JP6696460B2 - 電池システム - Google Patents

Description

本開示は、電池システムに関し、より特定的には、正極活物質としてニッケルを含むリチウムイオン二次電池を備えた電池システムに関する。

近年、リチウムイオン二次電池を走行用バッテリとして搭載した電動車両（ハイブリッド車、電気自動車等）が市販されている。これらリチウムイオン二次電池には、正極活物質としてニッケルを含むものがある。このような二次電池は、一般に、ニッケル系リチウムイオン二次電池とも称される。

充放電が行なわれない状態でニッケル系リチウムイオン二次電池（以下「バッテリ」とも記載する）が所定期間（たとえば数時間〜数十時間）放置された場合に、バッテリの内部抵抗が増加する現象が知られている（たとえば特開２０１０−１１８２６６号公報（特許文献１）参照）。特許文献１には、この現象によりバッテリの内部抵抗が増加した場合に、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を０％の状態に維持することで内部抵抗を減少させることが可能である旨が開示されている。

特開２０１０−１１８２６６号公報

本明細書では、上述の現象に起因するバッテリの内部抵抗の増加分を「放置抵抗」とも称する。放置抵抗は、バッテリの内部抵抗が関連する様々な充放電制御に影響を与え得るため、放置抵抗を高精度に推定することが要望される。

特許文献１のたとえば段落［００３７］には、放置抵抗の測定結果の一例が記載されている。より詳細には、６０℃に維持された恒温槽内にＳＯＣ＝６０％に調整されたバッテリを６時間または３７時間保存する保存試験を実施した場合に、放置抵抗が約９％増加したことが記載されている。また、段落［００４７］には、ＳＯＣが０％の状態を維持することで放置抵抗が低減されることが記載されている。

放置抵抗は、放置終了後（すなわち充放電の開始後）のＳＯＣの変化の態様に応じて低減され得る。特許文献１には、単にＳＯＣが０％になるまでバッテリを放電することしか開示されていない。特許文献１に開示された手法には、ＳＯＣの変化の態様（ＳＯＣの変化の仕方）に応じた放置抵抗の低減を考慮していない点において、放置抵抗の推定精度に改善の余地が存在する。

本開示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、正極活物質としてニッケルを含むリチウムイオン二次電池（ニッケル系リチウムイオン二次電池）を備えた電池システムにおいて、放置抵抗の推定精度を向上させることである。

本開示のある局面に従う電池システムは、正極活物質としてニッケルを含むリチウムイオン二次電池と、充放電が行なわれずにリチウムイオン二次電池が放置されることによるリチウムイオン二次電池の内部抵抗の増加量を示す「放置抵抗」を推定する制御装置とを備える。制御装置は、リチウムイオン二次電池の放置中のＳＯＣと、リチウムイオン二次電池の放置終了後からの充放電に伴うＳＯＣの変化量とから放置抵抗の低減率を算出し、算出された低減率を用いて放置抵抗を補正する。

上記構成によれば、放置抵抗の低減率（後述する抵抗低減率Ｒｄｅｃ）を用いて放置抵抗が補正される。言い換えれば、放置抵抗の低減率を考慮した上で放置抵抗が推定される。これにより、放置抵抗の低減を考慮していない場合と比べて、放置抵抗の推定精度を向上させることができる。

好ましくは、電池システムは、エンジンと、車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両に搭載される。制御装置は、リチウムイオン二次電池のＳＯＣが目標ＳＯＣとなるようにエンジンおよびモータジェネレータを制御する。制御装置は、放置抵抗が所定値以上の場合には、放置抵抗が所定値未満の場合と比べて、リチウムイオン二次電池のＳＯＣの変化量が大きくなるように目標ＳＯＣを設定する。

特許文献１によれば、リチウムイオン二次電池のＳＯＣを０％の状態に維持することで放置抵抗を低減させる。しかし、特許文献１に開示のシステムが電動車両に手搭載された場合に、一般に、ＳＯＣを０％まで低下させる機会は得にくい。これに対し、上記構成によれば、リチウムイオン二次電池のＳＯＣの変化量が大きくなるように、すなわちリチウムイオン二次電池の充電量または放電量が大きくなるように目標ＳＯＣを設定することによって放置抵抗を低減させる。これにより、放置抵抗を低減させる機会をより得やすくすることができる。

本開示によれば、正極活物質としてニッケルを含むリチウムイオン二次電池を備えた電池システムにおいて、放置抵抗の推定精度を向上させることができる。

本開示の実施の形態に係る電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。 各セルの構成の一例を示す図である。 本実施の形態において実行される放置抵抗に関連する制御を説明するためのフローチャートである。 図３に示した推定制御（Ｓ２０の処理）を、より詳細に説明するためのフローチャートである。 抵抗増加率の算出手法の一例を説明するための図である。 抵抗低下率の算出手法の一例を説明するための図である。 図３に示した解消制御（Ｓ４０の制御）を、より詳細に説明するためのフローチャートである。 放置抵抗の解消可能量の算出手法の一例を説明するための図である。 ＳＯＣ中心の設定手法の一例を説明するための図である。 充放電パワーの設定手法の一例を説明するための図である。

以下、本開示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。

［実施の形態］
＜電池システムの構成＞
図１は、本開示の実施の形態に係る電池システムが搭載された車両１の全体構成を概略的に示す図である。なお、以下では、車両１がハイブリッド車両である場合について代表的に説明するが、本開示に係る電池システムは、ハイブリッド車両に限らず、走行用バッテリを搭載する車両全般に適用可能である。

図１を参照して、車両１は、電池システム２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）３０と、モータジェネレータ４１，４２と、エンジン５０と、動力分割装置６０と、駆動軸７０と、駆動輪８０とを備える。電池システム２は、バッテリ１０と、監視ユニット２０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００とを備える。

エンジン５０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。

動力分割装置６０は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置６０は、エンジン５０から出力される動力を、モータジェネレータ４１を駆動する動力と、駆動輪８０を駆動する動力とに分割する。

モータジェネレータ４１，４２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。

モータジェネレータ４１は、主として、動力分割装置６０を経由してエンジン５０により駆動される発電機として用いられる。モータジェネレータ４１が発電した電力は、ＰＣＵ３０を介してモータジェネレータ４２またはバッテリ１０に供給される。

モータジェネレータ４２は、主として電動機として動作し、駆動輪８０を駆動する。モータジェネレータ４２は、バッテリ１０からの電力およびモータジェネレータ４１の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動され、モータジェネレータ４２の駆動力は駆動軸７０に伝達される。一方、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ４２は、発電機として動作して回生発電を行なう。モータジェネレータ４２が発電した電力は、ＰＣＵ３０を介してバッテリ１０に供給される。

バッテリ１０は、各々がリチウムイオン二次電池である複数のセル１１（図２参照）を含んで構成される。各セル１１の詳細な構成については図２にて説明する。バッテリ１０は、モータジェネレータ４１，４２を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ５０を通じてモータジェネレータ４１，４２へ電力を供給する。また、バッテリ１０は、モータジェネレータ４１，４２の発電時にＰＣＵ３０を通じて発電電力を受けて充電される。

監視ユニット２０は、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３とを含む。電圧センサ２１は、バッテリ１０において並列接続される複数のセルの電圧ＶＢを検出する。電流センサ２２は、バッテリ１０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ２３は、セル毎の温度ＴＢを検出する。なお、温度センサ２３は、バッテリ１０に対して複数個（セル数よりも少ない数）設けられ、隣接する複数（たとえば数個）のセルを監視単位として温度を検出してもよい。

ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、バッテリ１０とモータジェネレータ４１，４２との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ３０は、モータジェネレータ４１，４２の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されており、たとえば、モータジェネレータ４１を回生状態（発電状態）にしつつ、モータジェネレータ４２を力行状態にすることができる。ＰＣＵ３０は、たとえば、モータジェネレータ４１，４２に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧をバッテリ１０の出力電圧以上に昇圧するコンバータ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００Ａと、メモリ（より具体的にはＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））１００Ｂと、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサから受ける信号並びにメモリ１００Ｂに記憶されたプログラムおよびマップに基づいてエンジン５０およびＰＣＵ３０を制御することにより、バッテリ１０の充放電を制御する。

より具体的には、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０のＳＯＣが低下した場合に、エンジン５０によってモータジェネレータ４１を動作させ、モータジェネレータ４１により発電された電力でバッテリ１０を充電する。モータジェネレータ４１の発電量は、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣとなる（目標ＳＯＣに収束する）ように調整される。この目標ＳＯＣには、ＳＯＣ中心が設定されている。ＳＯＣ中心とは、バッテリ１０の放電要求（モータジェネレータ４２の駆動要求）および充電要求（モータジェネレータ４２の回生による充電要求）の両方を受け入れ可能とするために、ＳＯＣの上限および下限の各々に余裕を持ったＳＯＣであって、通常時には、たとえばＳＯＣ＝６０％に設定される。

＜セル構成＞
図２は、各セル１１の構成の一例を示す分解斜視図である。セル１１は、負極１１１と、正極１１２と、セパレータ１１３と、図示しない非水電解液と、電池ケース１１４とを含む。

図２において、電池ケース１１４は円筒型である。ただし、本実施形態における電池ケース１１４は、たとえば角型（扁平直方体）であってもよい。電池ケース１１４は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）合金、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属製である。

電池ケース１１４には、負極１１１、正極１１２およびセパレータ１１３からなる電極群と、電解液とが収納されている。図２において電極群は、巻回型の電極群である。すなわち、電極群は、帯状のセパレータ１１３を間に挟んで、帯状の負極１１１と帯状の正極１１２とが積層され、さらに巻回されることにより構成される。ただし、電極群は、積層型の電極群であってもよい。積層型の電極群は、たとえば、矩形状のセパレータを間に挟んで、矩形状の負極と矩形状の正極とが交互に積層されることにより構成される。

負極１１１は、負極合材および集電箔を含む。集電箔は、たとえば銅（Ｃｕ）等である。負極合材は、集電箔の表面に層状に塗着されている。負極合材は、負極活物質およびバインダ材等を含有する。

負極活物質としては、たとえば、黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素等の炭素系負極活物質、および、珪素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）等を含有する合金系負極活物質が挙げられる。バインダとしては、たとえば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）等が挙げられる。バインダは１種単独で使用されてもよいし、２種以上が組み合わされて使用されてもよい。

正極１１２は、正極合材および集電箔を含む。集電箔は、たとえばＡｌ箔等である。正極合材は、集電箔の表面に層状に塗着されている。正極合材は、正極活物質、導電材およびバインダ等を含有する。

正極活物質には、ニッケルが用いられる。より具体的には、正極活物質は、ニッケルに加えて、たとえばコバルト、マンガン、アルミニウム等の他の金属のうちの少なくとも１つをさらに含む。正極活物質は、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）であってもよい。導電材としては、たとえば、アセチレンブラック（ＡＢ）、サーマルブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックが挙げられる。バインダとしては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＡＡ等が挙げられる。

セパレータ１１３は、電気絶縁性であり、負極１１１と正極１１２とを電気的に絶縁する。また、セパレータ１１３は、内部に複数の細孔（空隙）を有する。これにより、セパレータ１１３は、電解液を保持する一方で、電解液中のイオンを透過させることが可能である。セパレータ１１３には、たとえばポリオレフィンが用いられる。電解液は、有機溶媒と、リチウムイオンと、添加剤とを含む。

＜バッテリの放置＞
以上のように構成された電池システム２において、充放電が行なわれない状態でバッテリ１０が放置された場合に、時間の経過とともにバッテリ１０の内部抵抗が増加する。この内部抵抗の増加分を「放置抵抗Ｒｈ」とも称する。放置抵抗Ｒｈは、正極活物質と電解液との反応により正極活物質の表面に形成された被膜の影響によるものと考えられる（この現象の詳細については、たとえば特許文献１参照）。放置抵抗Ｒｈは、バッテリ１０の内部抵抗が関連する様々な充放電制御に影響を与え得るため、放置抵抗Ｒｈを高精度に推定することが要望される。

放置抵抗Ｒｈは、放置終了後（すなわち充放電の開始後）のＳＯＣの変化の態様に応じて低減され得る。これは、正極活物質の表面に形成された被膜が充放電により除去されるためと考えられる。特許文献１に開示された手法には、ＳＯＣの変化の態様に応じた放置抵抗の低減を考慮していない点において、放置抵抗の推定精度に改善の余地が存在する。

また、特許文献１には、バッテリのＳＯＣを０％の状態に維持することで放置抵抗を低減可能であることが開示されている。たとえば、ハイブリッド車両の定期点検などの機会であれば、バッテリのＳＯＣを０％まで低下させることが可能である。しかし、一般に、使用中（走行中）の車両に搭載されたバッテリのＳＯＣを０％まで低下させることは、車両の機能を制限したりドライバビリティを損ねたりする可能性があるため難しい。放置抵抗Ｒｈの低減においても、実施可能な状況がより得られ易い手法が求められる。

これらの課題を解決するため、本実施の形態においては、以下に説明するように、放置抵抗Ｒｈを推定するための制御（後述する推定制御）と、放置抵抗Ｒｈを解消するための制御（後述する解消制御）とが実行される。

＜制御フロー＞
図３は、本実施の形態において実行される放置抵抗Ｒｈに関連する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、所定周期が経過する度または所定条件が成立する度に、ＥＣＵ１００により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。また、こ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ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

Ｓ１０において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の放置抵抗Ｒｈを推定する「推定制御」を実行すべきであることを示す推定条件が成立しているか否かを判定する。たとえば、車両１のイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）操作時には、前回の車両１のイグニッションオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）から、ある程度の時間（数時間〜数日）が経過している可能性がある。そのため、バッテリ１０の放置抵抗Ｒｈが増加している可能性がある。また、前回の推定制御の実行時から所定時間（たとえば数時間程度）が経過していた場合にも、その間にバッテリ１０の放置抵抗Ｒｈの増減が生じている可能性がある。本実施の形態では、上記のような場合に推定条件が成立していると判定される。

推定条件が成立している場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、推定制御を実行する（Ｓ２０）。なお、推定制御は推定条件が成立する度に繰り返し実行されるところ、今回の制御がｉ（ｉは２以上の自然数）回目の処理であるとする。

推定制御の実行後、ＥＣＵ１００は、放置抵抗Ｒｈを解消すべき（あるいは低減させるべき）であることを示す解消条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ３０）。たとえば、推定制御により推定された放置抵抗Ｒｈが所定値よりも高い場合に、解消条件が成立していると判定される。

解消条件が成立している場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、放置抵抗Ｒｈを解消するための「解消制御」をさらに実行する（Ｓ４０）。解消条件が成立していない場合（Ｓ３０においてＮＯ）には、解消制御は実行されない。以下、推定制御および解消制御の詳細について順に説明する。

図４は、図３に示した推定制御（Ｓ２０の処理）を、より詳細に説明するためのフローチャートである。図１および図４を参照して、Ｓ２１において、ＥＣＵ１００は、温度センサ２３からバッテリ１０の温度ＴＢを取得する。

また、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０が放置開始時のＳＯＣ（より具体的には、ＩＧ−ＯＦＦ操作時のＳＯＣ、あるいは、前回（（ｉ−１）回目）の推定制御の実行時のＳＯＣ）を推定する。ＳＯＣの推定手法は、公知の手法を用いることができる。一例として、予め準備されたＯＣＶ−ＳＯＣカーブを参照することで、ＯＣＶからＳＯＣを推定することができる。なお、推定されたＳＯＣは、次回（（ｉ＋１）回目）の推定制御において、後述するＳ２３の処理にて使用するためにＥＣＵ１００のメモリ１００Ｂに記憶される。

さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の放置時間を算出する。本実施の形態において、放置時間とは、直近のバッテリ１０の充放電終了時から現在までの時間である。放置時間は、ＥＣＵ１００内のタイマ（図示せず）を用いて取得してもよいし、車両外部との通信により取得した時刻情報に基づいて算出してもよい。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の放置抵抗Ｒｈの増加率（以下「抵抗増加率」と略す）Ｒｉｎｃを算出する。抵抗増加率Ｒｉｎｃとは、バッテリ１０の放置開始前の内部抵抗を基準とした現在の内部抵抗の比率（すなわち放置に伴う内部抵抗の増加比率）を意味する。抵抗増加率Ｒｉｎｃは、以下に説明するように、バッテリ１０の放置開始時のＳＯＣ、バッテリ１０の温度ＴＢおよび放置時間から算出される。

図５は、抵抗増加率Ｒｉｎｃの算出手法の一例を説明するための図である。図５において、横軸はバッテリ１０の放置時間を示し、縦軸はバッテリ１０の抵抗増加率Ｒｉｎｃを示す。図５には、ある温度ＴＢおよびＳＯＣにてバッテリ１０が放置された場合の放置時間の経過に伴う抵抗増加率Ｒｉｎｃの変化が示されている。

図５より、バッテリ１０の放置時間が経過するに従って放置抵抗Ｒｈが増加することが分かる。図５に示すような関係を、バッテリ１０の放置中のＳＯＣ（初期ＳＯＣ）と温度ＴＢとの組合せ（初期ＳＯＣ，ＴＢ）毎に実験により予め取得する。そして、取得した関係をマップＭＰ１としてＥＣＵ１００のメモリ１００Ｂに記憶させておく。これにより、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の初期ＳＯＣの推定値、バッテリ１０の温度ＴＢの検出値およびバッテリ１０の放置時間から、バッテリ１０の抵抗増加率Ｒｉｎｃを算出することができる。

図４に戻り、Ｓ２３において、ＥＣＵ１００は、現在のバッテリ１０のＳＯＣを推定する。さらに、ＥＣＵ１００は、メモリ１００Ｂに記憶された、前回の推定制御の実行時におけるバッテリ１０のＳＯＣを読み出す。そして、ＥＣＵ１００は、前回の推定制御の実行時から現在までのバッテリ１０のＳＯＣの変化量の絶対値（以下、｜ΔＳＯＣ｜と記載する）を算出する。なお、｜ΔＳＯＣ｜は、ＳＯＣの変化量の絶対値を示すパラメータであるため、ＳＯＣの変化量が同じであれば、バッテリ１０の充電または放電にかかわらず同じ値となる。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の放置抵抗Ｒｈの低減率（以下「抵抗低減率」と略す）Ｒｄｅｃを算出する。放置抵抗Ｒｈは、前回の推定制御の実行時（前回の放置抵抗Ｒｈの算出時）から現在までのバッテリ１０のＳＯＣ変化に伴って低減され得る。抵抗低減率Ｒｄｅｃとは、前回の推定制御の実行時の内部抵抗を基準とした現在の内部抵抗の比率（すなわち、ＳＯＣ変化に伴う放置抵抗の低減比率）を意味する。

図６は、抵抗低減率Ｒｄｅｃの算出手法の一例を説明するための図である。図６において、横軸はバッテリ１０の｜ΔＳＯＣ｜を示し、縦軸はバッテリ１０の抵抗低減率Ｒｄｅｃを示す。図６には、充放電開始前のバッテリ１０のＳＯＣ（初期ＳＯＣ）がある値の場合において、その後にバッテリ１０が充放電されたことによる｜ΔＳＯＣ｜と抵抗増加率Ｒｉｎｃとの関係が示されている。

図６より、｜ΔＳＯＣ｜が大きくなるに従って抵抗低減率Ｒｄｅｃが大きくなることが分かる。バッテリ１０の放置開始時のＳＯＣ毎に図６に示すような関係を実験により予め取得する。そして、取得した関係をマップＭＰ２としてＥＣＵ１００のメモリ１００Ｂに記憶させておく。これにより、ＥＣＵ１００は、充放電開始前のバッテリ１０のＳＯＣ（初期ＳＯＣ）と｜ΔＳＯＣ｜とから、バッテリ１０の抵抗低減率Ｒｄｅｃを推定することができる。

再び図４に戻り、Ｓ２５において、ＥＣＵ１００は、前回（（ｉ−１）回目）の演算時における放置抵抗Ｒｈ（ｉ−１）をメモリ１００Ｂから読み出す。そして、ＥＣＵ１００は、現在（ｉ回目の演算時）の放置抵抗Ｒｈ（ｉ）を推定する（Ｓ２６）。より詳細には、放置抵抗Ｒｈ（ｉ）は、前回演算時の放置抵抗Ｒｈ（ｉ−１）と、Ｓ２２にて算出した抵抗増加率Ｒｉｎｃ（ｉ）と、Ｓ２４にて算出した抵抗低減率Ｒｄｅｃ（ｉ）とを用いて、下記式（１）に従って算出することができる。式（１）は、抵抗低減率Ｒｄｅｃによる補正が行なわれることを示している。
Ｒｈ（ｉ）＝Ｒｈ（ｉ−１）×Ｒｉｎｃ（ｉ）×１／Ｒｄｅｃ（ｉ） ・・・（１）

その後、ＥＣＵ１００は、Ｓ２６にて推定された放置抵抗Ｒｈ（ｉ）をメモリ１００Ｂに記憶する（Ｓ２７）。この放置抵抗Ｒｈ（ｉ）は、次回（（ｉ＋１）回目）の演算時におけるＳ２５の処理にてメモリ１００Ｂから読み出されて使用される。

図７は、図３に示した解消制御（Ｓ４０の制御）を、より詳細に説明するためのフローチャートである。Ｓ４１において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の内部抵抗の劣化量ΔＲを取得する。劣化量ΔＲとは、初期状態（たとえばバッテリ１０の製造時の状態）での内部抵抗Ｒ０を基準とした、経年劣化または使用に伴う劣化によるバッテリ１０の内部抵抗の増加量である。劣化量ΔＲは、図示しない別ルーチンを実行することにより推定される。より具体的には、前回の解消制御の実行後の内部抵抗（放置抵抗Ｒｈの影響が低減された値）と、初期状態での内部抵抗Ｒ０（予めメモリ１００Ｂに記憶された固定値）とを比較することで、劣化量ΔＲを推定することができる。

Ｓ４１において、ＥＣＵ１００は、推定制御により推定された放置抵抗Ｒｈと、Ｓ４１にて推定した劣化量ΔＲとに基づいて、放置抵抗Ｒｈ（ｉ）の低減可能量ΔＸを算出する。低減可能量ΔＸとは、解消制御によって低減させる（解消する）ことが可能な放置抵抗Ｒｈの大きさである。

図８は、放置抵抗Ｒｈの低減可能量ΔＸの算出手法の一例を説明するための図である。図８において、横軸は劣化量ΔＲを示し、縦軸は低減可能量ΔＸを示す。

バッテリ１０の劣化が進行するに従って放置抵抗Ｒｈは生じにくくなる。そのため、放置抵抗Ｒｈの低減可能量ΔＸも小さくなる。図８に示すような関係を、バッテリ１０の放置抵抗Ｒｈ毎に実験により予め取得する。そして、取得した関係をマップＭＰ３としてＥＣＵ１００のメモリ１００Ｂに記憶させておく。これにより、ＥＣＵ１００は、推定制御により推定された放置抵抗Ｒｈと、劣化量ΔＲとから、低減可能量ΔＸを推定することができる。

Ｓ４３において、ＥＣＵ１００は、Ｓ４２にて算出した低減可能量ΔＸが予め定められた規定量Ｘｃよりも大きいか否かを判定する。低減可能量ΔＸが規定量Ｘｃ以下である場合（Ｓ４３においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、放置抵抗Ｒｈを解消するのに適した条件が成立していないとして処理をＳ４８に進める。

車両１では、バッテリ１０のＳＯＣが所定の制御範囲内に制御される。このため、通常は、バッテリ１０のＳＯＣをＳＯＣ中心（目標ＳＯＣ）に制御するように、ＳＯＣ中心よりも高ＳＯＣ領域ではバッテリ１０の放電を促進する一方で、ＳＯＣ中心よりも低ＳＯＣ領域ではバッテリ１０の充電を促進するように、エンジン５０の出力が制御される。この際、ＥＣＵ１００は、充放電パワーＰｃｈｇ＊に従ってバッテリ１０を充放電することによって、ＳＯＣを制御することができる。充放電パワーＰｃｈｇ＊は、充放電パワーＰｃｈｇ＊を決定するためのマップ（図示せず）に従って、ＳＯＣがＳＯＣ中心であるときにはＰｃｈｇ＊＝０に設定され、充電要求時には正値（Ｐｃｈｇ＊＞０）に設定され、放電要求時には負値（Ｐｃｈｇ＊＜０）に設定される。

Ｓ４８において、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ中心を通常値（たとえば６０％）に設定する。また、ＥＣＵ１００は、充放電パワーＰｃｈｇ＊を通常値に設定する（Ｓ４９）。その後、処理は図３に示すフローチャートへと戻される。

これに対し、低減可能量ΔＸが規定量Ｘｃよりも大きい場合（Ｓ４３においてＹＥＳ）には、放置抵抗Ｒｈを解消するのに適した条件が成立している可能性がある。したがって、ＥＣＵ１００は、処理をＳ４４に進め、車両１がＨＶ走行中（エンジン５０およびモータジェネレータ４２を動力源として用いた走行中）であるか否かを判定する。車両１がＨＶ走行中である場合（Ｓ４４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の温度ＴＢが所定範囲内（たとえば−１０℃から４５℃までの範囲内）であるか否かをさらに判定する（Ｓ４５）。

バッテリ１０の温度ＴＢが所定範囲内の場合（Ｓ４５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ４６に進め、バッテリ１０のＳＯＣ中心を通常値から変更する。さらに、Ｓ４７において、ＥＣＵ１００は、充放電パワーＰｃｈｇ＊を通常値から変更する。その後、処理は図３に示すフローチャートへと戻される。

図９は、ＳＯＣ中心の設定手法の一例を説明するための図である。図９において、横軸はバッテリ１０のＳＯＣ中心を示し、縦軸は低減可能量ΔＸを示す。図１０は、充放電パワーＰｃｈｇ＊の設定手法の一例を説明するための図である。図１０において、横軸は充放電パワーＰｃｈｇ＊を示し、縦軸は低減可能量ΔＸを示す。

図９に示すようなマップＭＰ４を用いることで、低減可能量ΔＸに応じたＳＯＣ中心、すなわち放置抵抗Ｒｈの解消量が最大となる低減可能量ΔＸを実現するためのＳＯＣ中心が設定される。同様に、図１０に示すようなマップＭＰ５を参照することで、低減可能量ΔＸに応じた充放電パワーＰｃｈｇ＊、すなわち放置抵抗Ｒｈの解消量が最大となる低減可能量ΔＸを実現するための充放電パワーＰｃｈｇ＊が設定される。このようにＳＯＣ中心および充放電パワーＰｃｈｇ＊を設定することは、通常時（Ｓ４８，Ｓ４９の処理を実行する場合）と比べて、バッテリ１０のＳＯＣの変化量（変化幅）を大きくすることに相当する。

なお、図７においてＳ４４，Ｓ４５の条件が成立していない場合には、通常時の処理（Ｓ４８，Ｓ４９の処理）が実行される。Ｓ４４，Ｓ４５の処理は、一般的にＳＯＣ中心および充放電パワーＰｃｈｇ＊の変更が要望されやすい条件を示すものであって、図７において必須の処理ではない。これらの処理を省略し、Ｓ４３の処理のみとすることも可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、充放電に伴うバッテリ１０のＳＯＣの変化量（｜ΔＳＯＣ｜）による抵抗低減率Ｒｄｅｃを考慮した上で放置抵抗Ｒｈが推定される。すなわち、抵抗低減率Ｒｄｅｃにより放置抵抗Ｒｈが補正される。これにより、抵抗増加率Ｒｉｎｃのみを考慮する場合と比べて、放置抵抗Ｒｈの推定精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、バッテリ１０のＳＯＣの変化量（｜ΔＳＯＣ｜）が大きくなるように、すなわちバッテリ１０の充電量または放電量が大きくなるようにＳＯＣ中心を設定することによって放置抵抗Ｒｈを低減させる。これにより、特許文献１に開示された手法と比べて、放置抵抗Ｒｈを低減させる機会をより得やすくすることができる。

なお、図３では、推定制御と解消制御とが順に実行される例を説明したが、推定制御と解消制御とは互いに独立に実行してもよい。

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。本開示の範囲は、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。

１ 車両、２ 電池システム、１０ バッテリ、１１ セル、２０ 監視ユニット、２１ 電圧センサ、２２ 電流センサ、２３ 温度センサ、４１，４２ モータジェネレータ、５０ エンジン、６０ 動力分割装置、７０ 駆動軸、８０ 駆動輪、１００Ｂ メモリ、１１１ ケース、１１２ 蓋体、１１３ 正極端子、１１４ 負極端子、１１５ 電極体、１１６ 正極シート、１１７ 負極シート、１１８ セパレータ。

Claims (2)

1. 正極活物質としてニッケルを含むリチウムイオン二次電池と、
   充放電が行なわれずに前記リチウムイオン二次電池が放置されることによる前記リチウムイオン二次電池の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗を推定する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記リチウムイオン二次電池の放置中のＳＯＣ（State Of Charge）と、前記リチウムイオン二次電池の放置終了後からの充放電に伴うＳＯＣの変化量とから前記放置抵抗の低減率を算出し、算出された低減率を用いて前記放置抵抗を補正する、電池システム。
2. 前記電池システムは、エンジンと、車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両に搭載され、
   前記制御装置は、
   前記リチウムイオン二次電池のＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように前記エンジンおよび前記モータジェネレータを制御し、
   前記放置抵抗が所定値以上の場合には、前記放置抵抗が前記所定値未満の場合と比べて、前記リチウムイオン二次電池のＳＯＣの変化量が大きくなるように前記目標ＳＯＣを設定する、請求項１に記載の電池システム。

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