特許 7476783 電池の皮膜形成方法および皮膜形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】電池の皮膜形成方法および皮膜形成装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20240423BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240423BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

H01M10/44 P

H01M10/48 P

H01M4/13

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020210643

(22)【出願日】2020-12-18

(65)【公開番号】P2022097199

(43)【公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】楊 殿宇

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 宣英

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４３１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１１０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１６００６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００－５８／４０

Ｈ０１Ｍ４／００－４／６２

Ｈ０１Ｍ１０／０５－１０／０５８７

Ｈ０１Ｍ１０／３６－１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する被膜形成装置であって、
前記電池セルの各々と電気的に接続されていて当該電池セルの各々の電圧の調整が可能なセル電圧調整器と、
前記セル電圧調整器と電気的に接続されていて当該セル電圧調整器を制御して前記電池セルの各々に対して充電または放電を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置が前記セル電圧調整器を制御することにより、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行するとともに、前記被膜形成対象セルとは別の充電可能な１以上の充電対象セルに対して、放電される電力を充電する電力移動処理を実行し、前記被膜形成対象セルを変更しながら前記被膜形成処理および前記電力移動処理を繰り返し実行する、被膜形成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の被膜形成装置において、
前記被膜形成処理を、少なくとも２つ以上の前記被膜形成対象セルに対して同時に実行する、被膜形成装置。

【請求項3】

請求項２に記載の被膜形成装置において、
前記制御装置が、前記充電対象セルに充電可能な電力量を超えない範囲で、前記被膜形成対象セルの個数を設定する、被膜形成装置。

【請求項4】

エンジン駆動による走行とモータ駆動による走行とが可能な車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する被膜形成装置であって、
前記電池セルの各々と電気的に接続されていて当該電池セルの各々の電圧の調整が可能なセル電圧調整器と、
前記セル電圧調整器と電気的に接続されていて当該セル電圧調整器を制御して前記電池セルの各々を充電または放電させる制御装置と、
を備え、
前記車両がエンジン駆動によって走行している時に、前記制御装置が前記セル電圧調整器を制御することにより、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行する、被膜形成装置。

【請求項5】

請求項４に記載の被膜形成装置において、
前記電池パックの充電状態が、所定の低充電状態以下になった時に、前記車両の走行をエンジン駆動に限定した状態で前記被膜形成処理を実行する、被膜形成装置。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の被膜形成装置において、
前記被膜形成対象セルが複数である場合に、前記被膜形成対象セルの内部抵抗を計測し、内部抵抗の小さい前記被膜形成対象セルから優先的に、前記被膜形成処理を実行する、被膜形成装置。

【請求項7】

請求項６に記載の被膜形成装置において、
全ての前記電池セルの内部抵抗が所定値以上になるまで、前記被膜形成処理を繰り返し実行する、被膜形成装置。

【請求項8】

請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の被膜形成装置において、
前記セル電圧調整器に、前記電池セルの全体の電圧バランスを調整するために前記電池パックに搭載されているバランス回路が利用されている、被膜形成装置。

【請求項9】

車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する、電池の被膜形成方法であって、
複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行するとともに、前記被膜形成対象セルとは別の充電可能な１以上の充電対象セルに対して、放電される電力を充電する電力移動処理を実行し、前記被膜形成対象セルを変更しながら前記被膜形成処理および前記電力移動処理を繰り返し実行する、電池の被膜形成方法。

【請求項10】

エンジン駆動による走行とモータ駆動による走行とが可能な車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する、電池の被膜形成方法であって、
前記車両がエンジン駆動によって走行している時に、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる処理を実行する、電池の被膜形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示する技術は、電池の皮膜形成方法および皮膜形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、ハイブリッド車、電気自動車など、電力を利用して走行する車両が増加している。これら車両には、車輪を駆動する駆動モータの電源として、大型のバッテリ（電池パック）が搭載されている。一般に、電池パックは、直列に接続した複数の電池セル（単電池）を大型のケースに収容することによって構成されている。

【0003】

現在、電池セルには、リチウムイオン二次電池が多く用いられている。代表的なリチウムイオン二次電池は、リチウムを含有する遷移金属酸化物を含む材料で正極が構成され、黒鉛などの炭素系材料で負極が構成されている。リチウムイオン二次電池では、これら正極および負極が、セパレータで絶縁された状態で、リチウム塩および添加剤を含む有機溶媒からなる非水系の電解液と共に、電池ケースに収容されている。

【0004】

リチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）では、その負極の表面に、電解液に起因して、電池の劣化を抑制する被膜、いわゆるＳＥＩ膜（Ｓｏｌｉｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ膜）が形成されることが知られている。そのため、電池の耐久性を向上させるために、電池の製造時に、ＳＥＩ膜を形成する処理が行われている。

【0005】

例えば、特許文献１では、充電前の電池に対して負極エージング処理を行っている。具体的には、その電池を低いレートで充電し、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：電池の充電状態を百分率で表す指標）が１０～３０％（電圧の２．０Ｖ～３．６Ｖ程度に相当）となった状態で、１時間～７日間（実施例では約５日間）保持する処理を行っている。

【0006】

ＳＥＩ膜の形成メカニズムは複雑であるが、所定の低い電圧状態（低ＳＯＣ状態）にすることにより、電解液が負極の表面で分解し、ＳＥＩ膜が形成されると考えられている。そして、そのような低ＳＯＣ状態に保持することによって、ＳＥＩ膜の形成が促進できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１３－２４３１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ＳＥＩ膜の形成には、上述したように、電解液、特にその添加剤が関与していると考えられている。添加剤は、時間の経過に伴って分解していく。従って、ＳＥＩ膜の形成は、早期に行うのが好ましい。その点、特許文献１のように、電池の製造時にＳＥＩ膜を形成すれば、ＳＥＩ膜を効果的に形成できるので、電池の耐久性の向上に有効である。

【0009】

しかし、電池の製造時にＳＥＩ膜を形成する場合、工数が増えるうえに、その処理に時間を要する。そのため、それに応じた充電設備、保管場所などの確保が必要になる。それにより、設備、コストなどの観点から、現実的には適切な条件で行うことは難しい。従って、電池の製造時にＳＥＩ膜を形成する場合、ＳＥＩ膜の形成が不十分になるおそれがある。

【0010】

それに対し、電池の製造後、つまり、車両に電池を搭載し、電池を使用しながら適切なＳＥＩ膜を形成することが考えられる。しかし、ＳＥＩ膜を形成するには、上述したように、電池を所定の低ＳＯＣ状態にする必要がある。電池をそのような低ＳＯＣ状態まで放電すると、その後、車両を適切に駆動できなくなるおそれがある。ドライバー心理としても、電池パックをそのような低ＳＯＣ状態にすることには抵抗がある。

【0011】

そこで、開示する技術の主たる目的は、車両に搭載した状態の電池に対して、本来の電源機能を損なうことなく電極の保護被膜が形成できるようにすることで、電池の耐久性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

開示する技術は、車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する被膜形成装置に関する。

【0013】

前記被膜形成装置は、前記電池セルの各々と電気的に接続されていて当該電池セルの各々の電圧の調整が可能なセル電圧調整器と、前記セル電圧調整器と電気的に接続されていて当該セル電圧調整器を制御して前記電池セルの各々に対して充電または放電を行う制御装置と、を備える。

【0014】

前記制御装置が前記セル電圧調整器を制御することにより、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行するとともに、前記被膜形成対象セルとは別の充電可能な１以上の充電対象セルに対して、放電される電力を充電する電力移動処理を実行し、前記被膜形成対象セルを変更しながら前記被膜形成処理および前記電力移動処理を繰り返し実行する。

【0015】

すなわち、電気自動車などでは、駆動用の電源として、複数の電池セルを収容した電池パックが搭載されている。この被膜形成装置は、その電池セルの負極に、特定の被膜、例えばＳＥＩ膜を形成する。

【0016】

被膜形成装置は、これら電池セルの各々の電圧の調整が可能なセル電圧調整器と、そのセル電圧調整器を制御して電池セルの各々に対して充電または放電を行う制御装置とを備える。そして、その制御装置がセル電圧調整器を制御することにより、複数の電池セルのうち、少なくともその一部の電池セル（被膜形成対象セル）に対して、所定の低電圧帯になるまで放電させる処理（被膜形成処理）を実行するとともに、充電可能な他の電池セル（充電対象セル）に対して、放電される電力を充電する処理（電力移動処理）を実行する。そして、被膜形成対象セルを変更しながらこれら被膜形成処理および電力移動処理を繰り返し実行する。

【0017】

電池セルの一部の被膜形成対象セルだけを放電して被膜形成処理を行うので、低電圧帯になるまで放電しても、電池パックの本来の電源機能を損なうことなく電極の保護被膜が形成できる。そして、被膜形成処理で放電される電力は、他の電池セルに充電して移動するだけなので、電池パックの充電状態は保持できる。そして、被膜形成対象セルを変更しながらこれら被膜形成処理および電力移動処理を繰り返し実行するので、多くの電池セルに適切な被膜を形成できる。従って、この被膜形成装置によれば、電池セル、ひいては電池パックの耐久性を向上させることができる。

【0018】

前記被膜形成装置はまた、前記被膜形成処理を、少なくとも２つ以上の前記被膜形成対象セルに対して同時に実行する、としてもよい。

【0019】

被膜形成処理は、低電圧帯になるまで放電させなければならないので、時間を要する。それに対し、少なくとも２つ以上の被膜形成対象セルに対して同時に被膜形成処理を実行すれば、効率的に処理が行える。従って、処理に要する時間を短縮できる。

【0020】

前記被膜形成装置はまた、前記制御装置が、前記充電対象セルに充電可能な電力量を超えない範囲で、前記被膜形成対象セルの個数を設定する、としてもよい。

【0021】

そうすれば、過剰な充電を防止できる。従って、電池セルの品質劣化、異常発熱などを抑制できるので、電池パックの耐久性、安全性の低下を回避できる。

【0022】

前記被膜形成装置はまた、エンジン駆動による走行とモータ駆動による走行とが可能な車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する被膜形成装置であってもよい。

【0023】

この場合、前記車両がエンジン駆動によって走行している時に、前記制御装置が前記セル電圧調整器を制御することにより、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行することができる。

【0024】

本来的には、車両の走行中は電池パックが使用されるので、被膜形成処理は行えない。それに対し、この被膜形成装置であれば、エンジン駆動で走行することで、車両の走行中にも電池パックを不使用の状態にできる。従って、車両の走行中にも被膜形成処理が行えるので、この被膜形成装置は利便性に優れる。回生を利用すれば、走行中でも、放電した電池パックに充電できる。

【0025】

前記被膜形成装置はまた、前記電池パックの充電状態が、所定の低充電状態以下になった時に、前記車両の走行をエンジン駆動に限定した状態で前記被膜形成処理を実行する、としてもよい。

【0026】

電池セルの充電状態が高いと、被膜が形成できる低電圧帯まで放電するのに時間がかかる。それに対し、電池パックの充電状態が、所定の低充電状態以下になった時に、車両の走行をエンジン駆動に限定した状態で被膜形成処理を実行するようにすれば、効率的に被膜形成処理が実行できる。処理時間を大幅に短縮できる。

【0027】

前記被膜形成装置はまた、前記被膜形成対象セルが複数である場合に、前記被膜形成対象セルの内部抵抗を計測し、内部抵抗の小さい前記被膜形成対象セルから優先的に、前記被膜形成処理を実行する、としてもよい。

【0028】

特定の被膜の厚みは、後述するように、その電池の内部抵抗と正の相関関係が認められる。従って、被膜形成対象セルの内部抵抗を計測することで、被膜形成対象セルの被膜の厚みの大小、つまり被膜が適切か否かを判断することができる。そして、内部抵抗の小さい被膜形成対象セル、つまり被膜の厚みが小さい被膜形成対象セルから優先的に、被膜形成処理を実行するので、電池パック全体としての耐久性を、より効果的に向上できる。

【0029】

前記被膜形成装置はまた、全ての前記電池セルの内部抵抗が所定値以上になるまで、前記被膜形成処理を繰り返し実行する、としてもよい。

【0030】

そうすれば、全ての電池セルの被膜を適切な状態にできる。電池パック全体の耐久性が向上する。

【0031】

前記被膜形成装置はまた、前記セル電圧調整器に、前記電池セルの全体の電圧バランスを調整するために前記電池パックに搭載されているバランス回路が利用されている、としてもよい。

【0032】

一般に、電池パックには、バランス回路が搭載されている。従って、そのバランス回路をセル電圧調整器に利用すれば、既存の装置が利用できるので、製造コストの増加を回避でき、被膜形成装置を容易に実現できる。

【0033】

開示する技術はまた、車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する、電池の被膜形成方法に関する。

【0034】

前記電池の被膜形成方法は、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる被膜形成処理を実行するとともに、前記被膜形成対象セルとは別の充電可能な１以上の充電対象セルに対して、放電される電力を充電する電力移動処理を実行し、前記被膜形成対象セルを変更しながら前記被膜形成処理および前記電力移動処理を繰り返し実行する。

【0035】

前記電池の被膜形成方法はまた、エンジン駆動による走行とモータ駆動による走行とが可能な車両に搭載されている電池パックが収容する複数の電池セルの負極に特定の被膜を形成する、電池の被膜形成方法であってもよい。

【0036】

この電池の被膜形成方法の場合、前記車両がエンジン駆動によって走行している時に、複数の前記電池セルのうち、少なくともその一部の被膜形成対象セルに対して、前記被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる処理を実行することができる。

【0037】

これら電池の被膜形成方法によれば、上述した被膜形成装置と同様の作用効果が得られる。従って、車両に搭載した状態の電池に対して、本来の電源機能を損なうことなく特定の被膜を形成できる。その結果、電池の耐久性が向上する。

【発明の効果】

【0038】

開示する技術に基づく電池の皮膜形成方法および皮膜形成装置によれば、車両に搭載した状態の電池に対して、本来の電源機能を損なうことなくＳＥＩ膜が形成できるようになる。その結果、電池の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】実施形態における車両の主要な構成を示す概略図である。

【図2】電池パックの主要な構成を表したブロック図である。

【図3】セルバランス装置のタイプを説明するための図である。

【図4】電池セルの電圧とその充電状態ＳＯＣとの関係を示す図である。

【図5】ＳＥＩ膜の厚みと電池の内部抵抗との関係を示す図である。

【図6】コントローラと、その主な関連機器との関係を示すブロック図である。

【図7】具体例１の被膜形成方法を示すフローチャートである。

【図8】図７のフローチャートの各過程に対応した電池セルの状態を概念的に示す図である。

【図9】具体例２の被膜形成方法を示すフローチャートである。

【図10】図９のフローチャートの各過程に対応した電池セルの状態を概念的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0041】

＜車両＞
図１に、開示する技術を適用するのに好適な自動車１（車両）を例示する。図１には、モータ駆動のみによって走行する電気自動車（ＥＶ）、および、モータ駆動およびエンジン駆動を組み合わせて走行するハイブリッド車（ＨＥＶ）の双方の構成が表されている。

【0042】

すなわち、ＥＶの場合、駆動系の装置として、モータ２、インバータ３、バッテリ４、車載充電器５（外部電源接続器）などが自動車１に搭載されている。そして、制御系の装置として、モータ制御装置（ＭＣＵ６）、バッテリ制御装置（ＢＣＵ７）、車両制御装置（ＶＣＵ８）などが自動車１に搭載されている。

【0043】

ＨＥＶの場合、更にこれら装置に加え、駆動系の装置としてエンジン９が自動車１に搭載され、制御系の装置としてエンジン制御装置（ＥＣＵ１０）が自動車１に搭載されている。

【0044】

モータ２は、走行時に駆動力を発生し、車輪を回転駆動する。自動車１のタイプにもよるが、この自動車１の場合、このモータ２はまた、回生時には発電機（ジェネレータ）としても機能する。バッテリ４はモータ２の電源である。従って、モータ２には、高い駆動力が求められる。

【0045】

そのため、バッテリ４には、それに応じた大きな電力の供給が必要になる。電流が大きいと発熱等の問題があるため、電流は小さい方が好ましい。従って、バッテリ４は、例えば３５０Ｖなど、３００Ｖ以上の高電圧に対応したものが多く用いられている。高電圧を出力するために、バッテリ４は、通常、複数の単電池を直列に接続して構成される。そのため、バッテリ４は、単電池に相当する複数の電池セル２０を、１つのケースに収容した形態となっている（いわゆる電池パック、以下、バッテリ４を電池パック４ともいう）。

【0046】

電池パック４では、複数の電池セル２０を組み合わせることにより、１つの電池モジュールが構成されている。そして、その複数の電池モジュールを１つの大きなケースに収容することにより、電池パック４が構成されている。電池セル２０は、１個の電池のみの場合だけでなく、並列に接続した複数の電池で構成されている場合もある。

【0047】

電池セル２０には、リチウムイオン二次電池が多く用いられている。代表的なリチウムイオン二次電池の場合、正極は、リチウムを含有する遷移金属酸化物を含む材料で構成されている。負極は、黒鉛などの炭素系材料で構成されている。そして、これら正極および負極が、セパレータで絶縁された状態で、リチウム塩および添加剤を含む有機溶媒からなる非水系の電解液と共に、電池ケースに収容されている。

【0048】

各電池モジュールを構成している電池セル２０の各々は、電気配線、バスバーなどにより、直列に接続されている。電池パック４には、これら電池セル２０とは別に、電池セル２０からの発熱を抑制する冷却装置も設置されている。電池パック４にはまた、電池セル２０の各々の電圧のばらつきを均一化することにより、電池セル２０の全体の電圧バランスを調整するセルバランス装置３０も設置されている（電池セル２０、セルバランス装置３０など、電池パック４の構造の詳細は後述する）。

【0049】

ＢＣＵ７は、電池パック４と制御用の配線１１で電気的に接続されている。ＢＣＵ７は、セルバランス装置３０と協働して、電池パック４の充電状態などを制御する。ＢＣＵ７はまた、セルバランス装置３０とＶＣＵ８との間の通信を中継する。

【0050】

インバータ３は、モータ２と電池パック４との間に設置されている。インバータ３は、大きい電力が送電できる駆動用の配線１２により、これらモータ２および電池パック４と電気的に接続されている、インバータ３は、電池パック４から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２に供給する。それにより、モータ２は回転する。

【0051】

ＭＣＵ６は、モータ２およびインバータ３と制御用の配線１１で電気的に接続されている。ＭＣＵ６は、要求されるモータ２の回転状態に応じてインバータ３の通電状態を制御する。ＭＣＵ６はまた、モータ２およびインバータ３と、ＶＣＵ８との間の通信を中継する。

【0052】

車載充電器５は、駆動用の配線１２により、バッテリ４と電気的に接続されている。車載充電器５は、駆動用の電気ケーブルを介して、自動車１とは別に設けられている蓄電ユニット１３および充電ユニット１４の双方と、電気的に接続できるように構成されている。

【0053】

蓄電ユニット１３は、外部から供給される電力を蓄電する機能を有している。充電ユニット１４は、外部に電力を供給する機能を有している。これら蓄電ユニット１３および充電ユニット１４は、一体に構成されていてもよい。

【0054】

車載充電器５は、電池パック４とこれら蓄電ユニット１３および充電ユニット１４との間で、双方向に送電可能に構成されている。それにより、電池パック４は、車載充電器５を通じて、蓄電ユニット１３に大きな電力を比較的短時間で放電できる。電池パック４はまた、車載充電器５を通じて、充電ユニット１４から大きな電力を比較的短時間で充電できる。

【0055】

車載充電器５は、制御用の配線１１でＶＣＵ８と電気的に接続されている。ＶＣＵ８は、車載充電器５の送電状態を制御する。ＶＣＵ８はまた、ＭＣＵ６およびＢＣＵ７とも電気的に接続されている。それにより、ＶＣＵ８は、ＭＣＵ６およびＢＣＵ７を介して、モータ２、インバータ３、電池パック４、および、車載充電器５の作動を包括的に制御する。

【0056】

ＶＣＵ８は更に、図示しないが、自動車１の各種装置、例えば、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキなどに付設されている各種車載センサとも電気的に接続されている。ＶＣＵ８は、これら車載センサから入力される信号に基づいて、自動車１がドライバーの要求に従って走行するようにモータ２等を制御する。

【0057】

エンジン９は、公知の装置である。上述したように、エンジン９はＨＥＶに搭載される。ＨＥＶの仕様に応じて様々なエンジン９が用いられる。ＥＣＵ１０は、制御用の配線１１でエンジン９と電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、ＶＣＵ８と協働して、エンジン９の作動状態を制御する。なお、図示のＨＥＶでは車載充電器５を備えるが、ＨＥＶの場合、車載充電器５は必須でない。

【0058】

＜電池パック４＞
図２に、電池パック４の主要な構成を表したブロック図を例示する。上述したように、電池パック４には、複数の電池セル２０およびセルバランス装置３０が搭載されている。

【0059】

図示の電池パック４では、約３．６Ｖのリチウムイオン二次電池からなる電池セル２０が使用されている。そして、９６個の電池セル２０が直列に接続されている。それにより、約３５０Ｖの高電圧に対応した１つの組電池が構成されている。組電池は、その両端に内部正極端子２１および内部負極端子２２を有している。

【0060】

電池パック４の外面には、外部正極端子２３、外部負極端子２４、および通信用端子２５が設けられている。内部正極端子２１は外部正極端子２３と接続されている。内部負極端子２２は外部負極端子２４と接続されている。外部正極端子２３および外部負極端子２４は、それぞれ、駆動用の電気配線１２により、インバータ３および車載充電器５と接続されている。電池パック４は、これら外部正極端子２３および外部負極端子２４を通じて、外部に電気を放電したり外部から電気を充電したりする。

【0061】

セルバランス装置３０は、バランス回路３１、コントローラ４０を有している。図例のバランス回路３１は、電池セル２０ごとに設置されたＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａ、変圧器３１ｂなどで構成されている。セルバランス装置３０は、上述したように、電池セル２０の各々の電圧のばらつきを均一化することにより、電池セル２０の全体の電圧バランスを調整する装置である。

【0062】

セルバランス装置３０には、その調整方法の違いにより、パッシブ型とアクティブ型とが存在する。パッシブ型のセルバランス装置の場合、複数の電池セル２０の中で、電圧の高い電池セル２０を放電させ、電圧の低い電池セル２０に合わせるように電圧を調整する。アクティブ型のセルバランス装置の場合、電圧の高い電池セル２０から電圧の低い電池セル２０に電力を移動させることによって電圧を調整する。

【0063】

図３に、組電池を概念的に示す。図３では、便宜上、組電池を構成する電池セル２０を５個で表し、電池セル２０毎に、その充電状態（ＳＯＣ）を表している。満充電のＳＯＣは１００％であり、ＳＯＣは百分率によって表される。実用上は、ＳＯＣ１００％よりも低い値に充電の上限値Ｈｉが設定され、０％のＳＯＣよりも高い値に充電の下限値Ｌｏが設定される。

【0064】

図３では、各電池セル２０の充電状態を斜線模様によって表している。説明の便宜上、充電状態は誇張して表してある。なお、電池セル２０の充電状態と電圧との間には、正の相関関係が認められる（図４参照）。従って、充電状態の高低は、電圧の高低として扱うことができる。

【0065】

図３の上図に示すように、各電池セル２０の充電状態がばらついていた場合を想定する。パッシブ型のセルバランス装置の場合、図３の右下図に示すように、バランス回路の抵抗に通電することなどにより、相対的に充電状態が高い電池セル２０を放電させる。それにより、各電池セル２０の充填状態を、充電状態が低い電池セル２０と均等になるように調整する。

【0066】

一方、アクティブ型のセルバランス装置の場合、図３の左下図に示すように、相対的に電圧が高い電池セル２０では、バランス回路を通じて他の電池セル２０に放電が行われ、相対的に電圧が低い電池セル２０では、バランス回路を通じて他の電池セル２０から充電が行われる。それにより、電池セル２０全体の総充電量が、各電池セル２０に均等に分配されるように調整される。

【0067】

パッシブ型は、比較的制御が容易であるが、電圧バランスの調整のために電池セル２０の電力を消費する。一方、アクティブ型は、電圧バランスの調整のために電力を消費しない。しかし、制御が複雑であり、調整に時間がかかる。

【0068】

例えば、図２に示すセルバランス装置３０は、アクティブ型である。コントローラ４０は、各ＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａ、および通信用端子２５と接続されている。コントローラ４０は、通信用端子２５を通じてＢＣＵ７と接続されている。コントローラ４０は、単独で、または、ＢＣＵ７と協働して、各ＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａの動作を制御する。

【0069】

ＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａには、対応する電池セル２０に流れる電流を計測するセル電流計３３、および、対応する電池セル２０の電圧を計測するセル電圧計３４が設けられている（図６に示す）。コントローラ４０は、これらセル電流計３３およびセル電圧計３４から入力される計測値に基づいて、各電池セル２０の充電状態を推定する。その推定結果に基づいて、各ＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａの動作を制御する。

【0070】

そうして、個々の電池セル２０の間で、電圧を調整しながら充電および放電を行う。このような制御を連続的に行うことで、複数の電池セル２０の電圧バランスを調整していく。このように、アクティブ型のセルバランス装置３０の場合、個々の電池セル２０の電圧を推定しながら放電および充電を行って充電量を調整していくので、制御が複雑である。しかも、バランス回路３１で一度に処理できる電力量は多くないので、電圧バランスの調整に時間がかかる。

【0071】

（電池セル２０の負極の被膜）
上述したように、各電池セル２０の負極の表面には、電池の耐久性に影響する被膜（ＳＥＩ膜）が形成される。そして、電池セル２０の製造段階においてＳＥＩ膜が適切に形成されているとは限らない。ＳＥＩ膜の形成が不適切であると、電池セル２０の耐久性が低下し、電池パック４の寿命が短くなる。すなわち、ＳＥＩ膜の厚みが大きいと、電池セル２０の耐久性が高くなるが、ＳＥＩ膜の厚みが小さいと、電池セル２０の耐久性が低くなる。

【0072】

上述したように、ＳＥＩ膜は、電池が所定の低電圧の状態になることで、電解液が負極の表面で分解して形成される。そして、そのような低電圧の状態に保持することで、ＳＥＩ膜の形成が促進される。

【0073】

図４に、電池セル２０の電圧（セル電圧）とその充電状態（ＳＯＣ）との関係を示す。セル電池セル２０とＳＯＣとの間には、正の相関関係が認められる。ＳＥＩ膜は、セル電圧がＶ２からＶ１で示す所定の低電圧帯（例えば、３．２Ｖ～３．１Ｖ）の範囲にある時に形成される。この低電圧帯は、ＳＯＣではＣ２からＣ１に相当する。

【0074】

従って、電池セル２０のＳＯＣが、Ｃ２からＣ１の低ＳＯＣ状態になるようにすれば、その電池セル２０の負極にＳＥＩ膜を形成できる。そして、その低ＳＯＣ状態に保持することで、ＳＥＩ膜の厚みを大きくできる。ＳＥＩ膜の厚みを大きくすれば、電池セル２０、ひいては電池パック４の耐久性を向上させることができる。

【0075】

本実施形態では、後述するように、放電を行って、低ＳＯＣ状態の下限であるＣ１の充電状態にすることによってＳＥＩ膜を形成させる。それで不足な場合、Ｃ１の充電状態からＣ２の充電状態に充電することで、ＳＥＩ膜を更に形成させる。それで不足な場合、充足するまで、Ｃ１の充電状態とＣ２の充電状態との間で充電および放電を繰り返す。

【0076】

ＳＥＩ膜の厚みは、その電池の内部抵抗から推定できる。図５に、ＳＥＩ膜の厚みと電池の内部抵抗との関係を示す。ＳＥＩ膜の厚みと電池の内部抵抗との間には、正の相関関係が認められる。従って、電池セル２０の内部抵抗を計測すれば、その計測値からＳＥＩ膜の厚みを推定することができる。

【0077】

電池セル２０の内部抵抗は、例えば、その電池セル２０に一定周波数の交流信号を印加して実行電流および電圧を計測し、これら計測値から算出することができる（いわゆる交流法）。また、電池セル２０に大きさが異なる電流を流したときの電圧を計測し、これら計測値から算出することができる（いわゆる直流法）。

【0078】

本実施形態の場合、各電池セル２０に対応したＤＣ／ＡＣコンバータ３１ａのセル電流計３３およびセル電圧計３４から入力される信号に基づいて、コントローラ４０が、個々の電池セル２０の内部抵抗を算出する。コントローラ４０には、適切なＳＥＩ膜の厚みｔｓに対応した内部抵抗値ｒｓが設定されている。

【0079】

この内部抵抗値ｒｓは、適切な被膜形成の判断基準となる（基準抵抗値ｒｓ）。すなわち、基準抵抗値ｒｓよりも内部抵抗が小さい電池セル２０は、ＳＥＩ膜の厚みは適切でなく、被膜形成が必要であると判断できる（被膜形成対象セル２０ａ）。内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上の電池セル２０は、ＳＥＩ膜の厚みは適切であり、被膜形成は不要であると判断できる。

【0080】

（電池パック４に収容した状態での被膜の形成）
電池パック４に備えられている電池セル２０、つまり製造後の電池セル２０を、上述したような低ＳＯＣ状態まで放電すると、その後、自動車１を適切に駆動できなくなるおそれがある。そこで、この自動車１では、電池パック４に求められる本来の電源機能を損なうことなく、自動車１に搭載した状態の電池パック４に適切なＳＥＩ膜が形成されるよう、コントローラ４０などが工夫されている。

【0081】

図６に、コントローラ４０と、その主な関連機器との関係を示す。コントローラ４０は、物理的な構成として、ＣＰＵ４０ａ、メモリ４０ｂなどのハードウエアと、これらに実装された制御プログラムなどのソフトウエアを有している。コントローラ４０はまた、機能的な構成として、平準化制御部４１と、被膜制御部４２とを有している。

【0082】

平準化制御部４１は、バランス回路３１を制御することにより、セルバランス装置３０の本来的な機能である平準化処理を実行する。すなわち、平準化制御部４１は、上述したように、電圧の高い電池セル２０から電圧の低い電池セル２０に電力を移動させることにより、電池セル２０の全体の電圧バランスを調整する処理を実行する。

【0083】

被膜制御部４２は、バランス回路３１を制御することにより、セルバランス装置３０の本来的な機能ではない被膜形成処理および電力移動処理を実行する。すなわち、被膜制御部４２は、複数の電池セル２０のうち、少なくともその一部の被膜形成対象セル２０ａに対して、被膜が形成される所定の低電圧帯になるまで放電させる処理（被膜形成処理）を実行するとともに、被膜形成対象セル２０ａとは別の充電可能な１以上の充電対象セル２０ｂに対して、放電される電力を充電する処理（電力移動処理）を実行する。

【0084】

なお、本実施形態では、被膜制御部４２がコントローラ４０のみで構成される場合を例示している。しかし、コントローラ４０はＢＣＵ７と通信可能であることから、ＢＣＵ７のみで被膜制御部４２を構成したり、コントローラ４０およびＢＣＵ７の双方で被膜制御部４２を構成したりしてもよい。ＢＣＵ７とコントローラ４０とが協働して被膜形成処理および電力移動処理を実行するようにしてもよい。

【0085】

本実施形態では、バランス回路３１が、開示する技術におけるセル電圧調整器に相当する。そして、コントローラ４０および／またはＢＣＵ７が、開示する技術における制御装置に相当する。バランス回路３１をセル電圧調整器に用い、コントローラ４０および／またはＢＣＵ７を制御装置に用いれば、既存の装置が利用できるから、開示する技術を容易に適用できる。開示する技術における被膜形成装置を比較的容易に実現できる。

【0086】

＜被膜形成方法の具体例１＞
ＥＶおよびＨＥＶのいずれの自動車１にも適用できる被膜形成方法の具体例について説明する。

【0087】

図７に、コントローラ４０が実行する被膜形成方法の具体的な一例（フローチャート）を示す。図８に、図７のフローチャートの各過程に対応した電池セル２０の状態を概念的に示す。なお、図８は、図３の組電池に対応して表してある。

【0088】

図８では、各電池セル２０を符号ａ～ｅで区別する。各電池セルａ～ｅの内部抵抗を、それぞれｒａ～ｒｅとする。そして、図８の左上に示す初期状態Ｓ０において、これら電池セルａ～ｅの内部抵抗値ｒａ～ｒｅを基準抵抗値ｒｓと比較すると、内部抵抗ｒａ，ｒｂは、基準抵抗値ｒｓより大きく、内部抵抗ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは、基準抵抗値ｒｓより小さいものとする。そして、これら内部抵抗ｒｃ，ｒｄ，ｒｅの大小関係は、ｒｃが最も小さく、ｒｅが最も大きいものとする（ｒｃ＜ｒｄ＜ｒｅ）。

【0089】

図７に示すように、コントローラ４０は、イグニッションスイッチのオンオフの有無により、自動車１が不使用であるか否かを判断する（ステップＳ１）。コントローラ４０は、イグニッションスイッチがオフであり、自動車１が不使用であると判断すると、電池パック４の充電状態（ＳＯＣ）を推定する（ステップＳ２）。

【0090】

すなわち、ここで推定するのは、個々の電池セル２０の充電状態ではなく、電池セル２０の全体としての充電状態（総充電量）である。電池パック４の充電状態は、例えば、外部正極端子２３および外部負極端子２４の各電圧と、これらを流れる電流などに基づいて推定できる。それにより、コントローラ４０は、電池セル２０の全体としての充電状態を取得する。図８では、初期状態Ｓ０における、電池セルａ～ｅの各々の充電量の総量に相当する。

【0091】

コントローラ４０は、各電池セル２０の内部抵抗を計測する（ステップＳ３）。そして、計測した内部抵抗の大きさに基づいて被膜形成対象セル２０ａを抽出する（ステップＳ４）。図８の初期状態Ｓ０では、基準抵抗値ｒｓよりも内部抵抗が小さい電池セルｃ，ｄ，ｅが、被膜形成対象セル２０ａとして抽出される。

【0092】

コントローラ４０は、被膜形成対象セル２０ａが複数有る場合、可能であれば、２つ以上の被膜形成対象セル２０ａに対して、同時に被膜形成処理を実行する。被膜形成処理では、比較的大きい電力量の放電および充電を行うので、時間を要する。特に、バランス回路３１を用いた場合は一度に処理できる電力量が少ないため、更に時間を要する。それに対し、同時に複数の被膜形成処理を行うことで、処理時間が短縮でき、被膜形成処理が効率的に行える。

【0093】

一方、被膜形成処理を行うと、被膜形成対象セル２０ａは、その間、電圧が低い低ＳＯＣ状態になる。そして、充電しても直ぐには復帰できない。従って、例えば電池セル２０の総数の半数程度など、同時に多くの電池セル２０に対して被膜形成処理を行うと、電池パック４が適切な電力を出力できなくなるおそれがある。

【0094】

そのため、コントローラ４０は、内部抵抗の大きさに基づいて、被膜形成対象セル２０ａの優先順位付けを行う（ステップＳ５）。すなわち、内部抵抗が最も小さい（つまり、ＳＥＩ膜の厚みが最も小さい）被膜形成対象セル２０ａを最優先とし、以下、内部抵抗の小さい被膜形成対象セル２０ａから順に優先順位付けする。図８では、初期状態Ｓ０において、最も内部抵抗が小さい電池セルｃが第１位とされ、次に内部抵抗が小さい電池セルｄが第２位とされ、最も内部抵抗が大きい電池セルｅが第３位とされる。

【0095】

コントローラ４０は、電池パック４の現在の充電状態ＳＯＣ（現状ＳＯＣ）と、電池パック４の上限の充電状態ＳＯＣ（上限ＳＯＣ）とに基づいて、被膜形成処理が行える被膜形成対象セル２０ａの個数を、優先順位に基づいて計算する（ステップＳ６）。図８における初期状態Ｓ０の場合、現状ＳＯＣは、電池セルａ～ｅの各々の充電量の総量に相当し、上限ＳＯＣは、電池セルａ～ｅの各々の上限の充電量の総量に相当する。

【0096】

上限ＳＯＣから現状ＳＯＣを減算することで、電力の移動によって充電可能な充電量を算出する。図８における初期状態Ｓ０の場合、充電の余地がある電池セルｂ，ｃ，ｄ，ｅの上限Ｈｉ以下に存在する空白領域の総充電量に相当する。

【0097】

図８の初期状態Ｓ０では、電池セルｃ，ｄ，ｅが被膜形成対象セル２０ａであるが、これら全てに対して被膜形成処理を実行、つまり、Ｃ１の充電状態になるまで放電する場合、それによって放電される電力は、他の電池セル２０に充電する必要がある。

【0098】

その場合、図８における初期状態Ｓ０では、電池セルｂのみが充電対象セル２０ｂとなる。そのため、電池セルｃ，ｄ，ｅの全てに対して被膜形成処理を実行すると、電池セルｂは、上限Ｈｉを超える過剰な充電になる。そこで、コントローラ４０は、充電対象セル２０ｂに充電可能な電力量を超えない範囲で、被膜形成対象セル２０ａの個数の設定を行う。それにより、電池セル２０の過剰な充電を防止する。

【0099】

その際、コントローラ４０は、被膜形成対象セル２０ａが複数である場合に、内部抵抗の小さい被膜形成対象セルａを優先的に設定する。すなわち、ＳＥＩ膜の厚みが小さい被膜形成対象セル２０ａに対して、優先的に被膜形成処理を実行する。それにより、より劣化し易い電池セル２０のＳＥＩ膜を、早期に適切な状態にできるので、電池パック４全体としての耐久性の低下程度を抑制できる。

【0100】

図８における初期状態Ｓ０の場合、上述したように、第１位の電池セルｃから第３位の電池セルｅまで被膜形成処理を行うと、充電可能な電池セルｂ（充電対象セル２０ｂ）に全ての電力を充電しなければならないので、過剰充電になる。それに対し、第１位の電池セルｃから第２位の電池セルｄまで被膜形成処理を行うと、電池セルｅも充電可能になる（充電対象セル２０ｂ）ので、過剰充電にならない。

【0101】

また、電池セル２０の総数のうち、被膜形成処理を行うのが半数以下であるので、電池パック４が電力を適切に出力できなくなることも抑制できる。従って、コントローラ４０は、同時に被膜形成処理を実行する被膜形成対象セル２０ａの個数の２個に設定する。

【0102】

そうして、コントローラ４０は、バランス回路３１を制御することにより、図８の第１状態Ｓ１に矢印で示すように、各電池セル２０に対して充電および放電を行い、電力を移動させる処理を実行する。具体的には、選択した被膜形成対象セル２０ａである電池セルｃ、ｄに対して、充電状態ＳＯＣがＣ１なるまで放電を行う（ステップＳ７）。それと同時に、充電対象セル２０ｂである電池セルｂ，ｅに対して、放電される電力の充電を行う（ステップＳ８）。

【0103】

その結果、図８における第２状態Ｓ２となり、被膜形成対象セル２０ａである電池セルｃ、ｄでは、ＳＥＩ膜が形成される。コントローラ４０は、この第２状態Ｓ２になると、被膜形成対象セル２０ａである電池セルｃ、ｄの内部抵抗ｒｃ，ｒｄを計測する（ステップＳ９）。そして、コントローラ４０は、計測した内部抵抗を基準抵抗値ｒｓと比較する（ステップＳ１０）。

【0104】

その結果、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓより小さい場合には（ステップＳ１０でＮｏ）、適切なＳＥＩ膜は形成されていないと推定し、コントローラ４０は、再度、被膜形成処理および電力移動処理を実行する。具体的には、電池セルｃ、ｄに対して、充電状態ＳＯＣがＣ２なるまで充電を行う。それと同時に、電池セルｂ，ｅに対して、放電される電力の充電を行う。その結果、図８の第３状態Ｓ３となる。

【0105】

そして、再度、電池セルｃ、ｄに対して、充電状態ＳＯＣがＣ１なるまで放電を行う（ステップＳ７）。それと同時に、電池セルｂ，ｅに対して、放電される電力の充電を行う（ステップＳ８）。その結果、図８の第４状態Ｓ４となり、電池セルｃ、ｄでは、ＳＥＩ膜が更に形成される。

【0106】

コントローラ４０は、この第４状態Ｓ４になると、ステップＳ９、ステップＳ１０を実行する。その結果、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓより小さい場合には、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となるまで、これら処理を繰り返し実行する。

【0107】

そうして、電池セルｃ，ｄの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となった場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、コントローラ４０は、未処理の被膜形成対象セル２０ａがあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。未処理の被膜形成対象セル２０ａは無い、つまり全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となった場合には、処理を終了する。

【0108】

一方、未処理の被膜形成対象セル２０ａが有る場合には、被膜形成対象セル２０ａを変更し、その被膜形成対象セル２０ａに対して、被膜形成処理および電力移動処理を実行する。図８の場合、未処理の被膜形成対象セル２０ａ（電池セルｅ）が有る。従って、第５状態Ｓ５に矢印で示すように、被膜形成対象セル２０ａである電池セルｅに対して、充電状態ＳＯＣがＣ１なるまで放電を行う（ステップＳ７）とともに、電池セルｃ，ｄ（充電対象セル２０ｂ）に対して、放電される電力の充電を行う（ステップＳ８）。その結果、図８の第６状態Ｓ６となり、電池セルｅにおいてもＳＥＩ膜が形成される。

【0109】

その後、コントローラ４０は、電池セルｃ、ｄの場合と同様に、電池セルｅの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となるまで、被膜形成処理および電力移動処理の実行を繰り返す。その結果、電池セルｅの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上になれば、コントローラ４０は、全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となったと判断し、処理を終了する（ステップＳ１１）。

【0110】

コントローラ４０は、全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上になるまで、被膜形成対象セル２０ａを変更しながら、被膜形成処理および電力移動処理の実行を繰り返す。従って、全ての電池セル２０に対して適切な厚みのＳＥＩ膜を形成することができる。

【0111】

その後は、セルバランス装置３０の本来の機能を用いることにより、平準化処理が実行される。具体的には、コントローラ４０（平準化制御部４１）が、バランス回路３１を制御することにより、図８の第７状態Ｓ７に示すように、各電池セル２０の電圧バランスを調整する。

【0112】

＜被膜形成方法の具体例２＞
ＨＥＶに適用できる被膜形成方法の具体例２について説明する。

【0113】

ＥＶの場合、モータ駆動による走行しかできないので、自動車１の走行時は、電池パック４は常に使用状態にある。それに対し、ＨＥＶの場合、エンジン駆動による走行が行えるので、自動車１の走行時に電池パック４を不使用状態にできる。また、ＨＥＶの場合、回生処理を行うことにより、電池パック４に充電することができる。この具体例２では、その特徴を利用して、走行中に、被膜形成処理および電力移動処理を実行する。

【0114】

図９に、コントローラ４０が実行する、その被膜形成方法の具体的な一例（フローチャート）を示す。図１０に、図９のフローチャートの各過程に対応した電池セル２０の状態を概念的に示す。図１０の初期状態Ｓ０は、図８に示す具体例１の初期状態Ｓ０と同じものとする。

【0115】

ただし、具体例２の被膜形成方法は、アクティブ型のセルバランス装置３０に限らず、パッシブ型のセルバランス装置でも行える。従って、具体例２では、セルバランス装置３０がパッシブ型である場合についても適宜説明する。

【0116】

図９に示すように、コントローラ４０は、イグニッションスイッチのオンオフの有無により、自動車１が使用状態にあるか否かを判断する（ステップＳ２１）。コントローラ４０は、イグニッションスイッチがオンであり、自動車１が使用状態にあると判断すると、電池パック４の充電状態（ＳＯＣ）を推定する（ステップＳ２２）。

【0117】

コントローラ４０は、各電池セル２０の内部抵抗を計測する（ステップＳ２３）。そして、計測した内部抵抗の大きさに基づいて被膜形成対象セル２０ａを抽出する（ステップＳ２４）。図１０の初期状態Ｓ０では、具体例１と同様に、基準抵抗値ｒｓよりも内部抵抗が小さい電池セルｃ，ｄ，ｅが、被膜形成対象セル２０ａとして抽出される。

【0118】

そして、コントローラ４０はまた、内部抵抗の大きさに基づいて、被膜形成対象セル２０ａの優先順位付けを行う（ステップＳ２５）。それにより、最も内部抵抗が小さい電池セルｃが第１位とされ、次に内部抵抗が小さい電池セルｄが第２位とされ、最も内部抵抗が大きい電池セルｅが第３位とされる。

【0119】

これら被膜形成対象セル２０ａの個数は、電池セル２０の総数の半数を超える。従って、これら被膜形成対象セル２０ａの全てに対して被膜形成処理を実行すると、電池パック４が適切な電力を出力できなくなるおそれがある。そこで、コントローラ４０は、優先順位に基づき、電池セルｃ、ｄに対して優先的に被膜形成処理を実行する。

【0120】

次に、コントローラ４０は、電池パック４の充電状態ＳＯＣが所定の低充電状態（Ｃｓ％）より低いか否かを判断する（ステップＳ２６）。ＨＥＶがモータ駆動による走行を行えば、電池パック４の電力を消費する。Ｃｓ％は、例えば、１０％、２０％程度の値であり、予めコントローラ４０に設定されている。図１０の第１状態Ｓ１に、そのようなＣｓ％の低充電状態を例示する。

【0121】

電池パック４の充電状態ＳＯＣが高いと、各電池セル２０の充電状態ＳＯＣも高くなる。電池セル２０の充電状態が高いと、低ＳＯＣ状態になるまでの放電量が多いので、被膜形成処理の時間が長くなる。対して、電池セル２０の充電状態が低ければ、低ＳＯＣ状態になるまでの放電量が少ないので、短時間で低ＳＯＣ状態にできる。従って、効率的に被膜形成処理が行える。

【0122】

コントローラ４０は、電池パック４の充電状態ＳＯＣがＣｓ％より低いと判断するまでは、通常の走行を行う（ステップＳ２７）。そして、コントローラ４０は、電池パック４の充電状態ＳＯＣがＣｓ％より低いと判断すると、エンジン駆動のみによる走行に切り替える（ステップＳ２８）。それにより、電池パック４は不使用の状態となる。

【0123】

そこで、コントローラ４０は、被膜形成処理を実行する。具体的には、図１０の第１状態Ｓ１において矢印で示すように、電池セルｃ、ｄで放電を行う（ステップＳ２９）。それと同時に、コントローラ４０は、電力移動処理を実行する。具体的には、充電可能な充電対象セル２０ｂに対して、放電される電力の充電を行う（ステップＳ３０）。

【0124】

図１０における第１状態Ｓ１の場合、充電対象セル２０ｂは電池セルａ，ｂ，ｅとなる。コントローラ４０は、これらのいずれかに対して電力を移動し、充電を行う。なお、セルバランス装置３０がパッシブ型である場合には、このとき放電のみが行われる。電力の移動はないので、ステップＳ３０は無い。

【0125】

その結果、図１０の第２状態Ｓ２となり、電池セルｃ，ｄでは、ＳＥＩ膜が形成される。コントローラ４０は、この第２状態Ｓ２になると、電池セルｃ，ｄの内部抵抗を計測する（ステップＳ３１）。そして、コントローラ４０は、計測した内部抵抗を基準抵抗値ｒｓと比較する（ステップＳ３２）。

【0126】

その結果、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓより小さい場合には（ステップＳ３２でＮｏ）、適切なＳＥＩ膜は形成されていないと推定し、コントローラ４０は、再度、被膜形成処理および電力移動処理を実行する（ステップＳ２９、Ｓ３０）。

【0127】

具体的には、電力移動処理により、電池セルｃ、ｄに対して、充電状態ＳＯＣがＣ２なるまで充電を行う。その結果、図１０の第３状態Ｓ３となる。

【0128】

なお、パッシブ型のセルバランス装置３０の場合、電力移動処理による充電が行えないので、回生処理により、電池パック４に充電すればよい。必要な充電量は少ないので、短時間で第３状態Ｓ３のような状態にできる。

【0129】

そして、再度、被膜形成対象セル２０ａである電池セルｃ、ｄに対して、充電状態ＳＯＣがＣ１なるまで放電を行う（ステップＳ２９）。それと同時に、充電対象セル２０ｂに対して、放電される電力を移動し、充電を行う（ステップＳ３０）。その結果、図１０の第４状態Ｓ４となり、電池セルｃ、ｄでは、ＳＥＩ膜が更に形成される。

【0130】

コントローラ４０は、この第４状態Ｓ４になると、ステップＳ３１、ステップＳ３２を実行する。その結果、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓより小さい場合には、内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となるまで、これら処理を繰り返し実行する。

【0131】

そうして、電池セルｃ，ｄの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となった場合（ステップＳ３２でＹｅｓ）、コントローラ４０は、未処理の被膜形成対象セル２０ａがあるか否かを判断する（ステップＳ３３）。未処理の被膜形成対象セル２０ａは無い、つまり全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となった場合には、処理を終了する。

【0132】

一方、未処理の被膜形成対象セル２０ａが有る場合には、被膜形成対象セル２０ａを変更し、その被膜形成対象セル２０ａに対して、被膜形成処理および電力移動処理を実行する（ステップＳ３４）。図１０の場合、未処理の被膜形成対象セル２０ａ（電池セルｅ）が有る。

【0133】

従って、第５状態Ｓ５に矢印で示すように、電池セルｅに対して、充電状態ＳＯＣがＣ１なるまで放電を行う（ステップＳ２９）。それと同時に、充電対象セル２０ｂに対して、放電される電力を移動し、充電を行う（ステップＳ３０）。その結果、図１０の第６状態Ｓ６となり、電池セルｅにおいてもＳＥＩ膜が形成される。

【0134】

その後、コントローラ４０は、電池セルｃ，ｄの場合と同様に、電池セルｅの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となるまで、被膜形成処理および電力移動処理の実行を繰り返す。その結果、電池セルｅの内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上になれば、コントローラ４０は、全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上となったと判断し、処理を終了する（ステップＳ３３）。

【0135】

コントローラ４０は、全ての電池セル２０の内部抵抗が基準抵抗値ｒｓ以上になるまで、被膜形成対象セル２０ａを変更しながら、被膜形成処理および電力移動処理の実行を繰り返す。従って、全ての電池セル２０に対して適切な厚みのＳＥＩ膜を形成することができる。

【0136】

その後、回生処理により、電池パック４に充電を行えば、電池セル２０の全体の充電量を高めることができる。そして、セルバランス装置３０の本来の機能によって、平準化処理を実行すれば、図１０の第７状態Ｓ７に示すように、各電池セル２０の電圧バランスを調整することができる。

【0137】

このように、開示する技術に基づく被膜形成装置を搭載した自動車１であれば、初期状態での電池セル２０のＳＥＩ膜の形成が不適切であっても、電池パック４本来の電源機能を損なうことなく、電池パック４に収容した状態で電池セル２０のＳＥＩ膜を適切な状態にできる。従って、電池セル２０、ひいては電池パック４の耐久性を向上できる。

【0138】

なお、上述した実施形態におけるハイブリッド車は、エンジン駆動とモータ駆動の組み合わせ、いわゆるパラレルハイブリッド車であったが、開示する技術は、エンジン駆動で発電される電力によるモータ駆動とバッテリ電力によるモータ駆動の組み合わせ、いわゆるシリーズハイブリッド車に適用してもよい。その場合、特許請求の範囲における「エンジン駆動による走行」とは「エンジン駆動で発電される電力によるモータ駆動による走行」を意味し、同様に「モータ駆動による走行」とは「バッテリ電力によるモータ駆動による走行」を意味する。

【符号の説明】

【0139】

１ 自動車（車両）
２ モータ
３ インバータ
４ バッテリ（電池パック）
５ 車載充電器（外部電源接続器）
６ モータ制御装置（ＭＣＵ）
７ バッテリ制御装置（ＢＣＵ）
８ 車両制御装置（ＶＣＵ）
９ エンジン
１０ エンジン制御装置（ＥＣＵ）
１３ 蓄電ユニット
１４ 充電ユニット
２０ 電池セル
２０ａ 被膜形成対象セル
２０ｂ 充電対象セル
３０ セルバランス装置
３１ バランス回路
３１ａ ＤＣ／ＡＣコンバータ
３１ｂ 変圧器
４０ コントローラ
４１ 平準化制御部
４２ 被膜制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】