(57)【要約】【課題】車両に搭載される電池システムにおいて、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにヒステリシスが存在する二次電池の満充電容量を適切に推定する。【解決手段】ＥＣＵ１００は、外部充電の開始から終了までの充電量を、外部充電の開始時のＳＯＣを示す第１のＳＯＣと、外部充電の終了時のＳＯＣを示す第２のＳＯＣとの差ΔＳＯＣで除算することによって、二次電池の満充電容量を推定する。ＥＣＵ１００は、充電カーブを用いて、外部充電の開始前のＯＣＶから第１のＳＯＣを算出し、放電カーブを用いて、外部充電の終了後のＯＣＶから第２のＳＯＣを算出する。【選択図】図１
2020134355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電池システムであって、
二次電池と、
前記車両の外部に設けられる充電設備により前記二次電池を充電する外部充電を実行するように構成された充電装置と、
前記外部充電の開始から終了までの充電量を、前記外部充電の開始時における前記二次電池のＳＯＣを示す第１のＳＯＣと前記外部充電の終了時のＳＯＣを示す第２のＳＯＣとの差分値で除算することによって、前記二次電池の満充電容量を推定するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池が充電される場合の前記二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す充電曲線を用いて、前記外部充電の開始前における前記二次電池のＯＣＶから前記第１のＳＯＣを算出し、
前記二次電池が放電される場合の前記二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す放電曲線を用いて、前記外部充電の終了後のＯＣＶから前記第２のＳＯＣを算出するように構成される、電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両に搭載される電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１４−１０２０７８号公報（特許文献１）は、二次電池の満充電容量を推定する方法を開示する。この方法では、二次電池の開放電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）が算出され、二次電池のＳＯＣ（State  Of  Charge）とＯＣＶとの対応関係から、算出されたＯＣＶに対応するＳＯＣが特定される。そして、充放電中の第１期間及び第２期間それぞれに対応して特定される各ＳＯＣと、第１期間から第２期間における二次電池の充放電電流の積算値とに基づいて、二次電池の満充電容量が推定される（特許文献１参照）。なお、以下では、ＳＯＣとＯＣＶとの対応関係を「ＳＯＣ−ＯＣＶカーブ」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０２０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次電池には、放電される場合のＳＯＣ−ＯＣＶカーブを示す放電曲線と、充電される場合のＳＯＣ−ＯＣＶカーブを示す充電曲線とが顕著に乖離するものが存在する。放電曲線と充電曲線とが乖離することを、以下ではＳＯＣ−ＯＣＶカーブに「ヒステリシス」が存在すると言う。
【０００５】
たとえば、リチウムイオン二次電池において、シリコン系材料（ＳｉやＳｉＯ等）を負極活物質として用いることが検討されている。シリコン系材料を負極活物質に用いることで、シリコン系材料を用いない場合と比べて、エネルギ密度を増加させて満充電容量を増加させることができる。一方で、シリコン系材料を負極活物質に用いると、シリコン系材料を用いない場合と比べて、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブのヒステリシスが大きくなる。
【０００６】
ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにヒステリシスが存在する場合は、ＯＣＶが同じであっても、それまでの充放電の履歴によってＳＯＣ−ＯＣＶカーブから得られるＳＯＣが異なるため、ＯＣＶに基づくＳＯＣの推定精度が低い可能性がある。
【０００７】
特許文献１では、上記のようなＳＯＣ−ＯＣＶカーブのヒステリシスについて考慮していないため、推定された満充電容量が過大に評価される可能性がある。満充電容量は、ＥＶ走行距離や二次電池の寿命推定等に用いられるところ、満充電容量が過大に評価されると、ＥＶ走行距離や二次電池の寿命等が過大に評価され、突然の電欠や性能低下が生じる可能性がある。
【０００８】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、車両に搭載される電池システムにおいて、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにヒステリシスが存在する二次電池の満充電容量を適切に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の電池システムは、車両に搭載される電池システムであって、二次電池と、充電装置と、制御装置とを備える。充電装置は、車両の外部に設けられる充電設備により二次電池を充電する外部充電を実行するように構成される。制御装置は、外部充電の開始から終了までの充電量を、外部充電の開始時のＳＯＣを示す第１のＳＯＣと外部充電の終了時のＳＯＣを示す第２のＳＯＣとの差分値で除算することによって、二次電池の満充電容量を推定するように構成される。制御装置は、二次電池が充電される場合の二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す充電曲線（充電カーブ）を用いて、外部充電の開始前のＯＣＶから第１のＳＯＣを算出し、二次電池が放電される場合の二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す放電曲線（放電カーブ）を用いて、外部充電の終了後のＯＣＶから第２のＳＯＣを算出するように構成される。
【００１０】
ヒステリシスが存在する二次電池においては、特に低ＳＯＣ領域においてヒステリシスが大きく、同一のＳＯＣに対して充電カーブの方が放電カーブよりもＯＣＶが高い。言い換えると、同一のＯＣＶに対しては、充電カーブの方が放電カーブよりもＳＯＣが低い。上記の電池システムにおいては、外部充電による充電量をＳＯＣ差で除算することによって満充電容量が推定されるところ、外部充電の開始時のＳＯＣ（第１のＳＯＣ）は充電カーブを用いて算出され、外部充電の終了時のＳＯＣ（第２のＳＯＣ）は放電カーブを用いて算出される。これにより、ＳＯＣ差が最大に見積もられるので、満充電容量は最小側に評価される。したがって、この電池システムによれば、満充電容量が過大に評価されるのを回避することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の電池システムによれば、車両に搭載される電池システムにおいて、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにヒステリシスが存在する二次電池の満充電容量を適切に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す組電池の構成の一例を示す図である。
【図３】各セルの構成の一例を示す図である。
【図４】組電池を構成するセルのＳＯＣ−ＯＣＶカーブの一例を示す図である。
【図５】放電カーブ及び充電カーブのマップの一例を示す図である。
【図６】外部充電によるＳＯＣ差を説明する図である。
【図７】外部充電に伴ないＥＣＵにより実行される満充電容量推定処理の手順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】
【００１３】
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、図中同一又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。
【００１４】
図１は、本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された車両１の構成を概略的に示す図である。なお、以下では、車両１がハイブリッド車両である場合について代表的に説明するが、本開示に従う電池システムは、ハイブリッド車両に搭載されるものに限定されず、以下に説明される電池システム２を搭載した車両全般に適用可能である。
【００１５】
図１を参照して、車両１は、電池システム２と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」と称する。）３０と、インレット４０と、充電装置５０とを備える。また、車両１は、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor  Generator）」と称する。）６１，６２と、エンジン６３と、動力分割装置６４と、駆動軸６５と、駆動輪６６と、補機バッテリ７０と、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧ−ＳＷ」と称する。）８０とをさらに備える。電池システム２は、組電池１０と、監視ユニット２０と、電子制御装置（以下「ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）」と称する。）１００とを含む。
【００１６】
ＭＧ６１，６２は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。ＭＧ６１は、主として、動力分割装置６４を経由してエンジン６３により駆動される発電機として用いられる。ＭＧ６１が発電した電力は、ＰＣＵ３０を通じて組電池１０又はＭＧ６２に供給される。
【００１７】
ＭＧ６２は、主として電動機として動作し、駆動輪６６を駆動する。ＭＧ６２は、組電池１０からの電力及びＭＧ６１の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動力を発生し、ＭＧ６２が発生した駆動力は、駆動軸６５を通じて駆動輪６６へ伝達される。一方、車両の制動時には、ＭＧ６２は、発電機として作動して回生発電を行なう。ＭＧ６２が発電した電力は、ＰＣＵ３０を通じて組電池１０に供給される。
【００１８】
エンジン６３は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギをピストンやロータ等の運動子の運動エネルギに変換することによって動力を発生する内燃機関である。動力分割装置６４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置６４は、エンジン６３から出力される動力を、ＭＧ６１を駆動する動力と、駆動輪６６を駆動する動力とに分割する。
【００１９】
組電池１０は、複数の二次電池（セル）を含んで構成される。本実施の形態では、各セルは、リチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池の電解質は、液体であってもよいし、ポリマーであってもよいし、固体であってもよい。組電池１０は、ＭＧ６１，６２を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ３０を通じてＭＧ６１，６２へ電力を供給する。また、組電池１０は、ＭＧ６１，６２の発電時にＰＣＵ３０を通じて発電電力を受けて充電される。組電池１０の出力電圧は、たとえば数百Ｖである。
【００２０】
監視ユニット２０は、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３とを含む。電圧センサ２１は、組電池１０に含まれる各セルの電圧ＶＢｉを検出する。電流センサ２２は、組電池１０に入出力される電流ＩＢを検出する。以下では、充電時の電流ＩＢの符号を負とし、放電時の電流ＩＢの符号を正とする。温度センサ２３は、セル毎の温度ＴＢｉを検出する。各センサは、検出結果をＥＣＵ１００へ出力する。
【００２１】
なお、電圧センサ２１は、たとえば直列接続された複数のセルを監視単位として電圧を検出してもよい。また、温度センサ２３は、隣接する複数のセルを監視単位として温度を検出してもよい。本実施の形態では、センサの監視単位は特に限定されない。
【００２２】
ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、組電池１０とＭＧ６１，６２との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ３０は、ＭＧ６１，６２の状態を個別に制御可能に構成されており、たとえば、ＭＧ６１を回生（発電）状態にしつつ、ＭＧ６２を力行状態にすることができる。ＰＣＵ３０は、たとえば、ＭＧ６１，６２に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧を組電池１０の出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
【００２３】
インレット４０は、車両１の外部に設けられる電源９０の充電ケーブルの先端に設けられるコネクタを接続可能に構成されている。充電ケーブルのコネクタがインレット４０に接続されている状態で、インレット４０は、電源９０から充電ケーブルを通じて電力の供給を受ける。電源９０は、たとえば商用電源である。
【００２４】
充電装置５０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、インレット４０により受電された電力を組電池１０の充電に適した電力に変換する。充電装置５０は、たとえば、インバータ及びコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０２と、メモリ（具体的には、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory））１０４と、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）とを含んで構成される。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭに展開して実行する。ＲＯＭに格納されているプログラムには、ＥＣＵ１００により実行される処理が記されている。
【００２６】
ＥＣＵ１００により実行される主要な処理の一つとして、ＥＣＵ１００は、監視ユニット２０の各センサから受ける信号、並びにメモリ１０４に記憶されたプログラム及びマップに基づいて、組電池１０のセル毎の満充電容量を算出する。なお、算出された満充電容量の初期状態からの低下度合いに基づいて二次電池の劣化度を推定したり、セル毎に算出された満充電容量を合算した組電池１０全体の満充電容量に電費（ｋｍ／ｋＷｈ）を乗算することによって車両１のＥＶ走行可能距離を推定したりすることができる。
【００２７】
セル毎の満充電容量の算出は、以下のようにして行なわれる。すなわち、ＥＣＵ１００は、外部充電の開始から終了までの充電量を、外部充電の開始時のＳＯＣ（第１のＳＯＣ）と外部充電の終了時のＳＯＣ（第２のＳＯＣ）との差分値ΔＳＯＣで除算することによって、満充電容量を算出する。
【００２８】
外部充電の開始から終了までの充電量は、外部充電中の充電電流を積算することによって算出される。なお、セル毎の電流は、たとえば、電流センサ２２の検出値を組電池１０の並列セル数で除算することによって算出してもよいし、並列セルにおける温度ばらつきや抵抗ばらつきを考慮して公知の各種手法を用いて算出してもよい。
【００２９】
外部充電の開始時のＳＯＣ（第１のＳＯＣ）、及び外部充電の終了時のＳＯＣ（第２のＳＯＣ）は、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブを用いて推定される。ここで、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブには、後述のようにヒステリシスが存在しており、このヒステリシスの影響を考慮して両ＳＯＣ（第１及び第２のＳＯＣ）が推定される。この点については、後ほど詳しく説明する。
【００３０】
なお、上記では、ＳＯＣの推定及び満充電容量の算出は、ＥＣＵ１００によって行なわれ、さらに、ＰＣＵ３０や充電装置５０、エンジン６３等もＥＣＵ１００によって制御されるものとしているが、処理毎にＥＣＵを分けて構成してもよい。たとえば、ＳＯＣの推定及び満充電容量の算出処理、充電装置５０の制御、ＰＣＵ３０の制御、及びエンジン６３の制御を、それぞれ電池ＥＣＵ、充電ＥＣＵ、駆動ＥＣＵ、及びエンジンＥＣＵ等に分けて実装してもよい。
【００３１】
補機バッテリ７０は、車両１に搭載される図示しない各種補機へ作動電力を供給する。また、補機バッテリ７０は、ＥＣＵ１００へも作動電力を供給する。補機バッテリ７０は、たとえば鉛蓄電池であるが、その種類は特に限定されるものではなく、その他の二次電池や電気二重層キャパシタ等であってもよい。補機バッテリ７０の出力電圧は、組電池１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖである。
【００３２】
ＩＧ−ＳＷ８０は、運転者が操作可能なスイッチであり、運転者は、ＩＧ−ＳＷ８０をオン操作することによって車両１のシステムを起動し、ＩＧ−ＳＷ８０をオフ操作することによって車両１のシステムを停止させることができる。
【００３３】
図２は、図１に示した組電池１０の構成の一例を示す図である。図２を参照して、この組電池１０においては、複数のセルが並列接続されてブロック（或いはモジュール）が構成され、複数のブロックが直列接続されて組電池１０が構成されている。具体的には、組電池１０は、直列に接続されるブロック１０−１〜１０−Ｍを含み、ブロック１０−１〜１０−Ｍの各々は、並列接続されたＮ個のセルを含む。
【００３４】
電圧センサ２１−１は、ブロック１０−１の電圧を検出する。すなわち、電圧センサ２１−１は、ブロック１０−１を構成するＮ個のセルの電圧ＶＢ１を検出する。電圧センサ２１−２は、ブロック１０−２を構成するＮ個のセルの電圧ＶＢ２を検出する。電圧センサ２１−Ｍについても同様である。電流センサ２２は、各ブロック１０−１〜１０−Ｍに流れる電流ＩＢを検出する。すなわち、電流センサ２２は、各ブロックのＮ個のセルに流れる総電流を検出する。
【００３５】
図３は、各セルの構成の一例を示す図である。なお、図３では、セル内部の一部が透視して示されている。図３を参照して、セル１１は、筐体１１１と、正極外部端子１１３と、負極外部端子１１４と、電極体１１５とを含む。筐体１１１は、角型（略直方体形状）であり、筐体１１１の上面は、蓋体１１２によって封じられている。蓋体１１２は、注液孔、ガス排出弁、電流遮断機構（ＣＩＤ：Current  Interrupt  Device）等を備えていてもよい。なお、筐体１１１の形状は、角型（略直方体形状）に限定されるものではなく、円筒型又はラミネート型であってもよい。
【００３６】
正極外部端子１１３及び負極外部端子１１４は、蓋体１１２の上面に設けられている。正極外部端子１１３及び負極外部端子１１４は、筐体１１１の内部においてそれぞれ正極集電端子及び負極集電端子（いずれも図示せず）に接続されている。
【００３７】
電極体１１５は、正極シートと、負極シートと、セパレータとによって形成されている。電極体１１５は、図示されるような巻回型であってもよいし、積層（スタック）型であってもよい。電極体１１５は、正極部１１６と、負極部１１７とを含む。正極部１１６は、正極シートの未塗布部によって形成される。負極部１１７は、負極シートの未塗布部によって形成される。正極部１１６は、図示しない正極集電端子を通じて正極外部端子１１３に接続され、負極部１１７は、図示しない負極集電端子を通じて負極外部端子１１４に接続される。
【００３８】
電極体１１５の正極シート、セパレータ、及び電解液には、それぞれリチウムイオン二次電池の正極シート、セパレータ、及び電解液として従来公知の構成及び材料を用いることができる。一例として、正極シートには、コバルト酸リチウムの一部がニッケル及びマンガンにより置換された三元系の材料を用いることができる。セパレータには、ポリオレフィン（たとえばポリエチレン又はポリプロピレン）を用いることができる。電解液は、有機溶媒（たとえば、ＤＭＣ（Dimethyl  Carbonate）とＥＭＣ（Ethyl  Methyl  Carbonate）とＥＣ（ethylene  carbonate）との混合溶媒）と、リチウム塩（たとえばＬｉＰＦ6）と、添加剤（たとえば、ＬｉＢＯＢ（lithium  bis（oxalate）borate）又はＬｉ［ＰＦ2（Ｃ2Ｏ4）2］）とを含む。電解液に代えて、ポリマー系電解質を用いてもよいし、酸化物系、硫化物系等の無機系固体電解質を用いてもよい。
【００３９】
従来より、リチウムイオン二次電池の典型的な負極活物質には、炭素材料（たとえば黒鉛（グラファイト））が採用されている。これに対して、本実施の形態では、炭素材料にシリコン系材料（Ｓｉ又はＳｉＯ）を混合した混合材が負極シートの活物質として採用されている。シリコン系材料を混合することで、組電池１０のエネルギ密度を増加させて満充電容量を増加させることができる。なお、負極活物質として、シリコン系材料のみを採用してもよい。
【００４０】
負極活物質にシリコン系材料が用いられると、満充電容量を増加させることができる一方で、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにヒステリシスが顕著に現れる。なお、このようなヒステリシスが生じるのは、充放電に伴なう負極活物質の体積変化が要因と考えられる。
【００４１】
＜ＳＯＣ−ＯＣＶカーブのヒステリシス＞
図４は、組電池１０を構成するセルのＳＯＣ−ＯＣＶカーブの一例を示す図である。図４において、縦軸はセルのＯＣＶ（Ｖ）を示し、横軸はセルのＳＯＣ（％）を示す。
【００４２】
図４を参照して、曲線Ｌ１は、セルが放電される場合のＳＯＣ−ＯＣＶカーブの一例を示す。この曲線Ｌ１は、セルを満充電状態にしてから放電と休止（放電停止）とを繰り返すことで取得される。曲線Ｌ２は、セルが充電される場合のＳＯＣ−ＯＣＶカーブの一例を示す。この曲線Ｌ２は、セルを完全放電状態にしてから充電と休止（充電停止）とを繰り返すことで取得される。なお、以下では、曲線Ｌ１を「放電カーブＬ１」と称し、曲線Ｌ２を「充電カーブＬ２」と称する。
【００４３】
このような放電カーブＬ１及び充電カーブＬ２は、事前の評価実験等により予め取得され、ＥＣＵ１００のメモリ１０４にマップとして格納されている。図５は、放電カーブＬ１及び充電カーブＬ２のマップの一例を示す図である。図５を参照して、ＳＯＣ１は、放電カーブＬ１上のＳＯＣを示し、ＳＯＣ２は、充電カーブＬ２上のＳＯＣを示す。セルの完全放電状態と満充電状態との間のＯＣＶとＳＯＣ１，ＳＯＣ２との関係が、事前の評価実験等により予め取得され、図５に示されるようなマップとしてメモリ１０４に記憶されている。
【００４４】
再び図４を参照して、あるＳＯＣに対して、放電カーブＬ１上のＯＣＶは、充電カーブＬ２上のＯＣＶよりも低い。この傾向は、ＳＯＣが低い領域（たとえば４０〜５０％よりも低い領域）において顕著である。なお、炭素材料とシリコン系材料との混合材ではなくシリコン系材料のみが負極活物質に用いられる場合には、ＳＯＣが高い領域においても、放電カーブＬ１上のＯＣＶが充電カーブＬ２上のＯＣＶよりも低くなる。
【００４５】
放電カーブＬ１上のＯＣＶは、各ＳＯＣにおけるＯＣＶの最低値を示し、充電カーブＬ２上のＯＣＶは、各ＳＯＣにおけるＯＣＶの最高値を示す。セルの状態は、放電カーブＬ１と充電カーブＬ２とにより囲まれた領域内（放電カーブＬ１，Ｌ２上を含む）のいずれかの状態をとり得る。放電カーブＬ１上のＯＣＶと充電カーブＬ２上のＯＣＶとの乖離が、セルにおけるヒステリシスの存在を示している。
【００４６】
言い換えると、たとえばＯＣＶがＶｍであるとき、ＳＯＣは、充電カーブＬ２上のＳＯＣを示すＳＯＣ２から、放電カーブＬ１上のＳＯＣを示すＳＯＣ１までの範囲に存在し得る。そのため、ＯＣＶからＳＯＣを推定する場合に、ヒステリシスの影響により真のＳＯＣを推定することができない。その結果、外部充電に伴ない推定される満充電容量が過大に評価される可能性がある。
【００４７】
図６は、外部充電に伴なうＳＯＣ差を説明する図である。この図６には、図４に示したＳＯＣ−ＯＣＶカーブ（放電カーブＬ１及び充電カーブＬ２）が示されている。
【００４８】
図６を参照して、外部充電の開始時及び終了時のＯＣＶがそれぞれＶｐ，Ｖａであるとする。一般的に外部充電が開始される低ＳＯＣ領域では、ＳＯＣ−ＯＣＶカーブのヒステリシスが大きく、外部充電の開始時のＯＣＶであるＶｐに対して、充電カーブＬ２を用いて推定されるＳＯＣはＳＯＣ３であり、放電カーブＬ１を用いて推定されるＳＯＣはＳＯＣ４（ＳＯＣ３＜ＳＯＣ４）である。なお、この例では、外部充電が終了する高ＳＯＣ領域では、ヒステリシスはほとんど生じておらず、外部充電の終了時のＯＣＶであるＶａに対して、放電カーブＬ１及び充電カーブＬ２の何れを用いても、推定されるＳＯＣはＳＯＣ５である。
【００４９】
外部充電の開始時における真のＳＯＣは、ＳＯＣ３，ＳＯＣ４をそれぞれ最小値及び最大値として、ＳＯＣ３からＳＯＣ４の間に存在する。したがって、外部充電の開始時と終了時とのＳＯＣ差は、ΔＳＯＣ２（＝ＳＯＣ５−ＳＯＣ４），ΔＳＯＣ１（＝ＳＯＣ５−ＳＯＣ３）をそれぞれ最小値及び最大値として、ΔＳＯＣ２からΔＳＯＣ１の間の値のいずれかとなる。
【００５０】
上述のように、満充電容量は、外部充電に伴なう蓄電量をＳＯＣ差で除算することによって算出されるので、外部充電に伴ない算出される満充電容量は、ΔＳＯＣ２を用いて算出される値ＦＣ２を最大値、及びΔＳＯＣ１を用いて算出される値ＦＣ１を最小値として、ＦＣ２からＦＣ１の間のいずれかの値をとり得る。そこで、本実施の形態に従う電池システム２では、満充電容量が過大に評価されるのを防止するために、ΔＳＯＣ１を用いて算出される値ＦＣ１を満充電容量の推定値とすることにしたものである。
【００５１】
なお、この例では、外部充電が終了する高ＳＯＣ領域では、ヒステリシスはほとんど生じていないが、シリコン系材料のみが負極活物質に用いられる場合には、高ＳＯＣ領域においてもヒステリシスが生じる（充電カーブＬ２上のＯＣＶの方が放電カーブＬ１上のＯＣＶよりも高い）。そのため、外部充電が終了する高ＳＯＣ領域においてもヒステリシスが生じる場合には、外部充電の終了時のＳＯＣは、放電カーブＬ１を用いて算出するのが好ましい。これにより、外部充電に伴なうＳＯＣ差が最大に見積もられるので、満充電容量としては最小側に評価される。したがって、満充電容量が過大に評価されるのを確実に回避することができる。
【００５２】
図７は、外部充電に伴ないＥＣＵ１００により実行される満充電容量推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、セル毎に実行され、たとえば、電源９０（図１）の充電ケーブルのコネクタがインレット４０に接続されると開始される。
【００５３】
図７を参照して、充電ケーブルのコネクタがインレット４０に接続されると、ＥＣＵ１００は、外部充電を開始するか否かを判定する（ステップＳ１０）。外部充電は、充電ケーブルのコネクタがインレット４０に接続されると直ちに開始されてもよいし、設定された充電開始時刻が到来した場合に開始されるものとしてもよい（タイマー充電）。
【００５４】
ステップＳ１０において外部充電を開始するものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、外部充電の開始に先立って対象セルの電圧ＶＢｉを電圧センサ２１から取得する（ステップＳ２０）。ここで取得される電圧ＶＢｉは、外部充電の開始前のＯＣＶ（以下「充電前ＯＣＶ」と称する。）に相当する（活物質中及び電解液中の塩濃度差による分極は生じていないものとする。）。
【００５５】
そして、充電前ＯＣＶが取得されると、ＥＣＵ１００は、充電装置５０（図１）へ駆動信号を出力し、外部充電を開始する（ステップＳ３０）。外部充電中、ＥＣＵ１００は、対象セルに入力される電流の積算値ＳＲを算出する（ステップＳ４０）。なお、対象セルに入力される電流は、たとえば、電流センサ２２の検出値を並列セル数で除算することによって算出してもよいし、並列セルにおける温度ばらつきや抵抗ばらつきを考慮して公知の各種手法を用いて算出してもよい。
【００５６】
外部充電の実行中、ＥＣＵ１００は、外部充電を終了するか否かを判定する（ステップＳ５０）。たとえば、いずれかのセルのＳＯＣが所定レベルに達した場合や、ユーザにより充電終了が指示された場合等に、外部充電を終了するものと判定される。そして、ステップＳ５０において外部充電を終了するものと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、充電装置５０を停止させて外部充電を停止する（ステップＳ６０）。
【００５７】
外部充電が停止した後、ＥＣＵ１００は、対象セルの電圧ＶＢｉを電圧センサ２１から取得する（ステップＳ７０）。ここで取得される電圧ＶＢｉは、外部充電の終了後のＯＣＶ（以下「充電後ＯＣＶ」と称する。）に相当する（活物質中及び電解液中の塩濃度差による分極は解消しているものとする。）。
【００５８】
次いで、ＥＣＵ１００は、充電カーブＬ２（図４〜図６）を用いて、ステップＳ２０において取得された充電前ＯＣＶからＳＯＣ（以下「充電前ＳＯＣ」と称する。）を算出する（ステップＳ８０）。さらに、ＥＣＵ１００は、放電カーブＬ１（図４〜図６）を用いて、ステップＳ７０において取得された充電後ＯＣＶからＳＯＣ（以下「充電後ＳＯＣ」と称する。）を算出する（ステップＳ９０）。
【００５９】
続いて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ９０において算出された充電後ＳＯＣから、ステップＳ８０において算出された充電前ＳＯＣを減算することによって、外部充電前後のＳＯＣ差を示すΔＳＯＣを算出する（ステップＳ１００）。
【００６０】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０において外部充電の開始から終了まで積算された電流積算値ＳＲを、ステップＳ１００において算出されたΔＳＯＣで除算することによって、対象セルの満充電容量ＦＣを算出する（ステップＳ１１０）。
【００６１】
以上のように、この実施の形態によれば、外部充電の開始時のＳＯＣは充電カーブＬ２を用いて算出され、外部充電の終了時のＳＯＣは放電カーブＬ１を用いて算出され、このＳＯＣ差を用いて満充電容量が算出される。これにより、ＳＯＣ差が最大側に見積もられ、満充電容量は最小側に評価される。したがって、この実施の形態によれば、満充電容量が過大に評価されるのを回避することができる。
【００６２】
なお、上記の実施の形態では、セル毎に満充電容量推定処理が実行されるものとしたが、組電池１０全体のＯＣＶ及びＳＯＣを用いて、組電池１０全体としての満充電容量推定処理を実行するようにしてもよい。
【００６３】
今回開示された実施の形態は、全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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１  車両、２  電池システム、１０  組電池、１０−１〜１０−Ｍ  ブロック、１１  セル、２０  監視ユニット、２１  電圧センサ、２２  電流センサ、２３  温度センサ、３０  ＰＣＵ、４０  インレット、５０  充電装置、６１，６２  ＭＧ、６３  エンジン、６４  動力分割装置、６５  駆動軸、６６  駆動輪、７０  補機バッテリ、８０  ＩＧ−ＳＷ、  ９０  電源、１００  ＥＣＵ、１０２  ＣＰＵ、１０４  メモリ、１１１  筐体、１１２  蓋体、１１３  正極外部端子、１１４  負極外部端子、１１５  電極体、１１６  正極部、１１７  負極部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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