(57)【要約】【課題】電池の満充電容量推定値の推定精度を向上させ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ΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を算出する算出部１１１と、算出した満充電容量に基づいて満充電容量推定値を更新する推定部１１２と、劣化曲線Ｃに基づいて、二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を算出する閾値算出部１１３と、を備える。判定処理を行った結果、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外である場合には、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の使用量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出し、満充電容量推定値として更新する。最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲内である場合には、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。【選択図】図３
2020201176.tif 000002
【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算出する算出部と、
前記算出した満充電容量に基づいて満充電容量推定値を更新する推定部と、
前記電池の使用量により推移する前記電池の満充電容量の劣化曲線に基づいて、前記電池の満充電容量の上限値および下限値を算出する閾値算出部と、
前記推定部は、
最後に前記更新された前記満充電容量推定値が前記上限値および前記下限値により規定される範囲に含まれるか否かの判定処理を行い、
最後に前記更新された前記満充電容量推定値が、前記上限値および前記下限値により規定される範囲外である場合には、前記電池の現在の使用量に応じた満充電容量を前記劣化曲線から算出し、前記劣化曲線から算出した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として更新し、
最後に前記更新された前記満充電容量推定値が、前記上限値および前記下限値により規定される範囲内である場合には、最後に前記更新された前記満充電容量推定値に基づいて前記劣化曲線を補正する
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、
前記推定部は所定使用量ごとに前記判定処理を行う
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池パックであって、
前記推定部は、
前記劣化曲線に前記満充電容量推定値を所定の反映率で反映させることにより前記劣化曲線の補正を行い、
前回算出部により満充電容量の算出が行われたときの第１使用量と、現在の第２使用量との差が大きいほど、前記所定の反映率を小さくする
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】
電池の充放電電流量とその電池の充電開始前及び充電終了後の充電率の差分（ΔＳＯＣ）とに基づいて満充電容量を算出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、電池の使用時間と電池の満充電容量との対応関係を示す満充電容量標準劣化推移（劣化曲線）を用いて、満充電容量を算出するものがある。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２０１４−００７０７９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、電池の充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて満充電容量を算出した場合には、誤差が大きく推定精度が悪くなる場合がある。また、劣化曲線を用いて満充電容量を算出した場合には、電池の使用方法によっては実際の満充電容量の推移が劣化曲線とは異なる場合があるため、推定精度が悪い場合がある。
【０００６】
本発明の一側面に係る目的は、電池の満充電容量推定値の推定精度を向上させることが可能な電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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算出する算出部と、前記算出した満充電容量に基づいて満充電容量推定値を更新する推定部と、前記電池の使用量により推移する前記電池の満充電容量の劣化曲線に基づいて、前記電池の満充電容量の上限値および下限値を算出する閾値算出部と、を備える。前記推定部は、最後に前記更新された前記満充電容量推定値が前記上限値および前記下限値により規定される範囲に含まれるか否かの判定処理を行い、最後に前記更新された前記満充電容量推定値が、前記上限値および前記下限値により規定される範囲外である場合には、前記電池の現在の使用量に応じた満充電容量を前記劣化曲線から算出し、前記劣化曲線から算出した前記満充電容量を前記満充電容量推定値として更新し、最後に前記更新された前記満充電容量推定値が、前記上限値および前記下限値により規定される範囲内である場合には、最後に前記更新された前記満充電容量推定値に基づいて前記劣化曲線を補正することを特徴とする。
【０００８】
上記構成の電池パックにおいて、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外である場合、すなわち、劣化曲線から大きく外れている場合には、推定部は、電池の現在の使用量に応じた満充電容量を劣化曲線から算出する。そして、推定部は、算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。これにより、満充電容量の算出結果に誤りがあったり、そもそも満充電容量の算出自体ができていない場合であっても、劣化曲線から算出した満充電容量に基づき満充電容量推定値を更新できるため、満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【０００９】
また、最後に更新された満充電容量推定値には、算出部が算出した満充電容量に基づいて更新された満充電容量推定値と、劣化曲線から算出した満充電容量に基づいて更新された満充電容量推定値と、のうち何れか後に更新された満充電容量推定値が含まれる。
【００１０】
したがって、推定部は、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて算出部が満充電容量を算出するタイミングだけでなく、劣化曲線から算出するタイミングで、満充電容量推定値を更新することができる。したがって、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて満充電容量の算出自体が長時間できない場合であっても、満充電容量推定値を更新することができるため、電池の満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【００１１】
また、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲内であると判定された場合には、推定部は、最後に更新された満充電容量推定値に基づいて劣化曲線を補正する。上限値および下限値により規定される範囲内にある満充電容量推定値は、劣化曲線で想定される満充電容量に沿うため、信頼度が高いと考えられる。
【００１２】
したがって、ユーザの使用方法等により満充電容量が変化した場合であっても、信頼度の高い満充電容量推定値に基づき劣化曲線を補正することで、使用方法による満充電容量の推移の違いを学習させることができる。そして、学習された劣化曲線に基づいて、更に、満充電容量推定値の更新や劣化曲線の補正を行うことができるため、満充電容量推定値の推定精度の向上を図ることができる。また、ユーザの使用方法等により劣化曲線を学習させることができるので、様々な劣化状況を想定して劣化曲線を複数本持つ必要がなく、１つの劣化曲線を準備するだけで対応可能となる。
【００１３】
また、本発明の他の態様の電池パックは、前記推定部は所定使用量ごとに前記判定処理を行うことを特徴とする。上記構成の電池パックにおいて、推定部は、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて算出部が満充電容量を算出するタイミングだけでなく、所定使用量ごとのタイミングで、満充電容量推定値の更新あるいは劣化曲線の補正を行うことができる。したがって、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて満充電容量の算出自体が長時間できない場合であっても、満充電容量推定値を更新することができるため、電池の満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の他の態様の電池パックは、前記推定部は、前記劣化曲線に前記満充電容量推定値を所定の反映率で反映させることにより前記劣化曲線の補正を行い、前回算出部により満充電容量の算出が行われたときの第１使用量と、現在の第２使用量との差が大きいほど、前記所定の反映率を小さくすることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の電池パックにおいて、推定部は、算出部により満充電容量の算出が行われた時の使用量と、劣化曲線の補正を行う現在の使用量との差が大きいほど、更新された満充電容量推定値を劣化曲線に対し小さく反映するように反映率を決定する。
【００１６】
算出部により満充電容量の算出が行われた時の使用量と、劣化曲線の補正を行う現在の使用量との差が小さい場合は、満充電容量の算出直後であり、時間経過による満充電容量の変化の影響が小さいため、算出した満充電容量の信頼度は高いと考えられる。この場合、推定部は、算出した満充電容量が劣化曲線に対し大きく反映されるように反映率を決定する。
【００１７】
これに対し、算出部により満充電容量の算出が行われた時の使用量と、劣化曲線の補正を行う現在の使用量との差が大きい場合は、満充電容量が算出されてから時間が経っており、時間経過による満充電容量の変化の影響が大きいため、算出した満充電容量の信頼度は低いと考えられる。この場合、推定部は、算出した満充電容量が劣化曲線に対し小さく反映されるように反映率を決定する。これにより、電池の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】
【００１８】
本発明によれば、電池の満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】二次電池の総放電量により推移する二次電池の満充電容量の劣化曲線と満充電容量の上限値および下限値との関係を示す図である。
【図３】推定部により、満充電容量推定値の更新および劣化曲線の補正が行われる一例を示す図である。
【図４】推定部が満充電容量の更新および劣化曲線の補正を行う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】
【００２０】
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の満充電容量を算出する電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０１を含む。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、本実施例の電池ＥＣＵ１０１は、記憶部１１０、算出部１１１、推定部１１２、閾値算出部１１３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。
【００３４】
算出部１１１は、二次電池１０２の充放電電流量と充放電前後の充電率の差分（ΔＳＯＣ）とに基づいて満充電容量を算出する。具体的には、算出部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算出した充電率の差とΔＳＯＣ［％］を用いて満充電容量Ｆｃｃ０［Ａｈ］を算出する。ΔＳＯＣは、充電開始後に計測した開回路電圧を用いて算出した充電率ＳＯＣ１［％］と、充電終了後に計測した開回路電圧を用いて算出した充電率ＳＯＣ２［％］との差を用いて求める。式１参照。
ΔＳＯＣ＝｜ＳＯＣ１−ＳＯＣ２｜                      式１
【００３５】
また、満充電容量Ｆｃｃ０は式２を用いて算出する。
Ｆｃｃ０＝ΔＡｈ／（ΔＳＯＣ／１００）                式２
【００３６】
推定部１１２は、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて算出部１１１が算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。
【００３７】
記憶部１１０は、推定部１１２が最後に更新した満充電容量推定値を記憶する。また、記憶部１１０は、二次電池１０２の使用量により推移する二次電池１０２の満充電容量の劣化曲線（以下、単に「劣化曲線」と呼ぶことがある）が記憶されている。劣化曲線は、二次電池１０２の製造時から現在までの二次電池１０２の使用量と二次電池１０２の満充電容量との対応関係を示す曲線である。二次電池１０２の使用量とは、例えば、二次電池１０２の充放電電流量や使用時間を含む。また、記憶部１１０には、後述の判定処理を行う契機となる閾値（所定使用量）が記憶されている。所定使用量とは、例えば、二次電池１０２の充放電電流量である。また、所定使用量は、二次電池１０２の使用時間であってもよい。
【００３８】
閾値算出部１１３は、二次電池１０２の使用量により推移する二次電池１０２の満充電容量の劣化曲線に基づいて、二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を算出する。閾値算出部１１３は、例えば、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を満充電容量の上限値として算出する。また、閾値算出部１１３は、例えば、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を満充電容量の下限値として算出する。
【００３９】
図２を参照して、劣化曲線に基づいて、閾値算出部１１３が二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を算出する例について説明する。図２は、二次電池１０２の放電量により推移する二次電池１０２の満充電容量の劣化曲線Ｃと満充電容量の上限値および下限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の放電量を示す。図２に示すように、劣化曲線Ｃは、放電量が増加するごとに二次電池１０２の満充電容量が低下するように設定される。閾値算出部１１３は、例えば、二次電池１０２の使用量ごとに上限値および下限値を算出する。
【００４０】
図２に示すように、閾値算出部１１３は、二次電池１０２の放電量ｄ０から積算誤差（−側）Ｅ１を減算した放電量ｄ１における劣化曲線Ｃ上の満充電容量の値を満充電容量の上限値Ｕとして算出する。同様に、閾値算出部１１３は、二次電池１０２の放電量ｄ０から積算誤差（＋側）Ｅ２を加算した放電量ｄ２における劣化曲線Ｃ上の満充電容量の値を満充電容量の下限値Ｌとして算出する。また、図２に示すように、閾値算出部１１３は、算出した満充電容量の上限値Ｕに対し、ユーザの使用状況の違いにより生じる満充電容量のズレ量ｅを加算した値を新たな満充電容量の上限値Ｕ’としてもよい。同様に、閾値算出部１１３は、算出した満充電容量の下限値Ｌに対し、ズレ量ｅを減算した値を新たな満充電容量の下限値Ｌ’としてもよい。
【００４１】
なお、閾値算出部１１３は、二次電池１０２の使用時間により推移する二次電池１０２の満充電容量の劣化曲線Ｃに基づいて、二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を算出してもよい。
【００４２】
推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値が、閾値算出部１１３により算出された二次電池１０２の上限値および下限値により規定される範囲に含まれるか否かの判定処理を行う。推定部１１２は、記憶部１１０に記憶されている閾値（所定使用量）を参照して、所定使用量ごとに判定処理を行う。すなわち、推定部１１２は、所定の放電量ごとに判定処理を行う。最後に更新された満充電容量推定値は、記憶部１１０に記憶されている満充電容量推定値である。なお、推定部１１２は、所定の使用時間ごとに判定処理を行ってもよい。
【００４３】
最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外であると判定された場合には、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の使用量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。例えば、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の放電量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。推定部１１２は、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。推定部１１２は、更新した満充電容量推定値を記憶部１１０に記憶する。なお、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の使用時間に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出してもよい。また、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲内であると判定された場合には、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。
【００４４】
図３は、推定部１１２により、満充電容量推定値の更新および劣化曲線Ｃの補正が行われる一例を示す図である。図３中、縦軸は、満充電容量を示す。横軸は、二次電池１０２の放電量を示す。黒丸印は、算出部１１１により算出された満充電容量を示す。点線は、劣化曲線Ｃを示す。実線は、推定部１１２により更新された満充電容量推定値を示す。図３に示すように、閾値算出部１１３は、所定の放電量ｄ１１〜ｄ１４毎に、二次電池１０２の満充電容量の上限値Ｕ１〜Ｕ４および下限値Ｌ１〜Ｌ４を算出する。推定部１１２は、所定の放電量ｄ１１〜ｄ１４毎に二次電池１０２の放電量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。そして推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外であると判定された場合には、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。推定部１１２は、更新した満充電容量推定値を記憶部１１０に記憶する。
【００４５】
図３に示すように、放電量ｄ１２において、最後に更新された満充電容量推定値ｅ２は、上限値Ｕ２および下限値Ｌ２により規定される範囲外である。この場合、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の放電量ｄ１２に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。例えば、最後に更新された満充電容量推定値ｅ２は、上限値Ｕ２を超えているため、推定部１１２は、放電量ｄ１２に対応する劣化曲線Ｃ上の値を満充電容量ｅ２’として算出する。そして、推定部１１２は、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量ｅ２’を満充電容量推定値として更新する。
【００４６】
また、図３に示すように、放電量ｄ１３において、最後に更新された満充電容量推定値ｅ３は、上限値Ｕ３および下限値Ｌ３により規定される範囲外である。最後に更新された満充電容量推定値ｅ３は、上限値Ｕ３を超えているため、推定部１１２は、放電量ｄ１３に対応する劣化曲線Ｃ上の値を満充電容量ｅ３’として算出する。そして、推定部１１２は、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量ｅ３’を満充電容量推定値として更新する。
【００４７】
このように、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外である場合、すなわち、劣化曲線Ｃから大きく外れている場合には、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の使用量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。そして、推定部１１２は、算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。これにより、満充電容量の算出結果に誤りがあったり、そもそも満充電容量の算出自体ができていない場合であっても、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量に基づき満充電容量推定値を更新できるため、満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【００４８】
また、最後に更新された満充電容量推定値には、算出部１１１が算出した満充電容量に基づいて更新された満充電容量推定値と、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量に基づいて更新された満充電容量推定値と、のうち何れか後に更新された満充電容量推定値が含まれる。
【００４９】
したがって、推定部１１２は、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて算出部１１１が満充電容量を算出するタイミングだけでなく、劣化曲線Ｃから算出するタイミングで、満充電容量推定値を更新することができる。したがって、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて満充電容量の算出自体が長時間できない場合であっても、満充電容量推定値を更新することができるため、二次電池１０２の満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【００５０】
また、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲内であると判定された場合には、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。推定部１１２は、補正した劣化曲線Ｃを記憶部１１０に記憶する。
【００５１】
上限値および下限値により規定される範囲内にある満充電容量推定値は、劣化曲線で想定される満充電容量に沿うため、信頼度が高いと考えられる。したがって、ユーザの使用方法等により満充電容量の推移が変化した場合であっても、信頼度の高い満充電容量推定値に基づき劣化曲線を補正することで、使用方法による満充電容量の推移の違いを学習させることができる。そして、学習された劣化曲線に基づいて、更に、満充電容量推定値の更新や劣化曲線の補正を行うことができるため、満充電容量推定値の推定精度の向上を図ることができる。また、ユーザの使用方法等により劣化曲線を学習させることができるので、様々な劣化状況を想定して劣化曲線を複数本持つ必要がなく、１つの劣化曲線を準備するだけで対応可能となる。
【００５２】
例えば、推定部１１２は、劣化曲線Ｃに満充電容量推定値を所定の反映率で反映させることにより劣化曲線Ｃの補正を行う。具体的には、劣化曲線Ｃから算出される現在の放電量に応じた満充電容量と最後に更新された満充電容量推定値との差分を算出し、該差分に反映率を乗算した値だけ、劣化曲線Ｃの現在の放電量以降に対応する満充電容量をオフセットさせて補正を行う。推定部１１２は、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの使用量（第１の使用量）と、劣化曲線Ｃの補正を行う現在の使用量（第２の使用量）との差に基づいて、劣化曲線Ｃの反映率を決定する。
【００５３】
推定部１１２は、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの使用量と、劣化曲線Ｃの補正を行う現在の使用量との差が大きいほど、更新された満充電容量推定値を劣化曲線Ｃに対し小さく反映するように反映率を決定する。言い換えると、推定部１１２は、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの使用量と、劣化曲線Ｃの補正を行う現在の使用量との割合が小さいほど、更新された満充電容量推定値を劣化曲線Ｃに対し小さく反映するように反映率を決定する。
【００５４】
例えば、図３に示すように、放電量ｄ１１において、最後に更新された満充電容量推定値ｅ１は、上限値Ｕ１おび下限値Ｌ１により規定される範囲内である。この場合、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値ｅ１に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。
【００５５】
具体的には、推定部１１２は、満充電容量推定値ｅ１を更新する際に算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの二次電池１０２の放電量ｄ１１’と、判定処理が行われた現在のタイミングにおける二次電池１０２の放電量ｄ１１と、の割合「ｄ１１’／ｄ１１」を劣化曲線Ｃの反映率ｚ１として決定する。そして、劣化曲線Ｃから放電量ｄ１１に応じた満充電容量ｅ１’を算出し、満充電容量ｅ１’と最後に更新された満充電容量推定値ｅ１との差分に反映率ｚ１を乗算した値だけ、劣化曲線Ｃの放電量ｄ１１以降に対応する満充電容量をオフセットさせる。放電量ｄ１１における補正前の劣化曲線Ｃは、最後に更新された満充電容量推定値ｅ１と比較して、上方にずれている。したがって、推定部１１２は、決定した反映率ｚ１に基づいて劣化曲線Ｃを下方に補正する。
【００５６】
また、例えば、図３に示すように、放電量ｄ１４において、最後に更新された満充電容量推定値ｅ４は、上限値Ｕ４おび下限値Ｌ４により規定される範囲内である。この場合、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値ｅ４に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。
【００５７】
具体的には、推定部１１２は、満充電容量推定値ｅ４を更新する際に算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの二次電池１０２の放電量ｄ１４’と、判定処理が行われた現在のタイミングにおける二次電池１０２の放電量ｄ１４と、の割合「ｄ１４’／ｄ１４」を劣化曲線Ｃの反映率ｚ４として決定する。そして、劣化曲線Ｃから放電量ｄ１４に応じた満充電容量ｅ４’を算出し、満充電容量ｅ４’と最後に更新された満充電容量推定値ｅ４との差分に反映率ｚ４を乗算した値だけ、劣化曲線Ｃの放電量ｄ１４以降に対応する満充電容量をオフセットさせる。放電量ｄ１４における補正前の劣化曲線Ｃは、最後に更新された満充電容量推定値ｅ４と比較して、下方にずれている。したがって、推定部１１２は、決定した反映率ｚ４に基づいて劣化曲線Ｃを上方に補正する。
【００５８】
ここで、放電量ｄ１１’と放電量ｄ１１との差Δｄ１１は、放電量ｄ１４’と放電量ｄ１４との差Δｄ１４よりも小さい、言い換えると、割合「ｄ１４’／ｄ１４」は、割合「ｄ１１’／ｄ１１」よりも大きいとする。この場合、推定部１１２は、反映率ｚ１を反映率ｚ４よりも小さくする。
【００５９】
このように、算出部１１１により満充電容量の算出が行われた時の二次電池１０２の放電量と、劣化曲線Ｃの補正を行う現在の放電量との差が小さい場合は、満充電容量の算出直後であり、時間経過による満充電容量の変化の影響が小さいため、算出した満充電容量の信頼度は高いと考えられる。この場合、推定部１１２は、算出した満充電容量が劣化曲線Ｃに対し大きく反映されるように反映率を決定する。
【００６０】
これに対し、算出部１１１により満充電容量の算出が行われた時の二次電池１０２の放電量と、劣化曲線Ｃの補正を行う現在の放電量との差が大きい場合は、満充電容量が算出されてから時間が経っており、時間経過による満充電容量の変化の影響が大きいため、算出した満充電容量の信頼度は低いと考えられる。この場合、推定部１１２は、算出した満充電容量が劣化曲線Ｃに対し小さく反映されるように反映率を決定する。これにより、二次電池１０２の満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００６１】
本実施形態において、反映率は劣化曲線Ｃに対し学習を行わせる割合に相当する。したがって、推定部１１２は、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの放電量と、劣化曲線Ｃを補正する現在の放電量との差が大きいほど、満充電容量推定値に基づいて学習させる割合を小さくする。
【００６２】
二次電池１０２の満充電容量の劣化状況は、充電パターン、温度環境等、ユーザの使用方法により変化する。このような場合であっても、推定部１１２は、劣化曲線に対し二次電池１０２の満充電容量を繰り返し学習させることで、満充電容量推定値の推定精度の向上を図ることができる。また、ユーザの使用方法等によって劣化曲線を学習させることができるので、劣化曲線を様々な状況を想定して複数本持つ必要がなく１つの劣化曲線を準備するだけで対応可能となる。
【００６３】
したがって、推定部１１２は、算出部１１１により満充電容量の算出後、判定処理が行われた現在のタイミング、すなわち、劣化曲線Ｃの学習時に近いほど、算出した満充電容量を劣化曲線に対し大きく反映するように反映率を決定する。
【００６４】
なお、推定部１１２は、算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの二次電池１０２の使用時間と、現在のタイミング、すなわち、劣化曲線Ｃを補正するタイミングにおける二次電池１０２の使用時間と、の差が大きいほど、劣化曲線Ｃの反映率を小さくしてもよい。
【００６５】
例えば、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの使用時間が「７２ｈ」で、劣化曲線Ｃを補正するタイミングにおける使用時間が「９６ｈ」である場合には、推定部１１２は、「７２／９６」の割合を劣化曲線Ｃの反映率として決定する。これに対し、前回算出部１１１により満充電容量の算出が行われたときの使用時間が「４８ｈ」で、劣化曲線Ｃを補正するタイミングにおける使用時間が「９６ｈ」である場合には、推定部１１２は、「４８／９６」の割合を劣化曲線Ｃの反映率として決定する。
【００６６】
使用時間７２ｈと、使用時間９６ｈと、の割合「７２ｈ／９６ｈ」は、使用時間４８ｈと、使用時間９６ｈと、の割合「４８ｈ／９６ｈ」よりも大きい。したがって、推定部１１２は、算出部１１１により満充電容量の算出後、判定処理が行われた現在のタイミング、すなわち、劣化曲線Ｃの学習時に近いほど、算出した満充電容量を劣化曲線に対し大きく反映するように反映率を決定する。
【００６７】
すなわち、満充電容量の算出直後は、算出した満充電容量の信頼度が高いため、この場合、推定部１１２は、算出した満充電容量が大きく反映されるように反映率を決定する。これにより、二次電池１０２の満充電容量推定値の推定精度を向上することができる。
【００６８】
また、満充電容量の推定頻度が確保できずに、最後に更新された満充電容量推定値が、上限値および下限値により規定される範囲外となった場合であっても、推定部１１２は、二次電池１０２の電池の現在の放電量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。そして、推定部１１２は、劣化曲線Ｃから算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新することで、範囲外となった満充電容量推定値をガードすることができる。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。
【００６９】
また、推定部１１２は所定の放電量ごとに判定処理を行う。したがって、推定部１１２は、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて算出部が満充電容量を算出するタイミングだけでなく、所定の放電量ごとのタイミングで、満充電容量推定値の更新あるいは劣化曲線の補正を行うことができる。したがって、充放電電流量とΔＳＯＣとに基づいて満充電容量の算出自体が長時間できない場合であっても、満充電容量推定値を更新することができるため、二次電池１０２の満充電容量推定値の推定精度を向上させることができる。
【００７０】
＜満充電容量推定値の更新および劣化曲線Ｃの補正＞
図４は、推定部１１２が満充電容量の更新および劣化曲線Ｃの補正を行う一例を示すフローチャートである。推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値が上限値および下限値に規定される範囲内か否かを判定して、満充電容量推定値を更新または劣化曲線Ｃを補正することができる。なお、図４に示すフローチャートの処理と並行して、推定部１１２は、二次電池１０２の総放電量に対し今回計測した電流量を積算する処理を継続して行う。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。
【００７１】
Ｓ１１において、算出部１１１は、二次電池１０２の充放電が終了したか否かを判定する。二次電池１０２の充放電が終了していない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）には、Ｓ１２〜Ｓ１３の処理を省略して、処理はＳ１４に進む。
【００７２】
二次電池１０２の充放電が終了した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）には、Ｓ１２において、算出部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算出する。Ｓ１３において、推定部１１２は、Ｓ１２において算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。推定部１１２は、更新した満充電容量推定値を記憶部１１０に記憶する。
【００７３】
Ｓ１４において、閾値算出部１１３は、記憶部１１０に記憶されている閾値を参照して、二次電池１０２の放電量が閾値以上となったか否かを判定する。二次電池１０２の放電量が閾値未満である場合（Ｓ１４：Ｎｏ）には、処理はＳ１１に戻る。すなわち、二次電池１０２の充放電が終了するまで、または、二次電池１０２の放電量が閾値以上となるまでの間、Ｓ１１〜Ｓ１４の処理が繰り返し実行される。放電量を積算する処理を継続した結果、二次電池１０２の放電量が閾値以上となった場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）には、Ｓ１５において、閾値算出部１１３は、劣化曲線に基づいて、二次電池１０２の満充電容量の上限値および下限値を算出する。
【００７４】
Ｓ１６において、推定部１１２は、最後に更新された満充電容量推定値が、Ｓ１５で算出された上限値および下限値により規定される範囲に含まれるか否かを判定する判定処理を行う。Ｓ１７において、Ｓ１６の判定処理の結果、最後に更新された満充電容量推定値が上限値および下限値により規定される範囲内であると判定された場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）には、処理はＳ１８に進む。
【００７５】
Ｓ１８において、推定部１１２は、記憶部１１０に記憶されている最後に更新された満充電容量推定値に基づいて劣化曲線Ｃを補正する。この処理が終了すると処理はＳ２１に進む。Ｓ１７において、Ｓ１６の判定処理の結果、最後に更新された満充電容量推定値が上限値および下限値により規定される範囲外であると判定された場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、処理はＳ１９に進む。
【００７６】
Ｓ１９において、推定部１１２は、二次電池１０２の現在の放電量に応じた満充電容量を劣化曲線Ｃから算出する。そして、Ｓ２０において、推定部１１２は、Ｓ１９で劣化曲線Ｃから算出した満充電容量を満充電容量推定値として更新する。推定部１１２は更新した満充電容量推定値を記憶部１１０に記憶する。この処理が終了すると処理はＳ２１に進む。Ｓ２１において、閾値算出部１１３は、放電量を０にクリアする。この処理が終了すると、処理はＳ１１に戻る。
【００７７】
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。電池ＥＣＵ１０１の算出部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してもよい。重み付け移動平均としては、例えば、前回の充電終了後に算出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算出した満充電容量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を算出する。式３参照。
今回のＦｃｃ１＝前回のＦｃｃ１×α＋Ｆｃｃ０×（１−α）      式３
【符号の説明】
【００７８】
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  算出部
１１２  推定部
１１３  閾値算出部
【図１】
2020201176.tif 000003
【図２】
2020201176.tif 000004
【図３】
2020201176.tif 000005
【図４】
2020201176.tif 000006