(57)【要約】【課題】満充電容量の推定頻度や推定精度を確保できない場合であっても、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる技術を提供する。【解決手段】電池パック１００は、二次電池１０２の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を推定する推定部１１１と、二次電池１０２の使用期間に対応した二次電池１０２の満充電容量の上限値Ｕおよび下限値Ｌを取得する閾値取得部１１２と、を備える。推定部１１１は、推定した満充電容量が、現在の使用量に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲外である場合には、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値ｅとして推定する【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を推定する推定部と、
前記電池の使用量に対応した前記電池の満充電容量の上限値および下限値を取得する閾値取得部と、を備え、
前記推定部は、前記満充電容量が、現在の前記使用量に対応する前記上限値および前記下限値により規定されるガード範囲外である場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を満充電容量推定値として推定する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前回推定した前記満充電容量を記憶する記憶部を更に備え、
前記推定部は、前記記憶部に記憶された前回推定した前記満充電容量が、前記ガード範囲外である場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を前記満充電容量推定値として推定する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項２に記載の電池パックであって、
前記推定部は、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を前記満充電容量推定値として推定した後、前記前回推定した満充電容量が、前記ガード範囲内となった場合には、前記前回推定した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として推定する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電池パックであって、
前記満充電容量が、第1の回数以上前記ガード範囲外となった場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正する補正部をさらに備える
ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の電池パックであって、
前記満充電容量が、第２の回数以上前記ガード範囲外となった場合には、前記電池パックのユーザに警告する警告部をさらに備える、
ことを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれかに記載の電池パックであって、
前記推定部は、前記満充電容量が、現在の前記使用量に対応する前記上限値および前記下限値により規定されるガード範囲内である場合には、前記電池の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて推定した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として推定する
ことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
充電中の電池の電流積算値をその電池の充電開始前及び充電終了後の充電率の差分を乗算して満充電容量を推定し、前回推定時の満充電容量に対して重み付け係数を乗算しつつ反映して最終的な満充電容量推定値を推定する電池パックが使用されている。
【０００３】
また、電池パックとして、電流積算量と充電開始時及び充電終了時の充電率から算出された満充電容量が満充電容量標準劣化推移（劣化曲線）から所定範囲外にある場合、算出された満充電容量を満充電容量推定に用いず、前回の満充電容量推定値を今回の満充電容量推定値に設定するものがある。例えば、特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１１９８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電流積算値をその電池の充電開始前及び充電終了後の充電率の差分を乗算して満充電容量を推定した場合には、電流の測定誤差の蓄積やΔＳＯＣの推定誤差により、満充電容量推定値の推定精度が悪化するという問題がある。また、推定頻度を確保できない場合には、満充電容量推定値と実際の満充電容量との差が開いてしまうおそれがある。一方で、電池の劣化要因は数多く存在するため、ユーザの使用環境や使用方法から適切な劣化曲線を決定することは難しい。このため、劣化曲線に基づいて満充電容量を推定した場合には、正確な満充電容量を推定できないおそれがある。
【０００６】
さらに、算出された満充電容量が所定範囲外にある場合には前回の満充電容量推定値がそのまま用いられるため、今回算出した満充電容量が全く反映されず、かえって満充電容量の推定精度の低下をまねくおそれがある。
【０００７】
本発明の一側面に係る目的は、満充電容量の推定頻度や推定精度を確保できない場合であっても、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一つの態様の電池パックは、電池の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を推定する推定部と、前記電池の使用量に対応した前記電池の満充電容量の上限値および下限値を取得する閾値取得部と、を備える。前記推定部は、前記満充電容量が、現在の前記使用量に対応する前記上限値および前記下限値により規定されるガード範囲外である場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を満充電容量推定値として推定する。
【０００９】
上記構成の電池パックにおいて、誤差が大きい満充電容量を推定した場合には、推定部は、ガード範囲外となる満充電容量をそのまま使用せずに、上限値または下限値のうち近い値を満充電容量推定値として推定する。これにより、満充電容量推定値を推定誤差からガードし続けることができ、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様の電池パックは、前回推定した前記満充電容量を記憶する記憶部を更に備える。前記推定部は、前記記憶部に記憶された前回推定した前記満充電容量が、前記ガード範囲外である場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を前記満充電容量推定値として推定する。
【００１１】
上記構成の電池パックにおいて、満充電容量の推定ができず満充電容量の推定頻度が確保できない場合には、過去に推定した満充電容量を継続して使用しなければならず、満充電容量推定値と実際の満充電容量との差が開いてしまう。このような場合であっても、推定部は、ガード範囲外となった前回推定した満充電容量の値を上限値または下限値のうちいずれか近い値を満充電容量推定値として推定することでガードする。これにより、満充電容量推定値と実際の満充電容量との差が開いてしまうことを防ぎ、満充電容量推定値の推定精度を確保することができる。
【００１２】
また、本発明の他の態様の電池パックの前記推定部は、前記ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を前記満充電容量推定値として推定した後、前記前回推定した満充電容量が、前記ガード範囲内となった場合には、前記前回推定した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として推定する。
【００１３】
上記構成の電池パックにおいて、推定誤差により満充電容量がガード範囲外となることにより、直接使用されなかった場合であっても、推定した満充電容量が記憶部に記憶される。そして、前回推定した満充電容量がガード範囲内となったタイミング（使用量）で、推定部は、前回推定した満充電容量を満充電容量推定値として推定する。
【００１４】
これにより、ある程度の精度で推定できた満充電容量が少しだけガード範囲を外れてしまった場合であっても、前回推定した満充電容量がガード範囲内となった場合には、推定部は、前回推定した満充電容量の値を使用する。このため、過去に推定した満充電容量の値を破棄せずに有効活用することができ、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様の電池パックは、補正部を更に備える。補正部は、前記満充電容量が、第1の回数以上前記ガード範囲外となった場合には、前記ガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正する。
【００１６】
上記構成の電池パックにおいて、補正部は、電池の劣化状況に応じてガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正する。これにより、推定した満充電容量はガード範囲内に収まるようになる。その結果、推定部は、ユーザの使用状況に応じ劣化した電池の劣化状況に即した満充電容量推定値を推定することができ、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００１７】
また、本発明の他の態様の電池パックは、警告部を更に備える。警告部は、前記満充電容量が、第２の回数以上前記ガード範囲外となった場合には、前記電池パックのユーザに警告する。
【００１８】
上記構成の電池パックにおいて、警告部は、電池パックのユーザに対し電池パックが異常であることを警告する。これにより、警告を確認したユーザに対し、電池パックが異常であるから修理または交換が必要であるなどの情報を提供することができる。
【００１９】
また、推定した満充電容量が第２の回数以上、上限値および下限値により規定されるガード範囲外となった場合には、満充電容量の推定が十分にできていないということも想定できる。この場合は、電池の満充電容量の推定が正しく行われるように、警告部は、上位装置を経由して、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどを通じてユーザに対し電池の充電を長く行う必要があることをユーザに通知する。これにより、警告を確認したユーザに対し、電池の充電が不十分であるから十分に充電する必要があるなどの情報を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の他の態様の電池パックの前記推定部は、前記満充電容量が、現在の前記使用量に対応する前記上限値および前記下限値により規定されるガード範囲内である場合には、前記電池の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて推定した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として推定する。
【００２１】
上記構成の電池パックにおいて、推定された満充電容量が電池の使用量に対応する上限値および下限値により規定されるガード範囲内である場合には、推定部は、推定した満充電容量を満充電容量推定値として推定する。これにより、満充電容量の推定精度が高い場合には、推定した満充電容量を積極的に満充電容量推定値の推定に用いることで、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、満充電容量の推定頻度や推定精度を確保できない場合であっても、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係わる電池パックの使用例を示す図である。
【図２】上限値および下限値により規定されるガード範囲と満充電容量推定値との関係を示す図である。
【図３】推定した満充電容量と補正部により補正されるガード範囲の上限値との関係を示す図である。
【図４】満充電容量推定値を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】満充電容量推定値を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係わる電池パック１００の使用例を示す図である。この実施例では、電池パック１００は、電気自動車またはプラグインハイブリッド車などの電動車両１において使用され、走行用モータ１１に電流を供給するための二次電池１０２の満充電容量を推定する電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０１を含む。
【００２５】
電池パック１００は、電池ＥＣＵ１０１、二次電池１０２、監視ＥＣＵ１０３、電流センサ１０４、サーミスタ１０５、リレー１０６、１０７を備える。なお、電池パック１００は、図１に示してない他の回路構成を備えていてもよい。
【００２６】
二次電池１０２は、直列に接続された複数の電池モジュールを含む組電池により実現される。そして、監視ＥＣＵ１０３は、二次電池１０２の電圧を計測すると共に、二次電池１０２を構成する各電池モジュールの電圧を計測する。また、各電池モジュールは、例えば、直列に接続される複数の電池セルで構成される。この場合、監視ＥＣＵ１０３は、各電池セルの電圧を計測してもよい。なお、以下の記載では、各電池モジュールまたは各電池セルを単に「電池」と呼ぶことがある。
【００２７】
電流センサ１０４は、例えば、ホール素子やシャント抵抗により構成され、二次電池１０２、リレー１０６、１０７に流れる電流を検出する。サーミスタ１０５は、二次電池１０２の温度または二次電池１０２の周辺温度を検出する。監視ＥＣＵ１０３は、二次電池１０２の電圧、電流センサ１０４により検出される電流及びサーミスタ１０５により検出される温度を示す電池状態情報を電池ＥＣＵ１０１に送る。
【００２８】
充電器２１は、二次電池１０２を充電する。このとき、充電器２１は、監視ＥＣＵ１０３によりモニタされる電圧および電流センサ１０４によりモニタされる電流に基づいて二次電池１０２を充電してもよい。電動車両１の走行時には、二次電池１０２から走行用モータ１１に電流が供給される。このとき、インバータ回路１２は、二次電池１０２の直流電力を交流電力へ変換して走行用モータ１１へ出力する。また、回生時には、インバータ回路１２は、走行用モータ１１の交流電力を直流電力へ変換し二次電池１０２へ出力する。
【００２９】
二次電池１０２と充電器２１との間には、リレー１０６が設けられる。また、二次電池１０２の負極側において、二次電池１０２と走行用モータ１１及び充電器２１との間には、リレー１０７が設けられる。そして、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０６、１０７を制御する。例えば、充電器２１が二次電池１０２を充電するときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０６、１０７をオン状態に制御する。二次電池１０２が過充電状態であるときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０６、１０７をオフ状態に制御してもよい。電動車両１の走行時には、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０７をオン状態に制御する。二次電池１０２が過放電状態であるときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０６、１０７をオフ状態に制御してもよい。
【００３０】
電池ＥＣＵ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられる。また、電池ＥＣＵ１０１は、内部又は外部に備えられている記憶部１１０を備え、記憶部１１０に記憶されている電池パック１００の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本実施例においては電池ＥＣＵ１０１を用いて説明をするが、電池ＥＣＵ１０１が実行する制御を、例えば電動車両１に搭載されている一つ以上のＥＣＵなどに行わせてもよい。
【００３１】
電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２のＳＯＣ（充電率（State Of Charge））の上限閾値及び下限閾値に基づいて、制限された出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定する。二次電池１０２のＳＯＣが下限閾値以下の場合は、制限された出力電力（Wout）情報を車両ＥＣＵ１３へ伝達し、二次電池１０２のＳＯＣが上限閾値以上の場合は、制限された回生電力（Win）情報を車両ＥＣＵ１３へ伝達する。
【００３２】
車両ＥＣＵ１３は、電池ＥＣＵ１０１からの出力電力（Wout）情報に応じて、二次電池１０２から走行用モータ１１への出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１３は、電池ＥＣＵ１０１からの回生電力（Win）情報に応じて、走行用モータ１１から二次電池１０２への回生を制限する。具体的には、車両ＥＣＵ１３は、二次電池１０２のＳＯＣに基づく出力電力（Wout）情報に基づいてインバータ回路１２の出力電力を制限し、走行用モータ１１の出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１３は、二次電池１０２のＳＯＣに基づく回生電力（Win）情報に基づいてインバータ回路１２の出力電力を制限し、走行用モータ１１からの回生を制限する。
【００３３】
インバータ回路１２の出力電力を制限する方法は、公知の方法を採用することができるため特に限定しない。例えば、出力電力を制御する方法の一例として、車両ＥＣＵ１３は、インバータ回路１２を構成するスイッチのスイッチング周波数を変更してDuty比を下げる方法を採用することができる。
【００３４】
なお、電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２のＳＯＣに基づいて、出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定しているがこの限りではない。例えば、電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２の電圧の上限閾値及び下限閾値に基づいて、制限された出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定してもよい。二次電池１０２の電圧が下限閾値以下の場合は、制限された出力電力（Wout）情報を車両ＥＣＵ１３へ伝達し、二次電池１０２の電圧が上限閾値以上の場合は、制限された回生電力（Win）情報を車両ＥＣＵ１３へ伝達する。
【００３５】
この場合、車両ＥＣＵ１３は、二次電池１０２の電圧に基づく出力電力（Wout）情報に応じて、二次電池１０２から走行用モータ１１への出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１３は、二次電池１０２の電圧に基づく回生電力（Win）情報に応じて、走行用モータ１１から二次電池１０２への回生を制限する。
【００３６】
なお、車両ＥＣＵ１３は、電池ＥＣＵ１０１より受信する二次電池１０２の出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報に基づいて充電器２１に電流指令値を与えてもよい。また、車両ＥＣＵ１３は、必要に応じて、電池ＥＣＵ１０１に制御信号を与えることができる。電池ＥＣＵ１０１と車両ＥＣＵ１３とはＣＡＮ（Controller Area Network）通信により相互に通信可能に接続してもよい。
【００３７】
ここで、本実施例の電池ＥＣＵ１０１は、記憶部１１０、推定部１１１、閾値取得部１１２、補正部１１３および警告部１１４を備える。なお、電池ＥＣＵ１０１は、図１に示してない他の回路構成を備えていてもよい。
【００３８】
推定部１１１は、二次電池１０２の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を推定する。具体的には、推定部１１１は、二次電池１０２の充電開始後から充電終了後までの電流積算値ΔＡｈ［Ａｈ］と、充電開始後及び充電終了後に計測した開回路電圧を用いて推定した充電率の差とΔＳＯＣ［％］を用いて満充電容量Ｆｃｃ０［Ａｈ］を推定する。ΔＳＯＣは、充電開始後に計測した開回路電圧を用いて推定した充電率ＳＯＣ１［％］と、充電終了後に計測した開回路電圧を用いて推定した充電率ＳＯＣ２［％］との差を用いて求める。式１参照。
ΔＳＯＣ＝｜ＳＯＣ１−ＳＯＣ２｜                              式１
【００３９】
また、満充電容量Ｆｃｃ０は式２を用いて推定する。
Ｆｃｃ０＝ΔＡｈ／（ΔＳＯＣ／１００）                        式２
【００４０】
電池ＥＣＵ１０１の推定部１１１は、重み付け移動平均を用いて周辺環境の影響により生じたノイズを除去する。重み付け移動平均としては、例えば、前回の充電終了後に推定した前回の満充電容量Ｆｃｃ１［Ａｈ］と重み付け係数αとを乗算した値（Ｆｃｃ１×α）と、今回の充電終了後に推定した満充電容量Ｆｃｃ０と重み付け係数（１−α）とを乗算した値（Ｆｃｃ０×（１−α））と、を加算して今回の満充電容量Ｆｃｃ１を推定する。式３参照。
今回のＦｃｃ１＝前回のＦｃｃ１×α＋Ｆｃｃ０×（１−α）      式３
【００４１】
記憶部１１０は、推定部１１１が今回推定した満充電容量Ｆｃｃ１を記憶する。また、記憶部１１０は、二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を記憶する。記憶部１１０には、予め実験により算出された上限値および下限値が記憶されている。二次電池１０２の使用量とは、例えば、二次電池１０２の使用期間や充放電量を含む。記憶部１１０は、例えば、所定の使用量に対応した満充電容量の上限値および下限値の値を複数保持するテーブルとして、上限値および下限値を記憶している。
【００４２】
閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の満充電容量の上限値（最良値）および下限値（最悪値）を取得する。
【００４３】
例えば、二次電池１０２の満充電容量の上限値には、二次電池１０２が最も良好な条件で使用された場合に想定される二次電池１０２の使用量に対応する満充電容量の上限の値が設定される。また、二次電池１０２の満充電容量の下限値には、二次電池１０２が最も過酷な条件で使用された場合に想定される二次電池１０２の使用量に対応する満充電容量の下限の値が設定される。
【００４４】
閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている各上限値を線形補間して、使用量に対応した満充電容量の上限値を算出する。閾値取得部１１２は、算出した上限値を二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の上限値として取得する。同様に、閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている各下限値を線形補間して、使用量に対応した満充電容量の下限値を算出する。閾値取得部１１２は、算出した下限値を二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の下限値として取得する。
【００４５】
推定部１１１は、今回推定した満充電容量Ｆｃｃ１が現在の使用量に対応する上限値および下限値により規定されるガード範囲外であるか否かを判定する。なお、以下の記載では、現在の使用量に対応する上限値および下限値により規定される範囲を単に「ガード範囲」と呼ぶことがある。
【００４６】
今回推定した満充電容量が、ガード範囲外である場合には、推定部１１１は、ガード範囲の上限値または下限値のうちいずれか近い値を満充電容量推定値として推定する。一方で、今回推定した満充電容量が、ガード範囲内である場合には、推定部１１１は、今回推定した満充電容量Ｆｃｃ１を満充電容量推定値として推定する。
【００４７】
推定部１１１により推定される満充電容量推定値について図２を参照して説明する。図２以降の説明においては、二次電池１０２の使用量の一例として、二次電池１０２の使用期間を用いて説明する。図２は、上限値および下限値により規定されるガード範囲と満充電容量推定値との関係を示す図である。図２中、縦軸は、満充電容量を示す。横軸は、二次電池１０２の使用期間を示す。黒丸印は、推定部１１１により推定された満充電容量ｃ１〜ｃ９、ｃ１１〜ｃ２０を示す。実線は、推定部１１１により推定された満充電容量推定値ｅを示す。一点鎖線は、ガード範囲の上限値Ｕを示す。二点鎖線は、ガード範囲の下限値Ｌを示す。すなわち、図２中、一点鎖線により示される上限値Ｕと、二点鎖線により示される下限値Ｌとの間がガード範囲として設定される。なお、使用期間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ０’〜ｔ１１、ｔ１２〜ｔ１３は、推定部１１１による満充電容量の推定が可能な期間を示す。また、使用期間ｔ１〜ｔ２、ｔ１１〜ｔ１２は、推定部１１１による満充電容量の推定が不可能な期間を示す。なお、上限値Ｕおよび下限値Ｌは、それぞれ使用期間に対し異なる特性を有する。例えば、図２に示すように、使用期間の初期（例えば、使用期間ｔ０）においては、上限値Ｕと下限値Ｌとの差は小さいのに対し、使用期間の後期（例えば、使用期間ｔ３）においては、上限値Ｕと下限値Ｌとの差は大きく設定されている。
【００４８】
推定部１１１は、今回推定した満充電容量が、現在の使用期間に対応する上限値および下限値により規定されるガード範囲外であるか否かを判定する。例えば、図２（１）中、今回推定した満充電容量ｃ１、ｃ２、ｃ３は、いずれも推定時点である各使用期間ｔ０，ｔ４，ｔ５においてガード範囲内、すなわち、上限値Ｕおよび下限値Ｌの間である。このため、推定部１１１は、図２（１）に示すように、今回推定した満充電容量ｃ１、ｃ２、ｃ３を満充電容量推定値ｅとして推定する。
【００４９】
これに対し、今回推定した満充電容量ｃ７、ｃ８は、いずれも推定時点である各使用期間ｔ６、ｔ７においてガード範囲外、すなわち、上限値Ｕおよび下限値Ｌの範囲外である。このため、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値ｅとして推定する。例えば、図２（１）の実施例では、ｃ７、ｃ８はいずれもガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち、下限値Ｌに近いため、推定部１１１は下限値Ｌを満充電容量推定値ｅとして推定する。この場合、図２（１）に示すように、推定部１１１は、ガード範囲内となる満充電容量が新たに推定されるか、または、前回推定した満充電容量ｃ８が、ガード範囲内となるまでの間、下限値Ｌ１に沿った値を満充電容量推定値ｅとして推定する。そして、使用期間ｔ８においてガード範囲内となる満充電容量ｃ９が新たに推定された場合には、推定部１１１は、図２（１）に示すように、今回推定した満充電容量ｃ９を満充電容量推定値eとして推定する。
【００５０】
また、記憶部１１０に記憶された前回推定した満充電容量が現在の使用期間においてガード範囲外である場合には、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値ｅとして推定する。具体的には、推定部１１１は、満充電容量を推定した時点において該満充電容量がガード範囲外であるか否かを判定するだけでなく、満充電容量を推定した時点以外でも前回推定した満充電容量がガード範囲外であるか否かを判定する。例えば、図２（１）に示すように、使用期間ｔ５において前回推定した満充電容量ｃ３は使用期間ｔ５より時間が経過した後の使用期間ｔ１においてガード範囲外となる。すなわち、前回推定した満充電容量ｃ３が使用期間ｔ１において上限値Ｕより大きくなる。そして、使用期間ｔ１における前回推定した満充電容量ｃ３は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち、上限値Ｕに近いため、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕを満充電容量推定値として推定する。
【００５１】
この場合、図２（１）に示すように、推定部１１１は、ガード範囲内となる満充電容量が新たに推定されるか、または、前回推定した満充電容量ｃ３が、ガード範囲内となるまでの間、上限値Ｕ１に沿った値を満充電容量推定値ｅとして推定する。そして、使用期間ｔ１より時間が経過した後の使用期間ｔ２においてガード範囲内となる満充電容量ｃ４が新たに推定された場合には、推定部１１１は、図２（１）に示すように、今回推定した満充電容量ｃ４を満充電容量推定値ｅとして推定する。
【００５２】
例えば、図２（２）の実施例では、使用期間ｔ１４において前回推定した満充電容量ｃ１４は、使用期間ｔ１４より時間が経過した後の使用期間ｔ１１においてもガード範囲外、すなわち、上限値Ｕおよび下限値Ｌの範囲外である。使用期間ｔ１１における前回推定した満充電容量ｃ１４は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち、下限値Ｌに近いため、推定部１１１は、ガード範囲の下限値Ｌを満充電容量推定値ｅとして推定する。
【００５３】
この場合、図２（２）に示すように、推定部１１１は、下限値Ｌ２に沿った値を満充電容量推定値ｅとして推定する。そして、満充電容量の推定頻度が確保できなかった結果、前回推定した満充電容量ｃ１４が使用期間ｔ１１より時間が経過した後の使用期間ｔ１５のタイミングで上限値Ｕと下限値Ｌとにより規定されたガード範囲内となる。このため、図２（２）に示すように、推定部１１１は、満充電容量が新たに推定されるまでの間、前回推定した満充電容量ｃ１４を満充電容量推定値ｅとして推定する。そして、使用期間ｔ１５より時間が経過した後の使用期間ｔ１２においてガード範囲内となる満充電容量ｃ１５が新たに推定された場合には、推定部１１１は、図２（２）に示すように、今回推定した満充電容量ｃ１５を満充電容量推定値eとして推定する。
【００５４】
このように、誤差が大きい満充電容量を推定した場合には、推定部１１１は、ガード範囲外となる満充電容量をそのまま使用せずに、上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち近い値を満充電容量推定値eとして推定する。これにより、満充電容量推定値eを推定誤差からガードし続けることができ、満充電容量推定値eの推定精度を向上することができる。
【００５５】
また、満充電容量の推定ができず満充電容量の推定頻度が確保できない場合には、過去に推定した満充電容量を継続して使用しなければならず、満充電容量推定値eと実際の満充電容量との差が開いてしまう。このような場合であっても、推定部１１１は、ガード範囲外となった前回推定した満充電容量の値を上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値eとして推定することでガードする。これにより、満充電容量推定値eと実際の満充電容量との差が開いてしまうことを防ぎ、満充電容量推定値eの推定精度を確保することができる。
【００５６】
また、推定誤差により満充電容量がガード範囲外となることにより、直接使用されなかった場合であっても、推定した満充電容量が記憶部１１０に記憶される。そして、前回推定した満充電容量がガード範囲内となったタイミング（使用期間）で、推定部１１１は、前回推定した満充電容量を満充電容量推定値eとして推定する。
【００５７】
これにより、ある程度の精度で推定できた満充電容量が少しだけガード範囲を外れてしまった場合であっても、前回推定した満充電容量がガード範囲内となった場合には、推定部１１１は、前回推定した満充電容量の値を満充電容量推定値eの推定に使用する。このため、過去に推定した満充電容量の値を破棄せずに有効活用することができ、満充電容量推定値eの推定精度を向上することができる。
【００５８】
また、推定された満充電容量が二次電池１０２の使用期間に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲内である場合には、推定部１１１は、推定した満充電容量を満充電容量推定値ｅとして推定する。これにより、満充電容量の推定精度が高い場合には、推定した満充電容量を積極的に満充電容量推定値の推定に用いることで、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００５９】
補正部１１２は、推定部１１１が推定した満充電容量が、ｘ回（第１の回数）（ｘは、正の整数）以上ガード範囲外となった場合には、ガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正する。ｘは、任意に設定可能である。
【００６０】
補正部１１２により補正されるガード範囲の上限値または下限値について図３を参照して説明する。図３は、推定した満充電容量と補正部１１２により補正されるガード範囲の上限値との関係を示す図である。図３中、縦軸は、満充電容量を示す。横軸は、二次電池１０２の使用期間ｔを示す。黒丸印は、推定部１１１により推定された満充電容量ｃ２１〜ｃ２４を示す。実線は、推定部１１１により推定された満充電容量推定値ｅを示す。一点鎖線は、ガード範囲の上限値Ｕを示す。二点鎖線は、ガード範囲の下限値Ｌを示す。すなわち、図３中、一点鎖線により示される上限値Ｕと、二点鎖線により示される下限値Ｌとの間がガード範囲として設定される。
【００６１】
例えば、補正部１１２は、推定した満充電容量が３回以上、上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲外となったか否かを判定する。図３（１）に示すように、使用期間ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３の３回において、推定した満充電容量ｃ２１、ｃ２２、ｃ２３が上限値Ｕにより規定されるガード範囲外となっている。この場合、補正部１１２は、図３（２）に示すように、ガード範囲の上限値Ｕを上方に補正する。補正部１１２により上限値Ｕは、上限値Ｕ’に補正される。
【００６２】
この場合、補正部１１２は、ガード範囲の上限値Ｕを上方に所定の割合（％）補正する。同様に、推定した満充電容量がｘ回下限値Ｌにより規定されるガード範囲外となった場合には、補正部１１２は、ガード範囲の下限値Ｌを下方に所定の割合（％）補正する。なお、補正部１１２による補正は、所定の割合（％）に限られず、予め定めた所定の値分補正したり、推定した満充電容量とガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌとの差分に応じて算出した値に応じた分補正してもよい。
【００６３】
例えば、推定した満充電容量がｘ回以上、上限値および下限値により規定されるガード範囲外となった場合には、ユーザが通常想定される状況を超えて二次電池１０２を使用している可能性がある。したがって、この場合補正部１１２は、二次電池１０２の劣化状況に応じてガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち少なくとも１つ以上の値を補正する。これにより、図３（２）に示すように、推定した満充電容量はガード範囲内に収まるようになる。その結果、推定部１１１は、ユーザの使用状況に応じ劣化した二次電池１０２の劣化状況に即した満充電容量推定値を推定することができ、満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００６４】
警告部１１３は、推定部１１１が推定した満充電容量が、ｙ回（第２の回数）（ｙは、正の整数）以上ガード範囲外となった場合には、電池パック１００のユーザに警告する。ｙは任意に設定可能である。
【００６５】
例えば、推定した満充電容量がｙ回以上、上限値および下限値により規定されるガード範囲外となった場合には、二次電池１０２が故障しているなど異常な状態である可能性がある。したがって、この場合警告部１１３は、電池パック１００のユーザに対し電池パック１００が異常であることを警告する。具体的には、警告部１１３は、上位装置を経由して、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどを通じて電池パック１００が異常であることをユーザに警告する。これにより、警告を確認したユーザに対し、電池パック１００が異常であるから修理または交換が必要であるなどの情報を提供することができる。
【００６６】
また、推定した満充電容量がｙ回以上、上限値および下限値により規定されるガード範囲外となった場合には、満充電容量の推定が十分に行われていないということも想定できる。この場合は、二次電池１０２の満充電容量の推定が正しく行われるように、警告部１１３は、上位装置を経由して、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどを通じてユーザに対し二次電池１０２の充電を長く行う必要があることをユーザに通知する。これにより、警告を確認したユーザに対し、満充電容量の推定が不十分であるから十分に充電する必要があるなどの情報を提供することができる。
【００６７】
＜満充電容量推定値の推定＞
推定部１１１は、現在の使用期間に対応する上限値および下限値より規定されるガード範囲を利用して満充電容量推定値を推定することができる。推定部１１１は、図４、図５に示すフローチャートに従って満充電容量推定値を推定する。図４に示すフローチャートによる処理と、図５に示すフローチャートによる処理とは、並行して実行される。すなわち、図４に示すフローチャートによる処理と、図５に示すフローチャートによる処理と、はそれぞれ独立して実行される。
【００６８】
初めに、図４に示すフローチャートによる処理について説明する。図４のＳ１１において、補正部１１２および警告部１１３は、カウンタ値の初期化を行う。具体的には、補正部１１２は、カウンタ値ｘを０にセットする。また、警告部１１３は、カウンタ値ｙを０にセットする。カウンタ値ｘは、補正部１１２により補正を行うタイミングを計数するために用いる変数である。カウンタ値ｙは、警告部１１３により警告を行うタイミングを計数するために用いる変数である。
【００６９】
Ｓ１２において、推定部１１１は、二次電池１０２の充放電電流量と充放電前後のΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を推定する。Ｓ１３において、記憶部１１０は、Ｓ１２で推定部１１１が推定した満充電容量を記憶する。Ｓ１４において、閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている各上限値および下限値を線形補間して、使用期間に対応した満充電容量の上限値および下限値を算出する。そして、閾値取得部１１２は、図２に示すように、算出した上限値および下限値を使用期間に対応した二次電池１０２の上限値Ｕおよび下限値Ｌを取得する。
【００７０】
Ｓ１５において、推定部１１１は、Ｓ１２において推定した満充電容量が、現在の使用期間に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲外であるか否かを判定する。推定した満充電容量が、現在の使用期間に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲内である場合（Ｓ１５：Ｎｏ）には、推定部１１１は、Ｓ１２において今回推定した満充電容量を満充電容量推定値ｅとして推定する（Ｓ１６）。この処理が終了すると処理はＳ１２に戻る。
【００７１】
推定した満充電容量が、現在の使用期間に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲外である場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）には、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値ｅとして推定する（Ｓ１７）。例えば、図２（１）に示すように、推定した満充電容量ｃ７、ｃ８は現在の使用期間ｔ６，ｔ７に対応するガード範囲外であるので、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち近い値である下限値Ｌ１を満充電容量推定値ｅとして推定する。
【００７２】
Ｓ１８において、補正部１１２は、カウンタ値ｘに１加算する。また、警告部１１３は、カウンタ値ｙに１加算する。Ｓ１９において、補正部１１２は、カウンタ値ｘは３以上となったか否かを判定する。この処理では、補正部１１２は、Ｓ１２において推定した満充電容量が３回以上ガード範囲外となったか否かを判定する。
【００７３】
カウンタ値ｘは３未満である場合（Ｓ１９：Ｎｏ）、すなわち、推定した満充電容量が範囲外となった回数が３回未満である場合には、Ｓ２０の処理を省略し、処理はＳ２１に進む。カウンタ値ｘは３以上となった場合（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、すなわち、推定した満充電容量が３回以上ガード範囲外となった場合には、補正部１１２は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち少なくとも１つ以上の値を補正する（Ｓ２０）。この処理では、例えば、図３（１）に示すように、推定した満充電容量ｃ２２、ｃ２３、ｃ２４の３回の使用期間（タイミング）でガード範囲外となった場合には、補正部１１２は、図３（２）に示すように、ガード範囲の上限値Ｕを上限値Ｕ’に補正する。
【００７４】
Ｓ２１において、警告部１１３は、カウンタ値ｙは１０以上となったか否かを判定する。この処理では、警告部１１３は、Ｓ１２において推定した満充電容量が１０回以上ガード範囲外となったか否かを判定する。
【００７５】
カウンタ値ｙは１０未満である場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、すなわち、推定した満充電容量が範囲外となった回数が１０回未満である場合には、Ｓ２２の処理を省略し、処理はＳ１２に戻る。カウンタ値ｙは１０以上となった場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、すなわち、推定した満充電容量が１０回以上ガード範囲外となった場合には、警告部１１３は、電池パック１００のユーザに警告する。この処理では、例えば、警告部１１３は、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどを通じて電池パック１００が異常であることをユーザに警告する。この処理が終了すると、処理はＳ１２に戻る。
【００７６】
次に、図５に示すフローチャートによる処理について説明する。図５のＳ３１において、推定部１１１は、前回推定された満充電容量が記憶部１１０に記憶されているか否かを判定する。前回推定された満充電容量が記憶部１１０に記憶されていない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）には、前回推定された満充電容量が記憶部１１０に記憶されるまでの間処理は待機となる。前回推定された満充電容量が記憶部１１０に記憶された場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）には、閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている各上限値および下限値を線形補間して、使用期間に対応した満充電容量の上限値および下限値を算出する。そして、閾値取得部１１２は、図２に示すように、算出した上限値および下限値を使用期間に対応した二次電池１０２の上限値Ｕおよび下限値Ｌを取得する（Ｓ３２）。図５のＳ３２の処理は、図４のＳ１４の処理と、ほぼ同じ処理が行われる。
【００７７】
Ｓ３３において、推定部１１１は、図４のＳ１３において記憶部１１０に記憶された前回推定した満充電容量が、ガード範囲外であるか否かを判定する。記憶部１１０に記憶された前回推定した満充電容量が、ガード範囲外である場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）には、推定部１１１は、ガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうちいずれか近い値を満充電容量推定値ｅとして推定する（Ｓ３４）。この処理が終了すると、処理はＳ３２に戻る。記憶部１１０に記憶された前回推定した満充電容量が、ガード範囲内である場合（Ｓ３３：Ｎｏ）には、推定部１１１は、図４のＳ１３において記憶部１１０に記憶されている前回推定した満充電容量を満充電容量推定値として推定する（Ｓ３５）。この処理が終了すると、処理はＳ３２に戻る。
【００７８】
例えば、図２（２）に示すように、前回推定した満充電容量ｃ１４が使用期間ｔ１１においてガード範囲外となった場合について考える。この場合、推定部１１１は、使用期間ｔ１１におけるガード範囲の上限値Ｕまたは下限値Ｌのうち、前回推定した満充電容量ｃ１４に近い下限値Ｌ２の値を満充電容量推定値ｅとして推定する。すなわち、前回推定した満充電容量が、ガード範囲内となるまでの間、推定部１１１は、下限値Ｌ２に沿った値を満充電容量推定値ｅとして推定する。そして、前回推定した満充電容量ｃ１４が、使用期間ｔ１５のタイミングで上限値Ｕと下限値Ｌとにより規定されたガード範囲内となった場合（Ｓ３３：Ｎｏ）には、推定部１１１は、前回推定した満充電容量ｃ１４を満充電容量推定値ｅとして推定する。
【００７９】
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【００８０】
上述の実施形態では、閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている各上限値および下限値を線形補間して算出した上限値および下限値を二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の上限値Ｕおよび下限値Ｌとして取得しているがこの限りではない。例えば、閾値取得部１１２は、記憶部１１０に記憶されている劣化曲線に基づいて、現在の使用量に対応した上限値および下限値をその都度算出してもよい。この場合、記憶部１１０は、二次電池１０２の使用量に対応した二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値の代わりに、二次電池１０２の製造時から現在までの二次電池１０２の使用時間と二次電池１０２の満充電容量との対応関係を示す劣化曲線を記憶する。そして、閾値取得部１１２は、劣化曲線から±数パーセントの値を現在の使用量に対応した上限値および下限値として算出する。そして閾値取得部１１２は、算出した上限値および下限値を満充電容量の上限値Ｕおよび下限値Ｌとして取得する。
【００８１】
また、上述の実施形態では、警告部１１３は、推定した満充電容量が、ｙ回以上ガード範囲外となった場合に、電池パック１００のユーザに警告しているがこの限りではない。例えば、警告部１１３は、補正部１１２がガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正した回数に応じて電池パック１００のユーザに警告してもよい。この場合、警告部１１３は、ガード範囲の上限値または下限値のうち少なくとも１つ以上の値を補正した回数を記憶しておく。これにより、警告を確認したユーザに対し、上限値または下限値を複数回補正しても正常に満充電容量推定値を推定できず電池パック１００が異常であるから修理または交換が必要であるなどの情報を提供することができる。
【００８２】
また、上述の実施形態では、補正部１１２および警告部１１３のカウンタ値は、処理開始の直後にのみ初期化されていたが、この限りではない。例えば、Ｓ１５において、推定した満充電容量が、現在の使用期間に対応する上限値Ｕおよび下限値Ｌにより規定されるガード範囲内であると判定される都度、カウンタ値ｘおよびカウンタ値ｙを０にセットしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１      電動車両
１１    走行用モータ
１２    インバータ回路
１３    車両ＥＣＵ
２１    充電器
１００  電池パック
１０１  電池ＥＣＵ
１０２  二次電池
１０３  監視ＥＣＵ
１０４  電流センサ
１０５  サーミスタ
１０６，１０７  リレー
１１０  記憶部
１１１  推定部
１１２  閾値取得部
１１３  補正部
１１４  警告部
【図１】
2020193850.tif 000003
【図２】
2020193850.tif 000004
【図３】
2020193850.tif 000005
【図４】
2020193850.tif 000006
【図５】
2020193850.tif 000007