(57)【要約】【課題】  高精度に充電状態を推定する二次電池装置および車両を提供する。【解決手段】複数の二次電池セルＢＴを含む組電池１と、組電池１に流れる電流を測定する電流測定手段３と、複数の二次電池セルＢＴそれぞれの電圧を測定する電圧測定手段２と、二次電池セルＢＴの充電状態に対する充電抵抗Ｒｃおよび放電抵抗Ｒｄの比Ｐの値のテーブル６１が記録された記憶部６と、電流測定手段３により測定された電流値および電圧測定手段により測定された電圧値から、充電抵抗Ｒｃおよび放電抵抗Ｒｄの比Ｐを算出し、テーブル６１を用いて充電状態を求めるＳＯＣ推定部５１と、を備えることを特徴とする二次電池装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池セルを含む組電池と、
前記組電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記複数の二次電池セルそれぞれの電圧を測定する電圧測定手段と、
前記二次電池セルの充電状態に対する充電抵抗と放電抵抗との比の値のテーブルが記録された記憶部と、
前記電流測定手段により測定された電流値および前記電圧測定手段により測定された電圧値から、前記充電抵抗と前記放電抵抗との比を算出し、前記テーブルを用いて充電状態を求めるＳＯＣ推定部と、を備えることを特徴とする二次電池装置。
【請求項２】
前記組電池近傍の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記記憶部には、温度範囲ごとに設けられた複数の前記テーブルが記録され、
前記ＳＯＣ推定部は、前記温度測定手段により測定された温度が含まれる温度範囲に対応する前記テーブルを用いて充電状態を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項３】
前記ＳＯＣ推定部は、第１周期において、前記電流測定手段により測定された電流値と前記電圧測定手段により測定された電圧値との組データを前記記憶部に記憶させ、
複数の前記第１周期を含む第２周期において、複数の前記第１周期で記憶された電流値を平均した平均電流値および電圧値を平均した平均電圧値を算出し、前記平均電流値と前記平均電圧値との組データを前記記憶部に記憶させ、平均電圧値から直近の第２周期に求めた平均電圧値を減算した差分電圧値と平均電流値から直近の第２周期に求めた平均電流値を減算した差分電流値との組データを算出し、
複数の前記第２周期を含む第３周期において、前記差分電圧値と前記差分電流値との組データの充電時のデータの回帰直線の傾きから充電抵抗を求め、前記差分電圧値と前記差分電流値との組データの放電時のデータの回帰直線の傾きから放電抵抗を求め、前記充電抵抗と前記放電抵抗との比を用いて前記テーブルより前記二次電池セルの充電状態を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二次電池装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の二次電池セルを備える組電池を搭載した二次電池装置および車両では、二次電池セルの任意の時点における放電可能な残量である充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を推定することが要求されている。
【０００３】
二次電池セルの充電状態を推定する方法として、例えば、放電テストを行なう方法、電流積算により推定する方法や、開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を利用して推定する方法が提案されている。
【０００４】
放電テストを行なう方法は、実際に二次電池セルを放電させることによって、充電状態を推定する方法である。この方法は、二次電池セルを使用中に行なうことが困難である。また、電流積算により推定する方法は、二次電池セルが一般に満充電や完放電に至ることが少ない場合、基準点を定めることが困難となり、積算誤差が累積し、高精度の推定を行なうことが困難である。
【０００５】
開回路電圧を利用する場合、電流がゼロである期間がある程度の長さ必要であるため、二次電池セルを使用中であるときには開回路電圧により充電状態を推定することが困難であった。
【０００６】
その他、二次電池セルの充電状態を推定する方法として、ＥＭＦ（Electro-Motive Force）を利用する方法、交流インピーダンスを測定する方法、直流内部抵抗により求める方法、人工知能（ニューラルネットワーク）を利用する方法、ファジーロジックを利用する方法、カルマンフィルタを利用する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、ハイブリッド自動車等の車両用途の二次電池装置では、二次電池セルが満充電や完放電に至ることは稀であるので、充電状態推定の基準として開回路電圧を利用することが検討されている。
【０００９】
しかし、開回路電圧は電流ゼロが継続するある程度の長さの期間が無いと直接測定することができず、充電状態を推定することが困難な場合があった。また、二次電池セルのＯＣＶ／ＳＯＣ特性が略フラットとなる部分を含む場合には、僅かな開回路電圧の差異に対する充電状態推定値の差異が大きくなるため、高精度の充電状態推定を実現することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであって、高精度に充電状態を推定する二次電池装置および車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１態様による二次電池装置は、複数の二次電池セルを含む組電池と、前記組電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記複数の二次電池セルそれぞれの電圧を測定する電圧測定手段と、前記二次電池セルの充電状態に対する充電抵抗と放電抵抗との比の値のテーブルが記録された記憶部と、前記電流測定手段により測定された電流値および前記電圧測定手段により測定された電圧値から、前記充電抵抗と前記放電抵抗との比を算出し、前記テーブルを用いて充電状態を求めるＳＯＣ推定部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る二次電池装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図３】二次電池セルの内部抵抗とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。
【図４】二次電池セルの充電抵抗と放電抵抗との比と、ＳＯＣとの関係の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る二次電池装置における、ＳＯＣを求める際の定周期について説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る二次電池装置における、サンプリング周期毎の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る二次電池装置における、定周期毎の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る二次電池装置における、定周期毎の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る二次電池装置において、電流の平均値と電圧の平均値との散布図例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る二次電池装置において、電流の平均値差分と電圧の平均値差分との散布図例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る二次電池装置において、電流の平均値差分と電圧の平均値差分との散布図例を示す図である。
【図１２】ＯＣＶ／ＳＯＣ特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池装置および車両について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に、本発明の一実施形態に係る車両の一構成例を概略的に示す。本実施形態に係る車両は、例えば電気自動車あるいはハイブリッド自動車であって、二次電池装置が搭載されている。
【００１５】
車両は、組電池モジュール４００と、組電池モジュール４００の動作を制御する電池管理装置３００と、運転制御部５００と、組電池モジュール４００から電力が供給されるモータ６００と、上位制御回路７００と、シャーシ１０００と、駆動輪ＷＲ、ＷＬを備えている。
【００１６】
組電池モジュール４００は、複数の二次電池セルＢＴを含む組電池１（図２に示す）を備えている。組電池モジュール４００の正極端子と負極端子とは、運転制御部５００に接続されている。
【００１７】
電池管理装置３００は、組電池モジュール４００から複数の二次電池セルＢＴの電圧値、組電池１に流れる電流値、および、組電池１近傍の温度値が供給され、組電池１の充電および放電等を管理している。
【００１８】
運転制御部５００は、インバータを備え、組電池モジュール４００から供給される電圧を変換するとともに、運転指令を受けて出力電流・電圧のレベル制御及び位相制御などを行う。運転制御部５００の出力は、モータ６００に駆動電力として供給される。モータ６００の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、駆動輪ＷＲ、ＷＬに伝達される。
【００１９】
上位制御回路７００は、電池管理装置３００から複数の二次電池セルＢＴのデータを受信して、電池管理装置３００の動作を制御するように構成されている。
【００２０】
図２に、本発明の一実施形態に係る二次電池装置の一構成例を概略的に示す。
【００２１】
本実施形態に係る二次電池装置は、組電池モジュール４００と、電池管理装置３００と、を備えている。
【００２２】
組電池モジュール４００は、複数の二次電池セルＢＴを含む組電池１と、複数の二次電池セルＢＴの電圧を検出する電圧測定回路２と、組電池の近傍に配置された温度検出手段４と、組電池１に流れる電流を測定する電流測定手段３と、を備えている。
【００２３】
電池管理装置３００は、制御部５と、記憶部６と、上位制御回路７００との間で通信を行なう通信インタフェース７と、を備えている。
【００２４】
記憶部６は、複数の二次電池セルＢＴの充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）と充電状態との関係について、二次電池セルＢＴの温度範囲毎に設けれらた複数のテーブル６１を備えている。記憶部６は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）である。
【００２５】
制御部５は、二次電池セルＢＴの充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとを算出し、充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐを用いて、記憶部６に記憶されたテーブル６１から対応する充電状態を求めるＳＯＣ推定部５１を備えている。ＳＯＣ推定部５１は、求めた充電状態を通信インタフェース７へ出力する。
【００２６】
通信インタフェース７は、制御部５から出力された二次電池セルＢＴの充電状態を上位制御回路７００へ出力するとともに、上位制御回路７００からの制御信号を制御部５へ出力する。
【００２７】
図３に、二次電池セルＢＴの内部抵抗と充電状態との関係の一例を示す。図３では、横軸を充電状態とし、縦軸を内部抵抗として、組電池１に流れる電流が放電方向である時の内部抵抗（放電抵抗）Ｒｄと充電状態との関係、および、組電池１に流れる電圧が充電方向である時の内部抵抗（充電抵抗）Ｒｃと充電状態との関係を示している。
【００２８】
放電時の内部抵抗Ｒｄは、二次電池セルＢＴの充電状態が小さいときに大きくなり、充電状態が大きいときに小さくなる。充電時の内部抵抗Ｒｃは、二次電池セルＢＴの充電状態が小さいときに小さくなり、充電状態が大きいときに大きくなる。
【００２９】
また、充電抵抗Ｒｃの充電状態に対する特性の傾きは、充電状態が小さいときには小さくなり、充電状態が大きいときには大きくなる。放電抵抗Ｒｄの充電状態に対する特性の傾きは、充電状態が小さいときには大きくなり、充電状態が大きいときには大きくなる。放電時の内部抵抗Ｒｄと充電時の内部抵抗Ｒｃとは、充電状態５０％付近で均衡する。
【００３０】
図４に、二次電池セルＢＴの温度毎の、二次電池セルＢＴの充電状態に対する充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）の関係（Ｐ／ＳＯＣ特性）の一例を示す。充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐは、二次電池セルＢＴの充電状態に対して単調増加特性となる。充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐの充電状態に対する充電状態の傾きは、充電状態の大きさに関わらず常に一定値以上となり、充電状態５０％付近で比Ｐの値が略１となる。
【００３１】
次に上記二次電池装置および車両において、評価対象である二次電池セルの充電状態を推定する際の制御部５の動作について図面を参照して説明する。
【００３２】
図５に、複数の二次電池セルＢＴの充電状態を算出する際のタイミングチャートの一例を示す。ＳＯＣ推定の定周期処理は３つの異なる周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３毎に実施される。周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、周期Ｔ１＜周期Ｔ２＜周期Ｔ３であって、周期Ｔ２は複数の周期Ｔ１を含み、周期Ｔ３は複数の周期Ｔ２を含む。例えば、周期Ｔ１は０．１秒、周期Ｔ２は１秒、周期Ｔ３は１分である。制御部５のＳＯＣ推定部５１は、周期Ｔ１、周期Ｔ２、および、周期Ｔ３のそれぞれにおいて、以下のように二次電池セルＢＴの充電状態の算出処理を行う。
【００３３】
図６に、周期Ｔ１毎の処理の一例を説明するためのフローチャートを示す。ＳＯＣ推定部５１は、電圧測定回路２から二次電池セルＢＴの電圧値を取得し（ステップＳＴＡ１）、電流測定部３から電流値を取得し（ステップＳＴＡ２）、温度測定部４から二次電池セルＢＴの温度値を取得し（ステップＳＴＡ３）、これらの測定値にタイムスタンプを付して記憶部６に記憶する（ステップＳＴＡ４）。
【００３４】
図７に、周期Ｔ２毎の処理の一例を説明するためのフローチャートを示す。ＳＯＣ推定部５１は、まず直近の過去周期Ｔ２に記憶した複数の二次電池セル電圧の平均値Ｖａｖｅ（Ｎ）を算出し（ステップＳＴＢ１）、直近の過去周期Ｔ２に記憶した複数の電流値の平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）を算出し（ステップＳＴＢ２）、直近の過去周期Ｔ２に記憶した複数の二次電池セルの温度値の平均値Ｔａｖｅ（Ｎ）を算出する（ステップＳＴＢ３）。
【００３５】
図９に、電流の平均値Ｉａｖｅの値を横軸とし電圧の平均値Ｖａｖｅを縦軸として、周期Ｔ２毎に算出された値をプロットしたグラフの一例を示す。図９の第１象限のプロットは、二次電池セルＢＴが充電されているときの電流平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）と電圧平均値Ｖａｖｅ（Ｎ）とを表している。図９の第４象限のプロットは、二次電池セルＢＴが放電されているときの電流平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）と電圧平均値Ｖａｖｅ（Ｎ）とを表している。
【００３６】
更に、その後、ＳＯＣ推定部５１は、平均値Ｖａｖｅ（Ｎ）から、直近の過去周期Ｔ２に求めたＶａｖｅ（Ｎ−１）を減算した差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）を算出する（ステップＳＴＢ４）。
【００３７】
同様に、ＳＯＣ推定部５１は、平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）から、直近の過去周期Ｔ２に求めた平均値Ｉａｖｅ（Ｎ−１）を減算した差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）を算出する（ステップＳＴＢ５）。
【００３８】
ＳＯＣ推定部５１は、差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データを温度値の平均値Ｔａｖｅ（Ｎ）と関連づけるとともに、平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）が正の値であれば充電側データ領域に記憶する（ステップＳＴＢ６）。
【００３９】
ＳＯＣ推定部５１は、差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データを温度値の平均値Ｔａｖｅ（Ｎ）と関連づけるとともに、平均値Ｉａｖｅ（Ｎ）が負の値であれば放電側データ領域に記憶する（ステップＳＴＢ７）。
【００４０】
ここで、周期Ｔ２を長くしていくと、抵抗値を求める際の回帰の相関が低下する。他方、周期Ｔ２を短い場合、例えば周期Ｔ２と周期Ｔ１とが等しい場合、電流変化のタイミングとサンプリングのタイミングとのずれの影響により抵抗値を求める際の回帰の相関が低下することがあった。
【００４１】
以下に、周期Ｔ２の長さを変化させたときの決定係数Ｒ２（相関係数の二乗）を、実際の試験データを用いて算出した一例を示す。決定係数Ｒ２は、相関が最大の場合に１となる。
【００４２】
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝０．１ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．７７９５
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝０．２ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．８５８４
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝０．３ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９３４４
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝０．４ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９４９１
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝０．５ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９６９７
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝    １ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９７６８
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝    ２ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９６９４
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝    ５ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９５４９
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝  １０ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９２５７
Ｔ１＝０．１ｓ、Ｔ２＝  ２０ｓのとき、Ｒ２（決定係数）＝０．９１３５
上記実際の試験データを用いた結果の一例によれば、周期Ｔ２が周期Ｔ１の１０倍のときに相関係数が最大となった。回帰の相関が大きく（例えば決定係数Ｒ２が０．９５以上）なる周期Ｔ２の値は、周期Ｔ１の値の５倍以上５０倍以下の範囲であった。よって、周期Ｔ２の値の範囲を周期Ｔ１の値に対して５倍以上５０倍以下とすることに、より高精度に充電状態を推定することができる。
【００４３】
図８に、周期Ｔ３毎の処理の一例を説明するためのフローチャートを示す。ＳＯＣ推定部５１は、直近の過去期間Ｔ３に記憶した差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との充電側データ領域における差分組データ群から、充電抵抗Ｒｃ（ｔ）を求める（ステップＳＴＣ１）。
【００４４】
図１０に、充電側の差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データ群をプロットしたグラフの一例を示す。例えば、図１０に示すように、差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データ群が記憶されている場合、ＳＯＣ推定部５１はこれら組データ群の回帰直線（ΔＶａｖｅ＝Ｒｃ×ΔＩａｖｅ）の傾きから充電抵抗Ｒｃ（ｔ）を求める。
【００４５】
続いて、ＳＯＣ推定部５１は、過去期間Ｔ３に記憶した差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との放電側データ領域における差分組データ群から、放電抵抗Ｒｄ（ｔ）を求める（ステップＳＴＣ２）。
【００４６】
図１１に、放電側のデータ領域における差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データ群をプロットしたグラフの一例を示す。例えば、図１１に示すように差分電圧値ΔＶａｖｅ（Ｎ）と差分電流値ΔＩａｖｅ（Ｎ）との組データ群が記憶されている場合、ＳＯＣ推定部５１はこれら組データ群の回帰直線（ΔＶａｖｅ＝Ｒｄ×ΔＩａｖｅ）の傾きから放電抵抗Ｒｄ（ｔ）を求める。
【００４７】
ＳＯＣ推定部５１は、求めた充電抵抗Ｒｃ（ｔ）と放電抵抗Ｒｄ（ｔ）とを対応する温度平均値Ｔａｖｅ（ｔ）と共に記憶部６に記憶する（ステップＳＴＣ３）。そして、ＳＯＣ推定部５１は、温度平均値Ｔａｖｅ（ｔ）毎の、充電状態に対する充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比（Ｒｃ／Ｒｄ）のテーブル６１を参照して、現時点の二次電池セルＢＴの充電状態を求める（ステップＳＴＣ４）。
【００４８】
ＳＯＣ推定部５１は、複数の二次電池セルＢＴについて求めた充電状態を記憶部６に記憶する。制御回路５は、通信インタフェース７を介して、上位制御回路７００から要求された場合に、記憶部６に記憶された複数の二次電池セルＢＴの充電状態の値を上位制御回路７００に送信する。上位制御回路７００は、制御回路５から受信した複数の二次電池セルＢＴの充電状態の値により、電池管理装置３００を制御する。
【００４９】
なお、周期Ｔ３は周期Ｔ２の１０倍以上２００倍以下の範囲内とすることが望ましい。周期Ｔ３内の差分組データの数について、充電側及び放電側の両者とも少ないと推定値のばらつきが大きくなる。逆に、周期Ｔ３を大きくし過ぎると、推定対象のデータの期間の例えば中間タイミングに対して推定値が得られるタイミングが遅くなってしまう。その結果、周期Ｔ３内で充電状態が変化してしまい、精度の高い推定が困難となる。よって、周期Ｔ３期間を周期Ｔ２の期間に対する比として適切な範囲に規定することにより高精度で時間遅れの少ない充電状態の推定を実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る二次電池装置では、ＳＯＣ推定部５１は、一周期Ｔ３における充電側の平均値差分組データ数と、放電側の平均値差分組データ数とがともに一定数以上である場合にのみ残量推定を実施するように構成されていてもよい。
【００５１】
また、組電池１に流れる電流方向が充電する方向と放電する方向とで激しく切換わる場合、差分の組みデータが求まらないことがある。例えば、サンプリング周期毎に電流方向が反転している場合には、差分の組みデータが求まらないことがある。このような場合、差分の組データの数が十分でなく、高精度に充電状態を推定することが困難である。充電側と放電側とのそれぞれの平均値差分組みデータの最低数を規定することによって、推定値のばらつきが大きくなることを防止し高精度なＳＯＣ推定を実現できる。
【００５２】
なお、差分の組データの数が十分ではない場合には、ＳＯＣ推定部５１は、他の方式で充電状態を求めるように構成されていてもよい。例えば、ＳＯＣ推定部５１は、電流積算値によって充電状態を求めたり、開回路電圧により充電状態を求めたりするように構成されていてもよい。
【００５３】
また、ＳＯＣ推定部５１は、差分の組データの数が十分に算出されるまで待機し、十分なデータ数が算出された場合に充電状態を求めるように構成されていてもよい。
【００５４】
さらに、本実施形態に係る二次電池装置において、ＳＯＣ推定部５１は、求めた充電抵抗値Ｒｃと放電抵抗値Ｒｄとの比Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）の値の範囲に応じて、残量推定方法を使い分けるように構成されていてもよい。
【００５５】
ＳＯＣ推定部５１は、比Ｐの値が、０．５以上０．９以下の範囲内の特定値を下限と設定し、１．１以上２．０以下の範囲内の特定値を上限と設定した範囲（最小０．９以上１．１以下の範囲であって最大０．５以上２．０以下の範囲）にある場合に、上記比Ｐを用いた残量推定を行い、比Ｐが設定した範囲外の場合に他の方式による残量推定を行うように構成されてもよい。この場合上限値と下限値とは、二次電池セルＢＴのＯＣＶ／ＳＯＣ特性の傾きに応じて設定される。
【００５６】
ＯＣＶ／ＳＯＣ特性の傾きが略フラットな領域は、一般に、ＳＯＣ軸の中央部付近であって、充電状態が小さいときや大きいときにはＯＣＶ／ＳＯＣ特性は傾きが大きくなる。そこでＯＣＶ／ＳＯＣ特性をその傾きにより区分し、開回路電圧を利用したＳＯＣ推定方式と比Ｐを利用したＳＯＣ推定方式とを組み合わせることでＳＯＣ全領域にわたる良好な充電状態推定を実現することができる。
【００５７】
この場合、ＳＯＣ推定部５１は、ＯＣＶ／ＳＯＣ特性の傾きが所定値以上である場合には開回路電圧により充電状態を求め、ＯＣＶ／ＳＯＣ特性の傾きが所定値未満である場合には比Ｐにより充電状態を求めるように構成される。
【００５８】
上記のように、充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとの比Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）の対ＳＯＣ特性を利用して充電状態の推定をすることによって、比Ｐの誤差が充電状態の誤差として極端に拡大されることがなく、高精度な充電状態推定が可能となる。
【００５９】
図１２に、ＯＣＶ／ＳＯＣ特性の一例を示す。例えば、ＳＯＣが１０％であるときに開回路電圧が２．３４５Ｖ、ＳＯＣが４０％であるときに開回路電圧が２．３５３Ｖである。この場合、ＳＯＣ４０％における開回路電圧は、ＳＯＣ１０％における開回路電圧の１．００３４倍（１００．３４％）（２．３５３Ｖ／２．３４５Ｖ）である。
【００６０】
一方、例えば、ＳＯＣが１０％であるときに比Ｐが０．４６、ＳＯＣが４０％であるときに比Ｐが０．９２である。この場合、ＳＯＣ４０％における比Ｐ値は、ＳＯＣ１０％における比Ｐ値の２倍（２００％）（０．９２／０．４６）である。
【００６１】
これをＳＯＣ推定精度の観点からみると、ＯＣＶ／ＳＯＣ特性を利用すると、開回路電圧を使用した場合には０．００８Ｖ（ΔＯＣＶ＝２．３５３−２．３４５）、即ち０．３４％の誤差でＳＯＣ３０％の推定誤差（ΔＳＯＣ）に繋がるのに対し、比Ｐ値を利用した場合には比Ｐ値として２倍異なった場合（即ち１００％の誤差があって）にＳＯＣ３０％の誤差（ΔＳＯＣ）が生じることとなる。
【００６２】
即ち、同じＳＯＣ３０％の誤差を生じるための開回路電圧誤差（ΔＯＣＶ）は０．３４％であり、同じ誤差を生じるための比Ｐ値の誤差（ΔＰ）は１００％の略１／３００の値である。このように、開回路電圧ではなく比Ｐ値を採用して充電状態を求めることによって、充電状態推定誤差が約１／３００と大幅に改善される。
【００６３】
上記のように、本実施形態に係る二次電池装置および車両によれば、充電抵抗Ｒｃと放電抵抗Ｒｄとを算出し、さらにそれらの比Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）によって充電状態を求めることによって、高精度に充電状態を推定する二次電池装置および車両を提供することができる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
ＢＴ…二次電池セル、Ｒｃ…充電抵抗、Ｒｄ…放電抵抗、Ｐ（Ｒｃ／Ｒｄ）…比、Ｔ１…第１周期、Ｔ２…第２周期、Ｔ３…第３周期、Ｖａｖｅ…電圧平均値、Ｉａｖｅ…電流平均値、ΔＶａｖｅ…差分電圧値、ΔＩａｖｅ…差分電流値、Ｔａｖｅ…温度平均値、１…組電池、２…電圧測定回路（電圧測定手段）、３…電流測定部（電流測定手段）、４…温度測定部（温度検出手段）５…制御部、６…記憶部、７…通信インタフェース、５１…ＳＯＣ推定部、６１…テーブル、３００…電池管理装置、４００…組電池モジュール、５００…運転制御部、６００…モータ、７００…上位制御回路、１０００…シャーシ。
【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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