１００からの出力を抑制しやすくして電池パック１００の充電を優先することができるので、各セル１１０の正極電位Ｖｐを上昇させて、所定値Ｖ０（上記所定値に相当）よりも高い電位まで変化させることが可能になるためである。この制御を以下では電池パック１００の「出力抑制制御」とも称する。   More specifically, in the present embodiment, discharge power upper limit Wout, which is a control upper limit of discharge power from battery pack 100, can be made lower than a reference value. Thereby, the output from the battery pack 100 can be easily suppressed, and the charging of the battery pack 100 can be prioritized. Therefore, the positive electrode potential Vp of each cell 110 is increased and the predetermined value V0 (corresponding to the above predetermined value) is increased. This is because it is possible to change the potential to a higher level. Hereinafter, this control is also referred to as “output suppression control” of the battery pack 100.

出力抑制制御を適時に実行するためには正極電位Ｖｐを高精度に算出することが求められる。しかしながら、一般に、ニッケル水素電池の正極においてはメモリ効果に起因する電圧変化（充電時には電圧上昇または放電時には電圧降下）が起こり得る。そのため、たとえばＳＯＣおよび温度などのパタメータを用いて正極電位Ｖｐを直接的に算出する手法では、正極電位Ｖｐを高精度に算出することは難しい。したがって、まず、セル１１０の負極電位Ｖｎを算出し、算出された負極電位Ｖｎと、電圧センサ２１０により検出された電圧値とに基づいて正極電位Ｖｐを算出することが考えられる。   In order to execute the output suppression control in a timely manner, it is required to calculate the positive electrode potential Vp with high accuracy. However, in general, a voltage change (a voltage rise at the time of charging or a voltage drop at the time of discharging) due to the memory effect may occur in the positive electrode of the nickel-metal hydride battery. Therefore, it is difficult to calculate the positive electrode potential Vp with high accuracy by a method of directly calculating the positive electrode potential Vp using parameters such as SOC and temperature. Therefore, first, it is considered that the negative electrode potential Vn of the cell 110 is calculated, and the positive electrode potential Vp is calculated based on the calculated negative electrode potential Vn and the voltage value detected by the voltage sensor 210.

＜正極電位の算出＞
以下、正極電位Ｖｐの算出手法について詳細に説明する。なお、以下では、各セル１１０の電圧（セル電圧）をＶｂ’で表し、各セル１１０を流れる電流（セル電流）をＩｂ’で表し、各セル１１０の温度（セル温度）をＴｂ’で表す。セル電圧Ｖｂ’は、たとえば電池パック１００の電圧Ｖｂを電池パック１００に含まれる直列セル数で除算することにより算出することができる。セル電流Ｉｂ’は、たとえば全セルが直列に接続されている場合には電流Ｉｂと等しい（Ｉｂ’＝Ｉｂ）。セル温度Ｔｂ’についても電池パック１００の温度Ｔｂと等しいとすることができる（Ｔｂ’＝Ｔｂ）。なお、セル電圧Ｖｂ’、セル電流Ｉｂ’およびセル温度Ｔｂ’を取得するための手法は電池パック１００の構成に応じて適宜変更することができる。 <Calculation of positive electrode potential>
Hereinafter, a method of calculating the positive electrode potential Vp will be described in detail. In the following, the voltage (cell voltage) of each cell 110 is represented by Vb ′, the current flowing through each cell 110 (cell current) is represented by Ib ′, and the temperature of each cell 110 (cell temperature) is represented by Tb ′. . The cell voltage Vb ′ can be calculated, for example, by dividing the voltage Vb of the battery pack 100 by the number of series cells included in the battery pack 100. Cell current Ib ′ is equal to current Ib (Ib ′ = Ib), for example, when all cells are connected in series. The cell temperature Tb 'can also be set equal to the temperature Tb of the battery pack 100 (Tb' = Tb). Note that the method for obtaining the cell voltage Vb ′, the cell current Ib ′, and the cell temperature Tb ′ can be appropriately changed according to the configuration of the battery pack 100.

図３は、正極電位Ｖｐの算出手法を説明するための図である。図３において、横軸は経過時間を示し、縦軸は電位を示す。なお、負極開放電位ＯＣＶｎは、電池パック１００の実使用ＳＯＣ領域では、ＳＯＣ依存性はほとんどなく一定とみなすことができる。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of calculating the positive electrode potential Vp. In FIG. 3, the horizontal axis indicates elapsed time, and the vertical axis indicates potential. Note that the negative electrode open potential OCVn has almost no SOC dependency and can be considered to be constant in the actually used SOC region of the battery pack 100.

時刻ｔ０よりも前の期間においては、電池パック１００の充放電は行なわれていない。したがって、負極電位Ｖｎは負極開放電位ＯＣＶｎに等しい。   During a period before time t0, charging / discharging of battery pack 100 is not performed. Therefore, the negative electrode potential Vn is equal to the negative electrode open potential OCVn.

時刻ｔ０において電池パック１００の放電が開始されると、電池パック１００の放電中の負極電位Ｖｎは、負極開放電位ＯＣＶｎよりも高くなる。負極電位Ｖｎは、下記式（１）のように、セル電流Ｉｂ’とセル１１０の負極抵抗Ｒｎとを用いて算出することができる（負極抵抗Ｒｎの算出手法については後述）。
Ｖｎ＝ＯＣＶｎ＋Ｉｂ’×Ｒｎ ・・・（１） When the discharge of the battery pack 100 is started at time t0, the negative electrode potential Vn during the discharge of the battery pack 100 becomes higher than the negative electrode open potential OCVn. The negative electrode potential Vn can be calculated using the cell current Ib ′ and the negative resistance Rn of the cell 110 as in the following equation (1) (the calculation method of the negative resistance Rn will be described later).
Vn = OCVn + Ib ′ × Rn (1)

なお、セル温度Ｔｂ’が高いほど、負極電位Ｖｎは、図３に示すように放電中も一定電位となる挙動を示しやすくなる。反対に、温度Ｔｂが所定温度よりも低いときには分極が発生しやすくなり、負極電位Ｖｎは、放電時間に応じて変化しやすくなる。つまり、負極電位Ｖｎを特定しにくくなる。しかし、多くの場合、電池パック１００の充放電を行うときには通電に伴う電池パック１００（またはセル１１０）の発熱によってセル温度Ｔｂ’が所定温度以上となるので、電池パック１００の放電中の負極電位Ｖｎは、放電時間にかかわらず一定電位となる。したがって、上記式（１）に基づいて負極電位Ｖｎを算出することができる。   The higher the cell temperature Tb ', the more easily the negative electrode potential Vn tends to exhibit a constant potential during the discharge as shown in FIG. Conversely, when the temperature Tb is lower than the predetermined temperature, polarization tends to occur, and the negative electrode potential Vn tends to change according to the discharge time. That is, it becomes difficult to specify the negative electrode potential Vn. However, in many cases, when charging / discharging the battery pack 100, the cell temperature Tb ′ becomes equal to or higher than a predetermined temperature due to heat generation of the battery pack 100 (or the cell 110) due to energization. Vn has a constant potential regardless of the discharge time. Therefore, the negative electrode potential Vn can be calculated based on the above equation (1).

セル電圧Ｖｂ’は、正極電位Ｖｐと負極電位Ｖｎの差（Ｖｂ＝Ｖｐ−Ｖｎ）である。よって、正極電位Ｖｐは、下記式（２）に示すように、負極電位Ｖｎにセル電圧Ｖｂ’を加算することにより算出することができる。
Ｖｐ＝Ｖｎ＋Ｖｂ’ ・・・（２） The cell voltage Vb ′ is the difference between the positive electrode potential Vp and the negative electrode potential Vn (Vb = Vp−Vn). Therefore, the positive electrode potential Vp can be calculated by adding the cell voltage Vb ′ to the negative electrode potential Vn as shown in the following equation (2).
Vp = Vn + Vb '(2)

＜負極の活性化＞
一般に、ニッケル水素電池の製造時には、水素吸蔵合金の表面に種々のガスが吸着されているとともに水素吸蔵合金の表面が酸化被膜により覆われているので、水素吸蔵合金に水素を吸蔵可能にするための活性化処理が実施される。これは、いわゆる初期活性化処理であるが、本発明者は、ニッケル水素電池の使用中においてもニッケル水素電池の使用時間の経過とともに負極の活性化が進行し得る点に着目した。 <Activation of negative electrode>
In general, during the manufacture of nickel-metal hydride batteries, various gases are adsorbed on the surface of the hydrogen storage alloy and the surface of the hydrogen storage alloy is covered with an oxide film, so that hydrogen can be stored in the hydrogen storage alloy. Is performed. Although this is a so-called initial activation process, the present inventor has paid attention to the fact that the activation of the negative electrode can proceed with use time of the nickel-metal hydride battery even during use of the nickel-metal hydride battery.

負極活性化が進行すると、負極抵抗Ｒｎが低下する。そうすると、上記式（１）および式（２）から分かるように、負極電位Ｖｎが低下し、それにより正極電位Ｖｐが低下し得る。つまり、出力抑制制御により放電電力上限値Ｗｏｕｔを基準値よりも低下させるための所定値Ｖ０を正極電位Ｖｐが下回りやすくなる可能性がある。しかしながら、たとえば特許文献１では、負極の活性化の進行については特に考慮されていないので、正極保護の観点において改善の余地が存在する。   As the activation of the negative electrode proceeds, the negative electrode resistance Rn decreases. Then, as can be seen from the above formulas (1) and (2), the negative electrode potential Vn decreases, and accordingly, the positive electrode potential Vp may decrease. That is, the positive electrode potential Vp may easily fall below the predetermined value V0 for lowering the discharge power upper limit value Wout from the reference value by the output suppression control. However, in Patent Document 1, for example, the progress of the activation of the negative electrode is not particularly considered, and there is room for improvement from the viewpoint of positive electrode protection.

その一方で、正極保護を確実に行なうためには、所定値Ｖ０を十分に高く設定し正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０を下回りやすくする（あるいは、負極抵抗Ｒｎを負極活性化が十分に進行した後の下限値とすることで正極電位Ｖｐを低く見積もる）ことによって、電池パック１００からの出力抑制制御を強化することも考えられる。しかしながら、そうすると、電池パック１００からの出力が過度に制限され、電池パック１００の電池性能（より詳細には放電性能）を十分に発揮することができなくなる可能性がある。   On the other hand, in order to reliably protect the positive electrode, the predetermined value V0 is set to be sufficiently high so that the positive electrode potential Vp tends to fall below the predetermined value V0 (or after the negative electrode resistance Rn is sufficiently activated for the negative electrode activation). By lowering the positive electrode potential Vp by setting the lower limit value of the above, it is conceivable to enhance the output suppression control from the battery pack 100. However, in this case, the output from the battery pack 100 is excessively limited, and the battery performance (more specifically, the discharge performance) of the battery pack 100 may not be able to be sufficiently exhibited.

そこで、本実施の形態においては、セル抵抗Ｒまたは負極抵抗Ｒｎの算出に際して、負極活性化の進行の影響を反映させる構成を採用する。すなわち、電圧センサ２１０により検出された電圧Ｖｂ（より詳細にはセル電圧Ｖｂ’）と、電流センサ２２０により検出された電流Ｉｂ（より詳細にはセル電流Ｉｂ’）とから、セル１１０の抵抗（セル抵抗）Ｒが算出される。そして、セル抵抗Ｒから正極抵抗Ｒｐを減算することにより負極抵抗Ｒｎが算出される。   Therefore, in the present embodiment, when calculating the cell resistance R or the negative electrode resistance Rn, a configuration that reflects the influence of the progress of the negative electrode activation is adopted. That is, from the voltage Vb (more specifically, the cell voltage Vb ′) detected by the voltage sensor 210 and the current Ib (more specifically, the cell current Ib ′) detected by the current sensor 220, the resistance ( The cell resistance R is calculated. Then, the negative electrode resistance Rn is calculated by subtracting the positive electrode resistance Rp from the cell resistance R.

セル抵抗Ｒには負極活性化による抵抗成分が含まれているので、上記のようにすることによってセル抵抗Ｒまたは負極抵抗Ｒｎの算出に際して負極活性化の影響を反映させることができる。その結果、負極電位Ｖｎの算出精度（ひいては正極電位Ｖｐの算出精度）が向上するので、より適切に正極を適切に保護することができる。さらに、電池パック１００からの出力が過度に抑制されることを防止して電池性能を向上させることができる。   Since the cell resistance R contains a resistance component due to the activation of the negative electrode, the above-described method can reflect the influence of the activation of the negative electrode when calculating the cell resistance R or the negative electrode resistance Rn. As a result, the calculation accuracy of the negative electrode potential Vn (and the calculation accuracy of the positive electrode potential Vp) is improved, so that the positive electrode can be more appropriately protected. Further, the battery performance can be improved by preventing the output from the battery pack 100 from being excessively suppressed.

図４は、本実施の形態における電池パック１００の出力抑制制御を示すフローチャートである。図４ならびに後述する図５および図６に示すフローチャートの処理は、所定の条件成立時または所定の制御周期毎に図示しない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。   FIG. 4 is a flowchart showing output suppression control of battery pack 100 in the present embodiment. The processes of the flowcharts shown in FIG. 4 and FIGS. 5 and 6, which will be described later, are called and executed from a main routine (not shown) when a predetermined condition is satisfied or every predetermined control cycle. Each step (hereinafter abbreviated as “S”) included in these flowcharts is basically realized by software processing by the ECU 300, and a part or all of the hardware (electric circuit) manufactured in the ECU 300 It may be realized by.

Ｓ１１０において、ＥＣＵ３００は、各センサ（電圧センサ２１０、電流センサ２２０および温度センサ２３０）から電池パック１００の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂを取得する。さらに、ＥＣＵ３００は、電池パック１００の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂからセル電圧Ｖｂ’、セル電流Ｉｂ’およびセル温度Ｔｂ’をそれぞれ算出する。この算出手法の一例についてはすでに説明したため、詳細な説明は繰り返さない。   In S110, ECU 300 obtains voltage Vb, current Ib, and temperature Tb of battery pack 100 from each sensor (voltage sensor 210, current sensor 220, and temperature sensor 230). Further, ECU 300 calculates cell voltage Vb ', cell current Ib' and cell temperature Tb 'from voltage Vb, current Ib and temperature Tb of battery pack 100, respectively. An example of this calculation method has already been described, and thus detailed description will not be repeated.

Ｓ１２０において、ＥＣＵ３００は、セル抵抗Ｒを算出する。セル抵抗Ｒは、所定期間内（たとえば１００ｍｓ〜１秒程度）内におけるセル電圧Ｖｂ’をセル電流Ｉｂ’により除算することによって算出することができる（Ｒ＝Ｖｂ’／Ｉｂ’）。なお、上記所定期間としては、セル電圧Ｖｂ’およびセル電流Ｉｂ’がほぼ一定である期間（つまり、セル電圧Ｖｂ’の変化量およびセル電流Ｉｂ’の変化量が十分に小さい期間）を用いることが好ましい。セル抵抗Ｒは、セル１１０における全要因による抵抗成分が含まれたものであるため、負極活性化による抵抗成分もセル抵抗Ｒに含まれる。   In S120, ECU 300 calculates cell resistance R. The cell resistance R can be calculated by dividing the cell voltage Vb 'within a predetermined period (for example, about 100 ms to 1 second) by the cell current Ib' (R = Vb '/ Ib'). Note that a period in which the cell voltage Vb 'and the cell current Ib' are substantially constant (that is, a period in which the amount of change in the cell voltage Vb 'and the amount of change in the cell current Ib' are sufficiently small) is used as the predetermined period. Is preferred. Since the cell resistance R includes the resistance component due to all factors in the cell 110, the resistance component due to the activation of the negative electrode is also included in the cell resistance R.

Ｓ１３０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて算出したセル抵抗Ｒが所定の判定値Ｒ０以下であるか否かを判定する。判定値Ｒ０は、負極活性化により負極抵抗Ｒｎの低下が進行することに伴ってセル抵抗Ｒも判定値Ｒ０以下になるように、実験またはシミュレーションにより予め定められる。セル抵抗Ｒが判定値Ｒ０よりも高い場合（Ｓ１３０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、負極活性化はあまり進行していない（あるいは全く進行していない）として、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。このように負極活性化が進行していない場合には以降の処理は特に不要であるため、これらの処理をスキップすることにより、ＥＣＵ３００の演算負荷を低減することができる。なお、本実施の形態では、セル抵抗Ｒが本発明に係る「ニッケル水素電池の負極活性化による抵抗低減に関連する値」に相当する。また、判定値Ｒ０が本発明に係る「所定値」に相当する。   In S130, ECU 300 determines whether or not cell resistance R calculated in S120 is equal to or less than a predetermined determination value R0. The determination value R0 is determined in advance by an experiment or a simulation such that the cell resistance R becomes equal to or less than the determination value R0 as the negative electrode resistance Rn decreases with the activation of the negative electrode. If the cell resistance R is higher than the determination value R0 (NO in S130), the ECU 300 determines that the negative electrode activation has not progressed much (or has not progressed at all), and skips the subsequent processing and proceeds to the main routine. Return to. As described above, when the negative electrode activation has not progressed, the subsequent processing is not particularly necessary. Therefore, by skipping these processing, the calculation load of the ECU 300 can be reduced. Note that, in the present embodiment, the cell resistance R corresponds to “a value related to the resistance reduction by activating the negative electrode of the nickel-metal hydride battery” according to the present invention. Further, the determination value R0 corresponds to a “predetermined value” according to the present invention.

これに対し、セル抵抗Ｒが判定値Ｒ０以下の場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ３００は、負極活性化がある程度進行しているとして処理をＳ１４０に進める。   On the other hand, when cell resistance R is equal to or smaller than determination value R0 (YES in S130), ECU 300 determines that the activation of the negative electrode has progressed to some extent, and advances the process to S140.

Ｓ１４０において、ＥＣＵ３００は、セル１１０の正極抵抗Ｒｐを算出する。正極抵抗Ｒｐは温度依存性を有するため、正極抵抗Ｒｐとセル温度Ｔｂ’との対応関係をマップまたは関係式としてメモリ３０２に予め記憶させておくことにより、ＥＣＵ３００は、セル温度Ｔｂ’から正極抵抗Ｒｐを算出することができる。なお、正極抵抗Ｒｐの温度依存性を考慮することは必須ではなく、予め定められた固定値を正極抵抗Ｒｐとして用いてもよい。   In S140, ECU 300 calculates positive electrode resistance Rp of cell 110. Since the positive electrode resistance Rp has temperature dependence, the correspondence between the positive electrode resistance Rp and the cell temperature Tb ′ is stored in the memory 302 in advance as a map or a relational expression, so that the ECU 300 can calculate the positive electrode resistance from the cell temperature Tb ′. Rp can be calculated. It is not essential to consider the temperature dependency of the positive electrode resistance Rp, and a predetermined fixed value may be used as the positive electrode resistance Rp.

Ｓ１５０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて算出したセル抵抗ＲとＲ１４０にて算出した正極抵抗Ｒｐとの差分を演算することにより、セル１１０の負極抵抗Ｒｎを算出する（Ｒｎ＝Ｒ−Ｒｐ）。   In S150, ECU 300 calculates the negative resistance Rn of cell 110 by calculating the difference between the cell resistance R calculated in S120 and the positive resistance Rp calculated in R140 (Rn = R-Rp).

Ｓ１６０において、ＥＣＵ３００は、電流センサ２２０により検出されたセル電流Ｉｂ’と、Ｓ１５０にて算出した負極抵抗Ｒｎとの積を負極開放電位ＯＣＶｎに加算することにより、セル１１０の負極電位Ｖｎを算出する（上記式（１）参照）。負極開放電位ＯＣＶｎは、所定のＳＯＣ範囲内においてはＳＯＣにかかわらず一定である。よって、負極開放電位ＯＣＶｎは実験により予め求めておくことができる。   In S160, ECU 300 calculates the negative electrode potential Vn of cell 110 by adding the product of cell current Ib 'detected by current sensor 220 and negative electrode resistance Rn calculated in S150 to negative electrode open potential OCVn. (See equation (1) above). The negative electrode open potential OCVn is constant within a predetermined SOC range regardless of the SOC. Therefore, the negative electrode open potential OCVn can be obtained in advance by an experiment.

Ｓ１７０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて算出した負極電位ＶｎにＳ１１０にて算出したセル電圧Ｖｂ’（電圧センサ２１０の検出値から算出したもの）を加算することにより、セル１１０の正極電位Ｖｐを算出する（上記式（２）を参照）。   In S170, ECU 300 calculates positive electrode potential Vp of cell 110 by adding cell voltage Vb '(calculated from the value detected by voltage sensor 210) to cell voltage Vb' calculated in S110 to negative electrode potential Vn calculated in S160. (See equation (2) above).

Ｓ１８０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて算出した正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０以下であるか否かを判定する。所定値Ｖ０は、セル１１０の正極の劣化（正極活物質層内の導電材の溶出）が起こり得る電位を考慮して予め設定された正極保護電位である。正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０以下の場合（Ｓ１８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１９０に進める。   In S180, ECU 300 determines whether or not positive electrode potential Vp calculated in S170 is equal to or less than predetermined value V0. The predetermined value V0 is a positive electrode protection potential set in advance in consideration of a potential at which deterioration of the positive electrode of the cell 110 (elution of the conductive material in the positive electrode active material layer) may occur. If positive electrode potential Vp is equal to or lower than predetermined value V0 (YES in S180), ECU 300 proceeds with the process to S190.

Ｓ１９０において、ＥＣＵ３００は、電池パック１００からの出力を抑制する。本実施の形態においては、放電電力上限値Ｗｏｕｔを基準値Ｗｒｅｆ（たとえば正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０よりも高い場合の放電電力上限値）よりも低下させて、セル１１０の出力を抑制しやすくする。なお、基準値Ｗｒｅｆは、電池パック１００の温度ＴｂおよびＳＯＣに応じて実験またはシミュレーションにより予め規定され、メモリ３０２に記憶されている。   In S190, ECU 300 suppresses the output from battery pack 100. In the present embodiment, discharge power upper limit Wout is made lower than reference value Wref (for example, discharge power upper limit when positive electrode potential Vp is higher than predetermined value V0), so that output of cell 110 is easily suppressed. . The reference value Wref is defined in advance by an experiment or a simulation according to the temperature Tb and the SOC of the battery pack 100, and is stored in the memory 302.

電池パック１００からの出力（放電）を抑制することにより、電池パック１００の充電を優先させることができる。電池パック１００を充電すれば、セル１１０の正極電位Ｖｐを上昇させることができるので、正極電位Ｖｐを所定値Ｖ０よりも高い電位まで変化させることができる。したがって、電解液中への導電材の溶出を抑制することができる。よって、電池パック１００の出力性能が低下することを防止できる。   By suppressing the output (discharge) from the battery pack 100, charging of the battery pack 100 can be prioritized. When the battery pack 100 is charged, the positive electrode potential Vp of the cell 110 can be increased, so that the positive electrode potential Vp can be changed to a potential higher than the predetermined value V0. Therefore, elution of the conductive material into the electrolytic solution can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the output performance of the battery pack 100 from being reduced.

一方、Ｓ１８０において正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０よりも高い場合（Ｓ１８０においてＮＯ）には、ＥＣＵ３００は、Ｓ１９０の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。   On the other hand, if the positive electrode potential Vp is higher than predetermined value V0 in S180 (NO in S180), ECU 300 skips the process of S190 and returns the process to the main routine.

以上のように、本実施の形態によれば、電圧センサ２１０により検出された電圧Ｖｂ（さらに電圧Ｖｂから算出されたセル電圧Ｖｂ’）と、電流センサ２２０により検出された電流Ｉｂ（＝セル電流Ｉｂ’）とからセル抵抗Ｒが算出され、算出されたセル抵抗Ｒから正極抵抗Ｒｐを減算することにより負極抵抗Ｒｎが算出される。セル抵抗Ｒには負極活性化による抵抗成分が含まれているので、上記のようにすることで負極抵抗Ｒｎの算出に際して負極活性化の影響を反映させることができる。その結果、負極電位Ｖｎの算出精度（ひいては正極電位Ｖｐの算出精度）が向上するので、より適切に正極を適切に保護することができる。   As described above, according to the present embodiment, voltage Vb detected by voltage sensor 210 (and cell voltage Vb ′ calculated from voltage Vb) and current Ib detected by current sensor 220 (= cell current Ib ′), the cell resistance R is calculated, and the negative resistance Rn is calculated by subtracting the positive resistance Rp from the calculated cell resistance R. Since the cell resistance R includes a resistance component due to the activation of the negative electrode, the above-described method can reflect the influence of the activation of the negative electrode when calculating the negative electrode resistance Rn. As a result, the calculation accuracy of the negative electrode potential Vn (and the calculation accuracy of the positive electrode potential Vp) is improved, so that the positive electrode can be more appropriately protected.

また、正極保護の観点からはセル抵抗Ｒ（あるいは負極抵抗Ｒｎ）を実際には算出することなく所定値Ｖ０を高く設定することも考えられるところ、本実施の形態によれば、セル抵抗Ｒを算出することで所定値Ｖ０を過度に高く設定しなくてよくなる。したがって、電池パック１００からの出力が過度に抑制されることを防止することができ。その結果、電池パック１００の電池性能を向上させることができる。   Further, from the viewpoint of positive electrode protection, it is conceivable to set the predetermined value V0 high without actually calculating the cell resistance R (or the negative electrode resistance Rn). By the calculation, the predetermined value V0 does not need to be set too high. Therefore, it is possible to prevent the output from the battery pack 100 from being excessively suppressed. As a result, the battery performance of the battery pack 100 can be improved.

さらに、正極においてはメモリ効果の発生度合いに応じて正極電位Ｖｐが変化してしまうので正極電位Ｖｐを直接算出することは困難であるところ、本実施の形態によれば、まず負極電位Ｖｎを算出し、算出された負極電位Ｖｎと、電圧センサ２１０による検出値に基づいて算出されたセル電圧Ｖｂ’とから正極電位Ｖｐが算出される。これにより、たとえメモリ効果の影響があっても正極電位Ｖｐを高精度に算出することができる。   Furthermore, in the positive electrode, it is difficult to directly calculate the positive electrode potential Vp because the positive electrode potential Vp changes according to the degree of occurrence of the memory effect. However, according to the present embodiment, first, the negative electrode potential Vn is calculated. Then, the positive electrode potential Vp is calculated from the calculated negative electrode potential Vn and the cell voltage Vb ′ calculated based on the value detected by the voltage sensor 210. Thereby, even if the memory effect is exerted, the positive electrode potential Vp can be calculated with high accuracy.

［変形例１］
実施の形態では、ＥＣＵ３００の演算負荷を低減するために、セル抵抗Ｒが判定値Ｒ０以下である場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）に負極抵抗Ｒｎの算出および負極電位Ｖｎの算出などの以降の処理（Ｓ１４０以降の処理）が実行される例について説明した。変形例１においては、負極抵抗Ｒｎの大小関係の判定結果に応じて、それ以降の処理を実行するか否かを判定する例について説明する。 [Modification 1]
In the present embodiment, in order to reduce the calculation load on ECU 300, when cell resistance R is equal to or smaller than determination value R0 (YES in S130), the following processing (S140) such as calculation of negative resistance Rn and calculation of negative electrode potential Vn is performed. An example in which the following processing is performed has been described. In the first modification, an example will be described in which it is determined whether or not to execute the subsequent processing according to the determination result of the magnitude relationship of the negative electrode resistance Rn.

図５は、本実施の形態の変形例１における電池パック１００の出力抑制制御を示すフローチャートである。このフローチャートにおけるＳ２１０，Ｓ２２０の処理は、実施の形態におけるＳ１１０，Ｓ１２０の処理（図４参照）とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。   FIG. 5 is a flowchart showing output suppression control of battery pack 100 in Modification 1 of the present embodiment. The processes in S210 and S220 in this flowchart are respectively equivalent to the processes in S110 and S120 in the embodiment (see FIG. 4), and therefore, description thereof will not be repeated.

Ｓ２３０において、ＥＣＵ３００は、セル１１０の正極抵抗Ｒｐを算出する。さらに、Ｓ２４０において、ＥＣＵ３００は、負極抵抗Ｒｎを算出する。これらの処理は、実施の形態におけるＳ１４０，Ｓ１５０の処理とそれぞれ同等である。   In S230, ECU 300 calculates positive electrode resistance Rp of cell 110. Further, in S240, ECU 300 calculates negative electrode resistance Rn. These processes are respectively equivalent to the processes of S140 and S150 in the embodiment.

Ｓ２５０において、ＥＣＵ３００は、負極抵抗Ｒｎが所定の判定値Ｒｎ０以下であるか否かを判定する。負極抵抗Ｒｎが判定値Ｒｎ０よりも高い場合（Ｓ２５０においてＮＯ）には、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。これにより、負極活性化があまり進行しておらず負極抵抗Ｒｎが依然として高い場合に、ＥＣＵ３００の演算負荷を低減することができる。なお、変形例１では、負極抵抗Ｒｎが本発明に係る「ニッケル水素電池の負極活性化による抵抗低減に関連する値」に相当する。また、判定値Ｒｎ０が本発明に係る「所定値」に相当する。   In S250, ECU 300 determines whether or not negative electrode resistance Rn is equal to or smaller than a predetermined determination value Rn0. If negative electrode resistance Rn is higher than determination value Rn0 (NO in S250), the subsequent processing is skipped and the processing returns to the main routine. Accordingly, when the negative electrode activation has not progressed much and the negative electrode resistance Rn is still high, the calculation load of the ECU 300 can be reduced. In the first modification, the negative electrode resistance Rn corresponds to “a value related to a reduction in resistance of the nickel-metal hydride battery due to negative electrode activation” according to the present invention. Further, the determination value Rn0 corresponds to the “predetermined value” according to the present invention.

一方、負極抵抗Ｒｎが判定値Ｒｎ０以下である場合（Ｓ２５０においてＹＥＳ）には、負極活性化がある程度進行しているとして、Ｓ２６０〜Ｓ２９０の処理が実行される。これらの処理は、実施の形態におけるＳ１６０〜Ｓ１９０の処理とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。   On the other hand, when negative electrode resistance Rn is equal to or smaller than determination value Rn0 (YES in S250), it is determined that the negative electrode activation has progressed to some extent, and the processes of S260 to S290 are executed. These processes are the same as the processes of S160 to S190 in the embodiment, respectively, and therefore, detailed description will not be repeated.

以上のように、実施の形態の変形例１によれば、実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、負極抵抗Ｒｎの算出に際して負極活性化の影響を反映させることができるので、より適切に正極を適切に保護することができる。また、電池パック１００からの出力が過度に抑制されることを防止し、その結果、電池性能を向上させることができる。   As described above, according to the first modification of the embodiment, the same effects as those of the embodiment can be obtained. That is, when calculating the negative electrode resistance Rn, the influence of the negative electrode activation can be reflected, so that the positive electrode can be more appropriately protected. Further, it is possible to prevent the output from the battery pack 100 from being excessively suppressed, and as a result, it is possible to improve the battery performance.

［変形例２］
実施の形態およびその変形例１では、負極抵抗Ｒｎを算出し、算出された負極抵抗Ｒｎに基づいて負極電位Ｖｎを算出する手法について説明した（図４のＳ１６０または図５のＳ２６０参照）。実施の形態の変形例２においては、負極抵抗Ｒｎに予め定められた固定値に基づいて負極電位Ｖｎを算出する手法について説明する。 [Modification 2]
In the embodiment and the first modification, the method of calculating the negative electrode resistance Rn and calculating the negative electrode potential Vn based on the calculated negative electrode resistance Rn has been described (see S160 in FIG. 4 or S260 in FIG. 5). In a second modification of the embodiment, a method of calculating the negative electrode potential Vn based on a predetermined fixed value of the negative electrode resistance Rn will be described.

図６は、本実施の形態の変形例２における電池パック１００の出力抑制制御を示すフローチャートである。このフローチャートにおけるＳ３１０〜Ｓ３３０の処理は、実施の形態におけるＳ１１０〜Ｓ１３０の処理（図４参照）とそれぞれ同等であるため、説明は繰り返さない。   FIG. 6 is a flowchart illustrating output suppression control of battery pack 100 in Modification 2 of the present embodiment. The processing of S310 to S330 in this flowchart is the same as the processing of S110 to S130 (see FIG. 4) in the embodiment, respectively, and thus description thereof will not be repeated.

Ｓ３３０においてセル抵抗Ｒが判定値Ｒ０以下の場合（Ｓ３３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ３４０に進める。Ｓ３４０において、ＥＣＵ３００は、メモリ３０２に予め記憶された、負極抵抗Ｒｎの下限値Ｒｎ（ｍｉｎ）を読み出す。   If cell resistance R is equal to or smaller than determination value R0 in S330 (YES in S330), ECU 300 proceeds with the process to S340. In S340, ECU 300 reads a lower limit value Rn (min) of negative electrode resistance Rn stored in memory 302 in advance.

Ｓ３５０において、ＥＣＵ３００は、セル１１０の負極電位Ｖｎを算出する。実施の形態の変形例２においては、上記式（１）に代えて下記式（３）が用いられる。すなわち、負極抵抗Ｒｎの算出結果に代えて、実験またはシミュレーションにより予め定められた固定値である負極抵抗の下限値Ｒｎ（ｍｉｎ）が用いられる。
Ｖｎ＝ＯＣＶｎ＋Ｉｂ’×Ｒｎ（ｍｉｎ） ・・・（３） In S350, ECU 300 calculates negative electrode potential Vn of cell 110. In the second modification of the embodiment, the following equation (3) is used instead of the above equation (1). That is, instead of the calculation result of the negative electrode resistance Rn, a lower limit value Rn (min) of the negative electrode resistance, which is a fixed value predetermined by an experiment or a simulation, is used.
Vn = OCVn + Ib ′ × Rn (min) (3)

Ｓ３６０〜Ｓ３８０の処理は、実施の形態におけるＳ１７０〜Ｓ１９０の処理とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。   Since the processing of S360 to S380 is the same as the processing of S170 to S190 in the embodiment, respectively, detailed description will not be repeated.

実施の形態の変形例２においても、実施の形態（またはその変形例１）と同様の効果を奏することができる。すなわち、負極抵抗Ｒｎの算出に際して負極活性化の影響を反映させることができるので、より適切に正極を適切に保護することができる。また、電池パック１００からの出力が過度に抑制されることを防止し、その結果、電池性能を向上させることができる。   Also in Modification 2 of the embodiment, the same effects as those of the embodiment (or Modification 1 thereof) can be obtained. That is, when calculating the negative electrode resistance Rn, the influence of the negative electrode activation can be reflected, so that the positive electrode can be more appropriately protected. Further, it is possible to prevent the output from the battery pack 100 from being excessively suppressed, and as a result, it is possible to improve the battery performance.

さらに、実施の形態の変形例２によれば、負極抵抗の下限値Ｒｎ（ｍｉｎ）を用いることにより、実施の形態（またはその変形例１）と比べて、負極電位Ｖｎが低く算出されるので、正極電位Ｖｐも低く算出される。その結果、正極電位Ｖｐが所定値Ｖ０以下になりやすくなり、電池パック１００の出力抑制制御がより実行されやすくなる。すなわち、実施の形態（またはその変形例１）との比較において、電池性能の向上度合いは小さくなるものの、正極保護をより強化することができる。   Further, according to the second modification of the embodiment, by using the lower limit value Rn (min) of the negative electrode resistance, the negative electrode potential Vn is calculated to be lower than that of the embodiment (or the first modification thereof). , The positive electrode potential Vp is also calculated to be low. As a result, the positive electrode potential Vp tends to be equal to or less than the predetermined value V0, and the output suppression control of the battery pack 100 is more easily executed. That is, as compared with the embodiment (or the first modification), the degree of improvement in battery performance is reduced, but the protection of the positive electrode can be further enhanced.

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。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description of the embodiments, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 車両、２ 電池システム、１０ モータジェネレータ、２０ 動力伝達ギア、３０ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、１００ 電池パック、１１０ セル、１２０ ケース、１３０ 安全弁、１４０ 電極体、２１０ 電圧センサ、２２０ 電流センサ、２３０ 温度センサ、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ。   REFERENCE SIGNS LIST 1 vehicle, 2 battery system, 10 motor generator, 20 power transmission gear, 30 drive wheels, 40 PCU, 50 SMR, 100 battery pack, 110 cell, 120 case, 130 safety valve, 140 electrode body, 210 voltage sensor, 220 current sensor , 230 temperature sensor, 300 ECU, 301 CPU, 302 memory.

Claims (1)

ニッケル水素電池と、
前記ニッケル水素電池の電圧および電流を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果を用いて前記ニッケル水素電池の出力を抑制する出力抑制制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記検出部により検出された電圧および電流から前記ニッケル水素電池の負極活性化による抵抗低減に関連する値を算出し、前記関連する値が前記ニッケル水素電池のセル抵抗が所定値よりも下回ったことを示す場合に、
前記ニッケル水素電池の負極開放電位、前記セル抵抗から前記ニッケル水素電池の正極抵抗を減算することにより算出される負極抵抗、および前記検出部により検出された電流を用いて、前記ニッケル水素電池の負極電位を算出し、
算出された負極電位に前記検出部により検出された電圧を加算することにより、前記ニッケル水素電池の正極電位を算出し、
算出された正極電位が所定値を下回った場合に前記出力抑制制御を実行する、電池システム。 Nickel-metal hydride batteries,
A detection unit that detects the voltage and current of the nickel-metal hydride battery,
A control device that performs output suppression control that suppresses the output of the nickel-metal hydride battery using the detection result by the detection unit,
The control device includes:
Calculating a value related to the resistance reduction by activating the negative electrode of the nickel-metal hydride battery from the voltage and the current detected by the detection unit, and the related value indicates that the cell resistance of the nickel-metal hydride battery is lower than a predetermined value. To indicate
Using the negative electrode open potential of the nickel-metal hydride battery, the negative electrode resistance calculated by subtracting the positive electrode resistance of the nickel-metal hydride battery from the cell resistance, and the current detected by the detection unit, the negative electrode of the nickel-metal hydride battery Calculate the potential,
By adding the voltage detected by the detection unit to the calculated negative electrode potential, the positive electrode potential of the nickel-metal hydride battery is calculated,
A battery system that executes the output suppression control when the calculated positive electrode potential falls below a predetermined value.
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