JP6662219B2 - 電池システム - Google Patents

Description

本発明は電池システムに関し、より特定的には、車両システムとの間で電力の授受を行なうことが可能に構成された、複数のニッケル水素電池のセルを含む電池システムに関する。

近年、ハイブリッド車両等の電動車両に搭載された電池システムにおいて、二次電池の劣化を判定するための技術が提案されている。たとえば特開２０１５−１１１１０４号公報（特許文献１）に開示された電池劣化監視システムは、車両のイグニッションオフ後に時計機能部によって所定時間経過毎に起動され、起動されたときに温度センサにより検出した二次電池の周囲温度と当該周囲温度の所定時間での温度変化とに基づいて二次電池の劣化率を演算する。

特開２０１５−１１１１０４号公報 特開２００４−３２８９０５号公報 特開２０１４−２３９６０２号公報

ニッケル水素電池の正極内にＮｉ_２Ｏ_３Ｈが生成すると、その生成量が増加するに従ってニッケル水素電池の容量が低下することが知られている。Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成は、ニッケル水素電池の電圧が所定値（たとえば１．５Ｖ）よりも高い場合に起こりやすいので、基本的にはニッケル水素電池の充電時に起こると考えられる。

一般に、電動車両に搭載される電池システムは、各々がニッケル水素電池である複数のセルが所定方向に配列された組電池を含む。ニッケル水素電池の正極内におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成量が温度依存性を有するところ、本発明者らは、以下に詳細に説明するように、組電池内におけるセルの位置に応じてセルの温度が異なり、それによりＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成量も異なり得る点に着目した。すなわち、ある外気温度の環境下での電動車両の走行中には、組電池の温度は外気温度よりも高くなる。多くの電動車両には組電池を冷却するための冷却装置（たとえば冷却ファン）が設けられているため、電動車両の走行中には冷却装置が動作することで組電池内の各セルは比較的均等に冷却される。

これに対し、電動車両の走行後に車両システムの停止操作（いわゆるイグニッションオフ操作）が行なわれると、冷却装置は、その動作を停止する。そうすると、組電池内の各セルは自然冷却されることになる。自然冷却の場合、セルが配列される所定方向の端部に配置されたセル（端部のセル）の温度は、上記所定方向の中央部に配置されたセル（中央部のセル）の温度よりも低下しやすい。その結果、中央部のセルの温度と端部のセルの温度との間で比較的大きな温度差が生じる可能性がある。この温度差が大きいということは、所定方向に配列された複数のセル間で大きな温度バラつきが発生していることを意味するが、電動車両のイグニッションオフ後に時間が経過するに従ってセル間の温度バラつきは次第に解消されていく。

しかしながら、ユーザによる電動車両の使用態様によっては、走行距離または走行時間が比較的短い走行が繰り返し行なわれる場合がある。前回のイグニッションオフ時から十分な時間間隔を空けることなく今回の車両システムの起動操作（いわゆるイグニッションオン操作）が行なわれた場合、前回の走行時に生じた温度バラつきが十分に解消される前に組電池（ニッケル水素電池）が再び充電されることになる。組電池の充電時には、相対的に温度が高い中央部のセルでは相対的に温度が低い端部のセルと比べてＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成量が大きいので、満充電容量の低下量が大きくなり得る。

このように、ユーザによる電動車両の使用態様によっては、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成に起因する満充電容量の低下量がセルの位置に応じて異なることになり、その結果、セル間での満充電容量のバラつきが拡大する可能性がある。

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、車両システムとの間で電力の授受を行なうことが可能に構成された、複数のニッケル水素電池のセルを含む電池システムにおいて、セル間での満充電容量のバラつきを抑制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電池システムは、車両システムとの間で電力の授受を行なうように構成される。電池システムは、所定方向に配列された、各々がニッケル水素電池である複数のセルを含む組電池と、複数のセルのうち所定方向の端部に配置された第１のセルの温度を検出する第１のセンサと、複数のセルのうち所定方向の中央部に配置された第２のセルの温度を検出する第２のセンサと、上記複数のセルの充電電圧を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両システムの起動時における第２のセルの温度と第１のセルの温度との温度差がしきい値よりも大きい場合には、温度差がしきい値以下である場合と比べて、上記充電電圧の上限を低くする。

上述のように各セルの電圧が所定値（たとえば１．５Ｖ）よりも高い場合にＮｉ_２Ｏ_３Ｈが生成されやすいところ、上記構成によれば、車両システムの起動時に第２のセルの温度と第１のセルの温度との温度差がしきい値よりも大きい場合には、上記温度差がしきい値以下である場合と比べて、複数のセルの充電電圧の上限が低く設定される。これにより、各セルの電圧を上記所定値以下に制限することが可能になるので、組電池の充電時におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成を抑制することができる。したがって、組電池内に配列された複数のセル間において、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成に起因する満充電容量の低下によって満充電容量のバラつきが拡大することを抑制できる。

本発明によれば、車両システムに電力を供給可能に構成された、複数のニッケル水素電池のセルを含む電池システムにおいて、セル間での満充電容量のバラつきを抑制することができる。

本実施の形態に係る電池システムが搭載された電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 組電池の構成を示す図である。 セルの構成を示す図である。 正極内におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの存在比率と満充電容量との関係に関する実験結果の一例を示す図である。 セルの搭載位置に応じた満充電容量の低下とＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成との関係を説明するための第１の図である。 セルの搭載位置に応じた満充電容量の低下とＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成との関係を説明するための第２の図である。 本実施の形態における組電池１００のＮｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御を示すタイムチャートである。 本実施の形態におけるバッテリのＮｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御を示す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。

以下では、本発明の実施の形態に係る電池システムが電動車両に搭載される構成を例に説明する。電動車両は、ハイブリッド車（プラグインハイブリッド車を含む）であってもよいし、電気自動車であってもよいし、燃料自動車であってもよい。

［実施の形態］
＜電池システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る電池システムが搭載された電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、動力伝達ギア２０と、駆動輪３０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）５０と、電池システム２とを備える。電池システム２は、組電池１００と、冷却装置１５０と、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、温度センサ２３０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

モータジェネレータ１０は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ１０の出力トルクは、減速機および動力分割機構を含んで構成された動力伝達ギア２０を介して駆動輪３０に伝達される。モータジェネレータ１０は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪３０の回転力によって発電することも可能である。モータジェネレータ１０に加えてエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、エンジンおよびモータジェネレータ１０を協調的に動作させることによって必要な車両駆動力を発生させる。なお、図１ではモータジェネレータが１つだけ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。

ＰＣＵ４０は、いずれも図示しないが、インバータとコンバータとを含む。組電池１００の放電時には、コンバータは、組電池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。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。一方、組電池１００の充電時には、インバータは、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧を降圧して組電池１００に供給する。

ＳＭＲ５０は、組電池１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている場合、組電池１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が行なわれ得る。なお、モータジェネレータ１０、ＰＣＵ４０、およびＳＭＲ５０は、本発明に係る「車両システム」に相当する。

組電池１００は、再充電が可能な直流電源であり、本実施の形態では各々がニッケル水素電池である複数のセルを含んで構成される。組電池１００には、後述する電圧センサ２１１〜２１３を包括的に記載した電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、後述する温度センサ２３１〜２３３を包括的に記載した温度センサ２３０とが設けられる。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。組電池１００の詳細な構成については図２にて説明する。

冷却装置１５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて組電池１００に冷却風を送る。冷却装置１５０は、たとえば冷却風を発生させる冷却ファンと、発生した冷却風を組電池へと導くためのダクト（いずれも図示せず）とを含んで構成される。なお、冷却装置１５０は、空冷式に限らず液冷式の装置であってもよい。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））３０２と、入出力バッファ（図示せず）と等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および電池システム２が所望の状態となるように各機器を制御する。ＥＣＵ３００により実行される主要な制御として、組電池１００の充電制御が挙げられるが、この充電制御については後述する。

図２は、組電池１００の構成を示す図である。組電池１００は、各々がニッケル水素電池である複数のセルが所定方向に配列された構成を有する。図２に示すように、組電池１００は、所定方向の一方の端部に配置されたセル１１１〜１１４と、上記所定方向の中央部に配置されたセル１２１〜１２４と、上記所定方向の他方の端部に配置されたセル１３１〜１３４とを含む。

セル１１１〜１１４の各々には、各セルの電圧Ｖｂ１を検出する電圧センサ２１１と、各セルの温度Ｔｂ１を検出する温度センサ２３１とが設けられている。セル１２１〜１２４およびセル１３１〜１３４は、いずれもセル１１１〜１１４と共通の構成を有するため、詳細な説明は繰り返さない。

以下では、端部に配置されたセル１１１〜１１４のうちの代表的なセルであるセル１１１（第１のセル）の温度Ｔｂ１と、中央部に配置されたセル１２１〜１２４のうちの代表的なセルであるセル１２２（第２のセル）の温度Ｔｂ２とを検出し、その検出結果に基づいて組電池１００の充電制御を行なう例について説明する。しかし、本発明に係る「第１のセル」として、セル１１１に代えて他のセル１１２〜１１４を用いてもよいし、所定方向の他方の端部に配置されたセル１３１〜１３４（たとえばセル１３４）を用いてもよい。また、本発明に係る「第２のセル」として、セル１２２に代えて、中央部の他のセル１２１，１２３，１２４を用いてもよい。さらに、所定方向の端部および中央部の各々において検出対象とするセル数は１に限定されず、２以上のセルの温度の検出結果に基づいて組電池１００の充電制御（後述）を行なってもよい。

なお、温度センサ２３１は本発明に係る「第１のセンサ」に相当し、温度センサ２３２は本発明に係る「第２のセンサ」に相当する。

図３は、セル１１１の構成を示す図である。図示しないが、セル１２２等の他のセルの構成も共通である。セル１１１は、たとえば角形密閉式のセルであり、ケース１４１と、ケース１４１に設けられた安全弁１４２と、ケース１４１内に収容された電極体１４３および電解液（図示せず）とを含む。なお、図３ではケース１４１の一部を透視して電極体１４３を示している。

ケース１４１は、いずれも金属からなるケース本体および蓋体を含み、蓋体がケース本体の開口部上で全周溶接されることにより密閉されている。安全弁１４２は、ケース１４１内部の圧力が所定値を超えると、ケース１４１内部のガス（水素ガス等）の一部を外部に排出する。電極体１４３は、正極と、負極と、セパレータとを含む。正極は、たとえば袋状のセパレータ内に挿入されており、セパレータ内に挿入された正極と、負極とが交互に積層されている。正極および負極は、図示しない正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に接続されている。

電極体１４３および電解液の材料としては従来公知の各種材料を用いることができる。本実施の形態においては、一例として、正極は、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）_２またはＮｉＯＯＨ）を含む正極活物質層と、発泡ニッケルなどの活物質支持体とを含む。負極は、水素吸蔵合金を含む。セパレータには、親水化処理された合成繊維からなる不織布が用いられる。電解液には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等を含むアルカリ水溶液が用いられる。

＜Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成＞
ニッケル水素電池（セル）の正極内にＮｉ_２Ｏ_３Ｈが生成すると、その生成量が増加するに従ってニッケル水素電池の満充電容量が低下することが知られている。Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈは、各セルの電圧が所定値（たとえば１．５Ｖ）よりも高い場合に生成されやすい。つまり、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成は、基本的には組電池１００の充電時に起こると考えられる。

図４は、正極内におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの存在比率と満充電容量との関係に関する実験結果の一例を示す図である。図４において、横軸は正極内におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの存在比率を示し、縦軸はニッケル水素電池（セル）の満充電容量を示す。この実験結果から、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの存在比率が高くなるに従って満充電容量が低下することが分かる。

発明者らは、以下に説明する実験結果に基づき、図２に示したように各セルが組電池１００内で配列されている構成においては、所定方向のセルの位置に応じてセルの温度が異なり、その結果としてＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成量も異なり得る点に着目した。この実験においては、複数台の車両１（ここではテスト用（試験用）の車両）を準備した。そして、各車両１の組電池１００に含まれるセルの満充電容量を測定するとともに、セルを適宜分解してＸ線回折法（ＸＲＤ：X-ray Diffraction）による分析を行なった。

図５は、セルの位置に応じた満充電容量の低下とＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成との関係を説明するための第１の図である。図５において、横軸は、組電池１００が車両１に搭載された状態での経過時間（組電池１００の初期状態からの使用年数）を示す。縦軸は、セルの満充電容量を示す。

図５および後述する図６では、組電池１００の端部に配置されたセル１１１の満充電容量の測定結果を白抜きで示し、組電池１００の中央部に配置されたセル１２２の満充電容量の測定結果を黒塗りで示す。

図５に示すように、経過時間が比較的短い場合、セル１１１の満充電容量ＦＣＣ１とセル１２２の満充電容量ＦＣＣ２とはほぼ等しかった。これらの組電池１００に含まれるセル（より詳細にはセル１１１とセル１２２との間に配置された他のセル）を分解してその正極内をＸＲＤにより分析したところ、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成を示すピークはほとんど検出されなかった。

これに対し、経過時間がより長くなりＴ程度（たとえば数年）になると、セル１２２の満充電容量ＦＣＣ２の方がセル１１１の満充電容量ＦＣＣ１よりも低くなった。上述の説明と同様に組電池１００に含まれるセルを分解してその正極をＸＲＤにより分析したところ、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成を示すピークが検出された。

図６は、セルの位置に応じた満充電容量の低下とＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成との関係を説明するための第２の図である。図６において、横軸は、車両１の走行距離の累積値（単位：ｋｍ）を示す。縦軸は、図５と同様にセルの満充電容量を示す。

車両１の走行距離が比較的短い場合、セル１１１の満充電容量ＦＣＣ１とセル１２２の満充電容量ＦＣＣ２とはほぼ等しかった。これらの組電池１００に含まれるセルを分解した場合、正極内にはＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成はほとんど確認されなかった。

これに対し、車両１の走行距離がより長くなりＬ程度（たとえば１０万ｋｍ前後）になると、セル１２２の満充電容量ＦＣＣ２の方がセル１１１の満充電容量ＦＣＣ１よりも低くなった。これらの組電池１００に含まれるセルの正極内には、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成が確認された。

図５および図６に示した実験結果から、経過時間または走行距離が長くなるに従ってセルの満充電容量の低下量が大きくなることが分かる。また、組電池１００に含まれるセルのうち所定方向の端部（すなわち低温部）近くに配置されたセル（セル１１１等）ほど満充電容量の低下量が相対的に小さく、所定方向の中央部（すなわち高温部）近くに配置されたセル（セル１２２等）ほど満充電容量の低下量が相対的に大きい傾向があることが分かる。つまり、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成による満充電容量の低下は、環境温度に強く依存することが上記実験結果から分かる。

＜セル間での満充電容量のバラつき＞
たとえば外気温度が３０℃の環境下での車両１の走行中には、組電池１００内の各セルの温度は外気温度よりも高くなり、たとえば４５℃に達する。車両１の走行中には電池システム２に設けられた冷却装置１５０が動作することで、組電池１００内の各セルを比較的均等に冷却することができる。

これに対し、車両１の走行後に車両システムの停止操作（いわゆるＩＧ−ＯＦＦ（イグニッションオフ）操作）が行なわれると、冷却装置１５０は、その動作を停止する。そうすると、組電池１００内の各セルは自然冷却されることになる。自然冷却の場合、セルが配列された所定方向の端部に配置されたセル１１１の温度Ｔｂ１は、所定方向の中央部に配置されたセル１２２の温度Ｔｂ２よりも低下しやすい。その結果、中央部のセル１２２の温度Ｔｂ２と端部のセル１１１の温度Ｔｂ１との間で比較的大きな温度差ΔＴ（＝Ｔｂ２−Ｔｂ１）が生じる可能性がある。温度差ΔＴが大きいということは、所定方向に配列された複数のセル間で比較的大きな温度バラつきが発生していることを意味するが、ＩＧ−ＯＦＦ後に時間が経過するに従って、セル間の温度バラつきは次第に解消されていく。

しかしながら、ユーザによる車両１の使用態様によっては、走行時間または走行距離が比較的短い走行（いわばショートトリップ）が繰り返し行なわれる場合がある。前回のＩＧ−ＯＦＦ時から十分な時間間隔を空けることなく今回の車両システムの起動操作（いわゆるＩＧ−ＯＮ（イグニッションオン）操作）が行なわれた場合、前回の車両１の走行時に生じた温度バラつきが十分に解消される前に組電池１００が再び充電されることになる。上述のようにＮｉ_２Ｏ_３の生成は組電池１００の充電時に起こり、相対的に温度が高い中央部のセル１２２では相対的に温度が低い端部のセル１１１と比べてＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成量が大きいので、満充電容量の低下量が大きくなり得る。

このように、ユーザによる車両１の使用態様（あるいは使用傾向）によっては、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成に起因する満充電容量の低下量がセルの位置に応じて異なることになり、その結果、セル間で満充電容量のバラつきが生じる可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、車両１のＩＧ−ＯＮ時における中央部のセル１２２の温度Ｔｂ２と端部のセル１１１の温度Ｔｂ１との温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈよりも大きい場合には、温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以下である場合と比べて、各セルの充電電圧の上限を低くする構成を採用する。以下、この制御を「Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御」とも称する。

Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御により、組電池１００内の各セルの電圧を所定値（たとえば１．５Ｖ）以下に制限することができるので、ＩＧ−ＯＮ後の組電池１００の充電時におけるＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成を抑制することができる。したがって、組電池１００内に配列された複数のセル間において、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成に起因する満充電容量の低下によって満充電容量のバラつきが拡大することを抑制できる。なお、しきい値Ｔｔｈは、たとえば図５または図６にて説明した実験結果に基づいて適宜決定することができる。

＜Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御＞
図７は、本実施の形態における組電池１００のＮｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御を示すタイムチャートである。図７において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、中央部のセル１２２の温度Ｔ２と端部のセル１１１の温度Ｔ１との温度差ΔＴと、組電池１００に含まれる、あるセル（好ましくは最も電圧が高いセル）の充電電圧の上限電圧とを示す。

図７に示すように、時刻ｔ１において車両１のＩＧ−ＯＮ操作が行なわれる。時刻ｔ１における温度差ΔＴがＴ０であってしきい値Ｔｔｈよりも大きい場合、最も電圧が高いセルの充電電圧は、後述の上限電圧ＵＬｂよりも低い上限電圧ＵＬａ以下に制限される（ＵＬａ＜ＵＬｂ）。これは、たとえば、組電池１００の充電電力の制御上限値である充電電力上限値Ｗｉｎを通常時（時刻ｔ２以降）よりも制限することによって実現される。

車両１のＩＧ−ＯＮ後には組電池１００の冷却装置１５０が動作することにより、時間の経過とともに温度差ΔＴが縮小していく。温度差ΔＴが縮小する時刻ｔ２以降、最も電圧が高いセルの充電電圧は、上限電圧ＵＬｂ以下に制限される。

図８は、本実施の形態における組電池１００のＮｉ_２Ｏ_３Ｈ生成抑制制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両１のＩＧ−ＯＮ時に図示しないメインルーチンから呼び出されて実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部がＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

Ｓ１０において、ＥＣＵ３００は、組電池１００内において所定方向の端部に配置されたセル１１１に設けられた温度センサ２３１からセル１１１の温度Ｔｂ１を取得する。

Ｓ２０において、ＥＣＵ３００は、所定方向の中央部に配置されたセル１２２に設けられた温度センサ２３２からセル１２２の温度Ｔｂ２を取得する。なお、Ｓ１０の処理とＳ２０の処理との順序を入れ替えてもよい。

Ｓ３０において、ＥＣＵ３００は、中央部のセル１２２と端部のセル１１１との温度差ΔＴ（＝Ｔｂ２−Ｔｂ１）を算出する。

Ｓ４０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ３０にて算出した温度差ΔＴが所定のしきい値Ｔｔｈよりも大きいか否かを判定する。

温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈよりも大きい場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ５０に進め、充電電力上限値Ｗｉｎの制限などにより、組電池１００に含まれる各セル（好ましくは最も電圧が高いセル）の充電電圧を所定の上限電圧ＵＬａ以下に制限する（図７の時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の期間参照）。上限電圧ＵＬａは、各セルの電圧が所定値（たとえば１．５Ｖ）超えることによって正極内でのＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成が起こることがないように設定された電圧であることが好ましい。

一方、温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以下の場合（Ｓ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ６０に進め、各セルの充電電圧を所定の上限電圧ＵＬｂ以下に制限する（図７の時刻ｔ２以降の期間を参照）。その後、処理はメインルーチンへと戻される。

以上のように、本実施の形態によれば、車両１のＩＧ−ＯＮ時に所定方向の中央部に配置されたセル１２２と所定方向の端部に配置されたセル１１１との温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈより大きい場合には、温度差ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以下である場合と比べて、各セルの充電電圧の上限が低く制限される。これにより、車両１のＩＧ−ＯＮ後に組電池１００が充電される際に、組電池１００に含まれる各セルの電圧を所定値（たとえば１．５Ｖ）以下に維持することが可能になるので、Ｎｉ_２Ｏ_３Ｈの生成を抑制することができる。したがって、正極内でのＮｉ_２Ｏ_３Ｈの生成に起因して、組電池１００内に含まれるセル間で満充電容量のバラつきが拡大することを抑制できる。

なお、本実施の形態ではセルの所定方向の中央部と端部の間で温度差ΔＴを算出する構成について説明したが、温度差ΔＴが最大となるのであれば、組電池１００内の他の位置に設けられたセル間の温度差を用いてもよい。言い換えると、本発明における所定方向の「中央部」とは、一方の端部（本発明に係る「端部」）と他方の端部との間の厳密な意味での中央のみに限定されるものではなく、上記一方の端部と上記他方の端部との間の部分を意味する。「中央部」の位置は、組電池１００に設けられる冷却装置１５０の構成に応じて適宜決定することが望ましい。たとえば、冷却装置１５０による冷却が上記所定方向に関して非対称である場合には、厳密な意味での中央とは異なる位置に配置されたセルの温度を監視することが望ましい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、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、２ 電池システム、１０ モータジェネレータ、２０ 動力伝達ギア、３０ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、１００ 組電池、１１１〜１１４，１２１〜１２４，１３１〜１３４ セル、１４１ ケース、１４２ 安全弁、１４３ 電極体、１５０ 冷却装置、２１０〜２１３ 電圧センサ、２２０ 電流センサ、２３０〜２３３ 温度センサ、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ。

Claims (1)

1. 車両システムとの間で電力の授受を行なうように構成された電池システムであって、
   所定方向に配列された、各々がニッケル水素電池である複数のセルを含む組電池と、
   前記複数のセルのうち前記所定方向の端部に配置された第１のセルの温度を検出する第１のセンサと、
   前記複数のセルのうち前記所定方向の中央部に配置された第２のセルの温度を検出する第２のセンサと、
   前記複数のセルの充電電圧を制御する制御装置とを備え、
   前記複数のセルの各々は、電圧が所定値よりも高い充電時にＮｉ _２ Ｏ _３ Ｈの生成が進む正極を有し、
   前記制御装置は、前記車両システムの起動時における前記第２のセルの温度と前記第１のセルの温度との温度差がしきい値よりも大きい場合には、前記充電電圧の上限を前記所定値よりも低くする、電池システム。

Images