(57)【要約】  第1のパラメータ推定装置は、電流パターンに基づいて二次電池の充電又は放電を行った場合の二次電池の電流及び電圧に基づいて、二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部を備え、第２のパラメータ推定装置は、収集した電流及び電圧に基づいて、二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、推定したパラメータを第1のパラメータ推定装置へ出力する出力部とを備え、第1のパラメータ推定装置は、逐次推定したパラメータを、一括推定されたパラメータで更新する更新部をさらに備える。
2020090429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の等価回路のパラメータを推定する第１のパラメータ推定装置と第２のパラメータ推定装置とを備えるパラメータ推定システムであって、
前記第1のパラメータ推定装置は、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、
前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部と
を備え、
前記第２のパラメータ推定装置は、
前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、
前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、
前記一括推定部で推定したパラメータを前記第1のパラメータ推定装置へ出力する出力部と
を備え、
前記第1のパラメータ推定装置は、
前記第２のパラメータ推定装置から一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部をさらに備えるパラメータ推定システム。
【請求項２】
前記第２のパラメータ推定装置は、
前記一括推定部で推定した推定結果の履歴を記憶する記憶部と、
第１時点で前記一括推定部が推定したパラメータと前記第１時点よりも前の第２時点で前記一括推定部が推定したパラメータとに基づいて、前記出力部の出力の可否を判定する判定部と
を備える請求項１に記載のパラメータ推定システム。
【請求項３】
前記判定部は、
前記第１時点で推定した一の二次電池の等価回路のパラメータと、前記第２時点で推定した前記一の二次電池の等価回路のパラメータとの差が所定の閾値以上である場合、前記出力部の出力が不可と判定する請求項２に記載のパラメータ推定システム。
【請求項４】
前記判定部は、
前記第１時点で推定した一の二次電池の等価回路のパラメータと、前記第２時点で推定した前記一の二次電池と異なる他の複数の二次電池の等価回路のパラメータの統計値との差が所定の閾値以上である場合、前記出力部の出力が不可と判定する請求項２に記載のパラメータ推定システム。
【請求項５】
前記第1のパラメータ推定装置は、
前記判定部で前記出力部の出力が不可と判定された場合、前記更新部による更新を行わずに前記逐次推定したパラメータを前記等価回路のパラメータとする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項６】
前記取得部は、
充電器による前記二次電池の充電の途中で前記電流パターンに基づく前記二次電池の電流及び電圧を取得する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項７】
前記第２のパラメータ推定装置は、
充電器による前記二次電池の充電が完了するまでの残余時間を取得する残余時間取得部を備え、
前記一括推定部は、
前記残余時間内に前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項８】
前記第1のパラメータ推定装置は、
前記二次電池のＳＯＣ（充電率）を特定する特定部を備え、
前記特定部で特定したＳＯＣが所定値のときに前記電流パターンに基づく前記二次電池の充電又は放電を開始する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項９】
前記電流パターンは、充電電流パターン及び放電電流パターンを含む請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１０】
前記第1のパラメータ推定装置は、
前記二次電池の電流許容値を充電器に通知する通知部を備え、
前記電流パターンのピーク値は、前記電流許容値以下である請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１１】
前記第１のパラメータ推定装置は、
充電器との間で、有線通信、近距離無線通信、前記第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークの優先順位で通信を選択可能である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１２】
前記第１のパラメータ推定装置は、
充電器との間で有線通信及び近距離無線通信による通信機能を具備しない場合、前記第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークを用いて前記充電器との間の通信を行う請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１３】
前記収集部は、
さらに、前記二次電池の電流及び電圧の計測時刻を収集する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１４】
前記第２のパラメータ推定装置は、
計時部を備え、
前記二次電池の計測時刻と前記計時部の時刻との時間差が所定時間以上である場合、前記計測時刻に計測された電流及び電圧を使用しない請求項１３に記載のパラメータ推定システム。
【請求項１５】
二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、
前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部と、
前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧に基づく前記二次電池の等価回路の一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部と
を備えるパラメータ推定装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のパラメータ推定装置を備える車両。
【請求項１７】
二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、
前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、
前記一括推定部で推定したパラメータを出力する出力部と
を備えるパラメータ推定装置。
【請求項１８】
コンピュータに、二次電池の等価回路のパラメータを推定させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する処理と、
収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する処理と
を実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１９】
二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定方法であって、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得し、
取得された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定し、
前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集し、
収集された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定し、
一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新するパラメータ推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パラメータ推定システム、パラメータ推定装置、車両、コンピュータプログラム及びパラメータ推定方法に関する。
本出願は、２０１８年１０月３０日出願の日本出願第２０１８−２０４３７４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内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶ及びＥＶは二次電池を搭載している。このような車両では、走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが繰り返される。そして、車両の走行中の充放電によって二次電池の状態が大きく変動するため、二次電池の状態を精度よく求める必要がある。【０００３】
特許文献１には、電池診断を行う前に取得した二次電池の異常傾向に関する情報に応じた適切な充放電パターンに従って二次電池の充放電を行うことによって、効率的に二次電池の異常を特定することができるバッテリ異常診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１７９００号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施の形態に係るパラメータ推定システムは、二次電池の等価回路のパラメータを推定する第１のパラメータ推定装置と第２のパラメータ推定装置とを備えるパラメータ推定システムであって、前記第1のパラメータ推定装置は、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部とを備え、前記第２のパラメータ推定装置は、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、前記一括推定部で推定したパラメータを前記第1のパラメータ推定装置へ出力する出力部とを備え、前記第1のパラメータ推定装置は、前記第２のパラメータ推定装置から一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部をさらに備える。
【０００６】
本開示の実施の形態に係るパラメータ推定装置は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部と、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧に基づく前記二次電池の等価回路の一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部とを備える。
【０００７】
本開示の実施の形態に係る車両は、前述のパラメータ推定装置を備える。
【０００８】
本開示の実施の形態に係るパラメータ推定装置は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、前記一括推定部で推定したパラメータを出力する出力部とを備える。
【０００９】
本開示の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の等価回路のパラメータを推定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する処理と、収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する処理とを実行させる。
【００１０】
本開示の実施の形態に係るコンピュータでの読み取りが可能な非一時的な記録媒体は、二次電池の等価回路のパラメータを推定させるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータでの読み取りが可能な非一時的な記録媒体であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータに、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する処理と、収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する処理とを実行させる。
【００１１】
本開示の実施の形態に係るパラメータ推定方法は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定方法であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得し、取得された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定し、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集し、収集された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定し、一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態のパラメータ推定システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】サーバの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態のパラメータ推定システムの処理の一例を示す模式図である。
【図５】テストパターンの一例を示す模式図である。
【図６】パターン周期及びサンプリング周期の関係の一例を示す模式図である。
【図７】二次電池ユニットの等価回路の一例を示す説明図である。
【図８】パラメータ推定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】逐次推定による等価回路のパラメータの推定結果の推移の一例を示す。
【図１０】電池監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】サーバの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】充電器と電池監視装置との間の通信手段の第１例を示す模式図である。
【図１２Ｂ】充電器と電池監視装置との間の通信手段の第２例を示す模式図である。
【図１２Ｃ】充電器と電池監視装置との間の通信手段の第３例を示す模式図である。
【図１３】無線通信フレームの構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に装置にあっては、二次電池の異常傾向が検知された場合に、効率的にその異常を特定するものであるため、異常が発生する前に二次電池の状態を推定することができない。また、二次電池の状態を精度良く推定するには、二次電池の等価回路のパラメータを精度よく推定する必要がある。
【００１４】
そこで、二次電池の等価回路のパラメータを精度よく推定することができるパラメータ推定システム、パラメータ推定装置、コンピュータプログラム及びパラメータ推定方法を提供することを目的とする。
［本開示の効果］
【００１５】
本開示によれば、二次電池の等価回路のパラメータを精度よく推定することができる。
【００１６】
［本願開示の実施形態の説明］
本実施の形態に係るパラメータ推定システムは、二次電池の等価回路のパラメータを推定する第１のパラメータ推定装置と第２のパラメータ推定装置とを備えるパラメータ推定システムであって、前記第1のパラメータ推定装置は、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部とを備え、前記第２のパラメータ推定装置は、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、前記一括推定部で推定したパラメータを前記第1のパラメータ推定装置へ出力する出力部とを備え、前記第1のパラメータ推定装置は、前記第２のパラメータ推定装置から一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部をさらに備える。
【００１７】
本実施の形態に係るパラメータ推定装置は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、前記取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部と、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧に基づく前記二次電池の等価回路の一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する更新部とを備える。
【００１８】
本実施の形態に係る車両は、前述のパラメータ推定装置を備える。
【００１９】
本実施の形態に係るパラメータ推定装置は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定装置であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、前記収集部で収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、前記一括推定部で推定したパラメータを出力する出力部とを備える。
【００２０】
本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の等価回路のパラメータを推定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する処理と、収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する処理とを実行させる。
【００２１】
本実施の形態に係るコンピュータでの読み取りが可能な非一時的な記録媒体は、二次電池の等価回路のパラメータを推定させるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータでの読み取りが可能な非一時的な記録媒体であって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータに、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を収集する処理と、収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する処理とを実行させる。
【００２２】
本実施の形態に係るパラメータ推定方法は、二次電池の等価回路のパラメータを推定するパラメータ推定方法であって、電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得し、取得された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定し、前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集し、収集された電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定し、一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新する。
【００２３】
第1のパラメータ推定装置は、電流パターンに基づいて二次電池の充電又は放電を行った場合の二次電池の電流及び電圧を取得する取得部と、取得部で取得した電流及び電圧に基づいて、二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定する逐次推定部とを備える。
【００２４】
二次電池（二次電池ユニットとも称する）は、単一の又は複数並列に接続された単位電池（電池セルとも称する）が複数直列に接続された構成を有する。取得部は、二次電池の充電電流又は放電電流を取得するとともに、充電時又は放電時の二次電池の電圧を取得する。電流パターンの周期は、二次電池の種類等に応じて適宜決定することができ、例えば、２００ｍｓ、５００ｍｓ、１ｓ程度とすることができる。
【００２５】
二次電池の等価回路パラメータは、例えば、二次電池の等価回路モデルを、ＯＣＶを起電力とする電圧源に、抵抗Ｒａと、抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣｂの並列回路とを直列に接続した回路によって表すことができる。この場合、抵抗Ｒａは電解液バルクの抵抗を表し、抵抗Ｒｂは界面電荷移動抵抗を表し、キャパシタＣｂは電気二重層キャパシタンスを表す。
【００２６】
逐次推定部は、二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定周期毎に逐次推定する。等価回路のパラメータは、二次電池の電流、電圧、電流及び電圧を取得するサンプリング周期の関係を示す関係式に最小二乗法を適用して関係式の係数を求め、求めた係数を用いて算出することができる。逐次推定は、このような演算を逐次推定周期の都度行う。なお、逐次推定周期は、サンプリング周期と同じでもよく、あるいはサンプリング周期より大きくてもよい（例えば、サンプリング周期×２など）。
【００２７】
第２のパラメータ推定装置は、電流パターンに基づいて二次電池の充電又は放電を行った場合の二次電池の電流及び電圧を収集する収集部と、収集した電流及び電圧に基づいて、二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する一括推定部と、推定したパラメータを第1のパラメータ推定装置へ出力する出力部とを備える。
【００２８】
収集部は、サンプリング周期で取得した二次電池の電流及び電圧を収集する。例えば、収集部は、サンプリング周期で取得した二次電池の電流及び電圧を複数回（例えば、２０回など）のパターン周期に亘って収集する。
【００２９】
一括推定部は、収集した電流及び電圧に基づいて、二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する。逐次推定が逐次推定周期毎（例えば、サンプリング周期毎）の演算であるのに対し、一括推定では、複数回（例えば、２０回など）の電流パターンの周期のデータをすべて用いて一括で推定するので、推定精度を高めることができる。
【００３０】
第1のパラメータ推定装置は、第２のパラメータ推定装置から一括推定されたパラメータを取得した場合、逐次推定したパラメータを、一括推定されたパラメータで更新する更新部を備える。
【００３１】
更新部により、逐次推定によって推定された等価回路のパラメータは、より高精度の一括推定されたパラメータで更新されるので、等価回路のパラメータをより精度良く推定することができる。
【００３２】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第２のパラメータ推定装置は、前記一括推定部で推定した推定結果の履歴を記憶する記憶部と、第１時点で前記一括推定部が推定したパラメータと前記第１時点よりも前の第２時点で前記一括推定部が推定したパラメータとに基づいて、前記出力部の出力の可否を判定する判定部とを備える。
【００３３】
第２のパラメータ推定装置は、一括推定部で推定した推定結果の履歴を記憶する記憶部と、第１時点で一括推定部が推定したパラメータと第１時点よりも前の第２時点で一括推定部が推定したパラメータとに基づいて、出力部の出力の可否を判定する判定部とを備える。
【００３４】
上述の構成により、過去に一括推定した推定結果の履歴に基づいて、出力部から一括推定の推定結果の出力の可否を判定するので、例えば、誤った推定結果を出力することを防止できる。
【００３５】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記判定部は、前記第１時点で推定した一の二次電池の等価回路のパラメータと、前記第２時点で推定した前記一の二次電池の等価回路のパラメータとの差が所定の閾値以上である場合、前記出力部の出力が不可と判定する。
【００３６】
判定部は、第１時点で推定した二次電池の等価回路のパラメータと、第２時点で推定した当該二次電池の等価回路のパラメータとの差が所定の閾値以上である場合、出力部の出力が不可と判定する。パラメータの差は、差分でもよく、パラメータの比率でもよい。例えば、今回のパラメータの値が前回の値と比べて閾値以上の差がある場合、今回の一括推定の信頼性が低いと考えられるので、一括推定結果を出力しない。これにより、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【００３７】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記判定部は、前記第１時点で推定した一の二次電池の等価回路のパラメータと、前記第２時点で推定した前記一の二次電池と異なる他の複数の二次電池の等価回路のパラメータの統計値との差が所定の閾値以上である場合、前記出力部の出力が不可と判定する。
【００３８】
判定部は、第１時点で推定した二次電池の等価回路のパラメータと、第２時点で推定した当該二次電池と異なる他の複数の二次電池の等価回路のパラメータの統計値との差が所定の閾値以上である場合、出力部の出力が不可と判定する。ここで、他の複数の二次電池は、例えば、同種（型番が同じ）、あるいは同条件下（例えば、ＳＯＣや温度等）の二次電池とすることができる。統計値は、平均値でもよく、中央値でもよい。例えば、今回のパラメータの値が他の二次電池の統計値と比べて閾値以上の差がある場合、今回の一括推定の信頼性が低いと考えられるので、一括推定結果を出力しない。これにより、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【００３９】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第1のパラメータ推定装置は、前記判定部で前記出力部の出力が不可と判定された場合、前記更新部による更新を行わずに前記逐次推定したパラメータを前記等価回路のパラメータとする。
【００４０】
第1のパラメータ推定装置は、判定部で出力部の出力が不可と判定された場合、更新部による更新を行わずに逐次推定したパラメータを前記等価回路のパラメータとする。これにより、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【００４１】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記取得部は、充電器による前記二次電池の充電の途中で前記電流パターンに基づく前記二次電池の電流及び電圧を取得する。
【００４２】
取得部は、充電器による二次電池の充電の途中で電流パターンに基づく二次電池の電流及び電圧を取得する。これにより、二次電池の充電中に等価回路のパラメータを推定することができる。
【００４３】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第２のパラメータ推定装置は、充電器による前記二次電池の充電が完了するまでの残余時間を取得する残余時間取得部を備え、前記一括推定部は、前記残余時間内に前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する。
【００４４】
第２のパラメータ推定装置は、充電器による二次電池の充電が完了するまでの残余時間を取得する残余時間取得部を備え、一括推定部は、残余時間内に二次電池の等価回路のパラメータを一括推定する。これにより、二次電池の充電が完了するまでに等価回路のパラメータの一括推定が終了するように演算条件を決定することができ、充電完了するまでの時間内で精度の高い推定を行うことができる。
【００４５】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第1のパラメータ推定装置は、前記二次電池のＳＯＣ（充電率）を特定する特定部を備え、前記特定部で特定したＳＯＣが所定値のときに前記電流パターンに基づく前記二次電池の充電又は放電を開始する。
【００４６】
第1のパラメータ推定装置は、二次電池のＳＯＣを特定する特定部を備え、特定部で特定したＳＯＣが所定値のときに電流パターンに基づく二次電池の充電又は放電を開始する。例えば、二次電池の充電中に、二次電池のＳＯＣが所定値（例えば、５０％など）になったときに等価回路のパラメータの推定を行う。これにより、二次電池の等価回路のパラメータを推定するときの二次電池の条件を揃えることができ、精度よくパラメータを推定できる。また、例えば、過去に推定したパラメータ（例えば、前回値）と今回推定したパラメータとを比較する場合でも、推定条件を共通にできるので、精度良く比較できる。
【００４７】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記電流パターンは、充電電流パターン及び放電電流パターンを含む。
【００４８】
電流パターンは、充電電流パターン及び放電電流パターンを含む。これにより、二次電池に対して充電と放電の両方の電流パターンが印加されるので、二次電池のＳＯＣの変化を抑制することができ、精度よく等価回路のパラメータを推定することができる。
【００４９】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第1のパラメータ推定装置は、前記二次電池の電流許容値を充電器に通知する通知部を備え、前記電流パターンのピーク値は、前記電流許容値以下である。
【００５０】
第1のパラメータ推定装置は、二次電池の電流許容値を充電器に通知する通知部を備え、電流パターンのピーク値は、電流許容値以下である。これにより、二次電池の種類などに応じて電流許容値が異なる場合でも、二次電池に最適な電流パターンを印加することができる。
【００５１】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第１のパラメータ推定装置は、充電器との間で、有線通信、近距離無線通信、前記第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークの優先順位で通信を選択可能である。
【００５２】
第１のパラメータ推定装置と充電器との間の通信は、有線通信、近距離無線通信、第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークの優先順位で選択可能である。例えば、有線通信及び近距離無線通信の両方を具備する場合には、有線通信が優先される。これにより、代替の通信手段を用いることができ、二次電池のパラメータの推定を中断することなく継続できる。
【００５３】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第１のパラメータ推定装置は、充電器との間で有線通信及び近距離無線通信による通信機能を具備しない場合、前記第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークを用いて前記充電器との間の通信を行う。
【００５４】
第１のパラメータ推定装置と充電器との間で有線通信及び近距離無線通信の両方を具備しない場合、第２のパラメータ推定装置を介する通信ネットワークを用いて第１のパラメータ推定装置と充電器との間の通信を行う。これにより、代替の通信手段を用いることができ、二次電池のパラメータの推定を中断することなく継続できる。
【００５５】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記収集部は、さらに、前記二次電池の電流及び電圧の計測時刻を収集する。
【００５６】
二次電池の電流及び電圧などのセンサデータには計測時刻が含まれる。これにより、収集したセンサデータが何時計測されたデータであるかが分かる。
【００５７】
本実施の形態に係るパラメータ推定システムにおいて、前記第２のパラメータ推定装置は、計時部を備え、前記二次電池の計測時刻と前記計時部の時刻との時間差が所定時間以上である場合、前記計測時刻に計測された電流及び電圧を使用しない。
【００５８】
時間差が所定時間以上である場合、無線通信の通信遅延の影響が考えられ、収集したセンサデータの計測時刻にずれが生じているので精度良く二次電池のパラメータを推定できない可能がある。そこで、計測時刻がずれているセンサデータを使用しないようにすることで二次電池のパラメータの推定精度が悪くなることを防止できる。
【００５９】
［本願開示の実施形態の詳細］
以下、本実施の形態のパラメータ推定システムを図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態のパラメータ推定システムの構成の一例を示す模式図である。パラメータ推定システムは、第２のパラメータ推定装置としてのサーバ１００、第１のパラメータ推定装置としての電池監視装置５０を備える。電池監視装置５０は、車両２０に搭載されている。車両２０は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）などを含む。車両２０が充電器１０に接続されることによって、車両２０に搭載された後述の二次電池ユニット３０（二次電池ともいう）を充電することができる。充電器１０は、例えば、充電スタンドである。
【００６０】
サーバ１００は、インターネットなどの通信ネットワーク１を介して、電池監視装置５０との間で所要の情報を送受信することができる。また、サーバ１００は、インターネットなどの通信ネットワーク１を介して、充電器１０との間で所要の情報を送受信することができる。
【００６１】
図２は電池監視装置５０を搭載した車両２０の要部の構成の一例を示すブロック図である。二次電池ユニット（二次電池）３０は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル（単位電池）３１が直列又は直並列に接続されている。二次電池ユニット３０には、電圧センサ３２、電流センサ３３、温度センサ３４が設けられている。電圧センサ３２は、各セル３１の電圧、二次電池ユニット３０の両端の電圧を検出し、検出した電圧を電池監視装置５０へ出力する。電流センサ３３は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池ユニット３０の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ３３は、検出した電流を電池監視装置５０へ出力する。温度センサ３４は、例えば、サーミスタで構成され、セル３１の温度を検出する。温度センサ３４は、検出した温度を電池監視装置５０へ出力する。
【００６２】
電池監視装置５０は、装置全体を制御する制御部５１、電圧取得部５２、電流取得部５３、温度取得部５４、記憶部５５、インタフェース部５６、通信部５７、パラメータ推定部５８、更新部５９、及びＳＯＣ特定部６０を備える。
【００６３】
制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどによって構成することができる。ＣＰＵは、プロセッサ（第１のプロセッサ）を備える。電池監視装置５０が行う各処理は、当該プロセッサが行うことができる。
【００６４】
電圧取得部５２は、複数のセル３１それぞれの電圧、及び二次電池ユニット３０の電圧を取得する。また、電流取得部５３は、二次電池ユニット３０の電流（充電電流及び放電電流）を取得する。温度取得部５４は、セル３１の温度を取得する。
【００６５】
記憶部５５は、電圧取得部５２、電流取得部５３、温度取得部５４で取得した電圧、電流、温度（これらを纏めてセンサデータとも称する）を記憶することができる。また、記憶部５５は、サーバ１００から受信した情報を記憶することができる。
【００６６】
インタフェース部５６は、充電スタンドとの間で情報の送受信を行うためのインタフェース機能を備える。
【００６７】
通信部５７は、通信ネットワーク１を介してサーバ１００との間の通信機能を備える。また、通信部５７は、制御部５１の制御の下、二次電池ユニット３０のセンサデータをサーバ１００へ送信することができる。
【００６８】
パラメータ推定部５８は、逐次推定部としての機能を有し、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定周期毎に逐次推定する。逐次推定の詳細は後述する。本明細書では、電流パターンの周期をパターン周期と称し、二次電池ユニット３０の電流及び電圧の取得周期をサンプリング周期と称し、逐次推定の周期を逐次推定周期と称する。これらの周期の関係は後述する。
【００６９】
更新部５９は、サーバ１００から一括推定された、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを取得した場合、パラメータ推定部５８で推定した（逐次推定した）等価回路のパラメータを、一括推定された等価回路のパラメータで更新する。一括推定の詳細は後述する。
【００７０】
ＳＯＣ特定部６０は、特定部としての機能を備え、二次電池ユニット３０のＳＯＣ（State Of Charge）を特定する。ＳＯＣ（充電率）は、満充電容量を基準に二次電池の残量の比率を表した状態量である。二次電池ユニット３０のＳＯＣは、例えば、以下のようにして特定することができる。すなわち、予め二次電池ユニット３０の開放電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの相関関係を示す情報を記憶し、二次電池ユニット３０のＯＣＶを求めて、ＳＯＣを特定することができる。あるいは、二次電池ユニット３０の当初のＳＯＣが分かっている場合には、その後の二次電池ユニット３０の電流を積算してＳＯＣを特定することができる。
【００７１】
図３はサーバ１００の構成の一例を示すブロック図である。サーバ１００は、サーバ１００全体を制御する制御部１０１、通信部１０２、履歴ＤＢ１０３、パラメータ推定部１０４、及び判定部１０５を備える。
【００７２】
制御部１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどによって構成することができる。ＣＰＵは、プロセッサ（第２のプロセッサ）を備える。サーバ１００が行う各処理は、当該プロセッサが行うことができる。
【００７３】
通信部１０２は、通信ネットワーク１を介して電池監視装置５０との間の通信機能を備える。また、通信部１０２は、通信ネットワーク１を介して充電器１０との間の通信機能を備える。
【００７４】
通信部１０２は、電池監視装置５０が送信した二次電池ユニット３０のセンサデータを受信することができる。すなわち、通信部１０２は、収集部としての機能を有し、サンプリング周期で取得した二次電池ユニット３０の電流及び電圧を複数回（例えば、２０回）のパターン周期に亘って収集することができる。また、通信部１０２は、充電器１０が二次電池ユニット３０のセンサデータを送信する場合には、充電器１０からセンサデータを受信することができる。例えば、パターン周期を１秒とし、サンプリング周期を５０ｍｓとすると、パターン周期が２０回（２０周期）の間に収集できる電流及び電圧は、サンプリング回数が４００回分の電流及び電圧に相当する。
【００７５】
通信部１０２は、出力部としての機能を有し、パラメータ推定部１０４で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを電池監視装置５０へ出力（送信）する。
【００７６】
パラメータ推定部１０４は、一括推定部としての機能を有し、収集した二次電池ユニット３０の電流及び電圧に基づいて、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを一括推定する。一括推定の詳細は後述する。
【００７７】
履歴ＤＢ１０３は、記憶部としての機能を有し、パラメータ推定部１０４で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータ（推定結果の履歴）を記憶する。なお、推定結果は、複数の異なる二次電池ユニット３０毎（すなわち、異なる車両２０毎）に区分して記憶することができる。
【００７８】
判定部１０５は、第１時点でパラメータ推定部１０４が推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータと第１時点よりも前の第２時点でパラメータ推定部１０４が推定したパラメータとに基づいて、通信部１０２の出力の可否を判定する。
【００７９】
図４は本実施の形態のパラメータ推定システムの処理の一例を示す模式図である。以下、プロセスＰ１からＰ１５について説明する。
【００８０】
Ｐ１では、電池監視装置５０は、充電器１０に対して、接続・充電依頼を行う。
【００８１】
Ｐ２では、充電器１０は、二次電池ユニット３０の充電を開始する。
【００８２】
Ｐ３では、電池監視装置５０は、二次電池ユニット３０の状態を充電器１０に通知する。二次電池ユニット３０の状態は、例えば、ＳＯＣ、ＳＯＨ（State Of Health）、温度などを含む。
【００８３】
Ｐ４では、電池監視装置５０は、充電器１０に充電許容電流を通知する。充電許容電流は、二次電池ユニット３０の種類などに応じて固有の許容電流である。
【００８４】
Ｐ５では、充電器１０は、パターン周期のテストパターン（電流パターンとも称する）を二次電池ユニット３０に印加する。
【００８５】
Ｐ６では、電池監視装置５０は、テストパターンが印加された二次電池ユニット３０の電流、電圧、温度（センサデータ）をサンプリング周期で取得する。
【００８６】
図５はテストパターンの一例を示す模式図である。図５の上段の図は、テストパターン（電流パターン）を示し、下段の図は、テストパターンが印加された二次電池ユニット３０の電圧の様子を示す。テストパターンは、充電電流と放電電流とが交互にパターン周期で繰り返される。パターン周期は、二次電池ユニット３０の種類等に応じて適宜決定することができ、例えば、２００ｍｓ、５００ｍｓ、１ｓ程度とすることができる。
【００８７】
図５に示すように、テストパターンが充電時のときは、二次電池ユニット３０の電圧は高くなり、テストパターンが放電時のときは、二次電池ユニット３０の電圧は低くなる。なお、図５の例は、テストパターンに充電と放電の両方を含むが、これに限定されるものではなく、充電のみのテストパターンでもよく、放電のみのテストパターンでもよい。
【００８８】
図６はパターン周期及びサンプリング周期の関係の一例を示す模式図である。図６に示すように、電流パターンの周期をパターン周期とすると、二次電池ユニット３０の電流及び電圧を取得するサンプリング周期は、パターン周期よりも小さい。また、逐次推定周期は、サンプリング周期と同じでもよく、あるいはサンプリング周期より大きくてもよい（例えば、サンプリング周期×２など）。
【００８９】
Ｐ７では、電池監視装置５０は、二次電池ユニット３０のセンサデータをサーバ１００へ送信する。なお、センサデータの送信は、テストパターンの印加開始からテストパターンの印加終了までに亘って行うことができる。すなわち、電池監視装置５０は、パターン周期のテストパターンに基づいて二次電池ユニット３０の充電又は放電を行った場合のサンプリング周期で取得した二次電池ユニット３０の電流及び電圧を複数回のパターン周期に亘って収集し、収集した電流及び電圧を送信する。これにより、サーバ１００は、パターン周期のテストパターンに基づいて二次電池ユニット３０の充電又は放電を行った場合のサンプリング周期で取得した二次電池ユニット３０の電流及び電圧（センサデータ）を複数回（例えば、２０回）のパターン周期に亘って収集することができる。例えば、パターン周期を１秒とし、サンプリング周期を５０ｍｓとすると、パターン周期が２０回（２０周期）の間に収集できる電流及び電圧は、サンプリング回数が４００回分の電流及び電圧に相当する。
【００９０】
Ｐ８では、電池監視装置５０は、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを推定（逐次推定）する。以下、逐次推定について説明する。
【００９１】
図７は二次電池ユニット３０の等価回路の一例を示す説明図である。図７に示すように、二次電池ユニット３０の等価回路（等価回路モデルともいう）は、ＯＣＶを起電力とする電圧源に、抵抗Ｒａと、抵抗Ｒｂ及びキャパシタＣｂの並列回路とを直列に接続した回路によって表すことができる。この場合、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータは、Ｒａ、Ｒｂ、Ｃｂであり、抵抗Ｒａは電解液バルクの抵抗を表し、抵抗Ｒｂは界面電荷移動抵抗を表し、キャパシタＣｂは電気二重層キャパシタンスを表す。なお、二次電池ユニット３０の等価回路は、図７の例に限定されない。
【００９２】
パラメータ推定部５８は、二次電池ユニット３０にテストパターンが印加されたときのサンプリング周期毎に取得した電流及び電圧に基づいて、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定する。すなわち、等価回路のパラメータの推定処理は、逐次推定周期毎に行われる。以下、推定処理について説明する。
【００９３】
図７に例示した等価回路のパラメータについては、以下の近似式が成立することが知られている。
【００９４】
Ｖ（ｋ）＝ｂ０・Ｉ（ｋ）＋ｂ１・Ｉ（ｋ−１）−ａ１・Ｖ（ｋ−１）
＋（１＋ａ１）・ＯＣＶ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ｂ０＝Ｒａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ｂ１＝Ｔｓ・Ｒａ／（Ｒｂ・Ｃｂ）＋Ｔｓ／Ｃｂ−Ｒａ・・・・・・・・・・（３）
ａ１＝Ｔｓ／（Ｒｂ・Ｃｂ）−１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【００９５】
ここで、Ｖ（ｋ）はサンプリング周期ｋにおける二次電池ユニット３０の電圧であり、Ｉ（ｋ）はサンプリング周期ｋにおける二次電池ユニット３０の電流であり、Ｔｓは逐次推定周期であり、本例では、電圧及び電流のサンプリング周期に等しい。
【００９６】
上述の式（２）〜（４）から、等価回路のパラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂを逆算すると、以下の式（５）〜（７）が成立する。
【００９７】
Ｒａ＝ｂ０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｒｂ＝（ｂ１−ａ１・ｂ０）／（１＋ａ１）・・・・・・・・・・・・・・・（６）
Ｃｂ＝Ｔｓ／（ｂ１−ａ１・ｂ０）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
【００９８】
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及びＣｂを推定する。なお、各パラメータを一通り推定する間は、ＯＣＶが一定であるものとしている。温度取得部５４で取得した温度に応じて、推定したパラメータを補正してもよい。
【００９９】
パラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂは、カルマンフィルタを用いて算出することも可能である。具体的には、二次電池ユニット３０に、電圧及び電流で表される入力信号を与えた場合の観測ベクトルと、二次電池ユニット３０の等価回路モデルに上記と同じ入力信号を与えた場合の状態ベクトルとを比較し、これらの誤差にカルマンゲインを掛けて等価回路モデルにフィードバックすることにより、両ベクトルの誤差が最小となるように等価回路モデルの修正を繰り返す。これにより、パラメータが推定される。
【０１００】
図８はパラメータ推定部５８の構成の一例を示すブロック図である。パラメータ推定部５８は、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定するパラメータ推定部５８１及び電流判定部５８２を備える。パラメータ推定部５８１は、逐次推定の演算を逐次推定周期の都度行う。電流判定部５８２は、二次電池ユニット３０の電流が所定の電流閾値より小さい場合、及び電流の変化量が所定の変化量閾値より小さい場合に、パラメータ推定部５８１によるパラメータの推定を禁止する。電流判定部５８２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５８１は、前回推定したパラメータを更新せずに出力することができる。これにより、等価回路のパラメータの推定結果の精度が低下することを防止できる。
【０１０１】
図９は逐次推定による等価回路のパラメータの推定結果の推移の一例を示す。図９において、横軸は時間を示す。図９は、逐次推定を逐次推定周期で繰り返したときのパラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂの推定値の推移を表す。パラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂは、逐次推定を繰り返すことにより、時間経過とともに一定値に収束する。所定時間（例えば、１０秒、２０秒、３０秒など）経過後の一定値を推定結果として使用することができる。
【０１０２】
Ｐ９では、サーバ１００は、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを推定（一括推定）する。以下、一括推定について説明する。
【０１０３】
パラメータ推定部１０４は、収集した二次電池ユニット３０の電流及び電圧に基づいて、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを一括推定する。
【０１０４】
二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを図７のとおりとすると、一括推定は、式（８）で、複数回のサンプリング周期全ての電流値Ｉ（ｋ）を入力したときの電圧Ｖ（ｋ）の演算値と、電圧Ｖ（ｋ）の実測値（サンプリング周期で取得した電圧値）との残差の二乗和が最小となるように、Ｒａ、Ｒｂ、Ｃｂのフィッティングを行う。
【０１０５】
【数１】
2020090429.tif 000003
【０１０６】
式（８）において、Ｔｓはサンプリング周期である。ｚはｚ変換の伝達関数を用いた表記である。
【０１０７】
同じデータで繰り返しフィッティングすることにより、評価関数である残差の二乗和が小さくなり、解が収束する。すなわち、繰り返し最適解を求める処理を行うことにより、逐次推定より精度の高い推定値を得ることができる。
【０１０８】
パラメータ推定部５８による逐次推定が逐次周期毎の演算であるのに対し、パラメータ推定部１０４による一括推定では、複数のパターン周期全てのデータを用いて一括で推定するので、情報量が多くなり、推定精度を高めることができる。
【０１０９】
Ｐ１０では、充電器１０は充電を継続している。
【０１１０】
Ｐ１１では、電池監視装置５０は、二次電池ユニット３０の状態を充電器１０に通知する。Ｐ１１での通知は、例えば、二次電池ユニット３０のＳＯＣが上限値（充電完了）に達したことを含めることができる。
【０１１１】
Ｐ１２では、サーバ１００は、パラメータ推定部１０４による一括推定が終了し、等価回路のパラメータ推定結果を電池監視装置５０へ送信する。
【０１１２】
Ｐ１３では、サーバ１００は、推定結果を履歴ＤＢ１０３に保存する。
【０１１３】
Ｐ１４では、充電器１０は、充電を終了する。
【０１１４】
Ｐ１５では、電池監視装置５０は、等価回路のパラメータを更新する。すなわち、更新部５９は、サーバ１００から一括推定された等価回路のパラメータを取得した場合、パラメータ推定部５８が逐次推定した等価回路のパラメータを、一括推定された等価回路のパラメータで更新する。
【０１１５】
これにより、逐次推定によって推定された等価回路のパラメータは、より高精度の一括推定されたパラメータで更新されるので、等価回路のパラメータをより精度良く推定することができる。
【０１１６】
判定部１０５は、第１時点（例えば、今回）においてパラメータ推定部１０４が推定した等価回路のパラメータと第１時点よりも前の第２時点（例えば、前回）においてパラメータ推定部１０４が推定した等価回路のパラメータとに基づいて、第１時点での推定結果を電池監視装置５０へ送信するか否かを判定することができる。
【０１１７】
上述の構成により、過去に一括推定した推定結果の履歴に基づいて、パラメータ推定部１０４が推定した等価回路のパラメータの推定結果の送信（出力）の可否を判定するので、例えば、誤った推定結果を電池監視装置５０へ送信することを防止できる。
【０１１８】
また、判定部１０５は、第１時点で推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータと、第２時点で推定した当該二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータとの差が所定の閾値以上である場合、第１時点での推定結果を電池監視装置５０へ送信することは不可である判定することができる。
【０１１９】
パラメータの差は、差分でもよく、パラメータの比率でもよい。例えば、今回のパラメータの値が前回の値と比べて閾値以上の差がある場合、今回の一括推定の信頼性が低いと考えられるので、一括推定結果を出力しない。これにより、電池監視装置５０において、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【０１２０】
また、判定部１０５は、第１時点で推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータと、第２時点で推定した当該二次電池ユニット３０と異なる他の複数の二次電池ユニットの等価回路のパラメータの統計値との差が所定の閾値以上である場合、第１時点での推定結果を電池監視装置５０へ送信することは不可である判定することができる。ここで、他の複数の二次電池ユニットは、例えば、同種（型番が同じ）、あるいは同条件下（例えば、ＳＯＣや温度等）の二次電池ユニットとすることができる。
【０１２１】
統計値は、平均値でもよく、中央値でもよい。例えば、今回のパラメータの値が他の二次電池ユニットの統計値と比べて閾値以上の差がある場合、今回の一括推定の信頼性が低いと考えられるので、一括推定結果を出力しない。これにより、電池監視装置５０において、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【０１２２】
電池監視装置５０は、サーバ１００の判定部１０５が推定結果を電池監視装置５０へ送信することは不可である判定した場合、更新部５９による更新を行わずに逐次推定したパラメータを等価回路のパラメータとする。これにより、等価回路のパラメータが誤った値で更新されるのを防止できる。
【０１２３】
電池監視装置５０は、充電器１０による二次電池ユニット３０の充電の途中でパターン周期のテストパターンに基づく二次電池ユニット３０の電流及び電圧を取得する。これにより、二次電池ユニット３０の充電中に等価回路のパラメータを推定することができる。
【０１２４】
充電器１０は、サーバ１００に対して二次電池ユニット３０の充電が完了するまでの残余時間を送信することができる。なお、電池監視装置５０が残余時間をサーバ１００へ送信してもよい。サーバ１００の通信部１０２は、残余時間を取得する残余時間取得部としての機能を有する。パラメータ推定部１０４は、残余時間内に二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを一括推定する。これにより、二次電池ユニット３０の充電が完了するまでに等価回路のパラメータの一括推定が終了するように演算条件を決定することができ、充電完了するまでの時間内において精度の高い推定を行うことができる。
【０１２５】
ＳＯＣ特定部６０は、充電途中の二次電池ユニット３０のＳＯＣを特定することができる。制御部５１は、ＳＯＣ特定部６０で特定したＳＯＣが所定値のときに、充電器１０に対してテストパターンの印加を開始する指示を充電器１０へ出力することができる。これにより、パターン周期のテストパターンに基づく二次電池ユニット３０の充電又は放電を開始することができる。
【０１２６】
例えば、二次電池ユニット３０の充電中に、二次電池ユニット３０のＳＯＣが所定値（例えば、５０％など）になったときに等価回路のパラメータの推定を行う。これにより、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを推定するときの二次電池ユニット３０の条件を揃えることができ、精度よくパラメータを推定できる。また、例えば、過去に推定したパラメータ（例えば、前回値）と今回推定したパラメータとを比較する場合でも、推定条件を共通にできるので、精度良く比較できる。
【０１２７】
なお、ＳＯＣ特定部６０で特定したＳＯＣが所定値になる前に、テストパターンの印加を開始しておき、二次電池ユニット３０のＳＯＣが所定値になったときにパラメータ推定部５８による逐次推定を開始するようにしてもよい。
【０１２８】
パターン周期のテストパターンは、充電電流パターンのみでもよく、放電電流パターンでもよい。また、前述のように、パターン周期のテストパターンは、充電電流パターン及び放電電流パターンの両方を含めてもよい。これにより、二次電池ユニット３０に対して充電と放電の両方のパターンが印加されるので、二次電池ユニット３０のＳＯＣの変化を抑制することができ、精度よく等価回路のパラメータを推定することができる。
【０１２９】
インタフェース部５６は、充電器１０に対して、二次電池ユニット３０の電流許容値を通知する通知部としての機能を有する。充電器１０は、テストパターンのピーク値を電流許容値以下とすることができる。より具体的には、テストパターンのピーク値を電流許容値に設定することができる。これにより、電流のピーク値を許容範囲内で大きな値とすることができ、計測の誤差を無視することができ、等価回路のパラメータの推定精度を高めることができる。また、二次電池ユニットの種類などに応じて電流許容値が異なる場合でも、二次電池ユニットに最適な電流パターンを印加することができる。
【０１３０】
図１０は電池監視装置５０の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上、処理の主体を制御部５１として説明する。制御部５１は、充電器１０に対して充電依頼を行い（Ｓ１１）、充電が開始されると（あるいは充電開始前に）、充電器１０から充電開始通知を取得する（Ｓ１２）。これにより、二次電池ユニット３０は充電される。
【０１３１】
制御部５１は、二次電池ユニット３０のＳＯＣが所定値（例えば、５０％など）になったことを通知する（Ｓ１３）。制御部５１は、充電器１０から二次電池ユニット３０に対して、テストパターンの印加が開始されたか否かを判定し（Ｓ１４）、印加が開始されていない場合（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１４の処理を続ける。
【０１３２】
テストパターンの印加が開始された場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部５１は、二次電池ユニット３０の電流、電圧、温度をサンプリング周期毎に取得し（Ｓ１５）、取得した電流、電圧、温度のセンサデータをサーバ１００へ送信する（Ｓ１６）。
【０１３３】
制御部５１は、逐次推定周期毎に、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定する（Ｓ１７）。逐次推定の処理は、逐次推定周期毎に繰り返して行われる。制御部５１は、サーバ１００から二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータの一括推定結果を受信したか否かを判定する（Ｓ１８）。一括推定の処理は、サンプリング周期当たりのセンサデータを１サンプリングデータとすると、複数（例えば、２０、３０など）のパターン周期でのサンプリングデータを一括して用いる推定処理である。
【０１３４】
一括推定結果を受信した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部５１は、逐次推定結果を一括推定結果で更新し（Ｓ１９）、後述のステップＳ２１の処理を行う。一括推定結果を受信していない場合（Ｓ１８でＮＯ）、あるいは、サーバ１００から推定結果の更新を禁止する指示を受信した場合、制御部５１は、逐次推定結果を等価回路のパラメータとする（Ｓ２０）。
【０１３５】
制御部５１は、二次電池ユニット３０のＳＯＣを含む状態を充電器１０に通知する（Ｓ２１）。ここで、通知は、例えば、二次電池ユニット３０のＳＯＣが上限値に達したこと（満充電になったこと）を含めることができる。制御部５１は、充電を終了し（Ｓ２２）、処理を終了する。
【０１３６】
本実施の形態の電池監視装置５０は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図１０に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムを記録した記録媒体をコンピュータに備えられた記録媒体読取装置で読み取り、読み取ったコンピュータプログラムをＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で電池監視装置５０を実現することができる。
【０１３７】
図１１はサーバ１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上、処理の主体を制御部１０１として説明する。制御部１０１は、二次電池ユニット３０のセンサデータを取得し（Ｓ３１）、二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを一括推定する（Ｓ３２）。制御部１０１は、ステップＳ３２で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータと、当該二次電池ユニット３０の過去に一括推定した等価回路のパラメータとの差が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ３３）。ここで、過去に一括推定した等価回路とは、例えば、同種（型番が同じ）の二次電池ユニットの等価回路、あるいは同条件下（例えば、ＳＯＣや温度等）で推定した等価回路とすることができる。
【０１３８】
差が閾値以上でない場合（Ｓ３３でＮＯ）、制御部１０１は、ステップＳ３２で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを電池監視装置５０へ送信し（Ｓ３４）、処理を終了する。なお、ステップＳ３２で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータは、履歴ＤＢ１０３に記憶することができる。
【０１３９】
差が閾値以上である場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、制御部１０１は、ステップＳ３２で一括推定した二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを電池監視装置５０へ送信しない（Ｓ３５）。あるいは、制御部１０１は、推定結果を更新しない旨の通知を電池監視装置５０へ送信してもよい。制御部１０１は、処理を終了する。
【０１４０】
本実施の形態のサーバ１００は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図１１に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムを記録した記録媒体をコンピュータに備えられた記録媒体読取装置で読み取り、読み取ったコンピュータプログラムをＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上でサーバ１００を実現することができる。
【０１４１】
次に、充電器１０と電池監視装置５０との間の通信手段について説明する。
【０１４２】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは充電器１０と電池監視装置５０との間の通信手段の第１例、第２例及び第３例を示す模式図である。図１２Ａに示す第１例は、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信又はＣＡＮ（Controller Area Network）通信などの有線通信を使用する場合である。図１２Ｂに示す第２例は、近距離無線通信（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標））などの無線通信を使用する場合である。図１２Ｃに示す第３例は、通信ネットワーク１（例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等を用いてサーバ１００を経由する場合である。
【０１４３】
電池監視装置５０が、上述の第１例から第３例までの通信手段を備える場合には、例えば、ＰＬＣ通信又はＣＡＮ通信、近距離無線通信、サーバ１００経由の優先順位で通信手段を選択できる。また、電池監視装置５０が、ＰＬＣ通信、ＣＡＮ通信及び近距離無線通信のいずれの通信手段も具備しない場合には、サーバ１００経由で通信を行うことができる。上述のように、複数の通信手段を備えることにより、一の通信手段が使用できない事態が発生しても代替の通信手段を用いることにより、二次電池のパラメータの推定を中断することなく継続できる。
【０１４４】
図１３は無線通信フレームの構成の一例を示す模式図である。図１３に示す、印加電流値指示は、充電器１０が充電又は放電のテストパターンを二次電池ユニット３０に印加する場合に、電池監視装置５０が充電器１０に対して指示するものであり、指示内容は、電流制限範囲内での印加電流である。印加電流値指示には、車両ＩＤ、電流許容値に関するデータが含まれる。
【０１４５】
二次電池ユニット３０にテストパターンが印加されたときに、センサデータがサーバ１００へ送信される。センサデータは、電池監視装置５０からサーバ１００へ送信されてもよく、充電器１０からサーバ１００へ送信されてもよい。センサデータが電圧又は温度である場合、センサデータ送信には、車両ＩＤ、セルＩＤ、モジュールＩＤ、計測時刻、セル電圧、温度に関するデータが含まれる。センサデータが電流である場合、センサデータ送信には、車両ＩＤ、計測時刻、電流に関するデータが含まれる。
【０１４６】
近距離無線通信（第２例）やサーバ１００経由（第３例）の場合に通信遅延が発生すると、センサデータの時間的ズレが発生し、二次電池のパラメータの推定精度が悪くなる場合がある。前述のように、センサデータ送信には、計測時刻が含まれる。これにより、サーバ１００は、タイマ（計時部）を備え、センサデータを受信した時刻と計測時刻との時間差が所定時間内であれば、無線通信の通信遅延の影響がないと判定して二次電池のパラメータの推定を行うことができる。また、サーバ１００は、センサデータを受信した時刻と計測時刻との時間差が所定時間内でない場合、無線通信の通信遅延の影響があると判定して、例えば、受信したセンサデータを使用しない。これにより、二次電池のパラメータの推定精度が悪くなることを防止できる。
【０１４７】
本実施の形態では、充電器１０がテストパターンを生成して二次電池ユニット３０に印加する構成であったが、これに限定されるものではなく、電池監視装置５０がテストパターンを生成して二次電池ユニット３０に印加してもよい。
【０１４８】
本実施の形態では、電池監視装置５０が二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定する構成であったが、これに限定されるものではなく、充電器１０が二次電池ユニット３０の等価回路のパラメータを逐次推定してもよい。
【０１４９】
本実施の形態では、電池監視装置５０がセンサデータをサーバ１００へ送信する構成であったが、これに限定されるものではなく、充電器１０がセンサデータをサーバ１００へ送信してもよい。
【０１５０】
本実施の形態では、充電器１０による二次電池ユニット３０の充電中にテストパターンを印加して、等価回路のパラメータを推定する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、車両２０の走行中に、車両２０内の充電器による二次電池ユニット３０の充電中にテストパターンを印加して、等価回路のパラメータを推定してもよい。
【０１５１】
本実施の形態では、電池監視装置５０とサーバ１００との間で直接通信を行う構成であったが、これに限定されるものではなく、電池監視装置５０とサーバ１００との間の通信を、充電器１０を経由して行う構成でもよい。
【０１５２】
本実施の形態では、テストパターンのピーク値（振幅）は一定値であったが、これに限定されるものではなく、テストパターンの振幅を時間の経過とともに変更してもよい。振幅の異なるテストパターンによる電流及び電圧を用いて推定した等価回路のパラメータが同じ値（あるいは近い値）になれば、パラメータ値が収束していると考えられる。
【０１５３】
本実施の形態において、電池監視装置５０が逐次推定した等価回路のパラメータをサーバ１００に送信し、サーバ１００が、受信した等価回路のパラメータと、他の二次電池ユニットの統計値、あるいは過去の履歴データと比較し、逐次推定した等価回路のパラメータを更新するか否かを判定するようにしてもよい。
【０１５４】
本実施の形態において、等価回路のパラメータの推定値に基づいて二次電池ユニットの劣化を検出することができる。例えば、推定したパラメータのうち、抵抗Ｒａの増加量に基づいて、二次電池ユニットの劣化を検出、あるいは劣化度合いを判定することができる。
【０１５５】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。
【０１５６】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
（付記）
二次電池の等価回路のパラメータを推定する第１のパラメータ推定装置と第２のパラメータ推定装置とを備えるパラメータ推定システムであって、
前記第1のパラメータ推定装置は、
第１のプロセッサを備え、
前記プロセッサは、
電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合の前記二次電池の電流及び電圧を取得し、
取得した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを逐次推定し、
前記第２のパラメータ推定装置は、
第２のプロセッサを備え、
前記第２のプロセッサは、
前記電流パターンに基づいて前記二次電池の充電又は放電を行った場合、前記二次電池の電流及び電圧を収集し、
収集した電流及び電圧に基づいて、前記二次電池の等価回路のパラメータを一括推定し、
一括推定したパラメータを前記第1のパラメータ推定装置へ出力し、
前記第１のプロセッサは、
前記第２のパラメータ推定装置から一括推定されたパラメータを取得した場合、前記逐次推定したパラメータを、前記一括推定されたパラメータで更新するパラメータ推定システム。
【符号の説明】
【０１５７】
１  通信ネットワーク
１０  充電器
２０  車両
３０  二次電池ユニット
３１  セル
３２  電圧センサ
３３  電流センサ
３４  温度センサ
５０  電池監視装置
５１  制御部
５２  電圧取得部
５３  電流取得部
５４  温度取得部
５５  記憶部
５６  インタフェース部
５７  通信部
５８  パラメータ推定部
５８１  パラメータ推定部
５８２  電流判定部
５９  更新部
６０  ＳＯＣ特定部
１００  サーバ
１０１  制御部
１０２  通信部
１０３  履歴ＤＢ
１０４  パラメータ推定部
１０５  判定部
【図１】
2020090429.tif 000004
【図２】
2020090429.tif 000005
【図３】
2020090429.tif 000006
【図４】
2020090429.tif 000007
【図５】
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【図６】
2020090429.tif 000009
【図７】
2020090429.tif 000010
【図８】
2020090429.tif 000011
【図９】
2020090429.tif 000012
【図１０】
2020090429.tif 000013
【図１１】
2020090429.tif 000014
【図１２Ａ】
2020090429.tif 000015
【図１２Ｂ】
2020090429.tif 000016
【図１２Ｃ】
2020090429.tif 000017
【図１３】
2020090429.tif 000018
【国際調査報告】
2020090429.tif 000019
2020090429.tif 000020
2020090429.tif 000021
2020090429.tif 000022