WO2010146681A1 - 電池システム及び電池システム搭載車両 - Google Patents

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secondary battery
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荒井　卓一
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Definitions

  • the present invention relates to a battery system that includes a secondary battery (hereinafter also simply referred to as a battery) and uses electric energy from the secondary battery as a power source, and a battery system-equipped vehicle equipped with the battery system.
  • a secondary battery hereinafter also simply referred to as a battery
  • a battery system-equipped vehicle equipped with the battery system.
  • a battery system that uses electric energy from a secondary battery as a power source and a battery-equipped vehicle equipped with this battery system are widely known.
  • Examples of the battery system-equipped vehicle include an electric vehicle, a plug-in hybrid car, a hybrid car, and a hybrid railway vehicle.
  • Patent Documents 1 to 3 below disclose such battery systems and vehicles equipped with battery systems.
  • the magnitude of the initial output of the secondary battery is set to the output of the motor, the output decrease due to the memory effect of the secondary battery, and the secondary battery The output is set to be larger than the output including the allowable output reduction due to the aging of the battery.
  • the initial output of the secondary battery is set large, even if the secondary battery deteriorates over time or the memory effect appears in the secondary battery within the performance guarantee period, the secondary battery Since there is always more than the set output of the motor, the motor can always output at least the set output.
  • the electric vehicle (battery system-equipped vehicle) disclosed in Patent Document 2 is preset with a plurality of charging modes (economy mode, normal mode, and long drive mode) having different maximum capacity ratios depending on charging current and charging time.
  • the user selects a charging mode having a maximum capacity ratio that matches the planned travel distance of the vehicle from these charging modes. Then, the vehicle is charged so that the amount of charge electricity in the selected charge mode is obtained. By doing so, it is possible to avoid overcharging depending on the charging mode, and it is described that charging according to the purpose of use can be performed without unnecessarily degrading energy efficiency.
  • the battery system disclosed in Patent Document 3 includes a discharge control means for stopping discharge when the voltage of the secondary battery falls below a predetermined reference value when the secondary battery is discharged, and the secondary battery when charging the secondary battery. Charging control means for stopping charging when the voltage exceeds a predetermined reference value.
  • the battery system includes history estimation means for estimating the history of the secondary battery based on the state of the secondary battery. Then, the discharge control means corrects the voltage reference value for stopping the discharge in the upward direction according to the history estimated value by the history estimation means, and the charge control means performs charging according to the history estimated value by the history estimation means. The voltage reference value to be stopped is corrected downward. It is described that, by performing such control, an increase in the capacity deterioration rate of the secondary battery is mitigated, so that the life of the secondary battery can be extended.
  • the battery system of Patent Document 3 is configured such that the charging control unit stops charging when the voltage of the secondary battery exceeds a predetermined reference value during charging of the secondary battery, and this charging The control means corrects the voltage reference value for stopping the charging downward in accordance with the history estimated value of the secondary battery. For this reason, full charge can be avoided and the progress of deterioration of the secondary battery can be suppressed.
  • the voltage reference value for gradually stopping charging is corrected downward in accordance with the estimated history value of the secondary battery, so if this voltage reference value becomes too low, it will be within the performance guarantee period. Regardless, there may be a situation in which the required amount of electricity cannot be extracted from the secondary battery. Therefore, in a battery system-equipped vehicle equipped with this battery system, there may be a situation in which the guaranteed travelable distance cannot be secured despite the performance guarantee period.
  • the present invention has been made in view of the present situation, and can suppress the progress of deterioration of the secondary battery, and accordingly, can reduce the initial battery capacity to be mounted, and as a battery system, over a long period of time, It aims at providing the battery system which can ensure the magnitude
  • this battery system can be installed to suppress the progress of secondary battery deterioration, and accordingly, the initial battery capacity to be installed can be reduced, and the battery can be sufficiently traveled after charging for a long time.
  • An object is to provide a system-equipped vehicle.
  • One aspect of the present invention for solving the above-described problems is a battery system that includes a secondary battery and uses electric energy from the secondary battery as a power source, and an upper limit of the amount of electricity that can be extracted from the secondary battery.
  • an upper limit electric quantity setting means for setting the upper limit electric quantity to a value at which the difference between the upper limit electric quantity and the secondary battery is charged.
  • a charging means for charging the battery for charging the battery.
  • the upper limit electricity amount (upper limit electricity amount) that can be taken out from the secondary battery is set lower than the fully charged state by the upper limit electricity amount setting means, and the upper limit electricity amount is set by the charging means.
  • the upper limit electricity amount As a secondary battery is charged.
  • the capacity of the secondary battery required in consideration of future deterioration can be reduced, the capacity of the secondary battery mounted in the battery system can be reduced.
  • the upper limit electric quantity is set to a value that decreases the difference between the electric quantity that can be taken out from the fully charged state (full charge electric quantity) and the upper limit electric quantity as the deterioration of the secondary battery progresses. .
  • the amount of electricity that can be taken out from the secondary battery is gradually reduced compared to the deterioration of the secondary battery, or It can be kept constant regardless of the deterioration of the secondary battery, or gradually increased as compared with the deterioration of the secondary battery, so that it does not decrease as much as the deterioration of the secondary battery.
  • the setting of the upper limit electric quantity by the upper limit electric quantity setting means can be performed at least before or when the secondary battery is charged. That is, for example, the upper limit electricity amount can be set when the secondary battery is charged by the charging means. Further, for example, the upper limit electric quantity may be set in advance before charging by the charging means, such as periodically setting the upper limit electric quantity. Further, “setting the upper limit electric quantity” by the upper limit electric quantity setting means includes a case where the value itself of “upper limit electric quantity” is set directly. In addition, at each point of time when secondary battery deterioration progresses, it corresponds to the “upper limit electric quantity” such as the inter-terminal voltage (upper limit terminal voltage) and SOC (upper limit SOC) of the secondary battery corresponding to the “upper limit electric quantity”. The case where the “upper limit electric quantity” is indirectly set by setting the index is also included. Note that SOC (State Of Charge) is the remaining capacity of the battery and indicates the state of charge of the battery.
  • the upper limit electric quantity setting means may be a battery system that fixes the upper limit electric quantity to a constant value.
  • the upper limit electric quantity is fixed to a certain value. That is, even when the secondary battery is deteriorated, the amount of electricity that can be taken out from the secondary battery is made constant when the secondary battery is charged to the upper limit.
  • size of the electric quantity which can be charged / discharged over a long period of time can be made constant. Therefore, when this battery system is mounted on, for example, a vehicle as will be described later, the travelable distance after charging can be made constant over a long period of time.
  • the battery system according to any one of the above, further comprising an upper limit electric quantity canceling unit that allows the secondary battery to be charged exceeding the upper limit electric quantity without setting the upper limit electric quantity as an upper limit.
  • an upper limit electric quantity canceling unit that allows the secondary battery to be charged exceeding the upper limit electric quantity without setting the upper limit electric quantity as an upper limit.
  • a battery system is recommended.
  • this battery system further includes the above-described upper limit electric quantity canceling means, when this means is applied, the secondary battery can be charged exceeding the upper limit electric quantity. For this reason, when it is assumed that the power consumption is increased in advance, for example, when this battery system is mounted on a vehicle, even if it is assumed that an auxiliary device such as a heater or an air conditioner is driven, the upper limit electricity amount is exceeded. Since the secondary battery can be charged, it is possible to appropriately cope with it, such as ensuring a sufficient driving distance.
  • the secondary battery may be a battery system having a characteristic that produces a memory effect.
  • this battery system can charge the secondary battery exceeding the upper limit electric quantity by the above-described upper limit electric quantity canceling means, for example, by discharging to SOC 100% after charging to SOC 0%, Can be refreshed. For this reason, even if the memory effect occurs in the secondary battery, the memory effect can be eliminated.
  • the secondary battery having a characteristic that causes a memory effect include a nickel-hydrogen battery, a nickel-cadmium battery, and some lithium batteries.
  • Another aspect is a battery system-equipped vehicle equipped with any one of the battery systems described above.
  • the battery system-equipped vehicle Since the battery system-equipped vehicle is equipped with the above-described battery system, the progress of the deterioration of the secondary battery can be suppressed, and the capacity of the mounted secondary battery can be reduced accordingly.
  • the above-described electrical system does not decrease the amount of electricity that can be extracted from the secondary battery as much as the secondary battery deteriorates when the secondary battery is charged, even when the secondary battery is deteriorated. Therefore, this battery system-equipped vehicle can sufficiently secure the travelable distance after charging for a long period of time.
  • the upper limit electricity amount is fixed to a constant value, as described above, the battery system can make the amount of electricity that can be charged and discharged constant over a long period of time.
  • the system-equipped vehicle can make the travelable distance after charging constant for a long period of time.
  • the secondary battery can be charged exceeding the upper limit electric quantity, so that the power consumption is large, for example, by driving an auxiliary machine such as a heater or an air conditioner. Even if it is assumed in advance, the travelable distance after charging can be sufficiently secured.
  • the “battery system-equipped vehicle” include an electric vehicle, a plug-in hybrid car, a hybrid car, a hybrid railway vehicle, a forklift, an electric wheelchair, an electrically assisted bicycle, and an electric scooter.
  • the battery system-equipped vehicle is a plug-in vehicle that can be connected to an external power source to charge the secondary battery, and when performing plug-in charging by the external power source.
  • the battery system-equipped vehicle that sets the upper limit electric quantity according to the degree of deterioration of the secondary battery at that time by the upper limit electric quantity setting means may be used.
  • plug-in charging for example, it can be charged for a long time, for example from night to morning. Therefore, unlike charging for a short time by regenerative braking during traveling, for example, it is considered that there are many cases where charging can be performed up to the upper limit electric charge.
  • the upper limit electric quantity is set by the upper limit electric quantity setting means in accordance with the degree of deterioration of the secondary battery at that time. As a result, it is possible to set a more appropriate upper limit electric quantity according to the deterioration level of the secondary battery at that time, and perform appropriate plug-in charging.
  • Another aspect is a battery system that includes a secondary battery and uses electric energy from the secondary battery as a power source, and is an upper limit SOC setting unit that sets an upper limit SOC smaller than SOC 100%, As the deterioration of the secondary battery progresses, the upper limit SOC setting means for setting the upper limit SOC to a larger value, and when charging the secondary battery, the secondary battery is charged with the upper limit SOC as an upper limit. And a charging means.
  • an upper limit SOC smaller than SOC 100% is set by the upper limit SOC setting means, and the secondary battery is charged with the upper limit SOC as an upper limit by the charging means.
  • the upper limit SOC is set to a larger value as the deterioration of the secondary battery progresses. For this reason, even if the deterioration of the secondary battery proceeds, the amount of electricity that can be taken out from the secondary battery when the battery is charged to the upper limit SOC is gradually reduced as compared with the deterioration of the secondary battery. It can be kept constant regardless of the deterioration of the secondary battery, or gradually increased as compared with the deterioration of the secondary battery, so that it does not decrease as much as the deterioration of the secondary battery. Therefore, as a battery system, it is possible to secure a sufficient amount of electricity that can be charged and discharged stably over a long period of time. For this reason, when this battery system is mounted on, for example, a vehicle as will be described later, it is possible to sufficiently secure a travelable distance after charging for a long period of time.
  • the setting of the upper limit SOC by the upper limit SOC setting means can be performed at least before or when the secondary battery is charged. That is, for example, the upper limit SOC can be set when the secondary battery is charged by the charging means. Further, for example, the upper limit SOC may be set in advance before charging by the charging means, such as periodically setting the upper limit SOC.
  • SOC State Of Charge
  • the SOC can be estimated by voltage detection, current integration, or the like.
  • the upper limit SOC setting means can be taken out from the secondary battery regardless of the progress of deterioration of the secondary battery when the secondary battery is charged up to the upper limit SOC.
  • a battery system that sets the upper limit SOC to a value that makes the amount of electricity constant may be used.
  • the upper limit SOC is set as described above. That is, even when the secondary battery is deteriorated, the amount of electricity that can be taken out from the secondary battery is made constant when the battery is charged to the upper limit SOC. .
  • size of the electric quantity which can be charged / discharged over a long period of time can be made constant. Therefore, when this battery system is mounted on, for example, a vehicle as will be described later, the travelable distance after charging can be made constant over a long period of time.
  • the battery system further includes an upper limit SOC canceling unit that can charge the secondary battery beyond the upper limit SOC without setting the upper limit SOC as an upper limit.
  • this battery system further includes the above-described upper limit SOC canceling means, when this means is applied, the secondary battery can be charged exceeding the upper limit SOC. For this reason, when it is assumed in advance that the power consumption will increase, for example, when this battery system is mounted on a vehicle, even if it is assumed that an auxiliary machine such as a heater or an air conditioner is driven, the upper limit SOC is exceeded. Since the secondary battery can be charged, it is possible to appropriately cope with it, such as ensuring a sufficient driving distance.
  • the secondary battery may be a battery system having a characteristic that produces a memory effect.
  • this battery system can charge the secondary battery exceeding the upper limit SOC by the above-described upper limit SOC canceling means, for example, the secondary battery is refreshed by charging to SOC 100% after discharging to SOC 0%. be able to. For this reason, even if the memory effect occurs in the secondary battery, the memory effect can be eliminated.
  • Another aspect is a battery system-equipped vehicle equipped with any one of the battery systems described above.
  • the battery system-equipped vehicle is equipped with the above-described battery system, the progress of the deterioration of the secondary battery can be suppressed, and the capacity of the mounted secondary battery can be reduced accordingly.
  • the above-described electric system does not decrease the amount of electricity that can be taken out from the secondary battery as much as the deterioration of the secondary battery when the battery is charged to the upper limit SOC even if the deterioration of the secondary battery progresses. Therefore, this battery system-equipped vehicle can sufficiently secure the travelable distance after charging for a long period of time.
  • the battery system assumes that the amount of electricity that can be charged and discharged over a long period of time is constant. Therefore, this battery system-equipped vehicle can make the travelable distance after charging constant for a long period of time. Furthermore, when the above-described upper limit SOC canceling means is provided, the secondary battery can be charged beyond the upper limit SOC, so that when power consumption increases, for example, by driving an auxiliary machine such as a heater or an air conditioner. Even in the case where it is assumed, the travelable distance after charging can be sufficiently secured.
  • the battery system-equipped vehicle is a plug-in vehicle that can be connected to an external power source to charge the secondary battery, and when performing plug-in charging with the external power source
  • the battery system-equipped vehicle that sets the upper limit SOC according to the deterioration level of the secondary battery at that time by the upper limit SOC setting means may be used.
  • the upper limit SOC setting means sets the upper limit SOC according to the degree of deterioration of the secondary battery at that time. As a result, a more appropriate upper limit SOC can be set according to the degree of deterioration of the secondary battery at that time, and appropriate plug-in charging can be performed.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating plug-in charging according to the first embodiment.
  • 4 is a graph illustrating a relationship between a time T and a capacity deterioration rate F of an assembled battery according to the first embodiment.
  • 6 is a graph showing a relationship between a time T and an amount of electricity D that can be taken out from the assembled battery according to the first embodiment.
  • 4 is a graph illustrating a relationship between time T and a travelable distance L according to the first embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating plug-in charging according to the third embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating plug-in charging according to the fifth embodiment.
  • Battery system 110 Assembly battery (secondary battery) 120, 122, 123, 124, 125, 126 ECU 130 Inverter 140 AC-DC converter 150 Cable 160 Cable 200, 202, 203, 204, 205, 206 with plug Plug-in hybrid car (vehicle with battery system) 210 Car body 220 Engine 230 Front motor 240 Rear motor XV External power supply
  • FIG. 1 shows a plug-in hybrid car (battery system-equipped vehicle) 200 equipped with the battery system 100 according to the first embodiment.
  • the plug-in hybrid car 200 has an engine 220, a front motor 230, a rear motor 240, and a battery system 100 mounted on a vehicle body 210.
  • the battery system 100 includes an assembled battery (secondary battery) 110 to which a plurality of lithium secondary batteries are connected, an ECU 120, an inverter 130, an AC-DC converter 140, and a cable 150 that connects them, A cable 160 with a plug used for connection to the external power source XV.
  • the electric energy from the assembled battery 110 is used to drive the front motor 230 and the rear motor 240.
  • the plug-in hybrid car 200 is a plug-in vehicle that can be connected to an external power source XV to charge the assembled battery 110.
  • the ECU 120 sets the upper limit of the amount of electricity that can be taken out from the assembled battery 110 (upper limit electric amount Da) lower than that in the case of full charge, and sets the upper limit electric amount Da to the upper limit. As a result, the battery pack 110 is charged.
  • the upper limit electricity amount Da is set when the assembled battery 110 is charged.
  • the plug-in hybrid car 200 is connected to an external power source XV such as a home external power source and plug-in charging is performed by the external power source XV, the upper limit electric quantity Da is set.
  • the upper limit electric quantity Da When setting the upper limit electricity amount Da, the amount of electricity (full charge electricity amount Dmax) that can be taken out from the fully charged state of the assembled battery 110 at that time is obtained. Then, the upper limit electric quantity Da is set to a value where the difference between the fully charged electric quantity Dmax and the upper limit electric quantity Da becomes smaller as the deterioration of the assembled battery 110 progresses.
  • the fully charged electricity amount Dmax (indicated by a one-dot chain line) that can be taken out from the fully charged state of the assembled battery 110 is the performance guarantee period Ta from the time of a new vehicle (full charged electricity amount Dmax1). (In the first embodiment, 10 years), it gradually decreases until the elapsed time (full charge electricity amount Dmax2).
  • the upper limit electric quantity Da (indicated by a solid line) is gradually decreased from the time of a new vehicle (upper limit electric quantity Da1) until the performance guarantee period Ta has elapsed (upper limit electric quantity Da2). , It is less than the fully charged electricity amount Dmax. Thereby, the difference between the upper limit electric quantity Da and the fully charged electric quantity Dmax becomes smaller as the deterioration of the assembled battery 110 progresses.
  • the relationship between the fully charged electricity amount Dmax and the upper limit electricity amount Da to be set shown in FIG. 4 is stored in the ECU 120 in the form of a table, and based on this data, the fully charged electricity amount is stored.
  • the upper limit electric quantity Da is set from the quantity Dmax.
  • the relationship between the fully charged electricity amount Dmax and the upper limit electricity amount Da is stored in the ECU 120 in the form of a function, and based on this, the upper limit electricity amount Da is set from the fully charged electricity amount Dmax. Good.
  • step S1 the current deterioration state of the assembled battery 110 is determined.
  • the internal resistance R of the assembled battery 110 is measured, and from the value of the internal resistance R, the amount of electricity that can be taken out from the fully charged state (full charge electricity amount Dmax) is obtained.
  • the relationship between the internal resistance R of the assembled battery 110 and the fully charged electric charge Dmax is stored in the ECU 120 in the form of a table, and based on this data, the current internal resistance The current fully charged electricity amount Dmax is obtained from R.
  • the relationship between the internal resistance R and the full charge electric quantity Dmax may be stored in the ECU 120 in the form of a function, and based on this, the full charge electric quantity Dmax may be obtained from the internal resistance R.
  • the method for determining the deterioration of the assembled battery 110 is not limited to this.
  • the full charge electricity amount Dmax can be obtained by measuring the battery capacity of the assembled battery 110 by performing full charge and complete discharge prior to plug-in charge.
  • the travel distance, traveling time, vehicle leaving time, energized charge amount to the assembled battery 110, temperature history of the assembled battery 110, current rate history of the assembled battery 110, assembled battery 110 The SOC history, the resistance increase rate of the assembled battery 110, the charge capacity, the discharge capacity, and the like can be used as appropriate.
  • step S2 After determining the deterioration degree of the assembled battery 110, the process proceeds to step S2, and the ECU 120 sets the upper limit electric quantity Da.
  • the ECU 120 stores the relationship between the full charge electricity amount Dmax and the upper limit electricity amount Da to be set in the form of a table. Based on this data, the full charge obtained in step S1 is stored.
  • the upper limit electric quantity Da is set directly from the electric quantity Dmax.
  • ECU120 which is performing step S1 and step S2 is equivalent to the above-mentioned upper limit electric quantity setting means.
  • step S3 it progresses to step S3 and the charge of the assembled battery 110 is started.
  • step S4 it is determined whether or not the upper limit electricity amount Da has been reached. That is, the amount of electricity D that can be currently taken out from the assembled battery 110 is obtained, and it is determined whether or not the amount of electricity D has reached the upper limit electricity amount Da.
  • NO that is, when the electric amount D of the assembled battery 110 has not yet reached the upper limit electric amount Da
  • the assembled battery 110 is continuously charged.
  • YES that is, if the amount of electricity D of the assembled battery 110 has reached the upper limit amount of electricity Da
  • this plug-in charging is terminated.
  • ECU120 which performs step S3 and step S4 is corresponded to the above-mentioned charging means.
  • the upper limit electricity amount Da is set when plug-in charging is performed.
  • the upper limit electricity amount Da is periodically (for example, every month) together with or separately from this. It may be set to update the upper limit electricity quantity Da.
  • FIG. 2 shows the case where plug-in charging is performed.
  • the latest upper limit electricity quantity Da set before this charging (for example, the upper limit electricity quantity Da set and updated periodically every month) can be used.
  • the ECU 120 sets the upper limit electric quantity Da that can be taken out from the assembled battery 110 to be lower than that in the fully charged state (steps S1 and S2).
  • the assembled battery 110 is charged with the amount Da as an upper limit (steps S3 and S4).
  • the battery system according to the first embodiment has a large capacity deterioration rate Fm of the assembled battery 110 after the performance guarantee period Ta (for example, 10 years) has elapsed.
  • the capacity deterioration rate Fa of the assembled battery 110 after the performance guarantee period Ta has elapsed is sufficiently small.
  • the capacity deterioration rate F (%) indicates the ratio of the decrease in battery capacity due to deterioration to the battery capacity of the assembled battery 110 when new.
  • the upper limit electric quantity Da is set to a value where the difference between and gradually decreases (see FIG. 4). For this reason, even if the battery pack 110 deteriorates, the amount of electricity D that can be taken out from the battery pack 110 when it is charged up to the upper limit electricity amount Da is gradually reduced as compared to the battery pack 110 deterioration. It does not decrease as much as the deterioration of the assembled battery 110.
  • the battery system 100 it is possible to ensure a sufficient amount of electricity D that can be charged and discharged stably over a long period of time. Specifically, the guaranteed amount of electricity D or more can be taken out from the assembled battery 110 over a performance guarantee period (for example, 10 years). Therefore, in the plug-in hybrid car 200 equipped with the battery system 100, it is possible to sufficiently secure the travelable distance after charging for a long period of time. Specifically, in the plug-in hybrid car 200, a predetermined travelable distance (for example, 30 km) can be ensured over a performance guarantee period (for example, 10 years).
  • the travelable distance Ln1 at the time of the new vehicle is made considerably larger than the guaranteed travelable distance La, and the travelable distance Ln2 is greatly reduced after the performance guarantee period Ta has elapsed.
  • the travelable distance Lb2 after the performance guarantee period Ta has elapsed does not decrease so much and the initial battery capacity to be mounted is reduced (when the battery capacity is the same as that of the conventional embodiment 1), the guaranteed travel A possible distance La (for example, 30 km) can be secured.
  • the plug-in hybrid car 200 has an upper limit according to the deterioration degree of the assembled battery 110 at that time by the ECU 120 (steps S1 and S2) when performing plug-in charging.
  • the electric quantity Da is set. It is considered that plug-in charging can often be performed for a long time, for example, from night to morning. Therefore, unlike charging for a short time by regenerative braking during traveling, for example, it is considered that charging to the upper limit electric quantity Da is often performed.
  • the plug-in hybrid car 200 when plug-in charging is performed, the upper limit electric quantity Da is set according to the deterioration level of the assembled battery 110 at that time. Thereby, the more suitable upper limit electric quantity Da according to the deterioration condition of the assembled battery 110 at that time can be set, and appropriate plug-in charging can be performed.
  • the ECU 122 sets the upper limit electric quantity Db to a value where the difference between the full charge electric quantity Dmax and the upper limit electric quantity Db becomes smaller as the deterioration of the assembled battery 110 progresses, as in the first embodiment. Is set directly, but the set value is different from the upper limit electric quantity Da of the first embodiment.
  • the upper limit electric quantity Db is fixed to a constant value. That is, as shown in FIG. 4, the fully charged electricity amount Dmax (indicated by the alternate long and short dash line) that can be taken out from the fully charged state of the assembled battery 110 is the performance guarantee period Ta (for example, 10 It gradually decreases until the year) (full charge electricity amount Dmax2).
  • the upper limit electric quantity Db (indicated by a two-dot chain line) is a constant value from the time of the new vehicle to after the performance guarantee period Ta has elapsed. Thereby, the difference between the upper limit electric charge Db and the fully charged electric charge Dmax becomes smaller as the deterioration of the assembled battery 110 progresses.
  • the electric quantity D that can be taken out from the battery pack 110 can be made constant when the battery is charged up to the upper limit electric quantity Db. it can. Therefore, in the battery system 102 of the second embodiment, the magnitude of the amount of electricity D that can be discharged and charged can be constant over a long period of time. Therefore, in the plug-in hybrid car 202 equipped with this, the travelable distance after charging can be made constant over a long period of time. Specifically, a constant travelable distance (for example, 30 km) can always be ensured over a performance guarantee period (for example, 10 years). That is, as shown by a two-dot chain line in FIG.
  • the travelable distance at the time of the new vehicle and the travelable distance after the performance guarantee period Ta have not changed, and a constant guaranteed travelable distance La (for example, 30 km) can be secured.
  • the same parts as those of the first embodiment have the same effects as those of the first embodiment.
  • an upper limit SOC is set as an index corresponding to the upper limit electric quantity, and this upper limit SOC is set. It differs from the battery system 100 and the plug-in hybrid car 200 of the first embodiment in that the assembled battery 110 is charged as the upper limit. Other than that, it is basically the same as in the first embodiment, and therefore the description of the same parts as in the first embodiment is omitted or simplified.
  • the ECU 123 sets the upper limit SOC having a value smaller than SOC 100%, thereby indirectly setting the upper limit electric quantity corresponding thereto, and setting the upper limit SOC corresponding to this upper limit electric quantity as the upper limit.
  • the battery pack 110 is charged.
  • the setting of the upper limit SOC (setting of the upper limit electricity amount) is performed when the assembled battery 110 is charged.
  • the upper limit SOC (upper limit electric quantity) is set when plug-in charging is performed by connecting to the external power source XV.
  • the upper limit SOC is set to a value that increases as the deterioration of the assembled battery 110 proceeds (in the third embodiment, a value that gradually increases gradually).
  • the relationship between the capacity deterioration rate F and the upper limit SOC to be set is stored in the ECU 123 in the form of a table, and the upper limit SOC is set from the capacity deterioration rate F based on this data.
  • the relationship between the capacity deterioration rate F and the upper limit SOC may be stored in the ECU 123 in the form of a function, and based on this, the upper limit SOC may be set from the capacity deterioration rate F.
  • the plug-in hybrid car 203 is connected to the external power source XV, and plug-in charging is started. Then, in step S21, the current deterioration level of the assembled battery 110 is determined. In the third embodiment, the internal resistance R of the assembled battery 110 is measured, and the current capacity deterioration rate F of the assembled battery 110 is obtained from the value of the internal resistance R.
  • the relationship between the internal resistance R and the capacity deterioration rate F of the assembled battery 110 is stored in the ECU 123 in the form of a table, and based on this data, the current internal resistance R To obtain the current capacity deterioration rate F.
  • the relationship between the internal resistance R and the capacity deterioration rate F may be stored in the ECU 123 as a function, and the capacity deterioration rate F may be obtained from the internal resistance R based on this relationship.
  • step S22 it progresses to step S22 and ECU123 sets upper limit SOC.
  • the relationship between the capacity deterioration rate F and the upper limit SOC to be set is stored in the form of a table in the ECU 123, based on this data, from the capacity deterioration rate F obtained in step S21.
  • ECU123 which performs step S21 and step S22 is corresponded to the above-mentioned upper limit SOC setting means, and is also equivalent to the above-mentioned upper limit electric quantity setting means.
  • step S23 it progresses to step S23 and charge of the assembled battery 110 is started.
  • step S24 the process proceeds to step S24 to determine whether or not the upper limit SOC has been reached. That is, the current SOC of the battery pack 110 is obtained from the battery voltage, and it is determined whether or not this SOC has reached the upper limit SOC.
  • NO that is, if the SOC of the assembled battery 110 has not yet reached the upper limit SOC
  • the assembled battery 110 is continuously charged.
  • YES that is, if the SOC of the assembled battery 110 has reached the upper limit SOC
  • this plug-in charging is terminated.
  • ECU123 which performs step S23 and step S24 is equivalent to the above-mentioned charging means.
  • the upper limit SOC is set when performing plug-in charging.
  • the upper limit SOC is set periodically (for example, every month) together with or separately from this, The upper limit SOC may be updated.
  • the current SOC of the assembled battery 110 is obtained from the battery voltage, but the method for obtaining the SOC is not limited to this.
  • the SOC of the assembled battery 110 can be obtained by integrating the amount of electricity D that enters and exits the assembled battery 110 from the current flowing through the assembled battery 110.
  • FIG. 6 shows a case where plug-in charging is performed, but charging is also terminated when the assembled battery 110 reaches the upper limit SOC even when charging by a regenerative brake or the like during traveling. In the charging by the regenerative brake or the like, the latest upper limit SOC set before the charging (for example, the upper limit SOC that is periodically set and updated every month) can be used.
  • the ECU 123 sets the upper limit SOC smaller than the SOC 100% (steps S21 and S22), and charges the assembled battery 110 with the upper limit SOC as an upper limit ( Steps S23 and S24).
  • the upper limit of the SOC in this way, the progress of deterioration of the assembled battery 110 can be suppressed (see FIG. 3).
  • the capacity of the assembled battery 110 required in consideration of future deterioration can be reduced, and the initial capacity of the assembled battery 110 mounted on the battery system 103 can be reduced.
  • the upper limit SOC is set to a larger value as the deterioration of the assembled battery 110 progresses. For this reason, even if the battery pack 110 deteriorates, the amount of electricity D that can be taken out from the battery pack 110 when the battery is charged to the upper limit SOC gradually decreases with respect to the battery pack deterioration. Not as bad as deterioration. Therefore, the battery system 103 can secure a sufficient amount of electricity D that can be charged and discharged stably over a long period of time. Specifically, the guaranteed amount of electricity D or more can be taken out from the assembled battery 110 over a performance guarantee period (for example, 10 years).
  • the plug-in hybrid car 203 equipped with the battery system 103 can sufficiently secure a travelable distance after charging for a long period of time.
  • a predetermined travelable distance for example, 30 km
  • a performance guarantee period for example, 10 years
  • the plug-in hybrid car 203 of the third embodiment has an upper limit according to the deterioration degree of the assembled battery 110 at that time by the ECU 123 (steps S21 and S22) when performing plug-in charging.
  • Set the SOC Since it is considered that plug-in charging can often be charged up to the upper limit electric quantity SOC, when plug-in charging is performed, the upper limit SOC is set according to the degree of deterioration of the assembled battery 110 at that time. Therefore, it is possible to set a more appropriate upper limit SOC corresponding to the deterioration degree of the assembled battery 110 and to perform appropriate plug-in charging.
  • the same parts as those in the first or second embodiment have the same effects as those in the first or second embodiment.
  • the upper limit SOC value to be set is different from the upper limit SOC according to the third embodiment.
  • the description of the same parts as in the third embodiment is omitted or simplified.
  • the ECU 124 indirectly sets the upper limit electric quantity by setting the upper limit SOC to a value that increases as the deterioration of the assembled battery 110 progresses, as in the third embodiment.
  • the set value is different from the upper limit SOC of the third embodiment (therefore, the upper limit electricity corresponding thereto).
  • the upper limit SOC is set.
  • the amount of electricity D that can be taken out from the battery pack 110 when the battery pack is charged up to the upper limit SOC can be made constant. Therefore, in the battery system 104 of the fourth embodiment, the amount of electricity D that can be discharged and charged can be made constant over a long period of time. Therefore, in the plug-in hybrid car 204 equipped with this, the travelable distance after charging can be made constant over a long period of time. Specifically, a constant travelable distance (for example, 30 km) can always be ensured over a performance guarantee period (for example, 10 years) (see FIG. 5).
  • the same parts as in any of Embodiments 1 to 3 have the same operational effects as in any of Embodiments 1 to 3.
  • the ECU 125 directly sets the upper limit electric quantity Da that can be taken out from the assembled battery 110 as in the first embodiment, and charges the assembled battery 110 with the upper limit electric quantity Da as an upper limit.
  • a predetermined condition such as when an additional increase in power consumption is expected due to the use of auxiliary equipment such as a heater or an air conditioner
  • the upper limit electric quantity Da is not set as the upper limit
  • the upper limit electric quantity Da is not set as the upper limit.
  • the assembled battery 110 can be charged beyond Da.
  • the plug-in hybrid car 205 is connected to the external power source XV, and plug-in charging is started. Then, in step S31, the region and season of the current vehicle location are determined. For the determination of the region and season, for example, position information by a navigation system, information such as date, season, and weather from the Internet can be used.
  • step S32 it is determined whether or not the power consumption of the auxiliary machinery is likely to increase. Specifically, based on the current vehicle location and season information obtained in step S31, it is determined whether or not it is assumed that the amount of additional power used by auxiliary devices such as heaters and air conditioners will increase. . In this determination, for example, the usage history of the auxiliary equipment during the previous travel (the actual power usage) can be used.
  • step S33 the upper limit electric quantity Da set before the plug-in charging is canceled. Then, it progresses to step S34 and charge of the assembled battery 110 is started. And it progresses to step S35 and it is judged whether the assembled battery 110 became the state of full charge. Here, if NO, that is, if the assembled battery 110 is not yet fully charged, the assembled battery 110 is continuously charged. On the other hand, if YES, that is, if the assembled battery 110 is fully charged, the plug-in charging is terminated.
  • the ECU 125 executing steps S33 to S35 corresponds to the above-described upper limit electric quantity canceling means.
  • step S36 determines whether the present electric quantity D of the assembled battery 110 reached the upper limit electric quantity Da, and when reaching the upper limit electric quantity Da, this plug-in charge is complete
  • the ECU 125 executing step S36 and step S37 corresponds to the aforementioned upper limit electric quantity setting means
  • the ECU 125 executing step S38 and step S39 corresponds to the aforementioned charging means. .
  • step S32 when it is assumed that the power consumption of the auxiliary machinery is increased in advance (step S32), the upper limit electricity amount Da is canceled (step S33) and the battery is fully charged. Charging is performed until it becomes (steps S34 and S35). However, after the upper limit electric quantity Da is canceled (step S33), a second upper limit electric quantity that is larger than the released upper limit electric quantity Da but smaller than that in the fully charged state is newly set. You may make it charge the assembled battery 110 by making an upper limit electric quantity into an upper limit.
  • the assembled battery 110 can be charged beyond the upper limit electric quantity Da without setting the upper limit electric quantity Da as an upper limit. It is. For this reason, even when it is assumed that power consumption is increased in advance, such as using a heater or an air conditioner, it is possible to sufficiently secure the travelable distance.
  • the amount of electricity D that can be charged / discharged due to the memory effect may decrease due to repeated charging / discharging of the assembled battery 110. is there.
  • the battery system 105 of the fifth embodiment since the assembled battery 110 can be charged exceeding the upper limit electric quantity Da, for example, by discharging to SOC 0% once and then charging to SOC 100%, The assembled battery 110 can be refreshed. For this reason, even if a memory effect occurs in the assembled battery 110, this memory effect can be eliminated.
  • the same parts as in any of Embodiments 1 to 4 have the same operational effects as in any of Embodiments 1 to 4.
  • the upper limit SOC is used as an index corresponding to the upper limit electric quantity Da. That is, in step S33 of FIG. 7, instead of releasing the set upper limit electric quantity Da, the set upper limit SOC is released. In steps S36 to S39 of FIG. 7, instead of directly setting the upper limit electricity quantity Da, an upper limit SOC is set as an index corresponding to the upper limit electricity quantity Da, and the assembled battery is set with this upper limit SOC as an upper limit. 110 is charged. That is, steps S21 to S24 (see FIG. 6) described in the third embodiment are performed.
  • the ECU 126 executing steps S33 to S35 corresponds to the above-described upper limit SOC canceling means, and also corresponds to the upper limit electric quantity canceling means. Further, the ECU 126 executing step S36 and step S37 corresponds to the above-described upper limit SOC setting unit and upper limit electric quantity setting unit, and the ECU 126 executing step S38 and step S39 corresponds to the above-described charging unit. To do.
  • the assembled battery 110 can be charged beyond the upper limit SOC without setting the upper limit SOC as an upper limit. For this reason, even when it is assumed that power consumption is increased in advance, such as using a heater or an air conditioner, it is possible to sufficiently secure the travelable distance.
  • the amount of electricity D that can be charged / discharged to the assembled battery 110 by the memory effect may decrease due to repeated charging and discharging.
  • the assembled battery 110 can be charged beyond the upper limit SOC, the assembled battery can be charged by, for example, once discharging to SOC 0% and then charging to SOC 100%. 110 can be refreshed. For this reason, even if a memory effect occurs in the assembled battery 110, this memory effect can be eliminated.
  • the same parts as in any of the first to fifth embodiments have the same effects as any of the first to fifth embodiments.
  • the present invention has been described with reference to the first to sixth embodiments.
  • the present invention is not limited to the above-described first to sixth embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, you can.
  • the assembled battery including a lithium secondary battery is exemplified as the secondary battery.
  • the present invention is applicable to other types of secondary batteries such as a nickel hydrogen battery and a nickel cadmium battery. Can be applied.
  • the first to sixth embodiments when plug-in charging is performed, the deterioration degree of the assembled battery 110 at that time is determined, the upper limit electric quantity Da and the upper limit SOC are set, and these are set as upper limits. Is charging. However, plug-in charging is performed using the latest upper limit electric quantity Da and upper limit SOC (for example, upper limit electric quantity Da and upper limit SOC set and updated periodically every month) set before plug-in charging is performed. You may do it.

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Abstract

　電池システム１００は、組電池１１０から取り出し得る電気量の上限（上限電気量Ｄａ）を、満充電の場合よりも低く設定する上限電気量設定手段（ＥＣＵ１２０）を備える。この上限電気量設定手段１２０は、組電池１１０の劣化が進行するほど、満充電状態から取り出し得る電気量（満充電電気量Ｄｍａｘ）と上限電気量Ｄａとの差が小さくなる値に、上限電気量Ｄａを設定する。また、電池システム１００は、上限電気量Ｄａを上限として、組電池１１０を充電する充電手段（ＥＣＵ１２０）を備える。

Description

電池システム及び電池システム搭載車両
　本発明は、二次電池（以下、単に電池とも言う）を備え、この二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システム、及び、この電池システムを搭載した電池システム搭載車両に関する。
　従来より、二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システムや、この電池システムを搭載した電池搭載車両が広く知られている。電池システム搭載車両としては、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッドカー、ハイブリッドカー、ハイブリッド鉄道車両などが挙げられる。下記の特許文献１～３には、このような電池システムや電池システム搭載車両が開示されている。
　特許文献１に開示された電気推進車両（電池システム搭載車両）は、二次電池の初期出力の大きさを、モータの出力に、当該二次電池のメモリ効果による出力低下分と、当該二次電池の経年劣化による許容出力低下分とを加えた出力以上の大きさに設定している。このように二次電池の初期出力を大きく設定しておけば、性能保証期間内においては、二次電池が経年劣化しても、また、二次電池にメモリ効果が現れても、二次電池は常にモータの設定出力以上あるので、モータはいつでも少なくとも設定出力以上の出力を出させることができる。これにより、使用者がアクセルペダルを過剰に踏み込むことで電費の悪化がするのを防止でき、また、不必要に二次電池を交換することも防止できる旨が記載されている。
　特許文献２に開示された電気自動車（電池システム搭載車両）は、充電電流や充電時間により最大容量比が異なる複数の充電モード（エコノミーモード、ノーマルモード及びロングドライブモード）を予め設定してある。使用者は、これらの充電モードの中から、車両の予定走行距離に合致する最大容量比を有する充電モードを選択する。そして、車両は、選択した充電モードにおける充電電気量となるように充電を行う。このようにすることで、充電モードによっては過充電を行うのを避けることが可能となるため、いたずらにエネルギ効率を低下させることなく、利用目的に応じた充電を行える旨が記載されている。
　特許文献３に開示された電池システムは、二次電池の放電時に二次電池の電圧が所定の基準値を下回ったときに放電を停止する放電制御手段と、二次電池の充電時に二次電池の電圧が所定の基準値を上回ったときに充電を停止する充電制御手段とを有する。また、この電池システムは、二次電池の状態に基づいて二次電池の履歴を推定する履歴推定手段を有する。そして、放電制御手段は、履歴推定手段による履歴推定値に応じて、放電を停止する電圧基準値を上昇方向に補正し、充電制御手段は、履歴推定手段による履歴推定値に応じて、充電を停止する電圧基準値を下方方向に補正する。このような制御を行うことで、二次電池の容量劣化率が増加するのが緩和されるため、二次電池の寿命を延長させることができる旨が記載されている。
特開平８－３３１７０４号公報 特許第３４２１３９８号公報 特許第３１６１２１５号公報
　しかしながら、特許文献１の電気推進車両は、充電の度に満充電まで充電するので、二次電池の劣化進行が早まる。このため、電池の劣化が進んでも、保証した走行可能距離を走行できるようにするためには、この劣化想定分を多く積み増ししておく必要があり、車両に搭載する電池容量が大きくなってしまう。従って、車両重量が重くなったり、コスト高を招く。
　また、特許文献２の電気自動車は、使用者が充電モードを選択するものであるため、例えば、常にロングドライブモードに設定したままであると、満充電やそれに近い充電が繰り返し行われることとなり、二次電池の劣化進行が早まる。また、充電モードの選択が面倒である。
　これらに対し、特許文献３の電池システムは、充電制御手段が、二次電池の充電時に二次電池の電圧が所定の基準値を上回ったときに充電を停止する構成とされ、しかも、この充電制御手段は、二次電池の履歴推定値に応じて、充電を停止する電圧基準値を下方方向に補正する。このため、満充電を避けることができ、二次電池の劣化進行を抑制できる。しかし、この電池システムでは、二次電池の履歴推定値に応じて、次第に充電を停止する電圧基準値を下方方向に補正するため、この電圧基準値が低くなり過ぎると、性能保証期間内にも拘わらず、必要とされる電気量を二次電池から取り出せない事態が生じる場合がある。従って、この電池システムを搭載する電池システム搭載車両では、性能保証期間内にも拘わらず、保証した走行可能距離を確保できない事態が生じる場合がある。
　このように、従来の電池システムやこれを搭載した電池システム搭載車両では、二次電池の劣化進行を抑制することが困難であった。或いは、二次電池の劣化進行を抑制できても、性能保証期間などの所定期間に亘り、保証した電気量を電池システムから取り出すことが困難であった。また、電池システム搭載車両においては、性能保証期間などの所定期間に亘り、保証した走行可能距離を確保することが困難であった。
　本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、二次電池の劣化進行を抑制でき、その分、搭載する初期の電池容量を少なくでき、また、電池システムとして、長期間に亘り、充放電し得る電気量の大きさを確保できる、電池システムを提供することを目的とする。また、この電池システムを搭載し、二次電池の劣化進行を抑制でき、その分、搭載する初期の電池容量を少なくでき、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる、電池システム搭載車両を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明の一態様は、二次電池を備え、この二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システムであって、前記二次電池から取り出し得る電気量の上限である上限電気量を、満充電の場合よりも低く設定する上限電気量設定手段であって、前記二次電池の劣化が進行するほど、満充電状態から取り出し得る電気量である満充電電気量と前記上限電気量との差が小さくなる値に、前記上限電気量を設定する上限電気量設定手段と、前記二次電池を充電する際に、前記上限電気量を上限として、前記二次電池を充電する充電手段と、を備える電池システムである。
　前述のように、二次電池を満充電まで繰り返し充電すると、二次電池の劣化進行が早まる。これに対し、上記電池システムでは、上限電気量設定手段により二次電池から取り出し得る電気量の上限（上限電気量）を満充電の場合よりも低く設定し、充電手段によりこの上限電気量を上限として二次電池を充電する。このように充電の上限を制限することで、二次電池の劣化進行を抑制できる。かくして、将来の劣化を考慮して必要とされる二次電池の容量を小さくできるので、電池システムに搭載する二次電池の容量を小さくできる。
　更に、この電池システムでは、二次電池の劣化が進行するほど、満充電状態から取り出し得る電気量（満充電電気量）と上限電気量との差が小さくなる値に、上限電気量を設定する。このため、二次電池の劣化が進行しても、上限電気量まで充電した場合に、この二次電池から取り出し得る電気量を、二次電池の劣化に比して緩やかに低下させる、或いは、二次電池の劣化に拘わらず一定とする、或いは、二次電池の劣化に比して徐々に増加させるというように、二次電池の劣化ほどには低下しないようにできる。従って、電池システムとして、長期間に亘り安定して、充放電し得る電気量の大きさを十分に確保できる。このため、この電池システムを、後述するように例えば車両に搭載した場合には、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　なお、上限電気量設定手段による上限電気量の設定は、二次電池を充電する際及びそれ以前の少なくともいずれかに行うことができる。即ち、例えば、上限電気量の設定は、充電手段により二次電池を充電する際に行うことができる。また例えば、定期的に上限電気量を設定するなど、充電手段による充電を行うよりも前に、予め上限電気量を設定しておいてもよい。
　また、上限電気量設定手段により「上限電気量を設定する」とは、「上限電気量」の値自身を直接的に設定する場合が挙げられる。その他、二次電池の劣化が進行する各時点において、「上限電気量」に対応する二次電池の端子間電圧（上限端子間電圧）やＳＯＣ（上限ＳＯＣ）など、「上限電気量」に対応した指標を設定することにより、「上限電気量」を間接的に設定する場合も含まれる。なお、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）は、電池の残容量であり、電池の充電状態を示すものである。
　更に、上記の電池システムであって、前記上限電気量設定手段は、前記上限電気量を一定の値に固定する電池システムとすると良い。
　この電池システムでは、上限電気量を一定の値に固定する。即ち、二次電池の劣化が進行しても、上限電気量まで充電した場合には、この二次電池から取り出し得る電気量を一定にする。これにより、電池システムとして、長期間に亘り、充放電し得る電気量の大きさを一定とすることができる。よって、この電池システムを、後述するように例えば車両に搭載した場合には、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。
　更に、上記のいずれかに記載の電池システムであって、前記上限電気量を上限とすることなく、前記上限電気量を超えて前記二次電池を充電可能とする上限電気量解除手段を更に備える電池システムとすると良い。
　この電池システムでは、上記の上限電気量解除手段を更に備えるため、この手段を適用した場合には、上限電気量を超えて二次電池を充電することが可能となる。このため、予め消費電力が大きくなると想定される場合、例えば、この電池システムを車両に搭載した場合において、ヒータやエアコンなどの補機を駆動させると想定される場合でも、上限電気量を超えて二次電池を充電できるため、走行可能距離を十分に確保できるなど、適切に対応できる。
　更に、上記の電池システムであって、前記二次電池が、メモリ効果の生じる特性を有する電池システムとすると良い。
　この電池システムは、前述の上限電気量解除手段により上限電気量を超えて二次電池を充電することが可能なため、例えばＳＯＣ０％まで放電した後にＳＯＣ１００％まで充電することにより、二次電池をリフレッシュすることができる。このため、二次電池にメモリ効果が生じても、このメモリ効果を解消できる。
　なお、メモリ効果の生じる特性を有する二次電池としては、例えば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、一部のリチウム電池などが挙げられる。
　また、他の態様は、上記のいずれかに記載の電池システムを搭載した電池システム搭載車両である。
　この電池システム搭載車両は、前述の電池システムを搭載しているため、二次電池の劣化進行を抑制でき、その分、搭載する二次電池の容量を小さくできる。
　また、前述の電気システムは、二次電池の劣化が進行しても、上限電気量まで充電した場合に、この二次電池から取り出し得る電気量を、二次電池の劣化ほどには低下しないようにできるため、この電池システム搭載車両は、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　更に、上限電気量を一定の値に固定した場合には、前述のように、電池システムは、長期間に亘り、充放電し得る電気量の大きさを一定とすることができるため、この電池システム搭載車両は、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。
　更に、前述の上限電気量解除手段を備える場合には、上限電気量を超えて二次電池を充電することが可能となるため、ヒータやエアコンなどの補機を駆動させるなど、消費電力が大きくなると予め想定される場合などでも、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　なお、「電池システム搭載車両」としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッドカー、ハイブリッドカー、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。
　更に、上記の電池システム搭載車両であって、前記電池システム搭載車両は、外部電源に接続して前記二次電池を充電可能なプラグイン車両であり、前記外部電源によるプラグイン充電を行う際に、前記上限電気量設定手段により、その時点における前記二次電池の劣化具合に応じて、前記上限電気量を設定する電池システム搭載車両とすると良い。
　プラグイン充電では、例えば夜から朝までなど、長時間に亘り充電できる場合が多いと考えられる。従って、例えば走行中の回生ブレーキによる短時間の充電と異なり、上限電気量まで充電できる場合が多いと考えられる。この電池システム搭載車両では、プラグイン充電を行う際に、上限電気量設定手段により、その時点における二次電池の劣化具合に応じて上限電気量を設定する。これにより、その時点における二次電池の劣化具合に応じた、より適切な上限電気量を設定し、適切なプラグイン充電を行うことができる。
　また、他の態様は、二次電池を備え、この二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システムであって、ＳＯＣ１００％よりも小さい上限ＳＯＣを設定する上限ＳＯＣ設定手段であって、前記二次電池の劣化が進行するほど、前記上限ＳＯＣを大きい値に設定する上限ＳＯＣ設定手段と、前記二次電池を充電する際に、前記上限ＳＯＣを上限として、前記二次電池を充電する充電手段と、を備える電池システムである。
　前述のように、二次電池を満充電まで繰り返し充電すると、二次電池の劣化進行が早まる。これに対し、上記電池システムでは、上限ＳＯＣ設定手段によりＳＯＣ１００％よりも小さい上限ＳＯＣを設定し、充電手段によりこの上限ＳＯＣを上限として二次電池を充電する。このように充電の上限を制限することで、二次電池の劣化進行を抑制できる。かくして、将来の劣化を考慮して必要とされる二次電池の容量を小さくできるので、電池システムに搭載する二次電池の容量を小さくできる。
　更に、この電池システムでは、二次電池の劣化が進行するほど、上限ＳＯＣを大きい値に設定する。このため、二次電池の劣化が進行しても、上限ＳＯＣまで充電した場合に、この二次電池から取り出し得る電気量を、二次電池の劣化に比して緩やかに低下させる、或いは、二次電池の劣化に拘わらず一定とする、或いは、二次電池の劣化に比して徐々に増加させるというように、二次電池の劣化ほどには低下しないようにできる。従って、電池システムとして、長期間に亘り安定して、充放電し得る電気量の大きさを十分に確保できる。このため、この電池システムを、後述するように例えば車両に搭載した場合には、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　また、上限ＳＯＣ設定手段による上限ＳＯＣの設定は、二次電池を充電する際及びそれ以前の少なくともいずれかに行うことができる。即ち、例えば、上限ＳＯＣの設定は、充電手段により二次電池を充電する際に行うことができる。また例えば、定期的に上限ＳＯＣを設定するなど、充電手段による充電を行うよりも前に、予め上限ＳＯＣを設定しておいてもよい。
　なお、「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）」は、前述のように、二次電池の残容量であり、二次電池の充電状態を示すものである。ＳＯＣは、電圧検知、電流積算等により推定することができる。
　更に、上記の電池システムであって、前記上限ＳＯＣ設定手段は、前記上限ＳＯＣまで前記二次電池を充電したときに、前記二次電池の劣化の進行に拘わらず、前記二次電池から取り出し得る電気量を一定とする値に、前記上限ＳＯＣを設定する電池システムとすると良い。
　この電池システムでは、上記のように上限ＳＯＣを設定する、即ち、二次電池の劣化が進行しても、上限ＳＯＣまで充電した場合には、この二次電池から取り出し得る電気量を一定にする。これにより、電池システムとして、長期間に亘り、充放電し得る電気量の大きさを一定とすることができる。よって、この電池システムを、後述するように例えば車両に搭載した場合には、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。
　更に、上記の電池システムであって、前記上限ＳＯＣを上限とすることなく、前記上限ＳＯＣを超えて前記二次電池を充電可能とする上限ＳＯＣ解除手段を更に備える電池システムとすると良い。
　この電池システムでは、上記の上限ＳＯＣ解除手段を更に備えるため、この手段を適用した場合には、上限ＳＯＣを超えて二次電池を充電することが可能となる。このため、消費電力が大きくなると予め想定される場合、例えば、この電池システムを車両に搭載した場合において、ヒータやエアコンなどの補機を駆動させると想定される場合でも、上限ＳＯＣを超えて二次電池を充電できるため、走行可能距離を十分に確保できるなど、適切に対応できる。
　更に、上記のいずれかに記載の電池システムであって、前記二次電池が、メモリ効果の生じる特性を有する電池システムとすると良い。
　この電池システムは、前述の上限ＳＯＣ解除手段により上限ＳＯＣを超えて二次電池を充電することが可能なため、例えばＳＯＣ０％まで放電した後にＳＯＣ１００％まで充電することにより、二次電池をリフレッシュすることができる。このため、二次電池にメモリ効果が生じても、このメモリ効果を解消できる。
　また、他の態様は、上記のいずれかに記載の電池システムを搭載した電池システム搭載車両である。
　この電池システム搭載車両は、前述の電池システムを搭載しているため、二次電池の劣化進行を抑制でき、その分、搭載する二次電池の容量を小さくできる。
　また、前述の電気システムは、二次電池の劣化が進行しても、上限ＳＯＣまで充電した場合に、この二次電池から取り出し得る電気量を、二次電池の劣化ほどには低下しないようにできるため、この電池システム搭載車両は、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　更に、上限ＳＯＣを二次電池から取り出し得る電気量が一定となる値とした場合には、前述のように、電池システムは、長期間に亘り、充放電し得る電気量の大きさを一定とすることができるため、この電池システム搭載車両は、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。
　更に、前述の上限ＳＯＣ解除手段を備える場合には、上限ＳＯＣを超えて二次電池を充電することが可能となるため、ヒータやエアコンなどの補機を駆動させるなど、消費電力が大きくなると予め想定される場合などでも、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。
　更に、上記の電池システム搭載車両であって、前記電池システム搭載車両は、外部電源に接続して前記二次電池を充電可能なプラグイン車両であり、前記外部電源によるプラグイン充電を行う際に、前記上限ＳＯＣ設定手段により、その時点における前記二次電池の劣化具合に応じて、前記上限ＳＯＣを設定する電池システム搭載車両とすると良い。
　プラグイン充電では、例えば夜から朝までなど、長時間に亘り充電できる場合が多いと考えられる。従って、例えば走行中の回生ブレーキによる短時間の充電と異なり、上限ＳＯＣまで充電できる場合が多いと考えられる。この電池システム搭載車両では、プラグイン充電を行う際に、上限ＳＯＣ設定手段により、その時点における二次電池の劣化具合に応じて上限ＳＯＣを設定する。これにより、その時点における二次電池の劣化具合に応じた、より適切な上限ＳＯＣを設定し、適切なプラグイン充電を行うことができる。
実施形態１に係り、電池システムを搭載した電池システム搭載車両の概略を示す説明図である。 実施形態１に係り、プラグイン充電を示すフローチャートである。 実施形態１に係り、時間Ｔと組電池の容量劣化率Ｆとの関係を示すグラフである。 実施形態１に係り、時間Ｔと組電池から取り出し得る電気量Ｄとの関係を示すグラフである。 実施形態１に係り、時間Ｔと走行可能距離Ｌとの関係を示すグラフである。 実施形態３に係り、プラグイン充電を示すフローチャートである。 実施形態５に係り、プラグイン充電を示すフローチャートである。
１００，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６　電池システム
１１０　組電池（二次電池）
１２０，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６　ＥＣＵ
１３０　インバータ
１４０　ＡＣ－ＤＣコンバータ
１５０　ケーブル
１６０　プラグ付きケーブル
２００，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６　プラグインハイブリッドカー（電池システム搭載車両）
２１０　車体
２２０　エンジン
２３０　フロントモータ
２４０　リアモータ
ＸＶ　外部電源
（実施形態１）
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係る電池システム１００を搭載したプラグインハイブリッドカー（電池システム搭載車両）２００を示す。このプラグインハイブリッドカー２００は、その車体２１０に、エンジン２２０、フロントモータ２３０、リアモータ２４０及び電池システム１００を搭載する。
　このうち電池システム１００は、複数のリチウム二次電池が接続されてなる組電池（二次電池）１１０と、ＥＣＵ１２０と、インバータ１３０と、ＡＣ－ＤＣコンバータ１４０と、これらを接続するケーブル１５０と、外部電源ＸＶとの接続に用いるプラグ付きケーブル１６０とを有する。そして、組電池１１０による電気エネルギを、フロントモータ２３０及びリアモータ２４０の駆動に利用する。また、このプラグインハイブリッドカー２００は、外部電源ＸＶに接続して、組電池１１０を充電できるプラグイン車両である。
　この電池システム１００及びプラグインハイブリッドカー２００では、ＥＣＵ１２０が、組電池１１０から取り出し得る電気量の上限（上限電気量Ｄａ）を、満充電の場合よりも低く設定し、この上限電気量Ｄａを上限として、組電池１１０を充電する。
　上限電気量Ｄａの設定は、組電池１１０を充電する際に行う。具体的には、例えば家庭用外部電源などの外部電源ＸＶにプラグインハイブリッドカー２００を接続して、外部電源ＸＶによるプラグイン充電を行う際に、この上限電気量Ｄａを設定する。
　上限電気量Ｄａを設定する際には、その時点において組電池１１０の満充電状態から取り出し得る電気量（満充電電気量Ｄｍａｘ）を求める。そして、この満充電電気量Ｄｍａｘと上限電気量Ｄａとの差が、組電池１１０の劣化が進行するほど小さくなる値に、上限電気量Ｄａを設定する。
　具体的には、図４に示すように、組電池１１０の満充電状態から取り出し得る満充電電気量Ｄｍａｘ（一点鎖線で示す）は、新車時（満充電電気量Ｄｍａｘ１）から、性能保証期間Ｔａ（本実施形態１では１０年間）経過後（満充電電気量Ｄｍａｘ２）まで徐々に低下していく。これに対し、上限電気量Ｄａ（実線で示す）は、新車時（上限電気量Ｄａ１）から、性能保証期間Ｔａ経過後（上限電気量Ｄａ２）まで徐々に低下させているが、その減少度合いは、満充電電気量Ｄｍａｘよりも少なくしている。これにより、上限電気量Ｄａは、組電池１１０の劣化が進行するほど、満充電電気量Ｄｍａｘとの差が小さくなる。
　本実施形態１では、図４に示した、満充電電気量Ｄｍａｘと設定すべき上限電気量Ｄａとの関係がテーブルの形でＥＣＵ１２０内に記憶されており、このデータに基づいて、満充電電気量Ｄｍａｘから上限電気量Ｄａを設定する。なお、満充電電気量Ｄｍａｘと上限電気量Ｄａとの関係を関数の形でＥＣＵ１２０内に記憶させておき、これに基づいて、満充電電気量Ｄｍａｘから上限電気量Ｄａを設定するようにしてもよい。
　次に、このプラグインハイブリッドカー２００に、プラグイン充電を行う場合について、図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
　まず、外部電源ＸＶにプラグインハイブリッドカー２００を接続して、プラグイン充電を開始する。すると、ステップＳ１において、組電池１１０の現在の劣化具合を判定する。本実施形態１では、組電池１１０の内部抵抗Ｒを測定し、この内部抵抗Ｒの値から、満充電状態から取り出し得る電気量（満充電電気量Ｄｍａｘ）を求める。
　具体的には、本実施形態１では、組電池１１０の内部抵抗Ｒと満充電電気量Ｄｍａｘとの関係がテーブルの形でＥＣＵ１２０内に記憶されており、このデータに基づいて、現在の内部抵抗Ｒから現在の満充電電気量Ｄｍａｘを求める。
　なお、内部抵抗Ｒと満充電電気量Ｄｍａｘとの関係を関数の形でＥＣＵ１２０内に記憶させておき、これに基づいて、内部抵抗Ｒから満充電電気量Ｄｍａｘを求めるようにしてもよい。
　また、組電池１１０の劣化具合の判定手法は、これに限定されない。例えば、プラグイン充電に先立ち、満充電と完全放電を行って組電池１１０の電池容量を実測することにより、満充電電気量Ｄｍａｘを求めることもできる。また、組電池１１０の劣化具合の判定においては、走行距離や走行時間、車両放置時間、組電池１１０への通電電荷量、組電池１１０の温度履歴、組電池１１０の電流レート履歴、組電池１１０のＳＯＣ履歴、組電池１１０の抵抗増加率、充電容量、放電容量などを、適宜利用できる。
　組電池１１０の劣化具合を判定した後は、ステップＳ２に進み、ＥＣＵ１２０により上限電気量Ｄａを設定する。前述のように、ＥＣＵ１２０には、満充電電気量Ｄｍａｘと設定すべき上限電気量Ｄａとの関係がテーブルの形で記憶されているので、このデータに基づいて、ステップＳ１で得られた満充電電気量Ｄｍａｘから上限電気量Ｄａを直接的に設定する。
　なお、ステップＳ１及びステップＳ２を実行しているＥＣＵ１２０が、前述の上限電気量設定手段に相当する。
　次に、ステップＳ３に進み、組電池１１０の充電を開始する。そして、ステップＳ４に進み、上限電気量Ｄａに達したか否かを判断する。即ち、組電池１１０から現在取り出し得る電気量Ｄを求め、この電気量Ｄが上限電気量Ｄａに達したか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、組電池１１０の電気量Ｄがまだ上限電気量Ｄａに達していない場合には、継続して組電池１１０の充電を行う。一方、ＹＥＳ、即ち、組電池１１０の電気量Ｄが上限電気量Ｄａに達した場合には、このプラグイン充電を終了する。
　なお、ステップＳ３及びステップＳ４を実行しているＥＣＵ１２０が、前述の充電手段に相当する。
　なお、本実施形態１では、プラグイン充電を行う際に上限電気量Ｄａを設定しているが、これと共に、或いはこれとは別に、定期的に（例えば１ヶ月毎に）上限電気量Ｄａを設定して、上限電気量Ｄａを更新するようにしてもよい。
　また、図２には、プラグイン充電を行う場合を示したが、走行中の回生ブレーキ等による充電を行う場合にも、組電池１１０の電気量Ｄが上限電気量Ｄａに達した場合には充電を終了する。この回生ブレーキ等による充電では、この充電時以前に設定された最新の上限電気量Ｄａ（例えば１ヶ月毎に定期的に設定し更新した上限電気量Ｄａ）を用いることができる。
　以上で説明したように、本実施形態１の電池システム１００では、ＥＣＵ１２０により、組電池１１０から取り出し得る上限電気量Ｄａを満充電の場合よりも低く設定し（ステップＳ１，Ｓ２）、この上限電気量Ｄａを上限として組電池１１０を充電する（ステップＳ３，Ｓ４）。このように組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄの上限を制限することで、組電池１１０の劣化進行を抑制できる。かくして、将来の劣化を考慮して必要とされる組電池１１０の容量を小さくでき、電池システム１００に搭載する組電池１１０の初期容量を小さくできる。
　即ち、図３に示すように、従来形態の電池システムは、性能保証期間Ｔａ（例えば１０年間）経過後の組電池１１０の容量劣化率Ｆｍが大きかったのに対し、本実施形態１の電池システム１００では、性能保証期間Ｔａ経過後の組電池１１０の容量劣化率Ｆａが十分に小さくなった。なお、容量劣化率Ｆ（％）は、新品時の組電池１１０の電池容量に対する、劣化により減少した電池容量の減少分の割合を指す。
　また、本実施形態１の電池システム１００では、前述したように、組電池１１０の劣化が進行するほど、その時点おける満充電状態から取り出し得る電気量（満充電電気量Ｄｍａｘ）と上限電気量Ｄａとの差が、徐々に小さくなる値に、上限電気量Ｄａを設定する（図４参照）。このため、組電池１１０の劣化が進行しても、上限電気量Ｄａまで充電した場合に、この組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄは、組電池１１０の劣化に比して緩やかに低下し、組電池１１０の劣化ほどには低下しない。
　従って、電池システム１００として、長期間に亘り安定して、充放電可能な電気量Ｄを十分に確保できる。具体的には、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、保証した電気量Ｄ以上を組電池１１０から取り出すことができる。よって、この電池システム１００を搭載したプラグインハイブリッドカー２００では、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。具体的には、このプラグインハイブリッドカー２００では、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、所定の走行可能距離（例えば３０ｋｍ）を確保できる。
　即ち、図５に示すように、従来の電池システム搭載車両では、満充電を繰り返し行うために、組電池１１０の劣化進行が早く、例えば一点鎖線（従来形態１）で示すように、新車時の走行可能距離Ｌｍ１に対して、性能保証期間Ｔａ（例えば１０年間）経過後の走行可能距離Ｌｍ２が大きく低下し、保証走行可能距離Ｌａ（例えば３０ｋｍ）を下回ってしまうことがある。このため、性能保証期間Ｔａ経過後にも保証走行可能距離Ｌａを確保すべく、搭載する初期の電池容量を相当大きくしなければならなかった。例えば図５に破線（従来形態２）で示すように、新車時の走行可能距離Ｌｎ１を保証走行可能距離Ｌａよりも相当大きくして、性能保証期間Ｔａ経過後に走行可能距離Ｌｎ２が大きく低下しても、保証走行可能距離Ｌａを確保できるようにする必要があった。このため、車両重量が重くなったり、コスト高を招いていた。
　これに対し、本実施形態１では、前述のように、組電池１１０の劣化進行が十分に抑制されるために、図５に実線で示すように、新車時の走行可能距離Ｌｂ１に対して、性能保証期間Ｔａ経過後（例えば１０年後）の走行可能距離Ｌｂ２がそれほど低下せず、搭載する初期の電池容量を少なくした場合（上記従来形態１と同じ電池容量とした場合）でも、保証走行可能距離Ｌａ（例えば３０ｋｍ）を確保できる。
　また、本実施形態１のプラグインハイブリッドカー２００は、前述のように、プラグイン充電を行う際に、ＥＣＵ１２０（ステップＳ１，Ｓ２）により、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じて、上限電気量Ｄａを設定する。プラグイン充電は、例えば夜から朝までなど、長時間に亘り充電できる場合が多いと考えられる。従って、例えば走行中の回生ブレーキによる短時間の充電と異なり、上限電気量Ｄａまで充電できる場合が多いと考えられる。このプラグインハイブリッドカー２００では、プラグイン充電を行う際に、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じて上限電気量Ｄａを設定する。これにより、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じた、より適切な上限電気量Ｄａを設定し、適切なプラグイン充電を行うことができる。
（実施形態２）
　次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２の電池システム１０２及びこれを搭載したプラグインハイブリッドカー２０２では、設定する上限電気量Ｄｂの値が、上記実施形態１に係る上限電気量Ｄａと異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
　本実施形態２でも、ＥＣＵ１２２が、上記実施形態１と同様に、組電池１１０の劣化が進行するほど、満充電電気量Ｄｍａｘと上限電気量Ｄｂとの差が小さくなる値に、上限電気量Ｄｂを直接的に設定するが、その設定値が上記実施形態１の上限電気量Ｄａと異なる。
　具体的には、本実施形態２では、上限電気量Ｄｂを一定の値に固定する。即ち、図４に示すように、組電池１１０の満充電状態から取り出し得る満充電電気量Ｄｍａｘ（一点鎖線で示す）は、新車時（満充電電気量Ｄｍａｘ１）から、性能保証期間Ｔａ（例えば１０年間）経過後（満充電電気量Ｄｍａｘ２）まで徐々に低下していく。これに対し、上限電気量Ｄｂ（二点鎖線で示す）は、新車時から、性能保証期間Ｔａ経過後まで一定の値とする。これにより、上限電気量Ｄｂは、組電池１１０の劣化が進行するほど、満充電電気量Ｄｍａｘとの差が小さくなる。
　このように上限電気量Ｄｂを固定することで、組電池１１０の劣化が進行しても、上限電気量Ｄｂまで充電した場合に、この組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄを一定とすることができる。従って、本実施形態２の電池システム１０２では、長期間に亘り、放充電し得る電気量Ｄの大きさを一定とすることができる。
　よって、これを搭載したプラグインハイブリッドカー２０２では、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。具体的には、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、常に一定の走行可能距離（例えば３０ｋｍ）を確保できる。即ち、図５に二点鎖線で示すように、新車時の走行可能距離も性能保証期間Ｔａ経過後（例えば１０年後）の走行可能距離も変わらず、常に一定の保証走行可能距離Ｌａ（例えば３０ｋｍ）を確保できる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
（実施形態３）
　次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３の電池システム１０３及びこれを搭載したプラグインハイブリッドカー２０３では、上限電気量を直接的に設定する代わりに、上限電気量に対応する指標として上限ＳＯＣを設定し、この上限ＳＯＣを上限として組電池１１０の充電を行う点が、上記実施形態１の電池システム１００及びプラグインハイブリッドカー２００と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
　本実施形態３では、ＥＣＵ１２３が、ＳＯＣ１００％よりも小さい値の上限ＳＯＣを設定することにより、これに対応する上限電気量を間接的に設定し、この上限電気量に対応する上限ＳＯＣを上限として、組電池１１０を充電する。
　上限ＳＯＣの設定（上限電気量の設定）は、組電池１１０を充電する際に行う。具体的には、外部電源ＸＶに接続してプラグイン充電を行う際に、この上限ＳＯＣ（上限電気量）を設定する。
　上限ＳＯＣは、組電池１１０の劣化が進行するほど大きい値となるように（本実施形態３では、一次的に徐々に大きくなる値に）設定する。本実施形態３では、容量劣化率Ｆと設定すべき上限ＳＯＣとの関係がテーブルの形でＥＣＵ１２３内に記憶されており、このデータに基づいて、容量劣化率Ｆから上限ＳＯＣを設定する。なお、容量劣化率Ｆから上限ＳＯＣとの関係を関数の形でＥＣＵ１２３内に記憶させておき、これに基づいて、容量劣化率Ｆから上限ＳＯＣを設定するようにしてもよい。
　次に、本実施形態３のプラグインハイブリッドカー２０３に、プラグイン充電を行う場合について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
　まず、外部電源ＸＶにプラグインハイブリッドカー２０３を接続して、プラグイン充電を開始する。すると、ステップＳ２１において、組電池１１０の現在の劣化具合を判定する。本実施形態３では、組電池１１０の内部抵抗Ｒを測定し、この内部抵抗Ｒの値から組電池１１０の現在の容量劣化率Ｆを求める。
　具体的には、本実施形態３では、組電池１１０の内部抵抗Ｒと容量劣化率Ｆとの関係がテーブルの形でＥＣＵ１２３内に記憶されており、このデータに基づいて、現在の内部抵抗Ｒから現在の容量劣化率Ｆを求める。
　なお、内部抵抗Ｒと容量劣化率Ｆとの関係を関数の形でＥＣＵ１２３内に記憶させておき、これに基づいて、内部抵抗Ｒから容量劣化率Ｆを求めるようにしてもよい。
　次に、ステップＳ２２に進み、ＥＣＵ１２３により上限ＳＯＣを設定する。前述のように、ＥＣＵ１２３には、容量劣化率Ｆと設定すべき上限ＳＯＣとの関係がテーブルの形で記憶されているので、このデータに基づいて、ステップＳ２１で得られた容量劣化率Ｆから上限ＳＯＣを設定する。
　なお、ステップＳ２１及びステップＳ２２を実行しているＥＣＵ１２３が、前述の上限ＳＯＣ設定手段に相当し、また、前述の上限電気量設定手段にも相当する。
　次に、ステップＳ２３に進み、組電池１１０の充電を開始する。そして、ステップＳ２４に進み、上限ＳＯＣに達したか否かを判断する。即ち、組電池１１０の現在のＳＯＣを電池電圧から求め、このＳＯＣが上限ＳＯＣに達したか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、組電池１１０のＳＯＣがまだ上限ＳＯＣに達していない場合には、継続して組電池１１０の充電を行う。一方、ＹＥＳ、即ち、組電池１１０のＳＯＣが上限ＳＯＣに達した場合には、このプラグイン充電を終了する。
　なお、ステップＳ２３及びステップＳ２４を実行しているＥＣＵ１２３が、前述の充電手段に相当する。
　なお、本実施形態３では、プラグイン充電を行う際に上限ＳＯＣを設定しているが、これと共に、或いはこれとは別に、定期的に（例えば１ヶ月毎に）上限ＳＯＣを設定して、上限ＳＯＣを更新するようにしてもよい。
　また、本実施形態３では、電池電圧から組電池１１０の現在のＳＯＣを求めているが、ＳＯＣを求める手法は、これに限定されない。例えば、組電池１１０に流れた電流から組電池１１０に出入りした電気量Ｄを積算して、組電池１１０のＳＯＣを求めることができる。
　また、図６には、プラグイン充電を行う場合を示したが、走行中の回生ブレーキ等による充電を行う場合にも、組電池１１０が上限ＳＯＣに達した場合には充電を終了する。この回生ブレーキ等による充電では、この充電時以前に設定された最新の上限ＳＯＣ（例えば１ヶ月毎に定期的に設定し更新した上限ＳＯＣ）を用いることができる。
　以上で説明したように、本実施形態３の電池システム１０３では、ＥＣＵ１２３により、ＳＯＣ１００％よりも小さい上限ＳＯＣを設定し（ステップＳ２１，Ｓ２２）、この上限ＳＯＣを上限として組電池１１０を充電する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。このようにＳＯＣの上限を制限することで、組電池１１０の劣化進行を抑制できる（図３参照）。かくして、将来の劣化を考慮して必要とされる組電池１１０の容量を小さくでき、電池システム１０３に搭載する組電池１１０の初期容量を小さくできる。
　更に、本実施形態３の電池システム１０３では、前述のように、組電池１１０の劣化が進行するほど、上限ＳＯＣを大きい値に設定する。このため、組電池１１０の劣化が進行しても、上限ＳＯＣまで充電した場合に、この組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄは、組電池の劣化に対して緩やかに低下し、組電池１１０の劣化ほどには低下しない。従って、電池システム１０３として、長期間に亘り安定して、充放電可能な電気量Ｄを十分に確保できる。具体的には、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、保証した電気量Ｄ以上を組電池１１０から取り出すことができる。また、この電池システム１０３を搭載したプラグインハイブリッドカー２０３では、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を十分に確保できる。具体的には、このプラグインハイブリッドカー２０３では、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、所定の走行可能距離（例えば３０ｋｍ）を確保できる（図５参照）。
　また、本実施形態３のプラグインハイブリッドカー２０３は、前述のように、プラグイン充電を行う際に、ＥＣＵ１２３（ステップＳ２１，Ｓ２２）により、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じて、上限ＳＯＣを設定する。プラグイン充電は、上限電気量ＳＯＣまで充電できる場合が多いと考えられるため、プラグイン充電を行う際に、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じて上限ＳＯＣを設定することで、その時点における組電池１１０の劣化具合に応じた、より適切な上限ＳＯＣを設定し、適切なプラグイン充電を行うことができる。その他、上記実施形態１または２と同様な部分は、上記実施形態１または２と同様な作用効果を奏する。
（実施形態４）
　次いで、第４の実施の形態について説明する。本実施形態４の電池システム１０４及びこれを搭載したプラグインハイブリッドカー２０４では、設定する上限ＳＯＣの値が、上記実施形態３に係る上限ＳＯＣと異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態３等と同様であるので、上記実施形態３等と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
　本実施形態４でも、ＥＣＵ１２４が、上記実施形態３と同様に、組電池１１０の劣化が進行するほど大きくなる値に、上限ＳＯＣを設定することにより、上限電気量を間接的に設定するが、その設定値が上記実施形態３の上限ＳＯＣ（従ってこれに対応する上限電気量）とは異なる。具体的には、本実施形態４では、上限ＳＯＣから組電池１１０を放電させたときに、組電池１１０の劣化の進行に拘わらず、組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄが一定となる値に、前記上限ＳＯＣを設定する。
　このように上限ＳＯＣを設定することで、組電池１１０の劣化が進行しても、上限ＳＯＣまで充電した場合に、この組電池１１０から取り出し得る電気量Ｄを一定とすることができる。従って、本実施形態４の電池システム１０４では、長期間に亘り、放充電し得る電気量Ｄの大きさを一定とすることができる。
　よって、これを搭載したプラグインハイブリッドカー２０４では、長期間に亘り、充電後の走行可能距離を一定とすることができる。具体的には、性能保証期間（例えば１０年間）に亘り、常に一定の走行可能距離（例えば３０ｋｍ）を確保できる（図５参照）。その他、上記実施形態１～３のいずれかと同様な部分は、上記実施形態１～３のいずれかと同様な作用効果を奏する。
（実施形態５）
　次いで、第５の実施の形態について説明する。本実施形態５の電池システム１０５及びこれを搭載したプラグインハイブリッドカー２０５では、上限電気量Ｄａを解除して組電池１１０を充電することも可能な点が、上記実施形態１，２の電池システム１００，１０２及びプラグインハイブリッドカー２００，２０２と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１等と同様であるので、上記実施形態１等と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
　本実施形態５でも、ＥＣＵ１２５が、上記実施形態１と同様に組電池１１０から取り出し得る上限電気量Ｄａを直接的に設定し、この上限電気量Ｄａを上限として、組電池１１０を充電する。但し、ヒータやエアコン等の補機類の使用により使用電力量の追加的な増加が見込まれる場合など、所定の条件を満たす場合には、上限電気量Ｄａを上限とすることなく、上限電気量Ｄａを超えて組電池１１０を充電できる。
　次に、本実施形態５のプラグインハイブリッドカー２０５に、プラグイン充電を行う場合について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
　まず、外部電源ＸＶにプラグインハイブリッドカー２０５を接続して、プラグイン充電を開始する。すると、ステップＳ３１において、車両現在地の地域と季節を判定する。この地域や季節の判定には、例えば、ナビゲーションシステムによる位置情報や、インターネットからの月日、季節、天気等の情報などを利用できる。
　その後、ステップＳ３２に進み、補機類の電力使用量が大きくなりそうか否かを判断する。具体的には、ステップＳ３１で得られた車両現在地の地域と季節の情報に基づいて、例えばヒータやエアコンなどの補機類による追加の使用電力量が大きくなると想定されるか否かを判断する。この判断では、例えば、以前の走行時における補機類の使用実績（電力使用量の実績）なども利用できる。
　ここで、ＹＥＳ、即ち、予め補機類の使用電力量が大きくなると想定される場合には、ステップＳ３３に進む。そして、ステップＳ３３では、このプラグイン充電よりも以前に設定された上限電気量Ｄａを解除する。
　その後、ステップＳ３４に進んで、組電池１１０の充電を開始する。そして、ステップＳ３５に進み、組電池１１０が満充電の状態になったか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、組電池１１０がまだ満充電になっていない場合には、継続して組電池１１０の充電を行う。一方、ＹＥＳ、即ち、組電池１１０が満充電の状態になった場合には、このプラグイン充電を終了する。
　なお、ステップＳ３３～ステップＳ３５を実行しているＥＣＵ１２５が、前述の上限電気量解除手段に相当する。
　一方、前述のステップＳ３２でＮＯ、即ち、補機類の使用電力量が大きくないと想定される場合には、ステップＳ３６に進み、組電池１１０の現在の劣化具合を判定する。このステップＳ３６以降は、上記実施形態１と同様である。即ち、ステップＳ３６において満充電電気量Ｄｍａｘを求めた後、ステップＳ３７において上限電気量Ｄａを設定する。その後、ステップＳ３８に進み、組電池１１０の充電を開始する。そして、ステップＳ３９に進み、組電池１１０の現在の電気量Ｄが上限電気量Ｄａに達したか否かを判断し、上限電気量Ｄａに達した場合には、このプラグイン充電を終了する。
　本実施形態５では、ステップＳ３６及びステップＳ３７を実行しているＥＣＵ１２５が、前述の上限電気量設定手段に相当し、ステップＳ３８及びステップＳ３９を実行しているＥＣＵ１２５が、前述の充電手段に相当する。
　なお、本実施形態５では、前述のように、予め補機類の電力使用量が大きくなると想定される場合に（ステップＳ３２）、上限電気量Ｄａを解除して（ステップＳ３３）、満充電になるまで充電を行う（ステップＳ３４，３５）。しかし、上限電気量Ｄａを解除した後に（ステップＳ３３）、解除した上限電気量Ｄａよりも更に大きいが満充電の場合よりも小さい値の第２上限電気量を新たに設定して、この第２上限電気量を上限として、組電池１１０の充電を行うようにしてもよい。
　以上で説明したように、本実施形態５の電池システム１０５及びプラグインハイブリッドカー２０５では、上限電気量Ｄａを上限とすることなく、上限電気量Ｄａを超えて組電池１１０を充電することも可能である。このため、ヒータやエアコンを使用するなど、予め消費電力が大きくなると想定される場合などでも、走行可能距離を十分に確保できる。
　なお、組電池１１０に、例えばニッケル水素電池などのメモリ効果の生じる二次電池を用いる場合には、組電池１１０の充放電の繰り返しにより、メモリ効果によって充放電できる電気量Ｄが減少することがある。これに対し、本実施形態５の電池システム１０５では、上限電気量Ｄａを超えて組電池１１０を充電することが可能なため、例えば一旦ＳＯＣ０％まで放電させた後にＳＯＣ１００％まで充電することにより、組電池１１０をリフレッシュすることができる。このため、組電池１１０にメモリ効果が生じても、このメモリ効果を解消できる。その他、上記実施形態１～４のいずれかと同様な部分は、上記実施形態１～４のいずれかと同様な作用効果を奏する。
（実施形態６）
　次いで、第６の実施の形態について説明する。本実施形態６の電池システム１０６及びこれを搭載したプラグインハイブリッドカー２０６では、上限ＳＯＣを解除して組電池１１０を充電することも可能な点が、上記実施形態３，４の電池システム１０３，１０４及びプラグインハイブリッドカー２０３，２０４と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態３等と同様であるので、上記実施形態３等と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
　本実施形態６では、上記実施形態５の上限電気量Ｄａを直接的に設定する代わりに、上限電気量Ｄａに対応する指標として上限ＳＯＣを用いる。即ち、図７のステップＳ３３においては、設定された上限電気量Ｄａを解除する代わりに、設定された上限ＳＯＣを解除する。また、図７のステップＳ３６～ステップＳ３９においては、上限電気量Ｄａを直接的に設定する代わりに、上限電気量Ｄａに対応する指標として上限ＳＯＣを設定し、この上限ＳＯＣを上限として、組電池１１０の充電を行う。つまり、上記実施形態３で述べたステップＳ２１～ステップＳ２４（図６参照）を行う。
　本実施形態６では、ステップＳ３３～ステップＳ３５を実行しているＥＣＵ１２６が、前述の上限ＳＯＣ解除手段に相当し、また、上限電気量解除手段にも相当する。また、ステップＳ３６及びステップＳ３７を実行しているＥＣＵ１２６が、前述の上限ＳＯＣ設定手段及び上限電気量設定手段に相当し、ステップＳ３８及びステップＳ３９を実行しているＥＣＵ１２６が、前述の充電手段に相当する。
　以上で説明したように、本実施形態６の電池システム１０６及びプラグインハイブリッドカー２０６では、上限ＳＯＣを上限とすることなく、上限ＳＯＣを超えて組電池１１０を充電することも可能である。このため、ヒータやエアコンを使用するなど、予め消費電力が大きくなると想定される場合などでも、走行可能距離を十分に確保できる。
　なお、組電池１１０にメモリ効果の生じる二次電池を用いる場合には、充放電の繰り返しにより、メモリ効果によって組電池１１０に充放電できる電気量Ｄが減少することがある。これに対し、本実施形態６の電池システム１０６では、上限ＳＯＣを超えて組電池１１０を充電することが可能なため、例えば一旦ＳＯＣ０％まで放電させた後にＳＯＣ１００％まで充電することにより、組電池１１０をリフレッシュすることができる。このため、組電池１１０にメモリ効果が生じても、このメモリ効果を解消できる。その他、上記実施形態１～５のいずれかと同様な部分は、上記実施形態１～５のいずれかと同様な作用効果を奏する。
　以上において、本発明を実施形態１～６に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１～６に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
　例えば、上記実施形態１～６では、二次電池として、リチウム二次電池からなる組電池を例示したが、例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の他の種類の二次電池にも、本発明を適用できる。
　また、上記実施形態１～６では、プラグイン充電を行う際に、その時点における組電池１１０の劣化具合を判定して、上限電気量Ｄａや上限ＳＯＣを設定し、これらを上限として組電池１１０の充電を行っている。しかし、プラグイン充電を行う以前に設定した最新の上限電気量Ｄａや上限ＳＯＣ（例えば１ヶ月毎に定期的に設定し更新した上限電気量Ｄａや上限ＳＯＣ）を用いて、プラグイン充電を行うようにしてもよい。

Claims (12)

  1. 二次電池を備え、この二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システムであって、
    　前記二次電池から取り出し得る電気量の上限である上限電気量を、満充電の場合よりも低く設定する上限電気量設定手段であって、前記二次電池の劣化が進行するほど、満充電状態から取り出し得る電気量である満充電電気量と前記上限電気量との差が小さくなる値に、前記上限電気量を設定する上限電気量設定手段と、
    　前記二次電池を充電する際に、前記上限電気量を上限として、前記二次電池を充電する充電手段と、を備える
    電池システム。
  2. 請求項１に記載の電池システムであって、
    　前記上限電気量設定手段は、
    　　前記上限電気量を一定の値に固定する
    電池システム。
  3. 請求項１または請求項２に記載の電池システムであって、
    　前記上限電気量を上限とすることなく、前記上限電気量を超えて前記二次電池を充電可能とする上限電気量解除手段を更に備える
    電池システム。
  4. 請求項３に記載の電池システムであって、
    　前記二次電池が、メモリ効果の生じる特性を有する
    電池システム。
  5. 請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した電池システム搭載車両。
  6. 請求項５に記載の電池システム搭載車両であって、
    　前記電池システム搭載車両は、外部電源に接続して前記二次電池を充電可能なプラグイン車両であり、
    　前記外部電源によるプラグイン充電を行う際に、前記上限電気量設定手段により、その時点における前記二次電池の劣化具合に応じて、前記上限電気量を設定する
    電池システム搭載車両。
  7. 二次電池を備え、この二次電池による電気エネルギを動力源に使用する電池システムであって、
    　ＳＯＣ１００％よりも小さい上限ＳＯＣを設定する上限ＳＯＣ設定手段であって、前記二次電池の劣化が進行するほど、前記上限ＳＯＣを大きい値に設定する上限ＳＯＣ設定手段と、
    　前記二次電池を充電する際に、前記上限ＳＯＣを上限として、前記二次電池を充電する充電手段と、を備える
    電池システム。
  8. 請求項７に記載の電池システムであって、
    　前記上限ＳＯＣ設定手段は、
    　　前記上限ＳＯＣから前記二次電池を放電させたときに、前記二次電池の劣化の進行に拘わらず、前記二次電池から取り出し得る電気量が一定となる値に、前記上限ＳＯＣを設定する
    電池システム。
  9. 請求項７または請求項８に記載の電池システムであって、
    　前記上限ＳＯＣを上限とすることなく、前記上限ＳＯＣを超えて前記二次電池を充電可能とする上限ＳＯＣ解除手段を更に備える
    電池システム。
  10. 請求項９に記載の電池システムであって、
    　前記二次電池が、メモリ効果の生じる特性を有する
    電池システム。
  11. 請求項７～請求項１０のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した電池システム搭載車両。
  12. 請求項１１に記載の電池システム搭載車両であって、
    　前記電池システム搭載車両は、外部電源に接続して前記二次電池を充電可能なプラグイン車両であり、
    　前記外部電源によるプラグイン充電を行う際に、前記上限ＳＯＣ設定手段により、その時点における前記二次電池の劣化具合に応じて、前記上限ＳＯＣを設定する
    電池システム搭載車両。
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