JP5783051B2 - 二次電池および二次電池の残存容量算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両に搭載されて走行駆動源として機能する二次電池、および二次電池の残存容量を算出する装置に関する。

二次電池の残容量（ＳＯＣ：state of charge）が適正範囲を超えて少なくなる過放電や、適正範囲を超えて多くなる過充電の状態に陥ると、二次電池の劣化が促進されてしまう。そのため、ＳＯＣが適正範囲内となるように充放電制御することが必要であり、そのためには、ＳＯＣを高精度で算出する必要がある。そして、充放電していない時の二次電池の端子電圧とＳＯＣとは相関（図２（ａ）中の特性線Ｌｍ参照）があるため、二次電池の電圧を検出し、その検出値からＳＯＣを算出することができる。

ところで、上述した過充電の状態に陥ると、二次電池が異常発熱して熱損傷することが懸念される。この懸念に対し、例えば、オリビン構造を有するリチウム金属リン酸塩が正極に含まれたリチウム電池等、近年では熱損傷に有利な二次電池が開発されてきている（特許文献１、２参照）。

但し、このように熱損傷に有利な二次電池は、ＳＯＣの適正範囲において、ＳＯＣの変化に対する電圧の変化が小さい。上述した特性線Ｌｍの例で言うと、適正範囲内（ｍ１＜ＳＯＣ＜ｍ３）の傾きは、適正範囲外の傾きに比べて小さい。そのため、適正範囲において電圧検出値からＳＯＣを算出するにあたり、ＳＯＣを高精度で算出できないとの問題が生じる。

この問題に対し、特許文献２では、複数の主要電池セルを直列接続して二次電池を構成するにあたり、電圧検出用の電池セル（検出電池セル）を１つだけ、複数の主要電池セルに直列接続している。そして、主要電池セルの電極とは異なる材料の電極で検出電池セルを構成することで、検出電池セルの特性線Ｌｘ（図２（ａ）参照）の傾きが主要電池セルの特性線Ｌｍの傾きより大きくなるように設定している。

これによれば、検出電池セルの電圧検出値から検出電池セルのＳＯＣ（ｓ）を高精度で算出できる。そして、このＳＯＣ（ｓ）と主要電池セルのＳＯＣ（ｍ）との対応関係からＳＯＣ（ｍ）を算出でき、ひいては二次電池全体のＳＯＣを算出できる。したがって、複数の主要電池セルが主体となる二次電池の適正範囲について、傾きが大きい特性線Ｌｘに基づき二次電池のＳＯＣを高精度で算出できるようになる。

特開２００９−２９６６９９号公報 特開２００７−２２０６５８号公報

しかしながら、上記特許文献２による二次電池では、電極材料が異なる２種類の電池セル（主要電池セルおよび検出電池セル）を準備することを要するため、二次電池の生産性が極めて悪くなる。

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、生産性悪化を抑制しつつ残容量を高精度で算出できるようにした二次電池、および二次電池の残存容量算出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

第１の発明では、直列接続された複数の主要電池セルに、電圧検出用電池を直列接続して構成された二次電池であって、前記電圧検出用電池の電極を前記主要電池セルの電極と同一材料で構成するとともに、前記電圧検出用電池の容量を前記主要電池セルの容量よりも大きくしたことを特徴とする。

ところで、先述した適正範囲（ｍ１＜ＳＯＣ＜ｍ３）の中央部分においては、直ぐに適正範囲外に陥ることが無いため高精度でＳＯＣを算出する必要性が低い。これに対し、低ＳＯＣ領域部分においては、過放電状態に陥ることが懸念されるためＳＯＣを高精度で算出する必要性が高い。

この点に着目した上記発明では、電圧検出用電池を主要電池セルと同一材料で構成するとともに、電圧検出用電池の容量を主要電池セルの容量よりも大きくしている。これによれば、電圧検出用電池の電圧とＳＯＣとの相関を表す特性線Ｌｓ（図２（ｂ）参照）は、同一材料の主要電池セルの特性線Ｌｍ（図２（ａ）参照）をＳＯＣ軸方向に拡大した形状になる。そのため、電圧検出用電池の特性線Ｌｓのうち、主要電池セルの低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２（図２（ａ）参照）に対応する領域ｓ１〜ｓ２（図２（ｂ）参照）の傾きは、主要電池セルの特性線Ｌｍのうち低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２の傾きに比べて大きくなる。

したがって、領域ｓ１〜ｓ２については、電圧検出用電池の電圧検出値から電圧検出用電池の残容量（ＳＯＣ（ｓ））を高精度で算出できる。そして、このＳＯＣ（ｓ）と主要電池セルの残容量（ＳＯＣ（ｍ））との対応関係からＳＯＣ（ｍ）を算出でき、ひいては二次電池全体の残容量を算出できる。よって、複数の主要電池セルが主体となる二次電池の低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２について、傾きが大きい特性線Ｌｓに基づき二次電池の残容量を高精度で算出できるようになる。

以上により、上記発明によれば、電圧検出用電池を主要電池セルと同一材料の電極で構成しつつ、高精度算出が要求される低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２については二次電池の残容量を高精度で算出できる。よって、二次電池の生産性悪化を抑制しつつ残容量を高精度で算出できる。

第２の発明では、前記電圧検出用電池は、複数の検出電池セルを並列接続して構成されており、前記検出電池セルの容量を前記主要電池セルの容量と同じにしたことを特徴とする（図３参照）。

上記発明によれば、検出電池セルと主要電池セルの容量が同じであるため、主要電池セルと同一の電池セルを用いて電圧検出用電池を構成することができる。そのため、二次電池の生産性向上を促進できる。ちなみに、「検出電池セルの容量を前記主要電池セルの容量と同じにした」との上記文言は、厳密に容量が同じであることに限定されるものではなく、設計上の容量バラツキ（例えば設計容量のプラスマイナス５％）を許容する意味である。

第３の発明では、前記電圧検出用電池は、１つの検出電池セルを有して構成されており、前記検出電池セルの容量を前記主要電池セルの容量よりも大きくしたことを特徴とする（図１参照）。

上記発明によれば、複数の検出電池セルを並列接続して電圧検出用電池を構成する場合に比べて、検出電池セルの個数削減を図ることができる。

第４の発明では、車両に搭載された内燃機関により発電した電力を充電可能であり、かつ、車両の外部電源から充電可能である、車載二次電池に適用されることを特徴とする。

この種のプラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ車両）では、中高ＳＯＣ領域では内燃機関を停止させたまま電動モータにより走行（ＥＶ走行）させる。そして、二次電池の残容量が低下して低ＳＯＣ領域になると、残容量が適正範囲以下にならないように内燃機関を適宜運転させて、二次電池を充電させつつ内燃機関および電動モータの両方により走行させる（ＨＶ走行）。

これに対し、外部電源から充電ができないハイブリッド車両（ＨＶ車両）では、ＰＨＶ車両に比べて二次電池の容量が小さいため、適正範囲の下限ＳＯＣを高い値に設定するのが一般的である。したがって、低ＳＯＣ領域に特化して残容量を高精度で算出する要求が低い。

以上により、ＰＨＶ車両では、低ＳＯＣ領域に特化して残容量を高精度で算出する要求が高いので、低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２について残容量を高精度で算出できるといった上述の効果が、ＰＨＶ車両に適用した上記発明において効果的に発揮される。

第５の発明では、前記車両は、前記車載二次電池の残存容量が所定量以上である場合に、前記内燃機関を停止させたまま電動モータにより走行させる電動走行モードと、前記車載二次電池の残存容量が所定量未満である場合に、前記内燃機関を適宜運転して前記車載二次電池を充電させつつ、前記内燃機関または前記電動モータにより走行させるハイブリッド走行モードと、に切り換え制御されており、前記電圧検出用電池の電圧と前記電圧検出用電池の残存容量との関係を表す特性線の傾きが所定値未満となる点での残存容量を検出容量閾値と呼ぶ場合において、前記検出容量閾値に対応する前記主要電池セルの残存容量が、前記所定量以上となるよう、前記電圧検出用電池の容量を設定したことを特徴とする。

図２の例では、検出電池セル（電圧検出用電池）の特性線Ｌｓのうち符号Ｐに示す点の残存容量ｓ２が、「特性線Ｌｓの傾きが所定値未満となる点の残存容量（検出容量閾値）」に相当する。図示されるように、特性線Ｌｓのうち検出容量閾値ｓ２未満のＳＯＣ領域では電圧検出用電池のＳＯＣ（ｓ）を高精度で算出でき、閾値ｓ２以上の領域では高精度で算出できない。

そして、ＰＨＶ車両のハイブリッド走行モード時には、二次電池が過放電にならないように内燃機関を適宜運転して充電させる制御を実施するので、このような充電を実施しない電動走行モード（ＥＶ走行モード）時に比べて、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）時には残容量を高精度で算出する要求が高い。

これらの点を鑑みた上記発明では、検出容量閾値ｓ２に対応する主要電池セルの残存容量を、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替え制御の判定閾値（所定量）以上の値にしている。そのため、高精度で残容量を算出する要求が高いＨＶ走行モード時において、特性線Ｌｓのうち検出容量閾値ｓ２未満のＳＯＣ領域を用いて残容量を高精度で算出できる。

但し、前記残存容量を判定閾値に比べて過剰に高い値にすると、図２（ｂ）に例示する特性線Ｌｓのうちｓ２未満の領域の傾きが緩やかになるので、ＳＯＣ（ｓ）の算出精度向上の妨げとなる。この点を鑑みると、前記残存容量ｓ２を判定閾値に一致させることが望ましい。要するに、上記発明では、符号Ｐに示す点の残存容量ｓ２がＥＶ走行領域に入っていてもよい。但し、ＥＶ走行領域とＨＶ走行領域の境界残存容量ｓ２を位置させることが、算出精度向上の点で望ましい。

第６の発明では、前記主要電池セルの正極には、オリビン構造を有するリチウム金属リン酸塩が少なくとも含まれていることを特徴とする。

ここで、オリビン構造を正極とした二次電池の場合、他の構造の場合に比べて、過充電により異常発熱して熱損傷するおそれが低い。しかし、電極材料が異なる２種類の電池セルを用いた上記特許文献２記載の二次電池では、主要電池セルおよび電圧検出用電池（検出電池セル）の一方にオリビン構造を採用しても、他方にはオリビン構造以外の電極を採用せざるを得ず、熱損傷に強いオリビン構造を両方の電池セルに採用することができない。これに対し上記発明では、電圧検出用電池を主要電池セルと同一材料で構成し、かつ、主要電池セルの正極にオリビン構造を採用するので、主要電池セルおよび電圧検出用電池の両方に、熱損傷に強いオリビン構造が採用されることとなり、熱損傷に強い二次電池を実現できる。

また、このような材料で構成された主要電池セルの場合、先述した熱損傷への強さが向上するものの、その背反として、主要電池セルの適正範囲における特性線Ｌｍ（図２（ａ）参照）の傾きが小さくなるので、主要電池セルの電圧からは残容量を高精度で算出できないとの問題が顕著になる。よって、このように問題が顕著になる材料の主要電池セルに適用した上記発明によれば、高精度で残容量を算出できるようになる、といった上述の効果が好適に発揮される。

第７の発明では、第１〜６の発明のいずれかの二次電池の残存容量を算出する残存容量算出装置であって、前記電圧検出用電池の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された電圧に基づき、前記主要電池セルの残存容量を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。

要するに、図１に例示されるように、第１〜６の発明では二次電池３０を発明対象とするのに対し、上記発明では、電圧センサ５０および算出手段（電池ＥＣＵ４０）を備えた残存容量算出装置を発明対象とする。

本発明の第１実施形態にかかる二次電池と、その二次電池が搭載されたＰＨＶ車両を示す概略図。 図１に示す検出電池セルおよび主要電池セルのＳＯＣ−Ｖ特性を示す図。 本発明の第２実施形態にかかる二次電池と、その二次電池が搭載されたＰＨＶ車両を示す概略図。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態にかかる二次電池が搭載されたＰＨＶ車両を示す概略図であり、このＰＨＶ車両には、走行駆動源としての内燃機関１０および電動モータ（ＭＧ２０）と、電動モータ２０へ電力供給する二次電池３０とが搭載されている。ＭＧ２０は発電機としても機能するモータジェネレータである。例えばＭＧ２０は、車両の減速走行時に回生発電する。または、内燃機関１０の駆動力により発電する。

二次電池３０とＭＧ２０とは電力変換装置（インバータ２１およびＤＣＤＣコンバータ２２）を介して接続されている。具体的には、二次電池３０の電力をＤＣＤＣコンバータ２２で昇圧し、その昇圧電力をインバータ２１によりＭＧ２０の各相巻線へ通電制御することで、ＭＧ２０をモータ駆動させる。また、ＭＧ２０の発電電力をインバータ２１で整流し、その整流電力をＤＣＤＣコンバータ２２で降圧して二次電池３０に充電させる。

充電器２３は、図示しない外部電源のプラグから供給される電力を降圧して、二次電池３０へ供給する手段である。これにより、車両運転停止時に外部電源から二次電池３０を充電することができる。電池ＥＣＵ４０（算出手段）は、後に詳述する手法で二次電池３０の残存容量を算出するとともに、算出した残存容量等に基づき、充電器２３の作動を制御する。具体的には、二次電池３０の残存容量が最適範囲の上限を超えて過充電にならないように、充電器２３の作動を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ４１は、電池ＥＣＵ４０から残存容量の値を取得する。そして、車両運転中において、二次電池３０の残存容量が最適範囲となるように、ＭＧ２０との間で二次電池３０を充放電させるよう、取得した残存容量の値に基づきＤＣＤＣコンバータ２２およびインバータ２１の作動を制御する。

エンジンＥＣＵ４２は、運転者によるアクセル操作量や内燃機関１０の回転速度に基づき、内燃機関１０が要求されている出力を算出し、その要求出力に応じて内燃機関１０の作動を制御する。また、残存容量が最適範囲の下限を超えて過放電にならないように、内燃機関１０でＭＧ２０を適宜発電作動させる。要するに、車両運転中においては、エンジンＥＣＵ４２、ハイブリッドＥＣＵ４１、および電池ＥＣＵ４０により、以下に説明するＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとに切り換え制御する。

すなわち、二次電池３０の残存容量が所定量以上である場合には、内燃機関１０を停止させたままＭＧ２０によりモータ走行させるＥＶ走行モードで、内燃機関１０、インバータ２１およびＤＣＤＣコンバータ２２の作動を制御する。したがって、ＥＶ走行モード時には、ＭＧ２０で発電された回生電力を二次電池３０に充電させることはあっても、内燃機関１０の駆動力によりＭＧ２０を発電作動させて充電することはない。

一方、二次電池３０の残存容量が所定量未満である場合には、ＨＶ走行モードで、内燃機関１０、インバータ２１およびＤＣＤＣコンバータ２２の作動を制御する。詳細には、残存容量が最適範囲の下限を超えて過放電状態に陥らないよう、内燃機関１０を適宜運転して二次電池３０を充電させつつ、内燃機関１０およびＭＧ２０の少なくとも一方を駆動源として走行させる。

次に、二次電池３０の構造について説明する。

二次電池３０は、複数の主要電池セル３１を直列接続するとともに、これらの主要電池セル３１に対して１つの検出電池セル３２を直列接続して構成されている。複数の主要電池セル３１および検出電池セル３２の電極材料は同一である。

例えば、これらの電池セル３１，３２の正極には、オリビン構造を有するリチウム金属リン酸塩を含む材料を使用する。リチウム金属リン酸塩の具体例としてはＬｉＭＰＯ_４が挙げられ、これに含まれるＭの具体例としてはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉが挙げられる。なお、これらＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉの少なくとも１つを含むように混合したＭを用いてもよい。

また、これらの電池セル３１，３２の負極には、炭素系材料（例えばグラファイト系）を使用する。炭素系材料を使用することで、電池セル３１，３２の大容量化を容易に実現できる。いずれの材料を使用したとしても、複数の主要電池セル３１および検出電池セル３２の正極には同一材料が用いられ、負極にも同一材料が用いられる。

但し、主要電池セル３１の各々の容量が２０Ａｈ（２０Ａの電流を１時間流し続けることができる容量）であるのに対し、検出電池セル３２の容量は６０Ａｈである。このように、検出電池セル３２の容量を主要電池セル３１の容量２０Ａｈよりも大きくしている。

図２（ａ）中の実線Ｌｍは、オリビン構造のリチウム金属リン酸塩を用いた正極、および炭素系材料を用いた負極による主要電池セル３１（容量２０Ａｈ）についての、ＳＯＣ−Ｖ特性線を示す。ＳＯＣ−Ｖ特性線とは、充放電していない時の電池セルの端子電圧とＳＯＣとの相関を示すものである。図示されるように、オリビン系の材料で主要電池セル３１を構成すると、ＳＯＣの適正範囲における特性線Ｌｍの傾きを極めて小さく（平らに）できる。そのため、残容量の値が変化することに拘わらず、安定した出力で放電することができるようになる。

図２（ｂ）中の実線Ｌｓは、主要電池セル３１と同一材料かつ容量３倍の検出電池セル３２（容量６０Ａｈ）についてのＳＯＣ−Ｖ特性線を示す。図示されるように、検出電池セル３２の特性線Ｌｓは、主要電池セル３１の特性線ＬｍをＳＯＣ軸方向（図２の左右方向）に容量増大分だけ拡大（図２の例では３倍）した形状になる。

特性線Ｌｍのうちｍ１〜ｍ２の範囲では、先述したＨＶ走行モードで制御され、ｍ２〜ｍ３の範囲ではＥＶ走行モードで制御される。なお、ｍ１〜ｍ３が主要電池セル３１の適正範囲であり、ＨＶ走行モード時には、ＳＯＣが常にｍ１〜ｍ２の範囲で維持されるように制御している。

図１の説明に戻り、検出電池セル３２の正極負極間の電圧は、電圧センサ５０により検出される。例えば、検出電池セル３２の特性線Ｌｓの情報、および主要電池セル３１の特性線Ｌｍの情報を電池ＥＣＵ４０に予め記憶させておき、電池ＥＣＵ４０は、検出電池セル３２の特性線Ｌｓおよび電圧センサ５０の検出電圧値に基づき、現時点での検出電池セル３２の残容量ＳＯＣ（ｓ）を算出する。

また、２つの特性線Ｌｓ，Ｌｍは関連付けがなされており、図２の例では、検出電池セル３２の残容量ＳＯＣ（ｓ）の３倍の値が、主要電池セル３１の残容量ＳＯＣ（ｍ）に対応する。したがって、検出電圧値に基づき上述の如く算出したＳＯＣ（ｓ）の値が５％であれば、現時点でのＳＯＣ（ｍ）は１５％であると算出することができる。要するに、ＳＯＣ（ｍ）がＨＶ走行領域にある場合には、検出電池セル３２の検出電圧値に基づきＳＯＣ（ｍ）を算出する。

なお、ＥＶ走行領域にある場合には、同様にして検出電圧値に基づきＳＯＣ（ｍ）を算出してもよいし、二次電池３０に流れる電流を検出し、その検出電流値の積算値に基づきＳＯＣ（ｍ）を算出する等、他の手法により算出してもよい。また、上述の如くＳＯＣ（ｍ）を算出する時の電池ＥＣＵ４０および電圧センサ５０により「残存容量算出装置」は構成される。

２つの特性線Ｌｓ，Ｌｍの関連付けは、検出電池セル３２の容量と主要電池セル３１の容量とに基づき設定すればよい。例えば両容量の比率に応じて、特性線ＬｍをＳＯＣ軸方向に拡大したスケールに、特性線ＬｓのＳＯＣ軸を関連付けすればよい。

ここで、検出電池セル３２の特性線Ｌｓの傾きが所定値未満となる点（図２の例では符号Ｐに示す点）での残存容量ｓ２が検出容量閾値に相当する。そして、先述した関連付けによれば、特性線Ｌｓの残存容量ｓ２（検出容量閾値）は特性線Ｌｍの残存容量ｍ２に対応し、この残存容量ｍ２は、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替え判定に用いる残存容量（所定量）と一致する。

以上詳述した本実施形態によれば、検出電池セル３２を主要電池セル３１と同一材料で構成するとともに、検出電池セル３２の容量（充電可能最大容量）を主要電池セル３１の容量（充電可能最大容量）よりも大きくしている。そのため、主要電池セル３１の低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２に対応して関連付けられた特性線Ｌｓの領域ｓ１〜ｓ２の傾きが、主要電池セル３１の特性線Ｌｍのうち低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２の傾きに比べて大きくなる。

したがって、領域ｓ１〜ｓ２については、検出電池セル３２の電圧検出値からＳＯＣ（ｓ）を高精度で算出できる。そして、両特性線Ｌｓ，Ｌｍの関連付けからＳＯＣ（ｍ）を算出でき、ひいては二次電池３０の残容量を算出できる。つまり、低ＳＯＣ領域部分ｍ１〜ｍ２について、傾きが大きい特性線Ｌｓに基づき二次電池の残容量を高精度で算出することを、主要電池セル３１と同一材料の検出電池セル３２を用いて実現できる。よって、二次電池の生産性悪化を抑制しつつ残容量を高精度で算出できる。

ちなみに、過充電が懸念される高ＳＯＣ領域（図２（ａ）に示すｍ３以上の領域）においては、ｍ１以下の領域と同様に特性線Ｌｍの傾きが急峻である。そのため、二次電池３０の端子電圧または主要電池セル３１の電圧に基づき二次電池３０の残容量を算出しても、高精度で算出することができる。よって、過充電にならないようにＳＯＣを制御することを、容易に実現できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、複数の主要電池セル３１に対して１つの検出電池セル３２を直列接続して二次電池３０を構成しているのに対し、図３に示す本実施形態では、複数（図３の例では３つ）の検出電池セル３２ｂを並列接続して電圧検出用電池３２Ａを構成し、この電圧検出用電池３２Ａを複数の主要電池セル３１に直列接続して二次電池３０を構成している。なお、第１実施形態の場合には、１つの検出電池セル３２で電圧検出用電池を構成していると言える。

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様にして、主要電池セル３１および検出電池セル３２ｂの電極材料を同一にしている。但し、上記第１実施形態では検出電池セル３２の容量を主要電池セル３１よりも大きくしているのに対し、本実施形態では、検出電池セル３２ｂの容量を主要電池セル３１と同一にしている。

要するに本実施形態では、上記第１実施形態における検出電池セル３２を、電圧検出用電池３２Ａに置き換えていると言える。つまり、電圧検出用電池３２ＡのＳＯＣ−Ｖ特性線は、図２（ｂ）に示す検出電池セル３２の特性線Ｌｓと同じになる。

以上により、本実施形態によれば、検出電池セル３２ｂと主要電池セル３１の容量が同じであるため、主要電池セル３１と同一の電池セルを用いて電圧検出用電池３２Ａを構成することができる。そのため、二次電池３０の生産性向上を促進できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ＰＨＶ車両に搭載された二次電池３０に本発明を適用させているが、外部電源からの充電ができないＨＶ車両に搭載された二次電池に本発明を適用させてもよい。

・図２に示す例では、特性線Ｌｓの傾きが所定値未満となる点Ｐでの残存容量ｓ２を検出容量閾値と呼び、検出容量閾値と関連付けられた特性線Ｌｍ上の残存容量ｍ２を主容量閾値と呼ぶ場合において、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替え判定に用いる残存容量（所定量）と主容量閾値とが一致するよう、検出電池セル３２の容量を設定している。これに対し、主容量閾値が前記所定量からずれていてもよい。但し、ＨＶ走行領域の全域について、特性線Ｌｓのうち検出容量閾値よりも低ＳＯＣの部分（傾きが急峻な部分）を用いて残容量の算出を可能にすべく、主容量閾値が前記所定量よりも高ＳＯＣ側にずれていることが望ましい。

３０…二次電池、３１…主要電池セル、３２Ａ…電圧検出用電池、３２，３２ｂ…検出電池セル、４０…電池ＥＣＵ（算出手段（残存容量算出装置））、５０…電圧センサ（残存容量算出装置）、Ｐ…特性線Ｌｓの傾きが所定値未満となる点、ｓ２…検出容量閾値、ｍ２…検出容量閾値に対応する主要電池セルの残存容量。

Claims (7)

1. 直列接続された複数の主要電池セルに、電圧検出用電池を直列接続して構成され、
   前記電圧検出用電池には、電圧を検出する電圧センサが設けられており、
   残存容量算出装置によって、前記電圧センサにより検出された電圧に基づき、前記主要電池セルの残存容量が算出される二次電池であって、
   前記電圧検出用電池の電極を前記主要電池セルの電極と同一材料で構成するとともに、前記電圧検出用電池の容量を前記主要電池セルの容量よりも大きくしたことを特徴とする二次電池。
2. 前記電圧検出用電池は、複数の検出電池セルを並列接続して構成されており、
   前記検出電池セルの容量を前記主要電池セルの容量と同じにしたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記電圧検出用電池は、１つの検出電池セルを有して構成されており、
   前記検出電池セルの容量を前記主要電池セルの容量よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
4. 車両に搭載された内燃機関により発電した電力を充電可能であり、かつ、車両の外部電源から充電可能である、車載二次電池に適用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の二次電池。
5. 前記車両は、
   前記車載二次電池の残存容量が所定量以上である場合に、前記内燃機関を停止させたまま電動モータにより走行させる電動走行モードと、
   前記車載二次電池の残存容量が所定量未満である場合に、前記内燃機関を適宜運転して前記車載二次電池を充電させつつ、前記内燃機関または前記電動モータにより走行させるハイブリッド走行モードと、に切り換え制御されており、
   前記電圧検出用電池の電圧と前記電圧検出用電池の残存容量との関係を表す特性線と、前記主要電池セルの電圧と前記主要電池セルの残存容量との関係を表す特性線とが、前記電圧検出用電池及び前記主要電池セルの容量に基づき関連付けられており、前記ハイブリッド走行モードで使用される前記所定容量よりも低容量領域部分において、前記電圧検出用電池の特性線の傾きが、前記主要電池セルの特性線の傾きより大きくなるよう、前記電圧検出用電池の容量を設定したことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
6. 前記主要電池セルの正極には、オリビン構造を有するリチウム金属リン酸塩が少なくとも含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の二次電池。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の二次電池の残存容量を算出する残存容量算出装置であって、
   前記電圧検出用電池の電圧を検出する電圧センサと、
   前記電圧センサにより検出された電圧に基づき、前記主要電池セルの残存容量を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする二次電池の残存容量算出装置。