特開 2024-80395 満充電容量推定方法、および、制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080395

(43)【公開日】2024-06-13

(54)【発明の名称】満充電容量推定方法、および、制御装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/378 20190101AFI20240606BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20240606BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240606BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240606BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20240606BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20240606BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

G01R31/378

H02J7/04 A

H01M10/48 P

H01M10/44 Q

G01R31/385

G01R31/387

G01R31/382

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022193547

(22)【出願日】2022-12-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】立石 満

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 元

(72)【発明者】

【氏名】竹岡 駿

(72)【発明者】

【氏名】竹下 慎也

(72)【発明者】

【氏名】岡田 貴

(72)【発明者】

【氏名】松田 千裕

(72)【発明者】

【氏名】河合 智之

(72)【発明者】

【氏名】荒川 俊也

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA01

2G216BA41

2G216BA61

2G216CA02

2G216CA03

2G216CB17

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA02

5G503CA03

5G503EA02

5G503HA03

5H030AA01

5H030AS20

5H030BB02

5H030BB03

5H030FF41

(57)【要約】

【課題】バイポーラ型のＬＦＰ電池において、単位セルの満充電容量を効率的に求める。
【解決手段】ΔＱ算出部８１は、正極活物質層１としてリン酸鉄リチウムを用いた単位セル１０１～１０Ｍを積層したバイポーラ型ＬＦＰ電池において、単位セル１０Ｎ（Ｎは、１～Ｍの整数）の充電中に、単位セル１０Ｎの電圧が第１電圧Ｖｂ１から第２電圧Ｖｂ２まで上昇したときの容量増加量ΔＱを算出する。満充電容量推定部８３は、満充電容量Ｃｆマップを用いて、容量増加量ΔＱをパラメータとして、単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆを求める。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた複数の単位セルが積層方向に積層されたバイポーラ型電池における、満充電容量推定方法であって、
前記バイポーラ型電池の充電中に、正極電位の上昇に起因して前記単位セルの電圧が上昇する所定領域において、前記単位セルの電圧が第１電圧から第２電圧まで上昇したときの容量増加量を用いて、前記単位セルの満充電容量を求める、満充電容量推定方法。

【請求項2】

前記単位セルの電圧の上昇量に対する容量の増加量の割合をｄＱ／ｄＶとしたとき、
前記所定領域は、ＳＯＣの０％から１００％において、ｄＱ／ｄＶ－電圧の曲線における第２極小値の電圧以上の領域である、請求項１に記載の満充電容量推定方法。

【請求項3】

前記充電は、０．１Ｃ以下のレートで行う、請求項２に記載の満充電容量推定方法。

【請求項4】

前記充電は、ＣＣ充電またはＣＣＣＶ充電である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の満充電容量推定方法。

【請求項5】

正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた複数の単位セルが積層方向に積層されたバイポーラ型電池の制御装置であって、
前記制御装置は、
請求項１または請求項２に記載の満充電容量推定方法によって、各単位セルの満充電容量を求める容量推定部と、
前記容量推定部で求めた各単位セルの満充電容量を用いて、前記単位セルを均等化する均等化制御部と、を備える制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、満充電容量推定方法、および、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２１－５８０７１号公報（特許文献１）には、電池（二次電池）の充電終了後における電池電圧を用いて、定電流定電圧充電（ＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage）充電）が実行されたことを判定し、電池の充電率（ＳＯＣ（State Of Charge））を１００％に設定することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－５８０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

内部抵抗の低減や出力密度の向上等のため、バイポーラ型電池が提案されている。バイポーラ型電池は、たとえば、集電体と、集電体の一方の面に形成された正極と、集電体の他方の面に形成された負極とから構成されたバイポーラ電極を、セパレータを介して積層することによって形成されている。正極、セパレータ、および、負極からなる単位セル（単電池）において、製造時のバラツキ等に起因して単位セルの目付量（たとえば、正極、負極の密度）が異なる場合があり、単位セルの容量がばらつくことがある。

【0005】

バイポーラ型電池では、単位セルが積層され電気的に直列に接続されている。このため、単位セルが過充電にならないよう、容量（満充電容量）が小さい単位セルが満充電になったときに、バイポーラ型電池の充電を終了すると、容量の大きな単位セルは満充電にならない。正極活物質としてリン酸鉄リチウムを使用した、リン酸鉄リチウムイオン電池（ＬＦＰ電池）では、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）－ＳＯＣ特性が、広い範囲でフラットな領域（電圧平坦領域）を示すことが知られている。図６は、ＬＦＰ電池の特性を説明する図である。図６（Ａ）は、ＬＦＰ電池のＯＣＶ－ＳＯＣ特性であり、ＳＯＣの変化に伴うＯＣＶの変化が微小な領域（電圧平坦領域）が広く存在している。

【0006】

図６（Ｂ）は、容量の異なるＬＦＰ電池（単位セル）を満充電まで充電した場合の特性を示している。図６（Ｂ）において、横軸は、容量［Ａｈ］であり、縦軸はＬＦＰ電池（単位セル）の電圧である。なお、充電方法は、ＣＣ（Constant Current）充電、あるいは、ＣＣＣＶ充電である。図６（Ｂ）において、破線は、満充電容量がＣ１の単位セルの特性であり、実線は、満充電容量がＣ２（＞Ｃ１）の単位セルの特性を示している。バイポーラ型電池では、単位セルが過充電にならないよう、容量（満充電容量）がＣ１の単位セルが満充電になったときに充電を終了する。すると、容量がＣ２の単位セルの充電も終了するので、容量がＣ２の単位セルにおいて、一点鎖線で囲んだ範囲が未使用域になり、容量がＣ２の単位セルの電圧は、二点鎖線で示した異物溶解電位まで正極電位が上昇しない。特に、ＬＦＰ電池では、三元系リチウムイオン電池に比較して、電池電圧が低いため、容量がＣ２の単位セルにおいて、異物溶解電位まで正極電位が上昇しないことが顕著に現れる。このため、容量がＣ２の単位セルにおいて、異物が溶解せず潜在的な短絡不良が生じる懸念がある。この潜在的な短絡不良の懸念を解消するためには、たとえば、すべての単位セルを満充電にする（異物溶解電位まで電圧を上昇させる）等の処理を行うことが考えられるが、そのためには、単位セルの容量（満充電容量）を効率的に求めることが望まれる。

【0007】

本開示の目的は、バイポーラ型のＬＦＰ電池において、単位セルの満充電容量を効率的に求めることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示の満充電容量推定方法は、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた複数の単位セルが積層方向に積層されたバイポーラ型電池における、満充電容量推定方法である。満充電容量推定方法は、充電中に、正極電位の上昇に起因して単位セルの電圧が上昇する所定領域において、単位セルの電圧が、第１電圧から第２電圧まで上昇したときの容量増加量を用いて、単位セルの満充電容量を求める。

【0009】

この方法によれば、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた複数の単位セルが積層方向に積層されたバイポーラ型電池（バイポーラ型のＬＦＰ電池）の充電中に、単位セルの電圧が第１電圧から第２電圧まで上昇したときの容量増加量を用いて、単位セルの満充電容量を求める。第１電圧から第２電圧における容量増加量は、充電中に、正極電位の上昇に起因して単位セルの電圧が上昇する所定領域におけるものである。正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた単位セルにおいて、所定領域における容量増加量と満充電容量は、正の線形相関の関係にある。したがって、第２電圧を満充電時の電圧未満の値とすることにより、単位セルを満充電まで充電を行うことなく、所定領域における容量増加量を求めることにより、比較的短時間で満充電容量を推定できるので、効率的に単位セルの満充電容量を求めることができる。

【0010】

（２）上記（１）の満充電容量推定方法において、単位セルの電圧の上昇量に対する容量の増加量の割合をｄＱ／ｄＶとしたとき、所定領域は、ＳＯＣの０％から１００％において、ｄＱ／ｄＶ－電圧の曲線における第２極小値の電圧以上の領域であってよい。

【0011】

ｄＱ／ｄＶ－電圧の曲線における第２極小値とは、ＳＯＣが０％から１００％へ増加する際に、ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線における２番目の極小値である。充電中に、正極電位の上昇に起因して単位セルの電圧が上昇する電圧値は、ｄＱ／ｄＶ－電圧の曲線における第２極小値の電圧値と一致する。したがって、この方法によれば、単位セルの正極電位を測定することなく、所定領域を設定することができる。

【0012】

充電は、０．１Ｃ以下のレートで行うことが好ましく、また、ＣＣ充電あるいはＣＣＣＶ充電であることが好ましい。

【0013】

０．１Ｃより大きなレートで充電を行うと、所定領域における容量増加量と満充電容量とが相関しない場合がある。このため、０．１Ｃ以下のレートで充電を行うことが好ましい。なお、ＣＣＣＶ充電を行うことにより、所定領域（ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線における第２極小値より電圧が高い領域）での充電を確実に実行することが可能になる。

【0014】

本開示の制御装置は、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた複数の単位セルが積層方向に積層されたバイポーラ型電池の制御装置である。制御装置は、上記（１）または上記（２）の満充電容量推定方法によって、各単位セルの満充電容量を求める容量推定部と、容量推定部で求めた各単位セルの満充電容量を用いて、単位セルを均等化する均等化制御部と、を備える。

【0015】

この構成によれば、制御装置の容量推定部で、所定領域における容量増加量を求めることにより、単位セルを満充電まで充電を行うことなく、比較的短時間で満充電容量を推定し、この満充電容量を用いて、均等化制御部で、単位セルの蓄電量あるいはＳＯＣを均等化することができる。したがって、バイポーラ型のＬＦＰ電池において、単位セルの満充電容量を効率的に求め、各単位セルの蓄電量あるいはＳＯＣの均等化を図ることが可能になる。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、バイポーラ型のＬＦＰ電池において、単位セルの満充電容量を効率的に求めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態に係る、バイポーラ型のＬＦＰ電池および容量検査システムの概略構成を示す図である。

【図2】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、単位セルの充電時における特性を示したものである。

【図3】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、単位セルの満充電容量と容量増加量との関係を示した図である。

【図4】容量検査システムによって行われる、満充電容量推定方法の処理ステップを示すフローチャートである。

【図5】均等化回路を備えたバイポーラ型ＬＦＰ電池の制御装置の概略構成を示す図である。

【図6】ＬＦＰ電池の特性を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示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。

【0019】

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に係る、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０および容量検査システム５００の概略構成を示す図である。バイポーラ型ＬＦＰ電池１０は、単位セル１０１，１０２～１０Ｍ（Ｍは、単位セルの数）を枠部材（シール部材）５とともに積層することによって、形成されている。単位セル１０１～１０Ｍは、正極活物質層（正極）１、セパレータ２、および、負極活物質層（負極）３から構成される。たとえば、集電体４と、集電体４の一方の面（図１では下面）に形成された正極活物質層１と、集電体４の他方の面（図１では上面）に形成された負極活物質層３とから構成されたバイポーラ電極６を、セパレータ２を介して積層することによって形成されている。積層される単位セル１０１～１０Ｍの数は任意であってよく、たとえば、２０であってよい。なお、積層方向の一端（図１では上端）に配置された集電体４は、正極端子板４１を兼ねており、他端（図１では下端）に配置された集電体４は、負極端子板４２を兼ねる。

【0020】

本実施の形態において、単位セル１０１～１０Ｍは、リン酸鉄リチウムイオン電池（ＬＦＰ電池）であり、正極活物質層１は、正極活物質としてリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を含んでおり、負極活物質層３は、負極活物質として黒鉛粒子を含んでいる。そして、非水電解液をセパレータ２に含浸する等して、非水電解液が封入され、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０が形成される。

【0021】

容量検査システム５００は、充電器３０、電流センサ４０、電圧センサ５０、容量測定装置８０を含む。充電器３０は、ＣＣ充電またはＣＣＣＶ充電によって、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の充電を行う。電流センサ４０は、充電電流［Ａ］を検出する。電圧センサ５０は、単位セル１０Ｎ（Ｎは、１～Ｍの整数）の電圧Ｖｂ［Ｖ］を検出する。

【0022】

容量測定装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、バス等からなるコンピュータと、ディスプレイとから構成される。容量測定装置８０は、機能ブロックとして、容量増加量算出部８１、記憶部８２、満充電容量推定部８３、および、表示部８４を含む。

【0023】

図２は、単位セルの充電時における特性を示したものである。充電方式は、ＣＣＣＶ充電であり、終止電圧（ＣＣ充電からＣＶ充電への切替電圧）を３．７５Ｖに設定し、充電終了条件（充電終了時の電流）を０．０１Ｃとして充電を行った場合の特性を示している。図２（Ａ）は、単位セルの電圧と正極電位の推移を示している。図２（Ａ）に示すように、単位セルの電圧が３．３８［Ｖ］を超えると、正極電位の上昇とともに単位セルの電圧が上昇している。図２（Ｂ）は、０．０５ＣのＣレートで充電を行ったときにおける、単位セルの電圧とｄＱ／ｄＶの関係を示している。ｄＱ／ｄＶは、単位セルの電圧の上昇量に対する、単位セルの容量［Ａｈ］の増加量の割合である。図２（Ｂ）に破線で示すように、ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線には、単位セル１０Ｎの電圧が上昇する（単位セルのＳＯＣが０％から１００％へ増加する）際に、第１極小値と第２極小値が現れる。ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線の第２極小値は、単位セルのＳＯＣが０％から１００％に増加する際に、２番目に現れる極小値である。図２（Ｂ）に示すように、第２極小値における電圧は、３．３８［Ｖ］であり、図２（Ａ）において、正極電位の上昇とともに単位セル１０Ｎの電圧が上昇し始める電圧と同じ値である。図２（Ｃ）は、０．１ＣのＣレートで充電を行ったときにおける、単位セルの電圧とｄＱ／ｄＶの関係を示している。図２（Ｃ）に破線で示すように、ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線の第２極小値における電圧は、３．３８［Ｖ］であり、図２（Ａ）において、正極電位の上昇とともに単位セルの電圧が上昇し始める電圧と同じ値である。

【0024】

図３は、単位セルの満充電容量と容量増加量との関係を示した図である。容量増加量ΔＱは、充電によって、単位セルの電圧が第１電圧Ｖｂ１から第２電圧Ｖｂ２まで上昇したときにおける、単位セルの容量増加量である。たとえば、第１電圧Ｖｂ１における単位セルの容量がＱ１［Ａｈ］であり、第２電圧Ｖｂ２における容量がＱ２［Ａｈ」である場合、容量増加量ΔＱは、「ΔＱ＝Ｑ２－Ｑ１」として表される。なお、図３に示す関係は、終止電圧を３．７５Ｖ、充電終了条件を０．０１Ｃに設定し、０．０５ＣのレートでＣＣＣＶ充電を行った場合を示している。

【0025】

図３（Ａ）は、単位セルのＳＯＣが０％の状態から、単位セルの電圧が３．５０［Ｖ］まで上昇したときの容量増加量ΔＱであるΔＱ０と、当該単位セルの満充電容量とをプロットしたものである。製造時のバラツキ等に起因して単位セルの目付量が異なるため、図３（Ａ）に示すように、満充電容量にバラツキが生じている。また、満充電容量と容量増加量ΔＱ０の関係に相関は見られない。

【0026】

図３（Ｂ）は、単位セルの電圧が３．３８［Ｖ］から３．５０［Ｖ］まで上昇したときの容量増加量ΔＱであるΔＱ１と、当該単位セルの満充電容量とをプロットしたものである。製造時のバラツキ等に起因して単位セルの目付量が異なるため、図３（Ｂ）に示すように、満充電容量にバラツキが生じている。しかし、満充電容量と容量増加量ΔＱ１との間には、正の線形相関の関係がある。

【0027】

図３（Ｃ）は、単位セルの電圧が３．３８［Ｖ］から３．６０［Ｖ］まで上昇したときの容量増加量ΔＱであるΔＱ２と、当該単位セルの満充電容量とをプロットしたものである。製造時のバラツキ等に起因して単位セルの目付量が異なるため、図３（Ｃ）に示すように、満充電容量にバラツキが生じている。しかし、満充電容量と容量増加量ΔＱ２との間には、正の線形相関の関係がある。

【0028】

図２および図３から、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の単位セル１０Ｎにおいて、充電中に、正極電位の上昇に起因して単位セル１０Ｎの電圧が上昇する所定領域（３．３８［Ｖ］以上の領域）おける容量増加量ΔＱは、単位セル１０Ｎの満充電容量と相関している。また、所定領域は、ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線の第２極小値より電圧が高い領域である。本実施の形態では、所定領域における容量増加量ΔＱと満充電容量の相関を利用して、単位セル１０Ｎの満充電容量を推定する。

【0029】

図１を参照して、容量測定装置８０の容量増加量算出部（ΔＱ算出部）８１は、充電器３０でＣＣ充電あるいはＣＣＣＶ充電が開始されると、所定領域における単位セル１０Ｎの容量増加量ΔＱを算出する。記憶部８２には、満充電容量Ｃｆ算出マップが格納されている。この満充電容量Ｃｆ算出マップは、容量増加量ΔＱと満充電容量Ｃｆの相関に基づいて、予め実験等によって作成され、記憶部８２に格納される。満充電容量推定部８３は、ΔＱ算出部８１によって算出された容量増加量ΔＱをパラメータとして、満充電容量Ｃｆ算出マップから、満充電容量Ｃｆを算出する。算出された満充電容量Ｃｆは、表示部８４に表示される。

【0030】

図４は、容量検査システム５００によって行われる、満充電容量推定方法の処理ステップを示すフローチャートである。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０において、充電器３０によって、単位セル１０Ｎ（バイポーラ型ＬＦＰ電池１０）のＣＣ充電またはＣＣＣＶ充電が開始される。続くＳ１１において、ΔＱ算出部８１は、電圧センサ５０で検出した単位セル１０Ｎの電圧Ｖｂが、所定値α以上であるか否かを判定する。所定値αは、ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線において第２極小値に相当する電圧であり、図２および図３で例示した単位セルでは、３．３８［Ｖ］である。充電が進行し、電圧Ｖｂが所定値α以上になると、肯定判定されてＳ１２へ進む。

【0031】

Ｓ１２では、ΔＱ算出部８１は、電流センサ４０および電圧センサ５０の検出値に基づいて、単位セル１０Ｎの電圧Ｖｂが、第１電圧Ｖｂ１から第２電圧Ｖｂ２まで上昇したときの容量増加量ΔＱを算出する。たとえば、Ｖｂ１は３．３８［Ｖ］であってよく、Ｖｂ２は３．５０［Ｖ］であってよい。続くＳ１３において、満充電容量推定部８３は、Ｓ１２で算出した容量増加量ΔＱから、記憶部８２に格納された満充電容量Ｃｆ算出マップを用いて、単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆを算出する。Ｓ１１～Ｓ１３の処理が、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０に含まれるすべての単位セル１０Ｎに対して行われることにより、すべての単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆが算出される。

【0032】

この実施の形態によれば、ＣＣ充電あるいはＣＣＣＶ充電を開始したあと、単位セル１０Ｎの電圧Ｖｂが所定値α（ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線において第２極小値に相当する電圧）以上の領域において、第１電圧Ｖｂ１から第２電圧Ｖｂ２まで上昇したときの容量増加量ΔＱを算出する。そして、容量増加量ΔＱをパラメータとして、満充電容量Ｃｆ算出マップから、単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆを求める。したがって、第２電圧Ｖｂ２は単位セル１０Ｎの満充電時の電圧未満の値であるので、単位セル１０Ｎを満充電まで充電を行うことなく、所定領域（ｄＱ／ｄＶ－電圧曲線において第２極小値に相当する電圧以上の領域）における容量増加量ΔＱを求めることにより、比較的短時間で満充電容量Ｃｆを推定できるので、効率的に単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆを求めることができる。

【0033】

［実施の形態２］
図５は、均等化回路を備えたバイポーラ型ＬＦＰ電池１０の制御装置の概略構成を示す図である。図５において、電圧検出回路２０は、複数の電圧検出ラインＬ１、分岐ラインＬ１１、および分岐ラインＬ１２を介して、単位セル１０１～１０Ｍの電圧を検出する。電圧検出ラインＬ１には、回路保護等のためヒューズＦおよびチップビーズＣｂが設けられ、単位セル１０１～１０Ｍと並列に設けたツェナーダイオードＤによって、電圧検出回路２０を過電圧から保護している。

【0034】

電圧検出ラインＬ１は、ツェナーダイオードＤより電圧検出部ＶＢｃ側において、分岐ラインＬ１１と分岐ラインＬ１２に分岐する。分岐ラインＬ１１は、スイッチＳｏを介して電圧検出部ＶＢｃに接続され、分岐ラインＬ１２は、スイッチＳｈを介して電圧検出部ＶＢｃに接続される。スイッチＳｏおよびスイッチＳｈは、たとえば、フォトＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）リレーを用いることができる。

【0035】

分岐ラインＬ１２には、抵抗Ｒ１が設けられている。各単位セルの正極に接続された分岐ラインＬ１２と、負極に接続された分岐ラインＬ１１との間に、キャパシタ（フライングキャパシタ）Ｃが設けられている。これにより、電圧検出部ＶＢｃは、単位セル１０１～１０Ｍに対応したスイッチＳｈおよびＳｏを順次ＯＮすることにより、フライングキャパシタ方式によって、電圧検出回路２０を用いて、各単位セル１０１～１０Ｍの電圧Ｖｂを検出することができる。

【0036】

均等化回路ＥＱは、分岐ラインＬ１１に設けた放電用抵抗Ｒｄと、隣接する分岐ラインＬ１１の間を導通（閉成）／遮断（開放）するスイッチＳ１から構成される。スイッチＳ１は、制御装置２００からの制御信号を受けることにより、ＯＮ（閉成）およびＯＦＦ（開放）の間で切り替わる。たとえば、単位セル１０２の蓄電量［Ａｈ］を減少させる場合には、単位セル１０２に対応するスイッチＳ１をＯＮ（閉成）する。すると、一点鎖線の矢印で示すように、単位セル１０２から放電された電流が放電用抵抗Ｒｄによって消費されて、単位セル１０２の蓄電量が低下する。

【0037】

制御装置２００は、ＣＰＵ、メモリ、バス等からなるコンピュータである。制御装置２００の容量推定部２０１は、容量測定装置８０と同様の機能を有する。容量推定部２０１は、充電器３０ａによってＣＣ充電またはＣＣＣＶ充電が行われているとき、上記実施の形態１と同様の満充電容量推定方法を用いて、単位セル１０１～１０Ｍの満充電容量Ｃｆを算出する。

【0038】

均等化制御部２０２は、容量推定部２０１で求めた単位セル１０１～１０Ｍの満充電容量Ｃｆのうち、最も小さい満充電容量Ｃｆを基準容量Ｃｆｍとして設定する。そして、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の充電が終了すると、基準容量Ｃｆｍより大きな満充電容量Ｃｆを有する単位セルに対応するスイッチＳ１を順次ＯＮして、放電を行う。単位セルからの放電量は、基準容量Ｃｆｍと満充電容量Ｃｆとの偏差に比例する値として、予め実験等で設定してよい。これにより、単位セル１０１～１０Ｍの蓄電量［Ａｈ］を均等化できる。

【0039】

また、均等化制御部２０２によって、単位セル１０１のＳＯＣを均等化するように、均等化回路ＥＱを制御する。バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の充電の終了時、単位セル１０１～１０ＭのＳＯＣが不均一なとき、満充電容量Ｃｆが小さいほどＳＯＣの値が大きくなる。容量推定部２０１で求めた単位セル１０１～１０Ｍの満充電容量Ｃｆのうち、最も大きい満充電容量Ｃｆを基準容量Ｃｆｘとして設定する。そして、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の充電が終了すると、基準容量Ｃｆｘより小さな満充電容量Ｃｆを有する単位セルに対応するスイッチＳ１を順次ＯＮして、放電を行う。単位セルからの放電量は、基準容量Ｃｆｘと満充電容量Ｃｆとの偏差に比例する値として、予め実験等で設定してよい。これにより、単位セル１０１～１０ＭのＳＯＣを均等化できる。

【0040】

この実施の形態によれば、制御装置２００の容量推定部２０１で、所定領域における容量増加量ΔＱを求めることにより、単位セル１０Ｎを満充電まで充電を行うことなく、比較的短時間で満充電容量Ｃｆを推定し、この満充電容量Ｃｆを用いて、均等化制御部０２０２で、単位セル１０２の蓄電量あるいはＳＯＣを均等化することができる。したがって、バイポーラ型のＬＦＰ電池１０において、単位セル１０Ｎの満充電容量Ｃｆを効率的に求め、単位セル１０Ｎの蓄電量あるいはＳＯＣの均等化を図ることが可能になる。

【0041】

なお、図５において、破線で図示しているように、充電器３０ａから供給される充電電力（充電電流）を、単位セル１０１～１０Ｍ毎に供給可能なように、複数のスイッチＳｃを設けてもよい。この構成によれば、単位セル１０１～１０Ｍに対応するスイッチＳｃをＯＮ（閉成）することにより、単位セル１０１～１０Ｍ毎に充電（ＣＣ充電、ＣＣＣＶ充電）を行うことができる。そして、バイポーラ型ＬＦＰ電池１０の充電の終了後、容量測定装置８０、あるいは、容量推定部２０１で求めた満充電容量Ｃｆが大きな単位セルに対して、充電器３０ａおよびスイッチＳｃを制御して、追加充電を行うことにより、満充電容量Ｃｆが大きな単位セルの電圧を異物溶解電位以上に上昇させ、異物を溶解するようにしてもよい。

【0042】

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。

【符号の説明】

【0043】

１ 正極活物質層（正極）、２ セパレータ、３ 負極活物質層（負極）、４ 集電体、５ 枠部材（シール部材）、６ バイポーラ電極、１０ バイポーラ型ＬＦＰ電池、１０１～１０Ｍ、１０Ｎ 単位セル、２０ 電圧検出回路、３０，３０ａ 充電器、４０ 電流センサ、５０ 電圧センサ、８０ 容量測定装置、８１ 容量増加量算出部（ΔＱ算出部）、８２ 記憶部、８３ 満充電容量推定部、２００ 制御装置、２０１ 容量推定部、２０２ 均等化制御部、５００ 容量検査システム、ＥＱ 均等化回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】