JP5154076B2

JP5154076B2 - 組電池ならびにそれを用いる電池モジュールおよびハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP5154076B2
Application number: JP2006351647A
Authority: JP
Inventors: 琢也中嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008166025A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車などで好適に実施され、非水系電解質二次電池のセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池ならびにそれを用いる電池モジュールおよび前記ハイブリッド自動車に関する。

上記のハイブリッド自動車用などに好適な高容量が期待される非水系電解質二次電池が、特許文献１や特許文献２で提案されている。それらの従来技術によれば、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有し、前記正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属）を用いている。
特許第３２４４３１４号公報国際公開第０２／０７８１０５号パンフレット

ここで、電気自動車、特にハイブリッド車にとっては、急速充放電特性が重要で、電源にとっては出入力値が重要になる。その急速充放電特性を決めるのは、最大出入力値（電力）であり、下記から求めることができる。

最大出入力値＝Ｉ×（ＯＣＶ−Ｉ×ＤＣＩＲ）
前記Ｉは電流値であり、ＯＣＶはセルブロックの開放回路電圧であり、ＤＣＩＲは直流抵抗である。

しかしながら、容量アップを図れる上述の従来技術では、前記ＯＣＶおよびＤＣＩＲは、ＳＯＣ（State Of Charge）によって大きく変化するという問題がある。図４は、そのような非水系電解質二次電池におけるＳＯＣ変化に対するＯＣＶ変化の関係を示すグラフである。この図４から理解されるように、所定の傾きがあり、特に満充電および少残量でＯＣＶの変化が急激になっている。一方、図５は、そのような非水系電解質二次電池におけるＳＯＣ変化に対するＤＣＩＲ変化の関係を示すグラフである。この図５から理解されるように、充電時と放電時とで異なるが、少残量で、特に放電時にＤＣＩＲの変化が急激になっていることが理解される。

したがって、そのような非水系電解質二次電池を用いると、各ＳＯＣにおいて、電池の最大入力値（入力可能な電力値）および最大出力値（出力可能な電力値）は、それぞれ図６および図７で示すように変化することになる。充電時には、最大入力は、図６で示すように、主に前記図４で示す特性から、ＳＯＣが５０％を超えると、電池の充電電圧の上限値（図４の例では４．２Ｖ）との差が小さくなる（ＳＯＣが大きくなる）に従って、小さくなってゆく。これに対して、放電時には、図７で示すように、満充電からＳＯＣが３０％程度までは、主に前記図４で示す特性から、ＳＯＣに従って小さくなってゆき、前記３０％を超えると、主に前記図５で示す特性から、急激に小さくなってゆく。

したがって、このような電池を用いると、入出力可能な電力が急激に変動して扱い難いという問題がある。このため、通常、ハイブリッド車では、５０％を中心として、ＳＯＣが±２０％の範囲で使用するようになっている。

本発明の目的は、最大入出力電力の急激な落ち込みを抑えることができる組電池ならびにそれを用いる電池モジュールおよびハイブリッド自動車を提供することである。

本発明の組電池は、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池のセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池において、複数の相互に異なるＳＯＣを有するセルブロックを組合わせて成り、前記ＳＯＣのばらつきは、５０％のセルブロックを基準として、＋１０％と、＋１５％と、＋２０％との組合せであることを特徴とする。

また、本発明の組電池は、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池のセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池において、ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の変化が相互に異なるセルブロックを組合わせて成ることを特徴とする。

上記の構成によれば、自動車などに用いられ、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池セルを、単体または並列に複数組合わせて成るセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池を構成するにあたって、意図的に、電圧（ＳＯＣ）の異なるセルブロックを組合わせる。

したがって、前記正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属、好ましくはＬｉＭｎＮｉＣｏＯ_２）を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな二次電池を用いる組電池において、各セルブロックにおけるＳＯＣ変化に対するＯＣＶとＤＣＩＲとの少なくとも一方の変化が所定レベル以上に激しくても、或る充放電のタイミングでは、直列の各セルブロックはそのＳＯＣの違いに起因して最大入出力電力が異なり、組電池全体として、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑え、扱い易い電池を実現することができる。

また、前記ＳＯＣのばらつきを１０〜２０％とすることで、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑えつつ、過放電や過充電を防止することができる。特に、ＳＯＣ＝５０％のセルブロックを基準として、前記のように＋１０％と＋１５％と＋２０％との組合わせとすることで、たとえば入力特性は＋２０％のみの場合とほぼ等しくなるが、出力特性が前記＋２０％のみの場合よりも低ＳＯＣ側での落ち込みが小さくなり、より線形に近付けることができる。

さらにまた、本発明の電池モジュールは、前記の組電池を備え、前記組電池における各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記各セルブロックのＳＯＣを求める演算手段と、前記演算手段で求められたＳＯＣの少なくとも１つが予め定める第１の値以上であるときには過充電と判定し、予め定める第２の値以下であるときには過放電と判定し、前記組電池への充放電を停止する充放電制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、前述のようにＳＯＣに意図的にばらつきを持たせていると、充放電の際に、そのばらつきの大きいセルブロックで過放電や過充電の可能性が高くなるのに対して、測定手段によって各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて演算手段が各セルブロックのＳＯＣを求めておき、その内の１つでも前記過放電や過充電のレベルとなると、充放電制御手段が前記組電池への充放電を停止する。

したがって、上述のようにＳＯＣに意図的にばらつきを持たせても、過放電や過充電を確実に防止することができる。

また、本発明の電池モジュールは、前記の組電池を備え、前記組電池における各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記各セルブロックのＳＯＣを求める演算手段と、少なくとも一部のセルブロックに関して、端子間を短絡し、或いは端子間に充電電圧を与えることで放電または充電の少なくとも一方を行わせることができる充放電手段と、充放電の停止時に、前記演算手段で求められたＳＯＣが各セルブロックに対して予め定められるＳＯＣに対して予め定める値以上のずれを生じたときに前記充放電手段を駆動し、各セルブロックを前記予め定められるＳＯＣへ復帰させる較正手段とを含むことを特徴とする。

さらにまた、本発明の電池モジュールは、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池のセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池を備え、前記組電池における各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記各セルブロックのＳＯＣを求める演算手段と、少なくとも一部のセルブロックに関して、端子間を短絡し、或いは端子間に充電電圧を与えることで放電または充電の少なくとも一方を行わせることができる充放電手段と、充放電の停止時に、前記演算手段で求められたＳＯＣが各セルブロックに対して予め定められる相互に異なるＳＯＣに対して、予め定める値以上のずれを生じたときに前記充放電手段を駆動し、各セルブロックを前記予め定められるＳＯＣへ復帰させる較正手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、たとえばハイブリッド自動車で１日走行しても、予め持たせておいたＳＯＣのばらつきは、数％もずれは生じないけれども、それが蓄積してゆくことを防止するために、測定手段によって各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて演算手段が各セルブロックのＳＯＣを求めておき、充放電が停止し、そのＳＯＣのずれが所定値以上であると、較正手段が充放電手段を駆動し、各セルブロックを前記予め定められるＳＯＣへ復帰させる。

したがって、ＳＯＣのばらつきの誤差を常に所定範囲に抑え、所望とする入出力特性を維持することができる。

さらにまた、本発明のハイブリッド自動車は、前記の電池モジュールを搭載することを特徴とする。

上記の構成によれば、ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の変化が少なく、走行特性を改善することができるハイブリッド自動車を実現することができる。

本発明の組電池は、以上のように、自動車などに用いられ、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池セルを、単体または並列に複数組合わせて成るセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池を構成するにあたって、意図的に、電圧（ＳＯＣ）の異なるセルブロックを組合わせる。

それゆえ、前記正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属、）を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな二次電池を用いる組電池において、各セルブロックにおいてＳＯＣ変化に対するＯＣＶとＤＣＩＲとの少なくとも一方の変化が所定レベル以上に激しくても、或る充放電のタイミングでは、直列の各セルブロックはそのＳＯＣの違いに起因して最大入出力電力が異なり、組電池全体として、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑え、扱い易い電池を実現することができる。

また、前記ＳＯＣのばらつきを１０〜２０％の範囲とすることで、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑えつつ、過放電や過充電を防止することができる。

さらにまた、本発明の電池モジュールは、以上のように、ＳＯＣに意図的にばらつきを持たせていると、充放電の際に、そのばらつきの大きいセルブロックで過放電や過充電の可能性が高くなるのに対して、各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて各セルブロックのＳＯＣを求めておき、その内の１つでも前記過放電や過充電のレベルとなると、前記組電池への充放電を停止する。

それゆえ、上述のようにＳＯＣに意図的にばらつきを持たせても、過放電や過充電を確実に防止することができる。

また、本発明の電池モジュールは、以上のように、各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて各セルブロックのＳＯＣを求めておき、充放電が停止し、そのＳＯＣのずれが所定値以上であると、各セルブロックを前記予め定められるＳＯＣへ復帰させる。

それゆえ、ＳＯＣのばらつきの誤差を常に所定範囲に抑え、所望とする入出力特性を維持することができる。

さらにまた、本発明のハイブリッド自動車は、以上のように、前記の電池モジュールを搭載する。

それゆえ、ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の変化が少なく、走行特性を改善することができるハイブリッド自動車を実現することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係るハイブリッド自動車１の動力系における電気的構成を示すブロック図である。したがって、内燃機関による動力系およびその他の電気的な補機などの構成も省略している。ハイブリッド自動車１は、組電池２からの電力をコンバータ３を介して昇圧し、インバータ４によって三相交流に変換して負荷であるモータ５に与えることで走行を可能にし、また抑速時にモータ５で回生した電力をインバータ４によって直流に変換し、コンバータ３によって降圧して前記組電池２の充電に使用することで、エネルギー効率を高めるようになっている。

前記組電池２は、ＢＭＵ（バッテリマネージメントユニット）６とともに、電池モジュール７を構成している。ＢＭＵ６は、組電池２の状態を監視し、監視結果から異常を判定すると、前記組電池２とコンバータ３との間に直列に介在されるスイッチ８をＯＦＦして保護動作を行うとともに、該ハイブリッド自動車１の全体を制御する機器制御装置９へ前記監視結果送信する。また、ＢＭＵ６は、後述するような組電池２のＳＯＣずらし制御を行う。

組電池２は、リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有し、前記正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属、好ましくは前記特許文献２記載の組成、特に好ましくはＬｉＭｎＮｉＣｏＯ_２）を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな非水系電解質二次電池のセルＳを、単体または並列に複数（図１の例では２つ）組合わせて成るセルブロックＢを複数（図１の例では１０）段直列に組合わせて構成される。

各セルブロックＢの電圧は、各端子電圧が前記ＢＭＵ６内の電圧計測回路１１に入力されて、その差分から求められる。制御マイコン１２は、前記電圧計測回路１１にマルチプレクックス動作を行わせ、セル電圧を順次読込む。また、組電池２を流れる電流は、電流センサ２２によって検出され、前記ＢＭＵ６内の電流計測回路１３を介して前記制御マイコン１２に入力される。各セルブロックＢの温度は温度センサ２１によって検出され、前記ＢＭＵ６内の制御マイコン１２に入力される。

制御マイコン１２は、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリに、予め温度とセル電圧とに対応したＳＯＣのテーブルを有し、前記各計測回路１１，１３および温度センサ２１の検出結果からＳＯＣを求めており、求められたＳＯＣ値を前記機器制御装置９へ送信する。これに応答して、機器制御装置９は、前記ＳＯＣ値がハイブリッド自動車１での実使用域である３０〜７０％（５０％を中心とした±２０％）の範囲内にあるように、ＳＯＣ値が小さいときには、内燃機関に走行に必要なパワー以上のパワーを発生させ、もしくは、減速時に発生する回生エネルギーを用いることでモータ５に発電を行わせ、ＳＯＣ値が大きいときには内燃機関に走行に必要なパワー以下のパワーを発生させてモータ５に動力を発生させる。この場合、ＳＯＣ値の代表値（前述のような５０％±２０％の場合５０％が代表値）が前記範囲内に入るように制御すればよい。

また、各セルブロックＢの電圧から過充電保護回路１４は過充電であるか否かを判定しており、電流センサ２２の検出結果から過電流保護回路１５は過電流であるか否かを判定しており、温度センサ２１の検出結果から温度保護回路１６は各セルブロックＢが過温度状態であるか否かを判定しており、何れかで異常が判定されると、ＯＲ回路１７は前記スイッチ８をＯＦＦして保護動作を行う。

上述のように構成される電池モジュール７において、組電池２内のセルＳが、前述のように正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属、好ましくは前記特許文献２記載の組成、特に好ましくはＬｉＭｎＮｉＣｏＯ_２）を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな非水系電解質二次電池から成る場合、前述の図４で示すようにＳＯＣ変化に対するＯＣＶ変化が激しいことから、また図５で示すようにＳＯＣ変化に対するＤＣＩＲ変化が激しいことから、注目すべきは、本発明では、前記組電池２が、意図的に、電圧（ＳＯＣ）の異なるセルブロックを組合わせて構成されることである。

図２および図３は、本件発明者の実験結果を示すグラフであり、各ＳＯＣにおける組電池２の最大入出力値を示すものである。図２は、ＳＯＣ＝５０％を基準（０％）として、＋１０％、＋２０％、＋３０％における前記最大入出力値を示す。この図２から、ＳＯＣのずらし量が３０％にもなると、最大入力電力の低下が大きく、すなわち入力余力が小さく、またずらし無し（０％）では、前述のＤＣＩＲの上昇から、ＳＯＣが小さい領域で最大出力電力の低下が大きく、したがってずらし量としては１０〜２０％が好ましいことが理解される。

さらに、図３は、ＳＯＣ＝５０％を基準（０％）として、＋１０％単体、＋２０％単体、および＋１０％と、＋１５％と、＋２０％との組合わせにおける最大入出力値を示す。この図３から、ＳＯＣのずらし量を前記の各値で複合してずらすことで、入出力共に、比較的平坦な特性が得られ、特に好適であることが理解される。したがって、本実施の形態では、組電池２における各セルブロックＢのＳＯＣを、５０％の基準（０％）から、＋１０％と、＋１５％と、＋２０％とをずらしたもので組合わせて構成することとする。

このように意図的に、電圧（ＳＯＣ）の異なるセルブロックＢを組合わせておくことで、前記の組成から成り、各セルブロックＢにおいてＳＯＣ変化に対するＯＣＶとＤＣＩＲとの少なくとも一方の変化が所定レベル以上に激しくても、或る充放電のタイミングでは、直列の各セルブロックＢはそのＳＯＣの違いに起因して最大入出力電力が異なり、組電池２全体として、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑え、扱い易い電池を実現することができる。

また、前記ＳＯＣのばらつきを１０〜２０％とすることで、前記ＳＯＣ変化に対する最大入出力電力の急激な落ち込みを抑えつつ、過放電や過充電を防止することができる。特に、たとえばＳＯＣ＝５０％のセルブロックを基準として、＋１０％と＋１５％と＋２０％との組合わせとすることで、たとえば入力特性は＋２０％のみの場合とほぼ等しくなるが、出力特性が前記＋２０％のみの場合よりも低ＳＯＣ側での落ち込みが小さくなり、より線形に近付けることができる。

そして、前記のようなＳＯＣ値のばらつきは、一旦設定すると、その後の充放電に対して、たとえば１日走行しても、数％もずれは生じない。しかしながら、そのずれが蓄積しないように、ＩＧＯＦＦで停止中に、前記制御マイコン１２は、ＳＯＣ調整回路１８によって、各セルブロックＢのＳＯＣ値が基準となるセルブロックのＳＯＣ値から、＋５％と、＋１０％となるように、適宜充放電させて較正を行う。ここで、基準となるセルブロックは、前記５０％＋１０％の場合で６０％が理想値となり、制御マイコン１２は、走行中にこの基準となるセルブロックのＳＯＣ値が６０％となるように、前述のように機器制御装置９と協働して充放電制御を行うが、走行終了時点でその理想値になっている可能性は小さい。このため、較正時には、その基準となるセルブロックに対するＳＯＣ値の相対値が、前記＋５％と、＋１０％となるように、そのときのセルブロックの温度に対応したＳＯＣ値の電圧値となるように充放電を行わせる。すなわち、演算手段であり、較正手段である制御マイコン１２は、ＩＧＯＦＦで、或いはそれから所定時間経過後に、測定手段である電圧計測回路１１および温度センサ２１に、基準となるセルブロックの電圧および温度を測定させ、対応したＳＯＣ値をテーブルから読出し、そのＳＯＣ値に、前記５％および１０％を加算したＳＯＣ値を求め、そのＳＯＣ値およびセルブロックの温度に対応した電圧を前記テーブルから読出し、前記電圧計測回路１１で検出されるセル電圧がその電圧となるように、充放電手段である前記ＳＯＣ調整回路１８に充放電を行わせ、予め定められるＳＯＣへ復帰（較正）させる。前記ＳＯＣ調整回路１８は、セルＳの端子間を緩やかに短絡することができる短絡抵抗およびそれに直列に接続されるスイッチや、充電回路などで実現することができる。

こうして、各セルブロック間のＳＯＣのばらつきの誤差を常に所定範囲に抑え、所望とする入出力特性を維持することができる。なお、前記ＳＯＣ値は、前記セル電圧および温度からテーブルを参照して一義的に読出すのではなく、所定のＳＯＣ値、たとえば１００％の満充電状態または０％の空の状態から、充放電電流を積算することで求められてもよい。

さらにまた、演算手段である前記制御マイコン１２は、走行中に上述のようにして各セルブロックＢのＳＯＣ値をモニタしており、そのＳＯＣ値が予め定める第１の値、たとえば９０％以上であるときには過充電になると判定し、予め定める第２の値、たとえば１０％以下であるときには過放電になると判定し、マスターコントローラである前記機器制御装置９へ、過充電になる場合には前記組電池２への充電を、過放電になる場合には放電を停止するような信号を出力する。

このように構成することで、前述のようにＳＯＣに意図的にばらつきを持たせておくことで、充放電の際に、そのばらつきの大きいセルブロックで過放電や過充電の可能性が高くなっても、実際に前記過放電や過充電ならないようにすることができる。

正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属を用いるようにしたＳＯＣ変化に対するＯＣＶおよびＤＣＩＲの変化が激しい非水系電解質二次電池を用いる組電池において、複数段直列に接続するにあたって、前記ＯＣＶおよびＤＣＩＲの変化によって生じる最大入出力電力の急激な落ち込みを、意図的にＳＯＣの異なるものを組合わせることで抑えて扱い易い電池とするので、ハイブリッド自動車など、前記の組成によって単位容積当りの放電容量の大きな二次電池を好適に使用することができる。

本発明の実施の一形態に係るハイブリッド自動車の動力系における電気的構成を示すブロック図である。本件発明者の実験結果を示すグラフであり、各ＳＯＣにおける組電池の最大入出力値を示すものである。本件発明者の実験結果を示すグラフであり、各ＳＯＣにおける組電池の最大入出力値を示すものである。正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな非水系電解質二次電池におけるＳＯＣ変化に対するＯＣＶ変化を示すグラフである。正極の活物質として、Ｌｉ_ａＭ_ｂＮｉ_ｃＣｏ_ｄＯ_ｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏの少なくとも一種の金属を用いるようにした単位容積当りの放電容量の大きな非水系電解質二次電池におけるＳＯＣ変化に対するＤＣＩＲ変化を示すグラフである。上述のような非水系電解質二次電池を用いた場合における、各ＳＯＣに対する電池の最大入力値（入力可能な電力値）を示すグラフである。上述のような非水系電解質二次電池を用いた場合における、各ＳＯＣに対する電池の最大出力値（出力可能な電力値）を示すグラフである。

１ハイブリッド自動車
２組電池
３コンバータ
４インバータ
５モータ
６ＢＭＵ
７電池モジュール
８スイッチ
９機器制御装置
１１電圧計測回路
１２制御マイコン
１３電流計測回路
１４過充電保護回路
１５過電流保護回路
１６温度保護回路
１７ＯＲ回路
１８ＳＯＣ調整回路
２１温度センサ
２２電流センサ
Ｂセルブロック
Ｓセル

Claims

リチウム金属或いはリチウムを吸蔵放出可能な材料から成る負極と、正極とを有する非水系電解質二次電池のセルブロックを複数段直列に組合わせて成る組電池において、
複数の相互に異なるＳＯＣを有するセルブロックを組合わせて成り、前記ＳＯＣのばらつきは、５０％のセルブロックを基準として、＋１０％と、＋１５％と、＋２０％との組合せであることを特徴とする組電池。
前記請求項１記載の組電池を備え、
前記組電池における各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記各セルブロックのＳＯＣを求める演算手段と、
前記演算手段で求められたＳＯＣの少なくとも１つが予め定める第１の値以上であるときには過充電と判定し、予め定める第２の値以下であるときには過放電と判定し、前記組電池への充放電を停止する充放電制御手段とを含むことを特徴とする電池モジュール。
前記請求項１記載の組電池を備え、
前記組電池における各セルブロックの少なくとも端子電圧およびセル温度をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記各セルブロックのＳＯＣを求める演算手段と、
少なくとも一部のセルブロックに関して、端子間を短絡し、或いは端子間に充電電圧を与えることで放電または充電の少なくとも一方を行わせることができる充放電手段と、
充放電の停止時に、前記演算手段で求められたＳＯＣが各セルブロックに対して予め定められるＳＯＣに対して予め定める値以上のずれを生じたときに前記充放電手段を駆動し、各セルブロックを前記予め定められるＳＯＣへ復帰させる較正手段とを含むことを特徴
とする電池モジュール。
前記請求項２または３に記載の電池モジュールを搭載することを特徴とするハイブリッド自動車。