(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流計測部と、
前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部と、
管理部と、
を備え、
前記電流計測部によって計測される電流値が基準値未満である状態を前記蓄電素子の休止状態と定義したとき、
前記管理部は、
前記蓄電素子が休止状態になった場合に、前記蓄電素子を放電させる放電処理と、
前記放電処理によって前記蓄電素子を放電させた後に、前記電圧計測部によって電圧を計測する放電後の計測処理と、
前記放電後の計測処理で計測した電圧と、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係とに基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する第１の推定処理と、
を実行する、蓄電素子の管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電素子の管理装置であって、
放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報を記憶している記憶部を備え、
前記管理部は、前記第１の推定処理において、前記放電後の計測処理で計測した電圧に対応する充電状態を前記放電後の相関情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定する、蓄電素子の管理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子の負極活物質にはグラファイトが含有されており、
当該管理装置は、
充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係を表す電圧差情報が記憶されている記憶部を備え、
前記管理部は、
前記蓄電素子が充電後に休止状態になった場合に、前記放電処理によって前記蓄電素子を放電させる前に前記電圧計測部によって電圧を計測する放電前の計測処理を実行し、
前記第１の推定処理において、前記放電前の計測処理で計測した電圧と前記放電後の計測処理で計測した電圧との電圧差が、前記電圧差の変曲点の充電状態より充電状態が小さい範囲の最小電圧差より小さい場合は、当該電圧差に対応する充電状態を前記電圧差情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定する、蓄電素子の管理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電素子の管理装置であって、
前記管理部は、
前記電流計測部によって電流を計測して充電状態を推定する第２の推定処理と、
前記第２の推定処理で推定されている充電状態を前記第１の推定処理で推定した充電状態でリセットするリセット処理と、
を実行する、蓄電素子の管理装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の蓄電素子の管理装置であって、
放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報を記憶している記憶部を備え、
前記管理部は、
前記第１の推定処理で充電状態を推定したときを起点として前記電流計測部によって電流を計測して放電量を積算する積算処理と、
前記蓄電素子の電圧が、前記放電後の相関情報によって表される相関関係の急峻変化領域まで低下すると、当該電圧に対応する充電状態を前記放電後の相関情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定する第３の推定処理と、
前記第１の推定処理で推定した充電状態と前記第３の推定処理で推定した充電状態との差とその間の前記放電量とに基づいて前記蓄電素子の充電容量を推定する容量推定処理と、
を実行する、蓄電素子の管理装置。
【請求項６】
リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の管理方法であって、
前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流計測部によって計測される電流値が基準値未満である状態を前記蓄電素子の休止状態と定義したとき、
前記蓄電素子が休止状態になった場合に、前記蓄電素子を放電させる放電工程と、
前記放電工程で前記蓄電素子を放電させた後に、電圧計測部によって前記蓄電素子の電圧を計測する放電後の計測工程と、
前記放電後の計測工程で計測した電圧と、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係とに基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する第１の推定工程と、
を含む、蓄電素子の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子を管理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極活物質にリン酸鉄リチウムが含有されている蓄電素子が知られている。リン酸鉄リチウムは熱安定性が高いので蓄電素子の安全性を飛躍的に高めることができる反面、導電性が低いという課題がある。この課題を解決するために、リン酸鉄リチウムを含有し、表面にカーボンなどの導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、蓄電素子の電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）を計測し、計測した電圧に対応する充電状態を電圧と充電状態との相関関係から特定することによって蓄電素子の充電状態を推定することが行われている。充電状態は蓄電素子の充電容量に対して充電されている電気量を比率（％）で表したものであり、一般にＳＯＣ（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）と称されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０９８１４６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、リン酸鉄リチウムを含有し、表面にカーボンなどの導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の場合は、単に蓄電素子の電圧に対応する充電状態を電圧と充電状態との相関関係から特定するだけでは充電状態を精度よく推定できない場合があった。
本明細書では、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の充電状態を精度よく推定できる技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する蓄電素子の管理装置は、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流計測部と、前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部と、管理部と、を備え、前記電流計測部によって計測される電流値が基準値未満である状態を前記蓄電素子の休止状態と定義したとき、前記管理部は、前記蓄電素子が休止状態になった場合に、前記蓄電素子を放電させる放電処理と、前記放電処理によって前記蓄電素子を放電させた後に、前記電圧計測部によって電圧を計測する放電後の計測処理と、前記放電後の計測処理で計測した電圧と、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係とに基づいて前記蓄電素子の充電状態を推定する第１の推定処理と、を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書で開示する技術によれば、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の充電状態を精度よく推定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る車両及びバッテリを示す模式図
【図２】バッテリの斜視図
【図３】バッテリの分解斜視図
【図４】バッテリの回路図
【図５】充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係、及び、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を示すグラフ
【図６】組電池のＳＯＣ推定処理のフローチャート
【図７】実施形態２に係る充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係を示すグラフ
【図８】組電池のＳＯＣ推定処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本実施形態の概要）
本明細書によって開示される蓄電素子の管理装置は、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流計測部と、前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部と、管理部と、を備え、前記電流計測部によって計測される電流値が基準値未満である状態を前記蓄電素子の休止状態と定義したとき、前記管理部は、前記蓄電素子が休止状態になった場合に、前記蓄電素子を放電させる放電処理と、前記放電処理によって前記蓄電素子を放電させた後に、前記電圧計測部によって電圧を計測する放電後の計測処理と、前記放電後の計測処理で計測した電圧と、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係とに基づいて、前記蓄電素子の充電状態を推定する第１の推定処理と、を実行する。
【００１０】
本願発明者は、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子では、充電（充電方向に基準値以上の電流が流れている状態）後に休止状態になった場合と、放電（放電方向に基準値以上の電流が流れている状態）後に休止状態になった場合とで電圧と充電状態との相関関係が異なるという知見を得た。以降の説明では、充電後に休止状態になった場合と放電後に休止状態になった場合とで相関関係が異なることをヒステリシス特性という。リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子がヒステリシス特性を有する理由は、リン酸鉄リチウムは導電性が低いため、表面に形成されている導電層と内部のリン酸鉄リチウムとで充電状態が異なるからである。
このような蓄電素子の充電状態を推定する方法としては、例えば充電後の休止状態の場合は充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から推定し、放電後の休止状態の場合は放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から推定する方法が考えられる。あるいは、これらの相関関係の平均を相関関係と見做し、その相関関係に基づいて推定する方法が考えられる。しかしながら、これらの方法では充電状態を精度よく推定できない虞があった。
具体的には、充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係は、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係に比べて充電状態の変化に対する電圧の変化量が小さい。このため、充電後に休止状態になった場合、充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から充電状態を推定すると、放電後に休止状態になった場合に比べて推定精度が低下してしまう。また、これらの相関関係の平均を相関関係と見做す場合も推定精度が低下してしまう。
これに対し、充電後に休止状態になった場合は蓄電素子を放電させ、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係に基づいて充電状態を推定すると、充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係に基づいて推定する場合や相関関係の平均から推定する場合に比べて蓄電素子の充電状態を精度よく推定できる。
ただし、休止状態になる直前に蓄電素子が充電されていたか放電していたかを把握できない場合もある。上記の管理装置によると、蓄電素子が休止状態になった場合は休止状態になる直前に充電されていたか放電していたかによらず蓄電素子を放電させるので、休止状態になる直前に充電されていたか放電していたかを把握できない場合であっても充電状態を精度よく推定できる。
よって上記の管理装置によると、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の充電状態を精度よく推定できる。
【００１１】
上記の管理装置は、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報を記憶している記憶部を備え、前記管理部は、前記第１の推定処理において、前記放電後の計測処理で計測した電圧に対応する充電状態を前記放電後の相関情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定してもよい。
【００１２】
上記の管理装置によると、蓄電素子が充電後に休止状態に変化した場合は蓄電素子を放電させた後に放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から充電状態を推定するので、充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から推定するよりも充電状態を精度よく推定できる。
【００１３】
上記の管理装置は、前記蓄電素子の負極活物質にはグラファイトが含有されており、当該管理装置は、充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係を表す電圧差情報が記憶されている記憶部を備え、前記充電状態の変化に対する前記電圧差の変化には変曲点があり、前記管理部は、前記蓄電素子が充電後に休止状態になった場合に、前記放電処理によって前記蓄電素子を放電させる前に前記電圧計測部によって電圧を計測する放電前の計測処理を実行し、前記第１の推定処理において、前記放電前の計測処理で計測した電圧と前記放電後の計測処理で計測した電圧との電圧差が、前記変曲点の充電状態より充電状態が小さい範囲の最小電圧差より小さい場合は、当該電圧差に対応する充電状態を前記電圧差情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定してもよい。
【００１４】
負極活物質にグラファイトが含有されている蓄電素子は、電圧と充電状態との相関関係をグラフにした場合に、充電状態の変化に対する電圧の変化量が相対的に小さい微少変化領域（プラトー領域）と、相対的に大きい急峻変化領域（非プラトー領域）とが存在する。
本願発明者は、正極活物質にリン酸鉄リチウムが含有されており、負極活物質にグラファイトが含有されており、且つ、正極活物質の表面にカーボンなどの導電層が形成されている蓄電素子では、充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係をグラフにすると変曲点が表れることを見出した。
そして、本願発明者は、変曲点における充電状態より充電状態が小さい範囲の最小電圧差より電圧差が小さい範囲では、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係における充電状態に対する電圧の変化量よりも、電圧差と充電状態との相関関係における充電状態に対する電圧差の変化量の方が大きいことを見出した。
上記の管理装置によると、電圧差が、電圧差情報によって表される相関関係において変曲点の充電状態より充電状態が小さい範囲の最小電圧差より小さい場合は電圧差に対応する充電状態を電圧差情報から特定することによって蓄電素子の充電状態を推定するので、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係から充電状態を推定するよりも充電状態を精度よく推定できる。
【００１５】
上記の管理装置は、前記管理部は、前記電流計測部によって電流を計測して充電状態を推定する第２の推定処理と、前記第２の推定処理で推定されている充電状態を前記第１の推定処理で推定した充電状態でリセットするリセット処理と、を実行してもよい。
【００１６】
従来、電流計測部によって電流を計測して充電状態を推定する所謂電流積算法が知られている。しかしながら、電流積算法では電流計測部の計測誤差が累積して次第に不正確になる虞がある。このため、電流積算法によって推定されている充電状態を、電圧と充電状態との相関関係から推定した充電状態によってリセットすることが行われている。
電流積算法によって推定されている充電状態を放電後の相関情報から推定した充電状態でリセットすることも可能である。しかしながら、前述したように、電圧差が、変曲点の充電状態より充電状態が小さい範囲の最小電圧差より小さい範囲では、電圧差情報から推定した方が、放電後の相関情報から充電状態を推定するよりも精度よく推定できる。
上記の管理装置によると、当該範囲では電圧差情報から推定した充電状態によってリセットするので、放電後の相関情報から推定した充電状態によってリセットする場合に比べて精度よくリセットできる。
【００１７】
上記の管理装置は、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報を記憶している記憶部を備え、前記管理部は、前記第１の推定処理で充電状態を推定したときを起点として前記電流計測部によって電流を計測して放電量を積算する積算処理と、前記蓄電素子の電圧が、前記放電後の相関情報によって表される相関関係の急峻変化領域まで低下すると、当該電圧に対応する充電状態を前記放電後の相関情報から特定することによって前記蓄電素子の充電状態を推定する第３の推定処理と、前記第１の推定処理で推定した充電状態と前記第３の推定処理で推定した充電状態との差とその間の前記放電量とに基づいて前記蓄電素子の充電容量を推定する容量推定処理と、を実行してもよい。
【００１８】
一般に蓄電素子は使用に伴って充電容量が低下する。蓄電素子の充電容量は蓄電素子の種々の管理に用いられるので、管理精度の低下を抑制するために充電容量を精度よく推定することが求められている。例えば、一般に蓄電素子は充電容量がある一定の容量まで低下すると寿命に達したとして使用が禁止される。このため、蓄電素子の充電容量を精度よく推定することが求められている。また、電流積算法によって蓄電素子の充電状態を推定する場合、充電容量は積算された電流値を除算する分母となるので、蓄電素子の充電容量を精度よく推定することが求められている。
蓄電素子の充電容量を推定する方法としては、蓄電素子が満充電されたときの充電状態を１００％とし、その後に蓄電素子の電圧を計測して電圧と充電状態との相関関係から充電状態を推定し、その間の充電状態の変化と蓄電素子の放電量とから満充電のときの充電容量を推定する方法が考えられる。しかしながら、この方法では蓄電素子が満充電されないと充電容量を推定できないという課題がある。
上記の管理装置によると、第１の推定処理で推定した充電状態と第３の推定処理で推定した充電状態との差とその間の放電量とに基づいて充電容量を推定するので、蓄電素子が満充電されなくても充電容量を推定できる。
ただし、放電後の相関情報は電圧差情報に比べて充電状態の推定精度が低いので、放電後の相関情報から推定された充電状態を用いて充電容量を推定すると精度よく推定できない虞がある。
上記の管理装置によると、電圧差が前記範囲の最小電圧差より小さい場合は電圧差情報から推定された充電状態を用いて充電容量を推定するので、放電後の相関情報から推定された充電状態を用いて充電容量を推定する場合に比べて充電容量を精度よく推定できる。
上記の管理装置によると、第３の推定処理では、放電後の相関情報によって表される相関関係の急峻変化領域の電圧に対応する充電状態を放電後の相関情報から推定する。急峻変化領域では微小変化領域に比べて充電状態の変化に対する電圧の変化量が大きいので、微小変化領域の電圧に対応する充電状態を推定する場合に比べて充電状態を精度よく推定できる。
よって、上記の管理装置によると、蓄電素子が満充電されなくても充電容量を精度よく推定できる。
【００１９】
本明細書によって開示される蓄電素子の管理方法は、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の管理方法であって、前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流計測部によって計測される電流値が基準値未満である状態を前記蓄電素子の休止状態と定義したとき、前記蓄電素子が休止状態になった場合に、前記蓄電素子を放電させる放電工程と、前記放電工程で前記蓄電素子を放電させた後に、前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部によって電圧を計測する放電後の計測工程と、前記放電後の計測工程で計測した電圧と、放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係とに基づいて、前記蓄電素子の充電状態を推定する第１の推定工程と、を含む。
【００２０】
上記の管理方法によると、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた蓄電素子の充電状態を精度よく推定できる。
【００２１】
本明細書によって開示される技術は、制御装置、制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。
【００２２】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図６によって説明する。以下の説明において、図２及び図３を参照する場合、電池ケース２１が設置面に対して傾きなく水平に置かれた状態の電池ケース２１の上下方向をＹ方向とし、電池ケース２１の長辺方向に沿う方向をＸ方向とし、電池ケース２１の奥行き方向をＺ方向として説明する。
【００２３】
（１−１）バッテリの構造
図１に示すように、バッテリ２０はエンジン自動車やハイブリッド自動車などの車両１に搭載されるものである。バッテリ２０はエンジンを始動させるスタータやヘッドライトなどの電気負荷に電力を供給（すなわち放電）するとともに、車両１のエンジンを動力源とする発電機（オルタネータ）によって充電される。
【００２４】
図２に示すように、バッテリ２０はブロック状の電池ケース２１を有している。図３に示すように、電池ケース２１内には複数の電池セル３１が直列接続された組電池３０（蓄電素子の一例）や制御基板２８などが収容されている。電池ケース２１は上方に開口する箱型のケース本体２３と、複数の電池セル３１を位置決めする位置決め部材２４と、ケース本体２３の上部に装着される中蓋２５と、中蓋２５の上部に装着される上蓋２６とを備えて構成されている。
【００２５】
ケース本体２３内には各電池セル３１が個別に収容される複数のセル室２３ＡがＸ方向に並んで設けられている。位置決め部材２４は複数のバスバー２７が上面に配置されており、ケース本体２３内に配置された複数の電池セル３１の上部に位置決め部材２４が配置されることで複数の電池セル３１が位置決めされると共に、複数のバスバー２７によって直列に接続される。
【００２６】
中蓋２５は平面視略矩形状をなしており、Ｙ方向に高低差が付けられている。中蓋２５のＸ方向両端部には図示しないハーネス端子が接続される正極端子２２Ｐ、負極端子２２Ｎが設けられている。中蓋２５は制御基板２８が内部に収容されており、中蓋２５がケース本体２３に装着されることで組電池３０と制御基板２８とが接続される。
【００２７】
（１−２）バッテリの電気的構成
図４を参照して、バッテリ２０の電気的構成について説明する。バッテリ２０は組電池３０及び電池管理装置４０（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  以下、ＢＭＳ４０という）を備えている。ＢＭＳ４０は蓄電素子の管理装置の一例である。
【００２８】
前述したように組電池３０は複数の電池セル３１が直列接続されたものである。各電池セル３１は繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的にはリン酸鉄リチウムが５１％以上の配合比で含有された正極活物質と、グラファイトが５１％以上の配合比で含有された負極活物質とを有し、正極活物質の表面にカーボンなどの導電層が形成されているリン酸鉄リチウムイオン電池である。組電池３０は正極端子２２Ｐと負極端子２２Ｎとを接続している電流経路４７に設けられており、車両１に搭載されている電気負荷やオルタネータに正極端子２２Ｐ及び負極端子２２Ｎを介して選択的に接続される。
【００２９】
ＢＭＳ４０は管理部４２、電流センサ４３、電圧センサ４５、及び、４つの均等化回路４６（４６Ａ〜４６Ｄ）を備えている。
管理部４２は組電池３０から供給される電力によって動作するものであり、ＣＰＵ４２Ａ、ＲＯＭ４２Ｂ（記憶部の一例）、ＲＡＭ４２Ｃ、通信部４２Ｄなどを備えている。ＲＯＭ４２Ｂには各種の制御プログラムや後述する放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２を表すデータ（放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報の一例）などが記憶されている。ＣＰＵ４２ＡはＲＯＭ４２Ｂに記憶されている制御プログラムを実行することによってバッテリ２０の各部を制御する。
【００３０】
通信部４２Ｄは車両１に搭載されているＥＣＵと通信するためのものである。管理部４２がＥＣＵから受信する信号には、車両１のイグニションスイッチがイグニションオン位置にあるときに送信されるイグニションオン信号、エンジン始動位置にあるときに送信されるエンジン始動信号、アクセサリ位置にあるときに送信されるアクセサリ信号、ロック位置にあるときに送信されるロック信号などが含まれる。管理部４２から通信部４２Ｄを介してＥＣＵに信号を送信することも可能である。
【００３１】
電流センサ４３は電流経路４７に組電池３０と直列に設けられている。電流センサ４３は充電時にオルタネータから組電池３０に流れる充電電流の電流値Ｉ［Ａ］、及び、放電時に組電池３０から電気負荷に流れる放電電流の電流値Ｉ［Ａ］を計測し、計測した電流値Ｉを管理部４２に出力する。以降の説明では充電電流と放電電流とを区別しない場合は充放電電流という。
【００３２】
電圧センサ４５は組電池３０の各電池セル３１の両端に接続されている。電圧センサ４５は電池セル３１の端子電圧である電圧値Ｖ［Ｖ］を計測し、計測した電圧値Ｖを管理部４２に出力する。
各均等化回路４６Ａ〜４６Ｄは各電池セル３１にそれぞれ並列接続されている。各均等化回路４６はそれぞれスイッチ素子４８と放電抵抗４９とを有している。スイッチ素子４８をオンにするとその均等化回路４６に並列接続されている電池セル３１の電力が放電抵抗４９によって放電される。
【００３３】
（１−３）組電池の休止状態
車両１が停車されてイグニションスイッチがロック位置に切り替えられると、組電池３０はオルタネータによる充電もされず、車両１に搭載されている電気負荷への放電もしない休止状態になる。ただし、休止状態でも組電池３０に微小な暗電流が流れることがある。このため、本実施形態では電流センサ４３によって計測される電流値が所定の基準値未満である状態を組電池３０の休止状態と定義する。
【００３４】
組電池３０が休止状態になる場合としては、充電（充電方向に基準値以上の電流が流れている状態）後に休止状態になる場合と、放電（放電方向に基準値以上の電流が流れている状態）後に休止状態になる場合とがある。
例えば、車両１が停車された後、オルタネータによって組電池３０が充電されている状態でイグニションスイッチがロック位置に切り替えられると組電池３０は充電後に休止状態になる。これに対し、車両１が停車された後、例えばヘッドライトを点灯したままイグニションスイッチがアクセサリ位置に切り替えられると、組電池３０はヘッドライトに電力を供給（すなわち放電）する状態となり、その後にイグニションスイッチがロック位置に切り替えられると放電後に休止状態になる。
【００３５】
組電池３０が充電後に休止状態になったか又は放電後に休止状態になったかについては、判断できる場合と判断できない場合とがある。例えば電流の流れ方向を検出する機能を有している電流センサ４３を用いる場合は、休止状態になる直前の電流の流れ方向から判断できる。これに対し、電流の流れ方向を検出する機能を有していない電流センサ４３を用いる場合は、休止状態になる直前の電流の流れ方向が判らないので判断することができない。実施形態１では、電流センサ４３は電流の流れ方向を検出する機能を有していないものとする。
【００３６】
組電池３０が休止状態になったか否かを判断する方法は電流センサ４３によって計測される電流値から判断する方法に限られるものではなく、適宜の方法で判断できる。例えば、管理部４２は通信部４２Ｄを介して車両１からロック信号を受信すると組電池３０が休止状態になったと判断してもよい。すなわち、管理部４２は、車両１からロック信号を受信した場合は、電流センサ４３によって計測される電流値が基準値以上であるか否かを判断することなく、組電池３０が休止状態になったと判断してもよい。
【００３７】
（１−４）ＯＣＶ−ＳＯＣ特性
図５を参照して、組電池３０の電圧とＳＯＣとの相関関係について説明する。本実施形態において電圧とは、組電池３０に流れる電流が基準値以下のときの組電池３０の両端電圧のことをいう。以降の説明ではこの電圧のことをＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）という。電圧は電流が基準値以下のときの両端電圧に限定されるものではなく、電流が基準値以下のときの組電池３０の単位時間当たりの電圧変化量が所定の規定量以下であるという条件を満たしているときの組電池３０の両端電圧であってもよい。
【００３８】
図５において点線６１は組電池３０が充電後に休止状態になった場合のＯＣＶとＳＯＣとの相関関係（以下、「充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１」という）を示しており、実線６２は組電池３０が放電後に休止状態になった場合のＯＣＶとＳＯＣとの相関関係（以下、「放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２」という）を示している。
【００３９】
図５に示すように、正極活物質にリン酸鉄リチウムが含有されており、且つ、正極活物質の表面にカーボンなどの導電層が形成されている組電池３０は、充電後に休止状態になった場合と放電後に休止状態になった場合とでＯＣＶ−ＳＯＣ特性が異なるという特性（以下「ヒステリシス特性」という）を有している。ヒステリシス特性は正極活物質に起因して生じるものである。
【００４０】
図５に示すように、負極活物質にグラファイトが含有されている組電池３０は、単位ＳＯＣ当たりのＯＣＶの変化量（以下「ＯＣＶ変化率」という）が小さい微少変化領域（プラトー領域）が広範囲に亘って存在するという特性を有している。具体的には、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２の場合、ＳＯＣが約６４％以下の領域、及び、ＳＯＣが約６８％から約９８％までの領域は概ねフラットであり、ＯＣＶ変化率が基準値以下である。本実施形態ではＯＣＶ変化率が基準値以下である領域のことを微少変化領域という。当該基準値は任意に定めることができる。
【００４１】
負極活物質にグラファイトが含有されている組電池３０は、上述した２つの微少変化領域の間にＯＣＶ変化率が基準値より大きい急峻変化領域（非プラトー領域）が存在する。図５に示す例ではＳＯＣが約６４％〜約６８％の領域が急峻変化領域に該当する。ＳＯＣが約６４％〜約６８％の領域が急峻変化領域になる理由は、グラファイトが含有されている負極活物質のステージ構造がこの領域で変化するからであると考えられる。
【００４２】
ここでは負極にグラファイトを用いた蓄電素子の急峻変化領域として約６４％〜約６８％の領域を例に説明したが、急峻変化領域は正極／負極の充電深度バランスや蓄電素子の劣化の進行などによって可変であり、必ずしも約６４％〜約６８の領域であるとは限らない。
【００４３】
（１−５）組電池のＳＯＣ推定処理
管理部４２は、組電池３０が休止状態になると、電圧センサ４５によってＯＣＶを計測し、計測したＯＣＶに対応するＳＯＣをＯＣＶ−ＳＯＣ特性から特定することによって組電池３０のＳＯＣを推定する。
【００４４】
ただし、図５から判るように、充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１は放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２に比べて全体にＯＣＶ変化率が小さい。このため、充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１からＳＯＣを推定すると、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定する場合に比べてＳＯＣの推定精度が低下することが懸念される。管理部４２は、組電池３０が休止状態になると、休止状態になる直前に組電池３０が充電されていたか放電されていたかによらず均等化回路４６によって組電池３０を放電させた後、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣを推定する。
【００４５】
図６を参照して、管理部４２によって実行されるＳＯＣ推定処理について説明する。本処理は組電池３０が休止状態になると開始される。
Ｓ１０１では、管理部４２は均等化回路４６によって組電池３０を所定時間放電させる（放電処理の一例）。
【００４６】
Ｓ１０２では、管理部４２は電圧センサ４５によってＯＣＶを計測する（放電後の計測処理）。
Ｓ１０３では、管理部４２はＳ１０２で計測したＯＣＶに対応するＳＯＣを放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から特定することによって組電池３０のＳＯＣを推定する（第１の推定処理の一例）。
【００４７】
前述したように、組電池３０が充電後に休止状態になったか又は放電後に休止状態になったかを判断できる場合もある。その場合は、Ｓ１０１の前に、組電池３０が充電後に休止状態になったか又は放電後に休止状態になったかを判断し、放電後に休止状態になった場合はＳ１０１をスキップしてＳ１０２を実行してもよい。
【００４８】
（１−６）実施形態の効果
実施形態１に係るＢＭＳ４０によると、充電後に休止状態になった場合は均等化回路４６によって組電池３０を放電させ、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２に基づいてＳＯＣを推定するので、充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１に基づいて推定する場合やそれらのＯＣＶ−ＳＯＣ特性の平均から推定する場合に比べて組電池３０のＳＯＣを精度よく推定できる。
ただし、休止状態になる直前に組電池３０が充電されていたか放電していたかを把握できない場合もある。ＢＭＳ４０によると、組電池３０が休止状態になった場合は休止状態になる直前に組電池３０が充電されていたか放電していたかによらず組電池３０を放電させるので、休止状態になる直前に組電池３０が充電されていたか放電していたかを把握できない場合であってもＳＯＣを精度よく推定できる。
よってＢＭＳ４０によると、リン酸鉄リチウムを含有し、表面に導電層が形成されている正極活物質を用いた組電池３０のＳＯＣを精度よく推定できる。
【００４９】
ＢＭＳ４０によると、組電池３０が充電後に休止状態になった場合は組電池３０を放電させた後に放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣを推定するので、充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１から推定するよりもＳＯＣを精度よく推定できる。
【００５０】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図５ないし図８によって説明する。
実施形態２では、組電池３０が充電後に休止状態になった場合に、組電池３０を放電させる前後でＯＣＶを計測し、充電後の休止状態におけるＯＣＶと放電後の休止状態におけるＯＣＶとの電圧差とＳＯＣとの相関関係を表す電圧差−ＯＣＶ特性６３（図７参照）から組電池３０のＳＯＣを推定する。
【００５１】
実施形態２に係る電流センサ４３は電流の流れ方向を検出する機能を有しているものとする。このため、実施形態２では、管理部４２は組電池３０が休止状態になった場合に充電後に休止状態になったのか放電後に休止状態になったのかを電流センサ４３によって検出された流れ方向から判断できる。
【００５２】
（２−１）電圧差−ＳＯＣ特性
図７を参照して、電圧差−ＳＯＣ特性について説明する。電圧差−ＳＯＣ特性６３は充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６１の電圧から放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２の電圧を減算したものである。前述したように組電池３０は正極活物質にリン酸鉄リチウムが含有されており、負極活物質にグラファイトが含有されており、且つ、正極活物質の表面にカーボンなどの導電層が形成されている。このような組電池３０は、図７に示すように、充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差とＳＯＣとの相関関係をグラフにすると変曲点６４（図７の場合は極大点でもある）が表れる。
【００５３】
図５と図７とを比較すると判るように、変曲点６４のＳＯＣ（６６％付近）よりもＳＯＣが大きい範囲Ｌ１（図７において変曲点６４より右側の範囲）では、単位ＳＯＣ当たりの電圧差の変化量（以下「電圧差変化率」という）が、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２のＯＣＶ変化率より大きい。このため、範囲Ｌ１では放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣを推定するよりも電圧差−ＳＯＣ特性６３から特定した方がＳＯＣを精度よく推定できる。
【００５４】
これに対し、変曲点６４のＳＯＣよりもＳＯＣが小さい範囲Ｌ２（図７において変曲点６４より左側の範囲）では、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２のＯＣＶ変化率の方が電圧差変化率より大きい。このため、範囲Ｌ２では電圧差−ＳＯＣ特性６３からＳＯＣを推定するよりも放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から特定した方がＳＯＣを精度よく推定できる。
【００５５】
ただし、図７に示すように、電圧差が範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎ以上である場合は、一の電圧差に二つのＳＯＣが対応してしまうので、電圧差だけからＳＯＣを推定することができない。これに対し、電圧差が最小電圧差Ｍｉｎより小さい範囲Ｗ１では電圧差とＳＯＣとが一体一に対応する。このため、管理部４２は、電圧差が最小電圧差Ｍｉｎより小さい範囲Ｗ１では電圧差−ＳＯＣ特性６３からＳＯＣを推定し、最小電圧差Ｍｉｎ以上の範囲Ｗ２では放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣを推定する。
【００５６】
実施形態２に係るＲＯＭ４２Ｂには、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２を表すデータ（放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係を表す放電後の相関情報の一例）に加え、電圧差−ＳＯＣ特性６３を表すデータ（充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係を表す電圧差情報の一例）も記憶されているものとする。
【００５７】
（２−２）電流積算法によって推定されているＳＯＣのリセット
電流積算法は、電流センサ４３によって組電池３０の充放電電流を常時計測することで組電池３０に出入りする電力量を計測し、これを初期容量から加減することでＳＯＣを推定する手法である。電流積算法は組電池３０の使用中でもＳＯＣを推定できるという利点がある。このため、管理部４２は電流積算法によって組電池３０のＳＯＣを推定する。
【００５８】
ただし、電流積算法は常に電流を計測して充放電電力量を積算するので、電流センサ４３の計測誤差が累積して次第に不正確になる虞がある。このため、管理部４２は、組電池３０が休止状態になった場合に、電流積算法によって推定されているＳＯＣを、電圧差−ＳＯＣ特性６３又は放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定したＳＯＣでリセットする。
【００５９】
具体的には、管理部４２は、電圧差が範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎより小さい場合は電圧差−ＳＯＣ特性６３から推定したＳＯＣでリセットし、電圧差が最小電圧差Ｍｉｎ以上の場合は放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定したＳＯＣでリセットする。
電流積算法によって推定されているＳＯＣを電圧差−ＳＯＣ特性６３や放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定されたＳＯＣでリセットすると電流積算法における誤差の累積が断ち切られるので、電流積算法によって推定されているＳＯＣの推定精度を高めることができる。
【００６０】
（２−３）充電容量の推定
一般にリチウムイオン電池は使用に伴って充電容量が低下する。このため、管理部４２は組電池３０の充電容量を推定する。
組電池３０の充電容量を推定する方法としては、組電池３０が満充電されたときのＳＯＣを１００％とし、その後に組電池３０のＯＣＶを計測してＯＣＶ−ＳＯＣ特性からＳＯＣを推定し、その間のＳＯＣの変化と組電池３０の放電量とから満充電のときの充電容量を推定する方法が考えられる。
しかしながら、この方法では組電池３０が満充電されなければ充電容量を推定できない。そこで、管理部４２は、互いに異なる２つの時点でＳＯＣを推定し、それらのＳＯＣの差とその間の放電量とから組電池３０の充電容量を推定する。
【００６１】
具体的には、前述したように、管理部４２は組電池３０が充電後に休止状態になると、組電池３０を放電させてＳＯＣ（ここでは「ＳＯＣ１」という）を推定する。電圧差が最小電圧差Ｍｉｎより小さい場合は電圧差−ＳＯＣ特性６３からＳＯＣが推定され、最小電圧差Ｍｉｎ以上の場合は放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣが推定される。
【００６２】
管理部４２は、放電後にＯＣＶを計測した時点を起点として電流センサ４３によって電流値を一定時間間隔で計測し、計測した電流値を積算することによって放電量を計測する（積算処理の一例）とともに、電圧センサ４５によってＯＣＶを一定時間間隔で計測する。
【００６３】
管理部４２は、電圧センサ４５によって放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２の急峻変化領域のＯＣＶが計測されると、計測されたＯＣＶに対応するＳＯＣ（ここでは「ＳＯＣ２」という）を放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から特定することによってＳＯＣを推定する（第３の推定処理の一例）。管理部４２は以下の式１から充電容量を推定する（容量推定処理の一例）。
充電容量＝｛放電量／（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２）｝×１００  ・・・  式１
【００６４】
急峻変化領域のＯＣＶに対応するＳＯＣをＳＯＣ２として用いる理由は、急峻変化領域では微小変化領域に比べてＯＣＶ変化率が大きいので、微小変化領域のＯＣＶに対応するＳＯＣを特定する場合に比べてＳＯＣを精度よく特定できるからである。
【００６５】
（２−４）組電池のＳＯＣ推定処理
以下、図８を参照して、実施形態２に係る管理部４２によって実行されるＳＯＣ推定処理について説明する。本処理は組電池３０が休止状態になると開始される。図８では放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定されたＳＯＣを用いて充電容量を推定する処理については省略している。
【００６６】
Ｓ２０１では、管理部４２は休止状態になる直前に組電池３０が充電されていたか放電していたかを電流センサ４３によって検出された流れ方向から判断し、充電されていた場合はＳ２０２に進み、充電されていなかった場合（すなわち放電していた場合）はＳ２１２に進む。
Ｓ２０２では、管理部４２は電圧センサ４５によって組電池３０のＯＣＶを計測する（放電前の計測処理）。
【００６７】
Ｓ２０３では、管理部４２は均等化回路４６によって組電池３０を所定時間放電させる。
Ｓ２０４では、管理部４２は電圧センサ４５によって組電池３０の電圧を計測する（放電後の計測処理）。
【００６８】
Ｓ２０５では、管理部４２は放電前に計測したＯＣＶと放電後に計測したＯＣＶとの差（電圧差）が範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎより小さいか否かを判断し、小さい場合はＳ２０６進み、最小電圧差Ｍｉｎ以上である場合はＳ２１３に進む。
Ｓ２０６では、管理部４２は電流センサ４３によって電流値を一定時間間隔で計測して電流値を積算する処理、及び、電圧センサ４５によってＯＣＶを一定時間間隔で計測する処理を開始する。
【００６９】
Ｓ２０７では、管理部４２は電圧差に対応するＳＯＣを電圧差−ＳＯＣ特性６３から特定することによって組電池３０のＳＯＣ（すなわちＳＯＣ１）を推定する（第１の推定処理の一例）。
Ｓ２０８では、管理部４２は電流積算法によって推定されているＳＯＣをＳＯＣ１でリセットする。
Ｓ２０９では、管理部４２は電圧センサ４５によって計測されたＯＣＶが急峻変化領域のＯＣＶであるか否かを判断し、急峻変化領域のＯＣＶである場合はＳ２１０に進む。
【００７０】
Ｓ２１０では、管理部４２は急峻変化領域のＯＣＶに対応するＳＯＣを放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から特定することによってＳＯＣ（すなわちＳＯＣ２）を推定する（第３の推定処理）。
Ｓ２１１では、管理部４２は前述した式１から充電容量を推定する。
【００７１】
Ｓ２１２では、管理部４２は電圧センサ４５によって組電池３０のＯＣＶを計測する。
Ｓ２１３では、管理部４２はＳ２０４又はＳ２１２で計測したＯＣＶに対応するＳＯＣを放電後のＯＣＶ―ＳＯＣ特性６２から特定することによってＳＯＣ（すなわちＳＯＣ１）を推定する。
Ｓ２１４では、管理部４２は電流積算法によって推定されているＳＯＣをＳＯＣ１でリセットする。
【００７２】
（２−５）実施形態の効果
実施形態２に係るＢＭＳ４０によると、電圧差が、電圧差−ＳＯＣ特性６３の変曲点６４のＳＯＣよりＳＯＣが小さい範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎより小さい場合は電圧差に対応するＳＯＣを電圧差−ＳＯＣ特性６３から特定することによって組電池３０のＳＯＣを推定するので、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２からＳＯＣを推定するよりもＳＯＣを精度よく推定できる。
【００７３】
ＢＭＳ４０によると、組電池３０が休止状態になった場合に、電圧差が範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎより小さい場合は、電流積算法によって推定されているＳＯＣを、電圧差−ＳＯＣ特性６３から推定したＳＯＣでリセットするので、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定したＳＯＣでリセットする場合に比べてＳＯＣを精度よくリセットできる。
【００７４】
ＢＭＳ４０によると、第１の推定処理（Ｓ２０７）で推定したＳＯＣ１と第３の推定処理（Ｓ２１０）で推定したＳＯＣ２との差とその間の放電量とに基づいて充電容量を推定するので、組電池３０が満充電されなくても充電容量を推定できる。
ＢＭＳ４０によると、電圧差が範囲Ｌ２の最小電圧差Ｍｉｎより小さい場合は電圧差−ＳＯＣ特性６３から推定されたＳＯＣを用いて充電容量を推定するので、放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性６２から推定されたＳＯＣを用いて推定する場合に比べて充電容量を精度よく推定できる。
ＢＭＳ４０によると、第３の推定処理では、放電後のＯＣＶ―ＳＯＣ特性６２の急峻変化領域のＯＣＶに対応するＳＯＣを放電後のＯＣＶ―ＳＯＣ特性６２から推定する。急峻変化領域では微小変化領域に比べてＯＣＶ変化率が大きいので、微小変化領域のＯＣＶに対応するＳＯＣを特定する場合に比べてＳＯＣを精度よく特定できる。よってＢＭＳ４０によると、蓄電素子が満充電されなくても充電容量を精度よく推定できる。
【００７５】
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
【００７６】
（１）上記実施形態では均等化回路４６によって組電池３０を放電する場合を例に説明した。これに対し、管理部４２は通信部４２Ｄを介して車両１のＥＣＵに組電池３０の電力を消費するよう要求することによって組電池３０を放電させてもよい。
【００７７】
（２）上記実施形態では管理部として１つのＣＰＵ４２Ａを有する管理部４２を例に説明したが、管理部の構成はこれに限られない。例えば、管理部は複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方を備える構成でもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…ＳＯＣ、２０…バッテリ、３０…組電池（蓄電素子の一例）、４０…ＢＭＳ（管理装置の一例）、４２…管理部、４２Ｂ…ＲＯＭ（記憶部の一例）、４３…電流センサ（電流計測部の一例）、４５…電圧センサ（電圧計測部の一例）、６１…充電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性（充電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係の一例）、６２…放電後のＯＣＶ−ＳＯＣ特性（放電後の休止状態における電圧と充電状態との相関関係の一例）、６３…電圧差−ＳＯＣ特性（充電後の休止状態における電圧と放電後の休止状態における電圧との電圧差と充電状態との相関関係の一例）、６４…変曲点
【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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【図８】
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