(57)【要約】【課題】電流が流れている状態でも蓄電池の現在の蓄電容量を正確に求めることができ、蓄電池の劣化の判断を正しく行うことができる電池制御装置を得ること。【解決手段】本発明の電池制御装置１００は、蓄電池１１１に電流が流れている状態で蓄電池の現在の蓄電容量Ｑを推定するものであって、電流値が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっている第一のタイミングと第二のタイミングで蓄電池の電流値と電池電圧と電池温度を測定し、第一の蓄電量ＳＯＣｖ１と第二の蓄電量ＳＯＣｖ２を算出する。そして、第一の蓄電量と第二の蓄電量から電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖを算出し、電流積算量と初期蓄電容量に基づいて電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉを算出する。そして、電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖと電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉに基づいて蓄電池の容量劣化率ＳＯＨと蓄電容量Ｑを算出する。【選択図】図３
2016024170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池に電流が流れている状態で前記蓄電池の現在の蓄電容量を推定する電池制御装置であって、
前記電流の電流値が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっている第一のタイミングで前記蓄電池の第一の電流値と、第一の電池電圧と、第一の電池温度を測定する第一タイミング測定手段と、
前記第一のタイミングから継続して前記電流の電流値が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっている第二のタイミングで前記蓄電池の第二の電流値と、第二の電池電圧と、第二の電池温度を測定する第二タイミング測定手段と、
前記第一のタイミングにおける第一の電流値と、第一の電池電圧と、第一の電池温度とに基づいて第一の蓄電量を算出する第一蓄電量算出手段と、
前記第二のタイミングにおける第二の電流値と、第二の電池電圧と、第二の電池温度とに基づいて第二の蓄電量を算出する第二蓄電量算出手段と、
前記第一の蓄電量と前記第二の蓄電量から電圧ベース蓄電量差分を算出する電圧ベース蓄電量差分算出手段と、
前記第一のタイミングから前記第二のタイミングまでの間に前記蓄電池に流れた電流の電流積算量を算出する電流積算量算出手段と、
前記蓄電池の初期蓄電容量と前記電流積算量に基づいて電流ベース蓄電量差分を算出する電流ベース蓄電量差分算出手段と、
前記電圧ベース蓄電量差分と前記電流ベース蓄電量差分に基づいて蓄電池の容量劣化率を算出する容量劣化率算出手段と、
前記容量劣化率と前記初期蓄電容量に基づいて前記蓄電池の現在の蓄電容量を算出する蓄電容量算出手段と、
を有することを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
前記容量劣化率算出手段により算出された前記容量劣化率を記憶する記憶手段を有し、
前記容量劣化率算出手段は、前記電圧ベース蓄電量差分と前記電流ベース蓄電量差分に基づいて算出した前記容量劣化率と、前記記憶手段に記憶されている過去の容量劣化率とを用いて容量劣化率平均値を算出し、該容量劣化率平均値を現在の容量劣化率とし、
前記蓄電容量算出手段は、前記現在の容量劣化率と前記初期蓄電容量とに基づいて前記蓄電池の現在の蓄電容量を算出することを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項３】
前記第二タイミング測定手段は、前記第二のタイミングで予め設定された時間間隔をおいて複数回、前記第二の電流値と、前記第二の電池電圧と、前記第二の電池温度の測定を行い、
前記第二蓄電量算出手段は、前記第二タイミング測定手段で複数回測定された前記第二の電流値と、前記第二の電池電圧と、前記第二の電池温度とに基づいて各測定回における前記第二の蓄電量を各々算出し、
前記電圧ベース蓄電量差分算出手段は、前記第一の蓄電量と、前記各測定回における前記第二の蓄電量との間の前記電圧ベース蓄電量差分をそれぞれ算出し、
前記電流積算量算出手段は、前記第二のタイミングで複数回測定を行うごとに前記電流積算量を算出し、
前記電流ベース蓄電量差分算出手段は、前記初期蓄電容量と前記第二のタイミングで複数回測定を行うごとに算出された各々の前記電流積算量とに基づいて、それぞれにおける電流ベース蓄電量差分を算出し、
前記容量劣化率算出手段は、互いに対応する前記電圧ベース蓄電量差分と前記電流ベース蓄電量差分に基づいて前記蓄電池の各測定回における容量劣化率を算出し、
前記蓄電容量算出手段は、各測定回における容量劣化率の少なくとも一つと前記初期蓄電容量に基づいて前記蓄電池の現在の蓄電容量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
【請求項４】
前記容量劣化率算出手段は、前記各測定回における容量劣化率の収束値を求め、該収束値を前記蓄電池の真の容量劣化率とすることを特徴とする請求項３に記載の電池制御装置。
【請求項５】
前記第一タイミング測定手段と前記第二タイミング測定手段は、前記測定をそれぞれ交互に複数回行い、
前記電圧ベース蓄電量差分算出手段は、前記第一蓄電量算出手段により算出した各々の前記第一の蓄電量と、前記第二蓄電量算出手段により算出した各々の前記第二の蓄電量との間における前記電圧ベース蓄電量差分をそれぞれ算出し、
前記電流積算量算出手段は、前記第一タイミング測定手段と前記第二タイミング測定手段で前記測定を行うごとに前記電流積算量を算出し、
前記電流ベース蓄電量差分算出手段は、前記第一のタイミングと前記第二のタイミングで測定を行うごとに算出された各々の前記電流積算量と、前記初期蓄電容量とに基づいて、それぞれにおける電流ベース蓄電量差分を算出し、
前記容量劣化率算出手段は、互いに対応する前記電圧ベース蓄電量差分と前記電流ベース蓄電量差分とに基づいて前記蓄電池の各測定回における容量劣化率を算出し、前記蓄電池の各測定回における容量劣化率の平均値または収束値またはヒストグラムの頻出値から真の容量劣化率を求めることを特徴とする請求項３に記載の電池制御装置。
【請求項６】
前記容量劣化率算出手段は、前記蓄電池の充電時に前記容量劣化率の算出を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の蓄電容量を推定する電池制御装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池に代表される充放電可能な蓄電池は、充放電を繰り返すことにより劣化し、蓄電容量が減少していく。蓄電容量の減少は、蓄電池から給電されて動作する機器が満充電状態から使用開始した場合における動作時間の減少を意味する。
【０００３】
蓄電池を利用する機器においては、機器の動作可能時間を推定するために、また蓄電池の寿命を判断し、新しい蓄電池と交換する時期を見極めるために、蓄電池の現在の蓄電容量を正確に把握する必要がある。例えば、現在の蓄電容量と、その蓄電池の初期の蓄電容量を比較して、その割合から蓄電池の劣化度を算出する方法が考えられている（特許文献１）。この劣化度から動作可能時間を推定したり、蓄電池の交換を機器の利用者に通知したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４３８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄電池の現在の蓄電容量は、蓄電池に電流が流れていない状態において正確に求めることができる。しかしながら、蓄電容量の推定を行う電池制御装置は、蓄電池を使用している間、すなわち電流が流れている間にのみ動作することが多く、電流が流れていないタイミングを得ることは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電流が流れている状態でも蓄電池の現在の蓄電容量を正確に求めることができ、蓄電池の劣化の判断を正しく行うことができる電池制御装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の電池制御装置は、蓄電池に電流が流れている状態で前記蓄電池の現在の蓄電容量を推定する電池制御装置であって、前記電流の電流値が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっている第一のタイミングで前記蓄電池の第一の電流値と、第一の電池電圧と、第一の電池温度を測定する第一タイミング測定手段と、前記第一のタイミングから継続して前記電流の電流値が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっている第二のタイミングで前記蓄電池の第二の電流値と、第二の電池電圧と、第二の電池温度を測定する第二タイミング測定手段と、前記第一のタイミングにおける第一の電流値と、第一の電池電圧と、第一の電池温度とに基づいて第一の蓄電量を算出する第一蓄電量算出手段と、前記第二のタイミングにおける第二の電流値と、第二の電池電圧と、第二の電池温度に基づいて第二の蓄電量を算出する第二蓄電量算出手段と、前記第一の蓄電量と前記第二の蓄電量から電圧ベース蓄電量差分を算出する電圧ベース蓄電量差分算出手段と、前記第一のタイミングから前記第二のタイミングまでの間に前記蓄電池に流れた電流の電流積算量を算出する電流積算量算出手段と、前記蓄電池の初期蓄電容量と前記電流積算量に基づいて電流ベース蓄電量差分を算出する電流ベース蓄電量差分算出手段と、前記電圧ベース蓄電量差分と前記電流ベース蓄電量差分に基づいて蓄電池の容量劣化率を算出する容量劣化率算出手段と、該容量劣化率と前記初期蓄電容量に基づいて前記蓄電池の現在の蓄電容量を算出する蓄電容量算出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蓄電池の容量劣化率および蓄電容量を正確に求めることができ、蓄電池の劣化判断を正しく行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電池制御装置とその周辺の構成を示したブロック図。
【図２】単電池制御部の回路構成を示したブロック図。
【図３】実施例１に係る容量劣化率と蓄電容量の算出方法を説明するフローチャート。
【図４】電流に関する条件を説明する図。
【図５】電圧ベース蓄電量差分と電流ベース蓄電量差分を求める方法を説明する図。
【図６】電流と電圧ベース蓄電量差分と電流ベース蓄電量差分と容量変化率との関係を示すグラフ。
【図７】実施例２に係る容量劣化率と蓄電容量の算出方法を説明するフローチャート。
【図８】実施例３に係る容量劣化率と蓄電容量の算出方法を説明するフローチャート。
【図９】蓄電池に流れる電流値と蓄電池の温度と電圧と蓄電量の相関関係の一例を示した図。
【図１０】第二のタイミングにおいて複数回測定を行う場合を示した図。
【図１１】実施例２における第一のタイミングと第二のタイミングを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について以下に詳細に説明する。
以下の実施形態では、電気自動車（ＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する電池制御装置に対して本発明の電池制御装置を適用した場合を例に挙げて説明する。なお、以下の実施形態では、蓄電池にリチウムイオン二次電池を採用した場合を例に挙げて説明するが、他にもニッケル水素電池、鉛電池などを用いることもできる。
【００１１】
蓄電システムでは蓄電池の状況把握のために、常に蓄電池の現在の蓄電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を正確に把握する必要がある。蓄電量の推定には、蓄電池に流れる電流の積算量から求める方法と、あらかじめ蓄電池の電圧とＳＯＣの関係を求めておき、その時の蓄電池の電圧からＳＯＣを求める方法と、これらを組み合わせた方法と、が一般に用いられている。
【００１２】
電流積算量を用いてＳＯＣを推定する場合は、初期蓄電量（ＳＯＣ０）に、電流積算量（∫Ｉｄｔ）を蓄電容量Ｑで割った値を加算して求める方法（式（１））がよく用いられている。この方法でより正確なＳＯＣを求めるには、蓄電容量Ｑが正しく求められていることが条件となる。
ＳＯＣ  ＝  ＳＯＣ０  ＋  ∫Ｉｄｔ  ／  Ｑ  ／  １００  ・・・（１）
【００１３】
蓄電容量Ｑを推定するとは、つまり蓄電池の蓄電容量の減少度合い（容量劣化率）を推定することである。
【００１４】
蓄電池の容量劣化率ＳＯＨを判断する指標として現在の蓄電容量Ｑを、その蓄電池の初期の蓄電容量Ｑ０で割った値がよく用いられる（式（２））。
ＳＯＨ  ＝  Ｑ  ／  Ｑ０  ＊  １００・・・（２）
【００１５】
この容量劣化率ＳＯＨが一定の値を下回ったことをもって、蓄電池が劣化したと判断することができる。しかし、ここでも蓄電容量Ｑが必要となる。
【００１６】
そこで、蓄電池の容量劣化率ＳＯＨの推定手段として、ある一定期間における電流積算量（∫Ｉｄｔ）から求まる電流ベース蓄電量差分（ΔＳＯＣｉ）と、その一定期間の開始時と終了時の蓄電池電圧から求まる電圧ベース蓄電量差分（ΔＳＯＣｖ）から求める方法がある（式（３））。
ＳＯＨ  ＝  ΔＳＯＣｉ  ／  ΔＳＯＣｖ  ＊  １００  ・・・（３）
【００１７】
ΔＳＯＣｉは初期蓄電容量Ｑ０を用いて演算し、ΔＳＯＣｖはあらかじめ求めてある蓄電池の電圧とＳＯＣの関係から演算している。蓄電池の劣化により実際の蓄電池容量が減少しているとΔＳＯＣｉの演算結果が実態と一致しなくなるが、ΔＳＯＣｖは蓄電容量の減少による影響がないため正確に演算することができ、このことにより蓄電池の容量劣化率ＳＯＨを求めることができる。
【００１８】
前記のように電流ベース蓄電量差分（ΔＳＯＣｉ）と電圧ベース蓄電量差分（ΔＳＯＣｖ）から蓄電池の容量劣化率ＳＯＨおよび蓄電容量Ｑを求めることができるが、ΔＳＯＣｖをより正確に求めるためには、演算開始時、および終了時にＳＯＣｖを正確に求める必要がある。
【００１９】
ＳＯＣｖは、蓄電池の開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）とＳＯＣの関係を予め相関データとして持っておき、ＯＣＶを測定し、それをもとに相関データからＳＯＣを検索することで求めることができる。
【００２０】
よって正確なＳＯＣｖを求めるためには、電流が流れていない状態において、ＯＣＶを正確に測定する必要があり、蓄電池に電流が流れているときは蓄電池の持つ抵抗分の電圧がＯＣＶに加味されているためＯＣＶを直接測定することができず、また不規則に電流が流れている状態でその時点のＯＣＶを推定することはとても困難である。
【００２１】
しかしながら、蓄電池の容量劣化率ＳＯＨならびに蓄電容量Ｑの推定を行う電池制御装置は、蓄電池を使用している間、すなわち機器が動作中で電流が流れている間にのみ動作することが多く、電流が流れていないタイミングを得ることが困難である。
【００２２】
このような課題に対して、本発明は、電流が流れている状態でも蓄電池の現在の蓄電容量を正確に求めることができ、蓄電池の劣化の判断を正しく行うことができる電池制御装置を提供することを目的としている。なお、本明細書では、現在とは算出処理実行時を示す。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る電池制御装置とその周辺の回路構成を示す図である。
電池制御装置１００は、リレー３００と３１０を介してインバータ４００に接続され、リレー３２０と３３０を介して充電器４２０に接続される。電池制御装置１００は、組電池１１０、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、組電池制御部１５０、記憶部１８０を備える。
【００２４】
組電池１１０は、複数の単電池（蓄電池）１１１から構成される。単電池管理部１２０は、単電池１１１の状態を監視する。電流検知部１３０は、電池制御装置１００に流れる電流を検知する。電圧検知部１４０は、組電池１１０の総電圧を検知する。組電池制御部１５０は、組電池１１０を制御する。
【００２５】
組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０が送信する単電池１１１の電池電圧や温度、電流検知部１３０が送信する電池制御装置１００に流れる電流値、電圧検知部１４０が送信する組電池１１０の総電圧値を受け取る。組電池制御部１５０は、受け取った情報をもとに組電池１１０の状態を検知し、動作を制御する。組電池制御部１５０による処理結果は、単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信される。
【００２６】
組電池１１０は、電気エネルギーの蓄積および放出（直流電力の充放電）が可能な複数の単電池１１１を電気的に直列に接続して構成している。組電池１１０を構成する単電池１１１は、状態の管理・制御を実施する上で、所定の単位数にグループ分けされている。グループ分けされた単電池１１１は、電気的に直列に接続され、単電池群１１２ａ、１１２ｂを構成している。単電池群１１２を構成する単電池１１１の個数は、全ての単電池群１１２において同数でもよいし、単電池群１１２毎に単電池１１１の個数が異なっていてもよい。
【００２７】
単電池管理部１２０は、組電池１１０を構成する単電池１１１の状態を監視する。単電池管理部１２０は、単電池群１１２毎に設けられた単電池制御部１２１を備える。図１では、単電池群１１２ａと１１２ｂに対応して、単電池制御部１２１ａと１２１ｂが設けられている。単電池制御部１２１は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の状態を監視および制御する。
【００２８】
本実施形態では、説明を簡略化するために、４個の単電池１１１を電気的に直列接続して単電池群１１２ａと１１２ｂを構成し、単電池群１１２ａと１１２ｂをさらに電気的に直列接続して合計８個の単電池１１１を備える組電池１１０とした。組電池制御部１５０と単電池管理部１２０は、フォトカプラに代表される絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して信号を送受信する。
【００２９】
組電池制御部１５０と、単電池管理部１２０を構成する単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂとの間の通信手段について説明する。単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂは、それぞれが監視する単電池群１１２ａおよび１１２ｂの電位の高い順にしたがって直列に接続されている。組電池制御部１５０が単電池管理部１２０に送信した信号は、絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ａに入力される。単電池制御部１２１ａの出力は信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ｂに入力され、最下位の単電池制御部１２１ｂの出力は絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して組電池制御部１５０へと伝送される。本実施形態では、単電池制御部１２１ａと単電池制御部１２１ｂの間は絶縁素子１７０を介していないが、絶縁素子１７０を介して信号を送受信することもできる。
【００３０】
記憶部１８０は、組電池１１０、単電池１１１、単電池群１１２の内部抵抗特性、満充電時の容量、分極特性、劣化特性、個体差情報、ＳＯＣと開回路電圧の対応関係などの情報を格納する。尚、本実施形態では、記憶部１８０は組電池制御部１５０もしくは単電池管理部１２０の外部に設置されている構成としたが、組電池制御部１５０もしくは単電池管理部１２０が記憶部を備える構成とし、これに上記情報を格納しても良い。
【００３１】
組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、車両制御部２００から受け取った情報、記憶部１８０が格納している情報などを用いて、１つ以上の単電池１１１のＳＯＣ、劣化状態、入出力可能な電流や電力の演算などを実行する。そして、各種演算結果を単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信する。
【００３２】
車両制御部２００は、組電池制御部１５０から受信する情報を用いて、リレー３００と３１０を介して電池制御装置１００と接続されるインバータ４００を制御する。また、リレー３２０と３３０を介して電池制御装置１００に接続される充電器４２０を制御する。車両走行中には、電池制御装置１００はインバータ４００と接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いて、モータージェネレータ４１０を駆動する。充電の際には、電池制御装置１００は充電器４２０と接続され、家庭用の電源または電気スタンドからの電力供給によって充電される。
【００３３】
充電器４２０は、家庭または電気スタンドに代表される外部の電源を用いて組電池１１０を充電する際に用いられる。本実施例では、充電器４２０は組電池制御部１５０または車両制御部２００からの指令に基づき充電電圧や充電電流などを制御する。
【００３４】
電池制御装置１００を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御部２００の管理のもと、電池制御装置１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いてモータージェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータージェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。
【００３５】
電池制御装置１００を備える車両が家庭用または電気スタンドに代表される外部の電源と接続された際には、車両制御部２００が発信する情報に基づき電池制御装置１００と充電器４２０とが接続され、組電池１１０が所定の条件になるまで充電される。充電によって組電池１１０に蓄えられたエネルギーは、次回の車両走行時に利用されるか、車両内外の電装品等を動作させるためにも利用される。
【００３６】
図２は、単電池制御部の回路構成を示す図である。
単電池制御部１２１は、電圧検出回路１２２、制御回路１２３、信号入出力回路１２４、温度検知部１２５を備える。電圧検出回路１２２は、各単電池１１１の端子間電圧を測定する。温度検知部１２５は、単電池群１１２の温度を測定する。制御回路１２３は、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５からの測定結果を受け取り、信号入出力回路１２４を介して組電池制御部１５０に送信する。尚、単電池制御部１２１に一般的に実装される、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池１１１間の電圧やＳＯＣばらつきを均等化する回路構成は、周知のものであると判断して記載を省略した。
【００３７】
図２における単電池制御部１２１が備える温度検知部１２５は、単電池群１１２の温度を測定する機能を有する。単電池群１１２で一つの温度を測定し、単電池群１１２を構成する単電池１１１の温度代表値として取り扱い、単電池１１１や単電池群１１２、若しくは組電池１１０の状態を検知するための各種演算に用いられる。図２はこれを前提とするため、単電池制御部１２１に一つの温度検知部１２５を設けた。単電池１１１毎に温度検知部１２５を設けて単電池１１１毎に温度を測定し、単電池１１１毎の温度に基づいて各種演算を実行することも可能であるが、この場合は温度検知部１２５の数が多くなる分、単電池制御部１２１の構成が複雑となる。
【００３８】
尚、図２では簡易的に温度検知部１２５を示した。実際は温度測定対象に温度センサが設置され、設置した温度センサが温度情報を電圧として出力し、これを測定した結果が制御回路１２３を介して信号入出力回路１２４に送信され、信号入出力回路１２４が単電池制御部１２１の外に測定結果を出力する。この一連の流れを実現する機能が単電池制御部１２１に温度検知部１２５として実装され、温度情報(電圧)の測定には電圧検出回路１２２を用いることも可能である。
【００３９】
以上、電池制御装置１００の構成について説明した。次に、この電池制御装置１００を踏まえた実施例について詳細に説明する。以下の個々の実施例においては、蓄電池の容量劣化率および蓄電容量の演算方法およびその利用形態について説明している。
【００４０】
＜実施例１＞
図３は、実施例１に係る容量劣化率と蓄電容量の算出方法を説明するフローチャートである。
記憶部１８０には予め、蓄電池に流れる電流値と蓄電池の蓄電量と蓄電池の電池電圧と蓄電池の温度の相関関係Ｍ１、および蓄電池の初期蓄電容量Ｑ０が記録されている。相関関係Ｍ１の例を図９に示す。相関関係Ｍ１は、蓄電池の温度ごとに電流値と電池電圧と蓄電量の関係を記録した３次元マップとなっており、電流値、電池電圧、電池温度からその状態における蓄電池の蓄電量を導き出すことができる。
【００４１】
図３に示すフローチャートは、第一のタイミングで蓄電池の状態（第一の電池電流、第一の電池電圧、第一の電池温度、第一の蓄電量）を求める部分、第二のタイミングで蓄電池の状態（第二の電池電流、第二の電池電圧、第二の電池温度、第二の蓄電量）を求める部分の順に進む。そして、第一の蓄電量ＳＯＣｖ１と第二の蓄電量ＳＯＣｖ２から電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖを求め、電流積算値と蓄電池の初期蓄電容量Ｑ０から電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉを求める。そして、電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖと電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉから蓄電量差分比を求め、蓄電量差分比から現在の蓄電池の容量劣化率ＳＯＨと現在の蓄電容量Ｑを求める。
【００４２】
組電池制御部１５０は、制御開始（Ｓ１００）により、１００ｍｓｅｃごとに電流検知部１３０が検出した電流値を取得し（Ｓ１０１）、電流値の振れ幅が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっているか否かを判断する。
【００４３】
図４は、電流に関する条件を説明する図である。図４（ａ）に示すように、電流値の振れ幅が所定の変動幅の範囲ｄ内に収まっている場合には、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖの振れ幅も小さく、ある一定値に収束して、蓄電量ＳＯＣの真値と見なすことができる。一方、図４（ｂ）に示すように、電流値の振れ幅が所定の変動幅の範囲ｄよりも大きいと、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖの振れ幅も大きくなり、蓄電量ＳＯＣの真値と見なすことはできない。
【００４４】
図３のフローチャートの説明に戻り、電流値の振れ幅が所定期間（ｔ１からｔ２までの間）を超過して所定の変動幅の範囲内に収まっている場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）には、第一の蓄電量ＳＯＣｖ１を算出すべく、ステップＳ１０３以降に進み、電流値の振れ幅が所定期間を超過して所定の変動幅の範囲内に収まっていない場合（Ｓ１０２でＮＯ）には、ステップＳ１０１に戻り、電流値の測定を続ける。
【００４５】
電流値の振れ幅が所定の変動幅の範囲を超えて振れていると、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖも大きく変動し、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖを蓄電量の真値とみなすことができないからであり、所定の変動幅の範囲ｄ内である必要がある（分極の影響大）。
【００４６】
また、所定期間の超過を判断するのは、例えば図４（ａ）に示すように、電流値の大きな変動があった直後は、電流値の振れ幅が所定の変動幅の範囲ｄ内に収まっている場合であっても、ｔ１とｔ２との間のように、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖと蓄電量ＳＯＣの真値とが乖離している範囲があり、電圧ベース蓄電量ＳＯＣｖが蓄電量ＳＯＣの真値に近づくまで（分極が落ち着くまで）、所定期間が必要だからである。
【００４７】
例えば電流値の振れ幅が６０秒を超えて２Ａ以下の範囲内に収まっている場合には、第一のタイミングとして、第一の測定が行われる（第一タイミング測定手段）。ここでは、電流検知部１３０が検出した電流値を第一の電流として取得し、電圧検出回路１２２が測定した電池電圧を第一の電圧として取得し（Ｓ１０３）、温度検知部１２５が測定した電池温度を第一の温度として取得する（Ｓ１０４）。そして、それらを元に記憶部１８０にあらかじめ記録された蓄電池に流れる電流値と蓄電池の蓄電量と蓄電池の電池電圧と蓄電池の温度の相関関係Ｍ１から第一の蓄電量ＳＯＣｖ１を算出する（Ｓ１０５）（第一蓄電量算出手段）。
【００４８】
引き続き、電流測定（Ｓ１０６）を行い、同時に電流積算演算（Ｓ１０７）を行う。組電池制御部１５０は、１００ｍｓｅｃごとに演算した電流積算量∫Ｉｄｔが、たとえば５Ａｈ以上になったかどうか判断し（Ｓ１０８）、５Ａｈ未満の場合は電流測定および電流積算演算を続ける。
【００４９】
５Ａｈ以上になったら、その時点で例えば６０秒を超過して電流値の振れ幅が２Ａ以下であるかどうかを判断する（Ｓ１０９）。すなわち、電流値の振れ幅が所定期間、所定の変動幅の範囲内に収まっているか否かが判断され、２Ａを超えている場合は、Ｓ１０６に戻り、分極が落ち着くまでＳ１０６とＳ１０７で電流値測定および電流積算演算を続ける。
【００５０】
そして、所定値（２Ａ）以下の場合は、第二のタイミングとして、第二の測定が行われる（第二タイミング測定手段）。第二の測定では、電流検知部１３０が検出した電流値を第二の電流として取得し、電圧検出回路１２２が測定した電池電圧を第二の電圧として取得し（Ｓ１１０）、温度検知部１２５が測定した電池温度を第二の温度として取得する（Ｓ１１１）。そして、それらを元に記憶部１８０にあらかじめ記録された蓄電池に流れる電流値と蓄電池の蓄電量と蓄電池の電池電圧と蓄電池の温度の相関関係Ｍ１から第二の蓄電量ＳＯＣｖ２を算出する（Ｓ１１２）（第二蓄電量算出手段）。
【００５１】
次に、第一の蓄電量ＳＯＣｖ１と第二の蓄電量ＳＯＣｖ２から電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖを算出し（Ｓ１１３）（電圧ベース蓄電量差分算出手段）、電流積算量∫Ｉｄｔと記憶部１８０に記録された初期蓄電容量Ｑ０を元に式（１）を使って電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉを算出する（Ｓ１１４）（電流ベース蓄電量算出手段）。図５は、電圧ベース蓄電量差分と電流ベース蓄電量差分を求める方法を説明する図である。電流積算量は、第一のタイミングから第二のタイミングまでの間に蓄電池に流れた電流を積算することによって求められる（電流積算量算出手段）。
【００５２】
算出した電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖと電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉを元に式（３）を使って容量劣化率ＳＯＨを算出し記録しておく（Ｓ１１５）（容量劣化率算出手段）。算出した容量劣化率ＳＯＨと、以前に算出された容量劣化率ＳＯＨの記録がある場合はそれらを含めて容量劣化率ＳＯＨの平均値ＳＯＨＱを算出する（Ｓ１１６）。この容量劣化率ＳＯＨの平均値ＳＯＨＱを、蓄電池の現在の容量劣化率ＳＯＨとして記憶する（記憶手段）。
【００５３】
次に、記憶した容量劣化率ＳＯＨと記憶部１８０にあらかじめ記録された初期蓄電容量Ｑ０を元に式（２）を使って、現在の蓄電容量である蓄電容量Ｑを算出する（Ｓ１１７）（蓄電容量算出手段）。そして、本実施例では、演算終了命令の有無を判断し（Ｓ１１８）、演算終了命令がない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０６に戻り、再び第二の測定を行う。そして、引き続き電流測定（Ｓ１０６）と電流積算演算（Ｓ１０７）を行い、電流積算量および電流値の振れ幅等の条件判断をして容量劣化率ＳＯＨの演算を行い、容量劣化率ＳＯＨの平均値ＳＯＨＱを算出する。図１０は、第二のタイミングにおいて複数回測定を行う場合を示した図である。図１０に示すように、第二のタイミングにおいて予め設定された時間間隔をおいて第二の測定が複数回行われる。
【００５４】
容量劣化率平均値ＳＯＨＱは、時間が経過して第二の測定が複数回行われるに応じてその都度算出され、図６に示すように容量劣化率の真値に漸次収束する。したがって、この演算を、機器動作中で各種条件が整っている間繰り返し、数多くのＳＯＨ演算結果から平均値または収束値またはヒストグラム、すなわち各ＳＯＨ演算値を例えば１％単位ごとにその値となった回数をカウントし、最もカウント数の多いＳＯＨ値などを求めることで、より正確な容量劣化率ＳＯＨおよび蓄電容量Ｑを求めることができる。以上のようにして容量劣化率ＳＯＨと蓄電容量Ｑを求めることができる。
【００５５】
＜実施例２＞
図７は、本実施例にて行われる容量劣化率および蓄電容量を算出する演算フローであり、図１１は、本実施例における第一のタイミングと第二のタイミングを説明する図である。
【００５６】
本実施例において特徴的なことは、第一の測定と第二の測定をそれぞれ交互に複数回行い、数多くのＳＯＨ演算結果から平均値ＳＯＨＱを求め、より正確な容量劣化率ＳＯＨおよび蓄電容量Ｑを求めることである。なお、ステップＳ２０１からＳ２１７までは、実施例１のステップＳ１０１からＳ１１７までと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
ここでは、図７に示すように、ステップＳ２１８で演算終了命令がない場合（ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻り、第一の測定から行われる。これにより、図１１に示すように、第一の測定と第二の測定とがそれぞれ交互に行われ、第一の測定と第二の測定との間における電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖがそれぞれ算出される。そして、第一の測定と第二の測定との間における各々の電流積算量と、初期蓄電容量とに基づいて、それぞれにおける電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉが算出される。そして、互いに対応する電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖと電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉとに基づいて蓄電池の各測定回における容量劣化率ＳＯＨが算出され、蓄電池の各測定回における容量劣化率ＳＯＨの平均値または収束値またはヒストグラムでもっとも回数の多いＳＯＨ値などから真の容量劣化率が求められる。本実施例によれば、第一の測定および第二の測定をそれぞれ複数回行うことで各測定における測定誤差が薄まり、より正確な容量劣化率ＳＯＨおよび蓄電容量Ｑを求めることができる。
【００５８】
＜実施例３＞
図８は、本実施例にて行われる容量劣化率および蓄電容量算出の演算フローである。
本実施例において特徴的なことは、容量劣化率ＳＯＨの振れ幅を求め、その振れ幅が所定の閾値よりも小さい場合は、精度良く容量劣化率ＳＯＨが求められたと判断して、その容量劣化率ＳＯＨを蓄電池の現在の容量劣化率ＳＯＨとすることである。なお、ステップＳ３０１からＳ３１４と、Ｓ３１９、Ｓ３２０までは、実施例１のステップＳ１０１からＳ１１４、Ｓ１１７、Ｓ１１８と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００５９】
ここでは、電圧ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｖと電流ベース蓄電量差分ΔＳＯＣｉを元に式（３）を使って算出した容量劣化率ＳＯＨを仮記録する（Ｓ３１５）。そして、仮記録された容量劣化率ＳＯＨと、以前に算出されて仮記憶された容量劣化率ＳＯＨとが一定数以上ある場合は、それらの値の最大値と最小値の差分（振れ幅）を求める（Ｓ３１６）。そして、その振れ幅が所定の閾値より小さい場合は、精度よく容量劣化率ＳＯＨが求められたと判断して、その容量劣化率ＳＯＨを採用する（Ｓ３１７）。
【００６０】
その採用した容量劣化率ＳＯＨを記録し、以前に算出された容量劣化率ＳＯＨの記録がある場合はそれらを含めて容量劣化率ＳＯＨの平均値を算出する（Ｓ３１８）。この容量劣化率ＳＯＨの平均値を、当該蓄電池の現在の容量劣化率ＳＯＨとする。次に、算出した容量劣化率ＳＯＨと記憶部１８０にあらかじめ記録された初期蓄電容量Ｑ０を元に式（２）を使って、現在の蓄電容量である蓄電容量Ｑを算出する（Ｓ３１９）。
【００６１】
引き続き電流測定（Ｓ３０６）と電流積算演算（Ｓ３０７）を行い、電流積算量および電流値の振れ幅等の条件判断をして容量劣化率ＳＯＨ演算を行い、ＳＯＨ平均値を算出する。この演算を、機器動作中で各種条件が整っている間繰り返し、数多くのＳＯＨ演算結果から平均値を求めることでより正確な容量劣化率ＳＯＨおよび蓄電容量Ｑを求めることができる。以上のようにして容量劣化率ＳＯＨと蓄電容量Ｑを求めることができる。
【００６２】
以上、説明してきた実施例中に書かれている各種閾値や特性値などは一例として挙げているもので、この数値に限定されたものではなく、システム全体の構成、蓄電池の種類やその特性等によって最適な値を用いてよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  電池制御装置
１１１  蓄電池
Ｑ  蓄電容量
ＳＯＣｖ１  第一の蓄電量
ＳＯＣｖ２  第二の蓄電量
ＳＯＨ  容量劣化率
【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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