(57)【要約】【課題】複数の電極体を含む電池の充電量を高精度で推定する。【解決手段】電池状態推定装置（１００）は、複数の電極体（１２）が直列接続された電池（１０）の正極（１３）及び負極（１４）間の電圧を検出する電圧検出手段（１１０）と、電池のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段（１２０）と、検出された電池の電圧に基づいて電池の充電量の第１暫定値を推定する第１推定手段（１３０）と、検出された電池のインピーダンスに基づいて電池の充電量の第２暫定値を推定する第２推定手段（１４０）と、（ｉ）第１暫定値又は第２暫定値が所定範囲外である場合には、第１暫定値を電池の充電量であると判定し、（ｉｉ）第１暫定値又は第２暫定値が所定範囲内である場合には、第２暫定値、又は第２暫定値を用いて第１暫定値を補正した値を電池の充電量であると判定する判定手段（１５０）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極体が直列接続された電池の正極及び負極間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電池のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された前記電池の電圧に基づいて前記電池の充電量の第１暫定値を推定する第１推定手段と、
前記インピーダンス検出手段で検出された前記電池のインピーダンスに基づいて前記電池の充電量の第２暫定値を推定する第２推定手段と、
（ｉ）前記第１暫定値又は前記第２暫定値が所定範囲外である場合には、前記第１暫定値を前記電池の充電量であると判定し、（ｉｉ）前記第１暫定値又は前記第２暫定値が所定範囲内である場合には、前記第２暫定値、又は前記第２暫定値を用いて前記第１暫定値を補正した値を前記電池の充電量であると判定する判定手段と
を備えることを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項２】
前記所定範囲は、前記電池の充電量に対する前記電池のインピーダンスの変化率が所定値以上になる範囲、又は前記電池のインピーダンスの変化傾向が所定の傾向となる範囲であることを特徴とする請求項１に記載の電池状態推定装置。
【請求項３】
前記第２推定手段は、前記第１暫定値が所定範囲内である場合にのみ、前記第２暫定値を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池状態推定装置。
【請求項４】
前記所定範囲は、前記電池が満充電又は満放電と判定される充電量を含む範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池状態推定装置。
【請求項５】
前記電池の充電制御を実行する充電手段と、
前記充電制御中において、前記判定手段で判定された前記電池の充電量が、前記電池が満充電と判定される充電量となった場合に、前記充電制御を中止するように前記充電手段を制御する第１制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電池状態推定装置。
【請求項６】
前記電池の放電制御を実行する放電手段と、
前記放電制御中において、前記判定手段で判定された前記電池の充電量が、前記電池が満放電と判定される充電量となった場合に、前記放電制御を中止するように前記放電手段を制御する第２制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電池状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される電池の状態を推定する電池状態推定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、電池の電圧を監視することで電池の充電量（例えば、ＳＯＣ：State Of Charge）を推定するものが知られている。例えば特許文献１では、単位充電量あたりの電圧の変化量に基づいて、電池が満充電となったことを判定する装置が開示されている。特許文献２では、電圧の変化率と充電量の変化率との割合が所定値に達した場合に、電池に対する充電制御を停止させる装置が開示されている。
【０００３】
また特許文献３では、電圧による充電量の推定精度を高めるために、電池の内部インピーダンスに応じて電圧の測定値を補正し、補正値に基づいて電池の充電量を推定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１１７２１号公報
【特許文献２】特表２０１１−５２０４０８号公報
【特許文献３】特開２０１２−００８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の電極体を含む電池では、電極体毎に温度や劣化状態にバラツキが生じることがある。このようなバラツキが生じた状態では、電圧から推定した充電量と実際の充電量とに意図せぬズレが発生する。この結果、例えば電池の充電量を制御する際に過充電の原因となってしまうおそれがある。
【０００６】
なお、電極体毎のバラツキについては、各電極体の電圧を別々に検出することで影響を小さくすることも考えられる。しかしながら、その場合には各電極体に電圧を検出するための端子を設けることが要求され、装置構成が複雑化してしまうという技術的問題点が生ずる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数の電極体を含む電池の充電量を好適に推定することが可能な電池状態推定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電池状態推定装置は、複数の電極体が直列接続された電池の正極及び負極間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電池のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、前記電圧検出手段で検出された前記電池の電圧に基づいて前記電池の充電量の第１暫定値を推定する第１推定手段と、前記インピーダンス検出手段で検出された前記電池のインピーダンスに基づいて前記電池の充電量の第２暫定値を推定する第２推定手段と、（ｉ）前記第１暫定値又は前記第２暫定値が所定範囲外である場合には、前記第１暫定値を前記電池の充電量であると判定し、（ｉｉ）前記第１暫定値又は前記第２暫定値が所定範囲内である場合には、前記第２暫定値、又は前記第２暫定値を用いて前記第１暫定値を補正した値を前記電池の充電量であると判定する判定手段とを備える。
【０００９】
本発明の電池状態推定装置によれば、電池の正極及び負極間の電圧に基づいて電池の充電量（例えば、ＳＯＣ）の暫定値である第１暫定値が推定される。ただし、電池が複数の電極体を含んでいる場合には、電極体毎に温度や劣化状態にバラツキが生じることがあり、それが原因となって電圧から推定した充電量と実際の充電量とに意図せぬズレが発生するおそれがある。
【００１０】
このため本発明の電池状態推定装置では、電池の電圧に基づいて第１暫定値が推定されるだけでなく、電池のインピーダンスに基づいてもう１つの暫定値である第２暫定値が推定される。そして特に、第１暫定値又は第２暫定値が所定範囲内である場合には、第２暫定値又は第２暫定値を用いて第１暫定値を補正した値が電池の充電量として判定される。なお「所定範囲」とは、電池のインピーダンスから充電量を推定するのに適した充電量の範囲として予め設定されるものであり、例えば電池の充電量に対するインピーダンスの変化率が通常よりも大きくなるような範囲として設定される。
【００１１】
本願発明者の研究するところによれば、電池の充電量に対して大きく変化するパラメータを利用して充電量を推定することができれば、複数の電極体の間にバラツキが生じている場合であっても、正確に電池の充電量を推定できることが判明している。よって、第１暫定値又は第２暫定値が所定範囲内である場合に第２暫定値又は第２暫定値を用いて補正した値を電池の充電量として採用することで、電池の充電量を高い精度で推定することが可能である。
【００１２】
他方で、第１暫定値又は第２暫定値が所定範囲外である場合には第１暫定値が電池の充電量として判定される。電池の電圧を利用して充電量を推定する場合、インピーダンスを利用する場合と比べると短時間での推定が可能となる。このため、暫定値が所定範囲外である場合には、電池の電圧から推定された第１暫定値を採用することで、好適に充電量を推定することが可能である。つまり、電池のインピーダンスから充電量を推定するのに適した充電量の範囲である所定範囲外では電池の充電量の推定に電池の電圧から推定された第１暫定値のみを採用し、所定範囲内でのみ電池のインピーダンスから推定された第２暫定値を反映することで、常時インピーダンスと電圧から充電量を推定する態様と比較しても、迅速かつ高精度に電池の充電量を推定することが可能となる。
【００１３】
本発明の電池状態推定装置の一態様では、前記所定範囲は、前記電池の充電量に対する前記電池のインピーダンスの変化率が所定値以上になる範囲、又は前記電池のインピーダンスの変化傾向が所定の傾向となる範囲である。
【００１４】
この態様によれば、電池の充電量に対する電池のインピーダンスの変化率が所定値以上になる範囲、又は電池のインピーダンスの変化傾向が所定の傾向となる範囲では、電池のインピーダンスに基づいて推定された第２暫定値又は第２暫定値を用いた補正値が、電池の充電量であると判定される。ここでの「所定値」は、例えば拡散抵抗の変化率の上昇によって、電池の充電量に対するインピーダンスの変化率が通常時（即ち、拡散抵抗の変化率が比較的小さい場合）よりも大きくなっていることを判定するための閾値として予め設定されている。また「所定の傾向」は、電池の充電量に応じて、インピーダンスの変化傾向が特徴的に変化する状況（例えば、増加していたインピーダンスが減少に転じるような状況）に対応するものである。このため、電池のインピーダンスを利用することで、高い精度で電池の充電量を推定することができる。
【００１５】
本発明の電池状態推定装置の他の態様では、前記第２推定手段は、前記第１暫定値が所定範囲内である場合にのみ、前記第２暫定値を推定する。
【００１６】
この態様によれば、第１暫定値が所定範囲内である場合にのみ第２暫定値が推定され、第１暫定値が所定範囲外である場合には、第２暫定値は推定されない（言い換えれば、第１暫定値のみが推定される）。このため、常に第１暫定値及び第２暫定値の両方を推定する場合と比べると、装置の処理不可を低減することができ、状況に応じて正確且つ迅速に電池の充電量を推定することが可能である。
【００１７】
本発明の電池状態推定装置の他の態様では、前記所定範囲は、前記電池が満充電又は満放電と判定される充電量を含む範囲である。
【００１８】
この態様によれば、電池が満充電又は満放電に近づく際の充電量を高精度で推定できるため、電池に対する過充電又は過放電を好適に防止することが可能である。
【００１９】
本発明の電池状態推定装置の他の態様では、前記電池の充電制御を実行する充電手段と、前記充電制御中において、前記判定手段で判定された前記電池の充電量が、前記電池が満充電と判定される充電量となった場合に、前記充電制御を中止するように前記充電手段を制御する第１制御手段とを更に備える。
【００２０】
この態様によれば、電池が満充電となった場合に充電制御が中止されるため、電池に対する過充電を確実に防止することができる。
【００２１】
本発明の電池状態推定装置の他の態様では、前記電池の放電制御を実行する放電手段と、前記放電制御中において、前記判定手段で判定された前記電池の充電量が、前記電池が満放電と判定される充電量となった場合に、前記放電制御を中止するように前記放電手段を制御する第２制御手段とを更に備える。
【００２２】
この態様によれば、電池が満放電となった場合に放電制御が中止されるため、電池の過放電を確実に防止することができる。
【００２３】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】セル内で複数の電極が直列接続された電池の一例を示す斜視図である。
【図２】複数セルが外部端子で接続された電池の一例を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る電池状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る電池状態推定装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】高ＳＯＣ領域におけるバッテリの電圧を示すグラフである。
【図６】高ＳＯＣ領域におけるバッテリの電圧変化率を示すグラフである。
【図７】バッテリの複素インピーダンスの一例を示すグラフである。
【図８】高ＳＯＣ領域におけるバッテリのインピーダンスを示すグラフである。
【図９】高ＳＯＣ領域におけるバッテリのインピーダンス変化率を示すグラフである。
【図１０】低ＳＯＣ領域におけるバッテリの電圧を示すグラフである。
【図１１】低ＳＯＣ領域におけるバッテリの電圧変化率を示すグラフである。
【図１２】低ＳＯＣ領域におけるバッテリのインピーダンスを示すグラフである。
【図１３】低ＳＯＣ領域におけるバッテリのインピーダンス変化率を示すグラフである。
【図１４】全固体電池のＳＯＣと電圧との関係を示すグラフである。
【図１５】全固体電池のＳＯＣとインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態に係る電池状態推定装置の動作の流れ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】
【００２５】
図面を参照しながら、本発明の電池状態推定装置の実施形態について説明する。以下では、電池状態推定装置が、車両のバッテリに係る電池状態を推定する装置として構成されている場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る電池状態推定装置について、図１から図１５を参照して説明する。
【００２７】
＜バッテリの構成＞
まず、本実施形態に係る電池状態推定装置１００によって電池状態が推定されるバッテリ１０の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、セル内で複数の電極が直列接続されたバッテリ１０の一例を示す斜視図である。図２は、複数セルが外部端子で接続されたバッテリ１０の一例を示す斜視図である。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るバッテリ１０は「電池」の一具体例であり、複数の電極体を含んで構成されている。例えば、図１に示すバッテリ１０ａは、セル１１内で複数の電極体１２が直列接続されている。複数の電極体１２のうち、両端に位置する電極体１２には正極端子１３及び負極端子１４が接続されている。バッテリ１０ａは、正極端子１３及び負極端子１４を介して電池状態推定装置１００に接続されている。また図２に示すバッテリ１０ｂは、電極体である複数のセル１５が外部端子であるバスバー１６によって互いに接続されている。両端のセル１５には、正極端子１７及び負極端子１８が設けられている。バッテリ１０ｂは、正極端子１７及び負極端子１８を介して電池状態推定装置１００に接続されている。
【００２９】
なお、ここで挙げたバッテリ１０は一例であり、例えばバイポーラ構造を有するものであってもよい。複数の電極体を有するバッテリ１０であれば、後述の本実施形態に係る電池状態推定装置１００による技術的効果を得ることができる。
【００３０】
＜電池状態推定装置の構成＞
次に、本実施形態に係る電池状態推定装置１００の構成について、図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る電池状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図３に示すように、本実施形態に係る電池状態推定装置１００は、車両のバッテリ１０に電気的に接続された電子ユニットであり、バッテリ１０の電池状態であるＳＯＣを推定する装置として構成されている。電池状態推定装置１００は、その内部に実現される論理的な又は物理的な処理ブロックとして、電圧検出部１１０、インピーダンス検出部１２０、第１ＳＯＣ推定部１３０、第２ＳＯＣ推定部１４０、ＳＯＣ判定部１５０、及びバッテリ制御部１６０を備えて構成されている。
【００３２】
電圧検出部１１０は、「電圧検出手段」の一具体例であり、バッテリ１０の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を検出可能に構成されている。電圧検出部１１０で検出されたバッテリ１０の開放電圧（以下、単に「電圧」と称する）に関する情報は、第１ＳＯＣ推定部１３０に出力される構成となっている。
【００３３】
インピーダンス検出部１２０は、「インピーダンス検出手段」の一具体例であり、バッテリ１０のインピーダンスを検出可能に構成されている。インピーダンス検出部１２０で検出されたバッテリ１０のインピーダンスに関する情報は、第２ＳＯＣ推定部１４０に出力される構成となっている。
【００３４】
第１ＳＯＣ推定部１３０は、「第１推定手段」の一具体例であり、電圧検出部１１０で検出されたバッテリ１０の電圧に基づいて、バッテリ１０のＳＯＣを推定する。第１ＳＯＣ推定部１３０は、例えばバッテリ１０の電圧とＳＯＣとの関係を示すマップ等を利用して、バッテリ１０のＳＯＣを推定する。バッテリ１０の電圧とＳＯＣとの関係については、事前のシミュレーション等によって決定することができる。
【００３５】
第２ＳＯＣ推定部１４０は、「第２推定手段」の一具体例であり、インピーダンス検出部１２０で検出されたバッテリ１０のインピーダンスに基づいて、バッテリ１０のＳＯＣを推定する。第２ＳＯＣ推定部１４０は、例えばバッテリ１０のインピーダンスとＳＯＣとの関係を示すマップ等を利用して、バッテリ１０のＳＯＣを推定する。バッテリ１０のインピーダンスとＳＯＣとの関係については、事前のシミュレーション等によって決定することができる。
【００３６】
ＳＯＣ判定部１５０は、「判定手段」の一具体例であり、第１ＳＯＣ推定部１３０及び第２ＳＯＣ推定部１４０で推定されたＳＯＣが所定の条件を満たしているか否か判定することが可能に構成されている。ＳＯＣ判定部１５０による判定処理については、後の動作説明において詳述する。
【００３７】
バッテリ制御部１６０は、ＳＯＣ判定部１５０の判定結果に基づいて、バッテリ１０の充電制御を実行可能に構成されている。なお、バッテリ制御部１６０は、バッテリ１０の充電制御以外にも放電制御等を実行可能に構成されてもよい。バッテリ制御部１６０は、「充電手段」、「放電手段」、「第１制御手段」、及び「第２制御手段」の一具体例である。
【００３８】
＜動作説明＞
次に、本実施形態に係る電池状態推定装置１００の動作について、図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態に係る電池状態推定装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態に係る電池状態推定装置１００の動作時には、バッテリ１０への充電が開始されると（ステップＳ１０１）、電圧取得部１１０がバッテリ１０の電圧を取得する（ステップＳ１０２）。続いて、第１ＳＯＣ推定部１３０がバッテリ１０の電圧に基づいてＳＯＣを推定する（ステップＳ１０３）。
【００４０】
バッテリ１０の電圧からＳＯＣが推定されると、ＳＯＣ判定部１５０は、ＳＯＣの推定値が所定の高ＳＯＣ領域であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。高ＳＯＣ領域は「所定範囲」の一具体例であり、例えばバッテリ１０の正極中の拡散抵抗のＳＯＣに対する変化率が所定値以上となるＳＯＣの範囲（例えば、８５％〜１００％）として設定されている。特に、高ＳＯＣ領域は、予め設定されたＳＯＣの上限値（例えば、満充電に相当する値）を含む領域であることが好ましい。このように設定されたＳＯＣ範囲では、バッテリ１０のＳＯＣに対するインピーダンスの変化率が大きくなる。
【００４１】
ＳＯＣの推定値が高ＳＯＣ領域でないと判定された場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、再びステップＳ１０２から処理が開始され、バッテリ１０の電圧に基づくＳＯＣの推定が続行される。一方で、ＳＯＣの推定値が高ＳＯＣ領域であると判定された場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、インピーダンス取得部１２０がバッテリ１０のインピーダンスを取得する（ステップＳ１０５）。
【００４２】
続いて、第２ＳＯＣ推定部１３０がバッテリ１０のインピーダンスに基づいてＳＯＣを推定する（ステップＳ１０６）。バッテリ１０のインピーダンスからＳＯＣが推定されると、ＳＯＣ判定部１５０は、ＳＯＣの推定値が予め設定されたＳＯＣの上限値（例えば、満充電に相当する値）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００４３】
ＳＯＣの推定値が上限値を超えていないと判定された場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、再びステップＳ１０５から処理が開始され、バッテリ１０のインピーダンスに基づくＳＯＣの推定が続行される。一方で、ＳＯＣの推定値が上限値を超えていると判定された場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、バッテリ制御部１６０が、バッテリ１０の充電制御を停止する（ステップＳ１０８）。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係る電池状態推定装置では、バッテリ１０の充電が開始されてから充電が停止されるまでの処理が実行される。なお、バッテリ１０の充電を停止した後、例えばバッテリ１０の充電量が減少した場合には、再びステップＳ１０１から処理が開始されてもよい。
【００４５】
また、図４に示すフローでは、バッテリ１０のインピーダンスに基づいてＳＯＣが推定されている期間（即ち、ＳＯＣが高ＳＯＣ領域である場合）には、バッテリ１０の電圧に基づくＳＯＣの推定は実行されないが、バッテリ１０のインピーダンスに基づくＳＯＣの推定と並行して、バッテリ１０の電圧に基づくＳＯＣの推定が実行されてもよい。即ち、高ＳＯＣ領域においても、バッテリ１０の電圧に基づくＳＯＣの推定が行われてよい。
【００４６】
＜実施形態の効果＞
次に、本実施形態に係る電池状態推定装置１００の動作によって発揮される技術的効果について、図５から図９を参照して説明する。図５は、高ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０の電圧を示すグラフである。図６は、高ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０の電圧変化率を示すグラフである。図７は、バッテリ１０の複素インピーダンスの一例を示すグラフである。図８は、高ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０のインピーダンスを示すグラフである。図９は、高ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０のインピーダンス変化率を示すグラフである。
【００４７】
本実施形態に係る電池状態推定装置１００は、すでに説明したように複数の電極体を含むバッテリ１０（図１及び図２等を参照）のＳＯＣを推定するものである。このようなバッテリ１０では、複数の電極体に温度や劣化状態のバラツキが生じることがある。複数の電極体にバラツキが生じた状態では、電圧から推定したＳＯＣと実ＳＯＣとの間に意図せぬズレが発生するおそれがある。
【００４８】
推定したＳＯＣが正確な値でない場合、バッテリ１０の充電制御が適切に実行できない可能性がある。例えば、本来であればバッテリ１０が満充電であると判定すべき場合に、満充電と判定されず、その結果、バッテリ１０が過充電となってしまうおそれがある。本実施形態に係る電池状態推定装置１００では、このような不都合を回避するために、バッテリ１０が高ＳＯＣ領域である場合には、バッテリ１０のインピーダンスに基づいてＳＯＣが推定される。
【００４９】
図５及び図６に示すように、バッテリ１０が高ＳＯＣ領域（ここでは８５％〜１００％）である場合、バッテリ１０の電圧が高いほどＳＯＣも高いと推定できる。しかしながら、高ＳＯＣ領域においては、バッテリ１０のＳＯＣに対する電圧の変化率がわずかに数％しかない。
【００５０】
図７に示すように、バッテリ１０のインピーダンス（複素インピーダンス）は、第１抵抗成分、第２抵抗成分、第３抵抗成分を有している。第２抵抗成分は複素インピーダンスの円弧成分に相当するものであり、第１抵抗成分は円弧成分より小さい直線的な成分、第３抵抗成分は円弧成分より大きい直線的な成分である。本実施形態では、この３つの抵抗成分のうち、第３抵抗成分の実数成分を利用してＳＯＣを推定する。
【００５１】
図８及び図９に示すように、バッテリ１０が高ＳＯＣ領域（ここでは８５％〜１００％）である場合、バッテリ１０のインピーダンスが高いほどＳＯＣも高いと推定できる。ここで特に、高ＳＯＣ領域においては、ＳＯＣが８５％から１００％まで変化する間に、バッテリ１０のインピーダンスは６０％以上も上昇する。これは、高ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０の電圧の変化率（図６参照）と比べると極めて大きい値である。
【００５２】
本願発明者の研究するところによれば、バッテリ１０のＳＯＣに対して大きく変化するパラメータを利用してＳＯＣを推定することができれば、複数の電極体の間にバラツキが生じている場合であっても、正確にバッテリ１０のＳＯＣを推定できることが判明している。よって、バッテリ１０のＳＯＣが高ＳＯＣ領域である場合にインピーダンスを利用するようにすれば、バッテリ１０のＳＯＣを高い精度で推定することが可能である。
【００５３】
他方で、バッテリ１０の電圧に基づくＳＯＣ推定は、インピーダンスに基づくＳＯＣ推定と比べると時間を要しない。このため、インピーダンスの変化率が小さく、上述した技術的効果が小さくなってしまう領域（即ち、高ＳＯＣ領域以外の領域）では、バッテリ１０の電圧を利用することで、より好適にＳＯＣを推定することができる。
【００５４】
＜変形例＞
上述した実施形態では、高ＳＯＣ領域においてインピーダンスを利用する例を挙げたが、バッテリ１０のＳＯＣに対するインピーダンスの変化率が大きくなる領域であれば、インピーダンスを利用して、好適にバッテリ１０のＳＯＣを推定することができる。
【００５５】
以下では、インピーダンスを利用してＳＯＣを推定すべき範囲の他の例について、図１０から図１３を参照して説明する。図１０は、低ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０の電圧を示すグラフである。図１１は、低ＳＯＣ領域における電池の電圧変化率を示すグラフである。図１２は、低ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０のインピーダンスを示すグラフである。図１３は、低ＳＯＣ領域におけるバッテリ１０のインピーダンス変化率を示すグラフである。
【００５６】
図１０及び図１１に示すように、バッテリ１０が低ＳＯＣ領域（例えば、０％〜１５％）である場合にも、バッテリ１０の電圧が高いほどＳＯＣも高いと推定できる。ただし、この場合も、高ＳＯＣ領域と同様に、バッテリ１０のＳＯＣに対する電圧の変化率はわずかである。
【００５７】
一方、図１２及び図１３に示すように、バッテリ１０のＳＯＣに対するインピーダンスの変化率は、電圧の変化率と比べて明らかに大きくなる。このため、低ＳＯＣ領域においてもインピーダンスを利用するようにすれば、バッテリ１０のＳＯＣを正確に推定することが可能である。
【００５８】
また、ＳＯＣに対するインピーダンスの変化率が大きくない場合でも、その変化傾向に特徴がある場合には、インピーダンスを利用して精度良くＳＯＣを推定することもできる。
【００５９】
以下では、インピーダンスの変化傾向を利用してＳＯＣを推定する変形例について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、全固体電池のＳＯＣと電圧との関係を示すグラフである。図１５は、全固体電池のＳＯＣとインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【００６０】
図１４に示すように、バッテリ１０がリチウムイオンを含む全固体電池である場合、バッテリ１０の電圧が高いほどＳＯＣも高いと推定できる。ただし、この場合も、バッテリ１０のＳＯＣに対する電圧の変化率は小さく、高精度にＳＯＣを推定することができない可能性もある。
【００６１】
しかしながら、図１５に示すように、全固体電池におけるインピーダンスは、ＳＯＣ６０％付近で山なりの形状となる。これは、ＳＯＣ６０％付近で、バッテリ１０の負極に挿入されるリチウムイオンのステージが変化するからである。この場合、バッテリ１０のインピーダンスが増加から減少に転じるタイミングから、ＳＯＣが６０％付近あることを推定することができる。
【００６２】
以上のように、特定のＳＯＣ範囲においてインピーダンスの変化傾向に特徴がある場合には、そのＳＯＣ範囲でインピーダンスを利用することで、好適にバッテリ１０のＳＯＣを推定することができる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る電池状態推定装置について説明する。なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて一部の動作が異なるのみであり、その他の動作や装置構成については概ね同様である。このため、以下では第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については適宜説明を省略する。
【００６４】
＜動作説明＞
第２実施形態に係る電池状態推定装置１００の動作について、図１６を参照して説明する。図１６は、第２実施形態に係る電池状態推定装置の動作の流れを示すフローチャートである。なお、図１６では、図４で示した第１実施形態における処理と同様の処理に同一の符号を付している。
【００６５】
図１６に示すように、第２実施形態に係る電池状態推定装置１００の動作時には、バッテリ１０への充電が開始されると（ステップＳ１０１）、電圧取得部１１０がバッテリ１０の電圧を取得する（ステップＳ１０２）。続いて、第１ＳＯＣ推定部１３０がバッテリ１０の電圧に基づいてＳＯＣを推定する（ステップＳ１０３）。
【００６６】
他方、上記ステップＳ１０１及びＳ１０２の処理と並行して、インピーダンス取得部１２０がバッテリ１０のインピーダンスを取得する（ステップＳ１０５）。続いて、第２ＳＯＣ推定部１４０がバッテリ１０のインピーダンスに基づいてＳＯＣを推定する（ステップＳ１０６）。このように、第２実施形態では、第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定（即ち、電圧に基づくＳＯＣの推定）と、第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定（即ち、インピーダンスに基づくＳＯＣの推定）とが同時に行われる。
【００６７】
ＳＯＣが推定されると、ＳＯＣ判定部１５０は、ＳＯＣの推定値が所定の高ＳＯＣ領域であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。この際、ＳＯＣ判定部１５０は、第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定値、又は第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定値のいずれを用いてもよい。あるいは、第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定値、及び第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定値の両方を用いてもよく、その場合には、第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定値及び第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定値の両方が高ＳＯＣ領域である場合に、ＳＯＣの推定値が所定の高ＳＯＣ領域であると判定する、又は第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定値及び第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定値のいずれか一方が高ＳＯＣ領域である場合に、ＳＯＣの推定値が所定の高ＳＯＣ領域であると判定すればよい。
【００６８】
ＳＯＣの推定値が高ＳＯＣ領域であると判定された場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、第２ＳＯＣ推定部１４０によって推定されたＳＯＣの値が、バッテリ１０の正式なＳＯＣ推定値として採用される（ステップＳ２０２）。即ち、この場合は、第１ＳＯＣ推定部１３０によって推定されたＳＯＣの値は、バッテリ１０の正式なＳＯＣ推定値として採用されない。
【００６９】
一方で、ＳＯＣの推定値が高ＳＯＣ領域でないと判定された場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、第１ＳＯＣ推定部１３０によって推定されたＳＯＣの値が、バッテリ１０の正式なＳＯＣ推定値として採用される（ステップＳ２０３）。即ち、この場合は、第２ＳＯＣ推定部１４０によって推定されたＳＯＣの値は、バッテリ１０の正式なＳＯＣ推定値として採用されない。
【００７０】
ＳＯＣ推定値が確定すると、ＳＯＣ判定部１５０は、ＳＯＣ推定値が予め設定されたＳＯＣの上限値（例えば、満充電に相当する値）を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。そして、ＳＯＣの推定値が上限値を超えていないと判定された場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、再びステップＳ１０２及びＳ１０５から処理が開始され、バッテリ１０のＳＯＣ推定が続行される。一方で、ＳＯＣの推定値が上限値を超えていると判定された場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、バッテリ制御部１６０が、バッテリ１０の充電制御を停止する（ステップＳ２０５）。
【００７１】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、第２実施形態に係る電池状態推定装置１００では、第１ＳＯＣ推定部１３０によるＳＯＣの推定（即ち、電圧に基づくＳＯＣの推定）と、第２ＳＯＣ推定部１４０によるＳＯＣの推定（即ち、インピーダンスに基づくＳＯＣの推定）とが並行して行われ、推定されたＳＯＣが高ＳＯＣ領域であるか否かによって、いずれか一方の推定値が正式なＳＯＣ推定値として採用される。
【００７２】
このようにしてＳＯＣ推定値を決定すれば、暫定的に推定されたＳＯＣが高ＳＯＣ領域である場合には、インピーダンスに基づくＳＯＣの推定が正式に採用される一方で、暫定的に推定されたＳＯＣが高ＳＯＣ領域でない場合には、電圧に基づくＳＯＣの推定が正式に採用される。よって、結果的には、第１実施形態と同様にＳＯＣが推定されることになり、複数の電極体に温度や劣化状態のバラツキが生じているような状況においても、正確にバッテリ１０のＳＯＣを推定することが可能である。
【００７３】
本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電池状態推定装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  バッテリ
１１  セル
１２  電極体
１３  正極端子
１４  負極端子
１５  セル
１６  バスバー
１７  正極端子
１８  負極端子
１００  電池状態推定装置
１１０  電圧検出部
１２０  インピーダンス検出部
１３０  第１ＳＯＣ推定部
１４０  第２ＳＯＣ推定部
１５０  ＳＯＣ判定部
１６０  バッテリ制御部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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