JP2017037734A - 二次電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオン二次電池を含むバッテリと電気負荷とを備えた二次電池システムにおいて、バッテリの過放電処理を実施するか否かを適時に判定する。【解決手段】ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ２００の動作停止後から動作開始前までの間に、所定の入出力電流ＩＢで充放電させたときの電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを測定するＩＶ測定を実施する。ＥＣＵ３００は、１／ＴＢを横軸とし、｜ΔＶ｜を縦軸とするグラフにおいて、電池温度ＴＢが互いに異なり、かつ、充電時間または放電時間が互いに異なる条件にて実施された少なくとも３回のＩＶ測定の結果がプロットされた場合に、プロットされた少なくとも３点を線形近似することによって得られる直線の傾きを、副反応の活性化エネルギーの現在値Ｅとして算出する。活性化エネルギーの初期値Ｅ０に対する現在値Ｅの比率Ｒが１．０５を上回る場合に、ＥＣＵ３００は過放電処理を実施する。【選択図】図８

Description

本発明は二次電池システムに関し、より特定的には、リチウムイオン二次電池を含む二次電池システムに関する。

リチウムイオン二次電池は、保存または充放電の態様に応じて劣化し得ることが知られている。このような劣化を引き起こす要因として、リチウムイオン二次電池の副反応が挙げられる。副反応により、電解液中の電解質または溶媒が分解して負極表面に被膜が形成される。これにより、リチウムイオン二次電池の容量維持率が低下する。

リチウムイオン二次電池の副反応の生じやすさは、副反応の活性化エネルギーによって表される。そのため、副反応の活性化エネルギーに応じて、リチウムイオン二次電池の充放電を制御することが提案されている。たとえば特開２００５−１４９７９３号公報（特許文献１）は、リチウムイオン二次電池の充放電上限温度の算出方法を開示する。この算出方法では、リチウムイオン二次電池の使用温度とその温度での容量の低下量とから、副反応の活性化エネルギーが求められる。そして、活性化エネルギーが変化したときの充放電温度が充放電上限温度として設定される。

特開２００５−１４９７９３号公報

リチウムイオン二次電池の副反応によりバッテリの容量維持率が低下した場合には、バッテリを過放電させることが望ましい。これにより、負極表面に形成された被膜が除去されるので、容量維持率を回復させることができる。この処理を本明細書では「過放電処理」とも称する。

ここで、特許文献１に開示された算出方法によれば、副反応の活性化エネルギーは、リチウムイオン二次電池を含むバッテリの充放電１サイクル当たりの劣化率を対数表示で縦軸とし、充放電温度の逆数を横軸とするグラフ（特許文献１の図３参照）に基づいて算出される。このグラフを作成するために、所定の温度範囲内において、バッテリの充放電が繰り返し行なわれる。

より具体的に、バッテリの充電は、たとえば定電流・定電圧方式により行なわれる。すなわち、バッテリ電圧が充電上限電圧に達するまで定電流での充電が行なわれ、バッテリ電圧が充電上限電圧に達した後は、その電圧を維持したまま所定の時間充電が行なわれる。一方、バッテリの放電は、たとえば定電流方式により行なわれる。すなわち、バッテリ電圧が放電下限電圧に達するまで定電流での放電が行なわれる（特許文献１の段落［００３１］，［００３２］参照）。

一般に、このような充放電制御には、比較的長時間を要する。そのため、たとえばバッテリが電動車両に搭載され、電気負荷（電動車両のモータの駆動インバータ等）への電力を供給可能に構成されていた場合には、上述の充放電制御を実行するための時間を確保することが難しい可能性がある。つまり、特許文献１に開示の算出手法では、バッテリの実使用条件下において上記グラフを作成することが難しい場合がある。そうすると、バッテリの過放電処理を実施するか否かについて適時に判定することが困難になり得る。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リチウムイオン二次電池を含むバッテリと電気負荷とを備えた二次電池システムにおいて、リチウムイオン二次電池の副反応の活性化エネルギーに応じて、バッテリの過放電処理を実施するか否かを適時に判定可能な技術を提供することである。

本発明のある局面に従う二次電池システムは、リチウムイオン二次電池を含む蓄電装置と、蓄電装置から供給される電力を用いて動作する電気負荷と、蓄電装置を過放電させることによって、蓄電装置の容量を回復させる過放電処理を実施する制御装置とを備える。制御装置は、電気負荷の動作停止後から電気負荷の動作開始前までの間に、蓄電装置を所定の電流値で充電または放電させたときの蓄電装置の電圧の変化量を測定する電流電圧測定を実施する。さらに、制御装置は、蓄電装置の温度の逆数を横軸とし、電圧の変化量の絶対値を縦軸とするグラフにおいて、蓄電装置の温度が互いに異なり、かつ、蓄電装置の充電時間または放電時間が互いに異なる条件にて実施された少なくとも３回の電流電圧測定の結果がプロットされた場合に、プロットされた少なくとも３点を線形近似することによって得られる直線の傾きを、蓄電装置の副反応の活性化エネルギーとして算出する。蓄電装置の初期状態における活性化エネルギーに対する、算出された活性化エネルギーの比率が１．０５を上回る場合に、制御装置は、過放電処理を実施する。

上記構成によれば、活性化エネルギーは、蓄電装置を所定の電流値で充電または放電させたときの蓄電装置の電圧の変化量に基づいて算出される。この電流電圧測定には短時間しか要さないので、電気負荷の動作停止後から電気負荷の動作開始前までの間に実施することが可能である。したがって、電流電圧測定による活性化エネルギーの算出結果に応じて、蓄電装置の過放電処理を実施するか否かを適時に判定することができる。

本発明によれば、リチウムイオン二次電池を含むバッテリと電気負荷とを備えた二次電池システムにおいて、リチウムイオン二次電池の副反応の活性化エネルギーに応じて、バッテリの過放電処理を実施するか否かを適時に判定することができる。

本実施の形態に係る二次電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 バッテリの構成をより詳細に示す図である。 セルの構成をより詳細に示す図である。 電流電圧測定の手法を説明するための図である。 本実施の形態におけるバッテリの副反応の活性化エネルギーの算出手法を説明するための図である。 副反応の活性化エネルギーの変化を説明するための図である。 副反応の活性化エネルギーの比率と、負極に形成された被膜量と、バッテリの容量維持率との関係を示す図である。 本実施の形態において実行されるバッテリの過放電処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

以下に説明する実施の形態では、本発明に係る二次電池システムがハイブリッド車両に搭載される構成を例に説明する。しかし、本発明に係る二次電池システムが搭載可能な車両は、バッテリが搭載されるものであればハイブリッド車両に限定されず、電気自動車または燃料自動車であってもよい。さらに、本発明に係る二次電池システムの用途は車両用に限定されるものではない。

＜車両構成＞
図１は、本実施の形態に係る二次電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、ハイブリッド車両であり、二次電池システム２と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、第２ＭＧ２０と、動力分割機構３０と、駆動輪４０と、エンジン５０とを備える。二次電池システム２は、バッテリ１００と、電圧センサ１０２と、電流センサ１０４と、温度センサ１０６と、システムメインリレー１５０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

エンジン５０は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、車両１が走行するための駆動力を発生させる。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は三相交流回転電機である。第１ＭＧ１０は、動力分割機構３０を介してエンジン５０のクランク軸に連結される。第１ＭＧ１０は、エンジン５０を始動させる際にはバッテリ１００の電力を用いてエンジン５０のクランク軸を回転させる。また、第１ＭＧ１０はエンジン５０の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１００に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０は、バッテリ１００からの電力および第１ＭＧ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、第２ＭＧ２０は回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１００に充電される。

動力分割機構３０は、エンジン５０のクランク軸、第１ＭＧ１０の回転軸、および駆動軸の三要素を機械的に連結する。

ＰＣＵ２００は、いずれも図示しないが、２つのインバータと、コンバータとを含む。２つのインバータの各々は、一般的な三相インバータである。コンバータは、昇圧動作時にはバッテリ１００から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。コンバータは、降圧動作時にはインバータから供給された電圧を降圧してバッテリ１００を充電する。なお、ＰＣＵ２００は本発明に係る「電気負荷」に相当する。

ＳＭＲ１５０は、バッテリ１００とＰＣＵ２００とを結ぶ電流経路に接続される。ＳＭＲ１５０の閉成／開放は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて制御される。ＳＭＲ１５０が閉成されている場合、バッテリ１００とＰＣＵ２００との間で電力の授受が行なわれ得る。

バッテリ１００は、再充電が可能に構成された蓄電装置である。本実施の形態では、バッテリ１００としてリチウムイオン二次電池が採用される。バッテリ１００の構成については図２および図３にて説明する。

電圧センサ１０２は、バッテリ１００の電圧（電池電圧）ＶＢを検出する。電流センサ１０４は、バッテリ１００に入出力される電流（入出力電流）ＩＢを検出する。温度センサ１０６は、バッテリ１００の温度（電池温度）ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）と、メモリ３０２と、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサから受ける信号、ならびにメモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。より具体的に、ＥＣＵ３００は、電池電圧ＶＢ、入出力電流ＩＢ、および電池温度ＴＢに基づいて、バッテリ１００の充放電を制御する。なお、ＥＣＵ３００は本発明に係る「制御装置」に相当する。

図２は、バッテリ１００の構成をより詳細に示す図である。図２を参照して、バッテリ１００は、複数のセル１１０と、一対のエンドプレート１２０と、拘束バンド１３０と、複数のバスバー１４０とを含む。

複数のセル１１０が積層されることより積層体が形成されている。図２では、この積層体のうち積層方向の一方端が部分的に示されている。この一方端および積層方向の他方端にそれぞれ対向するように、一対のエンドプレート１２０が配置されている。一対のエンドプレート１２０は、すべてのセル１１０を挟み込んだ状態で拘束バンド１３０によって拘束されている。各セル１１０は正極端子１１３および負極端子１１４（図３参照）を有する。あるセルの正極端子１１３と隣接するセルの負極端子１１４とは、バスバー１４０によって締結されることにより電気的に接続されている。これにより、複数のセル１１０が直列に接続されている。

図３は、セル１１０の構成をより詳細に説明するための図である。図３においてセル１１０は、その内部を透視して示されている。

図３を参照して、セル１１０は、略直方体形状の電池ケース１１１を有する。電池ケース１１１の上面は蓋体１１２によって封じられている。正極端子１１３および負極端子１１４の各々の一方端は、蓋体１１２から外部に突出している。正極端子１１３および負極端子１１４の他方端は、電池ケース１１１内部において、内部正極端子および内部負極端子（いずれも図示せず）にそれぞれ接続されている。電池ケース１１１の内部には電極体１１５が収容されている。電極体１１５は、正極１１６と負極１１７とがセパレータ１１８を介して積層され、その積層体が捲回されることにより形成されている。電解液は、正極１１６、負極１１７、およびセパレータ１１８等に保持されている。

正極１１６、負極１１７、セパレータ１１８および電解液には、リチウムイオン二次電池の正極、負極、セパレータ、および電解液として従来公知の構成および材料をそれぞれ用いることができる。一例として、電解液は、有機溶媒（たとえばＤＭＣ（dimethyl carbonate)とＥＭＣ（ethyl methyl carbonate)とＥＣ（ethylene carbonate)との混合溶媒）と、リチウム塩（たとえばＬｉＰＦ_６）と、添加剤（たとえばＬｉＢＯＢ（lithium bis(oxalate)borate）またはＬｉ［ＰＦ_２（Ｃ_２Ｏ_４）_２］）とを含む。

＜副反応の活性化エネルギーと過放電処理＞
以上のような構成を有するバッテリ１００は、保存または充放電の態様に応じて劣化し得る。バッテリ１００の劣化を引き起こす要因として、リチウムイオン二次電池の副反応が挙げられる。副反応により、電解液中の電解質または溶媒が分解して負極表面に被膜が形成される。これにより、バッテリ１００の容量維持率が低下する。

リチウムイオン二次電池の副反応の生じやすさは、副反応の活性化エネルギーによって表される。一般に、負極表面に形成された被膜の堆積量（被膜量）が大きくなるに従い、副反応は起こりにくくなる。すなわち、被膜量が大きくなるに従い、副反応の活性化エネルギーは大きくなる。逆に言うと、副反応の活性化エネルギーは、被膜量を示す指標値として用いることができる。

バッテリ１００の劣化が進行し、副反応の活性化エネルギーが所定値よりも大きくなった場合には、負極表面に過剰な被膜が形成されている可能性があるため、被膜を除去することが望ましい。そのため、電池電圧ＶＢが基準値を下回るまでバッテリ１００を過放電させることによって、バッテリ１００の容量を回復させる過放電処理が実施することが考えられる。一例として、各セル１１０の電圧が２．５Ｖ以下になるまで１Ｃでの定電流放電を行なうことができる。これにより、被膜が除去されるので、バッテリ１００の容量維持率を回復させることができる。

たとえば特許文献１に示されるように、副反応の活性化エネルギーは、所定の温度範囲内において、バッテリの充放電を繰り返し行なうことにより算出される。たとえば、電池電圧が充電上限電圧に達するまで定電流での充電が行なわれ、バッテリ電圧が充電上限電圧に達した後は、その電圧を維持したまま所定の時間、充電が行なわれる。あるいはバッテリ電圧が放電下限電圧に達するまで定電流での放電が行なわれる。このような充放電制御には、多くの場合、長時間を要する。そのため、本実施の形態のようにバッテリ１００がハイブリッド車両に搭載されている場合には、上述の充放電制御を実行するための時間を確保することが難しい可能性がある。

そこで、本実施の形態によれば、車両１の電気負荷であるＰＣＵ２００の停止状態において（すなわち、ＰＣＵ２００の動作停止後からＰＣＵ２００の動作開始前までの間に）、バッテリ１００の電流電圧測定を実施し、その測定結果に応じて、バッテリ１００の過放電処理を実施するか否かを判定する構成を採用する。以下、この電流電圧測定を「ＩＶ測定」とも記載する。

＜ＩＶ測定＞
図４は、ＩＶ測定の手法を説明するための図である。図４において、横軸は経過時間を表す。縦軸は、上から順に入出力電流ＩＢおよび電池電圧ＶＢを表す。入出力電流ＩＢは、バッテリ１００からの放電電流を正値とし、バッテリ１００への充電電流を負値として表されている。

図４を参照して、時刻ｔまでの期間、バッテリ１００は充放電されていない。入出力電流ＩＢは略０であり、電池電圧ＶＢはＶｏである。

時刻ｔから時刻（ｔ＋Δｔ）までの期間、パルス状に放電電流が流される。放電電流が流れる期間Δｔは、たとえば１ｍｓ以上かつ０．１ｓ以下であることが望ましい。期間Δｔの逆数を周波数ｆと表すと（ｆ＝１／Δｔ）、周波数ｆは、１０Ｈｚ以上かつ１０００Ｈｚ以下であることが望ましい。また、放電電流のピーク値Ｉｏは、たとえば１Ｃ以下であることが望ましい。放電電流が流れるのに伴い、電池電圧ＶＢはＶｏからΔＶだけ低下する。この変化量ΔＶが電圧センサ１０２により検出される。

このように、バッテリ１００のＩＶ測定は、バッテリ１００にパルス状の入出力電流ＩＢを流すだけでよいため、短時間に実施することができる。したがって、車両１の走行終了後にＰＣＵ２００の動作停止後からＰＣＵ２００の動作開始前までの間にＩＶ測定を実施することができる。

なお、ここではバッテリ１００が放電される例について説明したが、バッテリ１００の充電時に電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを測定してもよい。また、パルス数は１に限定されない。複数のパルス状の充電電流または放電電流に対して、電池電圧ＶＢの変化量Ｖｏの平均値を算出してもよい。

＜活性化エネルギーの算出＞
ＩＶ測定を実施して電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを取得することにより、以下に説明するように、リチウムイオン二次電池の副反応の活性化エネルギーを算出することができる。バッテリ１００の過放電処理を実施するか否かは、算出された副反応の活性化エネルギーに応じて判定される。

図５は、本実施の形態におけるバッテリ１００の活性化エネルギーの算出手法を説明するための図である。図５および後述する図６において、横軸は、電池温度ＴＢの逆数（１／ＴＢ）を表す。縦軸は、電池電圧ＶＢの変化量ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜を表す。

図５を参照して、Ｐ１〜Ｐ３の各々は、３回のＩＶ測定を実施した結果を示す測定点である。これらＩＶ測定は、電池温度ＴＢが互いに異なり、かつ、周波数ｆ（すなわち、バッテリ１００が充電または放電される期間Δｔ）が互いに異なる条件下にて実施される。測定点Ｐ１は、電池温度ＴＢがＴ１の環境下において、周波数ｆ１にてＩＶ測定が行なわれた場合の電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを示す。測定点Ｐ２は、電池温度ＴＢがＴ２の環境下において、周波数ｆ２にてＩＶ測定が行なわれた場合の電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを示す。測定点Ｐ３は、電池温度ＴＢがＴ３の環境下において、周波数ｆ３にてＩＶ測定が行なわれた場合の電池電圧ＶＢの変化量ΔＶを示す。

一例として、電池温度ＴＢおよび周波数ｆは以下のように設定することができる。測定点Ｐ１について、Ｔ１＝４０℃であり、ｆ１＝１０００Ｈｚである。測定点Ｐ２について、Ｔ２＝２５℃であり、ｆ２＝１００Ｈｚである。測定点Ｐ３について、Ｔ３＝１０℃であり、ｆ３＝１０Ｈｚである。

なお、上記３回のＩＶ測定のうち相対的に低温条件下での測定は、たとえば、車両１の短時間の走行後などバッテリ１００からの発熱量が比較的小さいときに実施したり、車両１が屋内もしくは日陰に停車しているときに実施したり、外気温の低い時間帯に実施したりすることができる。あるいは、バッテリ１００にファンなどの冷却機構が設けられている場合には、その冷却機構によるバッテリ１００の冷却後にＩＶ測定を実施してもよい。

一方、相対的に高温条件下でのＩＶ測定は、たとえば、車両１の長時間の走行後などバッテリ１００からの発熱量が比較的大きいときに実施したり、車両１が屋外もしくは日向に停車しているときに実施したり、外気温の高い時間帯に実施したりすることができる。あるいは、バッテリ１００にヒータなどの加熱機構が設けられている場合には、その加熱機構によるバッテリ１００の加熱後にＩＶ測定を実施してもよい。

測定回数は少なくとも３回以上であればよいので、４回またはそれ以上であってもよい。これらの測定は短期間に実施することが望ましい。たとえば同じ日に３回の測定を実施することができる。長期間（たとえば数カ月）にわたって実施されたＩＶ測定結果を用いると、その間にバッテリ１００の劣化状態が変化してしまい、活性化エネルギーの算出精度が低くなる可能性があるためである。

測定点Ｐ１〜Ｐ３は線形近似することができる。線形近似により得られた直線Ｌの傾きが、現在のバッテリ１００における副反応の活性化エネルギーに相当する。

図６は、副反応の活性化エネルギーの変化を説明するための図である。図６を参照して、直線Ｌａは、バッテリ１００の初期状態にて取得された直線を示す。直線Ｌｂは、バッテリ１００の劣化がある程度進行した場合に取得された直線を示す。直線Ｌｃは、バッテリ１００の劣化が、直線Ｌｂの取得時よりもさらに進行した場合に取得された直線を示す。

直線Ｌｂの傾きは直線Ｌａの傾きよりも大きく、直線Ｌｃの傾きは直線Ｌｂの傾きよりもさらに大きい。これにより、バッテリ１００の劣化が進むに従い、バッテリ１００の副反応の活性化エネルギーが大きくなることが示される。

以下、活性化エネルギーの初期値Ｅ０（直線Ｌａの傾きに対応する活性化エネルギー）を基準とした、活性化エネルギーの現在値Ｅの比率を「比率Ｒ」と記載する（Ｒ＝Ｅ／Ｅ０）。つまり、直線Ｌａは、比率Ｒ＝１．０００の状態に相当する。また、直線Ｌｂは、比率Ｒ＝１．０５０の状態に相当する。直線Ｌｃは、比率Ｒ＝１．１００の状態に相当する。

図７は、副反応の活性化エネルギーの比率Ｒと、負極１１７に形成された被膜量と、バッテリ１００の容量維持率との関係を示す図である。図７において、横軸は比率Ｒを表す。左側の縦軸は被膜量を表す。右側の縦軸は、バッテリ１００の容量維持率を表す。容量維持率とは、バッテリ１００の初期容量（基準容量）に対して現在の容量がどれだけ低下しているかを示す値である。

図７を参照して、比率Ｒ＝１．０００の場合と比率Ｒ＝１．０２５の場合とを比較すると、被膜量はほとんど変化していない。これに対し、比率Ｒが１．０５０以上になると、比率Ｒが１．０５０未満の場合と比べて、被膜量が大幅に増加することが分かる。さらに、被膜量の増加に伴い、バッテリ１００の容量維持率が低下することが分かる。図７より、比率Ｒが１．０５０以上になると、バッテリ１００の初期状態からの容量維持率の低下量が大きくなる。したがって、比率Ｒが１．０５０以上の場合には、バッテリ１００の過放電処理を実施することが望ましい。

図８は、本実施の形態において実行されるバッテリ１００の過放電処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップ（以下、Ｓで略す）は、所定時間毎または所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１〜図３および図８を参照して、Ｓ１０において、ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ２００の動作が停止されているか否か、すなわちバッテリ１００からＰＣＵ２００への電力供給が停止された状態であるか否かを判定する。ＰＣＵ２００の動作が停止されていない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。

一方、ＰＣＵ２００の動作が停止されている場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００のＩＶ測定を実施する。このＩＶ測定の実施手法については図４にて詳細に説明したため、説明は繰り返さない。ＥＣＵ３００は、ＩＶ測定の実施回数を示すカウント値をメモリ３０２に記憶している。カウント値の初期値は０である。ＥＣＵ３００は、ＩＶ測定の実施後にカウント値をインクリメントする。

Ｓ３０において、ＥＣＵ３００は、上記カウント値に基づいて、ＩＶ測定の実施回数が３以上であるか否かを判定する。この判定は、ＩＶ測定の実施回数が１回または２回の場合（Ｓ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。

ＩＶ測定の実施回数が３回以上の場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ４０に進め、活性化エネルギーの現在値Ｅを算出する。この算出手法については図４および図５にて詳細に説明したため、ここでは説明は繰り返さない。

Ｓ５０において、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の副反応の活性化エネルギーの初期値Ｅ０をメモリ３０２から読み込む（Ｓ５０）。活性化エネルギーの初期値Ｅ０としては、たとえば車両１の出荷前にバッテリ１００のＩＶ測定を実行し、その測定結果から算出された値をメモリ３０２に記憶させておくことができる。あるいは、このような測定に代えて、バッテリ１００の仕様から求められた代表値をメモリ３０２に記憶させてもおいてよい。なお、Ｓ４０の処理とＳ５０の処理との順序を入れ替えてもよい。

Ｓ６０において、ＥＣＵ３００は、活性化エネルギーの初期値Ｅ０に対する現在値Ｅの比率Ｒを算出する（Ｒ＝Ｅ／Ｅ０）。そして、ＥＣＵ３００は、比率Ｒが１．０５以上であるか否かを判定する（Ｓ７０）。比率Ｒが１．０５以上の場合（Ｓ７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の負極表面に副反応により過剰な被膜が形成されており、バッテリ１００の容量維持率が低下している可能性が高いとして、バッテリ１００の過放電処理を実施する。これにより、バッテリ１００の容量維持率を回復させることができる。

一方、比率Ｒが１．０５未満の場合（Ｓ７０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１００の負極表面に形成された被膜量は比較的小さいとして、バッテリ１００の過放電処理を実施することなく処理をメインルーチンへと戻す。

以上のように、本実施の形態によれば、リチウムイオン二次電池の副反応の活性化エネルギーは、バッテリ１００を所定の電流値（Ｉｏ）で充電または放電させたときの電池電圧ＶＢの変化量ΔＶに基づいて算出される。このＩＶ測定には短時間しか要さないので、ＰＣＵ２００の動作停止後からＰＣＵ２００の動作開始前までの間に実施することが可能である。したがって、ＩＶ測定による活性化エネルギーの算出結果に応じて、バッテリ１００の過放電処理を実施するか否かを適時に判定することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ 第１モータジェネレータ、２０ 第２モータジェネレータ、３０ 動力分割機構、４０ 駆動輪、５０ エンジン、１００ バッテリ、１０２ 電圧センサ、１０４ 電流センサ、１０６ 温度センサ、１１０ セル、１１１ 電池ケース、１１２ 蓋体、１１３ 正極端子、１１４ 負極端子、１１５ 電極体、１１６ 正極、１１７ 負極、１１８ セパレータ、１２０ エンドプレート、１４０ 拘束バンド、１６０ バスバー、３００ ＥＣＵ、３０２ メモリ。

Claims (1)

1. リチウムイオン二次電池を含む蓄電装置と、
   前記蓄電装置から供給される電力を用いて動作する電気負荷と、
   前記蓄電装置を過放電させることによって、前記蓄電装置の容量を回復させる過放電処理を実施する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記電気負荷の動作停止後から前記電気負荷の動作開始前までの間に、前記蓄電装置を所定の電流値で充電または放電させたときの前記蓄電装置の電圧の変化量を測定する電流電圧測定を実施し、
   前記蓄電装置の温度の逆数を横軸とし、前記電圧の変化量の絶対値を縦軸とするグラフにおいて、前記蓄電装置の温度が互いに異なり、かつ、前記蓄電装置の充電時間または放電時間が互いに異なる条件にて実施された少なくとも３回の前記電流電圧測定の結果がプロットされた場合に、プロットされた少なくとも３点を線形近似することによって得られる直線の傾きを、前記蓄電装置の副反応の活性化エネルギーとして算出し、
   前記蓄電装置の初期状態における活性化エネルギーに対する、算出された活性化エネルギーの比率が１．０５を上回る場合に、前記過放電処理を実施する、二次電池システム。