(57)【要約】【課題】ニッケル水素電池を備える電池システムにおいて、内部抵抗の推定精度を向上させることである。【解決手段】ＥＣＵは、第１条件および第２条件が満たされた場合に（Ｓ１２０，１４０においてＹＥＳ）、加重平均に用いる各重み係数を設定する（Ｓ１４２）。重み係数は、終了時刻に近い時刻であるほど大きな値に設定される。ＥＣＵは、Ｓ１４２で設定した重み係数と、時刻ｔ２から時刻ｔ１１（終了時刻）において取得された電池情報とを用いて、加重平均により終了時刻における電池情報（ｉｆ，ｖｆ）を算出する（Ｓ１４５）。ＥＣＵは、開始時刻（時刻ｔ１）における電池情報（ｉ１，ｖ１）と、加重平均により算出された終了時刻における電池情報（ｉｆ，ｖｆ）とを用いて、組電池の内部抵抗を推定する（Ｓ１５０）。【選択図】図７
2019211369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル水素電池と、
所定期間の開始時刻から終了時刻までの間に前記ニッケル水素電池の電流および電圧を複数回取得し、前記開始時刻の電流および電圧と前記終了時刻の電流および電圧とを用いて前記ニッケル水素電池の内部抵抗を推定するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記所定期間において取得した電流および電圧を、重み係数を用いて加重平均し、当該加重平均した値を前記終了時刻の電流および電圧とし、
前記重み係数は、前記終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定される、電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ニッケル水素電池を備える電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１８−１４２１０号公報（特許文献１）には、ニッケル水素電池を備える電池システムが開示されている。この電池システムは、電流センサおよび電圧センサを用いて所定期間における電流変化量および電圧変化量を監視し、所定期間の開始時刻におけるニッケル水素電池の電流および電圧と、終了時刻における電流および電圧とを用いてニッケル水素電池の内部抵抗を推定する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１４２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電池システムは、ニッケル水素電池の内部抵抗の推定に電流センサおよび電圧センサから取得した値をそのまま用いる。そのため、たとえば、所定期間の開始時刻におけるニッケル水素電池の電流および電圧と、終了時刻における電流および電圧とを用いてＩ−Ｖプロット法により内部抵抗が推定される場合には、二次元座標にプロットされる電流および電圧の検出値は、各センサの分解能および／または各センサからの信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器の分解能（以下、総称して「センサ等の分解能」ともいう）の制約を受けることになる。ゆえに、推定される内部抵抗もセンサ等の分解能の制約を受けることになり、各センサおよびＡ／Ｄ変換器の性能によっては、内部抵抗の推定精度が低下してしまうことが懸念される。
【０００５】
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、ニッケル水素電池を備える電池システムにおいて、内部抵抗の推定精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この開示に係る電池システムは、ニッケル水素電池と、所定期間の開始時刻から終了時刻までの間にニッケル水素電池の電流および電圧を複数回取得し、開始時刻の電流および電圧と終了時刻の電流および電圧とを用いてニッケル水素電池の内部抵抗を推定するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、所定期間において取得した電流および電圧を、重み係数を用いて加重平均し、当該加重平均した値を終了時刻の電流および電圧とする。重み係数は、終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定される。
【０００７】
上記構成によれば、ニッケル水素電池の内部抵抗の推定に用いられる終了時刻の電流および電圧は、所定期間において取得されたニッケル水素電池の電流および電圧の加重平均によって算出される。これによって、Ｉ−Ｖプロット法により内部抵抗を推定する場合に、センサ等の分解能以上の領域にもプロットをすることが可能となる。
【０００８】
ただし、内部抵抗の推定に用いられる終了時刻の電流および電圧を適切に算出するためには、加重平均に用いられる重み係数を適切に設定することが必要となる。たとえば、ニッケル水素電池が車両などに搭載される場合には、所定期間において、ニッケル水素電池の電流および電圧は絶えず変動し得るため、終了時刻に近い時刻に取得された電流および電圧ほど、終了時刻におけるニッケル水素電池の電流および電圧の真値に近い値を示しているといえる。上記構成によれば、加重平均に用いられる重み係数は、終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定される。つまり、終了時刻に近い時刻に取得された電流および電圧ほど重み付けが大きくなる。これによって、ニッケル水素電池の内部抵抗の推定に用いられる値に、終了時刻の真値に近い値をより多く反映させることができる。ゆえに、終了時刻の電流および電圧を精度よく算出することができる。
【０００９】
終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定された重み係数を用いた加重平均により算出された値を、ニッケル水素電池の内部抵抗の推定に用いることによって、内部抵抗の推定精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ニッケル水素電池を備える電池システムにおいて、内部抵抗の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態に係る電池システムにおける内部抵抗の推定方法を説明するための図である。
【図３】第１条件を説明するための図である。
【図４】組電池の放電電流が単調増加している場合における、ＥＣＵ（ＣＰＵ）内部の処理を模式的に示した図である。
【図５】図４における期間Ｔの拡大図である。
【図６】本開示による効果を説明するための図である。
【図７】電池システムにおける組電池の内部抵抗の推定処理の手順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】
【００１２】
以下、本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。
【００１３】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る電池システム５が搭載された車両１の全体構成を概略的に示す図である。車両１は、たとえば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車および燃料電池自動車などの電動車両である。本実施の形態においては、車両１は電気自動車である例について説明する。
【００１４】
車両１は、組電池１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay）２０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」ともいう）４０と、モータジェネレータ（Motor  Generator：ＭＧ）５０と、駆動輪６０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００と、監視ユニット２００とを備える。電池システム５は、組電池１０、ＥＣＵ１００および監視ユニット２００を含んで構成される。
【００１５】
組電池１０は、複数の電池が積層された構成を有する。電池は、充放電可能なニッケル水素電池である。監視ユニット２００は、たとえば、電圧センサ２１０、電流センサ２２０および温度センサ２３０を含む。電圧センサ２１０は、組電池１０の電圧ＶＢを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。電流センサ２２０は、組電池１０に入出力される電流ＩＢを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。なお、電流ＩＢが正の値である場合は電池の放電を示し、負の値である場合は電池の充電を示す。温度センサ２３０は、組電池１０の温度ＴＢを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。なお、必ずしも組電池単位で電圧および温度が監視される必要はなく、たとえば、電池単位で電圧および温度が監視されてもよい。この場合には、電圧センサ２１０は、組電池１０に含まれる各電池の電圧を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。温度センサ２３０は、組電池１０に含まれる各電池の温度を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００１６】
システムメインリレー２０は、一端が組電池１０と電気的に接続され、他端がＰＣＵ４０と電気的に接続される。システムメインリレー２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って開閉状態が切り替えられる。システムメインリレー２０が開状態であると組電池１０からＰＣＵ４０への電力の供給が遮断される。システムメインリレー２０が閉状態であると組電池１０からＰＣＵ４０への電力の供給が可能となる。
【００１７】
ＰＣＵ４０は、組電池１０から電力を受けてモータジェネレータ５０を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、ＰＣＵ４０は、モータジェネレータ５０を駆動するためのインバータ、および、組電池１０から出力される電力を昇圧してインバータへ供給するコンバータなどを含む。
【００１８】
モータジェネレータ５０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ５０のロータは、動力伝達ギア（図示せず）を介して駆動輪６０に機械的に接続される。モータジェネレータ５０は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪６０の回転力によって発電することができ、その発電された電力をＰＣＵ４０へ出力する。
【００１９】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１００ａと、メモリ（より具体的にはＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory））１００ｂと、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサおよび機器からの信号、並びにメモリ１００ｂに格納されたプログラムなどに基づいて、各機器の制御を行なう。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、さらにタイマ回路１００ｃを含む。タイマ回路１００ｃは、予め設定された所定期間（後述）を計測可能に構成される。
【００２１】
（内部抵抗の推定）
ＥＣＵ１００は、監視ユニット２００から取得した組電池１０の電池情報（電圧ＶＢ，電流ＩＢ，温度ＴＢ）を用いて組電池１０の内部抵抗を推定する。内部抵抗の推定には、たとえば、いわゆるＩ−Ｖプロット法が用いられる。具体的には、ＥＣＵ１００は、ある単位時間毎に電流ＩＢと電圧ＶＢとの組（ＩＢ，ＶＢ）を監視ユニット２００から取得して、横軸に電流ＩＢ、縦軸に電圧ＶＢを取った二次元座標にプロットする。そして、そのようにして得られる複数の点を近似する直線の傾きを算出し、算出された直線の傾きを組電池１０の内部抵抗とすることができる。なお、概略的には、本実施の形態においては、２つの時刻における電流ＩＢおよび電圧ＶＢから求まる直線の傾きから組電池１０の内部抵抗を推定する。図２を用いて、本実施の形態における組電池１０の内部抵抗の推定について具体的に説明する。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る電池システム５における内部抵抗の推定方法を説明するための図である。図２の横軸には時刻ｔが示され、縦軸には電流ＩＢが示されている。図２には、所定期間において単位時間毎に取得した電流ＩＢの時間変化が示されている。
【００２３】
所定期間とは、たとえば、数百ミリ秒あるいは数秒などに設定される。所定期間は、たとえば、温度ＴＢに応じて設定されてもよい。本実施の形態においては、一例として所定期間が１秒に設定される例について説明する。図２に示される時刻ｔ１から時刻ｔ１１までが１秒に相当する。本実施の形態においては、時刻ｔ１に取得された電流を第１電流として定義する。そして、時刻ｔ１から単位時間（たとえば、０．１秒）後の時刻ｔ２に取得された電流を第２電流ｉ２、時刻ｔ２から単位時間後の時刻ｔ３に取得された電流を第３電流ｉ３、同様にして第４電流ｉ４〜第１１電流ｉ１１を定義する。第１電流ｉ１が所定期間の開始時刻（時刻ｔ１）における電流であり、第１１電流ｉ１１が所定期間の終了時刻（時刻ｔ１１）における電流である。なお、第１電流ｉ１に対応した電圧を「第１電圧ｖ１」、同様に第２電流ｉ２〜第１１電流ｉ１１に対応した電圧をそれぞれ第２電圧ｖ２〜第１１電圧ｖ１１と定義する。
【００２４】
所定期間において（第１電流ｉ１，第１電圧ｖ１）〜（第１１電流ｉ１１，第１１電圧ｖ１１）の１１点の電池情報が取得される。ＥＣＵ１００は、内部抵抗の推定精度を向上させるために、上記１１点の電池情報が以下に説明する２つの条件（第１条件，第２条件）を満たした場合に、時刻ｔ１に取得された電池情報（ｉ１，ｖ１）と時刻ｔ１１に取得された電池情報（ｉ１１，ｖ１１）とを用いて、Ｉ−Ｖプロット法により、時刻ｔ１から時刻ｔ１１までの間における電流変化量および電圧変化量から組電池１０の内部抵抗を推定する。
【００２５】
第１条件は、Ｉ−Ｖプロット法を用いて、組電池１０の内部抵抗を推定するにあたり、ある一定以上の電流変化があったことを保証するために設定される条件である。具体的には、第１条件は、第１電流ｉ１と第２電流ｉ２との電流変化量（以下「第１変化量」ともいう）ｄｉ１が第１所定量ＴＨ１以上であることである。第１所定量ＴＨ１は、組電池１０の特性および使用環境などに応じて適切に設定される値であり、たとえば、数十アンペア程度に設定される。なお、本実施の形態における第１条件は、第１電流ｉ１と第２電流ｉ２との電流変化量が第１所定量ＴＨ１以上であることとしているが、これに限られるものではなく、所定期間において第１電流ｉ１から第１所定量ＴＨ１以上の電流変化があればよい。たとえば、第１電流ｉ１と第３電流ｉ３との電流変化量が第１所定量ＴＨ１以上であった場合には、第１条件を満たすとものとしてもよい。
【００２６】
図３は、第１条件を説明するための図である。図３−１は、電流変化量（ｄｉ）が小さい場合における内部抵抗の推定を概略的に示す図である。たとえば、図３−１の下図に示されるように、電流ｉ１と電流ｉ１１との電流変化量ｄｉが小さかった場合には、近接した２点で近似直線が引かれることになる。この場合、たとえば、電流センサまたは／および電圧センサの検出精度などに起因した誤差が小さなものであっても、当該誤差が近似直線の傾きに与える影響が大きくなる。そのため、近似直線の傾きから推定される組電池１０の内部抵抗の推定精度が低下してしまうことが懸念される。
【００２７】
図３−２は、電流変化量（ｄｉ）が大きい場合における内部抵抗の推定を概略的に示す図である。たとえば、図３−２の下図に示されるように、電流ｉ１と電流ｉ１１との電流変化量ｄｉが大きかった場合には、２点間の距離が大きくなるので、上記の誤差が近似直線の傾きに与える影響は、２点間の距離が小さい場合よりも小さくなる。そのため、２点間の距離を一定以上にすることによって、Ｉ−Ｖプロット法による近似直線の傾きから推定される組電池１０の内部抵抗の推定精度を確保することができる。
【００２８】
図２に戻り、第２条件は、時刻ｔ１１において組電池１０に入出力される電流が安定しており、組電池１０が安定した状態であることを保証するために設定される条件である。電池は、電池の充放電履歴の影響を受けることが知られている（ヒステリシス）。電池の充放電を行なうと電池では分極が生じるが、分極が生成される速度と解消される速度とが異なることによってヒステリシスが生じる。ヒステリシスが生じると、ある時間に取得した電流に対応した電圧を正確に取得できない可能性がある。そのため、組電池１０の内部抵抗を精度よく推定するためには、ヒステリシスの影響が緩和されている状態で取得された電池情報を用いることが望ましい。
【００２９】
そこで、ＥＣＵ１００は、第２条件を満たすか否かを判定することによって、ヒステリシスの影響が緩和されているかを判定する。第２条件は、第１電流ｉ１から第１変化量ｄｉ１以上の電流変化があった後の電流の変動幅ｄｉ２が第２所定量ＴＨ２以下となっていることである。本実施の形態においては、第２電流ｉ２から第１１電流ｉ１１までの電流の変動幅が変動幅ｄｉ２に相当する。時刻ｔ２から時刻ｔ１１における電流の変動幅ｄｉ２が第２所定量ＴＨ２以下に収まっていれば、電流の変動幅が小さい状態であるので、ヒステリシスの影響が内部抵抗の推定精度に与える影響は少ない（緩和されている）といえる。つまり、第２条件が満たされることによって、終了時刻（時刻ｔ１１）において組電池１０が安定した状態であることが保証される。第２所定量ＴＨ２は、第１所定量ＴＨ１よりも小さい値に設定される。第２所定量ＴＨ２は、たとえば、数アンペア程度に設定される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、第１条件および第２条件が満たされることによって、第１電流ｉ１と第１１電流ｉ１１との電流変化量ｄｉが一定以上となることを保証している。
【００３１】
（各センサの検出値について）
ここで、各センサ（電圧センサ２１０，電流センサ２２０，温度センサ２３０）から取得された電池情報のＥＣＵ１００における処理について図４および図５を用いて説明する。図４は、組電池１０の電流（放電電流）が単調増加している場合における、ＥＣＵ１００（ＣＰＵ１００ａ）内部の処理を模式的に示した図である。図４における横軸には時刻ｔが示され、縦軸には電流ＩＢが示されている。縦軸に示される目盛りは、電流センサ２２０の分解能および／またはＥＣＵ１００に含まれるＡ／Ｄ変換器（図示せず）の分解能（センサ等の分解能）によって定まっている。つまり、たとえば、ｉｂ３−ｉｂ２（＜ｉｂ３）により定まる値の大きさが電流センサ２２０および／またはＥＣＵ１００に含まれるＡ／Ｄ変換器の分解能である。
【００３２】
図４に示される実線Ｌｔは、組電池１０の電流ＩＢの「真値（理論値）」を示している。図４に示される実線Ｌ１は、ＥＣＵ１００が電流センサ２２０から取得した電流ＩＢ（以下「センサ検出値」ともいう）を示している。なお、ＥＣＵ１００が電圧センサ２１０から取得した電圧ＶＢも同様に「センサ検出値」と称する場合がある。
【００３３】
図４に示されるように、組電池１０の電流ＩＢの「真値」は、物理現象を表わすものであるから、当然にその値は連続的なものである。これに対して、センサ検出値は、離散的な値である。これは、たとえば、電流センサ２２０から取得された信号が、ＥＣＵ１００のＡ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換されたデジタル値であるためである。そのため、たとえば、図４に示される時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ｔを例に説明すると、電流がｉｂ２からｉｂ３に連続的に増加する真値（実線Ｌｔ）に対して、センサ検出値は、ｉｂ２またはｉｂ３のどちらかの値をとる（ｉｂ２とｉｂ３との間の値をとることはない）。そして、真値が増加するにつれて、対応するセンサ検出値は、ＥＣＵ１００においてｉｂ２と認識されるかｉｂ３と認識されるかの閾値付近でｉｂ２とｉｂ３との間を変動した後に、真値の増加とともにｉｂ３の値に落ち着く挙動を示す。センサ検出値について、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ｔを例に、図５を用いて具体的に説明する。
【００３４】
図５は、図４における期間Ｔの拡大図である。図５に示されるように、組電池１０の電流ＩＢの真値がｉｂ２とｉｂ３との中間値（（ｉｂ２＋ｉｂ３）／２）よりも小さい期間（期間Ｔ１）においては、ＥＣＵ１００が電流センサ２２０から取得した値をＡ／Ｄ変換したセンサ検出値は、ｉｂ２に存在する確率が高くなっている。一方、組電池１０の電流ＩＢの真値がｉｂ２とｉｂ３との中間値（（ｉｂ２＋ｉｂ３）／２）以上である期間（期間Ｔ２）においては、センサ検出値はｉｂ３に存在する確率が高くなっている。そして、組電池１０の電流ＩＢの真値がｉｂ３より大きくなると、センサ検出値は、ｉｂ３とｉｂ４（＞ｉｂ３）との間で変動することになる。
【００３５】
このように、センサ検出値の取り得る値の範囲は、センサ等の分解能の制約を受けて離散的となるため、センサ等の分解能以上の値を表わすことができない。そのため、当該センサ検出値を用いて推定される組電池１０の内部抵抗もセンサ等の分解能の制約を受ける。各センサおよびＡ／Ｄ変換器の性能によっては、内部抵抗の推定精度が低下してしまう可能性がある。
【００３６】
そこで、ある時刻に取得されたセンサ検出値を、当該時刻における電流ＩＢ（あるいは電圧ＶＢ）としてそのまま用いるのではなく、区間平均を用いて電流ＩＢを算出することが考えられる。たとえば、図５に示される時刻ｔｂにおける電流ＩＢを取得する場合、期間Ｔ（時刻ｔａから時刻ｔｂ）において複数回センサ検出値を取得して区間平均（期間平均）を算出する。区間平均によって算出される電流ＩＢの推移を図５に点線Ｌ１で示す。これによって、離散的な値（ｉｂ２またはｉｂ３）ではなく、図５に点Ｐ２で示されるように、ｉｂ２とｉｂ３との間の値（センサ等の分解能以上の値）を得ることが可能となる。
【００３７】
しかしながら、区間平均により算出された電流ＩＢには、過去の値（センサ検出値、電流が単調増加している場合には真値よりも小さい）が反映されてしまう。そのため、単純に区間平均により電流ＩＢを算出すると、時刻ｔｂにおいて算出された電流ＩＢ（点Ｐ２）は、真値（点Ｐ１）から乖離した値となってしまう可能性がある。また、期間Ｔを短く設定したとしても、区間平均に用いられる母数が少なくなるために、算出される電流ＩＢの精度が低下してしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ｔにおいて複数回取得されたセンサ検出値の加重平均によって時刻ｔｂにおける電流ＩＢを算出する。詳細には、時刻ｔｂに近い時刻に取得されたセンサ検出値ほど、大きい重み付けを行なう。
【００３９】
たとえば、車両１が使用されている状態においては、組電池１０の電流ＩＢ（真値）は絶えず変化し得る。たとえば、車両１の急加速時においては、図４および図５で示されるように、組電池１０の電流ＩＢの真値は単調増加（放電電流が増加）する。組電池１０の電流ＩＢが絶えず変化する状況においては、時刻ｔｂに近い時刻のセンサ検出値ほど、時刻ｔｂにおける真値に近い値を示していることが想定される。それゆえに、時刻ｔｂに近い時刻であるほど大きな重み付けをする。
【００４０】
図５に示される一点鎖線Ｌ２は、時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間Ｔにおいて、加重平均によって算出される電流ＩＢの推移が示されたものである。加重平均によって時刻ｔｂの電流ＩＢを算出することにより、時刻ｔｂの電流ＩＢを示す点Ｐ３は、区間平均により算出された電流ＩＢを示す点線Ｌ１上の点Ｐ２よりも真値（点Ｐ１）に近い値となっている。このように、時刻ｔｂに近い時刻ほど大きな重み付けをした加重平均を用いることによって、電流ＩＢの算出精度を向上させることができる。そして、算出精度が向上された電流ＩＢおよび電圧ＶＢが組電池１０の内部抵抗の推定に用いられることによって、組電池１０の内部抵抗の推定精度が向上される。
【００４１】
（加重平均を用いた具体例について）
以下、図２に示した例を用いて、加重平均による電池情報の算出について具体的に説明する。図２を参照して、上述したとおり、開始時刻（時刻ｔ１）に取得された電池情報（ｉ１，ｖ１）と終了時刻（時刻ｔ１１）に取得された電池情報（ｉ１１，ｖ１１）とを用いて、時刻ｔ１から時刻ｔ１１までの間における電流変化量および電圧変化量から組電池１０の内部抵抗が推定される。ここで、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、終了時刻に取得された電池情報として、時刻ｔ１１に取得した電池情報（ｉ１１，ｖ１１）（センサ検出値）をそのまま用いるのではなく、時刻ｔ２から時刻ｔ１１において取得された電池情報を加重平均した値（算出値）を終了時刻に取得された電池情報として用いる。以下においては、加重平均により算出された終了時刻における電池情報を（ｉｆ，ｖｆ）（算出値）と表わす。なお、以下においては、電流ＩＢについて説明するが、電圧ＶＢについても同様である。
【００４２】
まず、一般に、加重平均Ａは、変量をＡ１，Ａ２，…，Ａｎとし、各変量に対する加重（重み）である重み係数をＷ１，Ｗ２，…，Ｗｎとすると、以下の式（１）で表わすことができる。
【００４３】
【数１】
2019211369.tif 000003
【００４４】
時刻ｔ２から時刻ｔ１１において電流センサ２２０から取得されたセンサ検出値を加重平均した値ｉｆを式（１）を用いて表わすと、式（２）となる。
【００４５】
【数２】
2019211369.tif 000004
【００４６】
ここで、式（２）の分母（Ｗ２＋Ｗ３＋…＋Ｗ１１の総和）が１となるように各重み係数Ｗを設定すると、式（２）を式（３）のように変形することができる。
【００４７】
【数３】
2019211369.tif 000005
【００４８】
重み係数Ｗは、終了時刻（時刻ｔ１１）に近い時刻であるほど大きく設定される。具体的には、Ｗ１１＞…＞Ｗ３＞Ｗ２の関係となるように各重み係数Ｗが設定される。これによって、終了時刻に近い時刻に取得された値ほど、組電池１０の内部抵抗の推定に用いられる電流ｉｆに多く反映させることができる。
【００４９】
図６は、本開示による効果を説明するための図である。図６における横軸には電流ＩＢが示され、縦軸には電圧ＶＢが示される。図６に示される横軸および縦軸の１目盛りは、センサ等の分解能を示している。
【００５０】
図６には、終了時刻における電池情報として、（１）真値を用いた場合（実線Ｕｔ）、（２）センサ検出値（ｉ１１，ｖ１１）をそのまま用いた場合（点線Ｕ１，Ｕ２）、および、（３）加重平均により算出された値（ｉｆ，ｖｆ）を用いた場合（一点鎖線Ｕ３）、に推定される内部抵抗（直線の傾き）がそれぞれ示されている。なお、図６においては、説明の容易化のために、所定期間の開始時刻に取得された第１電流ｉ１および第１電圧ｖ１は、いずれの場合においても同様としている。
【００５１】
終了時刻における電池情報としてセンサ検出値（ｉ１１，ｖ１１）をそのまま用いた場合は、図６に点ｐｓで示されるように、センサ等の分解能の制約によりセンサ検出値が離散的な値になるため、格子上の点としてプロットされることになる。そのため、点線Ｕ１，Ｕ２の傾きは、実線Ｕｔの傾きとの乖離が大きくなり得る。つまり、推定される組電池１０の内部抵抗の推定精度が低下してしまう可能性がある。
【００５２】
終了時刻における電池情報として加重平均により算出された値（ｉｆ，ｖｆ）を用いた場合は、図６に点ｐａで示されるように、センサ等の分解能の制約を受けることなく、格子上以外にもプロットされる。また、終了時刻に近い時刻に取得された電池情報（センサ検出値）ほど重み付けが大きく設定されており、加重平均により算出された値（ｉｆ，ｖｆ）に多く反映されるため、真値に近いプロットをすることが可能となる。ゆえに、一点鎖線Ｕ３の傾きは、点線Ｕ１，Ｕ２の傾きと比べて、実線Ｕｔの傾きに近いものとなっている。つまり、組電池１０の内部抵抗を精度よく推定できているといえる。
【００５３】
（内部抵抗の推定処理の手順）
図７は、電池システム５における組電池１０の内部抵抗の推定処理の手順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各ステップは、車両１が作動中である場合においてＥＣＵ１００により繰り返し実行される。図７に示すフローチャートの各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＥＣＵ１００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。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、インデックスである変数ｎに１を代入して初期化する（ステップ１００、以下ステップを「Ｓ」と略す）。ｎは自然数であり、たとえば、所定期間における時刻ｔ１〜ｔ１１のそれぞれにおいて電池情報が取得される場合には、１〜１１の値をとる。ＥＣＵ１００は、変数ｎに代入されている値を判定する（Ｓ１０５）。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、変数ｎが１である場合（Ｓ１０５においてｎ＝１）、開始時刻（第１時刻）ｔ１における組電池１０の電流および電圧を監視ユニット２００から第１電流ｉ１および第１電圧ｖ１としてそれぞれ取得し、メモリ１００ｂに記憶する（Ｓ１１０）。
【００５６】
ＥＣＵ１００は、変数ｎがＮであるか否かを判定する（Ｓ１３０）。なお、図２で示した本実施の形態の例においては、Ｎの値は１１である。ＥＣＵ１００は、変数ｎの値が１であるため（ｎ≠Ｎ）、Ｓ１３０においてＮＯを選択し、処理をＳ１３５に進める。Ｓ１３５において、ＥＣＵ１００は、変数ｎを２として、処理をＳ１０５に戻す。
【００５７】
ＥＣＵ１００は、ｎが２である場合（Ｓ１０５においてｎ＝２）、時刻ｔ２における組電池１０の電流および電圧を監視ユニット２００から第２電流ｉ２および第２電圧ｖ２としてそれぞれ取得し、メモリ１００ｂに記憶する（Ｓ１１５）。
【００５８】
ＥＣＵ１００は、Ｓ１２０において第１条件を満たすか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、第１電流ｉ１と第２電流ｉ２との差分の大きさである第１変化量ｄｉ１が第１所定量ＴＨ１以上（ｄｉ１≧ＴＨ１）となっているか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、第１変化量ｄｉ１が第１所定量ＴＨ１より小さい（ｄｉ１＜ＴＨ１）場合（Ｓ１２０においてＮＯ）、Ｉ−Ｖプロット法による組電池１０の内部抵抗の推定において一定以上の精度を確保できる程度に電流が変化していないと判定し、組電池１０の内部抵抗の推定を行なわずに、処理を終了させる。
【００５９】
一方、ＥＣＵ１００は、第１変化量ｄｉ１が第１所定量ＴＨ１以上（ｄｉ１≧ＴＨ１）である場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、処理をＳ１３０に進める。そして、ＥＣＵ１００は、変数ｎの値が２であるので（ｎ≠Ｎ）、処理をＳ１３５に進めて変数ｎを３として、処理をＳ１０５に戻す。
【００６０】
ＥＣＵ１００は、変数ｎが３以上である場合（Ｓ１０５においてｎ≧３）、時刻ｔｎにおける組電池１０の電流および電圧を監視ユニット２００から第ｎ電流ｉｎおよび第ｎ電圧ｖｎとしてそれぞれ取得し、メモリ１００ｂに記憶する（Ｓ１２５）。ＥＣＵ１００は、この処理を変数ｎがＮとなるまで繰り返し実行する。
【００６１】
ＥＣＵ１００は、Ｓ１３０において変数ｎがＮに達すると（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、第２条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１４０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、第２電流ｉ２から第１１電流ｉ１１までの電流ＩＢの変動幅ｄｉ２が第２所定量ＴＨ２以下（ｄｉ２≦ＴＨ２）であるか否かを判定する。
【００６２】
ＥＣＵ１００は、変動幅ｄｉ２が第２所定量ＴＨ２より大きい（ｄｉ２＞ＴＨ２）場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、時刻ｔ１１において組電池１０が安定した状態ではないと判定し、組電池１０の内部抵抗の推定を行なわずに、処理を終了させる。
【００６３】
一方、ＥＣＵ１００は、変動幅ｄｉ２が第２所定量ＴＨ２以下（ｄｉ２≦ＴＨ２）である場合（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、重み係数Ｗを設定する（Ｓ１４２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２から時刻ｔ１１までの各時刻に対する、それぞれの重み係数Ｗ２〜Ｗ１１を設定する。ＥＣＵ１００は、終了時刻（時刻ｔ１１）に近いほど重み係数Ｗを大きく設定する（Ｗ１１＞…＞Ｗ３＞Ｗ２）。また、ＥＣＵ１００は、重み係数の総和が１となるように各重み係数を設定する（Ｗ２＋Ｗ３＋…＋Ｗ１１＝１）。
【００６４】
次いで、ＥＣＵ１００は、Ｓ１４２で設定した重み係数を用いて、第２電流ｉ２から第１１電流ｉ１１を加重平均して終了時刻（時刻ｔ１１）における電流ｉｆを算出する（Ｓ１４５）。また、ＥＣＵ１００は、Ｓ１４２で設定した重み係数を用いて、第２電圧ｖ２から第１１電圧ｖ１１を加重平均して終了時刻（時刻ｔ１１）における電圧ｖｆを算出する（Ｓ１４５）。
【００６５】
ＥＣＵ１００は、開始時刻における電池情報（ｉ１，ｖ１）、および、加重平均により算出された終了時刻における電池情報（ｉｆ，ｖｆ）を用いて、Ｉ−Ｖプロット法により時刻ｔ１から時刻ｔ１１までの電流変化量および電圧変化量から組電池１０の内部抵抗を推定する（Ｓ１５０）。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係る電池システム５においては、所定期間において取得された組電池１０の電流および電圧（センサ検出値）の加重平均により、組電池１０の内部抵抗の推定に用いられる終了時刻の電池情報（ｉｆ，ｖｆ）が算出される。これによって、Ｉ−Ｖプロット法により内部抵抗を推定する場合に、センサ等の分解能以上の領域にもプロットをすることが可能となる。
【００６７】
ただし、内部抵抗の推定に用いられる終了時刻の電池情報（ｉｆ，ｖｆ）を適切に算出するためには、加重平均に用いられる重み係数を適切に設定することが必要となる。終了時刻に近い時刻に取得された電池情報（センサ検出値）ほど、終了時刻における組電池１０の電池情報の真値に近い値を示しているといえる。そのため、加重平均に用いられる重み係数Ｗは、終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定される。つまり、終了時刻に近い時刻に取得された電流および電圧ほど重み付けが大きくなる。これによって、組電池１０の内部抵抗の推定に用いられる値に、終了時刻の真値に近い値をより多く反映させることができる。ゆえに、終了時刻の電池情報（ｉｆ，ｖｆ）を精度よく算出することができる。
【００６８】
終了時刻に近い時刻であるほど大きく設定された重み係数を用いた加重平均により終了時刻の電池情報（ｉｆ，ｖｆ）を算出し、当該電池情報（ｉｆ，ｖｆ）が組電池１０の内部抵抗の推定に用いられることによって、内部抵抗の推定精度を向上させることができる。
【００６９】
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】
【００７０】
１  車両、５  電池システム、１０  組電池、２０  システムメインリレー、５０  モータジェネレータ、６０  駆動輪、１００  ＥＣＵ、１００ａ  ＣＰＵ、１００ｂ  メモリ、１００ｃ  タイマ回路、２００  監視ユニット、２１０  電圧センサ、２２０  電流センサ、２３０  温度センサ、ｄｉ  電流変化量、ｄｉ１  第１変化量、ｄｉ２  変動幅、ＩＢ  電流、ＴＢ  温度、ＶＢ  電圧。
【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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