(57)【要約】  二次電池の充電率と電圧との関係を表す特性から前記二次電池の充電率を求める電池制御装置は、前記二次電池の使用履歴情報に基づいて、予め記憶された複数の前記特性の中から第一の特性を呼び出す呼び出し部と、前記第一の特性に対する修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する修正限界幅指定部と、前記二次電池の電流値および電圧値に基づいて、前記第一の特性を前記修正限界幅に応じて修正した第二の特性を作成する直接検知修正部と、を備え、前記第二の特性を用いて前記二次電池の充電率を求める。
2020085011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の充電率と電圧との関係を表す特性から前記二次電池の充電率を求める電池制御装置であって、
前記二次電池の使用履歴情報に基づいて、予め記憶された複数の前記特性の中から第一の特性を呼び出す呼び出し部と、
前記第一の特性に対する修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する修正限界幅指定部と、
前記二次電池の電流値および電圧値に基づいて、前記第一の特性を前記修正限界幅に応じて修正した第二の特性を作成する直接検知修正部と、を備え、
前記第二の特性を用いて前記二次電池の充電率を求める電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記呼び出し部は、前記二次電池の劣化状態、電流履歴、温度履歴および充電率履歴の少なくともいずれか一つを前記使用履歴情報として用いて、前記第一の特性を呼び出す電池制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記修正限界幅指定部は、各充電率に対する一定の電圧幅、または各電圧に対する一定の充電率幅を、前記修正限界幅として指定する電池制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記修正限界幅指定部は、予め定められた充電率ごとに異なる電圧幅、または予め定められた電圧ごとに異なる充電率幅を、前記修正限界幅として指定する電池制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記修正限界幅指定部は、前記二次電池の運転履歴に応じて前記修正限界幅を変化させる電池制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電池制御装置において、
前記修正限界幅指定部は、前記第一の特性に基づいて予め記憶された複数の前記修正限界幅の中からいずれかを選択することで、前記二次電池の運転履歴に応じて前記修正限界幅を変化させる電池制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記二次電池の電流値および電圧値に基づいて、前記二次電池の開放電圧値および分極電圧値を計算する電圧演算部をさらに備え、
前記直接検知修正部は、前記電流値と前記分極電圧値が予め定めた閾値よりそれぞれ小さいときの前記二次電池の開放電圧値を所定の時間範囲内で複数回取得し、取得した各開放電圧値と、前記各開放電圧値の取得期間における電流積算値と、前記第一の特性とを用いて、前記第二の特性を作成する電池制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記修正限界幅指定部は、前記直接検知修正部が過去に作成した前記第二の特性に対する修正の許容範囲を定める第二の修正限界幅を指定し、
前記直接検知修正部は、前記修正限界幅指定部が今回の前記第一の特性に対して指定した前記修正限界幅と、前記修正限界幅指定部が過去の前記第二の特性に対して指定した前記第二の修正限界幅とを用いて、前記第二の特性を作成する電池制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記直接検知修正部は、前記二次電池の電流値および電圧値に基づいて前記第一の特性を修正し、修正後の前記第一の特性を前記修正限界幅の範囲内で制限することにより、前記第二の特性を作成する電池制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池制御装置において、
前記直接検知修正部は、前記修正限界幅の範囲外の部分を含む修正後の前記第一の特性に基づいて、前記使用履歴情報を更新する電池制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電池制御装置において、
前記直接検知修正部は、修正後の前記第一の特性が前記修正限界幅の範囲内であるか否かを判定し、前記修正限界幅の範囲外であると判定された修正後の前記第一の特性が所定の収束条件を満たす場合に、前記使用履歴情報を更新する電池制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電池制御装置において、
前記収束条件は、修正後の前記第一の特性が前記修正限界幅の範囲外であると継続して判定された回数が所定回数以上であるという第一の条件と、修正後の前記第一の特性の分散が所定の閾値以下であるという第二の条件と、のいずれか少なくとも一つを含む電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等のモバイル端末や、電力系統連携の安定化などの広い分野において、充放電可能な二次電池が利用されている。また近年では、地球温暖化対策、排ガス対策、化石燃料の枯渇対策などの理由から、電気自動車やハイブリッド車など、二次電池の電力を動力源とした自動車が注目されている。これらの二次電池を搭載したシステムでは一般に、電池を安全に使用し、かつ電池の性能を最大限に引き出すために、電池制御装置が備えられている。電池制御装置は、電池の電圧、温度、電流を検出し、これらに基づいて、電池の充電率（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）や劣化状態（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ：ＳＯＨ）などの電池パラメータを演算する。【０００３】
電池の充電率（ＳＯＣ）は一般に、電池のＳＯＣと開回路電圧（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ：ＯＣＶ）との関係であるＳＯＣ−ＯＣＶ特性を用いて取得することができる。しかしながら、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性は、電池の劣化や個体ばらつきによって変化することが知られている。近年、電極材料の進歩によってＳＯＣ−ＯＣＶ特性の傾きが小さくなっており、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の劣化や個体ばらつきがＳＯＣ誤差の要因として問題となりつつある。このため、精度良くＳＯＣを算出するためには、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の変化を検知し、修正するロジックが必要である。【０００４】
ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の変化に応じてＳＯＣを演算する方法として、例えば下記の特許文献１、２に記載の技術が知られている。特許文献１には、蓄電システムのコントローラにおいて、前回満充電容量が算出されたときから現在までに満充電容量が推定されていない期間（未推定期間）の平均ＳＯＣ及び平均電池温度と、平均ＳＯＣ及び平均電池温度に応じて変化する低下率が予め規定された低下率マップとを用いて、未推定期間中の低下率を算出し、未推定期間中の低下率と初期満充電容量とに基づいて前回満充電容量が算出されたときの蓄電装置の第１経過期間を算出する。そして、第１経過期間と未推定期間とから算出される蓄電装置の現在の第２経過期間、未推定期間中の低下率、及び初期満充電容量に基づいて、現在の満充電容量を算出することが開示されている。特許文献２には、二次電池の充電状態を、開放電圧値および電流積算値に基づいて推定する方法において、充電状態推定時の瞬間的な開放電圧値と充電状態推定値との関係を定める瞬時充電状態マップを、前記二次電池の使用開始後の充放電特性データに基づいて更新し、前記更新された瞬時充電状態マップに基づいて、充電状態推定時の瞬間的な充電状態推定値を算出し、前記二次電池を流れた電流の積算値に基づいて、充電状態推定値を算出し、前記瞬間的な充電状態推定値および前記電流積算値に基づく充電状態推定値に基づいて、前記二次電池の制御に用いる制御用充電状態推定値を算出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２０１５−４０８３２号公報
【特許文献２】日本国特開２０１６−１１４４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の手法では、電池の製造時の個体ばらつきによるＳＯＣ−ＯＣＶ特性の差異に対応することができない。また、実際の電池の使用条件と、コントローラに格納されている低下率マップに規定された劣化条件とが異なる場合には、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の予測結果と実際のＳＯＣ−ＯＣＶ特性との間に誤差が生じる。そのため、ＳＯＣの演算精度が低いという課題がある。一方、特許文献２の手法では、ＯＣＶや電流積算値に測定誤差があると、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性に相当する瞬時充電状態マップを精度良く更新することができず、これに基づくＳＯＣの演算結果に大きな誤差が生じ得ることが課題となる。特に、外部との充放電を行わないハイブリッド車では、一般的にＳＯＣの運用範囲が狭いため、瞬時充電状態マップを高精度に更新することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電池制御装置は、二次電池の充電率と電圧との関係を表す特性から前記二次電池の充電率を求めるものであって、前記二次電池の使用履歴情報に基づいて、予め記憶された複数の前記特性の中から第一の特性を呼び出す呼び出し部と、前記第一の特性に対する修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する修正限界幅指定部と、前記二次電池の電流値および電圧値に基づいて、前記第一の特性を前記修正限界幅に応じて修正した第二の特性を作成する直接検知修正部と、を備え、前記第二の特性を用いて前記二次電池の充電率を求める。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池の劣化や個体ばらつきによってＳＯＣ−ＯＣＶ特性が変化した場合でも、ＳＯＣを高精度に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池システムとその周辺の構成を示す図である。
【図２】単電池制御部の回路構成を示す図である。
【図３】ＳＯＣ演算システムの機能構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る修正限界幅指定部が指定する修正限界幅の例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るパターン呼び出し部の機能構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶライブラリが有するＳＯＣ−ＯＣＶ特性の例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る直接検知修正部の機能構成を示す図である。
【図９】安定したＯＣＶのペアの取得方法を説明する図である。
【図１０】ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミングを説明する図である。
【図１１】修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性が修正限界幅以内であるか否かを判定する方法を説明する図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の処理フローを示すフローチャートである。
【図１３】本発明によるＳＯＣ−ＯＣＶ特性の発散性の抑制効果を説明する図である。
【図１４】本発明によるＳＯＣ演算精度の向上を説明する図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る修正限界幅指定部が指定する修正限界幅の例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による効果を第１の実施形態と比較して説明する図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る修正限界幅指定部が指定する修正限界幅の例を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による効果を第２の実施形態と比較して説明する図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態に係るパターン呼び出し部の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶライブラリが有するＳＯＣ−ＯＣＶ特性の例を示す図である。
【図２４】本発明の第４の実施形態による効果を第１の実施形態と比較して説明する図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態に係る直接検知修正部の機能構成を示す図である。
【図２７】本発明の第５の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の処理フローを示すフローチャートである。
【図２８】本発明の第５の実施形態による効果を説明する図である。
【図２９】本発明の第６の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の機能構成を示す図である。
【図３０】本発明の第６の実施形態に係る直接検知修正部の機能構成を示す図である。
【図３１】ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部の機能構成を示す図である。
【図３２】本発明の第６の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部の処理フローを示すフローチャートである。
【図３３】本発明の第６の実施形態による効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、以下に説明する実施形態の構成はこれに限らず、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの乗用車や、ハイブリッド鉄道車両といった産業用車両の電源を構成する蓄電装置の蓄電器制御回路などにも適用できる。
【００１１】
また、以下の実施形態では、リチウムイオン電池を採用した場合を例に挙げて説明するが、充放電可能な二次電池であれば、他にもニッケル水素電池、鉛電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどを用いることもできる。さらに、以下の実施形態では複数の単電池を直列に接続して組電池を構成しているが、複数の単電池を並列接続したものをさらに複数個直列に接続して組電池を構成してもよいし、直列接続した複数の単電池をさらに複数個並列に接続して組電池を構成してもよい。
【００１２】
＜システム構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電池システム１００とその周辺の構成を示す図である。電池システム１００は、リレー３００，３１０を介してインバータ４００に接続され、リレー３２０，３３０を介して充電器４２０に接続される。電池システム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。
【００１３】
組電池１１０は、複数の単電池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、電池システム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の状態を検知し、状態の管理等も行う。
【００１４】
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が送信する電池システム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の状態を検知する。組電池制御部１５０による状態検知の結果は、単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信される。
【００１５】
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されている。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。絶縁素子１７０を設けるのは、組電池制御部１５０と単電池管理部１２０は、動作電源が異なるためである。すなわち、単電池管理部１２０は、組電池１１０から電力をうけて動作するのに対して、組電池制御部１５０は、車載補機用のバッテリ（例えば１４Ｖ系バッテリ）を電源として用いている。絶縁素子１７０は、単電池管理部１２０を構成する回路基板に実装してもよいし、組電池制御部１５０を構成する回路基板に実装してもよい。システム構成によっては、絶縁素子１７０を省略することもできる。
【００１９】
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。
【００２０】
記憶部１８０は、組電池１１０、単電池１１１、および単電池群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ＯＣＶの特性などの情報を格納する。なお、本実施形態では、記憶部１８０は組電池制御部１５０または単電池管理部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または単電池管理部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よい。
【００２１】
車両制御部２００は、組電池制御部１５０が送信する情報を用いて、リレー３００と３１０を介して電池システム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を介して電池システム１００に接続される充電器４２０を制御する。車両走行中には、電池システム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、モータジェネレータ４１０を駆動する。充電の際には、電池システム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。
【００２２】
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。本実施形態では、充電器４２０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構成としているが、組電池制御部１５０からの指令に基づき制御を実施してもよい。また、充電器４２０は車両の構成、充電器４２０の性能、使用目的、外部の電源の設置条件などに応じて車両内部に設置してもよいし、車両の外部に設置することもできる。
【００２３】
電池システム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、電池システム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ジェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。電池システム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システム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。さらに必要に応じて、家庭用の電源に代表される外部電源へも放出する場合がある。
【００２４】
図２は、単電池制御部１２１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。制御回路１２３は、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５から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。なお、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。
【００２５】
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。温度検知部１２５は、単電池群１１２全体として１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その温度を取り扱う。温度検知部１２５が測定した温度は、単電池１１１、単電池群１１２、または組電池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１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できるが、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。
【００２６】
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を用いることもできる。
【００２７】
図３は、組電池制御部１５０におけるＳＯＣ演算システム１５５の機能構成を示す図である。組電池制御部１５０は、車両走行中に検出された各単電池１１１の電流値および電圧値をもとに、組電池１１０における各単電池１１１の状態や各単電池１１１に入出力可能な電力を決定する部分であり、その１つの機能構成要素として、図３のＳＯＣ演算システム１５５を有する。ＳＯＣ演算システム１５５は、本発明の一実施形態に係る電池制御装置に相当する機能を担う部分であり、各単電池１１１の充電率（ＳＯＣ）を演算する機能を有する。なお、組電池制御部１５０はＳＯＣ演算システム１５５以外にも、組電池１０の制御に必要な各種機能、例えば各単電池１１１の劣化状態（ＳＯＨ）の演算を行う機能や、各単電池１１１の入出力電力を定める機能などを有しているが、これらは周知の機能であり、また本発明とは直接関係がないため、以下では詳細な説明を省略する。
【００２８】
ＳＯＣ演算システム１５５は、その機能として、ＯＣＶ演算部１５３、容量計算部１５４、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１、およびＳＯＣ演算部１５２の各機能ブロックを有する。ＳＯＣ演算システム１５５は、これらの機能ブロックにより、電流検知部１３０が検知した組電池１１０の電流、すなわち各単電池１１１の電流や、単電池管理部１２０が検知した各単電池１１１の電圧および温度に基づいて、各単電池１１１のＳＯＣを演算する。具体的には、まずＳＯＣ演算システム１５５は、ＯＣＶ演算部１５３により、各単電池１１１の電流、閉回路電圧（Ｃｌｏｓｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ：ＣＣＶ）、温度および劣化状態（ＳＯＨ）に基づき、各単電池１１１の開回路電圧（ＯＣＶ）を求める。なお、各単電池１１１のＳＯＨは、例えば組電池制御部１５０内の図示しないＳＯＨ演算部によって得られる。次に、ＯＣＶ演算部１５３が求めた各単電池１１１のＯＣＶに基づき、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１により、予め定められた各単電池１１１のＳＯＣとＯＣＶとの関係を表す特性（ＳＯＣ−ＯＣＶ特性）を修正する。最後に、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１が修正したＳＯＣ−ＯＣＶ特性を用いて、ＳＯＣ演算部１５２により、各単電池１１１のＳＯＣを算出する。こうして算出された各単電池１１１のＳＯＣの値は、ＳＯＣ演算システム１５５からＳＯＣcontrolとして出力され、組電池１１０の各種制御等に利用される。
【００２９】
なお、上記ではＳＯＣ演算システム１５５が各単電池１１１のＳＯＣを算出することとして説明したが、複数の単電池１１１をまとめてＳＯＣを算出してもよい。例えば、単電池群１１２ａ，１１２ｂごとにＳＯＣを算出したり、組電池１１０全体でＳＯＣを算出したりすることができる。これらの場合でも、単電池１１１と同様の処理でＳＯＣを算出できる。また、各単電池１１１のＳＯＣは、同様の処理によって算出できる。そのため以下では、ＳＯＣの算出対象を単に「電池」と称して、ＳＯＣ演算システム１５５の動作を説明する。
【００３０】
ＯＣＶ演算部１５３は、電池のＣＣＶ、電流Ｉ、温度Ｔ、ＳＯＨを入力とし、これらの入力に基づいて、電池のＯＣＶと分極電圧（過電圧）Ｖpを出力する。具体的には、電池の等価回路モデルに従い、下記の式（１）を用いてＯＣＶを演算する。なお、分極電圧Ｖpは、電池の等価回路モデルに対して電流Ｉを掛けた場合の各等価回路成分の電圧値として演算され、一般に直流抵抗成分や分極成分など複数の要素で構成される。ここで、電池の等価回路モデルの各要素の値は、一般に電池の温度ＴとＳＯＨに依存する。また、電池のＳＯＨとしては一般に、電池の直流抵抗の増加率を示すＳＯＨＲか、または電池容量の減少率を示すＳＯＨＱが用いられる。本実施形態では、ＳＯＨＲをＳＯＨとして扱うこととして説明するが、ＳＯＨＱを用いた場合も同様である。
【００３１】
【数１】
2020085011.tif 000003
【００３２】
容量計算部１５４は、ＳＯＨを入力とし、電池容量Ｑmaxを出力する。本実施形態では、例えば電池容量はＳＯＨの反比例関係にあるという公知の経験側に基づき、入力されたＳＯＨに対応する電池容量Ｑmaxを容量計算部１５４において取得する。
【００３３】
ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、ＳＯＣ演算システム１５５に対して入力される電流ＩおよびＳＯＨと、ＯＣＶ演算部１５３で算出したＯＣＶおよび分極電圧Ｖpと、容量計算部１５４で算出した電池容量Ｑmaxとに基づいて、予め記憶されているＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正する。そして、修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を、ＳＯＣ演算部１５２において一時的に用いられるＳＯＣ−ＯＣＶ特性であるＳＯＣ−ＯＣＶtempとして出力する。
【００３４】
ＳＯＣ演算部１５２は、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１で算出したＳＯＣ−ＯＣＶtempを用いて、ＯＣＶ演算部１５３が算出したＯＣＶに対応するＳＯＣを算出する。そして、算出したＳＯＣの値に基づき、電池の制御に用いるＳＯＣcontrolを出力する。
【００３５】
次に、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の詳細について説明する。ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、以下で説明するような様々な実施形態により実現することができる。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、パターン呼び出し部５１０と、修正限界幅指定部５２０と、直接検知修正部５３０とを有する。
【００３７】
パターン呼び出し部５１０は、電池の使用履歴情報に基づいて電池の劣化パターンを判定し、予め記憶された複数のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の中から、その劣化パターンに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を呼び出す。そして、呼び出したＳＯＣ−ＯＣＶ特性の情報をＳＯＣ−ＯＣＶpatternとして出力する。電池の使用履歴情報とは、電池システム１００におけるこれまでの電池の使用履歴（運転履歴）を表す情報であり、電池の劣化状態を示す指標として用いられる。本実施形態では、電池の使用履歴情報としてＳＯＨを用いる。
【００３８】
修正限界幅指定部５２０は、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して直接検知修正部５３０が行う修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る修正限界幅指定部５２０が指定する修正限界幅の例を示す図である。本実施形態では、修正限界幅指定部５２０は、例えば図５の左図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＳＯＣに対する一定のＯＣＶ幅を修正限界幅として指定する。このＯＣＶ幅は、例えば電池の製造ばらつきによるＯＣＶの公差に応じて設定される。すなわち、電池において製造ばらつき分以上のＯＣＶの変化が生じた場合には、これを直接検知修正部５３０が演算誤差として除外できるように、修正限界幅指定部５２０によって修正限界幅が指定される。あるいは、修正限界幅指定部５２０は、例えば図５の右図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＯＣＶに対する一定のＳＯＣ幅を修正限界幅として指定してもよい。この場合、直接検知修正部５３０がＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して行う修正の範囲は、修正限界幅により指定されたＳＯＣ幅の範囲内に制限される。
【００３９】
直接検知修正部５３０は、電流ＩおよびＯＣＶに基づいて、パターン呼び出し部５１０から出力されるＳＯＣ−ＯＣＶpatternを、修正限界幅指定部５２０により指定された修正限界幅に応じて修正する。そして、修正結果を前述のＳＯＣ−ＯＣＶtempとして出力する。
【００４０】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るパターン呼び出し部５１０の機能構成を示す図である。パターン呼び出し部５１０は、パターン判定部５１１と、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２とを有する。
【００４１】
ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２は、様々なＳＯＨに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性のデータベースを有している。図７は、本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２が有するＳＯＣ−ＯＣＶ特性の例を示す図である。図７では、ＳＯＨの値が１００％、１２０％、１４０％、・・・の各場合について、それぞれ異なるＳＯＣ−ＯＣＶ特性がＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２に記憶されていることを示している。ここで、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２は、例えば各単電池１１１の劣化試験を行うことで、各単電池１１１の劣化が進んでＳＯＨの値が変化したときのＳＯＣとＯＣＶの関係を予め取得しておき、その関係をデータベース化することによって実現できる。
【００４２】
パターン判定部５１１は、入力されたＳＯＨに対してパターン判定を行い、そのパターン判定結果に対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から検索して呼び出す。そして、呼び出したＳＯＣ−ＯＣＶ特性からＳＯＣ−ＯＣＶpatternを生成し、出力する。このとき、入力されたＳＯＨに最も近いＳＯＨ条件のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を呼び出し、これをそのままＳＯＣ−ＯＣＶpatternとして出力してもよい。あるいは、入力されたＳＯＨに対して、ＳＯＨ1＜ＳＯＨ＜ＳＯＨ2となるような互いに近接する二つのＳＯＨの値ＳＯＨ1，ＳＯＨ2を特定し、これらにそれぞれ対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から呼び出して内挿によるＳＯＣ−ＯＣＶ特性を演算して、得られたＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶpatternとして出力してもよい。パターン判定部５１１から出力されたＳＯＣ−ＯＣＶpatternは、例えば不図示のメモリ上に保存され、直接検知修正部５３０によって読み出される。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る直接検知修正部５３０の機能構成を示す図である。直接検知修正部５３０は、修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１と、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２と、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３とを有する。
【００４４】
修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１は、電池状態に応じてそれぞれ時間変化する電流Ｉ、ＯＣＶ、電池容量Ｑmaxおよび分極電圧Ｖpを入力とし、これらの入力に基づいて、直接検知によるＳＯＣの差分ΔＳＯＣとＯＣＶのペア（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）を出力する。具体的には、修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１は、所定の時間幅の範囲内で安定したＯＣＶの値を二点取得することで、ＯＣＶのペア（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）を取得する。そして、以下の式（２）を用いて、ＯＣＶ1の取得からＯＣＶ2の取得までの期間における電流積算値を求めて電池容量Ｑmaxで割ることにより、直接検知によるＳＯＣの差分ΔＳＯＣを算出する。なお、式（１）において、ｔ（ＯＣＶ1）とｔ（ＯＣＶ2）は、それぞれＯＣＶ1とＯＣＶ2を取得した時刻である。
【００４５】
【数２】
2020085011.tif 000004
【００４６】
図９は、安定したＯＣＶのペア（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）の取得方法を説明する図である。修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１は、例えば図９に示すように、電流Ｉの絶対値が予め定めた電流閾値よりも小さく、かつ、分極電圧Ｖpの絶対値が予め定めた分極電圧閾値よりも小さいときに、ＯＣＶの値が安定していると判断する。そして、これらの安定条件を満たす二つの時刻ｔ（ＯＣＶ1）およびｔ（ＯＣＶ2）の間が、所定の時間閾値ｔ1以上であってｔ2以下のとき（ｔ1＜ｔ2）に、時刻ｔ（ＯＣＶ1）および時刻ｔ（ＯＣＶ2）における二つのＯＣＶの値を、ＯＣＶ1，ＯＣＶ2として取得する。なお、こうした条件を満たす三つ以上のＯＣＶの値を、安定したＯＣＶの組み合わせとして取得してもよい。
【００４７】
ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２は、修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１が検知したＯＣＶのペア（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）およびこれに基づいて算出したΔＳＯＣに基づいて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正し、その修正結果をＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとして出力する。具体的には、本実施形態においてＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２は、入力されたＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性上の少なくとも１点を原点（基準点）として、修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１からΔＳＯＣとＯＣＶ1，ＯＣＶ2を取得するごとに、これらを用いてＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正し、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを作成する。
【００４８】
例えば、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性においてＯＣＶ1に対応する点（ＯＣＶ1，ＳＯＣ1）を基準点とすれば、直接検知されたＯＣＶ2におけるＳＯＣの値は以下の式（３）により求められる。
【００４９】
【数３】
2020085011.tif 000005
【００５０】
同様に、直接検知でそれぞれ得られた複数のＯＣＶとＳＯＣの組み合わせを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性を１点ずつ修正することにより、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを作成することができる。具体的には、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ軸でｋ個に分割し、そのｋ番目の点にｎ番目の取得点があったとき、以下の式（４）で示す漸化式を用いてＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正し、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを得ることができる。式（４）において、ｋはＳＯＣ−ＯＣＶ特性を数列で表現する区間の細かさであり、ｋが多いほどＳＯＣ−ＯＣＶ特性は滑らかになる。また、ＯＣＶk,0とＳＯＣk,0は、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性上で設定された基準点におけるＯＣＶとＳＯＣの値をそれぞれ表す。また、ｎ0はＳＯＣ−ＯＣＶpatternを初期値とする場合の重みであり、０以上の値である。ｎ0＝０の場合、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを原点でのみ使用して、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが作成される。本実施形態では、このように漸化式を用いてＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを作成することで、直接検知で得られた点（ＯＣＶ，ＳＯＣ）を保存するメモリの削減が可能である。
【００５１】
【数４】
2020085011.tif 000006
【００５２】
なお、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２は、上記の式（４）のような漸化式ではなく、直接検知で得られた複数の点の総和平均で表されるＳＯＣ−ＯＣＶ特性により、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを作成してもよい。具体的には、例えば以下の式（５）を用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正することにより、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを得ることができる。この場合は、式（４）を用いた場合と比べて、計算の実施回数は少ないが、メモリ上で保存する点（ＯＣＶ，ＳＯＣ）のデータ量が大きくなる。計算負荷を１つのタイムステップに集中させたい場合などは、この計算方法を用いることが好ましい。
【００５３】
【数５】
2020085011.tif 000007
【００５４】
ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２は、上記のようにしてＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正して求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを出力するとともに、そのＳＯＣ−ＯＣＶ特性上の各点ｋでの修正回数を表す数列Ｎcountを出力する。
【００５５】
ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３は、修正限界幅指定部５２０から入力される修正限界幅を用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedによりＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きするタイミング（ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミング）を決定する。ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３は、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２から出力される数列Ｎcountに基づき、例えば以下のようにしてＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミングを決定する。
【００５６】
図１０は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミングを説明する図である。ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３は、まず図１０のように、数列Ｎcountが全ての点ｋで所定の閾値数列Ｎth以上であることを判定する。なお、図１０において、Ｎcount（ｋ）は各点ｋにおける数列Ｎcountの値を示し、Ｎth（ｋ）は各点ｋにおける閾値数列Ｎthの値を表している。その結果、数列Ｎcountがいずれか少なくとも一つの点ｋで閾値数列Ｎth未満である場合は、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きせずにＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正を継続し、全ての点ｋで閾値数列Ｎth以上になったら、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内であるかを判定する。ここで、閾値数列Ｎthの値は、実際の車両走行時にＳＯＣとＯＣＶが取得される頻度や、電池の個体ばらつきの生じやすさなどに応じて設定することができる。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内である場合は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミングであると判断して、ＳＯＣ−ＯＣＶtempをＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedで上書きして出力する。一方、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅を超過している場合は、それまでに蓄積されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedをリセットし、演算をやり直す。
【００５７】
図１１は、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３により、修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性であるＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内であるか否かを判定する方法を説明する図である。ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正してＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを求める際には、各点がＳＯＣ軸方向とＯＣＶ軸方向の両方に移動しうる。そこで、図１１に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点７０１がＳＯＣ−ＯＣＶpattern上の二つの点７０２，７０３の間にある場合、これらの二点を結ぶ線分に対して点７０１から垂線を下ろし、その垂線と線分との交点７０４を求める。すなわち、点７０１のＳＯＣとＯＣＶの値を（ＳＯＣfixed,i，ＯＣＶfixed,i）とするとともに、点７０２のＳＯＣとＯＣＶの値を（ＳＯＣpattern,i，ＯＣＶpattern,i）とし、点７０３のＳＯＣとＯＣＶの値を（ＳＯＣpattern,i+1，ＯＣＶpattern,i+1）とすると、上記の交点７０４におけるＳＯＣとＯＣＶの値は、（ＳＯＣfixed,i，ＯＣＶ’pattern,i）と表すことができる。ここで、ＯＣＶ’pattern,iの値は、ＯＣＶpattern,iとＯＣＶpattern,i+1との間に存在し、ＳＯＣfixed,iとＳＯＣpattern,iの差分とＳＯＣfixed,iとＳＯＣpattern,i+1の差分との比率に応じて決定することができる。
【００５８】
上記のようにして交点７０４のＳＯＣとＯＣＶの値を取得したら、以下の評価式（６）により、点７０１と交点７０４のＯＣＶの二乗差を修正限界幅と比較して評価する。その結果、評価式（６）を満たす場合は点７０１が修正限界幅以内であると判断し、満たさない場合は点７０１が修正限界幅を超えていると判断する。こうした評価をＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の全ての点ｋに対して行うことで、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内か否かを判定することができる。
【００５９】
【数６】
2020085011.tif 000008
【００６０】
なお、上記で説明した判定方法は、前述の図５において左図に示したように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＳＯＣに対する一定のＯＣＶ幅を修正限界幅として指定した場合の判定方法の例である。図５で右図に示したように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＯＣＶに対する一定のＳＯＣ幅を修正限界幅として指定した場合は、上記の判定方法においてＳＯＣとＯＣＶを入れ替えることで、同様の手法によりＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内か否かを判定することが可能である。
【００６１】
次に、図１２のフローチャートを参照して、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の全体動作を説明する。図１２は、本発明の第１の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の処理フローを示すフローチャートである。なお、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１では、図１２の処理フローの前段階として、予め行われた電池の劣化試験の結果から、電池の運転履歴（本実施形態ではＳＯＨ）に対応する劣化状態ごとのＳＯＣ−ＯＣＶ特性が取得され、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２に保存されているものとする。
【００６２】
図１２において、最初のＳＴＡＲＴステップ６０１では、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１に所定のＳＯＣ−ＯＣＶ特性修正ロジックを開始させることで、ステップ６０２以降の処理を実施させる。
【００６３】
電池システムオン判定ステップ６０２では、車両のキーがオンになり、電池システム１００がオンになったか否かを判定する。オフの場合はステップ６０２を繰り返し、電池システム１００がオンになったことを確認できたら、次のステップ６０３へ進む。
【００６４】
電池履歴読み出しステップ６０３では、電池の使用履歴情報を読み出す。ここでは、前回の処理を終了したときのＳＯＣcontrol、ＳＯＣ−ＯＣＶtemp、ＳＯＨ等の値を電池の使用履歴情報として記憶部１８０から読み出し、メモリに展開する。
【００６５】
劣化パターン判定ステップ６０４では、ステップ６０３で読み出した電池履歴から劣化パターンを判定する。ここでは、パターン呼び出し部５１０のパターン判定部５１１により、ステップ６０３で読み出したＳＯＨに応じた劣化パターンを前述のような手法で判定する。
【００６６】
パターンＳＯＣ−ＯＣＶ読み出しステップ６０５では、ステップ６０４で得た劣化パターンに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を読み出す。ここでは、パターン呼び出し部５１０のＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２に格納されている様々なＳＯＣ−ＯＣＶ特性の中から、ステップ６０４で判定した劣化パターンに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を呼び出し、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternとしてメモリに保存する。
【００６７】
直接検知修正限界幅決定ステップ６０６では、修正限界幅指定部５２０により、ステップ６０５でＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から読み出したＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対する修正限界幅を決定する。
【００６８】
直接検知修正ステップ６０７では、直接検知修正部５３０により、電池システム１００から得られる電池容量Ｑmax、電流Ｉ、ＯＣＶ、分極電圧Ｖpの各状態測定値と、ステップ６０５でＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から読み出したＳＯＣ−ＯＣＶpatternとを用いて、直接検知によるＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正を行う。ここでは、まず直接検知修正部５３０の修正ＯＣＶペア・積分電流取得部５３１により、電池の各状態測定値に基づき、前述のようにして安定したＯＣＶのペア（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）を取得し、その間のＳＯＣの差分ΔＳＯＣを求める。そして、これらの値に基づき、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２により、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正したＳＯＣ−ＯＣＶ特性であるＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedと、各点での修正回数を表す数列Ｎcountとを、前述のような手法で算出する。
【００６９】
直接検知修正回数判定ステップ６０８では、直接検知によるＳＯＣとＯＣＶの取得回数、すなわち、これらによるＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正回数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここでは、直接検知修正部５３０のＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３により、ステップ６０７で算出した修正回数の数列Ｎcountが全ての点で所定の閾値数列Ｎth以上であるか否かを判定する。その結果、少なくとも一つの点でＮcountがＮth未満であれば、ステップ６０７に戻って直接検知によるＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正を継続する。一方、全ての点でＮcountがＮth以上であれば、ステップ６０９に進む。
【００７０】
修正限界幅判定ステップ６０９では、ステップ６０７で修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性として求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが、ステップ６０６で決定した修正限界幅の範囲内かどうかを判定する。ここでは、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３により、前述のような手法を用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅内であるか否かを判定する。その結果、修正限界幅外であれば、計算リセットステップ６１０に進み、これまでに得られたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとＮcountの値をステップ６１０でリセットした後に、ステップ６０７から演算をやり直す。一方、修正限界幅内であれば、次のステップ６１１に進む。
【００７１】
ＳＯＣ−ＯＣＶ特性上書きステップ６１１では、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３により、ＳＯＣcontrolの演算に用いるＳＯＣ−ＯＣＶtempを、ステップ６０７で求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedで上書きして出力する。
【００７２】
ＳＯＣ−ＯＣＶ特性保存ステップ６１２では、ステップ６１１で上書きしたＳＯＣ−ＯＣＶtempを記憶部１８０に保存する。
【００７３】
キーオフ判定ステップ６１３では、車両のキーオフ動作が行われたか否かを判定する。キーオフ動作が行われておらず、車両のキーがオン状態のままである場合は、本ステップを繰り返す。キーオフ動作を検出すると、次のステップ６１４へ進む。
【００７４】
電池履歴保存ステップ６１４では、キーオフ動作が行われたときのＳＯＣcontrol、ＳＯＣ−ＯＣＶtemp、ＳＯＨ等の値を、電池の使用履歴情報として記憶部１８０へ保存する。
【００７５】
電池システムオフステップ６１５では、電池システム１００の電源をオフにする。
【００７６】
最後の終了ステップ６１６では、図１２の演算を終了し、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の動作を停止させる。
【００７７】
なお、本実施形態において、ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１によるＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正は、前述のように組電池１１０全体を表す１つのＳＯＣ−ＯＣＶ特性に対して行ってもよいし、組電池１１０内の全ての単電池１１１に対して個別に行ってもよい。組電池１１０では一般に、内部の温度分布が一様ではなく、中央部がもっとも高温となるため、単電池１１１ごとに劣化の進行度に差が生じる。したがって、単電池１１１ごとにＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正を行うことで、温度分布に応じた正確なＳＯＣ−ＯＣＶ特性を得ることが可能となる。
【００７８】
次に、本発明の効果について、以下に図１３、１４を参照して説明する。
【００７９】
図１３は、本発明によるＳＯＣ−ＯＣＶ特性の発散性の抑制効果を説明する図である。図１３において、左側の概念図８０１は、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲内にある場合を示している。この概念図８０１では、修正前のＳＯＣ−ＯＣＶpatternを曲線８０３で示しており、このＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して指定された修正限界幅を二つの破線８０４で示している。また、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の各点を、点８０５に代表される各点で示している。この場合、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点は全て破線８０４で示す修正限界幅の範囲内に存在しているため、図１２の処理フローの修正限界幅判定ステップ６０９では、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅内であると判定される。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性上書きステップ６１１に進み、このステップにおいて、ＳＯＣ−ＯＣＶtempがＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedで上書きされる。これにより、電池の個体バラつきや劣化のバラつきを反映した真値により近いＳＯＣ−ＯＣＶ特性で、電池制御を行うことが可能になる。
【００８０】
一方、直接検知で得られたＯＣＶやＳＯＣの値に測定データの誤差が含まれる場合などは、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedの一部または全部が修正限界幅の範囲外となることも考えられる。図１３において、右側の概念図８０２は、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外にある場合を示している。この概念図８０２では、左側の概念図８０１と同様に、修正前のＳＯＣ−ＯＣＶpatternを曲線８０３で示すとともに、このＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して指定された修正限界幅を二つの破線８０４で示している。また、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の各点を、点８０６に代表される各点で示している。この場合、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点の一部は破線８０４で示す修正限界幅の範囲外に存在しているため、図１２の処理フローの修正限界幅判定ステップ６０９では、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅外であると判定される。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性上書きステップ６１１には進まず、計算リセットステップ６１０においてＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedの値がリセットされる。
【００８１】
誤差が生じたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedによりＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きしてＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正を行うと、実際の電池のＳＯＣに対して直接検知で得られたＳＯＣの誤差が大きい場合には、その誤差が却って拡大してしまう可能性がある。しかしながら、概念図８０２で示したように、本発明では修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正限界幅と比較し、修正限界幅の範囲外である場合には、その修正結果をＳＯＣの算出に反映しないようにする。したがって、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の発散を抑制する事が可能である。
【００８２】
図１４は、本発明によるＳＯＣ演算精度の向上を説明する図である。組電池制御部１５０では、電池の状態に応じた電流、電圧、温度、ＳＯＨ等の各状態値から、所定の演算周期で電池のＯＣＶが算出され、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを用いてＳＯＣcontrolを出力する。ここで、図１４に示すように、電池の劣化や個体ばらつき等によって、一点鎖線で示した初期ＳＯＣ−ＯＣＶ特性からＳＯＣ−ＯＣＶ特性の真値が図中の実線のように変化したとする。このとき取得されたＯＣＶの値をＯＣＶ（ｔ）とすると、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正せずに初期ＳＯＣ−ＯＣＶ特性をそのままＳＯＣ−ＯＣＶtempとして用いた場合のＳＯＣ演算誤差は、図中の符号１４０１で示した範囲の値となる。すなわち、この場合はＳＯＣ−ＯＣＶ特性の劣化とばらつきに対応できておらず、ＳＯＣの演算結果に大きな誤差を生じる。
【００８３】
また、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２に予め格納されたＳＯＣ−ＯＣＶ特性の中からＳＯＨに応じて読み出したＳＯＣ−ＯＣＶpatternをＳＯＣ−ＯＣＶtempとして用いた場合のＳＯＣ演算誤差は、図中の符号１４０２で示した範囲の値となる。すなわち、この場合は電池の劣化を考慮に入れたＳＯＣ−ＯＣＶ特性を用いることで、初期ＳＯＣ−ＯＣＶ特性をそのまま用いた場合と比べてＳＯＣの演算誤差は小さくなるが、電池の個体ばらつきや劣化パターンの予測誤り等によって生じる誤差が残る。
【００８４】
一方、本実施形態で説明したように、直接検知で得られたＳＯＣとＯＣＶの値に基づきＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正して得られたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedをＳＯＣ−ＯＣＶtempとして用いた場合のＳＯＣ演算誤差は、図中の符号１４０３で示した範囲の値となる。すなわち、この場合は電池の個体ばらつきや劣化パターンの予測誤りで生じる誤差を修正しているため、読み出したＳＯＣ−ＯＣＶpatternをそのままＳＯＣ−ＯＣＶtempとして用いた場合と比べて、ＳＯＣ演算誤差の値をさらに小さくすることができる。
【００８５】
なお、直接検知でＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正する場合には、前述のようにΔＳＯＣの原点（基準点）となる点が必要であるが、本実施形態では、この原点としてＳＯＣ−ＯＣＶpattern上の点を用いている。そのため、原点を初期ＳＯＣ−ＯＣＶ特性から得る手法に比べて、修正後のＳＯＣ−ＯＣＶ特性におけるオフセット誤差を小さくすることができる。
【００８６】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、電池の劣化状態に応じたＳＯＣ−ＯＣＶ特性のパターンを呼び出し、それに対する修正限界幅を定めて、実際の電池の測定データからＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正を行っている。これにより、従来の劣化状態に応じたＳＯＣ−ＯＣＶ特性のパターン呼び出しでは対応できない課題を、以下のように解決可能である。
【００８７】
第一に、本発明では電池の個体ばらつきや劣化予知の誤差に対応できる。二次電池の劣化予知は一般に、恒温槽内で一定の充放電パターンをサイクル試験することによって得られる。しかしながら、二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性は製造時のばらつきによって異なることが知られており、従来のパターン呼び出しではこれに対応できない。また、実際の電池の使用履歴（温度・ＳＯＣ・電流など）がサイクル試験の条件と一致することはないため、電池の劣化予知には必ず誤差が生じる。一方、本発明ではパターン呼び出しに直接検知を組み合わせることで、実際の二次電池の特性に一致するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を得ることが可能になる。
【００８８】
第二に、本発明では直接検知と間接検知に影響されない運転履歴を用いたパターン呼び出しと修正限界幅を用いることによって、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の発散性を判断することが可能になる。そのため、車外の電源やセンサを用いることなく、車両の運転中に電池システムの信号のみによってＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正が可能である。
【００８９】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００９０】
（１）ＳＯＣ演算システム１５５は、二次電池である単電池１１１や組電池１１０の充電率（ＳＯＣ）と電圧（ＯＣＶ）との関係を表すＳＯＣ−ＯＣＶ特性からこれらの電池のＳＯＣを求める電池制御装置として機能する。ＳＯＣ演算システム１５５におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、電池の使用履歴情報に基づいて、予め記憶された複数のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の中から第一の特性（ＳＯＣ−ＯＣＶpattern）を呼び出すパターン呼び出し部５１０と、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対する修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する修正限界幅指定部５２０と、電池の電流値Ｉおよび電圧値ＯＣＶに基づいて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正限界幅に応じて修正した第二の特性（ＳＯＣ−ＯＣＶtemp）を作成する直接検知修正部５３０とを備える。ＳＯＣ演算システム１５５におけるＳＯＣ演算部１５２は、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを用いて電池のＳＯＣを求める。このようにしたので、電池の劣化や個体ばらつきによってＳＯＣ−ＯＣＶ特性が変化した場合でも、ＳＯＣを高精度に演算することができる。
【００９１】
（２）パターン呼び出し部５１０は、電池の劣化状態（ＳＯＨ）を電池の使用履歴情報として用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出す。このようにしたので、電池の劣化状態に応じて適切なＳＯＣ−ＯＣＶpatternを簡易に呼び出すことができる。
【００９２】
（３）修正限界幅指定部５２０は、図５で示したように、各ＳＯＣに対する一定のＯＣＶ幅、または各ＯＣＶに対する一定のＳＯＣ幅を、修正限界幅として指定する。このようにしたので、電池の製造ばらつきや劣化状態のばらつきに応じた修正限界幅を簡易に指定することができる。
【００９３】
（４）ＳＯＣ演算システム１５５は、電池の電流値Ｉおよび電圧値ＣＣＶに基づいて、電池の開放電圧値ＯＣＶおよび分極電圧値Ｖpを計算するＯＣＶ演算部１５３をさらに備える。直接検知修正部５３０は、図９で説明したように、電流値Ｉと分極電圧値Ｖpが予め定めた閾値よりそれぞれ小さいときの電池の開放電圧値ＯＣＶを所定の時間範囲内で複数回取得し（ＯＣＶ1，ＯＣＶ2）、取得した各開放電圧値ＯＣＶ1，ＯＣＶ2と、各開放電圧値の取得期間における電流積算値と、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternとを用いて、前述の式（２）、（３）によりＳＯＣを求め、これを用いてＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを作成することで、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを作成する。このようにしたので、直接検知により取得したＯＣＶとＳＯＣの値からＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正し、電池の状態に応じた適切なＳＯＣ−ＯＣＶtempを作成することができる。
【００９４】
（５）直接検知修正部５３０は、図８に示した構成により、電池の電流値Ｉおよび電圧値ＯＣＶに基づいてＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正し、修正後のＳＯＣ−ＯＣＶpatternを表すＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを修正限界幅の範囲内で制限することにより、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを作成する。このようにしたので、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを電池の状態に応じて適切に修正しつつ、修正結果の発散を抑制することができる。
【００９５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態では、修正限界幅指定部５２０において、全てのＳＯＣにおいて一定のＯＣＶ幅、または全てのＯＣＶにおいて一定のＳＯＣ幅を、修正限界幅として指定する例を説明した。これに対して、以下の第２の実施形態では、ＳＯＣごとに異なるＯＣＶ幅、またはＯＣＶごとに異なるＳＯＣ幅を、修正限界幅として指定する例を説明する。
【００９６】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、修正限界幅指定部５２０に替えて修正限界幅指定部５２０ａを備える点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００９７】
修正限界幅指定部５２０ａは、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して直接検知修正部５３０が行う修正の許容範囲を定める修正限界幅を指定する。図１６は、本発明の第２の実施形態に係る修正限界幅指定部５２０ａが指定する修正限界幅の例を示す図である。本実施形態では、修正限界幅指定部５２０ａは、例えば図１６に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＳＯＣに対して、ＳＯＣの値ごとに異なるＯＣＶ幅を修正限界幅として指定する。このＯＣＶ幅は、例えば予め複数の電池について新品と劣化状態でのＳＯＣ−ＯＣＶ特性をそれぞれ取得し、その個体差に対応して設定される。これにより、ばらつきが生じやすいＳＯＣ領域では比較的大きな修正限界幅を設定して、実際のばらつきに対応してＳＯＣ−ＯＣＶpatternを適切に修正するとともに、ばらつきが小さいＳＯＣ領域では比較的小さな修正限界幅を設定して、各種誤差によってＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正結果が発散するのをより細かく防止できる。
【００９８】
なお、図１６ではＳＯＣの値ごとに異なるＯＣＶ幅を修正限界幅として指定する例を示したが、第１の実施形態において図５の右図で示したように、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの各ＯＣＶに対してＳＯＣの範囲を修正限界幅として指定する際に、ＯＣＶの値ごとに異なるＳＯＣ幅を修正限界幅として指定することとしてもよい。この場合でも上記と同様に、実際のばらつきに対応してＳＯＣ−ＯＣＶpatternを適切に修正するとともに、各種誤差によってＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正結果が発散するのをより細かく防止できる。
【００９９】
図１７は、本発明の第２の実施形態による効果を第１の実施形態と比較して説明する図である。ここでは、図１７の左図において示すように、二重線で示したＳＯＣ−ＯＣＶ真値に対して、第１の実施形態と本実施形態で実線のようなＳＯＣ−ＯＣＶpatternがそれぞれ呼び出され、同じＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが演算された場合を考える。
【０１００】
第１の実施形態では、図１７の中央図に示すように、一定のＯＣＶ幅で修正限界幅が与えられる。ここで、符号１７０１に示すＳＯＣが高い領域は、劣化や製造誤差によるＳＯＣ−ＯＣＶ特性のばらつきが大きな領域であるとする。この領域１７０１において、図中に示したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点がＳＯＣ−ＯＣＶpatternから外れた場合を考える。この場合、第１の実施形態では、固定のＯＣＶ幅で修正限界幅が与えられるため、修正限界幅が小さいと、領域１７０１においてＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲外となり、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われない。したがって、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きすることができない。
【０１０１】
一方、本実施形態では、図１７の右図に示すように、各ＳＯＣでのＳＯＣ−ＯＣＶ特性のばらつきに対応したＯＣＶ幅で修正限界幅が与えられる。そのため、領域１７０１においてＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲内となることで、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正を行ってＳＯＣ−ＯＣＶtempを得ることができる。その結果、電池の状態をより正確に反映したＳＯＣ−ＯＣＶ特性を、上書きされたＳＯＣ−ＯＣＶtempとして得ることが可能となり、ＳＯＣを正確に演算することができる。
【０１０２】
また、符号１７０２に示すＳＯＣが中程度の領域は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性のばらつきが小さな領域であるとする。第１の実施形態では、固定のＯＣＶ幅で修正限界幅が与えられることから、前述の領域１７０１でＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われるようにするためには、この領域１７０２でも修正限界幅を大きく設定する必要がある。したがって、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを必要以上に修正してしまう可能性が生じる。
【０１０３】
一方、本実施形態では、図１７の右図に示すように、各ＳＯＣでのＳＯＣ−ＯＣＶ特性のばらつきに対応したＯＣＶ幅で修正限界幅が与えられる。そのため、領域１７０１では修正限界幅を大きく設定しつつ、領域１７０２では修正限界幅を小さく設定することが可能となり、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを必要以上に修正してしまう可能性を排除できる。すなわち、測定上の誤差などによって真値から外れたＯＣＶとＳＯＣの関係が直接検知により取得された際に、これに基づいてＳＯＣ−ＯＣＶ特性が修正されてしまうのを排除することができる。その結果、誤差が大きなＳＯＣ−ＯＣＶ特性がＳＯＣ−ＯＣＶtempとされてしまうことを防止して、ＳＯＣを正確に演算することができる。
【０１０４】
本実施形態では、以上説明したような２つの効果が得られ、その結果として、第１の実施形態よりもＳＯＣ−ＯＣＶの真値により近いＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書き可能である。
【０１０５】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明したものに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【０１０６】
（６）修正限界幅指定部５２０ａは、図１６、１７で示したように、予め定められたＳＯＣごとに異なるＯＣＶ幅、または予め定められたＯＣＶごとに異なるＳＯＣ幅を、修正限界幅として指定する。このようにしたので、実際の電池の製造ばらつきや劣化状態のばらつきに対応して修正限界幅を細かく指定できるため、ＳＯＣをより高精度に演算することが可能となる。
【０１０７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。前述の第１、第２の各実施形態では、修正限界幅指定部５２０，５２０ａにおいて、電池の劣化状態によらず一定の修正限界幅をそれぞれ指定する例を説明した。これに対して、以下の第３の実施形態では、電池の運転履歴に応じて修正限界幅を変化させる例を説明する。
【０１０８】
図１８は、本発明の第３の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、パターン呼び出し部５１０および修正限界幅指定部５２０にそれぞれ替えて、パターン呼び出し部５１０ｂおよび修正限界幅指定部５２０ｂを備える点と、修正限界幅ライブラリ５２１をさらに備える点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。
【０１０９】
パターン呼び出し部５１０ｂは、第１の実施形態におけるパターン呼び出し部５１０と同様に、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを出力する。さらに加えて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternをＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から呼び出した際の電池の劣化パターンの判定結果を、パターン判定結果として出力する。
【０１１０】
修正限界幅指定部５２０ｂは、上記のパターン判定結果を入力し、これに基づいて、修正限界幅ライブラリ５２１に予め記憶された複数の修正限界幅の中から、その劣化パターンに対応する修正限界幅を呼び出して取得する。そして、取得した修正限界幅を直接検知修正部５３０に対して指定する。
【０１１１】
修正限界幅ライブラリ５２１は、様々な電池の劣化パターンに対応する修正限界幅のデータベースを有している。例えば、複数の電池に対して異なる条件の劣化試験をそれぞれ行い、このとき同じＳＯＨとなった電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性同士の差を求めることで、劣化パターンに応じた修正限界幅を予め取得しておき、その関係をデータベース化することにより、修正限界幅ライブラリ５２１を構築することができる。すなわち、実際に電池の劣化と個体ばらつきによって同一ＯＣＶに対して取り得るＳＯＣの変動量を、電池の劣化状態に応じて予め取得しておくことにより、修正限界幅ライブラリ５２１の内容を決めることができる。
【０１１２】
修正限界幅は、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternと真のＳＯＣ−ＯＣＶ特性との間で見込まれる誤差として決定される。この誤差は、電池の製造バラつきと劣化パターンの判定誤差によって生じる。劣化パターンの判定誤差は、電池の運転履歴が長くなるほど拡大するため、第１、第２の各実施形態では、運転履歴が短い条件から長い条件まで適切に機能するように、劣化パターンの見積もり誤差のマージンを修正限界幅に含める必要がある。
【０１１３】
一方、本実施形態において修正限界幅指定部５２０ｂが決める修正限界幅は、電池の運転履歴に応じて変化する。図１９は、本発明の第３の実施形態に係る修正限界幅指定部５２０ｂが指定する修正限界幅の例を示す図である。本実施形態では、図１９に示すように、電池の劣化が進行するにしたがって拡大する劣化パターンの見積もり誤差のマージンに対応するため、修正限界幅指定部５２０ｂが指定する修正限界幅を電池の運転履歴に応じて徐々に拡大する。これにより、電池間のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の差が小さな新品に近い状態では、修正限界幅を小さくしてＳＯＣ−ＯＣＶ特性の発散性を抑えるとともに、電池間のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の差が大きくなる劣化状態では、修正限界幅を大きくして各電池のばらつきに対応した制御を行うことができる。
【０１１４】
図２０は、本発明の第３の実施形態による効果を第２の実施形態と比較して説明する図である。ここでは、図２０の上段および下段の左図においてそれぞれ示すように、二重線で示したＳＯＣ−ＯＣＶ真値に対して、第２の実施形態と本実施形態で実線のようなＳＯＣ−ＯＣＶpatternがそれぞれ呼び出され、同じＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが演算された場合を考える。ここで、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedは、何らかの誤差要因により、図２０の上段および下段の中央図および右図において符号２００１でそれぞれ示すＳＯＣが高い領域で、ＳＯＣ−ＯＣＶ真値よりも高いＯＣＶを持っているとする。そのため、領域２００１では劣化パターンの見積もり誤差のマージンを大きくして、修正限界幅を設定する必要がある。
【０１１５】
第２の実施形態では、電池の運転履歴に関わらず、劣化パターンの見積もり誤差のマージンを一定として修正限界幅が設定される。そのため、電池の運転履歴が短い場合には、図２０の上段中央図に示すように、領域２００１での修正制限幅が相対的に広く設定され、図中に示したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲内に入る。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われてＳＯＣ−ＯＣＶtempが上書きされる。
【０１１６】
一方、本実施形態では、電池の運転履歴が短い場合には、劣化パターンの見積もり誤差のマージンを小さくして修正限界幅が設定される。そのため、この場合は図２０の上段右図に示すように、領域２００１での修正限界幅が第２の実施形態よりも狭く設定され、図中に示したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲外となる。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われず、ＳＯＣ−ＯＣＶtempは上書きされない。したがって、本実施形態ではより正確なＳＯＣが得られる。
【０１１７】
また、第２の実施形態において、電池の運転履歴が十分長い場合には、図２０の下段中央図に示すように、領域２００１での修正制限幅が相対的に狭く設定され、図中に示したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲外となる。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われず、ＳＯＣ−ＯＣＶtempが上書きされない。
【０１１８】
一方、本実施形態では、電池の運転履歴が十分長い場合には、劣化パターンの見積もり誤差のマージンを大きくして修正限界幅が設定される。そのため、この場合は図２０の下段右図に示すように、領域２００１での修正限界幅が第２の実施形態よりも広く設定され、図中に示したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲内に入る。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正を行い、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きすることができる。したがって、本実施形態ではより正確なＳＯＣが得られる。
【０１１９】
以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態で説明したものに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【０１２０】
（７）修正限界幅指定部５２０ｂは、図１９、２０で示したように、電池の使用履歴に応じて修正限界幅を変化させる。具体的には、修正限界幅指定部５２０ｂは、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternに基づいて、修正限界幅ライブラリ５２１に予め記憶された複数の修正限界幅の中からいずれかを選択することで、電池の運転履歴に応じて修正限界幅を変化させる。このようにしたので、電池の運転履歴に応じて生じる劣化パターンの判定誤差の変化に対応して修正限界幅を変化できるため、ＳＯＣをより高精度に演算することが可能となる。
【０１２１】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。前述の第１〜第３の各実施形態では、パターン呼び出し部５１０において、電池の使用履歴情報としてＳＯＨを用いて電池の劣化パターンを判定し、その劣化パターンに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を呼び出してＳＯＣ−ＯＣＶpatternを出力する例を説明した。これに対して、以下の第４の実施形態では、ＳＯＨだけでなく、複数の情報を電池の使用履歴情報として用いて、劣化パターンの判定を行う例を説明する。
【０１２２】
図２１は、本発明の第４の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、パターン呼び出し部５１０に替えてパターン呼び出し部５１０ｃを備える点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。
【０１２３】
パターン呼び出し部５１０ｃは、電池の使用履歴情報として複数の情報、例えばＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴を入力とし、これらの情報に基づいて電池の劣化パターンを判定し、予め記憶された複数のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の中から、その劣化パターンに対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を呼び出す。そして、呼び出したＳＯＣ−ＯＣＶ特性の情報をＳＯＣ−ＯＣＶpatternとして出力する。
【０１２４】
図２２は、本発明の第４の実施形態に係るパターン呼び出し部５１０ｃの構成を示す図である。パターン呼び出し部５１０ｃは、パターン判定部５１１ｃと、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃとを有する。
【０１２５】
パターン判定部５１１ｃは、電池の使用履歴情報として入力された各情報、すなわちＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴に基づいてパターン判定を行い、そのパターン判定結果に対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃから検索して呼び出す。そして、呼び出したＳＯＣ−ＯＣＶ特性からＳＯＣ−ＯＣＶpatternを生成し、出力する。
【０１２６】
ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃは、パターン判定部５１１ｃに入力される各情報、すなわちＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴の値の組み合わせごとに、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性のデータベースを有している。例えば、これらの情報を４つの軸にそれぞれ対応付け、この４つの軸で表現される座標値ごとにＳＯＣ−ＯＣＶ特性を関連付けたものを、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性のデータベースとして記憶する。この場合、パターン判定部５１１ｃは、パターン判定結果に基づいて座標値を特定し、この座標値に対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃから検索して呼び出すことで、入力された使用履歴情報に対応するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を取得する。
【０１２７】
図２３は、本発明の第４の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃが有するＳＯＣ−ＯＣＶ特性の例を示す図である。図２３では、ＳＯＨの値が１００％、１２０％、１４０％、・・・の各場合について、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴の値の組み合わせごとに、それぞれ異なるＳＯＣ−ＯＣＶ特性がＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃに記憶されていることを示している。ここで、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃは、例えば各単電池１１１に対して、ＳＯＨ、電流、温度、ＳＯＣの４つの条件をそれぞれ変化させて劣化試験を行うことで、これらの条件の組み合わせごとに各単電池１１１の劣化が進んだときのＳＯＣとＯＣＶの関係を予め取得しておき、その関係をデータベース化することによって実現できる。
【０１２８】
なお、上記ではパターン呼び出し部５１０ｃにおいて、電池の使用履歴情報としてＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴を用いて、電池の劣化状態に対応するＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出す例を説明したが、必ずしもこれらの情報を全て用いる必要はない。すなわち、パターン呼び出し部５１０ｃは、ＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴の少なくともいずれか一つを電池の使用履歴情報として用いて、電池の劣化状態に対応するＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出すことが可能である。なお、ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２ｃには、電池の使用履歴情報としてパターン呼び出し部５１０ｃに入力され、パターン判定部５１１ｃにおいてパターン判定を行う際に利用される情報の組み合わせごとに、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を記憶しておけばよい。ここで、第１の実施形態で説明したパターン呼び出し部５１０は、ＳＯＨのみを電池の使用履歴情報として用いた場合に相当する。また、ＳＯＨ、電流履歴、温度履歴およびＳＯＣ履歴以外の情報を電池の使用履歴情報として用いてもよい。
【０１２９】
図２４は、本発明の第４の実施形態による効果を第１の実施形態と比較して説明する図である。ここでは、図２４の左図において二重線で示したＳＯＣ−ＯＣＶ真値に対して、第１の実施形態と第４の実施形態では、図２４の中央図と右図にそれぞれ示したように、異なるＳＯＣ−ＯＣＶpatternが呼び出された場合を考える。
【０１３０】
本実施形態では、複数の情報を電池の使用履歴情報として用いているため、電池の運転履歴を詳細に捉えることができる。そのため、図２４から分かるように、第１の実施形態と比べて、ＳＯＣ−ＯＣＶ真値により近いＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出すことができる。なお、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedは少なくとも１つの点を原点としてＳＯＣ−ＯＣＶpatternから取得するため、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternが異なれば一般には一致しない。したがって、図２４の中央図と右図の各点に示すように、第１の実施形態と本実施形態では、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが異なっている。
【０１３１】
本実施形態では、上記のように複数の情報を電池の使用履歴情報として用いることで、劣化パターンに対してより詳細な予測を行い、真値に近いＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出すことができる。そのため、劣化パターンの見積もり誤差のマージンを小さくして修正限界幅を設定することが可能となり、修正限界幅を狭めることができる。したがって、第１の実施形態ではＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲内に入り、そのためＳＯＣ−ＯＣＶtempが上書きされてしまうような演算誤差が生じた場合でも、本実施形態ではＳＯＣ−ＯＣＶtempの上書きを防止することができる。その結果、本実施形態ではより精度が高いＳＯＣが得られる。
【０１３２】
以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態で説明したものに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【０１３３】
（８）パターン呼び出し部５１０ｃは、図２３、２４で説明したように、電池の劣化状態（ＳＯＨ）、電流履歴、温度履歴および充電率（ＳＯＣ）履歴の少なくともいずれか一つを電池の使用履歴情報として用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出す。このようにしたので、電池の劣化状態に応じてより適切なＳＯＣ−ＯＣＶpatternを呼び出すことができるため、ＳＯＣをより高精度に演算することが可能となる。
【０１３４】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。前述の第１〜第４の各実施形態では、直接検知修正部５３０において、直接検知で得たＯＣＶとＳＯＣに基づいてＳＯＣ−ＯＣＶpatternを修正して求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅以内であるか否かを判定し、修正限界幅以内である場合にＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きする例を説明した。これに対して、以下の第５の実施形態では、現在の制御で使用されているＳＯＣ−ＯＣＶtempとの差分をさらに考慮して、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを上書きするか否かを判断する例を説明する。
【０１３５】
図２５は、本発明の第５の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、修正限界幅指定部５２０および直接検知修正部５３０にそれぞれ替えて、修正限界幅指定部５２０ｄおよび直接検知修正部５３０ｄを備える点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。
【０１３６】
修正限界幅指定部５２０ｄは、第１の実施形態における修正限界幅指定部５２０と同様に、予め記憶された複数の修正限界幅の中から、電池の劣化パターンに対応する修正限界幅を呼び出して取得する。そして、直接検知修正部５３０ｄに対して、取得した修正限界幅を修正限界幅（パターン）として出力する。さらに加えて、前回の処理でＳＯＣ−ＯＣＶtempが上書きされた際の修正限界幅を、修正限界幅（前回値）として出力する。この修正限界幅（前回値）は、直接検知で取得したＯＣＶとＳＯＣにおいてセンサ誤差などにより短期的に大きな変動が生じた場合に、直接検知修正部５３０ｄにおいてこれを検知するための指標として用いられる。
【０１３７】
直接検知修正部５３０ｄは、電流ＩおよびＯＣＶに基づいて、パターン呼び出し部５１０から出力されるＳＯＣ−ＯＣＶpatternを、修正限界幅指定部５２０ｄにより指定された修正限界幅（パターン）および修正限界幅（前回値）に応じて修正する。そして、修正結果をＳＯＣ−ＯＣＶtempとして出力する。
【０１３８】
図２６は、本発明の第５の実施形態に係る直接検知修正部５３０ｄの機能構成を示す図である。直接検知修正部５３０ｄは、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３に替えてＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３ｄを備える点以外は、第１の実施形態で説明した直接検知修正部５３０と同様の構成を有している。
【０１３９】
ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３ｄは、修正限界幅指定部５２０ｄから入力される修正限界幅（パターン）および修正限界幅（前回値）と、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２から入力される各点での修正回数を表す数列Ｎcountと、前回の処理におけるＳＯＣ−ＯＣＶtempの値であるＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1とを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性の上書きタイミングを判定する。そして、上書きタイミングであると判断したら、ＳＯＣ−ＯＣＶtempをＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedで上書きして出力する。
【０１４０】
以下では、図２７に示すフローチャートを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３ｄの詳細を説明する。図２７は、本発明の第５の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の処理フローを示すフローチャートである。
【０１４１】
ステップ６０１〜６０９では、第１の実施形態で説明した図１２のフローチャートと同様の処理をそれぞれ実施する。このとき、修正限界幅判定ステップ６０９では、修正限界幅指定部５２０ｄから入力される修正限界幅（パターン）を用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３ｄにより、第１の実施形態で説明したような判定を行う。その結果、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅（パターン）の範囲内であると判定した場合はステップ６１９へ進み、修正限界幅（パターン）の範囲外であると判定した場合はステップ６１０に進む。
【０１４２】
前回修正限界幅判定ステップ６１９では、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３ｄにより、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅（前回値）の範囲内であるか否かを判定する。ここでは例えば、第１の実施形態で説明した評価式（６）のＯＣＶ’pattern,iをＯＣＶ’temp,z-1,iで置き換えた以下の評価式（７）により、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点、および、その点から下ろした垂線とＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1上の二点間を結ぶ線分との交点について、これらの点のＯＣＶの二乗差を修正限界幅（前回値）と比較して評価する。なお、評価式（７）におけるＯＣＶ’temp,z-1,iの値は、上記交点のＯＣＶの値を表している。
【０１４３】
【数７】
2020085011.tif 000009
【０１４４】
ステップ６１９でＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅（前回値）の範囲外と判定された場合は、計算リセットステップ６１０に進み、これまでに得られたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとＮcountの値をステップ６１０でリセットした後に、ステップ６０７から演算をやり直す。一方、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅（前回値）の範囲内であれば、次のステップ６１１に進む。ステップ６１１以降では、第１の実施形態で説明した図１２のフローチャートと同様の処理をそれぞれ実施する。
【０１４５】
本実施形態では、ステップ６１９で上記のような処理を行うことにより、直接検知で求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedがＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1、すなわち前回の処理で得られたＳＯＣ−ＯＣＶtempから大きく変わっているか否かを判定する。その結果、大きく変わっている場合には、センサ誤差などによって生じた電池の状態によらないＳＯＣ−ＯＣＶ特性の変動であると判断して、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性上書きステップ６１１を実行せずに、ステップ６０７に戻って演算をやり直すようにしている。これにより、第１の実施形態と比べて、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性が急激に変動してＳＯＣの演算結果が発散するのを抑制することができる。
【０１４６】
なお、電池が長時間使用されなかった場合は、電池の状態が前回の処理時点よりも大きく変わることが予想される。そのため、前回の処理を行ってからの経過時間が所定の閾値よりも長い場合は、ステップ６１９の処理を省略してもよい。
【０１４７】
図２８は、本発明の第５の実施形態による効果を説明する図である。ここでは、図２８の左図において二重線で示したＳＯＣ−ＯＣＶ真値に対して、破線で示したようなＳＯＣ−ＯＣＶ特性が前回の処理で求められており、これをＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1とした場合を考える。また、図２８の左図において符号２８０１で示すＳＯＣが高い領域で、図２８の中央図および右図の各点でそれぞれ示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1よりも高いＯＣＶを持つＯＣＶとＳＯＣの組み合わせがＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとして検知された場合を考える。
【０１４８】
図２８の中央図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅（パターン）の範囲内にある場合、第１〜第４の各実施形態では、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われてＳＯＣ−ＯＣＶtempが上書きされる。したがって、前述の領域２８０１において何らかの原因により誤差の大きなＯＣＶが検知されていたとすると、この領域におけるＳＯＣの演算精度は、前回の処理で得られたＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1を用いた場合よりも悪化してしまう。
【０１４９】
一方、本実施形態では、さらに図２７で説明したステップ６１９の処理が行われることで、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点がＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1に対する修正限界幅（前回値）の範囲内であるか否かが判定される。その結果、図２８の右図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅（前回値）の範囲外である場合には、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われず、ＳＯＣ−ＯＣＶtempは上書きされない。したがって、本実施形態ではＳＯＣの演算精度を向上させることが可能である。
【０１５０】
以上説明した本発明の第５の実施形態によれば、第１〜第４の実施形態で説明したものに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【０１５１】
（９）修正限界幅指定部５２０ｄは、直接検知修正部５３０ｄが過去（前回）に作成したＳＯＣ−ＯＣＶtempであるＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1に対する修正の許容範囲を定める修正限界幅（前回値）を指定する。直接検知修正部５３０ｄは、図２７、２８で説明したように、修正限界幅指定部５２０ｄが今回のＳＯＣ−ＯＣＶpatternに対して指定した修正限界幅（パターン）と、修正限界幅指定部５２０ｄが過去のＳＯＣ−ＯＣＶtemp,z-1に対して指定した修正限界幅（前回値）とを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶtempを作成する。このようにしたので、センサ誤差などによってＳＯＣ−ＯＣＶ特性が急激に変動した場合でも、ＳＯＣの演算結果が発散するのを抑制できるため、ＳＯＣをより高精度に演算することが可能となる。
【０１５２】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。前述の第１〜第５の各実施形態では、直接検知で得たＯＣＶとＳＯＣから求めたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外である場合、計算結果をリセットして演算をやり直す例を説明した。これに対して、以下の第６の実施形態では、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外で収束している場合には、電池の劣化パターンの判定に誤りがあったと判断して、電池の運転履歴を更新する例を説明する。
【０１５３】
図２９は、本発明の第６の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の機能構成を示す図である。本実施形態におけるＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１は、直接検知修正部５３０に替えて直接検知修正部５３０ｅを備える点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。
【０１５４】
直接検知修正部５３０ｅは、第１の実施形態における直接検知修正部５３０と同様に、電流ＩおよびＯＣＶに基づいて、パターン呼び出し部５１０から出力されるＳＯＣ−ＯＣＶpatternを、修正限界幅指定部５２０ｄにより指定された修正限界幅に応じて修正する。そして、修正結果をＳＯＣ−ＯＣＶtempとして出力する。さらに加えて、修正限界幅の範囲外であると判定されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが所定の収束条件を満たすか否かを判断し、収束条件を満たすと判断した場合は、電池の運転履歴を更新する。
【０１５５】
図３０は、本発明の第６の実施形態に係る直接検知修正部５３０ｅの機能構成を示す図である。直接検知修正部５３０ｅは、ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４をさらに備える点以外は、第１の実施形態で説明した直接検知修正部５３０と同様の構成を有している。
【０１５６】
ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４には、ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部５３２から出力されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedのうち、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３において修正限界幅の範囲外と判定されたものが入力される。ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４は、入力されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを複数回分保存しておき、これらが所定の収束条件を満たすか否かを判定する。その結果、収束条件を満たすと判定した場合は、保存したＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに基づいて電池の使用履歴情報であるＳＯＨを更新し、更新後のＳＯＨを出力する。なお、第４の実施形態で説明したように、ＳＯＨ以外の情報、例えば電流履歴、温度履歴、ＳＯＣ履歴などを電池の使用履歴情報として利用する場合には、これらの情報を更新してもよい。
【０１５７】
図３１は、ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４の機能構成を示す図である。ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４は、幅外カウント部５３５および運転履歴判定部５３６を有する。
【０１５８】
幅外カウント部５３５は、ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部５３３において修正限界幅の範囲外であると判定されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを、直近の所定回数分保存する。そして、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedの連続保存数、すなわち修正限界幅の範囲外と判定された連続回数Ｎerrorをカウントし、この連続回数Ｎerrorが所定の閾値を超えたときに、それまでに保存した複数回分のＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに対して、その平均と分散を計算し、それぞれの計算結果を平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedおよび分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとして出力する。
【０１５９】
運転履歴判定部５３６は、幅外カウント部５３５が計算して出力した平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedおよび分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを入力とし、これらの入力に基づいて更新後の電池の使用履歴情報（例えばＳＯＨ）を出力する。具体的には、運転履歴判定部５３６は、分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが所定の閾値以内であるか否かを判定し、閾値以内であれば、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外で収束していると判定する。そして、平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに最も類似するＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から検索し、そのＳＯＣ−ＯＣＶ特性に対応するＳＯＨを、更新後の使用履歴情報として出力する。このとき、平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに最も類似するＳＯＣ−ＯＣＶ特性の検索は、例えば第１の実施形態で説明した評価式（６）と同様のものを用いて行うことができる。すなわち、平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに対して、各ＳＯＣ点でのＯＣＶ差の二乗和が最も小さくなるＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ５１２から検索することで、最も類似するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を検索することができる。
【０１６０】
以下では、図３２に示すフローチャートを用いて、ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部５３４の詳細を説明する。図３２は、本発明の第６の実施形態に係るＳＯＣ−ＯＣＶ修正部１５１の処理フローを示すフローチャートである。
【０１６１】
ステップ６０１〜６０９では、第１の実施形態で説明した図１２のフローチャートと同様の処理をそれぞれ実施する。修正限界幅判定ステップ６０９において、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲内であると判定した場合はステップ６１１へ進み、修正限界幅の範囲外であると判定した場合はステップ６１７に進む。ステップ６１１に進んだ場合、ステップ６１１以降では、第１の実施形態で説明した図１２のフローチャートと同様の処理をそれぞれ実施する。
【０１６２】
収束判定ステップ６１７では、幅外カウント部５３５および運転履歴判定部５３６により、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外で収束したか否かを判定する。ここでは、前述のような収束条件を用いて収束判定ステップ６１７を行う。すなわち、幅外カウント部５３５では、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外であると連続して判定された回数をカウントした連続回数Ｎerrorを所定の閾値と比較して、連続回数Ｎerrorが閾値を超えると、収束条件を満たしたと判定する。また、運転履歴判定部５３６では、幅外カウント部５３５が計算した分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedを所定の閾値と比較して、分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが閾値以内であれば、収束条件を満たしたと判定する。その結果、これらの収束条件を満たした場合はステップ６１８に進み、いずれかの収束条件を満たさない場合はステップ６１０に進む。ステップ６１０に進んだ場合は、これまでに得られたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとＮcountの値をステップ６１０でリセットした後に、ステップ６０７から演算をやり直す。
【０１６３】
運転履歴変更ステップ６１８では、運転履歴判定部５３６により、電池の運転履歴を表す使用履歴情報を変更する。ここでは前述のように、幅外カウント部５３５が計算した平均ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに最も類似するＳＯＣ−ＯＣＶ特性を検索し、そのＳＯＣ−ＯＣＶ特性に対応するＳＯＨを出力することで、使用履歴情報を変更する。ステップ６１８で使用履歴情報の変更を終えたら、パターンＳＯＣ−ＯＣＶ読み出しステップ６０５に戻り、ステップ６１８で検索されたＳＯＣ−ＯＣＶ特性をＳＯＣ−ＯＣＶpatternとしてメモリに保存した後、ステップ６０６以降の処理を繰り返す。
【０１６４】
本実施形態では、ステップ６１７、６１８で上記のような処理をそれぞれ行うことにより、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外で収束しているか否かを判定する。その結果、修正限界幅の範囲外で収束している場合には、電池の劣化パターンの判定に誤りがあったと判断して、電池の運転履歴を更新するようにしている。これにより、第１の実施形態と比べて、ＳＯＣの演算結果が発散するのを抑えながら、電池の劣化パターンの見積もり誤りを修正できる。また、この手法を用いることで、運転履歴から判断した電池の劣化パターンと、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedから想定される運転履歴との違いから、電池の想定外な劣化を検知することが可能となる。そのため、これを利用して電池の故障判定を行うこともできる。
【０１６５】
図３３は、本発明の第６の実施形態による効果を説明する図である。ここでは、図３３の左図において二重線で示したＳＯＣ−ＯＣＶ真値に対して、符号３３０１で示すＳＯＣが高い領域で、図３３の中央図の各点で示すように、修正限界幅の範囲外となるＯＣＶとＳＯＣの組み合わせがＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとして検知された場合を考える。
【０１６６】
図３３の中央図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed上の点が修正限界幅の範囲外にある場合、第１〜第５の各実施形態では、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternの修正が行われず、ＳＯＣ−ＯＣＶtempは上書きされない。このとき、ＳＯＣ−ＯＣＶpatternとＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedとの差異が測定誤差などの短期的に変動する要因ではなく、電池の運転履歴の誤りや不足などを原因とした劣化パターンの判定誤差によって生じたものである場合には、図１２や図２７のステップ６０９が否定判定され続ける。その結果、ステップ６０７〜６１０のサイクルが繰り返され、ＳＯＣ−ＯＣＶtempの更新が停止してしまう可能性がある。
【０１６７】
一方、本実施形態では、ステップ６０９が否定判定された場合、図３２で説明したステップ６１７の処理が行われることで、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外で収束したか否かが判定される。そして、収束したと判定された場合はさらにステップ６１８の処理が行われることで、それまでに検知されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに基づいて、電池の運転履歴が変更される。その結果、図３３の右図に示すように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが変更後の運転履歴に応じて設定された修正限界幅の範囲内となり、ＳＯＣ−ＯＣＶtempが更新されてＳＯＣの演算を継続することが可能となる。
【０１６８】
なお、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedは、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern上の少なくとも１つの点を原点として取得される。そのため、運転履歴の更新前と更新後では、一般的にＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedは一致しない。したがって、運転履歴の更新によりＳＯＣ−ＯＣＶ特性の修正が可能となり、ＳＯＣの演算精度が向上する。
【０１６９】
以上説明した本発明の第６の実施形態によれば、第１〜第５の実施形態で説明したものに加えて、さらに以下の作用効果を奏する。
【０１７０】
（１０）直接検知修正部５３０ｅは、修正限界幅の範囲外の部分を含む修正後のＳＯＣ−ＯＣＶpattern、すなわちＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedに基づいて、電池の使用履歴情報を更新する。具体的には、直接検知修正部５３０ｅは、図３２、３３で説明したように、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲内であるか否かを判定し（ステップ６０９）、修正限界幅の範囲外であると判定されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが所定の収束条件を満たす場合に（ステップ６１７：ＹＥＳ）、電池の使用履歴情報を更新する（ステップ６１８）。このようにしたので、電池の劣化パターンを誤って判定した場合でも、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を修正してＳＯＣの演算を継続できるため、ＳＯＣの演算精度を向上することが可能となる。
【０１７１】
（１１）ステップ６１７の判定で用いられる収束条件は、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが修正限界幅の範囲外であると継続して判定された回数が所定回数以上であるという第一の条件と、ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedの分散（分散ＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixed）が所定の閾値以下であるという第二の条件と、のいずれか少なくとも一つを含む。このようにしたので、修正限界幅の範囲外であると判定されたＳＯＣ−ＯＣＶpattern,fixedが所定の収束条件を満たすか否かを正確に判定することができる。
【０１７２】
なお、以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記の各実施形態は、任意に組み合わせて使用することもできる。さらに、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【０１７３】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１８−２０１５２７（２０１８年１０月２６日出願）
【符号の説明】
【０１７４】
１００：電池システム
１１０：組電池
１１１：単電池
１１２：単電池群
１２０：単電池管理部
１２１：単電池制御部
１２２：電圧検出回路
１２３：制御回路
１２４：信号入出力回路
１２５：温度検知部
１３０：電流検知部
１４０：電圧検知部
１５０：組電池制御部
１５１：ＳＯＣ−ＯＣＶ修正部
１５２：ＳＯＣ演算部
１５３：ＯＣＶ演算部
１５４：容量計算部
１５５：ＳＯＣ演算システム
１６０：信号通信手段
１７０：絶縁素子
１８０：記憶部
２００：車両制御部
３００〜３３０：リレー
４００：インバータ
４１０：モータジェネレータ
４２０：充電器
５１０，５１０ｂ，５１０ｃ：パターン呼び出し部
５１１，５１１ｃ：パターン判定部
５１２，５１２ｃ：ＳＯＣ−ＯＣＶライブラリ
５２０，５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｄ：修正限界幅指定部
５２１：修正限界幅ライブラリ
５３０，５３０ｄ，５３０ｅ：直接検知修正部
５３１：修正ＯＣＶペア・積分電流取得部
５３２：ＳＯＣ−ＯＣＶ直接検知修正部
５３３，５３３ｄ：ＳＯＣ−ＯＣＶ上書き判定部
５３４：ＳＯＣ−ＯＣＶ収束判定部
５３５：幅外カウント部
５３６：運転履歴判定部
【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】
2020085011.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2020085011.tif 000027
【図１９】
2020085011.tif 000028
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2020085011.tif 000038
【図３０】
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【図３１】
2020085011.tif 000040
【図３２】
2020085011.tif 000041
【図３３】
2020085011.tif 000042
【国際調査報告】
2020085011.tif 000043
2020085011.tif 000044
2020085011.tif 000045
2020085011.tif 000046