特許 6182025 バッテリの健全度推定装置および健全度推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182025

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】バッテリの健全度推定装置および健全度推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/36 20060101AFI20170807BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/36 A

   H02J7/00 Q

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-184479(P2013-184479)

(22)【出願日】2013年9月5日

(65)【公開番号】特開2015-52482(P2015-52482A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2015年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】899000079

【氏名又は名称】学校法人慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100164471

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100187078

【弁理士】

【氏名又は名称】甲原 秀俊

(72)【発明者】

【氏名】馬場 厚志

(72)【発明者】

【氏名】足立 修一

【審査官】 越川 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０５１２４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１０４６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５８０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１４８４２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出部と、
前記バッテリの端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて開放電圧値と内部抵抗値とを推定するパラメータ推定部と、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定する第１の充電率推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの開放電圧値を用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定する第２の充電率推定部と、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定する第１の健全度推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定する第２の健全度推定部と、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出する第１の修正値算出部と、を備え、
前記第１の充電率推定部は、前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正する、
バッテリの健全度推定装置。

【請求項2】

前記第１の充電率又は前記第２の充電率を修正するための第２の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の充電率と前記第２の充電率との差に基づいて算出する第２の修正値算出部を更に備える、請求項１に記載の健全度推定装置。

【請求項3】

バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出部と、
前記バッテリの端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて内部抵抗値を推定するパラメータ推定部と、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定する第１の充電率推定部と、
前記端子電圧値を前記バッテリの開放電圧値として用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定する第２の充電率推定部と、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定する第１の健全度推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定する第２の健全度推定部と、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出する第１の修正値算出部と、を備え、
前記第１の充電率推定部は、前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正する、健全度推定装置。

【請求項4】

バッテリの充放電電流値を検出するステップと、
前記バッテリの端子電圧値を検出するステップと、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて開放電圧値と内部抵抗値とを推定するステップと、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定するステップと、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの開放電圧値を用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定するステップと、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定するステップと、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定するステップと、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出するステップと、
前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正するステップと、
を含む、バッテリの健全度推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車等に用いるバッテリの健全度を推定するバッテリの健全度推定装置および健全度推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、バッテリのうち充放電が可能な二次電池が、電気自動車等に採用されている。電池によって電気自動車が走行可能な距離や、電池が充放電可能な電流値などを把握するためには、電池の内部状態量である電池の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）や健全度（ＳＯＨ：State of Health）等を検出する必要がある。

【0003】

これらの内部状態量は直接検出できないため、電流積算法（クーロン・カウント法）や開放電圧推定法（逐次パラメータ法）が用いられる。電流積算法は、電池の充放電電流を時系列で検出し電流を積算することで充電率（ＡＳＯＣ：Absolute State of Charge）を推定する。また、開放電圧推定法は、電池の等価回路モデルを用いて電池の開放電圧を推定することで充電率（ＲＳＯＣ：Relative State of Charge）を推定する。また、ＳＯＨは、ＡＳＯＣの変化量とＲＳＯＣ変化量との比をとることによって推定する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−５８０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電流積算法により算出するＡＳＯＣは、例えば電流センサ誤差が蓄積する等の問題があった。このため、ＡＳＯＣの変化量を用いて算出する健全度も同様に誤差が蓄積してしまい、健全度の推定精度が悪化する原因となっていた。

【0006】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、バッテリの健全度の推定精度を向上するバッテリの健全度推定装置および健全度推定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明に係る健全度推定装置は、
バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出部と、
前記バッテリの端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて開放電圧値と内部抵抗値とを推定するパラメータ推定部と、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定する第１の充電率推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの開放電圧値を用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定する第２の充電率推定部と、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定する第１の健全度推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定する第２の健全度推定部と、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出する第１の修正値算出部と、を備え、
前記第１の充電率推定部は、前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正することを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る健全度推定装置は、
前記第１の充電率又は前記第２の充電率を修正するための第２の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の充電率と前記第２の充電率との差に基づいて算出する第２の修正値算出部を更に備えることが好ましい。

【0010】

また、本発明に係る健全度推定装置は、
バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出部と、
前記バッテリの端子電圧値を検出する端子電圧検出部と、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて内部抵抗値を推定するパラメータ推定部と、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定する第１の充電率推定部と、
前記端子電圧値を前記バッテリの開放電圧値として用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定する第２の充電率推定部と、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定する第１の健全度推定部と、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定する第２の健全度推定部と、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出する第１の修正値算出部と、を備え、
前記第１の充電率推定部は、前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正することを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る健全度推定方法は、
バッテリの充放電電流値を検出するステップと、
前記バッテリの端子電圧値を検出するステップと、
前記バッテリの充放電電流値と端子電圧値に基づいて、前記バッテリの等価回路モデルを用いて開放電圧値と内部抵抗値とを推定するステップと、
前記充放電電流値を積算して第１の充電率を推定するステップと、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの開放電圧値を用いて、予め記憶した前記バッテリの開放電圧値と第２の充電率との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の充電率を推定するステップと、
前記バッテリの測定開始時点からの前記第１の充電率の変化量と前記第２の充電率の変化量との比に基づき第１の健全度を推定するステップと、
前記パラメータ推定部により推定した前記バッテリの内部抵抗値を用いて、予め記憶した前記バッテリの内部抵抗値と第２の健全度との関係を表すルックアップテーブルに基づき前記第２の健全度を推定するステップと、
前記第１の充電率を修正するための第１の修正値を、状態量を推定する適応フィルタを用い、前記第１の健全度と前記第２の健全度との差に基づいて算出するステップと、
前記第１の修正値を用いて前記第１の充電率を修正するステップと、
を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

請求項１に記載の健全度推定装置によれば、電流積算法充電率（第１の充電率）の変化量と開放電圧法充電率（第２の充電率）の変化量との比により推定する第１の健全度と、バッテリの内部抵抗値と健全度の関係に基づいて推定する第２の健全度と、の差に基づいて、電流積算法充電率を修正する。このため、電流積算法充電率の推定精度を向上することができ、この結果、バッテリの健全度の推定精度を向上することができる。

【0013】

請求項２に記載の健全度推定装置によれば、電流積算法充電率と開放電圧法充電率との差に基づいて、電流積算法充電率又は開放電圧法充電率を修正する。このため、電流積算法充電率又は開放電圧法充電率の推定精度を向上することができ、この結果、バッテリの健全度の推定精度を更に向上することができる。

【0014】

請求項３に記載の健全度推定装置によれば、バッテリの等価回路モデルを用いてバッテリの開放電圧値を推定し、推定した開放電圧値を用いて開放電圧法充電率を推定する。このため、開放電圧法充電率の推定精度を向上することができ、この結果、バッテリの健全度の推定精度を更に向上することができる。

【0015】

請求項４に記載の健全度推定装置によれば、バッテリの端子電圧値を検出し、検出した端子電圧値を開放電圧値とみなして開放電圧法充電率を推定する。このため、バッテリの開放電圧値を推定する必要がなく、処理負担を低減して健全度を推定することができる。

【0016】

請求項５に記載の健全度推定方法によれば、電流積算法充電率の変化量と開放電圧法充電率の変化量との比により推定する第１の健全度と、バッテリの内部抵抗と健全度の関係に基づいて推定する第２の健全度と、の差に基づいて、電流積算法充電率を修正する。このため、電流積算法充電率の推定精度を向上することができ、この結果、バッテリの健全度の推定精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図１の健全度推定装置から一部の構成要素を取り除いた健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る健全度推定装置による健全度推定結果を説明するための図である。

【図4】本発明の実施の形態２に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の変形例１に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の変形例２に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について説明する。

【0019】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るバッテリの健全度推定装置のブロック図である。実施の形態１に係るバッテリの健全度推定装置は、充放電電流検出部１と、端子電圧検出部２と、パラメータ推定部３と、電流積算法充電率推定部（第１の充電率推定部）４と、開放電圧法充電率推定部（第２の充電率推定部）５と、第１の健全度推定部６と、第２の健全度推定部７と、第１の減算部８と、第１の修正値算出部９と、を備える。また、健全度推定装置には、バッテリＢが接続されている。概略として、実施の形態１に係るバッテリの健全度推定装置は、第１の修正値算出部９が、電流積算法充電率を修正するための第１の修正値を、第１の健全度推定部６及び第２の健全度推定部７がそれぞれ推定する第１の健全度ＳＯＨ_１と第２の健全度ＳＯＨ_２との差に基づいて算出し、電流積算法充電率推定部４が、算出された第１の修正値によって電流積算法充電率を修正する。

【0020】

バッテリＢは、リチャージャブル・バッテリであり、以下の説明にあっては、リチウム・イオン・バッテリを用いるものとして説明する。なお、バッテリＢがリチウム・イオン・バッテリであることに限られることはなく、ニッケル・水素バッテリ等、他の種類のバッテリを用いてもよいことは言うまでもない。

【0021】

充放電電流検出部１は、バッテリＢから図示しない電気モータ等へ電力を供給する場合の放電電流の値を検出する。また、充放電電流検出部１は、制動時に電気モータを発電機として機能させて制動エネルギの一部を回収したり、あるいは地上の電源設備から充電したりする場合の充電電流の値を検出する。充放電電流検出部１は、たとえば、シャント抵抗等を使ってバッテリＢに流れる充放電電流値ｉを検出する。検出した充放電電流値ｉは、入力信号としてパラメータ推定部３と電流積算法充電率推定部４との双方へ入力される。なお、充放電電流検出部１は、上記構成に限られず種々の構造・形式を有するものを適宜採用できる。

【0022】

端子電圧検出部２は、バッテリＢの端子間の電圧の値を検出するものであり、ここで検出した端子電圧値ｖは、パラメータ推定部３へ入力される。なお、端子電圧検出部２は、種々の構造・形式を有するものを適宜採用できる。

【0023】

パラメータ推定部３は、充電電流検出部１及び端子電圧検出部２からそれぞれ入力される充放電電流値ｉ及び端子電圧値ｖに基づいて、バッテリＢの等価回路モデルにおける各パラメータを推定する。具体的には、パラメータ推定部３は、コンデンサ及び内部抵抗を備えるバッテリＢの等価回路モデルを用いて、例えば最小二乗法等に基づきコンデンサの静電容量Ｃ、内部抵抗Ｒ、及び開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）ＯＣＶ_ｅｓｔを推定する。なお、バッテリＢの等価回路モデルは、バッテリの内部を表す数学モデルであれば任意のものを採用することができる。

【0024】

電流積算法充電率推定部４は、電流積算法充電率（第１の充電率）ＳＯＣ_ｉを推定する。具体的には、電流積算法充電率推定部４は、充放電電流検出部１から入力される充放電電流値ｉを積算して、状態変数としてＳＯＣ_ｉを推定する。また、電流積算法充電率推定部４は、第１の修正値算出部９から入力される第１の修正値に基づいてＳＯＣ_ｉを修正する。なお、ＳＯＣ_ｉを修正する処理の詳細については後述する。

【0025】

開放電圧法充電率推定部５は、開放電圧法充電率（第２の充電率）ＳＯＣ_ｖを推定する。具体的には、開放電圧法充電率推定部５は、予め実験で求めた開放電圧と充電率との関係をＯＣＶ−ＳＯＣルックアップテーブルとして記憶しておき、当該ルックアップテーブルにおいて、パラメータ推定部３から入力される推定開放電圧ＯＣＶ_ｅｓｔの値に対応する充電率をＳＯＣ_ｖとして推定する。

【0026】

第１の健全度推定部６は、電流積算法充電率推定部４で推定したＳＯＣ_ｉ及び開放電圧法充電率推定部５で推定したＳＯＣ_ｖに基づいて、第１の健全度ＳＯＨ_１を推定する。具体的には、第１の健全度推定部６は、式（１）に示すように、バッテリＢの測定開始時点からの電流積算法充電率の変化量ΔＳＯＣ_ｉと開放電圧法充電率の変化量ΔＳＯＣ_ｖとの比によりＳＯＨ_１を推定する。
ＳＯＨ_１＝ΔＳＯＣ_ｉ／ΔＳＯＣ_ｖ
＝（ＳＯＣ_ｉ−ＳＯＣ_０）／（ＳＯＣ_ｖ−ＳＯＣ_０） （１）

【0027】

ここで、ＳＯＣ_０は、バッテリＢの測定開始時における充電率である。例えば、ＳＯＣ_０は、バッテリＢの測定開始時にバッテリＢの端子電圧値ｖ_０を測定し、測定した端子電圧値ｖ_０をＯＣＶ−ＳＯＣルックアップテーブルと照合して決定する等、任意の方法により決定することができる。

【0028】

第２の健全度推定部７は、バッテリＢの内部抵抗値と健全度との関係に基づき第２の健全度ＳＯＨ_２を推定する。具体的には、第２の健全度推定部７は、予め実験で求めたバッテリＢの内部抵抗と健全度との関係をＲ−ＳＯＨルックアップテーブルとして記憶しておき、当該ルックアップテーブルにおいて、パラメータ推定部３で推定したバッテリＢの内部抵抗値Ｒに対応する健全度をＳＯＨ_２として推定する。

【0029】

第１の減算部８は、第２の健全度推定部７で推定したＳＯＨ_２から第１の健全度推定部６で推定したＳＯＨ_１を減算する。

【0030】

第１の修正値算出部９は、第１の減算部８から入力された健全度の差分（ＳＯＨ_２−ＳＯＨ_１）にカルマンゲインを乗じて第１の修正値を算出する。そして、第１の修正値算出部９は、算出した第１の修正値を電流積算法充電率推定部４に入力する。

【0031】

ここで、第１の修正値を算出する処理及びＳＯＣ_ｉを修正する処理について説明する。当該処理は、例えばカルマンフィルタを用いて行う。カルマンフィルタは、対象となるシステムのモデルを設計し、このモデルと実システムに同一の入力信号が入力された場合の両者の出力を比較する。そして、カルマンフィルタは、それらに差があれば、この差にカルマンゲインを乗算してモデルへフィードバックすることで、両者の差が最小になるようにモデルを修正する。カルマンフィルタは、これを繰り返すことで、真の内部状態量を推定する。

【0032】

なお、カルマンフィルタにあっては、観測雑音が正規性白色雑音であるとの仮定を置く。したがって、この場合、システムのパラメータが確率変数となるため、真のシステムは確率システムとなる。そこで、観測値が線形回帰モデルで記述され、逐次パラメータ推定問題は状態空間表現を用いて定式化でき、逐次状態を記録せずとも、時変パラメータを推定することができる。このようにして、対象とする動的システムの入出力データの測定値から、所定の目的のもとで、対象と同一であるということを説明できるような数学モデルが作成可能、すなわち、システム同定が可能となる。

【0033】

カルマンフィルタでは、以下のような離散システムを考える。
ｘ_ｋ＋１＝ｆ（ｘ_ｋ）＋ｂ_ｕ（ｕ_ｋ）＋ｂυ_ｋ （２）
ｙ_ｋ＝ｈ（ｘ_ｋ，ｕ_ｋ）＋ω_ｋ （３）

【0034】

ここで、ｘは状態変数、ｙは観測値、ｕは入力を示し、ｋは離散時間の時刻である。また、υとωは、それぞれＮ（０，σ_υ^２）、Ｎ（０，σ_ω^２）である互いに独立なシステムノイズと観測ノイズである。

【0035】

上記システムに対して、カルマンフィルタは、以下のアルゴリズムにより状態変数ｘを推定する。

【数1】

【0036】

ここで、式（２），（３）において以下の式を用いる電流積算モデルを考え、カルマンフィルタによりＳＯＣ_ｉを推定する。

【数2】

【0037】

ここで、τはサンプリング周期、ＦＣＣ_０は満充電容量（Full Charge Capacity）である。ＦＣＣ_０の値は、設計容量ＤＣ（Design Capacity）、即ちバッテリＢの新品時のＦＣＣの公称値を用いてもよく、或いはその劣化度を考慮した値を用いてもよい。

【0038】

【0039】

次に、図２及び図３を参照して、実施の形態１に係る健全度推定装置を用いて行ったシミュレーションの結果について説明する。

【0040】

図２は、実施の形態１に係る健全度推定装置から、第２の健全度推定部７と、第１の減算部８と、第１の修正値算出部９と、を取り除いた健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示す健全度推定装置の電流積算法充電率推定部４ａは、第１の修正値算出部９から第１の修正値が入力されないため、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉの値を修正することなく、充放電電流ｉを積算してＳＯＣ_ｉを推定する。したがって、電流積算法充電率推定部４ａが推定するＳＯＣ_ｉには、図１に示す電流積算法充電率推定部４により推定されるＳＯＣ_ｉと異なり、充放電電流検出部の測定誤差等が蓄積している。なお、図２に示す健全度推定装置から出力される第１の健全度をＳＯＨ_３とする。

【0041】

図３（ａ）は、図２に示す健全度推定装置により推定されるＳＯＨ_３のシミュレーション結果を示す図であり、時間の経過とともに誤差が累積され、次第に増加している。図３（ｂ）は、実施の形態１に係る健全度推定装置により推定されるＳＯＨ_２のシミュレーション結果を示す図であり、ノイズの影響により不安定な値となっている。図３（ｃ）は、実施の形態１に係る健全度推定装置により推定されるＳＯＨ_１のシミュレーション結果を示す図であり、ＳＯＨ_２よりも値が安定しており健全度ＳＯＨを精度良く推定できていることを示している。

【0042】

このように、本発明の実施の形態１によれば、電流積算法充電率推定部４が、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉを推定し、開放電圧法充電率推定部５が、開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖを推定する。また、第１の健全度推定部６が、ＳＯＣ_ｉ及びＳＯＣ_ｖに基づいて、即ちＯＣ_ｉの変化量とＳＯＣ_ｖの変化量との比により第１の健全度ＳＯＨ_１を推定する。また、第２の健全度推定部７が、パラメータ推定部３により推定されるバッテリＢの内部抵抗値を用いて、バッテリＢの内部抵抗値と健全度との関係に基づき第２の健全度ＳＯＨ_２を推定する。そして、第１の修正値算出部９が、ＳＯＨ_２とＳＯＨ_１との差にカルマンゲインＫを乗算して第１の修正値を算出し、電流積算法充電率推定部４が、ＳＯＣ_ｉに第１の修正値を加算して修正する。このようにして、電流積算法充電率推定部４により推定されるＳＯＣ_ｉを修正することによりＳＯＣ_ｉの推定精度を向上し、ＳＯＣ_ｉを用いて推定するＳＯＨ_１の推定精度を向上することができる。

【0043】

また、実施の形態１によれば、パラメータ推定部３が、充放電電流検出部１及び端子電圧検出部２からそれぞれ入力された充放電電流値ｉ及び端子電圧値ｖを用いて、バッテリＢの等価回路モデルによりバッテリの開放電圧値ＯＣＶ_ｅｓｔを推定し、開放電圧法充電率推定部５が、パラメータ推定部３が推定したＯＣＶ_ｅｓｔを用いて、開放電圧値と充電率との関係に基づき開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖを推定する。このように、バッテリの開放電圧値を推定し、推定した開放電圧値を用いてＳＯＣ_ｖを推定するため、ＳＯＣ_ｖの推定精度を向上し、ＳＯＣ_ｖを用いて推定するＳＯＨ_１の推定精度を向上することができる。

【0044】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る健全度推定装置について説明する。

【0045】

図４は、実施の形態２に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。以下、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。実施の形態２に係る健全度推定装置は、実施の形態１と比較して、第２の減算部１０と、第２の修正値算出部１１と、第３の減算部１２と、を更に備える点が異なる。概略として、実施の形態２に係る健全度推定装置は、第２の修正値算出部１１が、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉと開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖとの差に基づいてＳＯＣ_ｖを修正するための第２の修正値を算出し、第３の減算部１２が、第２の修正値を用いてＳＯＣ_ｖを修正する。

【0046】

第２の減算部１０は、開放電圧法充電率推定部５で得たＳＯＣ_ｖから、電流積算法充電率推定部４で得たＳＯＣ_ｉを減算する。ここで、電流積算法充電率推定部４が推定するＳＯＣ_ｉは、真の充電率ＳＯＣ_ｔｒｕｅに推定誤差（ノイズ）ｎ_ｉが重畳された値になっている。また、開放電圧法充電率推定部５が推定するＳＯＣ_ｖは、真の充電率ＳＯＣ_ｔｒｕｅに推定誤差（ノイズ）ｎ_ｖが重畳された値になっている。したがって、第２の減算部１０による減算結果は、ＳＯＣ_ｖ−ＳＯＣ_ｉ＝ｎ_ｖ−ｎ_ｉとなり、推定誤差成分のみが残る。

【0047】

第２の修正値算出部１１は、第２の減算部１０から入力された充電率の差分（ＳＯＣ_ｖ−ＳＯＣ_ｉ＝ｎ_ｖ−ｎ_ｉ）にカルマンゲインを乗じて第２の修正値を算出する。第２の修正値を算出する処理の詳細については後述する。

【0048】

第３の減算部１２は、開放電圧法充電率推定部５が推定したＳＯＣ_ｖから第２の修正値を減算することでＳＯＣ_ｖを修正し、修正したＳＯＣ_ｖを第１の健全度推定部６に入力する。

【0049】

ここで、第２の修正値を算出する処理及びＳＯＣ_ｖを修正する処理について説明する。当該処理は、例えばカルマンフィルタを用いて行う。具体的には、式（２），（３）において以下の式を用いる誤差モデルを考え、カルマンフィルタによりｎ_ｖを推定することができる。

【0050】

【数3】

【0051】

【0052】

このように、本発明の実施の形態２によれば、第２の修正値算出部１１が、開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖを修正するための第２の修正値を、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉと開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖとの差に基づいて算出する。そして、第３の減算部１２が、ＳＯＣ_ｖから第２の修正値を減算して修正する。このようにして、開放電圧法充電率推定部５により推定されるＳＯＣ_ｖの推定精度を向上することにより、ＳＯＣ_ｖを用いて推定するＳＯＨ_１の推定精度を更に向上することができる。

【0053】

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態の変形例１について説明する。

【0054】

図５は、変形例１に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。以下、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。変形例１に係る健全度推定装置は、実施の形態１及び２と比較して、端子電圧検出部２が検出した端子電圧値ｖを開放電圧法充電率推定部５に入力する点が異なる。

【0055】

このように、本発明の実施の形態の変形例１によれば、開放電圧法充電率推定部５が、端子電圧検出部２から入力される端子電圧値ｖを開放電圧値ＯＣＶとみなして開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖを推定する。このようにして、パラメータ推定部３が開放電圧値ＯＣＶ_ｅｓｔを推定する必要がなく、処理負担を低減して健全度を推定することができる。

【0056】

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態の変形例２について説明する。

【0057】

図６は、変形例２に係る健全度推定装置の概略構成を示すブロック図である。以下、実施の形態２と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。変形例２に係る健全度推定装置は、実施の形態２と比較して、第２の修正値算出部１１ａが、電流積算法充電率推定部４が推定するＳＯＣ_ｉを修正するための第２の修正値としてｎ_ｉを算出し、第３の減算部１２ａが、第２の修正値を用いてＳＯＣ_ｉを修正する点が異なる。

【0058】

変形例２における第２の修正値の算出は、実施の形態２と同様の処理により行うことができる。具体的には、式（２），（３）において以下の式を用いる誤差モデルを考え、カルマンフィルタによりｎ_ｉを推定することができる。

【0059】

【数4】

【0060】

このように、本発明の実施の形態の変形例２によれば、第２の修正値算出部１１ａが、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉを修正するための第２の修正値を、電流積算法充電率ＳＯＣ_ｉと開放電圧法充電率ＳＯＣ_ｖとの差に基づいて算出する。そして、第３の減算部１２ａが、ＳＯＣ_ｉから第２の修正値を減算して修正する。このようにして、電流積算法充電率推定部４により推定されるＳＯＣ_ｉの推定精度を向上することにより、ＳＯＣ_ｉを用いて推定するＳＯＨ_１の推定精度を更に向上することができる。

【0061】

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【0062】

例えば、上述の実施の形態においては、状態量の推定にカルマンフィルタを用いたが、他の適応フィルタを用いて状態量を推定するようにしてもよい。

【0063】

また、バッテリの温度を検出する温度検出部を更に備え、検出したバッテリの温度をパラメータ推定部３に入力するようにしてもよい。この場合、パラメータ推定部３は、充放電電流値ｉと、端子電圧値ｖと、バッテリ温度とに基づいてバッテリ等価回路モデルにおける各パラメータを推定する。

【符号の説明】

【0064】

Ｂ バッテリ
１ 充放電電流検出部
２ 端子電圧検出部
３ パラメータ推定部
４，４ａ 電流積算法充電率推定部（第１の充電率推定部）
５ 開放電圧法充電率推定部（第２の充電率推定部）
６ 第１の健全度推定部
７ 第２の健全度推定部
８ 第１の減算部
９ 第１の修正値算出部
１０，１０ａ 第２の減算部
１１，１１ａ 第２の修正値算出部
１２，１２ａ 第３の減算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】