(57)【要約】【課題】多数の二次電池を有する電池モジュールの電池状態を低消費電力でかつ高精度に推定できる電池状態推定装置を提供すること。【解決手段】電池状態推定装置１は、複数の二次電池２を有する電池モジュール１０における電池状態を推定するものである。そして、電池状態推定装置１は、複数の二次電池２から取得された特定値に基づいて、二次電池２の電池状態を推定する対象となる二次電池２の数である対象数を変更可能に構成され、又は二次電池２の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池（２）を有する電池モジュール（１０）における電池状態を推定する電池状態推定装置（１）であって、
上記複数の二次電池から取得された特定値に基づいて、上記二次電池の電池状態を推定する対象となる上記二次電池の数である対象数を変更可能に構成され、又は上記二次電池の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている、電池状態推定装置。
【請求項２】
上記特定値は上記二次電池の温度に基づいて算出される、請求項１に記載の電池状態推定装置。
【請求項３】
少なくとも２つの上記二次電池の温度を取得する温度取得部（３０）と、
上記特定値として上記温度取得部が取得した少なくとも２つの温度における温度差を算出する温度差算出部（６０）と、
上記温度差算出部が算出した温度差と、予め設定された温度差閾値とを比較する温度差比較部（６１）と、
該温度差比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部（６２）と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記温度差比較部の比較結果が上記温度差算出部が算出した温度差が上記温度差閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項２に記載の電池状態推定装置。
【請求項４】
上記温度差閾値が予め複数記憶された温度差閾値記憶部（５０）を備え、
上記温度差比較部は、上記温度取得部が取得した少なくとも２つの温度のうちのいずれかに基づいて上記温度差閾値記憶部から上記温度差閾値を抽出し、該抽出した温度差閾値と上記温度差算出部が算出した温度差とを比較する、
請求項２又は３に記載の電池状態推定装置。
【請求項５】
上記複数の二次電池の端子電圧を取得する電圧値取得部（３１）と、
該電圧値取得部が取得した複数の電圧値からその差分を算出する電圧差算出部（６５）と、
該電圧差算出部により算出された電圧差と予め設定された電圧差閾値とを比較する電圧差比較部（６６）と、
該電圧差比較部の比較結果に基づいて上記対象数を変更するか否かを判定する変更判定部（６７）と、
を備え、
上記対象数設定部は、上記変更判定部の判定結果に基づいて上記対象数を変更する、請求項３又は４に記載の電池状態推定装置。
【請求項６】
上記特定値として上記二次電池の温度を取得する温度取得部（３０）と、
上記温度取得部が取得した温度と予め設定された温度閾値とを比較する温度比較部（６１０）と、
該温度比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部（６２０）と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記温度比較部の比較結果が上記温度取得部が取得した温度が上記温度閾値よりも大きいことを示す場合に、上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項２に記載の電池状態推定装置。
【請求項７】
上記複数の二次電池の端子電圧を取得する電圧値取得部（３１）と、
該電圧値取得部が取得した複数の電圧値からその差分を算出する電圧差算出部（６５）と、
上記電圧差算出部により算出された電圧差と予め設定された電圧差閾値とを比較する電圧差比較部（６６）と、
該電圧差比較部の比較結果に基づいて上記演算式の設定を変更するか否かを判定する変更判定部（６７）と、
を備え、
上記演算式設定部は、上記変更判定部の判定結果に基づいて上記演算式の設定を変更する、請求項６に記載の電池状態推定装置。
【請求項８】
上記特定値は上記二次電池の充電状態であるＳＯＣに基づいて算出される、請求項１に記載の電池状態推定装置。
【請求項９】
少なくとも２つの上記二次電池のＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部（５３０）と、
上記特定値として上記ＳＯＣ取得部が取得した少なくとも２つのＳＯＣの差を算出するＳＯＣ差算出部（５６０）と、
上記ＳＯＣ差算出部が算出したＳＯＣの差と、予め設定されたＳＯＣ差閾値とを比較するＳＯＣ差比較部（５６１）と、
該ＳＯＣ差比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部（６２）と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記ＳＯＣ差比較部の比較結果が上記ＳＯＣ差算出部が算出したＳＯＣの差が上記ＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項８に記載の電池状態推定装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの上記二次電池のＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部（５３０）と、
上記特定値として上記ＳＯＣ取得部が取得した少なくとも２つのＳＯＣの差を算出するＳＯＣ差算出部（５６０）と、
上記ＳＯＣ差算出部が算出したＳＯＣの差と、予め設定されたＳＯＣ差閾値とを比較するＳＯＣ差比較部（５６１）と、
該ＳＯＣ比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部（６２０）と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記ＳＯＣ差比較部の比較結果が上記ＳＯＣ差算出部が算出したＳＯＣ差が上記ＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示す場合に、上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項８に記載の電池状態推定装置。
【請求項１１】
上記ＳＯＣ差閾値が予め複数記憶されたＳＯＣ差閾値記憶部（５５０）を備え、
上記ＳＯＣ差比較部は、上記ＳＯＣ取得部が取得したＳＯＣ又は上記二次電池の温度に基づいて上記ＳＯＣ差閾値記憶部から上記ＳＯＣ差閾値を抽出し、該抽出したＳＯＣ差閾値と上記ＳＯＣ差算出部が算出したＳＯＣ差とを比較する、請求項９又は１０に記載の電池状態推定装置。
【請求項１２】
上記二次電池のＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部（５３０）と、
上記二次電池におけるＳＯＣと開放電圧であるＯＣＶとの対応関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線が予め記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部（７００）と、
上記特定値として上記ＳＯＣ取得部が取得した上記ＳＯＣに基づいて、上記ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部に記憶された上記ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線から該ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きを抽出する傾き抽出部（７６０）と、
該傾き抽出部が抽出した上記傾きと予め設定された傾き閾値とを比較する傾き比較部（７６１）と、
該傾き比較部の比較結果に基づいて、上記対象数を設定する対象数設定部（６２）と、
該対象数設定部により設定された上記対象数に相当する数の上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記対象数設定部は、上記傾き比較部の比較結果が上記傾き抽出部が抽出した上記傾きが上記傾き閾値よりも小さいことを示す場合に上記対象数を減少させる、請求項８に記載の電池状態推定装置。
【請求項１３】
上記二次電池のＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部（５３０）と、
上記二次電池におけるＳＯＣと開放電圧であるＯＣＶとの対応関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線が予め記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部（７００）と、
上記特定値として上記ＳＯＣ取得部が取得した上記ＳＯＣに基づいて、上記ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部に記憶された上記ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線から該ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きを抽出する傾き抽出部（７６０）と、
該傾き抽出部が抽出した上記傾きと予め設定された傾き閾値とを比較する傾き比較部（７６１）と、
該傾き比較部の比較結果に基づいて上記電池状態を推定するための演算式を設定する演算式設定部（６２０）と、
該演算式設定部により設定された上記演算式に基づいて上記二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部（６４）と、
を有し、
上記演算式設定部は、上記傾き比較部の比較結果が上記傾き抽出部が抽出した上記傾きが上記傾き閾値よりも小さいことを示す場合に上記演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する、請求項８に記載の電池状態推定装置。
【請求項１４】
上記二次電池の温度を取得する温度取得部（３０）と、
上記傾き閾値が予め複数記憶された傾き閾値記憶部（７５０）と、
を備え、
上記傾き比較部は、上記温度取得部が取得した温度に基づいて上記傾き閾値記憶部から上記傾き閾値を抽出し、該抽出した傾き閾値と上記傾き抽出部が抽出した上記傾きとを比較する、請求項１２又は１３に記載の電池状態推定装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電池状態推定装置と、該電池状態推定装置により電池状態が推定されるように構成された１０個以上の上記二次電池を有する上記電池モジュールと、を備える電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池状態推定装置及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の二次電池を備える電池モジュールにおいて充電状態（ＳＯＣ）を推定することが行われている。特許文献１には、二次電池に流れる充放電電流と二次電池の温度から二次電池の充放電中の分極電圧を推定し、二次電池の電池電圧と推定した分極電圧とから、当該二次電池の起電力を求めてＳＯＣを推定する構成が開示されている。かかる構成では、二次電池の分極電圧の推定に温度を考慮しているため、高精度にＳＯＣを推定することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４３３７３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、PHV（Plug-in Hybrid Vehicle）やEV（Electric Vehicle）などでは、電池モジュールを構成する二次電池の数が非常に多いため、二次電池の電池特性にバラつきが生じやすい。特許文献１に開示の構成を適用してかかる電池モジュールの電池状態を高精度に推定しようとすると、二次電池の電池特性のバラつきを考慮して二次電池ごとに演算を行う必要がある。その結果、多数の二次電池を有する電池モジュールでは、演算負荷が多大となり、消費電力の増加や演算部の発熱が問題となる。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、多数の二次電池を有する電池モジュールの電池状態を低消費電力でかつ高精度に推定できる電池状態推定装置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、複数の二次電池（２）を有する電池モジュール（１０）における電池状態を推定する電池状態推定装置（１）であって、
上記複数の二次電池から取得された特定値に基づいて、上記二次電池の電池状態を推定する対象となる上記二次電池の数である対象数を変更可能に構成され、又は上記二次電池の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている、電池状態推定装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記電池状態推定装置では、二次電池から取得された特定値に基づいて、複数の二次電池の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成され、又は当該推定のための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができることとなる。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、多数の二次電池を有する電池モジュールの電池状態を低消費電力でかつ高精度に推定できる電池状態推定装置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、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態１における、温度差閾値と温度との関係を示す概念図。
【図３】実施形態１における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図４】実施形態２における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図５】実施形態２における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図６】実施形態３における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図７】実施形態３における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図８】実施形態４における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図９】実施形態４における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図１０】実施形態５における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図１１】実施形態５における、ＳＯＣとＳＯＣ差閾値との関係を示す概念図。
【図１２】実施形態５における、温度とＳＯＣ差閾値との関係を示す概念図。
【図１３】実施形態５における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図１４】実施形態６における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図１５】実施形態６における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図１６】実施形態７における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図１７】実施形態７における、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線を示す概念図。
【図１８】実施形態７における、温度と傾き閾値との関係を示す概念図。
【図１９】実施形態７における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【図２０】実施形態８における、電池状態推定装置の構成を示すブロック図。
【図２１】実施形態８における、電池状態推定装置の制御態様を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
上記電池状態推定装置の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態の電池状態推定装置１は、複数の二次電池２を有する電池モジュール１０における電池状態を推定するものである。そして、電池状態推定装置１は、複数の二次電池２から取得された特定値に基づいて、二次電池２の電池状態を推定するための演算量を変更可能に構成されている。
【００１２】
以下、本実施形態の電池状態推定装置１について、詳述する。
図１に示す電池状態推定装置１は、電気自動車等の車両におけるバッテリ制御ユニットに搭載された二次電池２の電池状態を推定するものである。二次電池２は複数備えられて電池モジュール１０を構成している。本実施例では、電池モジュール１０には、１０個の二次電池２が備えられている。電池モジュール１０は、複数の二次電池からなるセルブロックを複数備えた構成を有していてもよい。当該電池モジュール１０と電池状態推定装置１とから電源装置１００が構成されている。
【００１３】
図１に示すように、電池状態推定装置１は、取得部３、格納部４、記憶部５、演算部６を有する。取得部３は、複数の二次電池２の温度を取得する温度取得部３０を有する。温度取得部３０は温度センサからなり、二次電池２に接続されて、二次電池２の温度を検出する。温度を取得するタイミングは特に限定されず、常時又は所定間隔で行うようにしてもよい。なお、電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、温度取得部３０はセルブロックごとに設けた温度センサにより検出したセルブロックの温度を二次電池の温度として取得するようにしてもよい。
【００１４】
図１に示すように、格納部４は、温度格納部４０、温度差格納部４１を有する。温度格納部４０は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、温度取得部３０によって取得された複数の二次電池２の温度が格納される。また、温度差格納部４１も書き換え可能な不揮発性メモリからなり、後述する温度差算出部６０により算出された温度差が記憶されている。
【００１５】
図１に示すように、記憶部５は、温度差閾値記憶部５０を有する。温度差閾値記憶部５０は書き換え不能な不揮発性メモリからなり、少なくとも一つの温度差閾値が予め記憶されている。複数の温度差閾値が記憶されている場合、複数の温度差閾値が所定の関係式やマップを構成していてもよい。本実施形態では、温度差閾値記憶部５０には、図２に示すように、複数の温度差閾値は二次電池２の温度により規定されたマップを構成して記憶されている。
【００１６】
図１に示すように、演算部６は、温度差算出部６０、温度差比較部６１、対象数設定部６２、対象決定部６３、電池状態推定部６４を有する。演算部６は、温度差算出部６０、温度差比較部６１、対象数設定部６２、対象決定部６３、電池状態推定部６４としての機能を果たすプログラムを実行可能に構成されている。当該プログラムは演算部６に設けられた図示しないメモリに格納されている。
【００１７】
温度差算出部６０は、特定値としての複数の二次電池２における温度差を算出する。本実施形態では、当該温度差は、温度格納部４０に格納された所定タイミングにおける複数の二次電池２の温度のうち、最大のものと最小のものとの差分とする。なお、電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、温度格納部４０に記憶されたセルブロックの温度における温度差を、複数の二次電池２における温度差として算出することができる。算出された温度差は温度差格納部４１に格納される。
【００１８】
図１に示す温度差比較部６１は、温度差格納部４１に格納された温度差を抽出するとともに、温度差閾値記憶部５０に記憶された温度差閾値を抽出し、両者を比較する。温度差閾値記憶部５０における温度差閾値の抽出は、温度格納部４０に格納された温度に基づいて行うことができ、本実施形態では、例えば、温度差閾値記憶部５０に図２に示す温度差閾値がマップを構成している場合、温度格納部４０に格納された温度から所定の温度差閾値を抽出できる。そして、温度差比較部６１は、抽出した温度差閾値と温度差格納部４１に格納された温度差とを比較する。本実施形態では、温度差比較部６１は、温度格納部４０から抽出された温度差と温度差閾値とを比較し、比較結果として温度差と温度差閾値との大小関係を示す。
【００１９】
図１に示す対象数設定部６２は、温度差比較部６１の比較結果に基づいて、後述する電池状態推定部６４が推定する二次電池２の数である対象数を設定する。本実施形態では、温度差比較部６１の比較結果が上記温度差が温度差閾値よりも小さいことを示す場合、対象数設定部６２は対象数を削減する。一方、温度差比較部６１の比較結果が上記温度差が温度差閾値よりも小さくないことを示す場合は、対象数設定部６２は対象数を削減せずに現在の対象数を維持する。
【００２０】
そして、対象決定部６３は、対象数設定部６２によって設定された対象数に基づいて、推定対象となる二次電池２を決定する。例えば、推定対象の決定は次のように行うことができる。複数の二次電池２のうち、電池特性の悪いものを抽出して推定対象とし、電池特性の良いものを除くことができる。例えば、すべての二次電池２の中から温度取得部３０により取得された温度が低いもの、入出力抵抗の高いもの、電池残量が中央値から離れているものなどを抽出して推定対象とし、その他のものを除くことができる。
【００２１】
その後、電池状態推定部６４は、対象決定部６３により決定された推定対象となる二次電池２の電池状態を推定する。電池状態推定部６４が推定する電池状態は特に限定されず、二次電池２における充電状態（ＳＯＣ）、入出力電力、充放電可能電力量、入出力抵抗などを推定することができる。
【００２２】
次に、電池状態推定装置１の使用態様について、図３に示すフロー図を用いて説明する。まず、図３に示すように、ステップＳ１において、温度取得部３０により二次電池２の温度を取得する。そして、取得した温度を温度格納部４０に格納する。本実施形態では、温度取得部３０は、常時、二次電池２に流れる温度を取得している。そして、ステップＳ２において、温度差算出部６０が、温度格納部４０に格納されたすべての二次電池２の温度から最も高い温度と最も低い温度との差分である温度差を算出する。そして、算出した温度差を温度差格納部４１に格納する。
【００２３】
その後、図３に示すように、ステップＳ３において、まず、温度差比較部６１により、温度差格納部４１に格納された温度差を抽出するとともに、温度差閾値記憶部５０に記憶された温度差閾値を抽出する。本実施形態では、温度差閾値の抽出は、温度格納部４０に格納された温度に基づいて図２に示す温度差閾値のマップから抽出する。そして、抽出した温度差及び温度差閾値を比較する。温度差比較部６１により比較結果として温度差と温度差閾値との大小関係が示される。
【００２４】
そして、ステップＳ３において、温度差比較部６１の比較結果が温度差が温度差閾値よりも小さいことを示すものである場合は、ステップＳ３のＹｅｓに進み、ステップＳ４において、対象数設定部６２が対象数を削減する。一方、ステップＳ３において温度差比較部６１の比較結果が温度差が温度差閾値よりも小さくないことを示すものである場合は、ステップＳ３のＮｏに進み、ステップＳ５において、対象数設定部６２は対象数を削減せず、対象数を初期値とする。
【００２５】
そして、ステップＳ４又はステップＳ５の後、ステップＳ６において、対象決定部６３が推定対象となる二次電池２を決定する。対象決定部６３は、本実施形態では、ステップＳ４の実施後の場合は温度が低い二次電池２を推定対象とする。一方、ステップＳ５の実施後の場合は全ての二次電池２を推定対象とする。その後、ステップＳ７において、電池状態推定部６４が対象決定部６３にて推定対象に設定された二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【００２６】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１における作用効果について、詳述する。
電池状態推定装置１によれば、二次電池２から取得された特定値に基づいて、複数の二次電池２の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、特定値は二次電池２の温度に基づいて算出されるように構成されている。これにより、特定値は、二次電池２の電池状態が確実に反映されたものとなるため、二次電池２の電池状態に応じて演算量を適切に変更することができる。その結果、演算精度を維持しつつ演算の消費電力を低減する
【００２８】
また、本実施形態では、少なくとも２つの二次電池２の温度を取得する温度取得部３０と、特定値として温度取得部３０が取得した少なくとも２つの温度における温度差を算出する温度差算出部６０と、温度差算出部６０が算出した温度差と、予め設定された温度差閾値とを比較する温度差比較部６１と、温度差比較部６１の比較結果に基づいて、電池状態を推定する対象となる二次電池２の数である対象数を設定する対象数設定部６２と、対象数設定部６２により設定された対象数に相当する数の二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部６４と、を有する。これにより、電池モジュール１０が多数の二次電池２を有する場合であっても、二次電池２の温度を考慮して対象数を設定した上で推定対象が設定されることとなるため、演算精度を維持しつつ、演算のための消費電力を低減するように制御することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、対象数設定部６２は、温度差比較部６１の比較結果が温度差算出部６０が算出した温度差が温度差閾値よりも小さいことを示す場合に対象数を減少させる。複数の二次電池２において、温度のバラつきが少ない場合は二次電池２における電池状態のバラつきも少なくなる。そのため、複数の二次電池２を備える電池モジュール１０において、上記温度差が温度差閾値よりも小さい場合に電池状態の推定対象を減らすことで、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力の低減することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、温度差閾値が予め複数記憶された温度差閾値記憶部５０を備え、温度差比較部６１は、温度取得部３０が取得した少なくとも２つの温度のうちのいずれかに基づいて温度差閾値記憶部５０から温度差閾値を抽出し、抽出した温度差閾値と温度差算出部６０が算出した温度差とを比較する。二次電池２の電池状態の変化の進度は温度によって異なる。そのため、複数の二次電池２における電池状態のバラつきの度合いも各二次電池２の温度によって異なる。そのため、本実施形態では上述の如く構成することにより、複数の二次電池２における温度差と比較するための温度差閾値も、二次電池２の温度を考慮したものとなるため、電池状態のバラつきに応じた温度差閾値を抽出することができる。その結果、二次電池２の電池状態のバラつきが小さいときに電池状態の推定対象を減らすことができ、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力を低減することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、電源装置１００は、上述の電池状態推定装置１と、電池状態推定装置１により電池状態が推定されるように構成された１０個以上の二次電池２を有する電池モジュール１０と、を備える。電源装置１００は、多数の二次電池２を有するため、当該電池状態推定装置１によって電池状態を推定することにより、推定精度を維持しつつ、演算量を大幅に削減して消費電力の大幅な低減が可能となる。
【００３２】
以上のごとく、本実施形態によれば、多数の二次電池２を有する電池モジュール１０の電池状態を低消費電力でかつ高精度に推定できる電池状態推定装置１を提供することができる。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態２の電池状態推定装置１では、図１に示す実施形態１の構成に加えて、図４に示すように、取得部３が電圧値取得部３１を有し、格納部４が電圧値格納部４２と電圧差格納部４３とを有し、記憶部５が電圧差閾値記憶部５１を有し、演算部６が電圧差算出部６５と電圧差比較部６６と変更判定部６７とを有する。その他の構成要素は実施形態１の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００３４】
図４に示す電圧値取得部３１は、二次電池２の端子電圧を取得するように構成されている。そして、電圧値格納部４２は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、電圧値取得部３１により取得された電圧値が格納される。
【００３５】
図４に示す電圧差算出部６５は、複数の二次電池２の端子電圧の電圧差を算出する。当該電圧差は、電圧値格納部４２に格納された所定タイミングにおける複数の二次電池２の端子電圧のうち、最大のものと最小のものとの差分とする。算出された電圧差は電圧差格納部４３に格納される。電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、電圧差格納部４３に記憶されたセルブロックにおける電圧差を、複数の二次電池２における電圧差として算出することができる。
【００３６】
図４に示す電圧差閾値記憶部５１は、後述する変更判定部６７において使用される電圧値の基準値としての電圧差閾値が予め記憶されている。電圧差閾値は、推定対象となりうる二次電池２の構成などに応じて適宜設定することができる。
【００３７】
図４に示す電圧差比較部６６は、電圧差算出部６５により算出された電圧差と予め設定された電圧差閾値とを比較する。本実施形態では、電圧差比較部６６は、電圧差格納部４３から抽出された電圧差と、電圧差閾値記憶部５１から抽出された電圧差閾値とを比較し、比較結果として電圧差と電圧差閾値との大小関係を示す。
【００３８】
図４に示す変更判定部６７は、電圧差比較部６６の比較結果に基づいて対象数を変更するか否かを判定する。本実施形態では、電圧差が電圧差閾値よりも大きい場合に対象数を変更すると判定し、そうでない場合には対象数を変更しないと判定する。そして、対象数設定部６２は、変更判定部６７の判定結果に基づいて対象数を変更する。
【００３９】
次に、実施形態２における電池状態推定装置１の使用態様について、図５に示すフロー図を用いて説明する。まず、図３に示す実施形態１の場合と同様に、図５に示すように、ステップＳ１〜Ｓ４を実施する。図５に示すように、ステップＳ４の後、ステップＳ１０において、電圧値取得部３１がすべての二次電池２の端子電圧を取得し、電圧値格納部４２に格納する。そして、ステップＳ１１において、電圧差算出部６５が、電圧値格納部４２に格納されたすべての二次電池２の電圧値から最も高い電圧値と最も低い電圧値との差分である電圧差を算出し、電圧差格納部４３に格納する。
【００４０】
その後、ステップＳ１２において、電圧差比較部６６が電圧差格納部４３に格納された電圧差と、電圧差閾値記憶部５１に格納された電圧差閾値を抽出し、両者を比較する。そして、電圧差比較部６６により比較結果として電圧差と電圧差閾値との大小関係が示される。
【００４１】
そして、ステップＳ１２において、電圧差比較部６６の比較結果が電圧差が電圧差閾値よりも大きいことを示す場合は、ステップＳ１２のＹｅｓに進み、ステップＳ５において、削減した対象数を初期値に戻し、ステップＳ６及びＳ７を実施する。一方、ステップＳ１２において、電圧差比較部６６の比較結果が電圧差が電圧差閾値よりも大きくないことを示す場合は、ステップＳ１２のＮｏに進み、対象数を変更することなく、ステップＳ６及びＳ７を実施する。
【００４２】
実施形態２の電池状態推定装置１によれば、二次電池２の端子電圧のバラつきが過度に大きい場合には推定の対象数を初期値、すなわち全ての二次電池２に戻す。これにより、二次電池２の端子電圧のバラつきが過度に大きい場合は二次電池２の状態変化が大きくなっており、これに応じて対象数を増やすことにより推定精度を高めることができる。なお、本実施形態では、対象数を初期値に戻したが、これに限らず、対象数を所定の数に増やすこととしてもよい。本実施形態においても、実施形態１における作用効果と同等の作用効果を奏する。
【００４３】
（実施形態３）
実施形態３の電池状態推定装置１では、図１に示す実施形態１の温度差格納部４１、温度差閾値記憶部５０、温度差算出部６０、温度差比較部６１、対象数設定部６２及び対象決定部６３に替えて、図６に示すように、温度閾値記憶部５００、演算式記憶部５１０、温度比較部６１０、演算式設定部６２０を備える。そして、本実施形態では、温度取得部３０は、特定値として二次電池２の温度を取得し、取得した温度を温度格納部４０に格納する。その他の構成要素は実施形態１の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００４４】
図６に示す温度閾値記憶部５００には、温度閾値が予め記憶されている。温度閾値は二次電池２の構成などに基づき適宜設定することができる。例えば、温度閾値として、二次電池２における入出力抵抗の変化に鑑みて、２５℃とすることができる。
【００４５】
図６に示す温度比較部６１０は、温度取得部３０が取得した温度と予め設定された温度閾値とを比較する。温度取得部３０が取得した温度は温度格納部４０から抽出される。また、温度閾値は温度閾値記憶部５００から抽出される。温度比較部６１０は比較結果として、上記温度と温度閾値との大小関係を示す。
【００４６】
演算式記憶部５１０には、電池状態推定部６４において電池状態の推定に用いられる演算式が記憶されている。演算式記憶部５１０に記憶されている演算式の形態は特に限定されず、電池状態の推定するための関係式や関数やマップの形態とすることができる。そして、演算式記憶部５１０には演算負荷の異なる演算式が複数記憶されている。当該演算式としては、例えば、理論モデルに基づく演算負荷の多い理論式や、かかる理論式の一部又は全部を演算負荷の少ない関数等で近似的に表した近似式や、理論式から特定条件において導き出した演算負荷の少ないマップ等があげられる。
【００４７】
演算式設定部６２０は、温度比較部６１０の比較結果に基づいて電池状態を推定するための演算式を設定する。当該演算式は演算式設定部６２０により、演算式記憶部５１０から抽出される。例えば、温度比較部６１０の比較結果が上記温度が温度閾値よりも大きいことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。温度比較部６１０の比較結果が上記温度が温度閾値よりも大きくないことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少なくない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【００４８】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１の使用態様について、図７に示すフロー図を用いて説明する。まず、図７に示すように、ステップＳ３１において、温度取得部３０により特定値としてすべての二次電池２の温度を取得する。そして、取得した温度を温度格納部４０に格納する。本実施形態では、温度取得部３０は、常時、二次電池２に流れる温度を取得している。
【００４９】
そして、ステップＳ３２において、まず、温度比較部６１０により、温度格納部４０に格納された温度を抽出するとともに、温度閾値記憶部５００に記憶された温度閾値を抽出する。そして、温度比較部６１０により、抽出した温度及び温度閾値が比較されて、比較結果として抽出した温度と温度閾値との大小関係が示される。
【００５０】
そして、ステップＳ３２において、温度比較部６１０の比較結果が抽出した温度が温度閾値よりも大きいことを示すものである場合は、ステップＳ３２のＹｅｓに進み、ステップＳ３３において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【００５１】
一方、ステップＳ３２において、温度比較部６１０の比較結果が抽出した温度が温度閾値よりも大きくないことを示すものである場合は、ステップＳ３２のＮｏに進み、ステップＳ３４において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から初期状態の演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。なお、初期状態の演算式は比較的演算負荷の多いものとなっている。
【００５２】
そして、ステップＳ３３及びステップＳ３４の後、ステップＳ３５において、電池状態推定部６４が、設定された演算式に基づいて、すべての二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【００５３】
本実施形態の電池状態推定装置１の作用効果について、以下に詳述する。
二次電池２の温度が高い場合は、二次電池２の入出力抵抗が比較的小さくなり、二次電池の状態変化が小さい。そこで本実施形態の電池状態推定装置１によれば、特定値としての二次電池２の温度が温度閾値よりも大きい場合に、演算負荷の少ない演算式を用いて電池状態を推定することとしている。これにより、電池状態の変化の少ないときに演算負荷の少ない演算式を使用することにより、推定精度の低下を抑制して推定精度を維持しつつ、消費電力を低減することができる。
【００５４】
（実施形態４）
実施形態４の電池状態推定装置１では、図６に示す実施形態３の構成に加えて、図８に示すように、実施形態２における電圧値取得部３１、電圧値格納部４２、電圧差格納部４３、電圧差閾値記憶部５１、電圧差算出部６５、電圧差比較部６６及び変更判定部６７を有する。その他の構成要素は実施形態１、２及び３の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態１、２及び３の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、実施形態２の場合に替えて、図８に示す変更判定部６７は電圧差比較部６６の比較結果に基づいて演算式の設定を変更するか否かを判定する。本実施形態では、電圧差が電圧差閾値よりも大きい場合に演算式の設定を変更すると判定し、そうでない場合には演算式の設定を変更しないと判定する。そして、図８に示す演算式設定部６２０は、変更判定部６７の判定結果に基づいて対象数を変更する。
【００５６】
次に、実施形態２における電池状態推定装置１の使用態様について、図９に示すフロー図を用いて説明する。まず、図７に示す実施形態３の場合と同様に、図９に示すように、ステップＳ３１〜Ｓ３４を実施する。そして、ステップＳ３３の後、ステップＳ４０において、電圧値取得部３１がすべての二次電池２の端子電圧を取得し、電圧値格納部４２に格納する。そして、ステップＳ４１において、電圧差算出部６５が、電圧値格納部４２に格納されたすべての二次電池２の電圧値から、最も高い電圧値と最も低い電圧値との差分である電圧差を算出し、電圧差格納部４３に格納する。
【００５７】
その後、図９に示すステップＳ４２において、電圧差比較部６６が電圧差格納部４３に格納された電圧差と、電圧差閾値記憶部５１に格納された電圧差閾値を抽出し、両者を比較する。そして、電圧差比較部６６により比較結果として電圧差と電圧差閾値との大小関係が示される。
【００５８】
そして、図９に示すステップＳ４２において、電圧差比較部６６の比較結果が電圧差が電圧差閾値よりも大きいことを示す場合は、ステップＳ４２のＹｅｓに進み、ステップＳ３４において、ステップＳ３３で設定した演算負荷の少ない演算式を初期状態の演算負荷の高い演算式に変更し、電池状態の推定に用いる演算式として設定する。その後、ステップＳ３５を実施してこの制御を終了する。一方、ステップＳ４２において、電圧差比較部６６の比較結果が電圧差が電圧差閾値よりも大きくないことを示す場合は、ステップＳ４２のＮｏに進み、ステップＳ３５を実施してこの制御を終了する。
【００５９】
実施形態４の電池状態推定装置１によれば、二次電池２の端子電圧のバラつきが過度に大きい場合には電池状態の推定に用いる演算式を初期状態の演算負荷の多い演算式に戻す。これにより、二次電池２の端子電圧のバラつきが過度に大きい場合は二次電池２の状態変化が大きくなっており、これに応じて演算負荷の多い演算式を用いることにより推定精度を高めることができる。なお、本実施形態では、初期状態の演算式に戻したが、これに限らず、推定精度の高い演算式であれば、より演算負荷の多い演算式に変更することとしてもよい。本実施形態においても、実施形態３における作用効果と同等の作用効果を奏する。
【００６０】
（実施形態５）
実施形態５の電池状態推定装置１では、図１に示す実施形態１の温度取得部３０、温度格納部４０、温度差格納部４１、温度差閾値記憶部５０、温度差算出部６０、温度差比較部６１に替えて、図１０に示すように、ＳＯＣ取得部５３０、ＳＯＣ格納部５４０、ＳＯＣ差格納部５４１、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０、ＳＯＣ差算出部５６０、ＳＯＣ差比較部５６１を備える。その他の構成要素は実施形態１の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００６１】
そして、本実施形態では、図１０に示すように、ＳＯＣ取得部５３０は特定値として二次電池２の充電状態、すなわちＳＯＣ（State Of Charge）を取得する。ＳＯＣは、図示しない記憶部に予め記憶されたＳＯＣと開放電圧との関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線に基づき、二次電池２の電池電圧を取得して導出することができる。ＳＯＣを取得するタイミングは特に限定されず、常時又は所定間隔で行うようにしてもよい。なお、電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、ＳＯＣ取得部５３０はセルブロックごとに検出したセルブロックのＳＯＣを二次電池のＳＯＣとして取得するようにしてもよい。
【００６２】
図１０に示すように、格納部４は、ＳＯＣ格納部５４０、ＳＯＣ差格納部５４１を有する。ＳＯＣ格納部５４０は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、ＳＯＣ取得部５３０によって取得された複数の二次電池２のＳＯＣが格納される。また、ＳＯＣ差格納部５４１も書き換え可能な不揮発性メモリからなり、後述するＳＯＣ差算出部５６０により算出されたＳＯＣ差が記憶されている。
【００６３】
図１０に示すように、記憶部５は、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０を有する。ＳＯＣ差閾値記憶部５５０は書き換え不能な不揮発性メモリからなり、少なくとも一つのＳＯＣ差閾値が予め記憶されている。複数のＳＯＣ差閾値が記憶されている場合、複数のＳＯＣ差閾値が所定の関係式やマップを構成していてもよい。本実施形態では、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０には、図１１に示すように、複数のＳＯＣ差閾値は二次電池２のＳＯＣにより規定されたマップを構成して記憶されている。なお、当該マップの形態は問わず、ＳＯＣ差閾値とＳＯＣとの関数の形態であってもよい。また、図１２に示すように、複数のＳＯＣ差閾値を二次電池２の温度により規定されたマップを構成して記憶することとしてもよい。
【００６４】
図１０に示すように、演算部６は、ＳＯＣ差算出部５６０、ＳＯＣ差比較部５６１、対象数設定部６２、対象決定部６３、電池状態推定部６４を有する。演算部６は、ＳＯＣ差算出部５６０、ＳＯＣ差比較部５６１、対象数設定部６２、対象決定部６３、電池状態推定部６４としての機能を果たすプログラムを実行可能に構成されている。当該プログラムは演算部６に設けられた図示しないメモリに格納されている。
【００６５】
ＳＯＣ差算出部５６０は、特定値としての複数の二次電池２におけるＳＯＣ差を算出する。本実施形態では、当該ＳＯＣ差は、ＳＯＣ格納部５４０に格納された所定タイミングにおける複数の二次電池２のＳＯＣのうち、最大のものと最小のものとの差分とする。なお、電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、ＳＯＣ格納部５４０に記憶されたセルブロックの温度におけるＳＯＣ差を、複数の二次電池２におけるＳＯＣ差として算出することができる。算出されたＳＯＣ差はＳＯＣ差格納部５４１に格納される。
【００６６】
図１０に示すＳＯＣ差比較部５６１は、ＳＯＣ差格納部５４１に格納されたＳＯＣ差を抽出するとともに、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０に記憶されたＳＯＣ差閾値を抽出し、両者を比較する。ＳＯＣ差閾値記憶部５５０におけるＳＯＣ差閾値の抽出は、ＳＯＣ格納部５４０に格納されたＳＯＣに基づいて行うことができ、本実施形態では、例えば、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０に図１１に示すようにＳＯＣに基づくマップとしてＳＯＣ差閾値が記憶されている場合、ＳＯＣ格納部５４０に格納されたＳＯＣから所定のＳＯＣ差閾値を抽出できる。また、図１２に示すように温度に基づくマップとしてＳＯＣ差閾値が記憶されている場合、図示しない温度センサにより検出した二次電池２の温度から所定のＳＯＣ差閾値を抽出できる。
【００６７】
そして、ＳＯＣ差比較部５６１は、抽出したＳＯＣ差閾値とＳＯＣ差格納部５４１に格納されたＳＯＣ差とを比較する。本実施形態では、ＳＯＣ差比較部５６１は、ＳＯＣ格納部５４０から抽出されたＳＯＣ差とＳＯＣ差閾値とを比較し、比較結果としてＳＯＣ差とＳＯＣ差閾値との大小関係を示す。
【００６８】
図１０に示す対象数設定部６２は、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果に基づいて、電池状態推定部６４が推定する二次電池２の数である対象数を設定する。本実施形態では、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果が上記ＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示す場合、対象数設定部６２は対象数を削減する。一方、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果が上記ＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さくないことを示す場合は、対象数設定部６２は対象数を削減せずに現在の対象数を維持する。
【００６９】
そして、対象決定部６３は、実施形態１の場合と同様に、対象数設定部６２によって設定された対象数に基づいて、推定対象となる二次電池２を決定する。その後、電池状態推定部６４は、実施形態１の場合と同様に、対象決定部６３により決定された推定対象となる二次電池２の電池状態を推定する。電池状態推定部６４が推定する電池状態は特に限定されず、二次電池２における入出力電力、充放電可能電力量、入出力抵抗などを推定することができる。
【００７０】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１の使用態様について、図１３に示すフロー図を用いて説明する。まず、図１３に示すように、ステップＳ５１において、ＳＯＣ取得部５３０により二次電池２のＳＯＣを取得する。そして、取得したＳＯＣをＳＯＣ格納部５４０に格納する。本実施形態では、ＳＯＣ取得部５３０は、電流及び二次電池２の電池電圧を検出してＳＯＣを取得する。そして、ステップＳ５２において、ＳＯＣ差算出部５６０が、ＳＯＣ格納部５４０に格納されたすべての二次電池２のＳＯＣから最も高いＳＯＣと最も低いＳＯＣとの差分であるＳＯＣ差を算出する。そして、算出したＳＯＣ差をＳＯＣ差格納部５４１に格納する。
【００７１】
その後、図１３に示すように、ステップＳ５３において、まず、ＳＯＣ差比較部５６１により、ＳＯＣ差格納部５４１に格納されたＳＯＣ差を抽出するとともに、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０に記憶されたＳＯＣ差閾値を抽出する。本実施形態では、ＳＯＣ差閾値の抽出は、ＳＯＣ格納部５４０に格納されたＳＯＣに基づいて図１２に示すＳＯＣ差閾値のマップから抽出する。そして、抽出したＳＯＣ差及びＳＯＣ差閾値を比較する。ＳＯＣ差比較部５６１により比較結果としてＳＯＣ差とＳＯＣ差閾値との大小関係が示される。
【００７２】
そして、図１３に示すステップＳ５３において、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果がＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示すものである場合は、ステップＳ５３のＹｅｓに進み、ステップＳ５４において、対象数設定部６２が対象数を削減する。一方、ステップＳ５３においてＳＯＣ差比較部５６１の比較結果がＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さくないことを示すものである場合は、ステップＳ５３のＮｏに進み、ステップＳ５５において、対象数設定部６２は対象数を削減せず、対象数を初期値とする。
【００７３】
そして、図１３に示すステップＳ５４又はステップＳ５５の後、ステップＳ５６において、対象決定部６３が推定対象となる二次電池２を決定する。対象決定部６３は、本実施形態では、ステップＳ５４の実施後の場合はＳＯＣが低い二次電池２を推定対象とする。一方、ステップＳ５５の実施後の場合は全ての二次電池２を推定対象とする。その後、ステップＳ５７において、電池状態推定部６４が対象決定部６３にて推定対象に設定された二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【００７４】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１における作用効果について、詳述する。
電池状態推定装置１によれば、二次電池２から取得された特定値であるＳＯＣに基づいて、複数の二次電池２の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、特定値は二次電池２のＳＯＣに基づいて算出されるように構成されている。これにより、特定値は、二次電池２の電池状態が確実に反映されたものとなるため、二次電池２の電池状態に応じて演算量を適切に変更することができる。その結果、演算精度を維持しつつ演算の消費電力を低減することができ、発熱を抑制することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、少なくとも２つの二次電池２のＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部５３０と、特定値としてＳＯＣ取得部５３０が取得した少なくとも２つのＳＯＣにおけるＳＯＣ差を算出するＳＯＣ差算出部５６０と、ＳＯＣ差算出部５６０が算出したＳＯＣ差と、予め設定されたＳＯＣ差閾値とを比較するＳＯＣ差比較部５６１と、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果に基づいて、電池状態を推定する対象となる二次電池２の数である対象数を設定する対象数設定部６２と、対象数設定部６２により設定された対象数に相当する数の二次電池における電池状態を推定する電池状態推定部６４と、を有する。これにより、電池モジュール１０が多数の二次電池２を有する場合であっても、二次電池２のＳＯＣを考慮して対象数を設定した上で推定対象が設定されることとなるため、演算精度を維持しつつ、演算のための消費電力を低減するように制御することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、対象数設定部６２は、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果がＳＯＣ差算出部５６０が算出したＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示す場合に対象数を減少させる。複数の二次電池２において、ＳＯＣのバラつきが少ない場合は二次電池２における電池状態のバラつきも少なくなる。そのため、複数の二次電池２を備える電池モジュール１０において、上記ＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さい場合に、電池状態の推定対象を減らすことで、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力の低減することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、ＳＯＣ差閾値が予め複数記憶されたＳＯＣ差閾値記憶部５５０を備え、ＳＯＣ差比較部５６１は、ＳＯＣ取得部５３０が取得したＳＯＣ又は二次電池２の温度に基づいてＳＯＣ差閾値記憶部５５０からＳＯＣ差閾値を抽出し、該抽出したＳＯＣ差閾値とＳＯＣ差算出部５６０が算出したＳＯＣ差とを比較する。これにより、複数の二次電池２におけるＳＯＣ差と比較するためのＳＯＣ差閾値が、二次電池２のＳＯＣや温度を考慮したものとなるため、電池状態のバラつきに応じたＳＯＣ差閾値を抽出することができる。その結果、二次電池２の電池状態のバラつきが小さいときに電池状態の推定対象を減らすことができ、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力を低減することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、電源装置１００は、上述の電池状態推定装置１と、電池状態推定装置１により電池状態が推定されるように構成された１０個以上の二次電池２を有する電池モジュール１０と、を備える。電源装置１００は、多数の二次電池２を有するため、当該電池状態推定装置１によって電池状態を推定することにより、推定精度を維持しつつ、演算量を大幅に削減して消費電力の大幅な低減が可能となる。
【００８０】
以上のごとく、本実施形態によれば、多数の二次電池２を有する電池モジュール１０の電池状態を低消費電力でかつ高精度に推定できる電池状態推定装置１を提供することができる。
【００８１】
（実施形態６）
実施形態６の電池状態推定装置１では、図１０に示す実施形態５の対象数設定部６２に替えて、図１４に示すように演算式設定部６２０を備えるとともに、記憶部５に演算式記憶部５１０を備える。その他の構成要素は実施形態５の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態５の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００８２】
図１４に示す演算式記憶部５１０は、実施形態３の場合と同様の構成を有している。図１４に示す演算式設定部６２０は、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果に基づいて電池状態を推定するための演算式を設定する。当該演算式は演算式設定部６２０により、演算式記憶部５１０から抽出される。例えば、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果が上記ＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果が上記ＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さくないことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少なくない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【００８３】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１の使用態様について、図１５に示すフロー図を用いて説明する。まず、図１５に示すように、ステップＳ５１〜Ｓ５３は図１３に示す実施形態５の場合と同様である。そして、ステップＳ５３において、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果がＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さいことを示すものである場合は、ステップＳ５３のＹｅｓに進み、ステップＳ６４において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【００８４】
一方、図１５に示すステップＳ５３において、ＳＯＣ差比較部５６１の比較結果がＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さくないことを示すものである場合は、ステップＳ５３のＮｏに進み、ステップＳ６５において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から初期状態の演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。なお、初期状態の演算式は比較的演算負荷の多いものとなっている。
【００８５】
そして、図１５に示すステップＳ６４及びステップＳ６５の後、ステップＳ６６において、電池状態推定部６４が、設定された演算式に基づいて、すべての二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【００８６】
本実施形態の電池状態推定装置１における作用効果について、以下に詳述する。
本実施形態の電池状態推定装置１では、二次電池２から取得された特定値としてのＳＯＣ差に基づいて、複数の二次電池２の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、特定値としての二次電池２のＳＯＣ差がＳＯＣ差閾値よりも小さい場合に、演算負荷の少ない演算式を用いて電池状態を推定することとしている。これにより、ＳＯＣ差が小さいときは電池状態の変化が少ないため、ＳＯＣ差が小さいときに演算負荷の少ない演算式を使用することにより、推定精度の低下を抑制して推定精度を維持しつつ、消費電力を低減することができ、発熱を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態でも、本実施形態５と同様に、ＳＯＣ差閾値が予め複数記憶されたＳＯＣ差閾値記憶部５５０を備え、ＳＯＣ差比較部５６１は、ＳＯＣ取得部５３０が取得したＳＯＣ又は二次電池２の温度に基づいてＳＯＣ差閾値記憶部５５０からＳＯＣ差閾値を抽出し、該抽出したＳＯＣ差閾値とＳＯＣ差算出部５６０が算出したＳＯＣ差とを比較する。これにより、複数の二次電池２におけるＳＯＣ差と比較するためのＳＯＣ差閾値が、二次電池２のＳＯＣや温度を考慮したものとなるため、電池状態のバラつきに応じたＳＯＣ差閾値を抽出することができる。その結果、二次電池２の電池状態のバラつきが小さいときに電池状態の推定対象を減らすことができ、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力を低減することができ、発熱を抑制することができる。
【００８９】
（実施形態７）
実施形態７の電池状態推定装置１では、図１０に示す実施形態５におけるＳＯＣ差格納部５４１、ＳＯＣ差閾値記憶部５５０、ＳＯＣ差算出部５６０、ＳＯＣ差比較部５６１、に替えて、図１６に示すようにＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００、傾き格納部７４１、傾き閾値記憶部７５０、傾き抽出部７６０、傾き比較部７６１を備える。さらに、温度取得部３０を備える。その他の構成要素は実施形態５の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態５の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００９０】
図１６に示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００は、二次電池２におけるＳＯＣと開放電圧であるＯＣＶとの対応関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線が予め記憶されている。例えば、図１７に示すＳＯＣ−ＯＣＶ曲線が、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００に記憶されている。ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００に記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線は、使用する二次電池２の種類や構成に応じて適宜選択することができる。
【００９１】
図１６に示す傾き抽出部７６０は、特定値としてＳＯＣ取得部５３０が取得したＳＯＣに基づいて、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００に記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線から該ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きを抽出する。ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きとは、状態推定時のＳＯＣにおけるＳＯＣ−ＯＣＶ曲線への接線の傾きを指す。なお、電池モジュール１０が、複数の二次電池２からなるセルブロックを複数有する場合には、ＳＯＣ格納部５４０に記憶されたセルブロックのＳＯＣを、複数の二次電池２におけるＳＯＣとして、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部７００に記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線から該ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きを抽出することができる。抽出された傾きは傾き格納部７４１に格納される。
【００９２】
図１６に示す傾き比較部７６１は、傾き格納部７４１に格納された傾きを抽出するとともに、傾き閾値記憶部７５０に記憶された傾き閾値を抽出し、両者を比較する。傾き閾値記憶部７５０における傾き閾値の抽出は、温度取得部３０が取得した二次電池２の温度に基づいて行うことができる。本実施形態では、例えば、傾き閾値記憶部７５０に図１８に示すように温度に基づくマップとして傾き閾値が記憶されている場合、傾き比較部７６１は、温度取得部３０が取得した二次電池２の温度から所定の傾き閾値を抽出できる。
【００９３】
そして、傾き比較部７６１は、抽出した傾き閾値と傾き格納部７４１に格納された傾きとを比較する。本実施形態では、傾き比較部７６１は、傾き格納部７４１に格納された傾きと傾き閾値とを比較し、比較結果として傾きと傾き閾値との大小関係を示す。
【００９４】
図１６に示す対象数設定部６２は、温度差比較部６１の比較結果に基づいて、電池状態推定部６４が推定する二次電池２の数である対象数を設定する。本実施形態では、傾き比較部７６１の比較結果が上記傾きが傾き閾値よりも小さいことを示す場合、対象数設定部６２は対象数を削減する。一方、傾き比較部７６１の比較結果が上記傾きが傾き閾値よりも小さくないことを示す場合は、対象数設定部６２は対象数を削減せずに現在の対象数を維持する。
【００９５】
そして、対象決定部６３は、実施形態１の場合と同様に、対象数設定部６２によって設定された対象数に基づいて、推定対象となる二次電池２を決定する。その後、電池状態推定部６４は、実施形態１の場合と同様に、対象決定部６３により決定された推定対象となる二次電池２の電池状態を推定する。電池状態推定部６４が推定する電池状態は特に限定されず、二次電池２における入出力電力、充放電可能電力量、入出力抵抗などを推定することができる。
【００９６】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１の使用態様について、図１９に示すフロー図を用いて説明する。まず、図１９に示すように、実施形態５の場合と同様にステップＳ５１において、ＳＯＣ取得部５３０により二次電池２のＳＯＣを取得する。そして、取得したＳＯＣをＳＯＣ格納部５４０に格納する。その後、ステップＳ７２において、傾き抽出部７６０が、ＳＯＣ格納部５４０に格納されたＳＯＣからＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きを抽出する。そして、抽出した傾きを傾き格納部７４１に格納する。
【００９７】
その後、図１９に示すように、ステップＳ７３において、まず、傾き比較部７６１により、傾き格納部７４０に格納された傾きを抽出するとともに、傾き閾値記憶部７５０に記憶された傾き閾値を抽出する。本実施形態では、傾き閾値の抽出は、温度取得部３０により抽出された二次電池２の温度に基づいて図１８に示す傾き閾値のマップから抽出する。そして、傾き比較部７６１により、抽出した傾きと傾き閾値とが比較され、比較結果として傾きと傾き閾値との大小関係が示される。
【００９８】
そして、図１９に示すステップＳ７３において、傾き比較部７６１の比較結果が傾きが傾き閾値よりも小さいことを示すものである場合は、ステップＳ７３のＹｅｓに進み、ステップＳ５４において、対象数設定部６２が対象数を削減する。一方、ステップＳ５３において傾き比較部７６１の比較結果が傾きが傾き閾値よりも小さくないことを示すものである場合は、ステップＳ７３のＮｏに進み、ステップＳ５５において、対象数設定部５６２は対象数を削減せず、対象数を初期値とする。
【００９９】
そして、図１９に示すステップＳ５４又はステップＳ５５の後、ステップＳ５６において、対象決定部６３が推定対象となる二次電池２を決定する。対象決定部６３は、本実施形態では、ステップＳ５４の実施後の場合は傾きが小さい二次電池２を推定対象とする。一方、ステップＳ５５の実施後の場合は全ての二次電池２を推定対象とする。その後、ステップＳ５７において、電池状態推定部６４が対象決定部６３にて推定対象に設定された二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【０１００】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１における作用効果について、詳述する。
電池状態推定装置１によれば、二次電池２から取得された特定値であるＳＯＣにより抽出されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きに基づいて、複数の二次電池２の電池状態を推定する対象数を変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、対象数設定部６２は、傾き比較部７６１の比較結果が傾き抽出部７６０が抽出した傾きが傾き閾値よりも小さいことを示す場合に対象数を減少させる。複数の二次電池２において、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きが小さいとき、すなわちＳＯＣに対するＯＣＶの変化量が小さいときには二次電池２における電池状態のバラつきも少なくなる。そのため、上述の如く、複数の二次電池２を備える電池モジュール１０において、二次電池２のＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きが小さいときに電池状態の推定対象を減らすことで、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力の低減することができ、発熱を抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、二次電池２の温度を取得する温度取得部３０と、傾き閾値が予め複数記憶された傾き閾値記憶部７５０と、を備え、傾き比較部７６１は、温度取得部３０が取得した温度に基づいて傾き閾値記憶部７５０から傾き閾値を抽出し、抽出した傾き閾値と傾き抽出部７６０が抽出した傾きとを比較する。これにより、複数の二次電池２におけるＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きと比較するための傾き閾値が、二次電池２の温度を考慮したものとなるため、電池状態のバラつきに応じた傾き閾値を抽出することができる。その結果、二次電池２の電池状態のバラつきが小さいときに電池状態の推定対象を減らすことができ、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力を低減することができ、発熱を抑制することができる。
【０１０３】
（実施形態８）
実施形態８の電池状態推定装置１では、図１６に示す実施形態７の対象数設定部６２に替えて、図２０に示すように演算式設定部６２０を備えるとともに、記憶部５に演算式記憶部５１０を備える。その他の構成要素は実施形態５の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態７の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
【０１０４】
演算式記憶部５１０は、実施形態３の場合と同様の構成を有している。演算式設定部６２０は、傾き比較部７６１の比較結果に基づいて電池状態を推定するための演算式を設定する。当該演算式は演算式設定部６２０により、演算式記憶部５１０から抽出される。例えば、傾き比較部７６１の比較結果が上記傾きが傾き閾値よりも大きいことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。傾き比較部７６１の比較結果が上記傾きが傾き閾値よりも大きくないことを示す場合は、演算式設定部６２０は、演算式記憶部５１０から演算負荷の少なくない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【０１０５】
次に、本実施形態の電池状態推定装置１の使用態様について、図２１に示すフロー図を用いて説明する。まず、図２１に示すように、ステップＳ５１、Ｓ７２、Ｓ７３は図１９に示す実施形態７の場合と同様である。そして、ステップＳ７３において、傾き比較部７６１の比較結果が傾きが傾き閾値よりも小さいことを示すものである場合は、ステップＳ７３のＹｅｓに進み、ステップＳ６４において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から演算負荷の少ない演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。
【０１０６】
一方、図２１に示すステップＳ７３において、傾き比較部７６１の比較結果が傾きが傾き閾値よりも小さくないことを示すものである場合は、ステップＳ７３のＮｏに進み、ステップＳ６５において、演算式設定部６２０が、演算式記憶部５１０から初期状態の演算式を抽出し、電池状態を推定するための演算式として設定する。なお、初期状態の演算式は比較的演算負荷の多いものとなっている。
【０１０７】
そして、図２１に示すステップＳ６４及びステップＳ６５の後、ステップＳ６６において、電池状態推定部６４が、設定された演算式に基づいて、すべての二次電池２の電池状態を推定し、この制御を終了する。
【０１０８】
本実施形態の電池状態推定装置における作用効果について、以下に詳述する。
本実施形態の電池状態推定装置１では、二次電池２から取得された特定値であるＳＯＣにより抽出されたＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きに基づいて、複数の二次電池２の電池状態を推定するための演算式を演算負荷の少ない演算式に変更可能に構成されている。これにより、演算精度を維持しつつ、演算のために消費する電力を低減するように制御することができ、発熱を抑制することができることとなる。
【０１０９】
また、本実施形態では、演算式設定部６２０は、傾き比較部７６１の比較結果が傾き抽出部７６０が抽出した傾きが傾き閾値よりも小さいことを示す場合に演算式として演算負荷の少ない演算式を設定する。複数の二次電池２において、ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きが小さいとき、すなわちＳＯＣに対するＯＣＶの変化量が小さいときには二次電池２における電池状態のバラつきも少なくなる。そのため、上述の如く、複数の二次電池２を備える電池モジュール１０において、二次電池２のＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きが小さいときに演算負荷の少ない演算式を設定することで、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力の低減することができ、発熱を抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施形態においても、実施形態７の場合と同様に、二次電池２の温度を取得する温度取得部３０と、傾き閾値が予め複数記憶された傾き閾値記憶部７５０と、を備え、傾き比較部７６１は、温度取得部３０が取得した温度に基づいて傾き閾値記憶部７５０から傾き閾値を抽出し、抽出した傾き閾値と傾き抽出部７６０が抽出した傾きとを比較する。これにより、複数の二次電池２におけるＳＯＣ−ＯＣＶ曲線の傾きと比較するための傾き閾値が、二次電池２の温度を考慮したものとなるため、電池状態のバラつきに応じた傾き閾値を抽出することができる。その結果、二次電池２の電池状態のバラつきが小さいときに演算負荷の少ない演算式を設定することができ、推定精度を維持しつつ、演算量を削減して消費電力を低減することができ、発熱を抑制することができる。
【０１１１】
本発明は上記各実施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に適用することが可能である。例えば、特定値として実施形態１における温度差と実施形態３における温度とを兼ね備え、電池状態の推定対象を削減するとともに、演算式を演算負荷の少ないものに変更することで、推定精度を維持しつつ、演算量を減らして消費電力を抑制するようにしてもよい。
【０１１２】
また、特定値として実施形態１における温度差と実施形態６におけるＳＯＣとを兼ね備え、電池状態の推定対象を削減するとともに、演算式を演算負荷の少ないものに変更することで、推定精度を維持しつつ、演算量を減らして消費電力を抑制するようにしてもよい。
【０１１３】
また、実施形態５、６において、実施形態２における電圧差比較部６６の比較結果に基づいて対象数を変更するか否かを判定する変更判定部６７の構成を適用してもよい。また、実施形態７、８において、実施形態４における電圧差比較部６６の比較結果に基づいて演算式の設定を変更するか否かを判定する変更判定部６７の構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１  電池状態推定装置
２  二次電池
１０  電池モジュール
３０  温度取得部
３１  電圧値取得部
５０  温度差閾値記憶部
５１  電圧差閾値記憶部
５３０  ＳＯＣ取得部
５６１  ＳＯＣ差比較部
６１  温度差比較部
６１０  温度比較部
６２  対象数設定部
６２０  演算式設定部
６３  対象決定部
６４  電池状態推定部
７００  ＳＯＣ−ＯＣＶ曲線記憶部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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