KR20140122740A

KR20140122740A - 2차 전지의 제어 장치 및 soc 검출 방법

Info

Publication number: KR20140122740A
Application number: KR1020147024334A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 오사와; 도모히로 가부라기; 아츠시 이토오
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-10-20
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: CN104137324A; JP6065561B2; EP2824754B1; TW201337300A; KR101608611B1; JP2013213808A; US9562948B2; EP2824754A4; TWI470252B; WO2013133113A1; CN104137324B; EP2824754A1; US20150022158A1

Abstract

정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 제어 장치에 있어서, 상기 2차 전지가 충전 중인지 방전 중인지를 검출하고, 상기 2차 전지가 충전 중인 경우에는, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 소정의 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 낮은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하고, 상기 2차 전지가 방전 중인 경우에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 높은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출한다.

Description

2차 전지의 제어 장치 및 SOC 검출 방법 {CONTROL DEVICE FOR SECONDARY BATTERY, AND SOC DETECTION METHOD}

본 발명은 2차 전지의 제어 장치 및 2차 전지의 SOC 검출 방법에 관한 것이다.

최근, 리튬 2차 전지 등의 2차 전지에 있어서, 고전압화 및 고용량화를 목적으로 하여, 다양한 정극 활물질 재료가 검토되고 있다. 이러한 정극 활물질로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, Li₂MnO₃-LiMO₂(M은, 평균 산화 상태가 3＋인 전이 금속) 등의 고용체 재료가 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 고용체 재료는, 그 조성 등에 따라서는, 충전 시의 개로 전압 곡선과, 방전 시의 개로 전압 곡선이 크게 상이한 히스테리시스 현상이 발생하는 경우가 있다. 그리고, 이러한 히스테리시스 현상이 발생하는 정극 활물질을 2차 전지에 적용한 경우에는, 상기 2차 전지는, 히스테리시스 현상의 영향에 의해, 개로 전압이 동일한 경우라도, 충전 시와 방전 시에서 SOC가 상이해져 버리므로, SOC를 적절하게 검출할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2008-270201호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지에 있어서, 개로 전압으로부터, 현재의 SOC를 적절하게 검출하는 데 있다.

본 발명은 정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 제어 장치에 있어서, 상기 2차 전지가 충전 중인지 방전 중인지를 검출하고, 상기 2차 전지가 충전 중인 경우에는, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 소정의 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 낮은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하고, 상기 2차 전지가 방전 중인 경우에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 높은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출함으로써, 상기 과제를 해결한다.

본 발명에 따르면, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 기준 SOC-개로 전압 곡선을 설정하고, 상기 곡선을 사용하고, 2차 전지가 충전 중인지 방전 중인지에 따라, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하기 위해, 정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지에 있어서, 충전 시 및 방전 시에 있어서의 SOC를 적절하게 검출할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 2차 전지의 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 2차 전지에 대해, SOC＝0％로부터 SOC＝100％까지 충방전을 행하였을 때에 있어서의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 2차 전지에 대해, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전이 행해진 후, 임의의 SOC(SOC₂)에 있어서 방전으로부터 충전으로 전환하였을 때에 있어서의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 2차 전지에 대해, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전이 행해진 후, 임의의 SOC(SOC₂, SOC₃)에 있어서 방전으로부터 충전으로 전환하였을 때에 있어서의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 2차 전지에 대해, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라 충전이 행해진 후, 임의의 SOC(SOC₄)에 있어서 충전으로부터 방전으로 전환하였을 때에 있어서의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 2차 전지에 대해, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라 충전이 행해진 후, 임의의 SOC(SOC₅)에 있어서 충전으로부터 방전으로 전환하였을 때에 있어서의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템에서 실행되는 처리를 나타내는 제1 흐름도이다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템에서 실행되는 처리를 나타내는 제2 흐름도이다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템에 의해 설정되는 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 다른 실시 형태에 있어서의, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

《제1 실시 형태》

도 1은 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 2차 전지(10)와, 제어 장치(20)와, 부하(30)와, 전류계(40)와, 전압계(50)와, 표시 장치(60)를 구비하고 있다.

제어 장치(20)는, 2차 전지(10)를 제어하기 위한 장치이며, 전류계(40)에 의해 검출된 2차 전지(10)에 흐르는 충방전 전류, 및 전압계(50)에 의해 검출된 2차 전지(10)의 단자 전압에 기초하여, 2차 전지(10)의 충전 및 방전의 제어, 및, 2차 전지(10)의 SOC(State of Charge)의 산출을 행한다.

부하(30)는, 2차 전지(10)로부터 전력의 공급을 받는 각종 기기이며, 예를 들어 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템이, 전동 차량에 적용되는 경우에는, 인버터 및 모터로 구성되는 것으로 할 수 있다. 즉, 부하(30)가, 인버터 및 모터로 구성되는 것인 경우에는, 2차 전지(10)로부터 공급되는 직류 전력이, 인버터에 의해 교류 전력으로 변환되어 모터에 공급되게 된다. 또한, 부하(30)가, 인버터 및 모터로 구성되는 것인 경우에는, 모터의 회전에 의해 발생한 회생 전력이, 인버터를 통해, 직류 전력으로 변환되고, 2차 전지(10)의 충전에 사용되는 구성으로 할 수도 있다.

표시 장치(60)는, 제어 장치(20)에 의해 산출된 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보를 표시하기 위한 장치이며, 예를 들어 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템이, 전동 차량에 적용되는 경우에는, 전동 차량의 탑승원에게 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 알리기 위한 것 등에 사용된다.

2차 전지(10)로서는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지 등의 리튬계 2차 전지 등을 들 수 있다. 도 2에, 본 실시 형태에 관한 2차 전지(10)의 평면도, 도 3에, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 2차 전지(10)의 단면도를 나타낸다.

2차 전지(10)는, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 3매의 정극판(102), 7매의 세퍼레이터(103), 3매의 부극판(104)을 갖는 전극 적층체(101)와, 당해 전극 적층체(101)에 각각 접속된 정극 탭(105) 및 부극 탭(106)과, 이들 전극 적층체(101) 및 정극 탭(105), 부극 탭(106)을 수용하여 밀봉하고 있는 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)와, 특별히 도시하지 않은 전해액으로 구성되어 있다.

또한, 정극판(102), 세퍼레이터(103), 부극판(104)의 매수는 특별히 한정되지 않고, 1매의 정극판(102), 3매의 세퍼레이터(103), 1매의 부극판(104)으로, 전극 적층체(101)를 구성해도 되고, 또한 필요에 따라 정극판(102), 세퍼레이터(103) 및 부극판(104)의 매수를 적절히 선택해도 된다.

전극 적층체(101)를 구성하는 정극판(102)은, 정극 탭(105)까지 신장되어 있는 정극측 집전체(104a), 및 정극측 집전체(104a)의 일부의 양 주면에 각각 형성된 정극 활물질층을 갖고 있다. 정극판(102)을 구성하는 정극측 집전체(102a)로서는, 예를 들어 두께 20㎛ 정도의 알루미늄박, 알루미늄 합금박, 구리 티탄박, 또는, 스테인리스박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성할 수 있다.

정극판(102)을 구성하는 정극 활물질층은, 정극 활물질과, 카본 블랙 등의 도전제와, 폴리불화비닐리덴이나, 폴리4불화에틸렌의 수성 디스퍼젼 등의 결착제를 혼합한 것을, 정극측 집전체(104a)의 일부의 주면에 도포하고, 건조 및 프레스함으로써 형성되어 있다.

본 실시 형태에 관한 2차 전지(10)는, 정극판(102)을 구성하는 정극 활물질층 중에, 정극 활물질로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질, 즉, 충방전 곡선에 히스테리시스를 갖는 정극 활물질을 적어도 함유한다. 이러한 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다. 특히, 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 화합물은, 고전위이며 또한 고용량이므로, 정극 활물질로서, 이러한 화합물을 사용함으로써, 2차 전지(10)를 높은 에너지 밀도를 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 화합물은, 통상 고용체를 형성하고 있다.

(0＜a＜1, w＋x＋y＋z＝1, 0≤w, x, y, z≤1, A는 금속 원소)

또한, 상기 일반식 (1)로 나타내어지는 화합물에 있어서, A로서는, 금속 원소(Li, Ni, Co, Mn 이외의 금속 원소)이면 무엇이든지 좋고 특별히 한정되지 않지만, Fe, V, Ti, Al, Mg로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 그 중에서도 Ti가 특히 바람직하다.

또한, 상기 일반식 (1)에 있어서, w, x, y, z는, w＋x＋y＋z＝1, 0≤w, x, y, z≤1을 만족하는 범위이면 되고 특별히 한정되지 않지만, z＝0인 것이 바람직하다. 즉, 하기 일반식 (2)로 나타내어지는 화합물인 것이 보다 바람직하다.

(0＜a＜1, w＋x＋y＝1, 0≤w, x, y≤1)

또한, 정극 활물질층에는, 상술한 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질 이외의 정극 활물질, 예를 들어 니켈산리튬(LiNiO₂), 망간산리튬(LiMn₂O₄), 코발트산리튬(LiCoO₂) 등의 리튬 복합 산화물이나, LiFePO₄나 LiMnPO₄ 등을 함유하고 있어도 된다.

그리고, 이들 3매의 정극판(102)을 구성하는 각 정극측 집전체(102a)가, 정극 탭(105)에 접합되어 있다. 정극 탭(105)으로서는, 예를 들어 두께 0.2㎜ 정도의 알루미늄박, 알루미늄 합금박, 구리박 또는, 니켈박 등을 사용할 수 있다.

전극 적층체(101)를 구성하는 부극판(104)은, 부극 탭(106)까지 신장되어 있는 부극측 집전체(104a)와, 당해 부극측 집전체(104a)의 일부의 양 주면에 각각 형성된 부극 활물질층을 갖고 있다.

부극판(104)의 부극측 집전체(104a)는, 예를 들어 두께 10㎛ 정도의 니켈박, 구리박, 스테인리스박 또는, 철박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박이다.

또한, 부극판(104)을 구성하는 부극 활물질층은, 예를 들어 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소 또는, 흑연 등의 부극 활물질에, 폴리불화비닐리덴 등의 결착제와 N-2-메틸피롤리돈 등의 용제를 첨가하여 슬러리를 조제하여 부극측 집전체(104a)의 일부의 양 주면에 도포하고, 건조 및 프레스함으로써 형성되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에서는, 3매의 부극판(104)은, 부극판(104)을 구성하는 각 부극측 집전체(104a)가, 단일의 부극 탭(106)에 접합되는 구성으로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에서는, 각 부극판(104)은, 단일의 공통의 부극 탭(106)에 접합된 구성으로 되어 있다.

전극 적층체(101)의 세퍼레이터(103)는, 상술한 정극판(102)과 부극판(104)의 단락을 방지하는 것으로, 전해질을 보유 지지하는 기능을 구비해도 된다. 이 세퍼레이터(103)는, 예를 들어 두께 25㎛ 정도의 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등으로 구성되는 미다공성막이며, 과전류가 흐르면, 그 발열에 의해, 층의 공공(vacancy)이 폐색되어, 전류를 차단하는 기능도 갖는 것이다.

그리고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 정극판(102)과 부극판(104)은, 세퍼레이터(103)를 개재하여, 교대로 적층되고, 또한 그 최상층 및 최하층에 세퍼레이터(103)가 각각 적층되어 있고, 이에 의해, 전극 적층체(101)가 형성되어 있다.

2차 전지(10)에 함유되는 전해액은, 유기 액체 용매에 붕불화리튬(LiBF₄), 6불화인산리튬(LiPF₆) 등의 리튬염을 용질로서 용해시킨 액체이다. 전해액을 구성하는 유기 액체 용매로서는, 예를 들어 프로필렌카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC), 부틸렌카보네이트(BC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC), 포름산메틸(MF), 아세트산메틸(MA), 프로피온산메틸(MP) 등의 에스테르계 용매를 들 수 있고, 이들은 혼합하여 사용할 수 있다.

이상과 같이 구성되어 있는 전극 적층체(101)는, 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)(밀봉 수단)에 수용되어 밀봉되어 있다. 전극 적층체(101)를 밀봉하기 위한 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)는, 예를 들어 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 수지 필름이나, 알루미늄 등의 금속박의 양면을 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 수지로 라미네이트한, 수지-금속 박막 라미네이트재 등, 유연성을 갖는 재료로 형성되어 있고, 이들 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)를 열융착함으로써, 정극 탭(105) 및 부극 탭(106)을 외부로 도출시킨 상태에서, 전극 적층체(101)가 밀봉되게 된다.

또한, 정극 탭(105) 및 부극 탭(106)에는, 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)와 접촉하는 부분에, 상부 외장 부재(107) 및 하부 외장 부재(108)의 밀착성을 확보하기 위해, 시일 필름(109)이 설치되어 있다. 시일 필름(109)으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리에틸렌, 변성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌 또는, 아이오노머 등의 내전해액성 및 열융착성이 우수한 합성 수지 재료로 구성할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 2차 전지(10)는, 이상과 같이 구성된다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 2차 전지(10)의 충방전 특성에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 2차 전지(10)는, 정극 활물질로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질, 즉, 충방전 곡선에 히스테리시스를 갖는 정극 활물질을 사용하는 것이다. 그로 인해, 2차 전지(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, SOC＝0％로부터 SOC＝100％까지 충전을 행하고, 그 후, SOC＝100％로부터 SOC＝0％까지 방전을 행한 경우에는, 충전 시의 개로 전압 곡선과, 방전 시의 개로 전압 곡선이 상이하고, 히스테리시스를 갖는 것이 된다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, SOC＝0％로부터 SOC＝100％까지 충전을 행한 경우에 있어서의 충전 시 개로 전압 곡선을, 충전 시 기본 개로 전압 곡선 α로 하고, 반대로, SOC＝100％로부터 SOC＝0％까지 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 시 개로 전압 곡선을, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β로 한다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, SOC＝0％로부터, 2차 전지(10)의 충전을 행한 경우에는, 도 4 중에 나타내는 충전 시 기본 개로 전압 곡선 α에 따라, SOC의 상승에 수반하여, 2차 전지(10)의 개로 전압이 상승해 가게 된다. 그리고, 소정의 만충전 상태, 즉, 만충전 전압 V_max(SOC＝100％)까지 충전을 행한 후, 충전으로부터 방전으로 전환하여, 방전을 행한 경우에는, 도 4 중에 나타내는 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β에 따라, 방전되어 가게 된다.

즉, 2차 전지(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 동일한 SOC라도, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압의 값이 크게 상이하다고 하는 성질을 갖고 있다. 그로 인해, 예를 들어 도 4 중에 나타내는 바와 같이, SOC가 동일한 SOC₁이어도, 충전 시에는 개로 전압은 V₁ _{_1}로 되는 한편, 방전 시에는 개로 전압은 V₁ _{_2}로 되어, 충전 시와 방전 시에서 전압 차 ΔV＝V₁ _{_1}－V₁ _{_2}를 발생시키게 된다.

또한, 도 4에 있어서는, SOC＝0％로부터 SOC＝100％까지 충전을 행하고, 이어서, SOC＝100％로부터 SOC＝0％까지 방전을 행하는 장면을 예시하여 설명하였지만, 이러한 충방전 조작을, 임의의 SOC에 있어서 행한 경우(예를 들어, SOC＝30％로부터 SOC＝70％까지 충전하고, SOC＝70％로부터 SOC＝30％까지 방전한 경우 등)라도, 마찬가지로 충방전 곡선에 히스테리시스를 갖는 것이 된다.

한편, 도 5에, 충방전 곡선 A(도 5 중, 1점 쇄선으로 나타냄)로서 나타내는 바와 같이, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 SOC₂까지 방전을 행한 후, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 만충전 전압 V_max까지 충전을 행한 경우에는 다음과 같이 된다. 즉, 방전 시에는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지고, 그 후, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 충전 시 기본 개로 전압 곡선 α와는 상이한 충전 곡선이 되지만, 소정의 만충전 전압 V_max까지 충전을 행한 후, 다시, 방전을 행하면, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전이 행해지게 된다.

마찬가지로, 도 6에, 충방전 곡선 B(도 6 중, 파선으로 나타냄)로서, 충방전 곡선 A(도 6 중, 1점 쇄선으로 나타냄)로서 중첩하여 나타내는 바와 같이, 충방전 곡선 A와는 상이한 SOC인 SOC₃까지 방전을 행한 후, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 만충전 전압 V_max까지 충전을 행한 경우에도, 마찬가지의 경향을 나타내게 된다. 즉, 도 5, 도 6의 어느 장면에 있어서도, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 경우에는, 모두, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전이 행해지고, 이러한 경향은, 소정의 만충전 전압 V_max까지 충전할 때의 충전 개시 시의 SOC(예를 들어, 도 5, 도 6에 나타내는 예이면, SOC₂, SOC₃)에 상관없는 것이다. 즉, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 경우에는, 그 전의 충방전 이력에 관계없이, 일률적으로, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전이 행해지게 된다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 2차 전지(10)의 이러한 충방전 특성에 대해, 미리 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 곡선인 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를, 제어 장치(20)에 미리 기억시켜 두고, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 사용함으로써, 제어 장치(20)에 의해, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 경우에 있어서의, 2차 전지(10)의 SOC의 산출을 행하는 것이다. 또한, 구체적인 SOC의 산출 방법에 대해서는 후술한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지고, 그 후, 소정의 SOC(즉, SOC₂, SOC₃)에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 방전으로부터 충전으로 전환하였을 때의 충전 전환 시 SOC_charge마다, 충전 시의 개로 곡선은 상이한 것이 된다. 구체적으로는, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 충방전 곡선 A에 따라 충전이 행해지고, 한편, SOC₃에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 충방전 곡선 B에 따라 충전이 행해지게 된다. 즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 개로 전압이 동일한 V_b인 경우라도, 충전 전환 시 SOC_charge가, SOC₂인 충방전 곡선 A와, SOC₃인 충방전 곡선 B에서 상이하게 된다.

그로 인해, 본 실시 형태에서는, 2차 전지(10)의 이러한 충방전 특성에 대해, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전을 행하고, 그 후, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 다시, 충전을 행한 경우에 있어서의 충전 시의 개로 곡선을, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC로서, 상술한 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β와 함께, 제어 장치(20)에 미리 기억하는 구성으로 한다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전을 행한 후에, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 다시, 충전을 행하는 장면에 있어서는, 이 충전 전환 시 SOC_charge마다 기억한 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 사용함으로써, 제어 장치(20)에 의해, 2차 전지(10)의 SOC의 산출을 행한다. 또한, 구체적인 SOC의 산출 방법에 대해서는 후술한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전을 행한 후, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 상술한 바와 같이, 도 7에 있어서 충방전 곡선 C로서 나타내는 바와 같이, SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 따라, 충전이 행해지게 된다. 그리고, 그 후, SOC₄까지 충전을 행하고, 다시, 충전으로부터 방전으로 전환하여 방전을 행한 경우에는, 도 7에 있어서 충방전 곡선 C로서 나타내는 바와 같이, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂까지는, 충전으로부터 방전으로 전환한 SOC인 SOC₄에 따른 방전 곡선에 따라 방전이 행해지고, 한편, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂를 초과하면, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지게 된다. 또한, 도 7에 나타내는 충방전 곡선 C는, 다음의 충방전 동작을 행한 경우에 있어서의 충전 시 및 방전 시의 개로 곡선을 나타내는 것이다.

(1) 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전을 행한 후, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, SOC₄까지 충전

(2) SOC₄에 있어서, 충전으로부터 방전으로 전환하여, SOC₂를 초과하여, 임의의 SOC까지 방전

또한, 도 8에 충방전 곡선 D로서 나타내는 바와 같이, 도 7에 나타내는 충방전 곡선 C와 마찬가지로, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전을 행한 후, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 따라, 충전을 행한 후, 도 7에 나타내는 충방전 곡선 C와는 상이한 SOC인 SOC₅에 있어서, 다시, 충전으로부터 방전으로 전환하여 방전을 행한 경우에는, 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 방전 시의 개로 곡선은 상이한 것이 된다. 또한, 도 8에 나타내는 충방전 곡선 D는, 다음의 충방전 동작을 행한 경우에 있어서의 충전 시 및 방전 시의 개로 곡선을 나타내는 것이다.

(1) 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전을 행한 후, SOC₂에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, SOC₅까지 충전

(2) SOC₅에 있어서, 충전으로부터 방전으로 전환하여, SOC₆까지 방전

(3) SOC₆에 있어서, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 임의의 SOC까지 충전

여기서, 도 7, 도 8로부터도 확인할 수 있는 바와 같이, 충방전 곡선 C, D로 나타내는 바와 같이, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 따라, 충전을 행한 후, 충전으로부터 방전으로 전환하여, 방전을 행한 경우에는, 충전으로부터 방전으로 전환한 SOC인 방전 시 전환 SOC마다, 방전 시의 개로 전압 곡선은 상이한 것이 된다. 그러나 한편, 도 7에 있어서 충방전 곡선 C로서 나타내는 바와 같이, SOC₄에 있어서, 충전으로부터 방전으로 전환하여 방전을 행한 경우에는, 이러한 방전 시의 개로 전압은, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂까지는, 충전으로부터 방전으로 전환한 SOC인 SOC₄에 따른 방전 곡선에 따라 방전이 행해지는 한편, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂를 초과하면, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지게 된다.

덧붙여 말하면, 도 8의 충방전 곡선 D로 나타내는 바와 같이, SOC₅에 있어서, 충전으로부터 방전으로 전환하여 방전을 행한 경우에는, 충전으로부터 방전으로 전환한 SOC인 SOC₅에 따른 방전 곡선에 따라 방전이 행해지는 한편, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂에 도달하기 전에, 다시, 충전을 행한 경우에는, 다시, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라 충전이 행해지게 된다.

즉, 도 7, 도 8에 나타내는 충방전 곡선 C, D로부터, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라, 충전을 행한 후, 충전으로부터 방전으로 전환하여, 방전을 행한 경우에는, 다음과 같은 특성을 갖게 된다.

(A) 충전으로부터 방전으로 전환하였을 때의 방전 전환 시 SOC_discharge마다, 방전 시의 개로 곡선은 상이한 것이 된다.

(B) 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge를 초과하여 방전을 행한 경우에는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지게 된다.

(C) 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge에 도달하기 전에, 방전으로부터 충전으로 전환하여, 충전을 행한 경우에는, 충전으로 전환한 SOC에 관계없이, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라, 충전이 행해진다.

그로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 (A)의 특성을 고려하여, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라 충전을 행하고, 그 후, 충전으로부터 방전으로 전환하여, 다시, 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 시의 개로 곡선을, 충전 전환 시 SOC_charge 및 방전 전환 시 SOC_discharge마다, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서, 제어 장치(20)에 미리 기억하는 구성으로 한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 각 방전 전환 시 SOC_discharge에 대응한 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를, 제어 장치(20)에 미리 기억하는 구성으로 한다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 상술한 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같은 장면, 즉, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 방전을 행한 후, 방전으로부터 충전으로 전환하여 충전을 행한 후, 다시, 방전을 행하는 장면에 있어서, 이 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 사용함으로써, 제어 장치(20)에 의해, 2차 전지(10)의 SOC의 산출을 행한다. 또한, 구체적인 SOC의 산출 방법에 대해서는 후술한다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서는, 상기 (A)의 특성에 더하여, 상기 (B), (C)의 특성을 고려한 것으로 한다. 즉, 상기 (B)의 특성을 고려하면, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge에 도달하기 전은, 방전 시의 개로 곡선은, 방전 전환 시 SOC_discharge에 대응한 것으로 되는 한편, 충전 전환 시 SOC_charge를 초과하면, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따른 것이 된다. 또한, 상기 (C)의 특성을 고려하면, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge에 도달하기 전에, 다시, 충전을 행하면, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 따라 충전이 행해지게 된다. 그로 인해, 이들의 특성을 고려하면, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서는, 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge까지의 방전 시의 개로 곡선의 데이터를 기억해 두면 된다고 하는 것으로 되므로, 본 실시 형태에서는, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서, 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 관한 충전 전환 시 SOC_charge까지의 데이터를 기억하고 있는 구성으로 한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β는, 예를 들어 2차 전지(10)에 대해, 소정의 만충전 전압 V_max까지 실제로 충전을 행하고, 이어서, 실제로 방전을 행하였을 때에 있어서의 데이터를 실측함으로써 얻을 수 있다. 마찬가지로, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 대해서도, 소정의 SOC를 기점으로 충방전을 행하였을 때에 있어서의 데이터를 실측함으로써 얻을 수 있다.

또한, 도 4∼도 8에 있어서는, 일 실시예로서, 정극 활물질로서, 상기 일반식 (2)로 나타내어지는 화합물을 사용하고, 이것을 흑연 부극과 조합한 것을 사용한 경우의 충방전 특성을 나타내고 있지만, 이러한 구성에 특별히 한정되는 것은 아닌 것은 물론이다.

이어서, 본 실시 형태의 동작예를 설명한다. 도 9, 도 10은 본 실시 형태에 있어서의 SOC의 산출 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이하에 있어서는, 2차 전지(10)가 소정의 만충전 전압 V_max까지 충전된 후, 2차 전지(10)의 방전을 행하는 경우에 있어서의 동작예를 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 상술한 도 4∼도 8에 나타내는 구체적인 장면예를 적절히 참조하면서, 본 실시 형태의 동작예의 설명을 행한다.

우선, 스텝 S1에서는, 제어 장치(20)에 의해, 2차 전지(10)에 대해, 만충전 상태로부터 방전이 개시되었는지 여부의 판정이 행해진다. 방전이 개시된 경우에는, 스텝 S2로 진행하고, 한편, 방전이 개시되지 않은 경우에는, 스텝 S1에서 대기한다.

스텝 S2에서는, 제어 장치(20)에 의해, 제어 장치(20)에 미리 기억되어 있는 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 판독하는 처리가 실행된다.

이어서, 스텝 S3에서는, 제어 장치(20)에 의해, 전압계(50)에서 측정된 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류계(40)에서 측정된 2차 전지(10)의 전류값을 취득하고, 취득한 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류값으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 산출하는 처리가 실행된다. 또한, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압의 산출 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류값의 데이터를 복수 사용하여, 복수의 단자 전압 및 전류값의 데이터로부터, 회귀 직선을 사용하여, 전류값이 제로인 경우에 있어서의 단자 전압의 값을 추정하고, 이것을 개로 전압으로서 산출하는 방법 등을 들 수 있다.

스텝 S4에서는, 제어 장치(20)에 의해, 스텝 S2에서 판독한 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β에 기초하여, 스텝 S3에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 처리가 실행된다. 도 4에 나타내는 장면을 예시하여 설명하면, 예를 들어 스텝 S3에 있어서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압이, V₁ _{_2}인 경우에는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β로부터, 개로 전압 V₁ _{_2}에 대응하는 SOC, 즉, SOC₁이 2차 전지(10)의 현재의 SOC로서 산출된다.

스텝 S5에서는, 스텝 S4에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보가, 제어 장치(20)로부터, 표시 장치(60)로 송출되고, 표시 장치(60)에 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보를 표시시키는 처리가 행해진다.

이어서, 스텝 S6에서는, 제어 장치(20)에 의해, 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행되었는지 여부의 판정이 행해진다. 즉, 방전을 종료하여, 충전이 개시되었는지 여부의 판정이 행해진다. 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S7로 진행하고, 소정의 충방전을 종료하는 처리가 실행되거나(스텝 S7＝"예"), 혹은, 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행될 때까지(스텝 S6＝"예"), 스텝 S2∼S7의 처리를 반복해서 실행한다. 즉, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 사용하여, 방전 시에 있어서의, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출이 반복해서 실행된다.

한편, 스텝 S7에 있어서, 소정의 충방전을 종료하는 처리가 실행된 경우에는, 본 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S6에 있어서, 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행되었다고 판단된 경우에는, 스텝 S8로 진행한다.

스텝 S8에서는, 제어 장치(20)에 의해, 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행되었을 때에 있어서의 2차 전지(10)의 SOC를, 충전 전환 시 SOC_charge로 설정하는 처리가 실행됨과 함께, 제어 장치(20)에 의해, 제어 장치(20)에 미리 기억되어 있는, 충전 전환 시 SOC_charge에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 판독하는 처리가 실행된다. 즉, 예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이, 충전 전환 시 SOC_charge가, SOC₂인 경우에는, SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 판독하는 처리가 실행된다.

이어서, 스텝 S9에서는, 제어 장치(20)에 의해, 전압계(50)에서 측정된 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류계(40)에서 측정된 2차 전지(10)의 전류값을 취득하고, 취득한 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류값으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 산출하는 처리가 실행된다. 또한, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압의 산출 방법으로서는, 상술한 스텝 S3과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.

스텝 S10에서는, 제어 장치(20)에 의해, 스텝 S8에서 판독한 충전 전환 시 SOC_charge에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 기초하여, 스텝 S9에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 처리가 실행된다. 도 5에 나타내는 장면을 예시하여 설명하면, 예를 들어 스텝 S9에 있어서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압이, V_a인 경우에는, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)로부터, 개로 전압 V_a에 대응하는 SOC, 즉, SOC_a가 2차 전지(10)의 현재의 SOC로서 산출된다.

스텝 S11에서는, 스텝 S10에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보가, 제어 장치(20)로부터, 표시 장치(60)로 송출되고, 표시 장치(60)에 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보를 표시시키는 처리가 행해진다.

이어서, 스텝 S12에서는, 제어 장치(20)에 의해, 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하는 처리가 실행되었는지 여부의 판정이 행해진다. 즉, 충전을 종료하여, 방전이 개시되었는지 여부의 판정이 행해진다. 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하는 처리가 실행되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S13으로 진행하고, 소정의 충방전을 종료하는 처리가 실행되거나(스텝 S13＝"예"), 혹은, 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하는 처리가 실행될 때까지(스텝 S12＝"예"), 스텝 S8∼S13의 처리를 반복해서 실행한다. 즉, 충전 전환 시 SOC_charge에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC를 사용하여, 충전 시에 있어서의, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출이 반복해서 실행된다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 장면을 예시하면, SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 사용하여, 충전 시에 있어서의, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출이 반복해서 실행되게 된다.

한편, 스텝 S13에 있어서, 소정의 충방전을 종료하는 처리가 실행된 경우에는, 본 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S12에 있어서, 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하는 처리가 실행되었다고 판단된 경우에는, 도 10에 나타내는 스텝 S14로 진행한다.

스텝 S14에서는, 제어 장치(20)에 의해, 다시, 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하는 처리가 실행되었을 때에 있어서의 2차 전지(10)의 SOC를, 방전 전환 시 SOC_discharge로 설정하는 처리가 실행됨과 함께, 제어 장치(20)에 의해, 제어 장치(20)에 미리 기억되어 있는, 충전 전환 시 SOC_charge 및 방전 전환 시 SOC_discharge에 대응하는 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 판독하는 처리가 실행된다. 도 7에 나타내는 장면을 예시하여 설명하면, 도 7 중의 충방전 곡선 C와 같이, SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 따라 충전이 행해지고 있는 장면에 있어서, SOC₄에 있어서, 충전 상태로부터 방전 상태로 전환하였을 때에 있어서는, 충전 전환 시 SOC_charge가 SOC₂이며, 또한, 방전 전환 시 SOC_discharge가 SOC₄인 경우에 있어서의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC, 즉, 충방전 곡선 C에 대응하는 전압 곡선을 판독하는 처리가 실행된다.

이어서, 스텝 S15에서는, 제어 장치(20)에 의해, 전압계(50)에서 측정된 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류계(40)에서 측정된 2차 전지(10)의 전류값을 취득하고, 취득한 2차 전지(10)의 단자 전압 및 전류값으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 산출하는 처리가 실행된다. 또한, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압의 산출 방법으로서는, 상술한 스텝 S3과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.

스텝 S16에서는, 제어 장치(20)에 의해, 스텝 S15에서 판독한 충전 전환 시 SOC_charge 및 방전 전환 시 SOC_discharge에 대응하는 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하여, 스텝 S15에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 처리가 실행된다. 도 7에 나타내는 장면을 예시하여 설명하면, 예를 들어 스텝 S15에 있어서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압이, V_c인 경우에는, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂ 및 방전 전환 시 SOC_discharge인 SOC₄에 대응하는 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC(즉, 충방전 곡선 C에 대응하는 전압 곡선)로부터, 개로 전압 V_c에 대응하는 SOC, 즉, SOC_c가 2차 전지(10)의 현재의 SOC로서 산출된다.

스텝 S17에서는, 스텝 S10에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보가, 제어 장치(20)로부터, 표시 장치(60)로 송출되고, 표시 장치(60)에 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 정보를 표시시키는 처리가 행해진다.

이어서, 스텝 S18에서는, 제어 장치(20)에 의해, 스텝 S16에서 산출된 2차 전지(10)의 현재의 SOC가, 충전 전환 시 SOC_charge보다도 낮은 값인지 여부의 판정이 행해진다. 즉, 도 7에 나타내는 장면을 예시하여 설명하면, 방전 전환 시 SOC_discharge인 SOC₄로부터 방전을 개시하여, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂를 초과하여, 방전이 행해졌는지 여부의 판단이 행해진다. 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂를 초과하여 방전이 행해진 경우에는, 상술한 바와 같이, 그 후의 방전은, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 행해지게 되므로(도 7 참조), 스텝 S2로 되돌아가, 상술한 스텝 S2∼S7에 있어서, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 사용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출 처리가 실행된다.

한편, 현재의 2차 전지(10)의 SOC가, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂보다도 높은 값인 경우에는, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂를 초과하여, 방전이 행해지거나(스텝 S18＝"예"), 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행되거나(스텝 S19＝"예"), 혹은, 충방전 동작을 종료하는 처리가 실행될 때까지(스텝 S20＝"예"), 스텝 S14∼S20을 반복해서 실행하게 된다. 즉, 제어 장치(20)에 의해, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂ 및 방전 전환 시 SOC_discharge인 SOC₄에 대응하는 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC(즉, 충방전 곡선 C에 대응하는 전압 곡선)를 사용하여 반복해서, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출이 실행되게 된다.

또한, 스텝 S19에 있어서, 제어 장치(20)에 의해, 방전 상태로부터 충전 상태로 전환하는 처리가 실행된 경우에는, 도 8에 나타내는 충방전 곡선 D와 같이, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 따라 충전이 행해지게 되므로, 이 경우에는, 스텝 S8로 되돌아가, 상술한 스텝 S8∼S13에 있어서, 충전 전환 시 SOC_charge인 SOC₂에 대응하는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC(즉, 충방전 곡선 A에 대응하는 전압 곡선)를 사용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출 처리가 실행된다. 또한, 스텝 S20에 있어서, 소정의 충방전을 종료하는 처리가 실행된 경우에는, 본 처리를 종료한다.

본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 상태, 즉, 만충전 전압 V_max(SOC＝100％)로부터 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 곡선을, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β로서 미리 기억해 두고, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 경우에, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 것이다. 그로 인해, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행하였을 때에 있어서의, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 고정밀도로 산출할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템이, 전동 차량에 적용되는 경우에는, 통상 2차 전지(10)는, 소정의 만충전 상태까지 충전된 후에 사용되게 되고, 이러한 경우에는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라, 방전이 행해지게 되므로, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 사용함으로써, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 적절하게 산출하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 방전으로부터 충전으로 전환하였을 때에 있어서의 충전 곡선을, 충전 전환 시 SOC_charg마다, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC로서, 미리 기억해 두고, 이와 같이, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 다시, 충전을 행한 경우에, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 것이다. 그로 인해, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 경우에 더하여, 또한 다시, 충전을 행한 경우에 있어서도, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 고정밀도로 산출할 수 있다.

덧붙여 말하면, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 다시, 충전을 행하고, 그 후, 충전으로부터 방전으로 다시 전환하였을 때에 있어서의 방전 곡선을, 충전 전환 시 SOC_charg마다, 및, 방전 전환 시 SOC_discharge마다, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서, 미리 기억해 두고, 이와 같이, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 충전을 행하고, 다시, 방전을 행한 경우에, 이 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 것이다. 그로 인해, 본 실시 형태에 따르면, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 후에 충전을 행하고, 그 후, 다시, 방전을 행한 장면에 있어서도, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 고정밀도로 산출할 수 있다.

특히, 본 실시 형태에 관한 2차 전지의 제어 시스템이, 전동 차량에 적용되는 경우에는, 통상 2차 전지(10)는, 소정의 만충전 상태까지 충전된 후에 사용되게 되므로, 상술한 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 충전 전환 시 SOC_charg마다의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC에 더하여, 충전 전환 시 SOC_charg마다, 및, 방전 전환 시 SOC_discharge마다, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 미리 기억해 두고, 이것을 사용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출을 행함으로써, 폭넓은 장면에 있어서, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 고정밀도로 산출하는 것이 가능해진다.

《제2 실시 형태》

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태는, 이하에 설명하는 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ를 사용하여, 2차 전지(10)의 SOC를 산출하는 것 이외는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성을 갖고, 또한, 마찬가지로 동작한다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 2차 전지(10)는, 도 4∼도 8에 나타내는 바와 같이, 충전 시와 방전 시를 비교하여, 동일한 SOC인 경우에는, 모두 충전 시의 쪽이, 개로 전압이 높아지고, 또한, 방전 시의 쪽이, 개로 전압이 낮아진다고 하는 특성을 갖고 있다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, SOC가 동일한 SOC₁이라도, 충전 시에는 개로 전압은 V₁ _{_1}이 되는 한편, 방전 시에는 개로 전압은 V_{1_2}가 되고, 충전 시의 쪽이, 개로 전압이 높아진다고 하는 특성이 있다. 그리고, 이러한 특성은, 도 5∼도 8에 나타내는 바와 같이, 어느 SOC로부터 충전 및 방전을 행한 경우라도 마찬가지의 경향이 있다.

또한, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에 있어서는, 상기한 특성에 더하여, 다음과 같은 특성도 갖는다. 즉, 충전 시와 방전 시를 비교하여, 동일한 개로 전압인 경우에는, 모두 충전 시의 쪽이, SOC가 낮아지고, 또한, 방전 시의 쪽이, SOC가 높아진다고 하는 특성을 갖는다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 개로 전압이 동일한 V₁ _{_1}이라도, 충전 시에는 SOC는 SOC₁이 되는 한편, 방전 시에는 SOC는 SOC₇이 되고, 충전 시의 쪽이, SOC가 낮아진다고 하는 특성이 있다. 그리고, 이러한 특성은, 도 5∼도 8에 나타내는 바와 같이, 어느 SOC로부터 충전 및 방전을 행한 경우라도 마찬가지의 경향이 있다.

그로 인해, 본 실시 형태에서는, 상기 특성을 이용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC의 산출을 행한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, SOC＝0％로부터 SOC＝100％까지 충전을 행한 경우에 있어서의 충전 시 개로 전압 곡선인 충전 시 기본 개로 전압 곡선 α와, SOC＝100％로부터 SOC＝0％까지 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 시 개로 전압 곡선인 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β 사이에, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ를 설정하고, 이 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ를 사용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출한다. 또한, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ의 설정 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 2차 전지(10)에 대해, 서로 상이한 복수의 SOC로부터 충전 및 방전을 행하는 동작을 복수 행하고, 얻어진 SOC-개로 전압 곡선에 기초하여 설정하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 이 경우에 있어서는, 얻어진 SOC-개로 전압 곡선으로부터, 충전 시의 곡선과, 방전 시의 곡선의 중간 위치에, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ가 위치하도록 설정하는 방법이 바람직하다.

그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 도 11에 나타내는 바와 같이, 2차 전지(10)의 개로 전압이 V₅인 경우에는, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ 상에 있어서는, 개로 전압 V₅에 대응하는 SOC는, SOC₈로 되는 한편, 충전 시에는, 개로 전압 V₅에 대응하는 SOC는, SOC₈보다도 낮은 SOC가 되고, 또한, 방전 시에는, 개로 전압 V₅에 대응하는 SOC는, SOC₈보다도 높은 SOC가 된다. 예를 들어, 도 11에 나타내는 바와 같이, 충전 시 기본 개로 전압 곡선 α를 따라 충전이 행해지는 경우에는, 개로 전압 V₅에 대응하는 SOC는, SOC₈보다도 낮은 SOC₉가 되고, 한편, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β를 따라 충전이 행해지는 경우에는, 개로 전압 V₅에 대응하는 SOC는, SOC₈보다도 높은 SOC₁₀이 된다.

그로 인해, 본 실시 형태에서는, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ 상에 있어서, 2차 전지(10)의 개로 전압에 대응하는 SOC를 대응 SOC_ref로서 구하고, 충전 시에는, 대응 SOC_ref를, 1 미만의 소정의 보정 계수 C_charge(C_charge＜1)로 보정함으로써 산출되는 SOC(＝SOC_ref×C_charge)를, 2차 전지(10)의 현재의 SOC로서 산출한다. 혹은, 방전 시에는, 대응 SOC_ref를, 1보다 큰 소정의 보정 계수 C_discharge(C_discharge＞1)로 보정함으로써 산출되는 SOC(＝SOC_ref×C_discharge)를, 2차 전지(10)의 현재의 SOC로서 산출한다. 또한, 이때에 사용하는 보정 계수 C_charge, C_discharge로서는, 특별히 한정되지 않고, 미리 정해진 소정의 상수로 해도 되고, 혹은, 2차 전지(10)의 충방전 특성을 고려하여 설정되는 변수로 해도 된다.

예를 들어, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에 있어서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 충전 시에 있어서는, 충전 개시 시의 SOC가 높을수록(즉, 만충전 상태에 가까울수록), 개로 전압이 동일한 경우라도, SOC는 높아지는 경향이 있다(즉, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ에 근접하는 경향이 있음). 그로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 충전 시에는, 충전 개시 시의 SOC가 높을수록, 보정 계수 C_charge를 1에 가까운 값으로 설정하는 형태로 할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에 있어서는, 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 방전 시에 있어서는, 방전 개시 시의 SOC가 낮을수록(즉, 완전 방전 상태에 가까울수록), 개로 전압이 동일한 경우라도, SOC는 낮아지는 경향이 있다(즉, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ에 근접하는 경향이 있음). 그로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 방전 시에는, 방전 개시 시의 SOC가 낮을수록, C_discharge를 1에 가까운 값으로 설정하는 형태로 할 수 있다.

이러한 제2 실시 형태에 따르면, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ를 설정하고, 충전 중인지 방전 중인지에 따라, 기준 SOC-개로 전압 곡선 δ에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 것이므로, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 비교적 간편하고, 또한 고정밀도로 산출할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기한 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

예를 들어, 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 소정의 만충전 상태로부터 방전을 행한 경우에 있어서의 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β로서, SOC＝100％에 있어서의 만충전 전압 V_max로부터 방전을 행한 것을 사용하는 경우를 예시하였지만, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β로서는, 2차 전지(10)의 전지 설계나, 2차 전지(10)를 실제로 사용하는 충방전 시스템 설계에 대응한 것으로 적절히 설정하면 된다. 즉, 예를 들어 소정의 만충전 상태를, 2차 전지(10)를 구성하는 정극 활물질 및 부극 활물질로부터 감안되는 이상의 만충전 상태(이것을 100％ 충전 상태로 함)로 반드시 설정할 필요는 없고, 예를 들어 이상의 만충전 상태보다도 약간 낮은 95％ 충전 상태를, 소정의 만충전 상태로 설정해도 된다. 단, 본 실시 형태의 효과를 보다 높인다고 하는 관점에서, 이러한 소정의 만충전 상태로서는, 100％ 충전 상태에 가까운 것으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로서, 실제로 충전 및 방전을 행하였을 때에 있어서의 데이터를 실측한 것 대신에, 상기 데이터로부터, 소정의 SOC 간격마다(예를 들어, 1％ 간격마다), 대응하는 개로 전압을 추출하여 이루어지는 간헐 데이터를 사용해도 되고, 이러한 간헐 데이터를 사용함으로써, 제어 장치(20)의 데이터 용량의 저감이 가능해진다.

또한, 이러한 간헐 데이터를 사용하는 경우에 있어서는, 제어 장치(20)는, 산출된 개로 전압으로부터, 데이터 근사에 의해, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 구하는 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 나타내는 바와 같이, 간헐 데이터 중에 있어서, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 E로 하고, 대응하는 SOC가 기억되어 있는 개로 전압 중, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 E보다도 큰 값을 갖는 것이며, 또한, 개로 전압 E에 가장 가까운 것을 E_n, 또한, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압을 E 이하의 값을 갖는 것이며, 또한, 개로 전압 E에 가장 가까운 것을 E_n _＋1로 하고, 이들 개로 전압 E_n, E_n _＋1에 대응하는 SOC를, SOC_n, SOC_n _＋1로 한 경우에, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압 E에 대응하는 SOC인 SOC(E)는, 하기 식 (3), (4)에 따라, 산출할 수 있다.

혹은, 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 충전 전환 시 SOC_charge마다 설정되는, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC로서, 소정의 SOC 간격마다(예를 들어, 1％ 간격마다), 간헐적으로 전압 곡선을 설정하고, 이것을 기억하는 구성이어도 되고, 이 경우에 있어서도, 상기 식 (3), (4)에 따라, 제어 장치(20)에 기억되어 있는 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 중, 충전 전환 시 SOC_charge의 값이 가장 가까운 것을 사용하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 구성으로 할 수 있다. 나아가서는, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 및 방전 전환 시 SOC_discharge마다 설정되는, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 대해서도, 마찬가지로, 소정의 SOC 간격마다(예를 들어, 1％ 간격마다), 간헐적으로 전압 곡선을 설정하고, 이것을 기억하는 구성이어도 되고, 이 경우에 있어서도, 마찬가지로, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 구성으로 할 수 있다. 특히, 이와 같이 간헐적으로, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 기억하는 구성으로 함으로써, 제어 장치(20)의 데이터 용량의 가일층의 저감이 가능해진다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 개로 전압으로부터, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 구하는 방법을 채용하였지만, 이러한 방법 대신에, 전류 적산에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 구성으로 해도 된다. 즉, 전류계(40)에 의해 검출된 방전 개시 시로부터의 충방전 전류를 연속적으로 적산하고, 적산 결과에 기초하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 구성으로 해도 된다. 그리고, 이 경우에 있어서는, 예를 들어 전류 적산에 의한 SOC의 산출을 소정의 제1 간격(예를 들어, 10msec 간격)으로 행함과 함께, 제1 간격보다도 긴 소정의 제2 간격(예를 들어, 수 분∼수 십분 정도)으로, 상술한 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하는 SOC의 산출을 아울러 행함으로써, 이들 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하는 SOC의 산출 결과에 기초하여, 전류 적산에 의한 SOC의 산출 결과를 보정하는 구성으로 할 수 있다. 특히, 이러한 방법을 이용함으로써, 연산 부하가 비교적 가벼운 전류 적산에 의해, SOC의 산출을 행하는 한편, 방전 시 기본 개로 전압 곡선 β, 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC에 기초하는 SOC의 산출 결과에 기초하여, 전류 적산에 의한 SOC의 산출 결과를 보정함으로써, SOC의 산출 정밀도를 양호한 것으로 할 수 있다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에서는, 충전 전환 시 SOC_charge 및 방전 전환 시 SOC_discharge마다, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하는 구성을 예시하였지만, 충전 전환 시 SOC_charge에 대해서만, 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하는 구성으로 해도 된다. 즉, 충전 전환 시 SOC_charge에 대해, 하나의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하는 구성으로 해도 된다. 여기서, 본 실시 형태의 2차 전지(10)에 있어서는, 도 7, 도 8을 참조한 경우에, 충전 전환 시 SOC_charge가 모두 SOC₂인 경우에는, 방전 전환 시 SOC_discharge가 SOC₄, SOC₅와 상이한 경우라도, 방전 시의 개로 전압 곡선은, 비교적 근사한 것이 되는 경향이 있다.

그로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 하나의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하고, 이것을 사용하는 것 이외는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 산출하는 구성으로 해도 된다. 특히, 이러한 구성을 채용함으로써, 보존해야 하는 데이터 혹은 연산 부하를 저감하면서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지(10)의 현재의 SOC를 고정밀도로 산출할 수 있다.

또한, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 하나의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 충전 전환 시 SOC_charge마다, 하나의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 제어 장치(20)에 미리 기억시켜 두는 구성으로 하고, 충전으로부터 방전으로 전환되었을 때에 이것을 취득하는 구성으로 할 수 있다. 혹은, 충전으로부터 방전으로 전환되었을 때에, 충전 전환 시 SOC_charge에 대응하는, 하나의 재충전 시 개로 전압 곡선 γ_SOC 및 하나의 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를, 그때마다 산출하는 구성으로 해도 된다. 또한, 충전 전환 시 SOC_charge에 대응하는 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC를 설정하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 충전 전환 시 SOC_charge로부터, 만충전까지의 중간 SOC_mid[SOC_mid＝(100-SOC_charge)/2]를 산출하고, 중간 SOC_mid로부터, 방전을 행한 경우의 방전 시의 개로 전압 곡선을, 재방전 시 개로 전압 곡선 δ_γ- _SOC로 할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 2차 전지(10)는 본 발명의 2차 전지에, 제어 장치(20)는 본 발명의 기억 수단, SOC 산출 수단, 충전 개시 시 SOC 검출 수단, 제1, 제2 취득 수단, 제1∼제3 기억 수단, 제1∼제3 SOC 산출 수단, 충방전 전류 적산 수단 및 보정 수단에, 각각 상당한다.

Claims

정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 제어 장치이며,
상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 기준 SOC-개로 전압 곡선을 기억하는 기억 수단과,
상기 기준 SOC-개로 전압 곡선에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압으로부터, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는 SOC 산출 수단을 구비하고,
상기 SOC 산출 수단은,
상기 2차 전지의 충전 시에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 낮은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하고,
상기 2차 전지의 방전 시에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 높은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하는, 2차 전지의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 SOC 산출 수단은,
상기 2차 전지의 충전 시에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값에, 1 미만의 소정의 제1 보정 계수를 곱한 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하고,
상기 2차 전지의 방전 시에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값에, 1보다 큰 소정의 제2 보정 계수를 곱한 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하는, 2차 전지의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 SOC 산출 수단은,
충전 개시 시의 상기 2차 전지의 SOC가, 소정의 만충전 상태에 가까울수록, 상기 제1 보정 계수를 1에 가까운 값으로 설정하고,
방전 개시 시의 상기 2차 지전지의 SOC가, 소정의 완전 방전 상태에 가까울수록, 상기 제2 보정 계수를 1에 가까운 값으로 설정하는, 2차 전지의 제어 장치.
정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 제어 장치이며,
상기 2차 전지의 충전을 개시하였을 때에 있어서의 상기 2차 전지의 SOC를 충전 개시 시 SOC로서 검출하는 충전 개시 시 SOC 검출 수단과,
상기 충전 개시 시 SOC로부터 충전을 행하였을 때에 있어서의, 충전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 충전 시 개로 전압 정보로서 취득하는 제1 취득 수단과,
상기 충전 개시 시 SOC로부터 충전을 행한 후, 다시, 방전을 행하였을 때에 있어서의, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 방전 시 개로 전압 정보로서 취득하는 제2 취득 수단과,
상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는 SOC 산출 수단을 구비하고,
상기 SOC 산출 수단은,
상기 충전 개시 시 SOC로부터 충전이 행해진 후에 있어서, 상기 2차 전지가 충전 중인 경우에는, 상기 제1 취득 수단에 의해 취득한 상기 충전 시 개로 전압 정보에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압으로부터, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하고,
상기 충전 개시 시 SOC로부터 충전이 행해진 후에 있어서, 상기 2차 전지가 방전 중인 경우에는, 상기 제2 취득 수단에 의해 취득한 상기 방전 시 개로 전압 정보에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압으로부터, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는, 2차 전지의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 취득 수단은, 상기 2차 전지의 충전이 개시되었을 때에, 상기 충전 개시 시 SOC에 대응하는, 충전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 충전 시 개로 전압 정보로서 연산하고,
상기 제2 취득 수단은, 상기 2차 전지의 방전이 개시되었을 때에, 상기 충전 개시 시 SOC에 대응하는, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 방전 시 개로 전압 정보로서 연산하는, 2차 전지의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 충전 개시 시 SOC마다, 상기 충전 시 개로 전압 정보 및 상기 방전 시 개로 전압 정보를 기억하는 기억 수단을 더 구비하고,
상기 제1 취득 수단은, 상기 2차 전지의 충전이 개시되었을 때에, 상기 기억 수단으로부터, 상기 충전 개시 시 SOC에 대응하는 상기 충전 시 개로 전압 정보를 판독하고,
상기 제2 취득 수단은, 상기 2차 전지의 방전이 개시되었을 때에, 상기 기억 수단으로부터, 상기 충전 개시 시 SOC에 대응하는 상기 방전 시 개로 전압 정보를 판독하는, 2차 전지의 제어 장치.
정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 제어 장치이며,
상기 2차 전지를 소정의 만충전 상태까지 충전시킨 후, 만충전 상태로부터 방전을 행하였을 때에 있어서의, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 기본 방전 개로 전압 정보로서 기억하는 제1 기억 수단과,
만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 다시 충전을 행하였을 때에 있어서의, 충전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 다시 충전을 행하였을 때의 충전 개시 시의 SOC마다, 재충전 시 개로 전압 정보로서 기억하는 제2 기억 수단을 구비하고,
상기 기본 방전 개로 전압 정보에 기초하여, 만충전 상태로부터 방전을 행하였을 때에 있어서의, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는 제1 SOC 산출 수단과,
상기 재충전 시 개로 전압 정보에 기초하여, 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 다시 충전을 행하였을 때에 있어서의, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는 제2 SOC 산출 수단을 구비하는, 2차 전지의 제어 장치.
제7항에 있어서, 만충전 상태로부터 방전을 행하고, 다시 충전을 행한 후에, 다시 방전을 행하였을 때에 있어서의, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를, 다시 충전을 행하였을 때의 충전 개시 시의 SOC 및 다시 방전을 행하였을 때의 방전 개시 시의 SOC마다, 재방전 시 개로 전압 정보로서 기억하는 제3 기억 수단과,
상기 재방전 시 개로 전압 정보에 기초하여, 만충전 상태로부터 방전을 행하고, 다시 충전을 행한 후에, 다시 방전을 행하였을 때에 있어서의, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는 제3 SOC 산출 수단을 구비하는, 2차 전지의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 제3 기억 수단은, 상기 재방전 시 개로 전압 정보로서, 다시 방전을 행하였을 때의 방전 개시 시의 SOC로부터, 다시 충전을 행하였을 때의 충전 개시 시의 SOC까지 방전을 행한 경우의, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를 기억하고 있고,
상기 제3 SOC 산출 수단은, 다시 충전을 행하였을 때의 충전 개시 시의 SOC까지는, 상기 재방전 시 개로 전압 정보에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하고, 다시 충전을 행하였을 때의 충전 개시 시의 SOC를 초과하여 방전이 행해진 경우에는, 상기 기본 방전 개로 전압 정보에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는, 2차 전지의 제어 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 기억 수단, 상기 제2 기억 수단 및 상기 제3 기억 수단은, 상기 기본 방전 개로 전압 정보, 상기 재충전 시 개로 전압 정보 및 상기 재방전 시 개로 전압 정보로서, 소정의 SOC 간격마다, 방전 과정 또는 충전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계를 간헐적으로 기억하고 있고,
상기 제1 SOC 산출 수단, 상기 제2 SOC 산출 수단 및 상기 제3 SOC 산출 수단은, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압으로부터, 하기 식 (I), (II)에 따라, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는, 2차 전지의 제어 장치.

[상기 식 (I), (II)에 있어서,
E는, 2차 전지의 현재의 개로 전압,
E_n은, 대응하는 SOC가 상기 제1 기억 수단, 상기 제2 기억 수단 또는 상기 제3 기억 수단에 기억되어 있는 개로 전압이며, 2차 전지의 현재의 개로 전압 E보다도 큰 값을 갖는 것이며, 또한, 2차 전지의 현재의 개로 전압 E에 가장 가까운 것,
E_n _＋1은, 대응하는 SOC가 상기 제1 기억 수단, 상기 제2 기억 수단 또는 상기 제3 기억 수단에 기억되어 있는 개로 전압이며, 2차 전지의 현재의 개로 전압 E 이하의 값을 갖는 것이며, 또한, 2차 전지의 현재의 개로 전압 E에 가장 가까운 것,
SOC_n은, 개로 전압 E_n에 대응하는 SOC,
SOC_n _＋1은, 개로 전압 E_n _＋1에 대응하는 SOC,
SOC(E)는, 2차 전지의 현재의 개로 전압 E에 대응하는 SOC임]
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정극 활물질이, 하기 일반식 (III)로 나타내어지는 화합물을 포함하는, 2차 전지의 제어 장치.

[상기 식 (III)에 있어서, 0＜a＜1, w＋x＋y＋z＝1, 0≤w, x, y, z≤1, A는 금속 원소임]
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 전지의 충방전 전류를 적산함으로써, 전류 적산에 기초하는 SOC를 산출하는 충방전 전류 적산 수단과,
상기 충방전 전류 적산 수단은, 상기 제1 SOC 산출 수단, 제2 SOC 산출 수단 또는 제3 SOC 산출 수단에 의해 산출된 상기 2차 전지의 현재의 SOC에 기초하여, 상기 충방전 전류 적산 수단에 의해 산출된 전류 적산에 기초하는 SOC를 보정하는 보정 수단을 구비하는, 2차 전지의 제어 장치.
정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 SOC를 검출하는 방법이며,
상기 2차 전지가 충전 중인지 방전 중인지를 검출하고,
상기 2차 전지가 충전 중인 경우에는, 2차 전지의 현재의 SOC를 산출할 때에 기준으로 되는, SOC와 개로 전압의 관계를 나타내는 소정의 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 낮은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하고,
상기 2차 전지가 방전 중인 경우에는, 상기 기준 SOC-개로 전압 곡선 상에 있어서, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 대응하는 SOC의 값보다도 높은 값을, 상기 2차 전지의 현재의 SOC로서 산출하는, 2차 전지의 SOC 검출 방법.
정극 재료로서, 충전 시와 방전 시에서 개로 전압 곡선이 상이한 정극 활물질을 사용한 2차 전지의 SOC를 검출하는 방법이며,
상기 2차 전지를 소정의 만충전 상태까지 충전시킨 후, 만충전 상태로부터 방전을 행하였을 때에 있어서의, 방전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계, 및, 만충전 상태로부터 방전을 행한 후, 다시 충전을 행하였을 때에 있어서의, 충전 과정에 있어서의 SOC와 개로 전압의 관계와, 상기 2차 전지의 현재의 개로 전압에 기초하여, 상기 2차 전지의 현재의 SOC를 산출하는, 2차 전지의 SOC 검출 방법.