(57)【要約】【課題】二次電池を有する電池パックであって、当該二次電池の満充電容量を正確に算出することができる電池パックを提供すること。【解決手段】  本実施形態の電池パック１は、二次電池１０、充電状態算出部１３、積算電流量算出部１４、差分充電状態算出部１５、満充電容量算出部１６、充放電制御部２０を備える。差分充電状態算出部１５は第１検出タイミングでの第１充電状態ＳＯＣ１と第２検出タイミングでの第２充電状態ＳＯＣ２との差分充電状態ΔＳＯＣを算出する。積算電流量算出部１４は、第１検出タイミング〜第２検出タイミングの対象期間において、二次電池１０に流れた電流の積算量∫Ｉｄｔを算出する。満充電容量算出部１６は、差分充電状態ΔＳＯＣと積算電流量∫Ｉｄｔとに基づき、二次電池１０の満充電容量を算出する。充放電制御部２０は対象期間において二次電池１０の充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている。【選択図】図１
2018112501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池（１０）と、
該二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部（１１）と、
上記電圧検出部が検出した端子電圧に基づいて上記二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を算出する充電状態算出部（１３）と、
上記二次電池に流れた電流を検出する電流検出部（１２）と、
上記二次電池の充放電を制御する充放電制御部（２０）と、
上記電圧検出部が第１検出タイミング（ｔ２）で検出した第１端子電圧（ＯＣＶ１）に基づいて算出された第１充電状態（ＳＯＣ１）と、上記電圧検出部が第２検出タイミング（ｔ７）で検出した第２端子電圧（ＯＣＶ２）に基づいて算出された第２充電状態（ＳＯＣ２）との差分充電状態（ΔＳＯＣ）を算出する差分充電状態算出部（１５）と、
上記第１検出タイミングから上記第２検出タイミングまでの対象期間において、上記電流検出部で検出された電流の積算量（∫Ｉｄｔ）を算出する積算電流量算出部（１４）と、
上記差分充電状態算出部により算出された差分充電状態と、上記積算電流量算出部により算出された積算電流量とに基づいて、上記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出部（１６）と、
を備え、
上記充放電制御部は、上記対象期間において上記二次電池における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている、電池パック（１）。
【請求項２】
上記差分充電状態が所定の必要差分充電状態以上となるときを上記第２検出タイミングとするとともに、上記充放電制御部は上記第１充電状態と上記必要差分充電状態とに基づいて、上記充電及び上記放電のいずれを規制するかを決定するように構成されている、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
上記充放電制御部は、上記第１充電状態と、上記二次電池の使用が許容される下限の充電状態との差分の絶対値が上記必要差分充電状態以上であるときは、上記二次電池の充電を規制するように構成されている、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
上記充放電制御部は、上記第１充電状態と、上記二次電池の使用が許容される上限の充電状態との差分の絶対値が上記必要差分充電状態以上であるときは、上記二次電池の放電を規制するように構成されている、請求項２に記載の電池パック。
【請求項５】
上記第１検出タイミング及び上記第２検出タイミングの少なくとも一方において、上記二次電池は無負荷の状態であって、かつ、上記二次電池の分極が解消している状態となるように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
上記充放電制御部は、上記第２検出タイミングにおいて上記規制が解除されている状態にするように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項７】
上記電流検出部が上記電流を検出した積算時間を算出する積算時間算出部（１８）を有し、
該積算時間算出部が算出した上記積算時間が所定値以上であるとき、上記電圧検出部に異常があると判定されたとき、及び上記電流検出部に異常があると判定されたときの少なくともいずれか一つに該当するときは、上記充放電制御部が上記規制をせずに上記満充電算出部が上記満充電容量を算出しないように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項８】
上記第１検出タイミングが特定タイミングに該当するとき、上記充放電制御部は上記規制をするとともに、上記満充電算出部が上記満充電容量を算出し、
上記第１検出タイミングが上記特定タイミングに該当しないとき、上記充放電制御部が上記規制をしないとともに上記満充電算出部は上記満充電容量を算出しないように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の上記電池パックと、該電池パックに電気的に接続されるとともに上記電池パックに入力される電力を発生可能な電力発生部と、上記電池パックに電気的に接続されるとともに、上記電池パックから出力される電力を消費可能な電気負荷部と、を有する電源システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及び電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池を有する電池パックにおいて、当該二次電池の満充電容量を算出する方法として、第１検出タイミングにおける二次電池の充電状態であるＳＯＣ１と、その後の第２検出タイミングにおける充電状態であるＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣと、第１検出タイミングから第２検出タイミングまでの二次電池における積算電流量∫Ｉｄｔとの関係式を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１には、車両に搭載された二次電池の制御装置の構成が開示されている。特許文献１に開示の構成では、車両のイグニッションオンからオフまでのトリップ期間において、第１トリップと第２トリップにおけるＳＯＣの制御中心に差を付けることで第２トリップのトリップ前後で１０％程度のΔＳＯＣを算出し、当該ΔＳＯＣと積算電流量∫Ｉｄｔとから二次電池の満充電容量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、積算電流量∫Ｉｄｔの算出に使用される電流センサはオフセット誤差を有する。そして、特許文献１に開示の構成では、測定対象となるトリップ期間中に二次電池の充電と放電の両方を行っている。そのため、電流センサによる電流値の測定期間が長くなっており、電流センサのオフセット誤差が積算電流量において積み上がっている。その結果、積算電流量に含まれる誤差が大きくなっているため、満充電容量を正確に算出するには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、二次電池を有する電池パックであって、当該二次電池の満充電容量を正確に算出することができる電池パックを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、二次電池（１０）と、
該二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部（１１）と、
上記電圧検出部が検出した端子電圧に基づいて上記二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を算出する充電状態算出部（１３）と、
上記二次電池に流れた電流を検出する電流検出部（１２）と、
上記二次電池の充放電を制御する充放電制御部（２０）と、
上記電圧検出部が第１検出タイミング（ｔ２）で検出した第１端子電圧（ＯＣＶ１）に基づいて算出された第１充電状態（ＳＯＣ１）と、上記電圧検出部が第２検出タイミング（ｔ７）で検出した第２端子電圧（ＯＣＶ２）に基づいて算出された第２充電状態（ＳＯＣ２）との差分充電状態（ΔＳＯＣ）を算出する差分充電状態算出部（１５）と、
上記第１検出タイミングから上記第２検出タイミングまでの対象期間において、上記電流検出部で検出された電流の積算量（∫Ｉｄｔ）を算出する積算電流量算出部（１４）と、
上記差分充電状態算出部により算出された差分充電状態と、上記積算電流量算出部により算出された積算電流量とに基づいて、上記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出部（１６）と、
を備え、
上記充放電制御部は、上記対象期間において上記二次電池における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている、電池パック（１）にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記電池パックにおいては、積算電流量が算出される対象期間において、二次電池の充放電が一方に規制されている。これにより、所定の差分充電状態ΔＳＯＣを取得するのに要する充放電の時間を短くすることができるため、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差を小さくすることができる。その結果、ΔＳＯＣと∫Ｉｄｔとの関係式から二次電池の満充電容量を正確に算出することができる。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、二次電池を有し、当該二次電池の満充電容量を正確に算出することができる電池パックを提供することができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、電池パックと電源システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施形態１における、電池パックにおける制御フロー図。
【図３】実施形態１における、電池パックにおけるタイムチャートを示す図。
【図４】実施形態１における、充電が規制された状態でのＳＯＣ変化を表す図。
【図５】実施形態１における、放電が規制された状態でのＳＯＣ変化を表す図。
【図６】変形形態１における、電池パックにおける制御フロー図。
【図７】変形形態２における、電池パックにおける制御フロー図。
【図８】変形形態３における、電池パックにおける制御フロー図。
【図９】変形形態４における、電池パックにおける制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
上記電池パックの実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の電池パック１は、図１に示すように二次電池１０、電圧検出部１１、電流検出部１２、充電状態算出部１３、積算電流量算出部１４、差分充電状態算出部１５、満充電容量算出部１６、充放電制御部２０を備える。
【００１２】
電圧検出部１１は、二次電池１０の端子電圧を検出する。
充電状態算出部１３は、二次電池１０の端子電圧に基づいて充電状態ＳＯＣ、すなわちＳｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅを算出する。
電流検出部１２は、二次電池１０に流れた電流を検出する。
充放電制御部２０は、二次電池１０の充放電を制御する。
差分充電状態算出部１５は、電圧検出部１１が第１検出タイミングｔ２で検出した第１端子電圧ＯＣＶ１に基づいて算出された第１充電状態ＳＯＣ１と、電圧検出部１１が第２検出タイミングｔ７で検出した第２端子電圧ＯＣＶ２に基づいて算出された第２充電状態ＳＯＣ２との差分充電状態ΔＳＯＣを算出する。
【００１３】
積算電流量算出部１４は、第１検出タイミングｔ２から第２検出タイミングｔ７までの対象期間Ｔにおいて、電流検出部１１で検出された電流の積算量∫Ｉｄｔを算出する。
満充電容量算出部１６は、差分充電状態算出部１５により算出された差分充電状態ΔＳＯＣと、積算電流量算出部１６により算出された積算電流量∫Ｉｄｔとに基づいて、二次電池１０の満充電容量を算出する。
そして、充放電制御部２０は、対象期間ｔ２〜ｔ７において、二次電池１０における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている。
【００１４】
以下、本実施形態の電池パック１について、詳述する。
本実施形態では電池パック１は車両に搭載され、図１に示すように、電池パック１に設けられたパック端子３０を介して、車両の回転機１０１が接続されており、パック端子３１を介して電気負荷１０２、Ｐｂ電池１０３が接続されている。これにより、電源システム１００が構成されている。
【００１５】
図１に示すように、電池パック１に備えられる二次電池１０は、スイッチ１０４、１０５を介してパック端子３０、３１に接続されている。充放電規制スイッチ１０４、充放電禁止スイッチ１０５におけるオンオフは、電池パック１の制御部２が有する充放電制御部２０により制御される。二次電池１０の種類は限定されないが、例えば、非水系二次電池とすることができ、本実施形態では、二次電池１０としてリチウムイオン電池を採用している。
【００１６】
図１に示すように、二次電池１０には電圧検出部１１が接続されている。電圧検出部１１として公知の電圧センサを用いることができ、電圧検出部１１によって所定の検出タイミングで当該二次電池１０の端子電圧ＯＣＶ、すなわちＯｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅを検出することができる。電圧検出部１１によって検出された端子電圧は、電池パック１の記憶部４が有するＯＣＶ記憶部４１に記憶される。
【００１７】
そして、電池パック１の演算部３に備えられた充電状態算出部１３により、ＯＣＶ記憶部４１に記憶された所定検出タイミングでの端子電圧に基づいて、所定検出タイミングでの二次電池１０の充電状態ＳＯＣが算出される。充電状態算出部１３には二次電池１０における端子電圧ＯＣＶと充電状態ＳＯＣとの対応関係に基づいたＯＣＶ−ＳＯＣ変換手段が予め記憶されている。充電状態算出部１３はＯＣＶ−ＳＯＣ変換手段に基づいて、所定検出タイミングでのＯＣＶから所定検出タイミングでのＳＯＣを算出することができる。充電状態算出部１３により算出されたＳＯＣは記憶部４が有するＳＯＣ記憶部４２に記憶される。
【００１８】
図１に示すように、二次電池１０には電流検出部１２が接続されている。電流検出部１２として公知の電流センサを用いることができ、電流検出部１２によって所定期間において二次電池１０に流れた電流Ｉを検出することができる。電流検出部１２によって検出された電流Ｉは、記憶部４が有する電流量記憶部４３に記憶される。
【００１９】
そして、電池パック１の演算部３に備えられた積算電流量算出部１４により、電流記憶部に記憶された所定期間に流れた電流Ｉに基づいて、所定期間における二次電池１０に流れた積算電流量∫Ｉｄｔを算出することができる。積算電流量算出部１４によって算出された積算電流量∫Ｉｄｔは記憶部４が有する∫Ｉｄｔ記憶部４４に記憶される。
【００２０】
図１に示すように、電池パック１の演算部３には差分充電状態算出部１５が備えられている。差分充電状態算出部１５は、ＳＯＣ記憶部４２に記憶された、第１検出タイミングにおけるＳＯＣ１と第２検出タイミングにおけるＳＯＣ２との差分である差分充電状態ΔＳＯＣを算出する。そして、算出されたΔＳＯＣは記憶部４が有するΔＳＯＣ記憶部４５に記憶される。
【００２１】
そして、演算部３が有する満充電容量算出部１６は、∫Ｉｄｔ記憶部４４に記憶された所定期間における∫Ｉｄｔと、ΔＳＯＣ記憶部４５に記憶された所定期間におけるΔＳＯＣとを読み出すとともに、これらから満充電容量を算出する。満充電容量算出部１６における満充電容量の算出は、満充電容量と∫Ｉｄｔと及びΔＳＯＣとの関係式である以下の式１から算出される。
満充電容量＝（∫Ｉｄｔ／ΔＳＯＣ）×１００        （式１）
【００２２】
また、本実施形態では、図１に示すように、二次電池１０に電流が流れた時間を計測するためのカウンタ１７と、積算電流量算出部１４の算出対象となる積算時間を算出する積算時間算出部１８と、積算時間算出部１８の算出結果を記憶する積算時間記憶部４６とを有する。そして、電池パック１には、上記算出された値に基づいて後述の判定を行う判定部５が備えられている。
【００２３】
図１に示すように、電池パック１は制御部２に充放電制御部２０を有する。充放電制御部２０は後述の対象期間において、二次電池１０の充電及び放電の一方を規制することができる。本実施形態では、上述のように、充放電制御部２０はスイッチ１０４、１０５をオンまたはオフすること及び回転機１０１における回生エネルギーの発生を許可または規制することにより、上記規制を行う。具体的には、二次電池１０の放電を規制する場合には、後述する充放電禁止スイッチ１０５をオンにするとともに充放電規制スイッチ１０４をオフにして電気負荷１０２やＰｂ電池１０３への電力供給を遮断し、回転機１０１による回生エネルギーの発生を許可する。これにより、回転機１０１から出力される回生エネルギーが二次電池１０に入力されて二次電池１０の充電が行われる。一方、二次電池１０の充電を規制する場合には、回転機１０１による回生エネルギーの発生を規制し、充放電禁止スイッチ１０５及び充放電規制スイッチ１０４をオンにして電気負荷１０２、Ｐｂ電池１０３や回転機１０１への電力供給を可能とする。これにより、二次電池１０への充電は規制されることとなる。
【００２４】
本実施形態では、図１に示すように、充放電制御部２０は、二次電池１０に接続された充放電禁止スイッチ１０５のオンオフを制御することができる。これにより、充放電制御部２０は、二次電池１０における充電及び放電の両方を同時禁止することができるようになっている。
【００２５】
次に、電池パック１における二次電池１０の満充電容量を算出するための制御について、図２及び図３を用いて説明する。
図２に示すように、まず、ステップＳ１において、車両のイグニションＩＧをＯＮにする。図３（ａ）に示すように、ＩＧがＯＮとなるタイミングをｔ１とする。その後、第１検出タイミングｔ２が到来すると、図２に示すステップＳ２において、電圧検出部１１により二次電池１０の第１端子電圧ＯＣＶ１を取得する。
【００２６】
次に、図２に示すステップＳ３において、二次電池１０の分極が解消した状態であるか判定する。本実施形態では、二次電池１０の前回の使用終了時から１時間以上経過している場合に二次電池１０の分極が解消した状態であると判定する。当該経過時間の計測は、車両に備えられた図示しないカウンタを用いて行うことができる。なお、二次電池１０に電力を印加する等して強制的に分極を解消するようにしてもよい。
【００２７】
そして、ステップＳ３において分極が解消した状態ではないと判定した場合は、当該制御を終了する。一方、ステップＳ３において分極が解消した状態であると判定した場合は、図２に示すステップＳ４において、充電状態算出部１３によりＯＣＶ１に基づいて第１充電状態ＳＯＣ１を算出する。ＳＯＣ１を算出するタイミングを図２に示すｔ３とする。なお、ステップＳ３はステップＳ２の前に実施するとともにステップＳ２の後にステップＳ４を実施するようにしてもよい。
【００２８】
その後、図２に示すステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が、必要差分充電状態、すなわち必要ΔＳＯＣ以上か否か判定する。必要ΔＳＯＣは、満充電容量の算出に利用されるΔＳＯＣとして、算出誤差を小さくするために必要とされる大きさを規定するものであって、二次電池１０の種類、電源システム１００の構成、電池パック１の使用環境等に応じて、適宜予め設定することができる。ステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、ステップＳ６において、充放電制御部２０において、充電を規制する制御を行うことを選択する。そして、図３（ｃ）に示すタイミングｔ４において、充放電規制制御の充電規制をＯＮにする。これにより、二次電池１０の放電のみが許可される。なお、充電規制がＯＮの状態では、放電が行われていない状態も許容される。すなわち、図４に示すように、充電規制がＯＮとなったｔ５以降に、放電が生じず、ＳＯＣが低下せずに横ばいとなる状態があってもよい。
【００２９】
一方、図２に示すステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上でないと判定した場合は、ステップＳ７において、充放電制御部２０において、放電を規制する制御を行うことを選択する。そして、充放電規制制御の放電規制をＯＮにする。これにより、二次電池１０の充電のみが許可される。なお、放電規制がＯＮの状態では、充電が行われていない状態も許容される。すなわち、図５に示すように、放電規制がＯＮとなったｔ５以降に充電が生じず、ＳＯＣが上昇せずに横ばいとなる状態があってもよい。
【００３０】
その後、ステップＳ８において、二次電池１０の充電が開始されたか否かを判定する。本実施形態では、回転機１０２による回生エネルギーが二次電池１０に印加されたか否かを判定する。ステップＳ８において二次電池１０の充電が開始されたと判定した場合、すなわち、図３（ｄ）に示すようにｔ５において、電流検出部１２により二次電池１０に流れる電流が検出された場合には、図２に示すステップＳ９において、積算電流量算出部１４により電流量の積算を開始し、カウンタ１７をスタートさせる。図３（ｄ）では充電が規制される場合の電流を表しており、電流が検出され始めたタイミングをｔ５とする。そして、図３（ｅ）に示すようにｔ５において電流量の積算とカウンタを開始する。
【００３１】
そして、図２に示すステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が所定の終了電圧Ｘに到達したか否か判定する。終了電圧Ｘは適宜設定することができるが、本実施形態では、使用下限ＳＯＣ又は使用上限ＳＯＣに基づいて、ＯＣＶ−ＳＯＣ変換手段により導き出される使用下限ＳＯＣ又は使用上限ＳＯＣ相当のＯＣＶとしている。そして、充電規制を行った場合は使用下限ＳＯＣ相当のＯＣＶを終了電圧Ｘとし、放電規制を行った場合は使用上限ＳＯＣ相当のＯＣＶを終了電圧Ｘとする。図３（ｆ）では、充電規制を行った場合のＳＯＣ変化を示しており、ｔ６においてＳＯＣが使用下限ＳＯＣに到達したときを、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達したと判定している。
【００３２】
図２に示すステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達していないと判定した場合は、再度ステップＳ１０に戻る。そして、ステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達したと判定した場合は、ステップＳ１１において、二次電池１０の充電及び放電の両方を禁止する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、ｔ６において充放電禁止制御をＯＮとする。これにより、図３（ｄ）に示すように、ｔ６において電流値が検出されなくなる。
【００３３】
そして、図２に示すステップＳ１２において、図３（ｅ）に示すようにｔ６で電流量の積算及びカウンタ１７を終了する。これとともに図２に示すステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すようにｔ６で、ステップＳ６の充電規制を行った場合は充電規制を解除し、ステップＳ７の放電規制を行った場合は放電規制を解除する。
【００３４】
その後、図２に示すステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消した否か判定する。本実施形態では、ステップＳ１１における二次電池１０の充放電の禁止開始から５分以上経過している場合に二次電池１０の分極が解消した状態であると判定する。ステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消していないと判断した場合は、再度ステップＳ１４に戻る。一方、ステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消したと判断した場合は、図２に示すステップＳ１５において、電圧検出部１１により二次電池１０の端子電圧である第２端子電圧ＯＣＶ２を検出する。すなわち、図３（ａ）〜（ｆ）において、ｔ７を第２検出タイミングｔ７とする。そして、図２に示すステップＳ１６において、充放電の禁止を解除する。すなわち、図３（ｂ）に示すようにｔ８で充放電の禁止制御をＯＦＦにする。
【００３５】
そして、図２に示すステップＳ１７において、充電状態算出部１３によりＯＣＶ２に基づいて第２充電状態ＳＯＣ２を取得する。さらにステップＳ１８において、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣ２の取得及びΔＳＯＣの算出は、図３（ｆ）におけるｔ７以降であればよい。
【００３６】
その後、図２に示すステップＳ１９において、積算時間算出部１８により算出された積算時間が所定値Ｃ以上であること、電圧検出部１１に異常があること、及び電流検出部１２に異常があることの３つの判定事項のいずれかに該当するか否か判定する。ステップＳ１９において、上記判定事項のいずれかに該当すると判定された場合は、制御を終了する。なお、電圧検出部１１及び電流検出部１２における異常の有無の判定方法は特に限定されないが、例えば、判定部５により、電圧検出部１１及び電流検出部１２による検出値と、予め設定された正常値範囲とを比較して、検出値が当該正常値範囲内である場合は異常がないと判定し、当該正常値範囲内でない場合は異常があると判定することができる。
【００３７】
一方、ステップＳ１９において、上記判定事項のいずれにも該当しないと判定された場合は、ステップＳ２０において、満充電容量算出部１６により満充電容量を算出し、満充電容量の算出を行う制御が終了する。その後は、ステップＳ２１において、図３に示すｔ９以降は、通常制御で二次電池１０の充放電を開始する。
【００３８】
次に、本実施形態の電池パック１における作用効果について、詳述する。
電池パック１では、積算電流量が算出される対象期間ｔ５〜ｔ６において、二次電池１０の充放電が一方に規制されている。これにより、所定のΔＳＯＣを取得するのに要する充放電の期間を短くすることができるため、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差を小さくすることができる。その結果、ΔＳＯＣと積算電流量∫Ｉｄｔとの関係式から二次電池１０の満充電容量を正確に算出することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、差分充電状態ΔＳＯＣが必要ΔＳＯＣ以上であるときを第２検出タイミングｔ７として、第２端子電圧を検出するとともに、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と必要ΔＳＯＣとに基づいて、充電及び放電のいずれを規制するかを決定するように構成されている。これにより、ΔＳＯＣを必ず必要ΔＳＯＣ以上とすることができるため、ΔＳＯＣの値を大きくすることができる。その結果、ΔＳＯＣが小さい場合に比べて、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と、二次電池１０の使用が許容される下限の充電状態すなわち使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であるときは、二次電池１０の充電を規制するように構成されている。これにより、第１充電状態ＳＯＣ１が比較的大きい場合において、短い時間で必要ΔＳＯＣ以上のΔＳＯＣを取得することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と、二次電池１０の使用が許容される上限の充電状態すなわち使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であるときは、二次電池１０の放電を規制するように構成されている。これにより、第１充電状態ＳＯＣ１が比較的小さい場合において、短い時間で必要ΔＳＯＣ以上のΔＳＯＣを取得することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、第１検出タイミングｔ２及び第２検出タイミングｔ７の少なくとも一方において、二次電池１０は無負荷の状態であって、かつ、二次電池１０の分極が解消している状態となっている。これにより、二次電池１０の分極に起因して生じる端子電圧の検出誤差を低減することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。特に、本実施形態では、第１検出タイミングｔ２及び第２検出タイミングｔ７の両方において、無負荷の状態であって、かつ、二次電池１０の分極が解消している状態となっているため、満充電容量の算出の誤差を一層小さくできる。なお、二次電池１０の分極は必ずしも完全に解消していなくてもよく、必要なＳＯＣ精度を確保できる程度に解消していればよい。
【００４３】
また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第２検出タイミングｔ７において、充電規制及び放電規制が解除されている状態にするように構成されている。これにより早期に通常の充放電制御とすることができるため、無駄が生じない。車両に搭載された本実施形態においては、車両の燃費の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、電流検出部１２が電流を検出した積算時間を算出する積算時間算出部１８を有し、積算時間算出部１８が算出した積算時間が所定値Ｃ以上であるとき、電圧検出部１１に異常があると判定されたとき、及び電流検出部１２に異常があると判定されたときの少なくともいずれか一つに該当するときは、充放電制御部２０が上記規制をせずに満充電容量算出部１６が満充電容量を算出しないように構成されている。電流を検出した積算時間が所定値Ｃ以上であるときは、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差が比較的大きくなる。また、電圧検出部１１又は電流検出部１２に異常があるときには、算出される満充電容量の精度が低くなる。そのため、これらの場合には、満充電容量を算出しないことにより、満充電容量の算出精度を高い状態で維持することができる。なお、所定値Ｃの大きさは特に限定されないが、本実施形態では２０〜３０分の範囲の値が設定されている。
【００４５】
また、本実施形態では、電池パック１と、電池パック１に電気的に接続されるとともに電池パック１に入力される電力を発生可能な電力発生部である回転機１０１と、電池パック１に電気的に接続されるとともに、電池パック１から出力される電力を消費可能な電気負荷部１０２とを有する電源システム１００を構成している。かかる構成を有する電源システム１００において、電池パック１の満充電容量を正確に算出することにより、電源システム１００全体においてエネルギーを効率的に利用することができる。さらに、本実施形態では、電源システム１００が車両に搭載されているため、電源システム１００によりエネルギーを効率的に利用することにより、燃費の向上を図ることができる。
【００４６】
以上のごとく、本実施形態によれば、二次電池１０の満充電容量を正確に算出することができる電池パック１を提供することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、図２に示すように、ステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合はステップＳ６へ進み、そうでない場合はステップＳ７に進むこととした。これに替えて、以下の変形形態１及び変形形態２のように充放電制御部２０が充電及び放電の一方を規制し、他方を規制しないようにしてもよい。
【００４８】
変形形態１では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１〜ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図６に示すステップＳ５１に進む。そして、ステップＳ５１において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様にステップＳ６以降に進むが、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、ステップＳ７に進むのに替えて、図２に示すステップＳ２１に進み、通常制御で充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。従って、変形形態１では、充放電制御部２０は充電の規制を行うが、放電の規制は行わない。
【００４９】
また、変形形態２では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１〜ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図７に示すステップＳ５２に進む。そして、ステップＳ５２において、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ７以降に進むが、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、制御を終了する。従って、変形形態２では、充放電制御部２０は放電の規制を行うが、充電の規制は行わない。
【００５０】
以上のように、変形形態１、２では、充放電制御部２０は放電規制又は充電規制しか行わないため、充放電制御部２０が充電規制及び放電規制の両方を実施するために構成を有する場合に比べて、充放電制御部２０の構成を簡素化することができ、充放電制御も容易となる。
【００５１】
また、以下の変形形態３のようにしてもよい。変形形態３では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１〜ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図８に示すステップＳ５３に進む。そして、ステップＳ５３において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様にステップＳ６以降に進むが、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、ステップＳ５４に進む。そして、ステップＳ５４において、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ７以降に進むが、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、図２に示すステップＳ２１に進み、通常制御で充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。
【００５２】
なお、変形形態３において、ステップＳ４の後、ステップＳ５４を実施し、ステップＳ５４でＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合にはステップＳ５３を実施し、ステップＳ５３でＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合には図２に示すステップＳ２１に進むようにしてもよい。
【００５３】
変形形態３の制御フローでは、必要ΔＳＯＣが、使用上限ＳＯＣと使用下限ＳＯＣとの中央値よりも大きい場合に適している。かかる場合には、ＳＯＣ１の値が使用上限ＳＯＣ及び使用下限ＳＯＣのどちらとの差分の絶対値も必要ΔＳＯＣ未満となる場合が生じうる。そして、このような場合には、ΔＳＯＣを必要ΔＳＯＣ以上にすることができないため、満充電容量の算出を行わないように制御する。これにより、ΔＳＯＣが必要ΔＳＯＣ以上の比較的大きな値である場合に満充電容量の算出を行うことにより、ΔＳＯＣを満充電容量に近い値にして、満充電容量の算出の際の誤差を小さくすることができる。
【００５４】
また、以下の変形形態４のようにしてもよい。変形形態４では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１を実施した後、ステップＳ２に進むのに替えて、図９に示すステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、第１検出タイミングｔ１が特定タイミングに該当するか否かを判定する。第１検出タイミングｔ１が特定タイミングに該当するときは、図２に示すステップＳ２以降に進み、本実施形態と同様にステップＳ２以降を実施して、満充電容量の算出を行う制御をする。一方、図９に示すように、第１検出タイミングｔ１が特定タイミングに該当しないと判定した場合は、図２に示すステップＳ２１に進み、通常の充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。
【００５５】
変形形態４の制御フローによれば、満充電容量の算出は、第１検出タイミングｔ１が特定タイミングに該当したときに行われ、それ以外の場合には行われないこととなる。その結果、満充電容量の算出を行う機会が必要以上に多くなることを防止して、エネルギーの効率的な利用を図ることができる。
【００５６】
特定タイミングの設定は、要求される満充電容量の算出頻度に応じて適宜調整することができる。例えば、本実施形態のように車両に搭載された電池パック１においては、ＩＧのオンからオフまでのトリップ期間の到来数が所定数に達した状態を特定タイミングとすることができる。この場合には、特定タイミングである特定のトリップに該当する場合に満充電容量の算出が行われ、その他のトリップでは満充電容量の算出が行われないため、必要以上に満充電容量を算出することが防止でき、不要な燃費低下を防止できる。
【００５７】
本発明は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態及び変形形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  電池パック
１０  二次電池
１１  電圧検出部
１２  電流検出部
１３  充電状態算出部
１４  積算電流量算出部
１５  差分充電状態間出部
１６  満充電容量算出部
１８  積算時間算出部
２０  充放電制御部
１００  電源システム
【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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