(57)【要約】【課題】開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる二次電池においてＳＯＣを精度高く推定する。【解決手段】ＥＣＵは、ＯＣＶと内部圧力とを取得するステップ（Ｓ２００）と、ＯＣＶを用いてＳＯＣ１とＳＯＣ２とを取得するステップ（Ｓ２０２）と、内部圧力を用いてＳＯＣ３とＳＯＣ４とを取得するステップ（Ｓ２０４）と、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との第１の差の大きさがＳＯＣ２とＳＯＣ４との第２の差の大きさよりも小さく（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、かつ、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致していない場合（Ｓ２０８にてＮＯ）、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とを用いてＳＯＣを確定するステップ（Ｓ２１２）と、第２の差の大きさが第１の差の大きさよりも小さく（Ｓ２０６にてＮＯ）、かつ、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致していない場合（Ｓ２１４にてＮＯ）、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とを用いてＳＯＣを確定するステップ（Ｓ２１８）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放電圧とＳＯＣとの第１対応関係および内部圧力と前記ＳＯＣとの第２対応関係の各々が充電時と放電時とで異なる部分を有する二次電池と、
前記二次電池の前記ＳＯＣを推定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記開放電圧と前記内部圧力とを取得し、
取得された前記開放電圧と前記第１対応関係とを用いて、充電時に対応する前記ＳＯＣの第１推定値と、放電時に対応する前記ＳＯＣの第２推定値とを取得し、
取得された前記内部圧力と前記第２対応関係とを用いて、充電時に対応する前記ＳＯＣの第３推定値と、放電時に対応する前記ＳＯＣの第４推定値とを取得し、
前記第１推定値と前記第３推定値との第１の差の大きさが前記第２推定値と前記第４推定値との第２の差の大きさよりも小さい場合には、前記第１推定値と前記第３推定値とのうちの少なくともいずれかを用いて前記ＳＯＣを推定し、
前記第２の差の大きさが前記第１の差の大きさよりも小さい場合には、前記第２推定値および前記第４推定値のうちの少なくともいずれかを用いて前記ＳＯＣを推定する、電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の差の大きさが前記第２の差の大きさよりも小さく、かつ、前記第１推定値と前記第３推定値とが一致しない場合、前記第１推定値と前記第３推定値との間の値を前記ＳＯＣとして推定する、請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２の差の大きさが前記第１の差の大きさよりも小さく、かつ、前記第２推定値と前記第４推定値とが一致しない場合、前記第２推定値と前記第４推定値との間の値を前記ＳＯＣとして推定する、請求項１に記載の電池システム。
【請求項４】
前記制御装置は、取得した前記開放電圧が、予め定められた範囲内である場合には、前記第１対応関係を用いて前記ＳＯＣを推定し、
前記予め定められた範囲は、前記第１対応関係が充電時と放電時とで一致する範囲である、請求項１に記載の電池システム。
【請求項５】
前記制御装置は、取得した前記内部圧力が、予め定められた範囲内である場合には、前記第２対応関係を用いて前記ＳＯＣを推定し、
前記予め定められた範囲は、前記第２対応関係が充電時と放電時とで一致する範囲である、請求項１に記載の電池システム。
【請求項６】
前記制御装置は、取得した前記ＳＯＣを用いて前記二次電池の充放電を行なう、請求項１〜４のいずれかに記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池システムに関し、より特定的には、二次電池の開放電圧および内部圧力を用いて充電状態を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行用の二次電池が搭載された電動車両の普及が進んでいる。これらの電動車両においては、二次電池の充放電を適切に制御するために、二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State  Of  Charge）を高精度に推定する技術が求められている。そのような技術として、二次電池の開放電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）からＳＯＣを推定する技術が提案されている。たとえば、国際公開第２００８／０２６４７６号（特許文献１）には、二次電池の端子間電圧が十分に平衡に達した時点でＯＣＶを求め、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す特性曲線を用いて、ＯＣＶからＳＯＣを推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２６４７６号
【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、二次電池の構成によっては、二次電池の開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる場合がある。そのため、開放電圧からＳＯＣを一意に定まらなくなるため、ＯＣＶからＳＯＣを高精度に推定することができなくなる場合がある。
【０００５】
特許文献１に開示された手法では、二次電池の開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる場合について何ら考慮されていない。そのため、二次電池の充放電履歴によって所望のＳＯＣの推定精度が得られない場合がある。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる二次電池においてＳＯＣを精度高く推定する電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のある局面に係る電池システムは、開放電圧とＳＯＣとの第１対応関係および内部圧力とＳＯＣとの第２対応関係の各々が充電時と放電時とで異なる部分を有する二次電池と、二次電池のＳＯＣを推定する制御装置とを備える。制御装置は、開放電圧と内部圧力とを取得する。制御装置は、取得された開放電圧と第１対応関係とを用いて充電時に対応するＳＯＣの第１推定値と、放電時に対応するＳＯＣの第２推定値とを取得する。制御装置は、取得された内部圧力と第２対応関係とを用いて充電時に対応するＳＯＣの第３推定値と、放電時に対応するＳＯＣの第４推定値とを取得する。制御装置は、第１推定値と第３推定値との第１の差の大きさが第２推定値と第４推定値との第２の差の大きさよりも小さい場合には、第１推定値と第３推定値とのうちの少なくともいずれかを用いてＳＯＣを推定する。制御装置は、第２の差の大きさが第１の差の大きさよりも小さい場合には、第２推定値および第４推定値のうちの少なくともいずれかを用いてＳＯＣを推定する。
【０００８】
このようにすると、たとえば、充電時における第１対応関係および第２対応関係を用いてＳＯＣを推定することが適切である場合には、第１の差の大きさは、第２の差の大きさよりも小さくなる。また、放電時における第１対応関係および第２対応関係を用いてＳＯＣを推定することが適切である場合には、第２の差の大きさは、第１の差の大きさよりも小さくなる。このように、第１の差の大きさと第２の差の大きさとの大小を比較することによって適切な推定値を用いてＳＯＣを精度高く推定することができる。
【０００９】
ある実施の形態においては、制御装置は、第１の差の大きさが第２の差の大きさよりも小さく、かつ、第１推定値と第３推定値とが一致しない場合、第１推定値と第３推定値との間の値をＳＯＣとして推定する。
【００１０】
このようにすると、誤差等によって第１推定値と第３推定値とが一致しない場合でも、第１推定値と第３推定値との間の値をＳＯＣとして推定することによって二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００１１】
ある実施の形態においては、制御装置は、第２の差の大きさが第１の差の大きさよりも小さく、かつ、第２推定値と第４推定値とが一致しない場合、第２推定値と第４推定値との間の値をＳＯＣとして推定する。
【００１２】
このようにすると、誤差等によって第２推定値と第４推定値とが一致しない場合でも、第２推定値と第４推定値との間の値をＳＯＣとして推定することによって二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００１３】
ある実施の形態においては、制御装置は、取得した開放電圧が、予め定められた範囲内である場合には、第１対応関係を用いてＳＯＣを推定する。予め定められた範囲は、第１対応関係が充電時と放電時とで一致する範囲である。
【００１４】
このようにすると、充電時と放電時とで開放電圧とＳＯＣとの関係が一致する範囲においては、第１対応関係を用いてＳＯＣを推定することによって二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００１５】
ある実施の形態においては、制御装置は、取得した内部圧力が、予め定められた範囲内である場合には、第２対応関係を用いてＳＯＣを推定する。予め定められた範囲は、第２対応関係が充電時と放電時とで一致する範囲である。
【００１６】
このようにすると、充電時と放電時とで内部圧力とＳＯＣとの関係が一致する範囲においては、第２対応関係を用いてＳＯＣを推定することによって二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００１７】
ある実施の形態においては、制御装置は、取得したＳＯＣを用いて二次電池の充放電を行なう。
【００１８】
このようにすると、二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができるため、二次電池の充放電を精度高く制御することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本開示によると、開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる二次電池においてＳＯＣを精度高く推定する電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る電池システムが搭載された電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】ＯＣＶとＳＯＣとの第１対応関係を示す図である。
【図３】内部圧力とＳＯＣとの第２対応関係を示す図である。
【図４】ＯＣＶと内部圧力とを用いてＳＯＣの推定方法を選択する制御処理を示すフローチャートである。
【図５】ＯＣＶと内部圧力とを用いてＳＯＣを推定する制御処理を示すフローチャートである。
【図６】ＯＣＶと内部圧力とを用いたＳＯＣの推定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、図中同一また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。
【００２２】
以下では、本開示の実施の形態に係る電池システムが電気自動車に搭載される構成を例に説明するが、二次電池を搭載した車両であればよく、特に電気自動車に搭載されるものに限定されるものではない。車両は、たとえば、駆動用電動機とエンジンとを搭載したハイブリッド車両（プラグインハイブリッド車を含む）であってもよいし、燃料電池が搭載されたハイブリッド車両であってもよい。また、電池システムの用途は車両用に限定されるものではなく、定置用であってもよい。
【００２３】
＜電池システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る電池システム２が搭載された電動車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）１０と、動力伝達ギア２０と、駆動輪３０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）５０と、電池システム２とを備える。電池システム２は、組電池１００と、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、温度センサ２３０と、圧力センサ２４０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００２４】
ＭＧ１０は、たとえば三相交流回転電機である。ＭＧ１０の出力トルクは、減速機および動力分割機構を含んで構成された動力伝達ギア２０を介して駆動輪３０に伝達される。ＭＧ１０は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪３０の回転力によって発電することも可能である。なお、図１の車両１としてはモータジェネレータが１つだけ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。
【００２５】
ＰＣＵ４０は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて動作するインバータとコンバータとを含む。組電池１００の放電時には、コンバータは、組電池１００から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０を駆動する。一方、組電池１００の充電時には、インバータは、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧を組電池１００の充電に適した電圧に降圧して組電池１００に供給する。また、ＰＣＵ４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいてインバータおよびコンバータの動作を停止することによって充放電を休止する。なお、ＰＣＵ４０は、コンバータを省略した構成であってもよい。
【００２６】
ＳＭＲ５０は、組電池１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている場合、組電池１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が行なわれ得る。
【００２７】
組電池１００は、再充電が可能な直流電源であり、リチウムイオン電池を含んで構成される。組電池１００は、複数個（ｎ個）のリチウムイオン電池（単セル）１１０（以下、セル１１０と記載する）が直列に接続されることによって構成される。
【００２８】
電圧センサ２１０は、複数のセル１１０の各々の端子間の電圧Ｖｂ（１）〜Ｖｂ（ｎ）を検出する。電流センサ２２０は、組電池１００に入出力される電流Ｉｂを検出する。温度センサ２３０は、複数のセル１１０の各々の温度Ｔｂ（１）〜Ｔｂ（ｎ）を検出する。圧力センサ２４０は、たとえば、セル１１０とセル１１０の拘束部材との間に設けられる。圧力センサ２４０は、複数のセル１１０の各々から受ける圧力を内部圧力Ｐｂ（１）〜Ｐｂ（ｎ）として検出する。なお、圧力センサ２４０は、たとえば、隣接する２つのセル間に設けられるようにしてもよい。
【００２９】
以下の説明において各セル１１０の電圧Ｖｂ（１）〜Ｖｂ（ｎ）を電圧Ｖｂと記載し、温度Ｔｂ（１）〜Ｔｂ（ｎ）を温度Ｔｂと記載し、内部圧力Ｐｂ（１）〜Ｐｂ（ｎ）を内部圧力Ｐｂと記載する場合がある。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。
【００３０】
ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３０１と、メモリ（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory））３０２と、入出力バッファ（図示せず）とを含む制御装置である。ＥＣＵ３００は、各センサから受ける信号、ならびにメモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両１および電池システム２が所望の状態となるように各機器を制御する。
【００３１】
以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ３００は、たとえば、セル１１０のＳＯＣを、ＳＯＣと開放電圧（以下、ＯＣＶと記載する）との関係（以下、第１対応関係と記載する）から推定することができる。
【００３２】
ＥＣＵ３００は、たとえば、セル１１０のＯＣＶを以下のような方法を用いて推定することができる。具体的には、ＥＣＵ３００は、たとえば、ＳＭＲ５０を遮断状態にすることによってセル１１０を無負荷状態にし、無負荷状態にしてから予め定められた時間が経過した後に電圧Ｖｂを取得し、取得された電圧ＶｂをＯＣＶとして推定することができる。
【００３３】
あるいは、ＥＣＵ３００は、たとえば、セル１１０の単位時間当たりの電圧Ｖｂの変化に対する電流Ｉｂの変化の傾き（変化率）を算出し、算出された傾きをセル１１０の内部抵抗として算出する。ＥＣＵ３００は、電圧Ｖｂから算出された内部抵抗に係る電圧（内部抵抗×電流Ｉｂ）を減算することによってＯＣＶを推定することができる。
【００３４】
あるいは、ＥＣＵ３００は、セル１１０の内部反応を数値モデル化して、電流、電圧、および、温度等のパラメータの入力によってＯＣＶを推定することができる。なお、これらのＯＣＶの推定方法については、周知の技術であるため、その詳細な説明は行なわない。
【００３５】
第１対応関係は、たとえば、図２に示すような関係によって示される。図２は、ＯＣＶとＳＯＣとの第１対応関係の一例を示す図である。図２の縦軸は、ＯＣＶを示す。図２の横軸は、ＳＯＣを示す。
【００３６】
図２の実線に示すように、ＳＯＣがＳＯＣ＿ａ以上の領域（すなわち、ＯＣＶがＯＣＶ＿ａ以上の領域）においては、充電時と放電時とにおいて、ＯＣＶに対してＳＯＣが一意に定まる。そのため、上述のように推定されたＯＣＶを用いてセル１１０のＳＯＣを特定することが可能となる。
【００３７】
しかしながら、セル１１０を構成する部材の材料によっては、セル１１０の充電時と放電時とにおいて第１対応関係に異なる部分を有する場合がある。
【００３８】
たとえば、リチウムイオン電池において、リチウムを合金化する合金系活物質と、炭素材活物質とを混合した負極が用いられる場合には、充電時と放電時とにおいて第１対応関係に異なる部分を有する。
【００３９】
なお、合金系活物質は、たとえば、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ）のうちのいずれかを含む。炭素材活物質は、たとえば、黒鉛、ハードカーボンおよびソフトカーボンのうちのいずれかを含む。
【００４０】
このようなリチウムイオン電池においては、図２に示すように、ＳＯＣがＳＯＣ＿ａよりも低い領域（すなわち、ＯＣＶがＯＣＶ＿ａよりも低い領域）では充電時に図２の実線に沿ってＯＣＶとＳＯＣとの関係が変化するのに対して、放電時に図２の実線よりも下方の破線に沿ってＯＣＶとＳＯＣとの関係が変化する。そのため、このＳＯＣの領域においては、充電時と放電時とでは、ＯＣＶに対してＳＯＣが一意に定まらない。その結果、ＳＯＣがＳＯＣ＿ａよりも低い領域においては、ＳＯＣの推定精度が低下する場合がある。
【００４１】
また、ＥＣＵ３００は、たとえば、セル１１０のＳＯＣを、ＳＯＣと内部圧力Ｐｂとの関係（以下、第２対応関係と記載する）から推定することができる。
【００４２】
第２対応関係は、たとえば、図３に示すような関係によって示される。図３は、内部圧力ＰｂとＳＯＣとの第２対応関係の一例を示す図である。図３の縦軸は、内部圧力Ｐｂを示す。図３の横軸は、ＳＯＣを示す。
【００４３】
図３の実線に示すように、ＳＯＣがＳＯＣ＿ｂ以下の領域（すなわち、内部圧力ＰｂがＰｂ＿ａ以下の領域）およびＳＯＣがＳＯＣ＿ｃ以下の領域（すなわち、内部圧力ＰｂがＰｂ＿ｂ以上の領域）においては、充電時と放電時とにおいて、内部圧力Ｐｂに対してＳＯＣが一意に定まる。そのため、圧力センサ２４０によって検出された内部圧力Ｐｂを用いてセル１１０のＳＯＣを特定することが可能となる。
【００４４】
しかしながら、第１対応関係と同様に、セル１１０を構成する部材の材料によっては、セル１１０の充電時と放電時とにおいて第２対応関係に異なる部分を有する場合がある。
【００４５】
上述したような合金系活物質と、炭素材活物質とを混合した負極が用いられるリチウムイオン電池においては、図３に示すように、ＳＯＣがＳＯＣ＿ｂよりも高く、かつ、ＳＯＣ＿ｃよりも低い領域（すなわち、内部圧力ＰｂがＰｂ＿ａよりも高く、かつ、ＰＢ＿ｂよりも低い領域）では、放電時に図３の実線に沿って内部圧力ＰｂとＳＯＣとの関係が変化するのに対して、放電時に図３の実線よりも下方の破線に沿って内部圧力ＰｂとＳＯＣとの関係が変化する。そのため、このＳＯＣの領域においては、充電時と放電時とでは、ＯＣＶに対してＳＯＣが一意に定まらない。その結果、ＳＯＣがＳＯＣ＿ｂよりも高く、かつ、ＳＯＣ＿ｃよりも低い領域においては、ＳＯＣの推定精度が低下する場合がある。
【００４６】
そこで、本実施の形態における電池システム２においては、ＥＣＵ３００が以下のように動作することを特徴とする。具体的には、ＥＣＵ３００は、ＯＣＶと内部圧力Ｐｂとを取得する。ＥＣＵ３００は、取得されたＯＣＶと、ＯＣＶとＳＯＣとの第１対応関係（図２参照）とを用いて充電時に対応するＳＯＣの第１推定値と、放電時に対応するＳＯＣの第２推定値とを取得する。ＥＣＵ３００は、取得された内部圧力Ｐｂと、内部圧力ＰｂとＳＯＣとの第２対応関係（図３参照）とを用いて充電時に対応するＳＯＣの第３推定値と、放電時に対応するＳＯＣの第４推定値とを取得する。ＥＣＵ３００は、第１推定値と第３推定値との第１の差の大きさが第２推定値と第４推定値との第２の差の大きさよりも小さい場合には、第１推定値と第３推定値とのうちの少なくともいずれかを用いてＳＯＣを推定する。ＥＣＵ３００は、第２の差の大きさが第１の差の大きさよりも小さい場合には、第２推定値と第４推定値とのうちの少なくともいずれかを用いてＳＯＣを推定する。
【００４７】
このようにすると、適切な推定値を用いて二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００４８】
以下、図４を用いてＥＣＵ３００で実行される制御処理について説明する。図４は、ＯＣＶと内部圧力Ｐｂとを用いてＳＯＣの推定方法を選択する制御処理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、所定の制御周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップは、基本的には、ＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部がＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。
【００４９】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、セル１１０のＳＯＣの推定タイミングであるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、前回の車両１が停止状態となる（ＩＧオフとなる）時点から予め定められた時間が経過した場合における車両１の起動直後であって、かつ、ＳＭＲ５０をオン状態にする前である場合に、セル１１０のＳＯＣを推定する推定タイミングであると判定してもよい。ＳＭＲ５０がオフ状態であるため、セル１１０が無負荷状態であり、前回の車両１が停止状態となる時点から十分な時間が経過しているため、セル１１０が安定した状態でＯＣＶと内部圧力Ｐｂとの取得が可能となるためである。
【００５０】
あるいは、ＥＣＵ３００は、セル１１０の負荷がしきい値以下の状態（すなわち、電流Ｉｂの絶対値がしきい値以下の状態）が予め定められた時間以上継続している場合に、セル１１０のＳＯＣを推定する推定タイミングであると判定してもよい。セル１１０の負荷が小さく、かつ、負荷が小さい状態が一定期間以上継続しているため、セル１１０が安定した状態でＯＣＶと内部圧力Ｐｂとの取得が可能となるためである。
【００５１】
あるいは、ＥＣＵ３００は、電池温度Ｔｂがしきい値以上である場合に、セル１１０のＳＯＣを推定する推定タイミングであると判定してもよい。電池温度が高いほど内部抵抗が低くなるため、ＯＣＶの推定精度が向上するためである。
【００５２】
セル１１０のＳＯＣの推定タイミングであると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００５３】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、ＯＣＶがしきい値αよりも大きいか否かを判定する。しきい値αとしては、たとえば、上述の図２におけるＯＣＶ＿ａが設定される。ＥＣＵ３００は、ＯＣＶを推定し、推定されたＯＣＶがしきい値αよりも大きいか否かを判定する。ＯＣＶの推定方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。ＯＣＶがしきい値αよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。
【００５４】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、ＯＣＶを用いてＳＯＣを推定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、推定されたＯＣＶと、図２の実線に示される第１対応関係とを用いて、推定されたＯＣＶに対応するＳＯＣを特定する。
【００５５】
推定されたＯＣＶがしきい値α以下であると判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、内部圧力Ｐｂがしきい値βよりも小さいか否かを判定する。しきい値βとしては、たとえば、上述の図３におけるＰｂ＿ａが設定される。内部圧力Ｐｂがしきい値βよりも小さいと判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。
【００５６】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３００は、内部圧力Ｐｂを用いてＳＯＣを推定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、圧力センサ２４０によって取得された内部圧力Ｐｂと、図３の実線に示される第２対応関係とを用いて、取得された内部圧力Ｐｂに対応するＳＯＣを特定する。
【００５７】
内部圧力Ｐｂがしきい値β以上であると判定される場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ３００は、ＯＣＶと内部圧力Ｐｂとを用いてＳＯＣを推定する。Ｓ１１２にて、ＥＣＵ３００は、推定されたＳＯＣを用いてセル１１０の充放電制御を実行する。セル１１０の充放電制御は、たとえば、セル１１０のＳＯＣを目標値まで上昇させる制御、複数のセル１１０間のＳＯＣ差を解消する制御、および、セル１１０のＳＯＣを目標範囲内で変化させる制御のうちの少なくともいずれかを含む。なお、上述した制御は、例示的に示したものであり、セル１１０の充放電制御としては、上述した制御に限定されるものではない。なお、セル１１０のＳＯＣの推定タイミングでないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了される。
【００５８】
次に、図５を用いてＥＣＵ３００で実行される制御処理についてさらに説明する。図５は、ＯＣＶと内部圧力とを用いてＳＯＣを推定する制御処理を示すフローチャートである。
【００５９】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ３００は、ＯＣＶおよび内部圧力を取得する。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ３００は、取得したＯＣＶと、図２に示される第１対応関係とを用いて充電時に対応する第１推定値（以下、ＳＯＣ１と記載する）と、放電時に対応する第２推定値（以下、ＳＯＣ２と記載する）とを取得する。
【００６０】
Ｓ２０４にて、ＥＣＵ３００は、取得した内部圧力と、図３に示される第２対応関係とを用いて充電時に対応する第３推定値（以下、ＳＯＣ３と記載する）と、放電時に対応する第４推定値（以下、ＳＯＣ４と記載する）とを取得する。
【００６１】
Ｓ２０６にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との第１の差の大きさがＳＯＣ２とＳＯＣ４との第２の差の大きさよりも小さいか否かを判定する。第１の差の大きさは、たとえば、ＳＯＣ１−ＳＯＣ３の絶対値を算出することによって取得される。第２の差の大きさは、ＳＯＣ２−ＳＯＣ４の絶対値を算出することによって取得される。第１の差の大きさが第２の差の大きさよりも小さいと判定される場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。
【００６２】
Ｓ２０８にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致するか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、第１の差の大きさがしきい値（たとえば、ゼロ）以下である場合に、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致すると判定し、しきい値を超える場合に、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致しないと判定する。ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致すると判定される場合（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。
【００６３】
Ｓ２１０にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１をセル１１０のＳＯＣとして確定する。なお、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ３をセル１１０のＳＯＣとして確定してもよい。
【００６４】
一方、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致しないと判定される場合（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２１２に移される。
【００６５】
Ｓ２１２にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１とＳＯＣ３とを用いてセル１１０のＳＯＣを確定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との間の値をセル１１０のＳＯＣとして確定する。
【００６６】
ＥＣＵ３００は、たとえば、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との平均値を算出し、算出された平均値をセル１１０のＳＯＣとして確定してもよい。あるいは、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との各々に総和が１になる２つの重み係数をそれぞれ乗算して足し合わせることによって算出される値をセル１１０のＳＯＣとして確定してもよい。なお、２つの重み係数は、たとえば、実験等によって適合され、ＥＣＵ３００のメモリ３０２に予め記憶される。
【００６７】
第１の差が第２の差以上であると判定される場合（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２１４に移される。Ｓ２１４にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致するか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、第２の差の大きさがしきい値（たとえば、ゼロ）以下である場合に、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致すると判定し、しきい値を超える場合に、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致しないと判定する。ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致すると判定される場合（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６に移される。
【００６８】
Ｓ２１６にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ２をセル１１０のＳＯＣとして確定する。なお、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ４をセル１１０のＳＯＣとして確定してもよい。
【００６９】
一方、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致しないと判定される場合（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２１８に移される。
【００７０】
Ｓ２１８にて、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とを用いてセル１１０のＳＯＣを確定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ２とＳＯＣ４との間の値をセル１１０のＳＯＣとして確定する。なお、Ｓ２１８における具体的なＳＯＣの確定方法は、上述したＳ２１２におけるＳＯＣの確定方法と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７１】
以上のような構造およびフローチャートに基づくＥＣＵ３００の動作について図６を参照しつつ説明する。図６は、ＯＣＶと内部圧力とを用いたＳＯＣの推定方法を説明するための図である。図６の上段のグラフは、縦軸にＯＣＶを示し、横軸にＳＯＣを示す第１対応関係を示す図であり、図２の第１対応関係を示す図と同様である。図６の下段のグラフは、縦軸に内部圧力Ｐｂを示し、横軸にＳＯＣを示す第２対応関係を示す図であり、図３の第２対応関係を示す図と同様である。
【００７２】
＜ＯＣＶがＶ（１）であり、内部圧力ＰｂがＰｂ（１）である場合＞
たとえば、ＯＣＶがしきい値αよりも小さい値Ｖ（１）であって、かつ、内部圧力Ｐｂがしきい値βよりも大きい値Ｐｂ（１）である場合を想定する。
【００７３】
ＳＯＣを推定するタイミングになる場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＯＣＶであるＶ（１）がしきい値α以下であり（Ｓ１０２にてＮＯ）、内部圧力Ｐｂ（１）がしきい値β以上であるため（Ｓ１０６にてＮＯ）、Ｖ（１）とＰｂ（１）とを用いてＳＯＣが推定される（Ｓ１１０）。
【００７４】
ＳＯＣの推定においては、Ｖ（１）およびＰｂ（１）がＯＣＶおよび内部圧力として取得され（Ｓ２００）、取得されたＶ（１）を用いてＳＯＣ１およびＳＯＣ２が取得される（Ｓ２０２）。
【００７５】
具体的には、図６の上段のグラフにおける充電時に対応する第１対応関係を示す曲線（実線）において、ＯＣＶがＶ（１）である場合のＳＯＣがＳＯＣ１として取得される。同様に、放電時に対応する第１対応関係を示す曲線（破線）において、ＯＣＶがＶ（１）である場合のＳＯＣがＳＯＣ２として取得される。
【００７６】
さらに、取得された内部圧力Ｐｂ（１）を用いてＳＯＣ３およびＳＯＣ４が取得される（Ｓ２０４）。具体的には、図６の下段のグラフにおける充電時に対応する第２対応関係を示す曲線（破線）において、内部圧力がＰｂ（１）である場合のＳＯＣがＳＯＣ３として取得される。同様に、放電時に対応する第２対応関係を示す曲線（実線）において、内部圧力がＰｂ（１）である場合のＳＯＣがＳＯＣ４として取得される。
【００７７】
第２の差（ＳＯＣ２−ＳＯＣ４）の大きさが第１の差（ＳＯＣ１−ＳＯＣ３）の大きさよりも小さいため（Ｓ２０６にてＮＯ）、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致するか否かが判定される（Ｓ２１４）。第２の差の大きさがしきい値以下の場合、ＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致すると判定されるため（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、ＳＯＣ２がセル１１０のＳＯＣとして確定される（Ｓ２１６）。上述したＳＯＣの推定は、複数のセル１１０の各々において実施される。確定されたＳＯＣを用いてセル１１０の充放電制御が実行される（Ｓ１１２）。
【００７８】
＜ＯＣＶがＶ（１）であり、内部圧力ＰｂがＰｂ（２）（＞Ｐｂ（１））である場合＞
たとえば、ＯＣＶがしきい値αよりも小さい値Ｖ（１）であって、かつ、内部圧力Ｐｂがしきい値βおよびＰｂ（１）よりも大きい値Ｐｂ（２）である場合を想定する。
【００７９】
ＳＯＣを推定するタイミングになる場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＯＣＶであるＶ（１）がしきい値α以下であり（Ｓ１０２にてＮＯ）、内部圧力Ｐｂ（２）がしきい値β以上であるため（Ｓ１０６にてＮＯ）、Ｖ（１）とＰｂ（２）とを用いてＳＯＣが推定される（Ｓ１１０）。
【００８０】
ＳＯＣの推定においては、Ｖ（１）およびＰｂ（２）がＯＣＶおよび内部圧力として取得され（Ｓ２００）、取得されたＶ（１）を用いてＳＯＣ１およびＳＯＣ２が取得される（Ｓ２０２）。
【００８１】
さらに、取得された内部圧力Ｐｂ（２）を用いてＳＯＣ３’およびＳＯＣ４’が取得される（Ｓ２０４）。具体的には、図６の下段のグラフにおける充電時に対応する第２対応関係を示す曲線（破線）において、内部圧力がＰｂ（２）である場合のＳＯＣがＳＯＣ３’として取得される。同様に、放電時に対応する第２対応関係を示す曲線（実線）において、内部圧力がＰｂ（２）である場合のＳＯＣがＳＯＣ４’として取得される。
【００８２】
第２の差（ＳＯＣ２−ＳＯＣ４’）の大きさが第１の差（ＳＯＣ１−ＳＯＣ３’）の大きさよりも小さいため（Ｓ２０６にてＮＯ）、ＳＯＣ２とＳＯＣ４’とが一致するか否かが判定される（Ｓ２１４）。第２の差の大きさがしきい値よりも大きい場合、ＳＯＣ２とＳＯＣ４’とが一致しないと判定されるため（Ｓ２１４にてＮＯ）、ＳＯＣ２とＳＯＣ４’とを用いてセル１１０のＳＯＣが確定される（Ｓ２１８）。そのため、たとえば、ＳＯＣ２とＳＯＣ４’との平均値等のＳＯＣ２とＳＯＣ４’との間の値がＳＯＣとして確定される。
【００８３】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池システム２によると、たとえば、充電時における第１対応関係および第２対応関係を用いてＳＯＣを推定することが適切である場合には、第１の差の大きさは、第２の差の大きさよりも小さくなる。また、放電時における第１対応関係および第２対応関係を用いてＳＯＣを推定することが適切である場合には、第２の差の大きさは、第１の差の大きさよりも小さくなる。このように、第１の差の大きさと第２の差の大きさとの大小を比較することによって適切な推定値を用いてセル１１０のＳＯＣを精度高く推定することができる。したがって、開放電圧とＳＯＣとの対応関係が充電時と放電時とで異なる二次電池においてＳＯＣを精度高く推定する電池システムを提供することができる。
【００８４】
また、第１の差（ＳＯＣ１−ＳＯＣ３）の大きさが第２の差（ＳＯＣ２−ＳＯＣ４）の大きさよりも小さい場合でも、誤差等によってＳＯＣ１とＳＯＣ３とが一致しないときには、ＳＯＣ１とＳＯＣ３との間の値をＳＯＣとして推定することによって二次電池のＳＯＣを精度高く推定することができる。同様に、第２の差の大きさが第１の差の大きさよりも小さい場合でも、誤差等によってＳＯＣ２とＳＯＣ４とが一致しないときには、ＳＯＣ２とＳＯＣ４との間の値をＳＯＣとして推定することによってセル１１０のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００８５】
さらに、ＯＣＶがしきい値α以上である場合などにおいては、充電時と放電時とで開放電圧とＳＯＣとの関係が一致するため、第１対応関係を用いてセル１１０のＳＯＣを推定することによってセル１１０のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００８６】
さらに、内部圧力Ｐｂがしきい値β以下である場合などにおいては、充電時と放電時とで内部圧力ＰｂとＳＯＣとの関係が一致するため、第２対応関係を用いてセル１１０のＳＯＣを推定することによってセル１１０のＳＯＣを精度高く推定することができる。
【００８７】
このように、精度高く推定されたＳＯＣを用いてセル１１０の充放電制御を行なうことによりセル１１０の充放電を精度高く制御することができる。
【００８８】
また、上述したようにセル１１０のＳＯＣを精度高く推定することができるため、車両１においては、実際の電動走行での走行可能距離と、推定されたＳＯＣを用いて算出された走行可能距離との乖離が抑制される。そのため、たとえば、推定されたＳＯＣを用いて算出された走行可能距離がユーザに表示される場合において、表示される走行可能距離と実際の走行可能距離とを一致させることができる。その結果、ユーザにとって車両１の利便性を向上させることができる。
【００８９】
さらに、推定されたＳＯＣと実際のＳＯＣとを一致させることができるため、セル１１０から入出力可能なパワー（たとえば、入力電力の許容値Ｗｉｎや出力電力の許容値Ｗｏｕｔ）の推定値と実際に入出力可能なパワーとの乖離が抑制される。そのため、出力されるパワーが想定以上となる場合や、入力されるパワーが想定以上となる場合を抑制することができる。その結果、セル１１０の劣化が促進されることを抑制することができる。
【００９０】
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態においては、ＯＣＶとＳＯＣとの関係が充電時と放電時とで異なる部分を有する二次電池としてリチウムイオン電池を一例として説明したが、上述のような特性を有する二次電池であればよく、特にリチウムイオン電池に限定されるものではない。たとえば、ニッケル水素電池であって、かつ、上述のような特性を有する場合には、二次電池としては、ニッケル水素電池であってもよい。
【００９１】
さらに上述の実施の形態においては、ＯＣＶがしきい値α以上である場合には、ＯＣＶと第１対応関係とに基づいてＳＯＣを推定するものとして説明したが、第２対応関係において充電時と放電時とで内部圧力ＰｂとＳＯＣとが一致する範囲内である場合には、内部圧力Ｐｂと第２対応関係とに基づいてＳＯＣを推定してもよい。
【００９２】
さらに上述の実施の形態においては、内部圧力Ｐｂがしきい値β以下である場合には、内部圧力Ｐｂと第２対応関係とに基づいてＳＯＣを推定するものとして説明したが、第１対応関係において充電時と放電時とでＯＣＶとＳＯＣとが一致する範囲内である場合には、ＯＣＶと第１対応関係とに基づいてＳＯＣを推定してもよい。
【００９３】
上述の実施の形態では、セル１１０と拘束部材との間に設けられる圧力センサ２４０を用いてセル１１０の内部圧力Ｐｂを検出するものとして説明したが、たとえば、セル１１０の外装の一部に箔肉部位を作り、その部位の変位を計測し、計測された変位に基づいて内部圧力Ｐｂを推定してもよい。
【００９４】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態は、すべ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。本開示の範囲は、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１  車両、２  電池システム、１０  モータジェネレータ、２０  動力伝達ギア、３０  駆動輪、４０  ＰＣＵ、５０  ＳＭＲ、１００  組電池、１１０  セル、２１０  電圧センサ、２２０  電流センサ、２３０  温度センサ、２４０  圧力センサ、３００  ＥＣＵ、３０１  ＣＰＵ、３０２  メモリ。
【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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