(57)【要約】電池監視システムは、１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む。前記通信装置は、時刻を計時する通信計時部と、前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて前記通信計時部が計時する時刻を補正する補正実行部と、前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信する送信部とを備え、前記電池監視装置は、時刻を計時する監視計時部と、該監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知する補正情報通知部と、前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約する集約部とを備える。
2020084817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムであって、
前記通信装置は、
時刻を計時する通信計時部と、
前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて前記通信計時部が計時する時刻を補正する補正実行部と、
前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信する送信部と
を備え、
前記電池監視装置は、
時刻を計時する監視計時部と、
該監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知する補正情報通知部と、
前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約する集約部と
を備える電池監視システム。
【請求項２】
前記時刻の補正に係る情報は、前記監視計時部が計時する時刻のうち、所定単位の時刻が変化した時に前記補正情報通知部が通知する時刻であり、
前記補正実行部は、前記通信計時部が計時する時刻を、通知された時刻に補正する
請求項１に記載の電池監視システム。
【請求項３】
前記時刻の補正に係る情報は、前記監視計時部が計時する所定単位の時刻が変化した時に前記補正情報通知部が通知する時刻の補正の指示であり、
前記補正実行部は、前記指示を通知された時に、前記通信計時部が計時する前記所定単位未満の時刻のずれを検出して、前記通信計時部が計時する時刻の遅れ又は進みを補正する
請求項１に記載の電池監視システム。
【請求項４】
前記電池監視装置は、前記監視計時部が計時する時刻を外部から取得した時刻に同期させるようにしてある請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電池監視システム。
【請求項５】
前記集約部が前記物理量を集約する集約周期は、前記通信装置が前記物理量を取得する取得周期と同じ周期であり、
前記集約部は、前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて前記集約周期それぞれを代表する時刻に対応付けて集約するようにしてある請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電池監視システム。
【請求項６】
前記電池監視装置は、前記通信装置に前記物理量を集約する周期を通知するようにしてあり、
前記通信装置は、前記電池監視装置から通知された周期で前記物理量を取得するようにしてある
請求項５に記載の電池監視システム。
【請求項７】
前記通信計時部は、１秒以上の単位の時刻を計時する第１計時部と、該第１計時部が計時する時刻に同期して１秒未満の単位の時刻を計時する第２計時部とを含み、
前記補正情報通知部は、前記監視計時部が計時する１秒以上の単位の時刻が変化した時に前記時刻の補正に係る情報を通知し、
前記補正実行部は、前記第１計時部が計時する時刻を補正する
請求項５又は請求項６に記載の電池監視システム。
【請求項８】
前記取得周期は、前記第２計時部が計時する時刻に基づいて計測される１／Ｎ秒（Ｎは２以上の整数）の周期であり、且つ前記第１計時部が計時する時刻が変化する時と同じ時を開始時刻とする周期を含む請求項７に記載の電池監視システム。
【請求項９】
前記通信装置が付加する時刻は、前記取得周期に相当する時間の単位より小さい単位の時刻であり、
前記集約部は、前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて前記集約周期それぞれの開始時刻又は終了時刻の何れかに対応付けて集約するようにしてある
請求項５から請求項８の何れか１項に記載の電池監視システム。
【請求項１０】
前記物理量は、前記二次電池又は前記単位電池の電圧と、前記単位電池の充放電電流とを含み、
前記電池監視装置は、時系列的に集約した前記二次電池又は前記単位電池の電圧と前記単位電池の充放電電流とに基づいて、前記二次電池又は前記単位電池の等価回路モデルのパラメータを推定する推定部を備える
請求項５から請求項９の何れか１項に記載の電池監視システム。
【請求項１１】
前記電池監視装置は、時系列的に集約した前記二次電池又は前記単位電池の充放電電流の絶対値が第１閾値より小さい場合、前記パラメータの推定を禁止する推定禁止部を備える請求項１０に記載の電池監視システム。
【請求項１２】
前記電池監視装置は、隣り合う周期にて集約した前記二次電池又は前記単位電池の充放電電流の差分が第２閾値より小さい場合、前記パラメータの推定を禁止する推定禁止部を備える請求項１０に記載の電池監視システム。
【請求項１３】
前記通信装置は、前記単位電池又は該単位電池に含まれる二次電池の電圧を取得し、
前記電池監視装置は、前記単位電池の充放電電流を取得して自身に集約する
請求項１０から請求項１２の何れか１項に記載の電池監視システム。
【請求項１４】
１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムにて前記電池監視装置に前記物理量を集約する方法であって、
前記通信装置にて、
前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて自身の通信計時部が計時する時刻を補正するステップと、
前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信するステップと
を含み、
前記電池監視装置にて、
自身の監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知するステップと、
前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約するステップと
を含む物理量集約方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池監視システム及び物理量集約方法に関する。本出願は、２０１８年１０月２６日出願の日本出願第２０１８−２０２０６９号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載事項を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、１個あたりの電池電圧及び充放電容量に限りがあるが、二次電池を含む電池モジュールである単位電池を直列に接続した組電池によれば、トータルの電池電圧及び充放電容量を増大させることができる。このような組電池では、各二次電池の内部抵抗、劣化度等の特性の違い、及び電池温度等の使用状態の違いにより、充放電が繰り返される間に二次電池又は単位電池間で充電量（残容量）のバランスが崩れることがある。【０００３】
上記のような原因により充電量のバランスが崩れた状態で充放電を繰り返した場合、各二次電池又は単位電池の充放電時の端子電圧が不均等になってバランスの崩れが助長されたり、劣化による内部抵抗の違いが拡大したりする傾向がある。また、端子電圧が不均等になれば、充電時の端子電圧が最も高い二次電池又は単位電池に合わせて充電し、放電時の端子電圧が最も低い二次電池又は単位電池に合わせて放電しなければならない。場合によっては各二次電池又は単位電池間の容量バランスが調整されることもある。何れにせよ、各二次電池又は単位電池の電池電圧（以下、単に電圧とも言う）及び充放電電流をリアルタイムに且つ正確に把握することが重要となる。【０００４】
これに対し、特許文献１には、組電池の各モジュール電池の＋、−端子に接続された電圧検出回路と、電圧検出回路の出力をデジタル信号に変換してシリアル伝送出力する信号変換回路と、変復調回路と、伝送回路とを備えた電圧計測ユニットを備える組電池の監視装置が記載されている。この監視装置は、各電圧計測ユニットで計測した電圧データにそれぞれのユニットのアドレス番号を付加して、中央制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に伝送する。【０００５】
また、特許文献２には、複数の蓄電池モジュールと、それぞれの蓄電池モジュールと無線通信してこれらを管理する管理装置とを備える組電池システムが記載されている。蓄電池モジュールは、複数直列に接続された二次電池と、各二次電池の電池情報を取得するセル監視部と、該セル監視部からの電池情報を無線により伝送する無線通信部と、制御部とを有する。管理装置は、各蓄電池モジュールに対し、次の計測タイミングを指定する情報を含む計測指示を所定の間隔で送信し、各セル監視部に所定の計測スロットで一斉に電池情報を取得させて、無線通信部から管理装置に送信させるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３９８２９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／１０３００８号
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一態様に係る電池監視システムは、１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムであって、前記通信装置は、時刻を計時する通信計時部と、前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて前記通信計時部が計時する時刻を補正する補正実行部と、前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信する送信部とを備え、前記電池監視装置は、時刻を計時する監視計時部と、該監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知する補正情報通知部と、前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約する集約部とを備える。
【０００８】
本開示の一態様に係る物理量集約方法は、１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムにて前記電池監視装置に前記物理量を集約する方法であって、前記通信装置にて、前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて自身の通信計時部が計時する時刻を補正するステップと、前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信するステップとを含み、前記電池監視装置にて、自身の監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知するステップと、前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約するステップとを含む。
【０００９】
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える電池監視システムとして実現したり、特徴的な処理をステップとする物理量集約方法として実現したりすることができるだけでなく、電池監視システムの一部を半導体集積回路として実現したり、電池監視システムを含む他のシステムとして実現したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る電池監視システムが搭載された車両の要部構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る電池監視システム１及び組電池の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＢＭＵが有するＭＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図４】電流検出ユニットが有するＭＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図５】電池監視装置が有するＭＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図６】二次電池の電池電圧及び充放電電流の波形の一例を示すグラフである。
【図７】二次電池の等価回路モデルにおける抵抗のパラメータを逐次推定した結果を示すグラフである。
【図８】計時部の機能を実現する制御部の処理手順を共通的に示すフローチャートである。
【図９】集約部の機能を実現する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】集約時刻の開始時刻の順にソートされた充放電電流、電池電圧及び温度を模式的に示す説明図である。
【図１１】補正情報通知部の機能を実現する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ＢＭＵ及び電流検出ユニットそれぞれにて電池監視装置からの信号を受信する制御部の処理手順を共通的に示すフローチャートである。
【図１３】電圧取得部及び電流取得部それぞれの機能を実現する制御部の処理手順を共通的に示すフローチャートである。
【図１４】抵抗及びコンデンサの組み合わせによって表される二次電池の等価回路モデルを示す説明図である。
【図１５】電池監視装置でパラメータを逐次推定する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】電流判定のサブルーチンに係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】パラメータを推定する二次電池の電池電圧及び充放電電流の波形を示すグラフである。
【図１８】二次電池の等価回路モデルのパラメータを逐次推定した結果を示すグラフである。
【図１９】実施形態２に係る電池監視システム及び組電池の構成例を示すブロック図である。
【図２０】電池監視装置が有するＭＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図２１】電流取得部の機能及び集約部の一部の機能を実現する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】集約部の他の一部の機能を実現する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】電圧取得部の機能を実現する制御部の処理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】
【００１１】
［本開示が開示しようとする課題］
しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、各モジュールの電圧データが順にＥＣＵに伝送されるが、同時性は保証されておらず、それぞれの電圧データがどの時点で取得されたものであるかが不明である。また、特許文献２に記載の技術によれば、各蓄電池モジュールについての計測スロットが必ずしも時間的に一致するとは限らず、指定された計測スロット内のどの時点で電池情報が取得されたのかが不明であるという問題があった。
【００１２】
本開示は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、組電池に含まれる二次電池又は単位電池から取得した充放電に係る物理量をシステムの共通的な時刻に関連付けて電池監視装置に集約することが可能な電池監視システム及び物理量集約方法を提供することにある。
【００１３】
［本開示の効果］
本願の開示によれば、組電池に含まれる二次電池又は単位電池から取得した充放電に係る物理量をシステムの共通的な時刻に関連付けて電池監視装置に集約することが可能となる。
【００１４】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１５】
（１）本開示の一態様に係る電池監視システムは、１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムであって、前記通信装置は、時刻を計時する通信計時部と、前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて前記通信計時部が計時する時刻を補正する補正実行部と、前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信する送信部とを備え、前記電池監視装置は、時刻を計時する監視計時部と、該監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知する補正情報通知部と、前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約する集約部とを備える。
【００１６】
（１４）本開示の一態様に係る物理量集約方法は、１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得する複数の通信装置と、前記複数の単位電池の充放電を監視する電池監視装置とを含む電池監視システムにて前記電池監視装置に前記物理量を集約する方法であって、前記通信装置にて、前記電池監視装置から通知された補正に係る情報に基づいて自身の通信計時部が計時する時刻を補正するステップと、前記単位電池から取得した前記物理量に前記通信計時部が計時する時刻を付加して前記電池監視装置に送信するステップとを含み、前記電池監視装置にて、自身の監視計時部が計時する時刻に基づいて、前記通信装置に前記通信計時部が計時する時刻の補正に係る情報を通知するステップと、前記通信装置から受信した前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて集約するステップとを含む。
【００１７】
本態様にあっては、複数の通信装置が１又は複数の二次電池を含む複数の単位電池から充放電に係る物理量を取得し、電池監視装置が複数の単位電池の充放電を監視する。電池監視装置が自身で計時する時刻に基づいて時刻の補正に係る情報を通知した場合、通信装置は通知された情報に基づいて自身で計時する時刻を補正する。通信装置は、単位電池から充放電に係る物理量を取得し、これに自身で計時する時刻を付加して電池監視装置に送信する。電池監視装置は、受信した物理量を受信した時刻に基づいて集約する。これにより、電池監視装置に集約する際に参照される時刻は、電池監視装置からの通知で補正された時刻となる。
【００１８】
（２）前記時刻の補正に係る情報は、前記監視計時部が計時する時刻のうち、所定単位の時刻が変化した時に前記補正情報通知部が通知する時刻であり、前記補正実行部は、前記通信計時部が計時する時刻を、通知された時刻に補正することが好ましい。
【００１９】
本態様によれば、電池監視装置が自身で計時する所定単位の時刻が変わった時に当該時刻を通信装置に通知した場合、通信装置は、通知された時刻によって自身で計時する時刻を所定単位の時刻に丸めて補正する。これにより、電池監視装置及び通信装置それぞれで計時する時刻が同期する。
【００２０】
（３）前記時刻の補正に係る情報は、前記監視計時部が計時する所定単位の時刻が変化した時に前記補正情報通知部が通知する時刻の補正の指示であり、前記補正実行部は、前記指示を通知された時に、前記通信計時部が計時する前記所定単位未満の時刻のずれを検出して、前記通信計時部が計時する時刻の遅れ又は進みを補正することが好ましい。
【００２１】
本態様によれば、電池監視装置が自身で計時する所定単位の時刻が変わった時に通信装置へ時刻の補正の指示を通知した場合、通信装置は、指示を通知された時に自身で計時する所定単位より小さい単位の時刻のずれを検出して、自身で計時する時刻のずれを補正する。これにより、通信装置は、検出した時刻のずれに基づいて自身で計時する時刻の進み又は遅れを補正するため、電池監視装置と通信装置とでそれぞれ計時する時刻が一致するように収束する。
【００２２】
（４）前記電池監視装置は、前記監視計時部が計時する時刻を外部から取得した時刻に同期させるようにしてあることが好ましい。
【００２３】
本態様によれば、電池監視装置が外部から取得した時刻に自身で計時する時刻を同期させる。これにより、電池監視装置で計時する時刻が外部からの時刻に高精度に追従する。
【００２４】
（５）前記集約部が前記物理量を集約する集約周期は、前記通信装置が前記物理量を取得する取得周期と同じ周期であり、前記集約部は、前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて前記集約周期それぞれを代表する時刻に対応付けて集約するようにしてあることが好ましい。
【００２５】
本態様によれば、電池監視装置は、通信装置が取得周期で取得した充放電に係る物理量を、該物理量に付加された時刻に基づき、取得周期と同じ長さの集約周期でそれぞれの集約周期を代表する時刻に対応付けて集約する。これにより、充放電に係る物理量の取得と集約とが１対１に同期して行われ、集約結果がそれぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートされる。
【００２６】
（６）前記電池監視装置は、前記通信装置に前記物理量を集約する周期を通知するようにしてあり、前記通信装置は、前記電池監視装置から通知された周期で前記物理量を取得するようにしてあることが好ましい。
【００２７】
本態様によれば、電池監視装置が通信装置に集約周期を通知し、通信装置は通知された集約周期と長さが同じ取得周期で充放電に係る物理量を取得する。これにより、充放電に係る物理量の取得周期を電池監視装置から変更することができる。
【００２８】
（７）前記通信計時部は、１秒以上の単位の時刻を計時する第１計時部と、該第１計時部が計時する時刻に同期して１秒未満の単位の時刻を計時する第２計時部とを含み、前記補正情報通知部は、前記監視計時部が計時する１秒以上の単位の時刻が変化した時に前記時刻の補正に係る情報を通知し、前記補正実行部は、前記第１計時部が計時する時刻を補正することが好ましい。
【００２９】
本態様によれば、通信装置で通信計時部が計時する時刻のうち、１秒以上の単位の時刻を第１計時部が計時し、１秒未満の単位の時刻を第２計時部が第１計時部と同期して計時する。電池監視装置から通信装置に１秒以上の単位の時刻の補正に係る情報を通知した場合、通信装置は第１計時部が計時する時刻を補正する。これにより、１秒以上の単位の時刻を計時する汎用のリアルタイムクロックを第１計時部に用いることができ、通信装置で第１計時部が補正された時に、第２計時部が第１計時部に同期して補正される。
【００３０】
（８）前記取得周期は、前記第２計時部が計時する時刻に基づいて計測される１／Ｎ秒（Ｎは２以上の整数）の周期であり、且つ前記第１計時部が計時する時刻が変化する時と同じ時を開始時刻とする周期を含むことが好ましい。
【００３１】
本態様によれば、取得周期は、Ｎ周期に対応する時間が丁度１秒となるような周期であり、Ｎ周期のうちの１周期は、第１計時部が計時する１秒の変わり目が開始時刻となる。これにより、１秒より短い周期で充放電に係る物理量を集約することができる。また、通信装置の第１計時部が補正されている場合は、電池監視システム内で取得周期及び集約周期の位相を合わせることができる。
【００３２】
（９）前記通信装置が付加する時刻は、前記取得周期に相当する時間の単位より小さい単位の時刻であり、前記集約部は、前記物理量を該物理量に付加された時刻に基づいて前記集約周期それぞれの開始時刻又は終了時刻の何れかに対応付けて集約するようにしてあることが好ましい。
【００３３】
本態様によれば、通信装置は、充放電に係る物理量を取得周期で取得した際に、取得周期に相当する時間の単位より小さい単位の時刻を付加する。電池監視装置は、通信装置が取得した充放電に係る物理量を、該物理量に付加された時刻に基づき、それぞれの集約周期の開始時刻又は終了時刻に対応付けて集約する。これにより、充放電に係る物理量が実際に取得される時刻が遅れた場合は、充放電に係る物理量が次の集約周期の開始時刻に対応付けて集約される。
【００３４】
（１０）前記物理量は、前記二次電池又は前記単位電池の電圧と、前記単位電池の充放電電流とを含み、前記電池監視装置は、時系列的に集約した前記二次電池又は前記単位電池の電圧と前記単位電池の充放電電流とに基づいて、前記二次電池又は前記単位電池の等価回路モデルのパラメータを推定する推定部を備えることが好ましい。
【００３５】
本態様によれば、電池の電圧及び充放電電流の関係を表す関係式に対し、時系列的に集約した電圧及び充放電電流を逐次適用することにより、上記関係式の係数を決定し、決定した係数に基づいてパラメータを推定する。
【００３６】
（１１）前記電池監視装置は、時系列的に集約した前記二次電池又は前記単位電池の充放電電流の絶対値が第１閾値より小さい場合、前記パラメータの推定を禁止する推定禁止部を備えることが好ましい。
【００３７】
本態様によれば、二次電池又は単位電池のパラメータを推定する間に充放電電流の絶対値が第１閾値より小さい場合は、パラメータの推定を行わない。これにより、パラメータの推定誤差が大きくなる蓋然性が高い場合に、パラメータの更新が繰り延べされる。
【００３８】
（１２）前記電池監視装置は、隣り合う周期にて集約した前記二次電池又は前記単位電池の充放電電流の差分が第２閾値より小さい場合、前記パラメータの推定を禁止する推定禁止部を備えることが好ましい。
【００３９】
本態様によれば、現在の集約周期で集約した充放電電流と、１つ前の集約周期で集約した充放電電流との差分が第２閾値より小さい場合は、パラメータの推定を行わない。これにより、パラメータの推定誤差が必然的に大きくなる場合に、パラメータの更新が繰り延べされる。
【００４０】
（１３）前記通信装置は、前記単位電池又は該単位電池に含まれる二次電池の電圧を取得し、前記電池監視装置は、前記単位電池の充放電電流を取得して自身に集約することが好ましい。
【００４１】
本態様によれば、電池監視装置が、単位電池の充放電電流を取得する通信装置を兼用するため、通信装置の数が削減される。
【００４２】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係る電池監視システム及び物理量集約方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
【００４３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電池監視システムが搭載された車両の要部構成例を示すブロック図である。車両は、複数の二次電池（以下、セルとも言う）２２を組み合わせてなる組電池２０と、該組電池２０を監視する電池監視システム１と、リレー１１，１２、インバータ１３、モータ１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５、補機バッテリ１６、電気負荷１７、始動スイッチ１８及び充電器１９とを備える。
【００４４】
電池監視システム１は、組電池２０に含まれる複数の電池モジュール（以下、単位電池とも言う）を各別に管理する電池管理ユニット（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）２３と、電流センサ２４０と、電流検出ユニット２４と、システム全体を監視する電池監視装置１００とを含む。電池監視装置１００は、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４と通信可能に接続されている。組電池２０及び各ＢＭＵ２３は、二次電池ユニット２００に収納されているが、各ＢＭＵ２３が二次電池ユニット２００の外部にあってもよい。また、電流センサ２４０が二次電池ユニット２００に収納されていてもよいし、更に電流検出ユニット２４が二次電池ユニット２００に収納されていてもよい。
【００４５】
電流センサ２４０は、例えばシャント抵抗又はホールセンサで構成されており、組電池２０の充電電流及び放電電流（以下、充放電電流と言う）を電圧信号に変換する。電流検出ユニット２４は、電流センサ２４０が電流−電圧変換した電圧信号に基づいて組電池２０の充放電電流を検出する。
【００４６】
リレー１１は、組電池２０の正極側とインバータ１３の入力側及びＤＣ／ＤＣコンバータ１５の入力側との間に接続されている。組電池２０の負極側は、電流センサ２４０の一端に接続されている。インバータ１３の出力側は、モータ１４の一端に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５の出力側は、補機バッテリ１６の正極側、電気負荷１７の一端及び始動スイッチ１８の一端に接続されている。リレー１２は、組電池２０の正極側と充電器１９の正極側との間に接続されている。電流センサ２４０の他端、モータ１４の他端、補機バッテリ１６の負極側、電気負荷１７の他端、及び充電器１９の負極側は、共通電位に接続されている。
【００４７】
リレー１１及び１２のオン／オフは、不図示のリレー制御部が行う。インバータ１３は、不図示の車両コントローラからの指令により、リレー１１がオンである間にモータ１４への通電制御を行う。充電器１９は、車両の停止時に車外の電源から電力供給を受けて、リレー１２がオンである間に組電池２０を充電する。
【００４８】
補機バッテリ１６は、例えば１２Ｖの鉛蓄電池であり、電気負荷１７への電力供給を行なうと共に、リレー１１がオンである間に組電池２０から電力が供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ１５によって充電される。補機バッテリ１６は、電圧が１２Ｖに限定されたり、電池の種類が鉛蓄電池に限定されたりするものではない。
【００４９】
図２は、実施形態１に係る電池監視システム１及び組電池２０の構成例を示すブロック図である。組電池２０は、単一の又は複数直列に接続した二次電池２２を含む電池モジュール（単位電池に相当）２１を更に複数直列に接続してある。組電池２０に含まれる電池モジュール２１の数は１つであってもよい。電池モジュール２１は、二次電池２２を複数並列に接続したものであってもよい。以下では、各電池モジュール２１を、１からｘまでのモジュールＩＤを用いて電池モジュール＿１，電池モジュール＿２，・・電池モジュール＿ｘと識別する。また、各電池モジュール２１に含まれる二次電池２２を、００１からｙまでのセルＩＤで識別する。
【００５０】
ＢＭＵ２３は、対応する電池モジュール２１に含まれる二次電池２２の電圧を各別に検出するセル電圧検出回路２３２と、電池モジュール２１の温度を検出する温度検出回路２３３と、時刻を計時するリアルタイムクロック（以下、単にクロックと言う）２３４と、電池監視装置１００と無線通信を行う無線通信部２３７と、これらを制御するＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０とを有する。
【００５１】
温度検出回路２３３は、電池モジュール２１に含まれるサーミスタ等の温度センサ（不図示）が温度−電圧変換した電圧信号に基づいて、各二次電池２２又は電池モジュール２１の温度を検出する。セル電圧検出回路２３２は、複数の二次電池２２の直列電圧又は電池モジュール２１の電圧を検出するものであってもよい。クロック２３４は、水晶振動子による３２．７６８ｋＨｚの発振周波数を分周して１秒以上の単位の時刻を計時する汎用のクロックＩＣであるが、これに限定されない。
【００５２】
電流検出ユニット２４は、組電池２０の充放電電流、即ち電池モジュール２１の充放電電流を検出する電流検出回路２４２と、時刻を計時するクロック２４４と、電池監視装置１００と無線通信を行う無線通信部２４７と、これらを制御するＭＣＵ４０とを有する。
【００５３】
電池監視装置１００は、時刻を計時するクロック１０４と、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４と無線通信を行う無線通信部１０７と、車両内の各部とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信規格による通信を行うＣＡＮ通信部１１０と、これらを制御するＭＣＵ５０とを有する。車両内の各部と通信する通信部は、ＣＡＮ通信部１１０に限定されない。
【００５４】
次に、ＭＣＵ３０，４０，５０の構成について説明する。図３は、ＢＭＵ２３が有するＭＣＵ３０の構成例を示すブロック図である。図４は、電流検出ユニット２４が有するＭＣＵ４０の構成例を示すブロック図である。図５は、電池監視装置１００が有するＭＣＵ５０の構成例を示すブロック図である。
【００５５】
図３に示すＭＣＵ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む制御部３１が全体を制御する。制御部３１には、セル電圧検出回路２３２で検出された電圧を取得する電圧取得部３２と、温度検出回路２３３で検出された温度を取得する温度取得部３３と、時間を計時するタイマ３５と、クロック２３４から１秒以上の単位の時刻を取得すると共にタイマ３５を用いて１秒未満の時刻を計時する計時部３４（通信計時部に相当）とが接続されている。制御部３１には、また、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ：登録商標）等の不揮発性メモリ、及びＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き換え可能なメモリを用いた記憶部３６が接続されている。
【００５６】
制御部３１には、更に、無線通信部２３７とインタフェースする無線インタフェース３７と、計時部３４で計時する時刻を電池監視装置１００で計時する時刻に同期させるクロック同期部３８と、対応する電池モジュール２１内の二次電池２２の電圧を不図示の電圧調整回路を用いて調整するセル電圧調整部３９とが接続されている。電圧取得部３２、温度取得部３３、計時部３４、クロック同期部３８及びセル電圧調整部３９は、制御部３１が入出力インタフェース等のハードウェアを用いて実行するソフトウェア処理によって実現される機能ブロックである。
【００５７】
図４に移って、ＭＣＵ４０は、ＣＰＵを含む制御部４１が全体を制御する。制御部４１には、電流検出回路２４２で検出された電流を取得する電流取得部４２と、時間を計時するタイマ４５と、クロック２４４から１秒以上の単位の時刻を取得すると共にタイマ４５を用いて１秒未満の時刻を計時する計時部４４（通信計時部に相当）とが接続されている。制御部４１には、また、書き換え可能なメモリを用いた記憶部４６と、無線通信部２４７とインタフェースする無線インタフェース４７と、計時部４４で計時する時刻を電池監視装置１００で計時する時刻に同期させるクロック同期部４８とが接続されている。電流取得部４２、計時部４４及びクロック同期部４８は、制御部４１がハードウェアを用いて実行するソフトウェア処理によって実現される機能ブロックである。
【００５８】
図５に移って、ＭＣＵ５０は、ＣＰＵを含む制御部５１が全体を制御する。制御部５１には、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４から充放電に係る物理量を集約する集約部５２と、時刻の補正に係る情報を通知する補正情報通知部５３と、時間を計時するタイマ５５と、クロック１０４から１秒以上の単位の時刻を取得すると共にタイマ５５を用いて１秒未満の時刻を計時する計時部５４（監視計時部に相当）とが接続されている。制御部５１には、また、書き換え可能なメモリを用いた記憶部５６と、無線通信部１０７とインタフェースする無線インタフェース５７と、二次電池２２又は電池モジュール２１の内部パラメータを推定するパラメータ推定部５８と、該パラメータ推定部５８による推定を禁止すべき充放電電流を判定する電流判定部５９と、ＣＡＮ通信部１１０とインタフェースする有線インタフェース６０とが接続されている。集約部５２、補正情報通知部５３、計時部５４、パラメータ推定部５８及び電流判定部５９は、制御部５１がハードウェアを用いて実行するソフトウェア処理によって実現される機能ブロックである。
【００５９】
パラメータ推定部５８は、二次電池２２又は電池モジュール２１の等価回路モデルを表す抵抗及びコンデンサ（以下、これらの抵抗及びコンデンサを内部パラメータ又は単にパラメータと言う）の大きさを推定する。これらの内部パラメータは、二次電池２２又は電池モジュール２１の電池電圧と電池モジュール２１の充放電電流とを観測することによって逐次推定することができる。電流判定部５９は、パラメータ推定部５８による内部パラメータの推定結果に含まれる誤差が大きくなる場合に、内部パラメータの推定を禁止するためのものである。詳細については後述する。
【００６０】
制御部３１，４１，５１それぞれが実行するソフトウェア（プログラム）は、予め記憶部３６，４６，５６の不揮発性メモリに記憶されている。制御部３１，４１，５１それぞれが実行するソフトウェア処理により発生した情報は、記憶部３６，４６，５６の書き換え可能なメモリに一時的に記憶される。制御部３１，４１，５１それぞれによるソフトウェア処理の手順を定めたコンピュータプログラムを、不図示の手段を用いて予め記憶部３６，４６，５６にロードし、制御部３１，４１，５１がコンピュータプログラムを実行するようにしてもよい。
【００６１】
上述の電池監視システム１において、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４が通信装置に相当する。各ＢＭＵ２３は、対応する電池モジュール２１の電圧又は該電池モジュール２１に含まれる二次電池２２の電圧を、所定周期で又は電池監視装置１００から通知された集約周期で取得し、取得した電池電圧に計時部３４で計時する時刻を付加して電池監視装置１００に送信する。同様に電流検出ユニット２４は、電池モジュール２１の充放電電流を所定周期で又は電池監視装置１００から通知された集約周期で取得し、取得した充放電電流に計時部４４で計時する時刻を付加して電池監視装置１００に送信する。各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれにて付加される時刻は、必ずしも電圧及び充放電電流と同時に送信されなくても差し支えがなく、多少の送信時刻のずれは許容される。
【００６２】
各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４からの送信は、電池監視装置１００からのポーリングに応じて行われるが、これに限定されるものではない。なお、電池監視システム１内で送受信される電池電圧、温度、充放電電流及び時刻は、実際には「データ」として送受信されるが、以下では、例えば電池電圧のデータの送受信を、単に電池電圧の送受信として記載する。
【００６３】
電池監視装置１００は、所定周期で又は各ＢＭＵ２３と電流検出ユニット２４とに通知した集約周期で、各ＢＭＵ２３から電池電圧及び時刻を受信すると共に、電流検出ユニット２４から充放電電流及び時刻を受信して、電池電圧及び充放電電流を時系列的に集約する。その際、電池監視装置１００は、受信した時刻に基づき、集約周期それぞれを代表する時刻に対応付けて電池電圧及び充放電電流を集約し、集約した電池電圧及び充放電電流（充放電に係る物理量；以下、単に物理量と言う）をそれぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートする。なお、電池監視装置１００が電池電圧及び充放電電流を集約する集約周期は、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれが電池電圧及び充放電電流を取得する取得周期と必ずしも一致していなくてもよいが、システムとして効率的な処理を行う上では一致していることが好ましい。
【００６４】
電池監視装置１００は、時系列的に集約した電池電圧及び充放電電流を、後述するパラメータの推定方法の式に逐次適用して、電池モジュール２１又は該電池モジュール２１に含まれる二次電池２２の内部パラメータを推定する。この内部パラメータを正確に推定するには、電池電圧及び充放電電流を１秒よりも短い周期で集約することが好ましい。しかしながら、クロック２３４，２４４，１０４では１秒以上の単位の時刻しか計時できない。
【００６５】
そこで、本実施形態１では、タイマ３５，４５，５５それぞれを用いて、ＢＭＵ２３，電流検出ユニット２４，電池監視装置１００にて１秒未満の単位の時刻が計時できるようにする。具体的には、クロック２３４，２４４，１０４それぞれで計時する秒単位の時刻の変わり目を開始時点として、例えばクロック２３４，２４４，１０４それぞれが生成する３２．７６８ｋＨｚの発信周波数をタイマ３５，４５，５５で３２８分周することを繰り返すことにより、１０ｍｓ単位の時刻と１００ｍｓ単位の時刻とを計時する。
【００６６】
この方法では、計時する時刻の最小単位が、実際は１０．０１ｍｓ（即ち１／３２．７６８×３２８＝１０．０１）となる。また、タイマ３５，４５，５５を用いて計時する最小単位の時刻を毎秒リセットするため、クロック２３４，２４４，１０４それぞれで計時する秒単位の時刻の変わり目の直前では、計時する時刻の最小単位が９．０１ｍｓ（即ち１０００−１０．０１×９９＝９．０１）となる。但し、電池電圧及び充放電電流を取得して集約する集約周期を例えば１００ｍｓとすれば、１０ｍｓ単位の時刻を計時する際の１ｍｓ程度の偏差は問題にならないと考えられる。
【００６７】
上記の取得周期及び集約周期は、１秒の１／Ｎの周期（Ｎは２以上で１００以下の整数）であってもよい。但し、１０００をＮで割って割り切れることが好ましい。この場合、取得周期及び集約周期は１０ｍｓ、２０ｍｓ、２５ｍｓ、５０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、２５０ｍｓ又は５００ｍｓとなる。Ｎの倍数が１０００となる場合、取得周期をクロック２３４，２４４で計時する時刻と同期させ、集約周期をクロック１０４で計時する時刻と同期させることができる。更に、クロック２３４，２４４で計時する秒単位の時刻の変わり目が、取得周期の開始時刻となり、クロック１０４で計時する秒単位の時刻の変わり目が集約周期の開始時刻となるようにすれば、取得周期及び集約周期の位相を合わせることができる。なお、始動スイッチ１８がオフの場合は、取得周期及び集約周期を１０分程度とし、間欠的に動作させる。
【００６８】
集約周期が例えば１００ｍｓである場合、ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれが取得した電池電圧及び充放電電流に付加する時刻は、一般的には１００ｍｓ単位の時刻であればよい。しかしながら、取得周期の開始時刻と、電池電圧及び充放電電流が実際に取得される時刻とに無視できないずれが生じる場合、ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれが取得した電池電圧及び充放電電流に付加する時刻を、例えば１０ｍｓ単位の時刻とすることが好ましい。電池監視装置１００は、電池電圧及び充放電電流を集約する場合、それぞれに付加された時刻を例えば四捨五入して１００ｍｓ単位の時刻として扱う。これにより、電池電圧及び充放電電流が実際に取得される時刻が遅れた場合は、電池電圧及び充放電電流が次の集約周期の開始時刻（現在の集約周期の終了時刻に同じ）に対応付けて集約されるため、電池電圧及び充放電電流を取得する時刻と集約する時刻とのずれを低減することができる。
【００６９】
上述の内部パラメータをより正確に推定するには、毎周期同時に取得された電池電圧及び充放電電流が、電池監視装置１００に集約されることが好ましい。しかしながら、クロック２３４，２４４，１０４で計時する時刻は、一般的に個別の水晶振動子による発信周波数を分周して生成されるため、時間の経過と共に互いにずれが生じる。電池電圧及び充放電電流の取得時刻のずれが、内部パラメータを推定する際に与える影響について以下に考察する。
【００７０】
図６は、二次電池２２の電池電圧及び充放電電流の波形の一例を示すグラフである。図７は、二次電池２２の等価回路モデルにおける抵抗のパラメータを逐次推定した結果を示すグラフである。図６及び７の横軸は時間を表す。図６の縦軸は電圧又は電流を表し、図７の縦軸は推定したパラメータのうちの抵抗の大きさを表す。図６では上側に電池電圧の波形を示し、下側に充電電流（プラス側）及び放電電流（マイナス側）の波形を示す。上側の電池電圧の波形のうち、実線は取得時刻に遅れがない場合を示し、破線は取得時刻に一定の遅れがある場合を示す。この遅れは、図６に示す縦方向の２つの破線に対応する時刻の時間差で示される。充電電流及び放電電流と対応させて、電池電圧の波形を見ると、電池電圧は、内部抵抗による電圧降下によって充放電の都度上下に大きく変動することがわかる。
【００７１】
図７では、図６の上側の実線で示される電池電圧と下側に示される充放電電流とを用いて推定した抵抗Ａを実線で示す。また、図６の上側の破線で示される電池電圧と下側に示される充放電電流とを用いて推定した抵抗Ｂを破線で示す。図７から明らかなように、電池電圧の取得時刻と充放電電流の取得時刻とにずれが生じると、内部パラメータのうち抵抗の大きさが実際よりも小さく推定されることがある。そこで、本実施形態１では、電池監視装置１００から各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４に対して時刻の補正に係る情報を通知し、この通知に基づいて各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４が自身で計時する時刻の補正を行うようにする。これにより、各ＢＭＵ２３にて電池電圧が取得される時刻と、電流検出ユニット２４にて充放電電流が取得される時刻とを一致させることができる。
【００７２】
上述の時刻の補正に係る情報は、電池監視装置１００で計時する時刻そのものであってもよいし、時刻の補正の指示であってもよい。時刻を通知する場合、電池監視装置１００は、自身で計時する任意の単位の時刻が変化した時に、計時している時刻を通知してもよいが、クロック１０４で計時する時刻が変化した時に、１秒以上の単位の時刻を通知することが好ましい。１秒未満の単位の時刻は、クロック１０４で計時する時刻が変化した時に０．００秒となるため、通知する必要がない。ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、通知された時刻によって自身のクロック２３４及び２４４で時刻を同期させるように補正する。この場合、１０ｍｓ単位の時刻及び１００ｍｓ単位の時刻はリセットされるため、１秒未満の単位の時刻も０．００秒に補正される。
【００７３】
例えば、クロック２３４，２４４，１０４それぞれで計時する時刻の精度が月差１分（周波数の精度で言えば２３ｐｐｍに相当）の場合、クロック１０４で計時する時刻に対して、クロック２３４，２４４で計時する時刻が、相対的に月差２分となって約２２秒間で最大１ｍｓだけずれる。従って、時刻の通知を３分毎に行えば、１０ｍｓ以上のずれが累積するのを防止することができると言える。換言すれば、時刻の通知を４分以上行わないとクロック１０４で計時する時刻に対して、クロック２３４，２４４で計時する時刻が１０ｍｓ（０．０１秒）以上ずれることがある。このような場合であっても、時刻の補正の指示を行ってクロック２３４，２４４で計時する時刻の進み又は遅れを補正させることにより、時刻のずれの累積を防止することができる。
【００７４】
時刻の補正の指示を通知する場合、電池監視装置１００は、クロック１０４で計時する秒単位の時刻が変化した時に、補正の指示を通知する。各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、時刻の補正の指示が通知された時に、自身で計時する秒単位未満の時刻によって秒単位の時刻のずれを検出する。具体的には、秒単位未満の時刻が０．０１秒である場合、秒単位の時刻が０．０１秒進んでいると検出される。また、秒単位未満の時刻が０．９９秒である場合、秒単位の時刻が０．０１秒遅れていると検出される。このように検出された進み又は遅れと相殺するように、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、クロック２３４及び２４４における計時の速度を変化させる補正を行う。
【００７５】
時刻の補正の指示は、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４にて検出される時刻の進み又は遅れが１周期の間に最大０．０１秒だけ増大するような周期より短い周期で通知されることが好ましい。従って、クロック２３４，２４４，１０４で計時する時刻の精度が上記の月差１分である場合は、例えば３分周期で時刻の補正の指示を通知すればよい。
【００７６】
本実施形態１で用いるクロック２３４，２４４，１０４は、市販のクロックＩＣであるが、±３ｐｐｍの整数倍だけ計時の速度を変化させる補正が可能となっている。各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、時刻の補正の指示を通知された時に、クロック２３４及び２４４で計時する時刻が０．０１秒進んでいると検出した場合、クロック２３４及び２４４における計時の速度を例えば３ｐｐｍだけ遅らせることができる。同様に、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、時刻の補正の指示を通知された時に、クロック２３４及び２４４で計時する時刻が０．０１秒遅れていると検出した場合、クロック２３４及び２４４における計時の速度を例えば３ｐｐｍだけ進ませることができる。
【００７７】
各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、時刻の補正の指示を通知された時に、クロック２３４及び２４４で計時する時刻が０．０２秒以上遅れているか、又は進んでいると検出した場合、クロック２３４及び２４４における計時の速度を例えば６ｐｐｍ以上進ませるか、又は遅らせるようにしてもよい。また、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれは、クロック２３４及び２４４で計時する時刻が、前回時刻の補正の指示を通知された時と比較して０．０１秒以上遅れているか、又は進んでいると検出した場合、クロック２３４及び２４４における計時の速度を例えば３ｐｐｍだけ更に進ませるか、又は更に遅らせるようにしてもよい。なお、本実施形態１では、電池監視装置１００は、自身で計時する秒単位の時刻が変化した時に時刻の補正の指示を通知するが、クロック１０４が１秒未満の単位の時刻を計時できる場合は、これに限定されるものではない。
【００７８】
上記の時刻の補正とは別に、電池監視装置１００に集約する時刻を外部で計時される時刻に合わせる必要がある場合、電池監視装置１００は、自身で計時する時刻を外部から取得した時刻に同期させる。外部からの時刻としては、例えば不図示のＧＰＳ受信機から取得した絶対的な時刻であってもよいし、ＣＡＮ通信部１１０を介して取得した車内の他のシステムで計時される時刻又はインターネットに接続されたＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバから取得した時刻であってもよい。
【００７９】
以下では、上述した電池監視装置１００、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４の動作を、フローチャートを用いて順に説明する。取得周期及び集約周期は共に１００ｍｓの場合を例とするが、この周期に限定されるものではない。先ず、電池監視装置１００、ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれが有する計時部３４、４４及び５４の機能を説明し、続いて電池監視装置１００の各部の機能を説明し、最後に各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４の動作について説明する。
【００８０】
図８は、計時部３４，４４，５４それぞれの機能を実現する制御部３１，４１，５１の処理手順を共通的に示すフローチャートである。図８の処理は、クロック２３４，２４４，１０４それぞれによる１秒周期の割込があった場合、又はタイマ３５，４５，５５それぞれによる１０ｍｓ周期の割込があった場合に起動される。図８における第１時刻は１秒以上の単位の時刻であり、記憶部３６，４６，５６に記憶される。同様に、第２時刻は１秒未満の単位の時刻であり、やはり記憶部３６，４６，５６に記憶される。図中のｊは、１０ｍｓ単位の集約周期（電池監視装置１００の場合）又は取得周期（ＢＭＵ２３又は電流検出ユニット２４の場合）を計時するためのカウンタである。ｊの初期値は、１０ｍｓの整数倍の集約周期又は取得周期を表す整数値であり、図では単に集約周期又は取得周期と言う。
【００８１】
図８の処理が起動された場合、制御部３１，４１，５１それぞれは、１秒周期の割込があったか否かを判定し（Ｓ１０）、割込があった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、クロック２３４，２４４，１０４から１秒以上の単位の時刻を読み出して（Ｓ１１）、第１時刻として記憶部３６，４６，５６に記憶する（Ｓ１２）。このように、記憶部３６，４６，５６それぞれに記憶する第１時刻を１秒毎にクロック２３４，２４４，１０４から読み出して更新するステップが、第１計時部の機能を実現する。
【００８２】
次いで、制御部３１，４１，５１それぞれは、第２時刻を計時するためのタイマ３５，４５，５５による１０．０１ｍｓ周期の計時を開始し（Ｓ１３）、記憶部３６，４６，５６に記憶された第２時刻を０．００秒とする（Ｓ１４）。その後、制御部３１，４１，５１それぞれは、ｊを集約周期又は取得周期を表す整数値に初期化して（Ｓ１５）図８の処理を終了する。この初期化により、１秒の間に集約周期又は取得周期が複数均等に配されるようになる。
【００８３】
ステップＳ１０で、１秒周期の割込がなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）、制御部３１，４１，５１それぞれは、１０ｍｓ周期の割込があったか否かを判定し（Ｓ１６）、割込がなかった場合（Ｓ１６：ＮＯ）、図８の処理を終了する。一方、１０ｍｓの割込があった場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、記憶部３６，４６，５６に記憶した第２時刻に０．０１秒を加算する（Ｓ１７）。このように、記憶部３６，４６，５６それぞれに記憶する第２時刻を１０ｍｓ毎にカウントアップするステップが、第２計時部の機能を実現する。
【００８４】
次いで、制御部３１，４１，５１それぞれは、ｊを１だけデクリメントして（Ｓ１８）ｊが０であるか否か、即ち次の集約周期又は取得周期が到来したか否かを判定する（Ｓ１９）。ｊが０である場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、制御部３１，４１，５１それぞれは、ｊを集約周期又は取得周期を表す整数値に初期化し（Ｓ２０）、集約部５２（電池監視装置１００の場合）又は電圧取得部３２もしくは電流取得部４２（ＢＭＵ２３もしくは電流検出ユニット２４の場合）の機能を実現する処理を起動する（Ｓ２１）。ステップＳ２１の処理を終えた場合、又はステップＳ１９でｊが０ではない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、制御部３１，４１，５１それぞれは、図８の処理を終了する。
【００８５】
図９は、集約部５２の機能を実現する制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。図９の処理は、図８のステップＳ２１にて集約周期で起動される。図中のｉは、ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４の通番をカウントするカウンタであり、初期値は１である。ユニット数は、ＢＭＵ２３の数＋電流検出ユニット２４の数（ここでは１）である。
【００８６】
図９の処理が起動された場合、制御部５１は、ｉ番目のユニットへ物理量（電池電圧又は充放電電流）の送信指示を送信し（Ｓ３０）、ｉ番目のユニットから物理量を受信したか否かを判定する（Ｓ３１）。物理量を受信しない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、制御部５１は、受信するまで待機する。この場合、適当にタイムアウトを監視してタイムアウトした時に後述するステップＳ３６に処理を移してもよい。但し、ステップＳ３７では、タイムアウトしたユニットについて所定回数のリトライを終えるまでステップＳ３０の処理を繰り返すように分岐判定する。
【００８７】
ｉ番目のユニットから物理量を受信した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、制御部５１は、電圧（電池電圧；以下同様）を受信したか否かを判定する（Ｓ３２）。電圧を受信した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、制御部５１は、付加された時刻に基づいて受信した電圧を前述のモジュールＩＤ及びセルＩＤ別に時系列的に集約し、それぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートして記憶部５６に記憶する（Ｓ３３）。受信した電圧が単位電池の電圧である場合は、セルＩＤ別に集約する必要は無い。また、電圧と共に温度を受信した場合は、電圧と同様に時刻の順にソートして記憶部５６に記憶する。
【００８８】
一方、ステップＳ３２で、電圧を受信しない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、制御部５１は、電流（充放電電流；以下同様）を受信したか否かを判定する（Ｓ３４）。電流を受信した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、制御部５１は、付加された時刻に基づいて受信した電流を各モジュールＩＤ及びセルＩＤに共通するように時系列的に集約し、それぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートして記憶部５６に記憶する（Ｓ３５）。
【００８９】
なお、受信した物理量に付加された時刻が１０ｍｓ単位の時刻である場合、制御部５１は、１０ｍｓ単位の時刻を四捨五入して１００ｍｓ単位の時刻として扱う。これにより、ソートされた物理量が、次の集約周期を代表する時刻に対応付けられることがある。
【００９０】
ここで、記憶部５６に記憶された物理量のデータ構造について説明する。図１０は、集約周期の開始時刻の順にソートされた充放電電流、電池電圧及び温度を模式的に示す説明図である。集約された各物理量は、モジュールＩＤ及びセルＩＩＤ別に１つの記憶面に構造化されて、１００ｍｓの集約周期の開始時刻（集約周期を代表する時刻の一例）の順にソートされている。例えば、モジュールＩＤ＝１、セルＩＤ＝００１のセルについて２０１８年９月１日１２時３１分１５．８秒に集約された最新の物理量は、充放電電流が−３０Ａ（放電電流）であり、電池電圧が３．６５１Ｖで温度が３０℃である。各記憶面は少なくとも２つの推定周期をカバーすればよく、記憶面内の行数は限定できる。たとえば各記憶面はリングバッファで構成するのが好適である。
【００９１】
前述のとおり、本実施形態１では、各電池モジュール２１を１からｘまでのモジュールＩＤで識別し、各二次電池２２を００１からｙまでのセルＩＤで識別する。従って、「モジュールＩＤ，セルＩＤ」で識別される記憶面が、「１，００１」、「１，００２」、・・「１，ｙ」、「２，００１」、「２，００２」、・・「ｘ，ｙ−２」、「ｘ，ｙ−１」、「ｘ，ｙ」の順に記憶部５６に記憶されている。なお、集約された電池電圧が単位電池の電圧である場合は、上記の記憶面はモジュールＩＤのみによって識別されるものとなる。
【００９２】
図９に戻って、ステップＳ３３もしくはＳ３５の処理を終えた場合、又はステップＳ３４で、電流を受信しない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、制御部５１は、ｉを１だけインクリメントして（Ｓ３６）ｉがユニット数＋１であるか否かを判定する（Ｓ３７）。ｉがユニット数＋１ではない場合（Ｓ３７：ＮＯ）、制御部５１は、次のユニットから物理量を受信するために、ステップＳ３０に処理を移す。
【００９３】
ｉがユニット数＋１である場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、即ち全てのユニットから物理量を受信した場合、制御部５１は、ｉを１に初期化した（Ｓ３８）後、セル毎又は単位電池毎にパラメータ推定部５８を起動する（Ｓ３９）。パラメータ推定部５８で用いられる物理量は、当該集約周期を代表する時刻についてソートされた電池電圧及び充放電電流である。パラメータの推定を更に精度良く行うために、集約した温度を用いてもよい。
【００９４】
図１１は、補正情報通知部５３の機能を実現する制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。図１１の処理は、クロック１０４による１秒周期の割込があった場合に起動される。この起動は図８の処理と同時的であってもよいが、図８の処理が優先されるものとする。図中のｍは、秒単位の通知周期を計時するためのカウンタであり、初期値は通知周期を表す整数値（図では単に通知周期と言う）である。またｎは、秒単位の補正周期を計時するためのカウンタであり、初期値は補正周期を表す整数値（図では単に補正周期と言う）である。図１１では、時刻の通知と、時刻の補正の指示とを両方ブロードキャスト送信しているが、何れか一方のみを送信するようにしてもよい。
【００９５】
図１１の処理が起動された場合、制御部５１は、ｍを１だけデクリメントし（Ｓ４０）、ｍが０であるか否かを判定する（Ｓ４１）。ｍが０である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、即ち次の通知周期が到来した場合、制御部５１は、ｍを、通知周期を表す整数値に初期化する（Ｓ４２）と共に、ｎを、補正周期を表す整数値に初期化する（Ｓ４３）。次いで、制御部５１は、記憶部５６に時刻を記憶している計時部５４から第１時刻を読み出し（Ｓ４４）、時刻の通知に第１時刻を含ませてブロードキャスト送信した（Ｓ４５）後、図１１の処理を終了する。
【００９６】
ステップＳ４１で、ｍが０ではない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、制御部５１は、ｎを１だけデクリメントし（Ｓ４６）、ｎが０であるか否かを判定する（Ｓ４７）。ｎが０である場合（Ｓ４７：ＹＥＳ）、即ち次の補正周期が到来した場合、制御部５１は、ｎを、補正周期を表す整数値に初期化した（Ｓ４８）後、時刻の補正の指示をブロードキャスト送信する（Ｓ４９）。ステップＳ４９の処理を終えた場合、又はステップＳ４７でｎが０ではない場合（Ｓ４７：ＮＯ）、制御部５１は図１１の処理を終了する。
【００９７】
図１２は、ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれにて電池監視装置１００からの信号を受信する制御部３１及び４１の処理手順を共通的に示すフローチャートである。また、図１３は、電圧取得部３２及び電流取得部４２それぞれの機能を実現する制御部３１及び４１の処理手順を共通的に示すフローチャートである。図１２の処理は、電池監視装置１００から信号を受信した場合に起動される。図１３の処理は、取得周期で起動される。
【００９８】
図１２の処理が起動された場合、制御部３１及び４１それぞれは、時刻の通知を受信したか否かを判定する（Ｓ５０）。時刻の通知を受信した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、通知された時刻のうち１秒以上の単位の第１時刻を、記憶部３６及び４６に時刻を記憶している計時部３４及び４４に記憶する（Ｓ５１）。制御部３１及び４１それぞれは、更に、通知された第１時刻をクロック２３４及び２４４に設定すると共に、クロック２３４及び２４４の秒未満カウンタをリセットする（Ｓ５２）。これにより、クロック２３４及び２４４と、それぞれに対応する第１計時部とが、通知された第１時刻から計時を再開する。
【００９９】
その後、制御部３１及び４１それぞれは、第２時刻を計時するためのタイマ３５及び４５による計時を開始し（Ｓ５３）、更に、記憶部３６及び４６に記憶された第２時刻を０．００秒とした（Ｓ５４）後、図１２の処理を終了する。これにより、第２計時部による計時が０．００秒から再開される。
【０１００】
ステップＳ５０で、時刻の通知を受信しない場合（Ｓ５０：ＮＯ）、制御部３１及び４１それぞれは、時刻の補正の指示を受信したか否かを判定する（Ｓ５５）。時刻の補正の指示を受信した場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、記憶部３６及び４６に時刻を記憶している計時部３４及び４４から１秒未満の単位の第２時刻を読み出し（Ｓ５６）。第２時刻が０．００秒であるか否かを判定する（Ｓ５７）。第２時刻が０．００秒である場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、時刻の補正の必要がないものとして、図１２の処理を終了する。
【０１０１】
読み出した第２時刻が０．００秒ではない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、制御部３１及び４１それぞれは、第２時刻が０．５０秒より小さいか否かを判定する（Ｓ５８）。この判定は、電池監視装置１００で計時されている時刻に対して、第２時刻が進んでいるか（０．５０秒より小さい場合）又は遅れているか（０．５０秒より大きい場合）を検出するためのものである。この判定によって第１時刻の進み又は遅れが検出される。
【０１０２】
読み出した第２時刻が０．５０秒より小さい場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、検出した進み量に応じて、クロック２３４及び２４４を３ｐｐｍの整数倍だけ遅らせる補正を行い（Ｓ５９）、図１２の処理を終了する。一方、読み出した第２時刻が０．５０秒より小さくない場合（Ｓ５８：ＮＯ）、制御部３１及び４１それぞれは、検出した遅れ量に応じて、クロック２３４及び２４４を３ｐｐｍの整数倍だけ進ませる補正を行い（Ｓ６０）、図１２の処理を終了する。以上のステップＳ５０からＳ６０までが補正実行部に相当する。特にステップＳ５５からＳ６０までは、クロック同期部の機能を実現するステップである。
【０１０３】
ステップＳ５５で、時刻の補正の指示を受信しない場合（Ｓ５５：ＮＯ）、制御部３１及び４１それぞれは、物理量の送信指示を受信したか否かを判定する（Ｓ６１）。物理量の送信指示を受信した場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、取得した最新の物理量を記憶部３６及び４６から読み出す（記憶部３６及び４６の書き込みは、後述の図１３参照）。制御部３１及び４１それぞれは、読み出した最新の物理量を、取得対象のモジュールＩＤ，セルＩＤに対応付け（物理量が電池電圧の場合）、記憶部３６及び４６に記憶された時刻を付加して（物理量が電池電圧又は充放電電流の場合）送信する（Ｓ６２：送信部の機能を実現するステップ）。電圧と共に温度を取得してある場合は、送信する信号に温度を含める。
【０１０４】
ステップＳ６１で、物理量の送信指示を受信しない場合（Ｓ６１：ＮＯ）、制御部３１及び４１それぞれは、集約周期の通知を受信したか否かを判定し（Ｓ６３）、通知を受信しない場合（Ｓ６３：ＮＯ）、図１２の処理を終了する。一方、集約周期の通知を受信した場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、制御部３１及び４１それぞれは、通知された集約周期を取得周期として記憶し（Ｓ６４）、図１２の処理を終了する。
【０１０５】
図１３に移って、図１３の処理が起動された場合、制御部３１及び４１それぞれは、物理量（制御部３１の場合は電池電圧、制御部４１場合は充放電電流）を取得する（Ｓ７０）。制御部３１の場合は、電池電圧と共に温度を取得してもよい。温度を取得する周期は、取得周期より長い周期（例えば１秒）であってもよい。ステップＳ７０は、電圧取得部、電流取得部及び温度取得部の機能を実現するステップである。
【０１０６】
次いで、制御部３１及び４１それぞれは、計時部３４及び４４から現在時刻を取得する（Ｓ７１）。制御部３１及び４１それぞれは、取得した物理量を取得対象のモジュールＩＤ，セルＩＤに対応付け（物理量が電池電圧の場合）、取得した時刻を付加して（物理量が電池電圧又は充放電電流の場合）記憶部３６及び４６に記憶した（Ｓ７２）後、図１３の処理を終了する。
【０１０７】
以下では、上述のとおり時系列的に取得して集約した電池電圧及び充放電電流に基づいて、各二次電池２２の等価回路モデルを表す内部パラメータを推定する方法について説明する。図１４は、抵抗及びコンデンサの組み合わせによって表される二次電池２２の等価回路モデルを示す説明図である。この等価回路モデルは、ＯＣＶを起電力とする電圧源に、抵抗Ｒａと、抵抗Ｒｂ及びコンデンサＣｂの並列回路とを直列に接続した回路によって表される。抵抗Ｒａは、電解液抵抗に対応する。抵抗Ｒｂは電荷移動抵抗に対応し、コンデンサＣｂは電気二重層容量に対応する。抵抗Ｒａに電荷移動抵抗を含めることとし、抵抗Ｒｂが拡散抵抗に対応することにしてもよい。
【０１０８】
二次電池２２の等価回路モデルは、図１４に示すものに限定されない。複数の二次電池２２を直列又は並列に接続した電池モジュール２１の等価回路モデルについては、より複雑な回路モデルが想定される。例えば、抵抗Ｒ０に抵抗Ｒｊ及びコンデンサＣｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）の並列回路をｎ個直列接続したｎ次（ｎは自然数）のフォスタ型ＲＣ梯子回路、もしくは一端同士が接続されたｎ個の抵抗Ｒｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）それぞれの他端が、直列接続されたｎ個のコンデンサＣｊの間に接続されたｎ次のカウエル型ＲＣ梯子回路、又はこれらの組み合わせによるものが考えられる。
【０１０９】
次に、パラメータ推定部５８にて等価回路モデルのパラメータを推定する方法について説明する。図１４に示す等価回路モデルのパラメータについて、以下の近似式（１）〜（４）が成立することが知られている（詳細については、「バッテリマネジメント工学」足立修一他著、東京電気大学出版、６．２．２章参照）。
【０１１０】
ｕＬ（ｋ）＝ｂ０・ｉ（ｋ）＋ｂ１・ｉ（ｋ−１）−ａ１・ｕＬ（ｋ−１）
＋（１＋ａ１）・ＯＣＶ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ｂ０＝Ｒａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ｂ１＝ＴｓＲａ／（ＲｂＣｂ）＋Ｔｓ／Ｃｂ−Ｒａ・・・・・・・・・・・・・・（３）
ａ１＝Ｔｓ／（ＲｂＣｂ）−１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
但し、
ｕＬ：電池電圧
ｉ：充放電電流
Ｔｓ：推定周期（ｋは例えば推定ステップ）
ＯＣＶ：開放電圧
【０１１１】
上記の式（２）〜（４）から、パラメータであるＲａ、ＲｂおよびＣｂを逆算すると、以下の式（５）〜（７）が成立する。
【０１１２】
Ｒａ＝ｂ０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｒｂ＝（ｂ１−ａ１ｂ０）／（１＋ａ１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
Ｃｂ＝Ｔｓ／（ｂ１−ａ１ｂ０）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
【０１１３】
本実施形態では、逐次最小二乗法を式（１）に適用して係数ｂ０、ｂ１及びａ１を決定し、決定した係数を式（５）〜（７）に代入してパラメータＲａ、ＲｂおよびＣｂを推定する。Ｔｓは、集約周期と必ずしも一致していなくてもよいが、ここではＴｓが取得周期及び集約周期と等しいものとして説明する。なお、各パラメータを一通り推定する間は、ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）が一定であるものとしている。電池電圧と共に集約した温度に応じて、推定したパラメータを補正してもよい。
【０１１４】
ところで、式（１）では４つの未知数（ａ１、ｂ０、ｂ１及びＯＣＶ）があり、これらの値を求めるには少なくとも４つの式が必要である。しかしながら、充放電電流ｉについて、ｉ（ｋ）＝ｉ（ｋ−１）＝０の場合は、ｂ０及びｂ１に関する項の値がゼロとなり、式（５）〜（７）の各式が成立しなくなる。また、ｉ（ｋ）＝ｉ（ｋ−１）＝一定の場合は、その一定電流が流れることによるＯＣＶの変化がｕ（ｋ）に現れるだけであり、ｕ（ｋ）の変化が極めて小さくなるため、精度よくパラメータを推定することが難しい。
【０１１５】
そこで、本実施形態１では、図５に示す電流判定部５９の判定結果より、パラメータ推定部５８ではパラメータの推定が適切に行えない蓋然性が高い場合に、パラメータ推定部５８によるパラメータの推定を禁止する。即ち、パラメータ推定部５８は、電流判定部５９によってパラメータの推定が禁止されない場合に、記憶部５６に時系列的に集約された電池電圧ｕＬ及び充放電電流ｉに基づいて、上述のとおりパラメータＲａ，Ｒｂ，Ｃｂを出力する。
【０１１６】
電流判定部５９は、集約された充放電電流ｉが第１閾値より小さい場合、及び集約された充放電電流ｉの変化量が第２閾値より小さい場合に、パラメータ推定部５８によるパラメータの推定を禁止する。電流判定部５９によってパラメータの推定を禁止された場合、パラメータ推定部５８は、前回推定したパラメータを更新せずに出力し続ける。
【０１１７】
以下では、上述した電池監視装置１００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１５は、電池監視装置１００でパラメータを逐次推定する制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。図１６は、電流判定のサブルーチンに係る制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。電流判定のサブルーチンが、電流判定部の機能を実現する。図１５に示す処理はメインルーチンであり、図９に示すステップＳ３９にて起動される。各ステップにおける算出結果は、適宜記憶部５６に記憶される。図９では、充放電電流を単に電流と記載する。
【０１１８】
図１５のメインルーチンが起動された場合、制御部５１は、記憶部５６から現在の集約周期における電池電圧ｕＬ（ｋ）を読み出す（Ｓ８１）と共に、充放電電流ｉ（ｋ）を読み出す（Ｓ８２）。次いで、制御部５１は、電流判定に係るサブルーチンを呼び出す（Ｓ８３）。なお、Ｔｓを取得周期及び集約周期と一致させない場合は、記憶部５６から推定ステップｋに対応する時刻又は推定ステップｋに最も近い時刻の電池電圧及び充放電電流を読み出し、それぞれをｕＬ（ｋ）及びｉ（ｋ）とする。
【０１１９】
図１６に移って、電流判定に係るサブルーチンが呼び出された場合、制御部５１は、｜ｉ（ｋ）｜が第１閾値より小さいか否かを判定し（Ｓ９１）、第１閾値より小さい場合（Ｓ９１：ＹＥＳ）、パラメータの推定を禁止する旨を記憶して（Ｓ９２）メインルーチンにリターンする。第１閾値は、実験やシミュレーションによって求めた固定値でもよいし、走行条件によって変更される可変値でもよい。
【０１２０】
｜ｉ（ｋ）｜が第１閾値より小さくない場合（Ｓ９１：ＮＯ）、制御部５１は、記憶部５６から前回読み出した電流ｉ（ｋ−１）と、今回読み出した電流ｉ（ｋ）との差分である｜Δｉ｜を算出する（Ｓ９３）。次いで、制御部５１は、算出した｜Δｉ｜が第２閾値より小さいか否かを判定し（Ｓ９４）、第２閾値より小さい場合（Ｓ９４：ＹＥＳ）、ステップＳ９２に処理を移す。これにより、パラメータの推定を禁止する旨が記憶される。
【０１２１】
｜Δｉ｜が第２閾値より小さくない場合（Ｓ９４：ＮＯ）、制御部５１は、パラメータの推定を禁止しない旨を記憶して（Ｓ９５）メインルーチンにリターンする。
【０１２２】
図１５に戻って、電流判定に係るサブルーチンからリターンした場合、制御部５１は、パラメータの推定を禁止する旨が記憶されているか否か、即ちパラメータの推定が禁止されているか否かを判定し（Ｓ８４）、禁止されている場合（Ｓ８４：ＹＥＳ）、パラメータの推定を行わずに図１５のメインルーチンの実行を終了する。これにより、制御部５１は、前回推定したパラメータを更新せずに出力し続ける。
【０１２３】
パラメータの推定が禁止されていない場合（Ｓ８４：ＮＯ）、制御部５１は、逐次最小二乗法を用いて、式（１）〜（７）によりパラメータＲａ（ｋ），Ｒｂ（ｋ），Ｃｂ（ｋ）を推定する（Ｓ８５）。次いで、制御部５１は、出力するパラメータの推定値をＲａ（ｋ−１），Ｒｂ（ｋ−１），Ｃｂ（ｋ−１）からＲａ（ｋ），Ｒｂ（ｋ），Ｃｂ（ｋ）に更新して（Ｓ８６）メインルーチンの実行を終了する。
【０１２４】
次に、図１５及び１６に示す処理によって推定したパラメータの例について説明する。図１７は、パラメータを推定する二次電池２２の電池電圧及び充放電電流の波形を示すグラフである。図の上段に電池電圧の波形を示し、下段に充電電流（プラス側）及び放電電流（マイナス側）の波形を示す。図１７の横軸は時間を表し、縦軸は上段では電圧を下段では電流を表す。特に下段の充放電電流に着目すれば、充放電が切り換わるポイントで電流の大きさがプラス及びマイナスに大きく変化すると共に、電流の大きさが０（ゼロ）に近い期間が比較的長時間継続していることが分かる。このようなポイント及び期間では、上述したように精度よくパラメータを推定することが難しい。
【０１２５】
図１８は、二次電池２２の等価回路モデルのパラメータを逐次推定した結果を示すグラフである。図の上段、中段及び下段それぞれにパラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂの推定結果を実線で示す。図中の破線は、いわゆる交流インピーダンス法によって実測した各パラメータの大きさを示すものである。図１８において、横軸は時間を表し、縦軸は抵抗又は容量を表す。図１８によれば、図１７に示す充放電電流が０となるポイントや期間が存在するにも関わらず、各パラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂが、何れも実測値に向かって収束する様子が読み取れる。
【０１２６】
以上のように本実施形態１によれば、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４が、１又は複数直列もしくは並列の二次電池２２を含む電池モジュール２１から、二次電池２２又は電池モジュール２１の充放電に係る物理量を周期的に取得し、電池監視装置１００が、複数の電池モジュール２１を直列に接続してある組電池２０の充放電を監視する。電池監視装置１００が自身で計時する時刻に基づいて時刻の補正に係る情報を通知した場合、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は通知された情報に基づいて自身で計時する時刻を補正する。各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、電池モジュール２１から充放電に係る物理量を周期的に取得し、これに自身で計時する時刻を付加して電池監視装置１００に送信する。電池監視装置１００は、受信した物理量を受信した時刻に基づいて周期的に集約する。これにより、電池監視装置１００に集約する際に参照される時刻は、電池監視装置１００からの通知で補正された時刻となる。従って、組電池２０に含まれる二次電池２２又は電池モジュール２１から取得した充放電に係る物理量をシステムの共通的な時刻に関連付けて電池監視装置１００に集約することが可能となる。
【０１２７】
また、実施形態１によれば、電池監視装置１００が自身で計時する秒単位の時刻が変わった時に当該時刻を各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４に通知した場合、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、通知された時刻によって自身で計時する時刻を秒単位の時刻に丸めて補正する。従って、電池監視装置１００と各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４とで計時する時刻を同期させることができる。
【０１２８】
更に、実施形態１によれば、電池監視装置１００が自身で計時する秒単位の時刻が変わった時に各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４へ時刻の補正の指示を通知した場合、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、指示を通知された時に自身で計時する秒単位より小さい単位の時刻のずれを検出して、クロック２３４及び２４４のずれを補正する。従って、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、検出した時刻のずれに基づいてクロック２３４及び２４４の進み又は遅れを補正するため、電池監視装置１００と各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４とで計時する時刻が一致するように収束させることができる。
【０１２９】
更に、実施形態１によれば、電池監視装置１００が外部から取得した時刻に自身で計時する時刻を同期させる。従って、電池監視装置１００で計時する時刻を外部からの時刻に高精度に追従させることができる。
【０１３０】
更に、実施形態１によれば、電池監視装置１００は、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４が取得周期で取得した充放電に係る物理量を、該物理量に付加された時刻に基づき、取得周期と同じ長さの集約周期でそれぞれの集約周期の開始時刻に対応付けて集約する。従って、充放電に係る物理量の取得と集約とを１対１に同期して行うことができ、集約結果をそれぞれの集約周期の開始時刻の順にソートすることができる。
【０１３１】
更に、実施形態１によれば、電池監視装置１００が各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４に集約周期を通知し、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は通知された集約周期と長さが同じ取得周期で充放電に係る物理量を取得する。従って、充放電に係る物理量の取得周期を電池監視装置１００から変更することができる。
【０１３２】
更に、実施形態１によれば、計時部３４，４４，５４それぞれが計時する時刻のうち、１秒以上の単位の時刻を第１計時部が計時し、１秒未満の単位の時刻を第２計時部が第１計時部と同期して計時する。電池監視装置１００から各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４に１秒以上の単位の時刻の補正に係る情報を通知した場合、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は第１計時部が計時する時刻を補正する。これにより、１秒以上の単位の時刻を計時する汎用のリアルタイムクロックを第１計時部に用いることができ、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４で第１計時部を補正した時に、第２計時部を第１計時部に同期して補正することができる。
【０１３３】
更に、実施形態１によれば、集約周期は、Ｎ周期に対応する時間が丁度１秒となるような周期であり、Ｎ周期のうちの１周期は、第１計時部が計時する１秒の変わり目が開始時刻となる。従って、１秒より短い周期で充放電に係る物理量を集約することができる。また、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４の第１計時部が補正されている場合は、電池監視システム１内で取得周期及び集約周期の位相を合わせることができる。
【０１３４】
更に、実施形態１によれば、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４は、充放電に係る物理量を例えば１００ｍｓ周期で取得した際に、１００ｍｓより小さい１０ｍｓ単位の時刻を付加する。電池監視装置１００は、各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４それぞれが取得した充放電に係る物理量を、該物理量に付加された時刻に基づき、それぞれの集約周期の開始時刻又は終了時刻に対応付けて集約する。従って、充放電に係る物理量を実際に取得する時刻が遅れた場合は、充放電に係る物理量を次の集約周期の開始時刻に対応付けて集約することができる。
【０１３５】
更に、実施形態１によれば、二次電池２２の電圧及び充放電電流の関係を表す式（１）に対し、時系列的に集約した電圧及び充放電電流を逐次適用して最小二乗法を用いることにより、式（１）の係数ｂ０、ｂ１及びａ１を決定し、決定した係数に基づいてパラメータＲａ、ＲｂおよびＣｂを推定する。従って、二次電池２２の内部パラメータを時系列的に推定することができる。
【０１３６】
更に、実施形態１によれば、二次電池２２のパラメータを推定する間に充放電電流の絶対値が第１閾値より小さい場合は、パラメータの推定を行わない。従って、パラメータの推定誤差が必然的に大きくなる場合に、パラメータの更新を繰り延べることができる。
【０１３７】
更に、実施形態１によれば、現在の集約周期で集約した充放電電流と、１つ前の集約周期で集約した充放電電流との差分が第２閾値より小さい場合は、パラメータの推定を行わない。従って、パラメータの推定誤差が必然的に大きくなる場合に、パラメータの更新を繰り延べることができる。
【０１３８】
（実施形態２）
実施形態１は、電池監視装置１００及び電流検出ユニット２４が分離されている形態であるのに対し、実施形態２は、電流検出ユニット２４の機能が電池監視装置１００ｂに一体化されている形態である。また、実施形態１では、電池監視装置１００が各ＢＭＵ２３及び電流検出ユニット２４をポーリングして電池電圧及び充放電電流を送信させるのに対し、本実施形態２では、各ＢＭＵ２３が電池電圧を取得した場合、自律的に電池電圧を送信する点に違いがある。
【０１３９】
図１９は、実施形態２に係る電池監視システム１ｂ及び組電池２０の構成例を示すブロック図である。図２０は、電池監視装置１００ｂが有するＭＣＵ５０ｂの構成例を示すブロック図である。電池監視システム１ｂは、実施形態１の図２に示す電池監視システム１と比較して、電池監視装置１００が電池監視装置１００ｂに置き換えられており、電流検出ユニット２４が削減されている。
【０１４０】
電池監視装置１００ｂは、クロック１０４と、無線通信部１０７と、ＣＡＮ通信部１１０と、電流検出回路２４２と、これらを制御するＭＣＵ５０ｂとを有する。即ち、電池監視装置１００ｂは、実施形態１の図２に示す電池監視装置１００と比較して、ＭＣＵ５０がＭＣＵ５０ｂに置き換えられており、電流検出回路２４２が追加されている。
【０１４１】
図２０に示すＭＣＵ５０ｂは、制御部５１に、集約部５２ｂと、補正情報通知部５３と、計時部５４と、タイマ５５と、記憶部５６と、無線インタフェース５７と、パラメータ推定部５８と、電流判定部５９と、有線インタフェース６０と、電流取得部４２ｂとが接続されている。即ち、ＭＣＵ５０ｂは、実施形態１の図５に示すＭＣＵ５０と比較して、集約部５２が集約部５２ｂに置き換えられており、電流取得部４２ｂが追加されている。その他、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１４２】
上述の電池監視システム１ｂにおいて、各ＢＭＵ２３が通信装置に相当する。各ＢＭＵ２３の動作は、取得した電池電圧に時刻を付加して送信する際に、ポーリングによらずに送信することを除けば、実施形態１の場合と同様である。電池監視装置１００ｂは、実施形態１に係る電流検出ユニット２４と同様に電池モジュール２１の充放電電流を取得して、各ＢＭＵ２３から受信した電池電圧と共に時系列的に集約する。
【０１４３】
以下では、電池監視装置１００ｂ及び各ＢＭＵ２３の動作を、フローチャートを用いて順に説明する。図２１は、電流取得部４２ｂの機能及び集約部５２ｂの一部の機能を実現する制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。図２２は、集約部５２ｂの他の一部の機能を実現する制御部５１の処理手順を示すフローチャートである。また、図２３は、電圧取得部３２の機能を実現する制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。
【０１４４】
図２１に示すフローチャートは、実施形態１の図１３に示す電流取得部４２に係るフローチャートと比較して、充放電電流を集約するステップと、パラメータ推定部５８を起動するまでの幾つかのステップとが追加されている。図２２に示すフローチャートは、実施形態１の図９に示す集約部５２に係るフローチャートと比較して、充放電電流を集約するステップが削除され、更に、パラメータ推定部５８を起動するまでの幾つかのステップが削除されている。図２３に示すフローチャートは、実施形態１の図１３に示す電圧取得部３２に係るフローチャートと比較して、取得した電圧を自律的に送信するステップが異なる。
【０１４５】
図２１の処理は、取得周期（集約周期と同じ）で起動される。図２２の処理は、各ＢＭＵ２３から信号を受信した場合に起動される。図２３の処理は、取得周期で起動される。図２１の処理が起動された場合、制御部５１は、充放電電流を取得する（Ｓ１００）。次いで、制御部５１は、計時部５４から現在時刻を取得し（Ｓ１０１）、取得した時刻に基づいて取得した充放電電流を各モジュールＩＤ及びセルＩＤに共通するように時系列的に集約し、それぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートして記憶部５６に記憶する（Ｓ１０２）。
【０１４６】
その後、制御部５１は、現在の集約周期で全てのＢＭＵ２３から全ての電池電圧を受信したか否かを判定し（Ｓ１０３）、受信した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１０６に処理を移す。全ての電池電圧を受信していない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部５１は、計時部５４から現在時刻を取得し（Ｓ１０４）、現在の集約周期における電池電圧の集約がタイムアウトになったか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【０１４７】
タイムアウトになっていない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、制御部５１は、ステップＳ１０３に処理を移す。一方、タイムアウトになった場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、制御部５１は、セル毎又は単位電池毎にパラメータ推定部５８を起動した（Ｓ１０６）後、図２１の処理を終了する。
【０１４８】
図２２の処理が起動された場合、制御部５１は、ＢＭＵ２３から電圧を受信したか否かを判定する（Ｓ１１０）。電圧を受信した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御部５１は、受信した電圧をモジュールＩＤ及びセルＩＤ別に時系列的に集約し、それぞれの集約周期を代表する時刻の順にソートして記憶部５６に記憶する（Ｓ１１１）。その後、制御部５１は、図２２の処理を終了する。ステップＳ１１０で電圧を受信しない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御部５１は、そのまま図２２の処理を終了する。
【０１４９】
図２３の処理が起動された場合、制御部３１は、電池電圧を取得する（Ｓ１２０）。次いで、制御部３１は、計時部３４から現在時刻を取得し（Ｓ１２１）、ＢＭＵ２３毎に異なる時間だけ待機する（Ｓ１２２）。この待機は、各ＢＭＵ２３からの送信が衝突するのを防止するためである。適当にリトライのシーケンスを実行するようにしてもよい。待機の後、制御部３１は、取得した電圧を取得対象のモジュールＩＤ，セルＩＤに対応付け、取得した時刻を付加して送信し（Ｓ１２３：送信部の機能を実現するステップ）、図２３の処理を終了する。
【０１５０】
以上のように本実施形態２によれば、各ＢＭＵ２３が、１又は複数の二次電池２２を含む電池モジュール２１から、二次電池２２又は電池モジュール２１の電池電圧を周期的に取得し、電池監視装置１００ｂが、複数の電池モジュール２１を直列に接続してある組電池２０の充放電を監視する。電池監視装置１００ｂが自身で計時する時刻に基づいて時刻の補正に係る情報を通知した場合、各ＢＭＵ２３は通知された情報に基づいて自身で計時する時刻を補正する。各ＢＭＵ２３は、電池モジュール２１から電池電圧を周期的に取得し、これに自身で計時する時刻を付加して電池監視装置１００ｂに送信する。電池監視装置１００ｂは、受信した電池電圧を受信した時刻に基づいて周期的に集約すると共に、自身が電池モジュール２１から取得した充放電電流を集約する。これにより、電池監視装置１００ｂに集約する際に参照される時刻は、電池監視装置１００ｂからの通知で補正された時刻となる。従って、組電池２０に含まれる二次電池２２又は電池モジュール２１から取得した充放電に係る物理量をシステムの共通的な時刻に関連付けて電池監視装置１００ｂに集約することが可能となる。
【０１５１】
また、実施形態２によれば、電池監視装置１００ｂが、電流検出ユニット２４を兼用するため、通信装置の数を削減することができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１、１ｂ  電池監視システム
１１、１２  リレー
１３  インバータ
１４  モータ
１５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１６  補機バッテリ
１７  電気負荷
１８  始動スイッチ
１９  充電器
２０  組電池
２１  電池モジュール
２２  二次電池
２３  ＢＭＵ
２４  電流検出ユニット
３０、４０、５０、５０ｂ  ＭＣＵ
３１、４１、５１  制御部
３２  電圧取得部
３３  温度取得部
３４、４４、５４  計時部
３５、４５、５５  タイマ
３６、４６、５６  記憶部
３７、４７、５７  無線インタフェース
３８、４８  クロック同期部
３９  セル電圧調整部
４２、４２ｂ  電流取得部
５２、５２ｂ  集約部
５３  補正情報通知部
５８  パラメータ推定部
５９  電流判定部
６０  有線インタフェース
１００、１００ｂ  電池監視装置
１０４、２３４、２４４  クロック
１０７、２３７、２４７  無線通信部
１１０  ＣＡＮ通信部
２００  二次電池ユニット
２３２  セル電圧検出回路
２３３  温度検出回路
２４０  電流センサ
２４２  電流検出回路
【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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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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