WO2014162686A1 - バッテリーシステム - Google Patents

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WO2014162686A1
WO2014162686A1 PCT/JP2014/001649 JP2014001649W WO2014162686A1 WO 2014162686 A1 WO2014162686 A1 WO 2014162686A1 JP 2014001649 W JP2014001649 W JP 2014001649W WO 2014162686 A1 WO2014162686 A1 WO 2014162686A1
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WO
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battery
voltage
discharge
stable region
capacity
Prior art date
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PCT/JP2014/001649
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French (fr)
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杉山　茂行
青木　護
学 中北
角谷　和重
琢磨 飯田
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Priority to JP2015509892A priority patent/JP6222581B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current

Definitions

  • the present invention relates to a battery system applied to an electric vehicle or the like.
  • a lead-acid battery that is relatively inexpensive and has a high record of use has been widely used.
  • lithium ion batteries having high voltage and high energy density have been used as such power sources.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a technique of connecting a lithium ion battery having a small internal resistance and a lead storage battery having a large capacity in parallel. According to such a technique, a battery system with high charge acceptance performance and large capacity can be realized at low cost.
  • performance As a secondary battery including the charge acceptance performance and capacity of the entire battery including a plurality of secondary batteries.
  • secondary batteries such as lead-acid batteries and lithium-ion batteries usually deteriorate due to overcharge and overdischarge, etc., and their capacity recoverability varies depending on the storage state. It is. This is because when the performance of each secondary battery is lowered, the performance of the entire battery is also lowered.
  • An object of the present invention is to provide a battery system that can be increased in capacity at low cost, has high charge acceptance performance, and is less likely to deteriorate in performance.
  • the battery system according to the present disclosure is a battery system in which a first battery and a second battery are combined, and the discharge characteristics of the first battery have a stable region in which a rate of change of voltage with respect to discharge capacity is small.
  • the discharge characteristics of the second battery have a stable region in which a voltage change rate with respect to a discharge capacity is small in a voltage range lower than the voltage of the stable region of the first battery, and the first battery A discharge state of the entire battery including the first battery and the second battery, having an unstable region in which a voltage change rate with respect to a discharge capacity is large in a voltage range overlapping with the voltage of the stable region of the battery of FIG.
  • the stable region of the second battery is changed from the stable region of the first battery. As the process proceeds, connecting the said first battery second battery in parallel.
  • the present disclosure it is possible to obtain a battery system that can be increased in capacity at low cost, has high charge acceptance performance, and hardly deteriorates in performance.
  • Diagram showing an example of general battery discharge characteristics The figure which shows an example of schematic structure of the battery system which concerns on this invention.
  • the figure which shows an example of the relationship between the discharge characteristic of the 1st battery in this invention, and the discharge characteristic of the 2nd battery The figure which shows an example of the relationship between the voltage in the battery system which concerns on this invention, and the discharge state of each battery.
  • the block diagram which shows the structure of the battery system which concerns on one embodiment of this invention.
  • the figure for demonstrating an example of the control of the switch in this Embodiment The figure for demonstrating the other example of control of the switch in this Embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of discharge characteristics of a general secondary battery (hereinafter referred to as “battery”).
  • the horizontal axis indicates a state of charge (SOC: State Of Charge) [%] in a range of 100% to 0%, and the vertical axis indicates a voltage [V].
  • SOC State Of Charge
  • V voltage
  • a general battery discharge curve 301 when discharging continues, the state of charge decreases (that is, the remaining charge capacity decreases), and the voltage decreases accordingly.
  • unstable regions (using the symbols “A” and “A ′”, respectively) exist in the initial discharge portion and the final discharge portion of the discharge curve 301.
  • a stable region (using symbol “B”) exists in the middle portion of the discharge curve 301.
  • the unstable regions A and A ′ are regions where the voltage changes greatly due to slight changes in the state of charge, that is, regions where the rate of change of voltage with respect to the discharge capacity is large. In other words, this is a region where the discharge curve 301 changes sharply.
  • the unstable region A is a region where the voltage is greatly reduced by a slight decrease in the state of charge in the initial stage of discharge from full charge.
  • the unstable region A ′ is a region where the voltage is greatly reduced by a slight decrease in the state of charge at the end of the discharge to the complete discharge.
  • the stable region B is a region where the voltage change is small even when the state of charge changes, that is, a region where the voltage change rate with respect to the discharge capacity is small. In other words, it is an area where the discharge curve 301 changes gently.
  • the discharge curve 301 of the battery draws a curve that shifts from the unstable region A to the start portion of the stable region B and then shifts from the end portion of the stable region B to the unstable region A ′. .
  • the voltage range used in actual devices may be wider than the nominal voltage range 302 of the battery. Therefore, in actual use, an overcharge in which charging is performed until reaching a voltage higher than the nominal voltage range 302 or an overdischarge in which discharging is performed until reaching a voltage lower than the nominal voltage range 302 may occur.
  • the battery system according to the present invention has, for example, the first battery and the stable region B in a voltage range lower than the voltage of the stable region B of the first battery, and the stability of the first battery.
  • a second battery having an unstable region A in a voltage range overlapping with the voltage of region B is combined.
  • the discharge state of the whole battery including the first battery and the second battery is changed from the stable region of the first battery to the second battery in the discharge process of the whole battery.
  • These batteries are connected in parallel so as to shift to the stable region.
  • Such a battery system can cover at least a part of the unstable region A on the discharge initial side of the second battery with the stable region B of the first battery. Thereby, it is possible to prevent deterioration due to overcharging of the second battery.
  • the first battery further has an unstable region A ′ in a voltage range overlapping with the voltage of the stable region B of the second battery.
  • Such a battery system can cover at least a part of the unstable region A ′ at the end of the first battery with the stable region B of the second battery. Thereby, it is possible to prevent deterioration due to overdischarge of the first battery.
  • the battery system according to the present invention can optimize the usage state of each battery so that the performance of the entire battery is not easily lowered.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the battery system according to the present invention.
  • the battery system 10 is configured by combining a first battery 100 and a second battery 200.
  • the first battery 100 and the second battery 200 are electrically connected in parallel. More specifically, the positive terminal of the first battery 100 and the positive terminal of the second battery 200 are connected, and the negative terminal of the first battery 100 and the negative terminal of the second battery 200 are connected. Yes.
  • the first battery 100 is a lithium ion battery and the second battery 200 is a lead storage battery.
  • the lithium ion battery is a kind of non-aqueous secondary battery, and is a secondary battery in which lithium ions in the electrolyte are responsible for electrical conduction.
  • a lithium-containing metal oxide such as lithium cobaltate is used for the positive electrode
  • a carbon material is used for the negative electrode
  • an organic electrolyte is used for the electrolyte.
  • a wound electrode body obtained by winding the positive electrode and the negative electrode through a separator is accommodated in a cylindrical battery can in a state of being immersed in a non-aqueous electrolyte.
  • a lithium ion battery has characteristics that a high voltage is obtained, energy density is high, charge / discharge energy efficiency is high, and rapid charge / discharge is possible.
  • a lithium ion battery has a characteristic that it is vulnerable to overcharge and overdischarge, and a characteristic that deterioration rapidly proceeds when stored in a fully charged state.
  • the lithium ion battery has a characteristic that the discharge storage is more excellent in capacity recovery than the charge storage.
  • the capacity recoverability is a property to which level the capacity is recovered compared to the initial capacity when charge / discharge is performed after storage.
  • Lead acid batteries are aqueous secondary batteries, and lead dioxide is used for the positive electrode, spongy lead is used for the negative electrode, and dilute sulfuric acid is used as the electrolyte.
  • Each cell chamber accommodates an electrode group in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are laminated via a glass fiber separator.
  • Lead acid batteries are relatively inexpensive and have a high track record of use as large-capacity batteries.
  • a lead storage battery has a characteristic that deterioration is accelerated when overdischarge is performed.
  • the lead storage battery has a characteristic that charge storage is more excellent in capacity recovery than discharge storage.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the discharge characteristics of the first battery 100 and the discharge characteristics of the second battery 200.
  • FIG. 3A shows the discharge characteristics of the first battery 100
  • FIG. 3B shows the discharge characteristics of the second battery 200.
  • 3A and 3B correspond to FIG. 1, respectively.
  • 3A and 3B are arranged so that the vertical axes correspond to each other.
  • the discharge curve 311 of the first battery 100 is similar to the discharge curve 301 of the general battery shown in FIG. 1, and the unstable region at the beginning of discharge and the unstable region at the end of discharge (symbols “A1” and The symbol “A1 ′” is used).
  • the discharge curve 311 of the first battery 100 is stable in the middle portion (that is, between the unstable region A1 and the unstable region A1 ′), like the general battery discharge curve 301 shown in FIG. It has a region (using the symbol “B1”).
  • the discharge curve 321 of the second battery 200 has an unstable region at the beginning of discharge and an unstable region at the end of discharge (respectively using the symbols “A2” and “A2 ′”), and stable. It has a region (using the symbol “B2”).
  • the discharge curve 311 of the first battery 100 and the discharge curve 321 of the second battery 200 are different.
  • the voltage in the stable region B1 of the first battery 100 is higher than the voltage in the stable region B2 of the second battery 200.
  • the voltage in the stable region B2 of the second battery 200 is lower than the voltage in the stable region B1 of the first battery 100.
  • the voltage height in the unstable region A1 of the first battery 100 is narrow, the voltage height in the unstable region A2 of the second battery 200 is wide. That is, in the unstable region A2 of the second battery 200, the voltage is greatly reduced by a slight change in the state of charge.
  • the discharge characteristics of the first and second batteries 100 and 200 are as follows: the voltage Vt at the end of the stable region B1 of the first battery 100 and the voltage Vc at the start of the stable region of the second battery 200. , Are configured to substantially match. That is, the minimum value of the voltage in the stable region B1 of the first battery 100 and the maximum value of the voltage in the stable region B2 of the second battery 200 are substantially the same.
  • Such a substantially coincidence of the voltages Vt and Vc can be realized by adjusting the number of series connection of the cells of the first battery 100 and the second battery 200, for example. That is, at least one of the first battery 100 and the second battery 200 includes a plurality of battery cells connected in series.
  • the voltage Vt at the end of the stable region B1 of the first battery 100 and the voltage Vc at the start of the stable region of the second battery 200 coincide with each other as the voltage value Vm. Shall.
  • the nominal voltage range 312 of the first battery 100 and the nominal voltage range 322 of the second battery 200 are substantially the same. That is, the upper limit voltage Vh1 and the lower limit voltage Vl1 of the first battery 100 are approximately equal to the upper limit voltage Vh2 and the lower limit voltage Vl2 of the second battery 200, respectively.
  • the upper limit voltage Vh1 of the first battery 100 and the upper limit voltage Vh2 of the second battery 200 are the same as the upper limit voltage Vh of the battery system 10. Further, it is assumed that the lower limit voltage Vl1 of the first battery 100 and the lower limit voltage Vl2 of the second battery 200 coincide with each other as the upper limit voltage Vl of the battery system 10.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the voltage and the discharge state of each battery when discharging is performed in the battery system 10. Here, the description will be made along the passage of time when discharging continues from the fully charged state.
  • the discharge is mainly performed by the first battery 100.
  • the second battery 200 hardly discharges. This is because the discharge characteristics of the first battery 100 and the discharge characteristics of the second battery 200 are such that the voltage in the stable region B2 of the second battery 200 is lower than the voltage in the stable region B1 of the first battery 100. Based on relationships.
  • the voltage of the second battery 200 changes following the change of the voltage of the first battery 100. This is based on the fact that the first battery 100 and the second battery 200 are connected in parallel, and the voltage of each battery becomes equal.
  • the discharge is mainly performed in the second It is performed with the battery 200. That is, the discharge state of the battery system 10 shifts from the stable region B1 of the first battery 100 to the stable region B2 of the second battery 200, and finally shifts to the unstable region A2 ′ of the second battery 200. To do. As described above, this is based on the fact that the voltage Vt at the end portion of the stable region B1 and the voltage Vc at the start portion of the stable region B2 are substantially the same.
  • At least part of the voltage range of the unstable region A2 of the second battery 200 overlaps at least part of the voltage range of the stable region B1 of the first battery 100. Therefore, even if the battery is rapidly charged, the discharge state of the second battery 200 changes according to the change in the voltage in the stable region B1 of the first battery. For this reason, it changes gradually in the unstable region A2, and the opportunity of occurrence of overcharging of the second battery 200 is suppressed.
  • At least a part of the voltage range of the unstable region A ⁇ b> 1 ′ of the first battery 100 overlaps at least a part of the voltage range of the stable region B ⁇ b> 2 of the second battery 200. Therefore, even if the battery is discharged, the discharge state of the first battery 100 changes according to the change in the voltage of the stable region B2 of the second battery. For this reason, it changes gradually in the unstable region A ⁇ b> 1 ′, it is easy to avoid overdischarge, and the opportunity for overdischarge of the first battery 100 is suppressed.
  • the battery is often charged before it is completely discharged. Therefore, it is desirable that the capacity recoverability of the first battery 100 is high during discharge storage, and the capacity recoverability of the second battery 200 is high during charge storage.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the discharge characteristics of the battery system 10 and the charge / discharge pattern.
  • FIG. 5A shows discharge characteristics of the battery system 10 (a system in which the first battery 100 and the second battery 200 are connected in parallel). That is, FIG. 5A shows a discharge characteristic obtained by synthesizing the discharge characteristic of the first battery 100 and the discharge characteristic of the second battery 200 shown in FIG.
  • FIG. 5B shows a region in which the first battery 100 is mainly discharged and a region in which the second battery 200 is mainly discharged in a charged state.
  • FIGS. 5C to 5F show an example of a daily charge / discharge pattern when the battery system 10 is used as a power source for driving an electric vehicle.
  • charging by regenerative energy from the motor of the electric vehicle is ignored, but overcharge of the second battery is suppressed by the stable region of the first battery even with a sudden large current. The same as described above.
  • FIG. 5A corresponds to FIGS. 5A to 5F are arranged so that the horizontal axes correspond to each other. 5C to 5F, the right-pointing arrow indicates discharge, the left-pointing arrow indicates charging, and the length of each arrow corresponds to the charge / discharge capacity.
  • the discharge curve 341 of the battery system 10 has a shape obtained by combining the discharge curve 311 of the first battery 100 and the discharge curve 321 of the second battery 200 shown in FIG. That is, in the discharge curve 341 of the battery system 10, the stable region B1 of the first battery 100 and the stable region B2 of the second battery 200 are connected in a continuous state, and the stable region B is larger than that of each battery. It is in a spread state.
  • the first battery 100 is mainly charged / discharged in the region 331 of the voltages Vh to Vm
  • the second battery 200 is mainly used in the region 332 of the voltages Vm to Vl. Charge and discharge.
  • the boundary between the region 331 and the region 332 substantially coincides with the charged state 50%.
  • the battery system 10 is discharged, and the state of charge (remaining charge capacity) is reduced to, for example, about 50%.
  • the discharge of the first battery 100 is mainly performed.
  • the user connects the battery system 10 to an external power source during the lunch break without using the electric vehicle.
  • the battery system 10 is charged, and the state of charge (remaining charge capacity) is recovered to, for example, about 100%.
  • the second battery 200 is hardly discharged, the first battery 100 is mainly charged.
  • the battery system 10 is discharged for a long time, and the state of charge (remaining charge capacity) is reduced to, for example, about 25%.
  • the first battery 100 is discharged at the beginning of discharging, and after the state of charge reaches 50%, the second battery 200 is discharged.
  • the user connects the battery system 10 to an external power source at night without using an electric vehicle.
  • the battery system 10 is charged, and the state of charge (remaining charge capacity) is recovered to, for example, about 100%.
  • both the first battery 100 and the second battery 200 are charged.
  • the first battery 100 is charged / discharged with high frequency. That is, the frequency with which the second battery 200 is charged and discharged is lower than that of the first battery 100.
  • the first battery 100 has many opportunities to be stored in a discharged state
  • the second battery 200 has many opportunities to be stored in a charged state.
  • the performance of the entire battery can be improved by making the first battery 100 a battery that is more excellent in capacity recovery during discharge storage than in capacity recovery during charge storage. Moreover, the performance of the whole battery can be improved by making the 2nd battery 200 the battery whose capacity
  • the battery system 10 when using the first battery 100 and the second battery 200 having such capacity recoverability, the battery system 10 can effectively use these characteristics.
  • the battery system 10 can prevent the deterioration of the second battery 200 due to the overdischarge.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of conditions for the combination of the first battery 100 and the second battery 200.
  • the height 351 of the voltage unstable portion A having a higher voltage than that of the voltage stabilizing portion B is wider in the second battery 200 and the voltage unstable portion A ′ having a lower voltage than the voltage stabilizing portion B.
  • the first battery 100 is wider in the height 353.
  • the voltage 352 of the voltage stabilization part B is higher in the first battery 100 as described above.
  • the charge state retention characteristic 354 is better for the second battery 200
  • the discharge state retention characteristic 355 is better for the first battery 100.
  • specific battery types 356 that realize such combinations of items are a lithium ion battery as the first battery 100 and a lead storage battery as the second battery 200.
  • a ternary, Ni-based, Fe-based, or Ti-based lithium ion battery is preferable as the lithium ion battery
  • an open-type lead storage battery is preferable as the lead storage battery.
  • the open-type lead-acid battery is suitable because it can be charged to a higher charging voltage than the sealed lead-acid battery, and because it can be refilled, it is relatively resistant to overcharging.
  • the battery system according to the present invention can optimize the usage state of each battery.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the battery system according to the embodiment of the present invention.
  • 8 to 10 are diagrams showing specific examples of the first battery and the second battery.
  • the first battery 100 and the second battery 200 are connected in parallel. Then, both ends of each of the first battery 100 and the second battery 200 are connected to the load 500 via the control circuit 400. Further, both ends of each of the first battery 100 and the second battery 200 are connected to the power source 600 and charged as necessary.
  • a switch 700 is disposed between the first battery 100 and the second battery 200.
  • the first battery 100 and the second battery 200 are, for example, the batteries shown in FIG.
  • the first battery 100 is, for example, a LiFePO 4 type lithium ion battery having a nominal voltage of 57.6V, and has a configuration in which 18 battery cells having a nominal voltage of 3.2V are connected in series.
  • the first battery 100 is preferably provided with a protection circuit 800 (see FIG. 7) for monitoring charge / discharge for ensuring safety.
  • the second battery 200 is, for example, an open-type lead storage battery having a nominal voltage of 48V, and has a configuration in which 24 battery cells having a nominal voltage of 2V are connected in series.
  • the first battery 100 and the second battery 200 are, for example, the batteries shown in FIG.
  • the first battery 100 is, for example, an NCR18650A (LiNiO2) type lithium ion battery having a nominal voltage of 57.6V, and 16 battery cells having a nominal voltage of 3.6V are connected in series.
  • the configuration is as follows. Also in this case, it is desirable that the first battery 100 is provided with a protection circuit 800 (see FIG. 7).
  • the second battery 200 is the same as the example shown in FIG.
  • the first battery 100 is, for example, a lithium titanate battery having a nominal voltage of 57.6V, and has a configuration in which 24 battery cells having a nominal voltage of 2.4V are connected in series. . Also in this case, it is desirable that the first battery 100 is provided with a protection circuit 800 (see FIG. 7).
  • the second battery 200 is the same as the example shown in FIGS.
  • the 7 executes control of the entire system, and has a function of controlling the charge / discharge state, voltage, current, and the like of the first battery 100 and the second battery 200.
  • the load 500 is, for example, an electric vehicle motor.
  • the power source 600 is a commercial power source, for example, and is connected to the first battery 100 and the second battery 200 via an outlet (not shown) or the like.
  • the power source 600 may include an electric vehicle motor. In this case, regenerative energy is supplied to the first battery 100 and the second battery 200.
  • the switch 700 has a current inflow state from the first battery 100 to the second battery 200, such as when current continues to flow from the first battery 100 to the second battery 200 for a predetermined time, and
  • the battery 200 has a function of cutting off the current according to at least one of the voltage change states of the battery 200. More specifically, the switch 700 is, for example, when a current of a predetermined value or more continuously flows from the first battery 100 to the second battery 200 for a predetermined time or more, or when the current is a predetermined value or less. When the voltage of the second battery 200 becomes equal to or lower than a predetermined value, the current is cut off.
  • the reason for providing the switch 700 is as follows.
  • first battery 100 and the second battery 200 are charged to the same voltage, then the charging is stopped, and the first battery 100 and the second battery 200 are left connected. . In this case, a current flows from the first battery 100 to the second battery 200.
  • the first battery 100 is more excellent in capacity recovery in the discharge storage than in the charge storage. Therefore, it is preferable from the viewpoint of extending the life of the first battery 100 that the first battery 100 is discharged to the second battery 200 after charging.
  • the second battery 200 is more excellent in capacity recovery in charge storage than in discharge storage. Therefore, maintaining the voltage of the second battery 200 high after charging is preferable in terms of extending the life of the second battery 200.
  • the battery system 10a can maintain good characteristics for both the first battery 100 and the second battery 200.
  • the switch 700 may be arranged not on the first battery 100 side but on the second battery 200 side.
  • the voltage of the first battery 100 follows the gradual voltage change in the stable region B2 of the second battery 200 as described above. Will not drop. Therefore, the control circuit 400 can accurately monitor the voltage of the entire battery, and can more reliably suppress the risk of overdischarge of the first battery 100.
  • the battery system 10a according to the present embodiment can be increased in capacity at low cost and can have a long life by combining the first battery 100 and the second battery 200. It is possible to optimize the usage state. That is, the battery system 10a according to the present embodiment has the characteristics that the capacity can be increased at low cost, the charge acceptance performance is high, and the performance is not easily lowered. Further, as described above, the present invention can be applied to various types of lithium ion batteries having different cell voltages.
  • the 2nd battery 200 is a lead acid battery, when it discharges to a low charge state (over discharge) as above-mentioned, deterioration will progress and it has the characteristic that a cycle life falls.
  • the first battery 100 may have higher output and higher capacity than the second battery 200. Thereby, after the first battery 100 is discharged, the second battery 200 can be discharged, and the second battery 200 can be kept in a charged state as high as possible.
  • first battery 100 it is particularly desirable to employ a lithium ion battery that easily makes a difference in both output and capacity with respect to a lead-acid battery, but a nickel metal hydride battery may also be employed.
  • high output means that the rated capacity ratio when discharged at 1 It is higher than that of the battery to be compared.
  • the rated capacity ratio of the lead storage battery is about 50%.
  • the rated capacity ratio of a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery is about 90%. Therefore, the first battery 100 can be set to a higher output than the second battery 200 by using the first battery 100 as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery and the second battery 200 as a lead storage battery.
  • high capacity means that the volume energy density or weight energy density is higher than that of the comparison target battery.
  • an open type lead-acid battery has a nominal voltage of 48 V and a capacity of 725 Ah, that is, an energy of 34800 Wh and a total weight of about 1175 kg and a volume of about 13.2 L.
  • Such an open-type lead acid battery has a weight energy density of about 30 Wh / kg (volume energy density 109 Wh / L), and has the largest capacity among lead acid batteries. That is, it is assumed that the energy density of other lead acid batteries does not exceed the energy density of such open lead acid batteries.
  • the lithium ion battery for example, has a nominal voltage of 3.6 V and a capacity of 2 Ah, that is, an energy of 7.2 Wh and a total weight of about 0.045 kg and a volume of about 0.0165 L.
  • Such a lithium ion battery has a weight energy density of about 160 Wh / kg (volume energy density of 435 Wh / L).
  • the nickel metal hydride battery has, for example, a nominal voltage of 1.2 V and a capacity of 5 Ah, that is, an energy of 6 Wh and a total weight of about 0.15 kg and a volume of about 0.0424 L.
  • Such a nickel metal hydride battery has a weight energy density of about 40 Wh / kg (volume energy density of 141 Wh / L).
  • the lithium ion battery or nickel metal hydride battery has a higher capacity than the lead storage battery. Therefore, the first battery 100 is a lithium ion battery or nickel metal hydride battery having a weight energy density of 35 Wh / kg or more, and the second battery 200 is a lead storage battery, so that the first battery 100 is more than the second battery 200. High capacity can be achieved.
  • the cycle life characteristics of a lithium ion battery become worse as the rest time (storage) between charging and discharging becomes longer. This is because when the battery is left in a charged state, the high voltage state is maintained, so that the electrolyte inside the battery cell deteriorates due to the high voltage of the battery itself, and adversely affects the characteristics of the battery cell. Because.
  • a countermeasure may be considered such that a resistor is provided in the battery and the voltage is reduced by discharging the resistor.
  • EV Electric Vehicle
  • the control circuit 400 desirably controls the operation of the switch 700 so that the pause time is as short as possible.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of the control of the switch 700.
  • the vertical axis represents the battery voltage
  • the horizontal axis represents time.
  • the charging is performed continuously for a relatively short time of about one hour, such as the lunch break described in FIG. 5D, that is, the charging ends in the middle before full charging. ing.
  • the control circuit 400 connects the switch 700 to make the first battery 100 and the second battery 200 conductive.
  • first both the first battery 100 (lithium ion battery) and the second battery 200 (lead storage battery) are charged (section 911). Then, the charging is continued, and at the stage where the first battery 100 and the second battery 200 are charged to the predetermined voltage Va 1 at time s 1 , the charger is stopped or the charging is stopped by the user.
  • the control circuit 400 maintains the connection of the switch 700 after time s 1 so that current flows from the first battery 100 to the second battery 200 (section 912).
  • the control circuit 400 causes the switch 700 to switch. Cut off. That is, the control circuit 400 prevents current from flowing from the first battery 100 to the second battery 200.
  • the control circuit 400 may repeat the interruption and reconnection of the switch 700 intermittently until the threshold value Vth 1 is reached.
  • the first battery 100 as a lithium ion battery can be used stably for a longer time.
  • control circuit 400 may control the operation of the switch 700 so that the voltage at the end of charging of the first battery 100 can be kept low.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another example of the control of the switch 700, and corresponds to FIG.
  • the control circuit 400 connects the switch 700 to make the first battery 100 and the second battery 200 conductive.
  • first both the first battery 100 (lithium ion battery) and the second battery 200 (lead storage battery) are charged (section 921).
  • This voltage Vb is a preset full charge voltage of the first battery 100.
  • the control circuit 400 switches to charge control with a constant current, and only the second battery 200 is charged.
  • charging is performed up to a predetermined voltage Va (section 922).
  • the voltage Va is a preset full charge voltage of the second battery 200.
  • the first battery 100 is maintained at the full charge voltage Vb, and is continuously maintained at a relatively high voltage as compared with the case shown in FIG. For this reason, there is a possibility that the degree of deterioration is relatively high compared to the case shown in FIG.
  • the second battery 200 can be used as a resistance for discharging the first battery 100. That is, it is possible to suppress the voltage during the downtime of the first battery 100 without providing a new discharging resistor in the first battery 100. Furthermore, by supplementing the self-discharge of the second battery 200, the energy discharged by the first battery 100 can be absorbed by the second battery 200, and the overall energy loss can be suppressed.
  • the control circuit 400 shuts off the switch 700 again. That is, the control circuit 400 prevents current from flowing from the first battery 100 to the second battery 200. As a result, it is possible to prevent the current flowing from the first battery 100 to the second battery 200 from continuing for a long time and reducing the capacity of the first battery 100.
  • the battery system according to the present invention can be applied not only to electric vehicles but also to electric vehicles such as electric scooters and forklifts. Further, the application of the present invention is not limited to an electric vehicle, and the present invention can be applied to other various devices and various apparatuses.
  • the battery system according to the present disclosure is a battery system in which a first battery and a second battery are combined, and the discharge characteristics of the first battery have a stable region in which a rate of change of voltage with respect to discharge capacity is small.
  • the discharge characteristics of the second battery have a stable region in which a voltage change rate with respect to a discharge capacity is small in a voltage range lower than the voltage of the stable region of the first battery, and the first battery A discharge state of the entire battery including the first battery and the second battery, having an unstable region in which a voltage change rate with respect to a discharge capacity is large in a voltage range overlapping with the voltage of the stable region of the battery of FIG.
  • the stable region of the second battery is changed from the stable region of the first battery. As the process proceeds, connecting the said first battery second battery in parallel.
  • the discharge characteristics of the first battery have an unstable region where the voltage change rate with respect to the discharge capacity is large in a voltage range overlapping with the voltage of the stable region of the second battery. May be.
  • the minimum value of the voltage in the stable region of the first battery and the maximum value of the voltage in the stable region of the second battery may be substantially the same.
  • At least one of the first battery and the second battery may be composed of a plurality of battery cells connected in series.
  • the first battery is a battery that is superior in capacity recovery during discharge storage to capacity recovery during charge storage
  • the second battery is used during discharge storage.
  • the battery may be more excellent in capacity recovery during charge storage than capacity recovery.
  • the first battery may be a lithium ion battery
  • the second battery may be a lead storage battery
  • the second battery may be an open type lead acid battery.
  • the second battery may be a lead storage battery
  • the first battery may have a higher output and a higher capacity than the second battery
  • the first battery may be a lithium ion battery.
  • the battery system is disposed between the first battery and the second battery, and includes a current inflow state from the first battery to the second battery, and a voltage change state. You may further have a switch which interrupts
  • the switch may be reconnected when the voltage of the second battery becomes lower than the voltage of the first battery.
  • the switch may shut off a current from the first battery to the second battery when the voltage of the first battery becomes lower than a predetermined threshold. Good.
  • the present invention is useful as a battery system that can be increased in capacity at low cost, has high charge acceptance performance, and does not easily degrade performance.
  • Battery system 100 First battery (lithium ion battery) 200 Second battery (lead-acid battery) 400 control circuit 500 load 600 power supply 700 switch 800 protection circuit

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Abstract

　安価に高容量化することができ、充電受入性能が高く、かつ、性能が低下し難いバッテリーシステム。バッテリーシステムは、第１のバッテリーと第２のバッテリーとを組み合わせたシステムであって、第１のバッテリーの放電カーブ（放電特性）（３１１）は、安定領域（Ｂ１）を有し、第２のバッテリーの放電カーブ（放電特性）（３２１）は、第１のバッテリーの安定領域（Ｂ１）の電圧よりも低い電圧の範囲において安定領域（Ｂ２）を有し、かつ、第１のバッテリーの安定領域（Ｂ１）の電圧と重複する電圧の範囲において不安定領域（Ａ２）を有し、バッテリー全体の放電状態が、放電過程において、第１のバッテリーの安定領域（Ｂ１）から第２のバッテリーの安定領域（Ｂ２）へと移行するように、第１のバッテリーと第２のバッテリーとを並列に接続する。

Description

バッテリーシステム
　本発明は、電動車両等に適用されるバッテリーシステムに関する。
　従来、例えば電気自動車用の電源として、比較的安価で使用実績が高い、鉛蓄電池が広く用いられている。また、近年、かかる電源として、高い電圧が得られエネルギー密度が高い、リチウムイオン電池も用いられるようになってきている。
　ところが、鉛蓄電池は、充電受入性能が低いため、電気自動車等の車両（以下、単に「車両」という）の制動時に得られる回生エネルギーを効率良く蓄電することが難しい。また、また、リチウムイオン電池は、製造コストが高く、容量を大きくすることが難しいため、車両のエンジン始動時に必要な電力を十分に確保することが難しい。
　そこで、内部抵抗が小さいリチウムイオン電池と容量が大きい鉛蓄電池とを並列に接続する技術が、例えば特許文献１および特許文献２に記載されている。かかる技術によれば、充電受入性能が高く、かつ、容量の大きいバッテリーシステムを、安価に実現することができる。
特開２００３－１７４７３４号公報 特開２００４－２５９７９号公報
　しかしながら、このような従来技術は、複数の二次電池から成るバッテリー全体の、充電受入性能および容量を含めた二次電池としての性能（以下、単に「性能」という）を、維持することは難しい。なぜなら、鉛蓄電池およびリチウムイオン電池等の二次電池は、通常、過充電および過放電等により劣化が生じたり、保存状態によって容量回復性が異なる等、使用状態に応じて性能が低下し得るからである。そして、個々の二次電池の性能が低下すると、バッテリー全体の性能も低下するからである。
　本発明の目的は、安価に高容量化することができ、充電受入性能が高く、かつ、性能が低下し難いバッテリーシステムを提供することである。
　本開示のバッテリーシステムは、第１のバッテリーと第２のバッテリーとを組み合わせたバッテリーシステムであって、前記第１のバッテリーの放電特性は、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、前記第２のバッテリーの放電特性は、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧よりも低い電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、かつ、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧と重複する電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が大きい不安定領域を有し、前記第１のバッテリーおよび前記第２のバッテリーから成るバッテリー全体の放電状態が、当該バッテリー全体の放電過程において、前記第１のバッテリーの安定領域から前記第２のバッテリーの安定領域へと移行するように、前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとを並列に接続する。
　本開示によれば、安価に高容量化することができ、充電受入性能が高く、かつ、性能が低下し難いバッテリーシステムを得ることができる。
一般的なバッテリーの放電特性の一例を示す図 本発明に係るバッテリーシステムの概略構成の一例を示す図 本発明における第１のバッテリーの放電特性と第２のバッテリーの放電特性との関係の一例を示す図 本発明に係るバッテリーシステムにおける電圧と各バッテリーの放電状態との関係の一例を示す図 本発明に係るバッテリーシステムの放電特性と充放電パターンとの関係の一例を示す図 本発明に係るバッテリーシステムにおける第１のバッテリーと第２のバッテリーの組み合わせの条件の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係るバッテリーシステムの構成を示すブロック図 本実施の形態における第１のバッテリーおよび第２のバッテリーの第１の具体例を示す図 本実施の形態における第１のバッテリーおよび第２のバッテリーの第２の具体例を示す図 本実施の形態における第１のバッテリーおよび第２のバッテリーの第３の具体例を示す図 本実施の形態における開閉器の制御の一例を説明するための図 本実施の形態における開閉器の制御の他の例を説明するための図
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　まず、本発明の概要について説明する。
　図１は、一般的な二次電池（以下「バッテリー」という）の放電特性の一例を示す図である。図１において、横軸は、１００％～０％の範囲で充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）［％］を示し、縦軸は、電圧［Ｖ］を示す。また、以下の説明において、放電が進む方向を基準として、「初期」、「末期」、「始期」および「終期」の用語を用いるものとする。
　図１に示すように、一般的なバッテリーの放電カーブ３０１では、放電が継続されると、充電状態が低下（つまり、充電残容量が低下）し、これとともに電圧が低下していく。そして、放電カーブ３０１の放電初期部分と放電末期部分には、不安定領域（それぞれ、記号「Ａ」および記号「Ａ’」を用いる）が存在する。そして、放電カーブ３０１の中間部分には、安定領域（記号「Ｂ」を用いる）が存在する。
　不安定領域Ａ、Ａ’は、僅かな充電状態の変化で電圧が大きく変化する領域、つまり、放電容量に対する電圧の変化率が大きい領域である。換言すれば、放電カーブ３０１が急峻に変化する領域である。
　具体的には、不安定領域Ａは、満充電からの放電の初期における、僅かな充電状態の低下で大きく電圧が低下する領域である。また、不安定領域Ａ’は、完全放電への放電の末期における、僅かな充電状態の低下で大きく電圧が低下する領域である。
　また、安定領域Ｂは、充電状態が変化しても電圧の変化が少ない変化率の小さな領域、つまり、放電容量に対する電圧の変化率が小さい領域である。換言すれば、放電カーブ３０１が緩やかに変化する領域である。
　このように、バッテリーの放電カーブ３０１は、不安定領域Ａから安定領域Ｂの始期部分へ移行し、次いで、安定領域Ｂの終期部分から不安定領域Ａ’へと移行するような、曲線を描く。
　実際の機器などで使用される電圧範囲は、バッテリーの公称電圧範囲３０２よりも広い場合がある。したがって、実際の使用においては、公称電圧範囲３０２よりも高い電圧に至るまで充電が行われる過充電や、公称電圧範囲３０２よりも低い電圧に至るまで放電が行われる過放電が、発生し得る。
　不安定領域Ａでは、過充電が発生し易く、不安定領域Ａ’では、過放電が発生し易い。また、過充電および過放電は、バッテリーの劣化を早める。したがって、バッテリーは、不安定領域Ａ、Ａ’が存在する場合、できるだけ不安定領域Ａ、Ａ’を避けるような放電状態で、使用されることが望ましい。
　そこで、本発明に係るバッテリーシステムは、例えば、第１のバッテリーと、第１のバッテリーの安定領域Ｂの電圧よりも低い電圧の範囲において安定領域Ｂを有し、かつ、第１のバッテリーの安定領域Ｂの電圧と重複する電圧の範囲において不安定領域Ａを有する第２のバッテリーとを組み合わせる。
　そして、本発明に係るバッテリーシステムは、例えば、第１のバッテリーおよび第２のバッテリーから成るバッテリー全体の放電状態が、当該バッテリー全体の放電過程において、第１のバッテリーの安定領域から第２のバッテリーの安定領域へと移行するように、これらのバッテリーを並列に接続する。
　このようなバッテリーシステムは、第２のバッテリーの放電初期側の不安定領域Ａの少なくとも一部を、第１のバッテリーの安定領域Ｂでカバーすることができる。これにより、第２のバッテリーの過充電に起因する劣化を防止することが可能となる。
　また、本発明に係るバッテリーシステムは、例えば、更に、第１のバッテリーが、第２のバッテリーの安定領域Ｂの電圧と重複する電圧の範囲において、不安定領域Ａ’を有するようにする。
　このようなバッテリーシステムは、第１のバッテリーの末期側の不安定領域Ａ’の少なくとも一部を、第２のバッテリーの安定領域Ｂでカバーすることが可能となる。これにより、第１のバッテリーの過放電に起因する劣化を防止することが可能となる。
　すなわち、本発明に係るバッテリーシステムは、バッテリー全体の性能が低下し難くなるように、個々のバッテリーの使用状態を最適化することができる。
　ここで、本発明に係るバッテリーシステムにおいて個々のバッテリーの使用状態が最適化される理由について、より詳細に説明する。
　図２は、本発明に係るバッテリーシステムの概略構成の一例を示す図である。
　図２において、バッテリーシステム１０は、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とが組み合わされて構成されている。この第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とは、電気的に並列に接続されている。より具体的には、第１のバッテリー１００の正極端子と第２のバッテリー２００の正極端子とが接続され、第１のバッテリー１００の負極端子と第２のバッテリー２００の負極端子とが接続されている。
　なお、以下の説明において、第１のバッテリー１００は、リチウムイオン電池であり、第２のバッテリー２００は、鉛蓄電池であるものとする。
　リチウムイオン電池は、非水系の二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気的伝導を担う二次電池である。代表的なセルの構成においては、正極にコバルト酸リチウム等のリチウム含有金属酸化物、負極に炭素材料、電解液に有機電解液が用いられる。また、これらの正極および負極をセパレータを介して捲回した捲回式の電極体が、非水電解液に浸された状態で、円筒状の電池缶に収容されている。
　リチウムイオン電池は、高い電圧が得られ、エネルギー密度が高く、充放電エネルギーの効率が高く、急速充放電が可能であるという特性を有する。一方で、リチウムイオン電池は、過充電および過放電に弱いという特性、および、満充電状態で保存すると劣化が急激に進行するという特性を有する。更に、リチウムイオン電池は、充電保存よりも放電保存の方が容量回復性に優れるという特性を有する。ここで、容量回復性とは、保存した後に充放電を行ったときに初期容量に比較してどのレベルまで回復するかという性質である。
　鉛蓄電池は、水溶液系の二次電池であり、正極に二酸化鉛、負極に海綿状の鉛、電解液として希硫酸が用いられる。各セル室には、複数の正極板と負極板とがガラス繊維のセパレータを介して積層された電極群が収容されている。
　鉛蓄電池は、比較的安価であるため、大容量バッテリーとしての使用実績が高い。一方、鉛蓄電池は、過放電を行うと劣化が早まるという特性を有する。更に、鉛蓄電池は、放電保存よりも充電保存が容量回復性に優れるという特性を有する。
　図３は、第１のバッテリー１００の放電特性と第２のバッテリー２００の放電特性との関係の一例を示す図である。図３Ａは、第１のバッテリー１００の放電特性を示し、図３Ｂは、第２のバッテリー２００の放電特性を示す。図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、図１に対応している。また、図３Ａおよび図３Ｂは、縦軸が対応するように配置されている。
　第１のバッテリー１００の放電カーブ３１１は、図１に示す一般的なバッテリーの放電カーブ３０１と同様に、放電始期部分の不安定領域および放電末期部分の不安定領域（それぞれ、記号「Ａ１」および記号「Ａ１’」を用いる）を有する。そして、第１のバッテリー１００の放電カーブ３１１は、図１に示す一般的なバッテリーの放電カーブ３０１と同様に、中間部分（つまり不安定領域Ａ１と不安定領域Ａ１’との間）に、安定領域（記号「Ｂ１」を用いる）を有する。
　また、第２のバッテリー２００の放電カーブ３２１も、同様に、放電始期部分の不安定領域および放電末期部分の不安定領域（それぞれ、記号「Ａ２」および記号「Ａ２’」を用いる）と、安定領域（記号「Ｂ２」を用いる）を有する。
　但し、第１のバッテリー１００の放電カーブ３１１と、第２のバッテリー２００の放電カーブ３２１とは、異なっている。
　具体的には、以下の通りである。
　（１）第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１における電圧は、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２における電圧より高い。言い換えると、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２における電圧は、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１における電圧より低い。このように、安定領域Ｂ１、Ｂ２において電圧の高低差がある。
　（２）第１のバッテリー１００の不安定領域Ａ１における電圧の高低幅が狭いのに対し、第２のバッテリー２００の不安定領域Ａ２における電圧の高低幅は広い。つまり、第２のバッテリー２００の不安定領域Ａ２においては、僅かな充電状態の変化で電圧が大きく低下する。
　（３）第１のバッテリー１００の不安定領域Ａ１’における電圧の高低幅が広いのに対し、第２のバッテリー２００の不安定領域Ａ２’における電圧の高低幅は狭い。つまり、第１のバッテリー１の不安定領域Ａ１’においては、僅かな充電状態の変化で電圧が急峻に大きく低下する。
　更に、第１および第２のバッテリー１００、２００の放電特性は、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の終期部分の電圧Ｖｔと、第２のバッテリー２００の安定領域の始期部分の電圧Ｖｃとが、略一致するように構成されている。すなわち、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の電圧の最小値と、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２の電圧の最大値とは、略一致している。
　このような電圧Ｖｔ、Ｖｃの略一致は、例えば、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００のセルの直列接続数を調整することによって、実現可能である。すなわち、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００の少なくとも１つは、直列に接続された複数のバッテリーセルから成る。
　以下、説明の便宜のため、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の終期部分の電圧Ｖｔと、第２のバッテリー２００の安定領域の始期部分の電圧Ｖｃとは、電圧値Ｖｍとして一致しているものとする。
　また、第１のバッテリー１００の公称電圧範囲３１２および第２のバッテリー２００の公称電圧範囲３２２は、略一致しているものとする。すなわち、第１のバッテリー１００の上限電圧Ｖｈ１および下限電圧Ｖｌ１は、それぞれ、第２のバッテリー２００の上限電圧Ｖｈ２および下限電圧Ｖｌ２と略一致している。
　以下、説明の便宜のため、第１のバッテリー１００の上限電圧Ｖｈ１および第２のバッテリー２００の上限電圧Ｖｈ２は、バッテリーシステム１０の上限電圧Ｖｈとして一致しているものとする。また、第１のバッテリー１００の下限電圧Ｖｌ１および第２のバッテリー２００の下限電圧Ｖｌ２は、バッテリーシステム１０の上限電圧Ｖｌとして一致しているものとする。
　図４は、バッテリーシステム１０において放電を行ったときの、電圧と各バッテリーの放電状態との関係の一例を示す図である。ここでは、満充電状態から放電が継続するときの時間経過に沿って、説明を行う。
　図４に示すように、まず、放電開始から第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の終期部分の電圧Ｖｔまでの領域（電圧Ｖｈ～Ｖｍ）３３１において、放電は、主に第１のバッテリー１００で行われる。すなわち、この領域３３１において、第２のバッテリー２００は、ほとんど放電しない。これは、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２における電圧が、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１における電圧より低いという、第１のバッテリー１００の放電特性と第２のバッテリー２００の放電特性との関係に基づいている。
　一方、電圧Ｖｈ～Ｖｍの領域３３１において、第２のバッテリー２００の電圧は、第１のバッテリー１００の電圧の変化に追随して変化する。これは、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とが並列に接続されており、各バッテリーの電圧が等しくなることに基づいている。
　次いで、バッテリーシステム１０の電圧が第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の終期の電圧Ｖｍに到達した後放電終了となるまでの領域（電圧Ｖｍ～Ｖｌ）３３２において、放電は、主に第２のバッテリー２００で行われる。すなわち、バッテリーシステム１０の放電状態は、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１から第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２へと移行し、最終的に第２のバッテリー２００の不安定領域Ａ２’へ移行する。これは、上述の通り、安定領域Ｂ１の終期部分の電圧Ｖｔと安定領域Ｂ２の始期部分の電圧Ｖｃとが略一致していることに基づいている。
　第２のバッテリー２００の不安定領域Ａ２の電圧範囲の少なくとも一部は、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１の電圧範囲の少なくとも一部と重複している。したがって、急速な充電をしたとしても、第２のバッテリー２００の放電状態は、第１のバッテリーの安定領域Ｂ１の電圧の変化に応じて変化する。このため、不安定領域Ａ２において緩やかに変化することになり、第２のバッテリー２００の過充電が発生する機会は抑制される。
　また、第１のバッテリー１００の不安定領域Ａ１’の電圧範囲の少なくとも一部は、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２の電圧範囲の少なくとも一部と重複している。したがって、放電をしたとしても、第１のバッテリー１００の放電状態は、第２のバッテリーの安定領域Ｂ２の電圧の変化に応じて変化する。このため、不安定領域Ａ１’において緩やかに変化することになり、過放電を避けることが容易であり、第１のバッテリー１００の過放電が発生する機会は抑制される。
　なお、バッテリーは、完全放電となる前に、充電が行われることが多い。したがって、第１のバッテリー１００の容量回復性は、放電保存時に高く、第２のバッテリー２００の容量回復性は、充電保存時に高いことが望ましい。
　この点について、充放電パターンの具体例を挙げて説明する。
　図５は、バッテリーシステム１０の放電特性と充放電パターンとの関係の一例を示す図である。図５Ａは、バッテリーシステム１０（第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とを並列接続した系）の放電特性を示す。すなわち、図５Ａは、図３に示す第１のバッテリー１００の放電特性と第２のバッテリー２００の放電特性とを合成した放電特性を示す。図５Ｂは、充電状態における、第１のバッテリー１００が主に放電する領域と、第２のバッテリー２００が主に放電する領域とを示す。図５Ｃ～図５Ｆは、バッテリーシステム１０が電気自動車の駆動用電源として利用される場合の、１日の充放電パターンの一例を示す。なお、ここでは、説明の便宜のため、電気自動車のモータからの回生エネルギーによる充電を無視するが、突然の大きな電流でも第１バッテリーの安定領域により第２バッテリーの過充電が抑制されることは、上述の内容と同様である。
　なお、図５Ａは、図２～図４に対応している。また、図５Ａ～図５Ｆは、横軸が対応するように配置されている。また、図５Ｃ～図５Ｆにおいて、右向きの矢印は放電を示し、左向きの矢印は充電を示し、更に、各矢印の長さは充放電の容量の大きさに対応している。
　図５Ａに示すように、バッテリーシステム１０の放電カーブ３４１は、図３に示す第１のバッテリー１００の放電カーブ３１１と第２のバッテリー２００の放電カーブ３２１とを合成した形状を有する。すなわち、バッテリーシステム１０の放電カーブ３４１では、第１のバッテリー１００の安定領域Ｂ１と第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２とが連続するような状態で繋がり、個々のバッテリーに比べて安定領域Ｂが広がった状態となっている。
　そして、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、電圧Ｖｈ～Ｖｍの領域３３１では、第１のバッテリー１００が主に充放電し、電圧Ｖｍ～Ｖｌの領域３３２では、第２のバッテリー２００が主に充放電する。ここでは、領域３３１と領域３３２との境界が、充電状態５０％にほぼ略一致するものとする。
　例えば、電気自動車のユーザは、満充電された電気自動車を、午前中に使用したとする。この場合、図５Ｃに示すように、バッテリーシステム１０の放電が行われ、充電状態（充電残容量）は、例えば約５０％まで低下する。ここでは、主として、第１のバッテリー１００の放電が行われる。
　そして、ユーザは、昼休み中に、電気自動車を使用せずに、バッテリーシステム１０を外部電源に接続したとする。この場合、図５Ｄに示すように、バッテリーシステム１０の充電が行われ、充電状態（充電残容量）は、例えば約１００％まで回復する。ここでは、第２のバッテリー２００はほとんど放電されていないため、主として第１のバッテリー１００の充電が行われる。
　そして、ユーザは、再び満充電された電気自動車を、午後中に長時間使用したとする。この場合、図５Ｅに示すように、バッテリーシステム１０の放電が長時間行われ、充電状態（充電残容量）は、例えば約２５％まで低下する。ここでは、放電初期には第１のバッテリー１００の放電が行われ、充電状態５０％となった後、第２のバッテリー２００の放電が行われるようになる。
　そして、ユーザは、夜間に、電気自動車を使用せずに、バッテリーシステム１０を外部電源に接続したとする。この場合、図５Ｆに示すように、バッテリーシステム１０の充電が行われ、充電状態（充電残容量）は、例えば約１００％まで回復する。ここでは、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００の双方の充電が行われる。
　このように、実際の充放電パターンでは、第１のバッテリー１００が高い頻度で充放電される。すなわち、第２のバッテリー２００が充放電される頻度は、第１のバッテリー１００に比べて低い。言い換えると、使用される実際の環境から鑑みると、第１のバッテリー１００は、放電保存される機会が多く、第２のバッテリー２００は、充電保存される機会が多い。
　したがって、第１のバッテリー１００を、充電保存時の容量回復性よりも放電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーとすることにより、バッテリー全体の性能を向上させることができる。また、第２のバッテリー２００を、放電保存時の容量回復性よりも充電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーとすることにより、バッテリー全体の性能を向上させることができる。
　言い換えると、バッテリーシステム１０は、このような容量回復性を有する第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００を用いる場合において、これらの特性を、効果的に活用することができる。
　また、バッテリーシステム１０は、過放電が劣化を早める特性を有する第２のバッテリー２００を用いる場合において、当該過放電による第２のバッテリー２００の劣化を防止することができる。
　このような、バッテリーシステム１０において、バッテリー全体の性能の低下を防止しつつ、個々のバッテリーの特性を活かすことが可能な、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００の組み合わせの条件を、例示する。
　図６は、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００の組み合わせの条件の一例を示す図である。
　図６に示すように、電圧安定部Ｂより高い電圧の電圧不安定部Ａの高低幅３５１は、第２のバッテリー２００の方が広く、電圧安定部Ｂより低い電圧の電圧不安定部Ａ’の高低幅３５３は、第１のバッテリー１００の方が広い。また、電圧安定部Ｂの電圧３５２は、上述の通り、第１のバッテリー１００のほうが高い。そして、公称電圧範囲内において、充電状態保持特性３５４は、第２のバッテリー２００の方が良く、放電状態保持特性３５５は、第１のバッテリー１００の方が良い。
　そして、このような各項目の組み合わせを実現する具体的な電池の種類３５６は、第１のバッテリー１００としてのリチウムイオン電池と、第２のバッテリー２００としての鉛蓄電池である。なお、リチウムイオン電池としては、三元系、Ｎｉ系、Ｆｅ系、あるいはＴｉ系のリチウムイオン電池が好適であり、鉛蓄電池としては、開放型の鉛蓄電池が好適である。開放型の鉛蓄電池が好適であるのは、密閉型の鉛蓄電池よりも充電電圧が高くまで充電可能なため、および、補水が可能であることから過充電にも比較的強いためである。
　以上のように、本発明に係るバッテリーシステムは、個々のバッテリーの使用状態を最適化することができる。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。
　図７は、本発明の実施の形態に係るバッテリーシステムの構成を示すブロック図である。図８～図１０は、第１のバッテリーおよび第２のバッテリーの具体例を示す図である。
　図７に示すように、バッテリーシステム１０ａにおいて、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００は、並列に接続されている。そして、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００のそれぞれの両端は、制御回路４００を介して負荷５００に接続されている。また、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００のそれぞれの両端は、必要に応じて、電源６００に接続されて充電されるようになっている。また、前記第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００との間には、開閉器７００が配置されている。
　第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００は、例えば、図８に示すバッテリーである。
　図８に示すように、第１のバッテリー１００は、例えば、公称電圧５７.６ＶのＬｉＦｅＰＯ４形のリチウムイオン電池であり、公称電圧３.２Ｖのバッテリーセルを１８個直列に接続した構成を有する。また、この場合、第１のバッテリー１００には、安全確保のため、充放電を監視する保護回路８００（図７参照）が設けられることが望ましい。
　一方、第２のバッテリー２００は、例えば、公称電圧４８Ｖの開放型の鉛蓄電池であり、公称電圧２Ｖのバッテリーセルを２４個直列に接続した構成を有する。
　または、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００は、例えば、図９に示すバッテリーである。
　また、図９に示すように、第１のバッテリー１００は、例えば、公称電圧５７.６ＶのＮＣＲ１８６５０Ａ（ＬｉＮｉＯ２）形のリチウムイオン電池であり、公称電圧３.６Ｖのバッテリーセルを１６個直列に接続した構成を有する。また、この場合も、第１のバッテリー１００には、保護回路８００（図７参照）が設けられることが望ましい。一方、第２のバッテリー２００は、図８に示す例と同様のものである。
　また、図１０に示すように、第１のバッテリー１００は、例えば、公称電圧５７.６Ｖのチタン酸リチウムイオン電池であり、公称電圧２.４Ｖのバッテリーセルを２４個直列に接続した構成を有する。また、この場合も、第１のバッテリー１００には、保護回路８００（図７参照）が設けられることが望ましい。一方、第２のバッテリー２００は、図８および図９に示す例と同様のものである。
　図７の制御回路４００は、システム全体の制御を実行するものであり、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００の充放電状態や電圧、電流等を制御する機能を有する。負荷５００は、例えば、電気自動車のモータである。電源６００は、例えば、商用電源であり、コンセント（図示せず）等を介して第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００に接続される。なお、電源６００は、電気自動車のモータを含んでもよく、この場合、回生エネルギーが第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００に供給されることになる。
　開閉器７００は、所定時間、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へと電流が流れ続けた場合等、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００への電流の流入状態、および、第２のバッテリー２００の電圧の変化状態のうち少なくとも１つに応じて、当該電流を遮断する機能を有する。より具体的には、開閉器７００は、例えば、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へと、所定値以上の電流が所定時間以上継続して流入したときや、上記電流が所定値以下になったとき、あるいは第２バッテリー２００の電圧がある所定値以下になったとき等に、上記電流を遮断する。開閉器７００を設ける理由は、以下の通りである。
　例えば、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とを同じ電圧まで充電し、その後、充電を停止して、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とを接続した状態で放置したとする。この場合、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へと電流が流れることになる。
　第１のバッテリー１００は、上述の通り、充電保存よりも放電保存の方が容量回復性に優れている。したがって、充電後、第１のバッテリー１００が第２のバッテリー２００へ放電することは、第１のバッテリー１００の長寿命化の面で好ましい。また、第２のバッテリー２００は、上述の通り、放電保存よりも充電保存の方が容量回復性に優れている。したがって、充電後も第２のバッテリー２００の電圧を高く維持することは、第２のバッテリー２００の長寿命化の面で好ましい。
　したがって、バッテリーシステム１０ａは、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００の双方について、良好な特性の維持が可能となる。
　また、例えば、充電を行った直後に放電を行う場合、第１のバッテリー１００の電圧が放電により低下する。このため、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００への電流の流れ込みは少ない。
　一方、充電後に充電を停止して放置した場合、第１のバッテリーの電圧は高いまま維持され、第２のバッテリーの電圧も不安定領域Ａ２の状態に維持される。このため、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００への電流の流れ込みが継続する。したがって、充電が行われたにもかかわらず、充電された電力が、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００との間で消費されてしまうことになる。
　したがって、充電後の放置期間が長くなる状況が発生し得る場合には、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へ流れる電流を遮断することが望ましい。開閉器７００を設けるのは、このような理由からである。なお、この開閉器７００は、第１のバッテリー１００側ではなく、第２のバッテリー２００側に配置してもよい。
　また、バッテリーシステム１０ａにおいて、第１のバッテリー１００の電圧は、上述の通り、第２のバッテリー２００の安定領域Ｂ２における緩やかな電圧変化に追随するため、不安定領域Ａ１’で急激に下限電圧Ｖｌまで低下することがない。このため、制御回路４００は、バッテリー全体の電圧の監視を精度良く行うことがき、第１のバッテリー１００の過放電の危険性をより確実に抑制することができる。
　以上のように、本実施の形態に係るバッテリーシステム１０ａは、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００とを組み合わせることにより、安価に高容量化することができ、また、長寿命化が可能で使用状態の最適化を図ることができる。すなわち、本実施の形態に係るバッテリーシステム１０ａは、安価に高容量化することができ、充電受入性能が高く、かつ、性能が低下し難いという特徴を有する。また、本発明は、上述の通り、セル電圧が異なる様々な種類のリチウムイオン電池に適用可能である。
　なお、第２のバッテリー２００が鉛蓄電池の場合、上述の通り、低い充電状態まで放電（過放電）すると、劣化が進み、サイクル寿命が低下する特性がある。
　そこで、上記バッテリーシステム１０ａにおいて、第１のバッテリー１００を、第２バッテリー２００に比べて、より高出力かつ高容量としてもよい。これにより、第１のバッテリー１００が放電してから、第２のバッテリー２００が放電するようにすることができ、第２のバッテリー２００ができるだけ高い充電状態を保つようにすることができる。
　このような第１のバッテリー１００としては、鉛蓄電池に対して出力および容量の両方で違いを出し易いリチウムイオン電池を採用することが特に望ましいが、ニッケル水素電池を採用してもよい。
　ここで、高出力とは、１Ｉｔで放電したときの定格容量比率が、比較対象のバッテリーよりも高いことをいう。鉛蓄電池のかかる定格容量比率は、約５０％である。一方、リチウムイオン電池やニッケル水素電池のかかる定格容量比率は、約９０％である。したがって、第１のバッテリー１００をリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池とし、第２のバッテリー２００を鉛蓄電池とすることで、第１のバッテリー１００を第２バッテリー２００よりも高出力とすることができる。
　また、高容量とは、体積エネルギー密度または重量エネルギー密度が、比較対象のバッテリーよりも高いことをいう。
　例えば、開放型鉛蓄電池には、公称電圧４８Ｖおよび容量７２５Ａｈの性能、つまり、エネルギー３４８００Ｗｈにおいて、総重量約１１７５ｋｇおよび体積約１３.２Ｌのものがある。かかる開放型鉛蓄電池は、重量エネルギー密度約３０Ｗｈ／ｋｇ（体積エネルギー密度１０９Ｗｈ／Ｌ）であり、鉛蓄電池の中でも最大級の容量のものである。すなわち、他の鉛蓄電池のエネルギー密度は、かかる開放型鉛蓄電池のエネルギー密度程度を超えないと想定される。
　一方、リチウムイオン電池は、例えば、公称電圧３.６Ｖおよび容量２Ａｈの性能、つまり、エネルギー７.２Ｗｈにおいて、総重量約０.０４５ｋｇおよび体積約０.０１６５Ｌである。かかるリチウムイオン電池は、重量エネルギー密度約１６０Ｗｈ／ｋｇ（体積エネルギー密度４３５Ｗｈ／Ｌ）である。
　また、ニッケル水素電池は、例えば、公称電圧１.２Ｖおよび容量５Ａｈの性能、つまり、エネルギー６Ｗｈにおいて、総重量約０.１５ｋｇおよび体積約０.０４２４Ｌである。かかるニッケル水素電池は、重量エネルギー密度４０Ｗｈ／ｋｇ（体積エネルギー密度１４１Ｗｈ／Ｌ）程度である。
　すなわち、高容量の閾値が、例えば、重量エネルギー密度３５Ｗｈ／ｋｇ（体積エネルギー密度１２０Ｗｈ／Ｌ）程度に設定されれば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が鉛蓄電池に対して高容量になる。したがって、第１のバッテリー１００を重量エネルギー密度３５Ｗｈ／ｋｇ以上のリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池とし、第２のバッテリー２００を鉛蓄電池とすることで、第１のバッテリー１００を第２バッテリー２００よりも高容量とすることができる。
　また、図７におけるバッテリーシステムの説明では、開閉器７００による第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００との間の遮断について説明したが、遮断を行う条件は、上述の例に限定されない。
　一般的に、リチウムイオン電池のサイクル寿命特性は、充電と放電との間の休止時間（保管）が長くなるほど悪化する。これは、充電状態で放置されると、電圧が高い状態が維持されることから、電池セル内部の電解液が電池自身の高電圧の影響を受けて劣化し、電池セルの特性に悪影響を及ぼすためである。
　そのため、例えば小型の電池パックのように、長期の充電保管時の劣化を避けるために、バッテリーに抵抗を設け、この抵抗に放電させて電圧を低下させるといった対策が考えられる。しかしながら、ＥＶ（Electric Vehicle）用途などの大容量バッテリーにおいては、必要な抵抗が大きくなり、その設置が困難であるとともにエネルギーロスが大きくなる。
　そこで、制御回路４００（図７参照）は、第１のバッテリー１００としてリチウムイオン電池が用いられる場合、上記休止時間ができるだけ短くなるように、開閉器７００の動作を制御することが望ましい。
　図１１は、かかる開閉器７００の制御の一例を説明するための図である。図１１において、縦軸は電池電圧を示し、横軸は時間を示す。
　ここでは、図５Ｄで説明した昼休みのような、１時間程度の比較的短い時間に連続して充電が行われる状況、つまり、満充電となる前の途中で、充電が終了する状況を想定している。
　充電時において、制御回路４００は、開閉器７００を接続し、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００との間を導通させている。この場合、図１１の線９１０に示すように、まず、第１のバッテリー１００（リチウムイオン電池）と第２のバッテリー２００（鉛蓄電池）の両方の充電が行われる（区間９１１）。そして、充電が継続され、時間ｓ１に第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００が所定の電圧Ｖａ１まで充電された段階で、充電器が停止、あるいは、ユーザにより充電が停止される。
　制御回路４００は、時間ｓ１以降も開閉器７００の接続を維持させ、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００に電流が流れるようにする（区間９１２）。そして、制御回路４００は、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００の電圧が、長期保存してもサイクル寿命特性への影響が十分に少ない所定の閾値Ｖｔｈ１まで低下すると、開閉器７００を遮断する。すなわち、制御回路４００は、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へと電流が流れ込まないようにする。
　なお、充電後に、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００の電圧が、長期保存してもサイクル寿命特性への影響が十分に少ない所定の閾値Ｖｔｈ１まで一気に低下すると、次の使用時に電池の全体的な容量が減少し過ぎる場合がある。このため、制御回路４００は、閾値Ｖｔｈ１に至るまで、開閉器７００の遮断と再接続とを断続的に繰り返してもよい。
　このように、第１のバッテリー１００の休止時間を短くすることにより、リチウムイオン電池としての第１のバッテリー１００をより長く安定的に使用することが可能となる。
　あるいは、制御回路４００は、第１のバッテリー１００の充電終了時の電圧が低く抑えられるように、開閉器７００の動作を制御してもよい。
　図１２は、開閉器７００の制御の他の例を説明するための図であり、図１１に対応するものである。
　ここでは、図５Ｆで説明した夜間のような、比較的長い時間に連続して充電が行われる状況、つまり、満充電が完了する状況を想定している。
　充電時において、制御回路４００は、開閉器７００を接続し、第１のバッテリー１００と第２のバッテリー２００との間を導通させている。この場合、図１２の線９２０に示すように、まず、第１のバッテリー１００（リチウムイオン電池）と第２のバッテリー２００（鉛蓄電池）の両方の充電が行われる（区間９２１）。
　そして、制御回路４００は、充電が継続され、第１のバッテリー１００および第２のバッテリー２００が所定の電圧Ｖｂまで充電されると、開閉器７００を遮断して、第１のバッテリー１００への充電を停止する。この電圧Ｖｂは、第１のバッテリー１００の予め設定された満充電電圧である。
　そして、制御回路４００は、充電が継続されて第２のバッテリー２００が所定の電圧Ｖａｂ（Ｖｂ＜Ｖａｂ＜Ｖａ）まで充電されると、一定電流による充電制御に切り替え、第２のバッテリー２００のみに対して、所定の電圧Ｖａまで充電を行う（区間９２２）。電圧Ｖａは、第２のバッテリー２００の予め設定された満充電電圧である。
　なお、この間、第１のバッテリー１００は、満充電電圧Ｖｂのまま維持されており、図１１に示す場合に比べると、相対的に高い電圧で継続的に維持される。このため、劣化の度合いは、図１１に示す場合に比べて、相対的に高くなる可能性がある。
　その後、一定時間が経過して、時間ｓにて充電が停止されると、不安定領域にある第２バッテリーの電圧は、急速に低下する。ここで、図１２に示すように、第２バッテリー２００の電圧は、時間ｔにおいて、第１バッテリー１００の電圧Ｖｂよりも更に低下して、閾値Ｖｔｈ２に至ったとする。このとき、制御回路４００は、開閉器７００を再接続して、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００へと電流が流れるようにする（区間９２３）。
　このように、開閉器７００を適切に制御することにより、第２のバッテリー２００を、第１のバッテリー１００の放電用の抵抗として利用することができる。すなわち、第１のバッテリー１００に新たに放電用の抵抗を設けることなく、第１のバッテリー１００の休止時間における電圧を低く抑えることが可能となる。更に、第２のバッテリー２００の自己放電を補うことで、第１のバッテリー１００が放電したエネルギーを第２のバッテリー２００に吸収させることができ、全体としてのエネルギーロスを抑えることができる。
　そして、制御回路４００は、第１のバッテリー１００の電圧が、長期保存してもサイクル寿命特性への影響が十分に少ない所定の閾値Ｖｔｈ３まで低下すると、開閉器７００を再び遮断する。すなわち、制御回路４００は、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００に電流が流れ込まないようにする。これにより、第１のバッテリー１００から第２のバッテリー２００への電流の流れ込みが長時間継続し、第１のバッテリー１００の容量が減少してしまうのを、防止することができる。
　なお、本発明は、上述の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
　例えば、本発明にかかるバッテリーシステムは、電気自動車に限らず、電動スクータやフォークリフト等の電動車両にも適用することができる。また、本発明の適用は、電動車両に限定されるものではなく、本発明は、他の各種機器および各種装置にも適用可能である。
　本開示のバッテリーシステムは、第１のバッテリーと第２のバッテリーとを組み合わせたバッテリーシステムであって、前記第１のバッテリーの放電特性は、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、前記第２のバッテリーの放電特性は、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧よりも低い電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、かつ、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧と重複する電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が大きい不安定領域を有し、前記第１のバッテリーおよび前記第２のバッテリーから成るバッテリー全体の放電状態が、当該バッテリー全体の放電過程において、前記第１のバッテリーの安定領域から前記第２のバッテリーの安定領域へと移行するように、前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとを並列に接続する。
　なお、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーの放電特性は、前記第２のバッテリーの前記安定領域の電圧と重複する電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が大きい不安定領域を有してもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧の最小値と、前記第２のバッテリーの前記安定領域の電圧の最大値とは、略一致していてもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーおよび前記第２のバッテリーの少なくとも１つは、直列に接続された複数のバッテリーセルから成っていてもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーは、充電保存時の容量回復性よりも放電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーであり、前記第２のバッテリーは、放電保存時の容量回復性よりも充電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーであってもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーは、リチウムイオン電池であり、前記第２のバッテリーは、鉛蓄電池であってもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第２のバッテリーは、開放型鉛蓄電池であってもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第２のバッテリーは、鉛蓄電池であり、前記第１のバッテリーは、前記第２のバッテリーよりも高出力かつ高容量であってもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記第１のバッテリーは、リチウムイオン電池であってもよい。
　また、上記バッテリーシステムは、前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとの間に配置され、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへの電流の流入状態、および、電圧の変化状態のうち少なくとも１つに応じて、当該電流を遮断する開閉器、を更に有してもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記開閉器は、前記第２のバッテリーの電圧が前記第１のバッテリーの電圧より低くなった場合に、再接続してもよい。
　また、上記バッテリーシステムにおいて、前記開閉器は、前記第１のバッテリーの電圧が所定の閾値よりも低くなった場合に、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへの電流を遮断してもよい。
　２０１３年４月３日出願の特願２０１３－０７７８８８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、安価に高容量化することができ、充電受入性能が高く、かつ、性能が低下し難いバッテリーシステムとして有用である。
　１０、１０ａ　バッテリーシステム
　１００　第１のバッテリー（リチウムイオン電池）
　２００　第２のバッテリー（鉛蓄電池）
　４００　制御回路
　５００　負荷
　６００　電源
　７００　開閉器
　８００　保護回路

Claims (12)

  1. 　第１のバッテリーと第２のバッテリーとを組み合わせたバッテリーシステムであって、
    　前記第１のバッテリーの放電特性は、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、
    　前記第２のバッテリーの放電特性は、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧よりも低い電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が小さい安定領域を有し、かつ、前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧と重複する電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が大きい不安定領域を有し、
    　前記第１のバッテリーおよび前記第２のバッテリーから成るバッテリー全体の放電状態が、当該バッテリー全体の放電過程において、前記第１のバッテリーの安定領域から前記第２のバッテリーの安定領域へと移行するように、前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとを並列に接続する、
    　バッテリーシステム。
  2. 　前記第１のバッテリーの放電特性は、前記第２のバッテリーの前記安定領域の電圧と重複する電圧の範囲において、放電容量に対する電圧の変化率が大きい不安定領域を有する、
    　請求項１に記載のバッテリーシステム。
  3. 　前記第１のバッテリーの前記安定領域の電圧の最小値と、前記第２のバッテリーの前記安定領域の電圧の最大値とは、略一致している、
    　請求項１に記載のバッテリーシステム。
  4. 　前記第１のバッテリーおよび前記第２のバッテリーの少なくとも１つは、直列に接続された複数のバッテリーセルから成る、
    　請求項３に記載のバッテリーシステム。
  5. 　前記第１のバッテリーは、充電保存時の容量回復性よりも放電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーであり、
    　前記第２のバッテリーは、放電保存時の容量回復性よりも充電保存時の容量回復性の方が優れたバッテリーである、
    　請求項１に記載のバッテリーシステム。
  6. 　前記第１のバッテリーは、リチウムイオン電池であり、
    　前記第２のバッテリーは、鉛蓄電池である、
    　請求項５に記載のバッテリーシステム。
  7. 　前記第２のバッテリーは、開放型鉛蓄電池である、
    　請求項６に記載のバッテリーシステム。
  8. 　前記第２のバッテリーは、鉛蓄電池であり、
    　前記第１のバッテリーは、前記第２のバッテリーよりも高出力かつ高容量である、
    　請求項１に記載のバッテリーシステム。
  9. 　前記第１のバッテリーは、リチウムイオン電池である、
    　請求項８に記載のバッテリーシステム。
  10. 　前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとの間に配置され、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへの電流の流入状態、および、電圧の変化状態のうち少なくとも１つに応じて、当該電流を遮断する開閉器、を更に有する、
    　請求項１に記載のバッテリーシステム。
  11. 　前記開閉器は、
    　前記第２のバッテリーの電圧が前記第１のバッテリーの電圧より低くなった場合に、再接続する、
    　請求項１０に記載のバッテリーシステム。
  12. 　前記開閉器は、
    　前記第１のバッテリーの電圧が所定の閾値よりも低くなった場合に、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへの電流を遮断する、
    　請求項１１に記載のバッテリーシステム。
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