特開 2022-139652 蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022139652

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20220915BHJP

   H01M 4/587 20100101ALI20220915BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20220915BHJP

   G01R 31/378 20190101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 P

H01M4/587

G01R31/387

G01R31/378

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021040135

(22)【出願日】2021-03-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】安谷屋 皓子

(72)【発明者】

【氏名】波多野 順一

(72)【発明者】

【氏名】須藤 勇一郎

【テーマコード（参考）】

2G216

5H030

5H050

【Ｆターム（参考）】

2G216AA03

2G216AB01

2G216BA63

2G216BA64

2G216BA66

2G216CB03

2G216CB31

2G216CB41

2G216CB55

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF41

5H030FF43

5H030FF51

5H030FF52

5H050AA02

5H050AA19

5H050BA17

5H050CA01

5H050CB08

5H050GA18

5H050HA19

(57)【要約】

【課題】リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定する。
【解決手段】第１の時点での充電停止時または放電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第１の分極解消時間と、第１の時点よりも後の第２の時点での充電停止時または放電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第２の分極解消時間とに基づいて判断されるステージの切り替わりタイミングを基準として測定される基準容量と、記憶部１１に記憶されているステージ容量とに基づいて、電池Ｂの満充電容量を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池と、
記憶部と、
前記リチウムイオン電池の満充電容量を推定する推定部と、
を備え、
前記リチウムイオン電池は、横軸が前記リチウムイオン電池の充電状態を示し縦軸が前記リチウムイオン電池の開回路電圧を示す２次元座標において、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、前記割合が前記所定値より大きい複数の変化領域とを有すると共に、前記複数のプラトー領域のうちの所定のプラトー領域と前記所定のプラトー領域に隣接する１つ以上の変化領域とからなるステージを複数有し、
前記記憶部は、複数の前記ステージのうち、少なくとも１つ以上の前記ステージに対応する劣化前の基準容量を記憶し、
前記推定部は、
前記ステージが隣接する別のステージに切り替わるタイミングまで、または、切り替わるタイミングから前記ステージに対応するステージ容量を測定し、
前記基準容量及び前記ステージ容量に基づいて前記リチウムイオン電池の満充電容量を推定し、
前記ステージの切り替わりは、第１の時点での充電停止時または放電停止時から前記リチウムイオン電池の分極が解消するまでの第１の分極解消時間と、前記第１の時点よりも後の第２の時点での充電停止時または放電停止時から前記リチウムイオン電池の分極が解消するまでの第２の分極解消時間と、に基づいて前記推定部が判断する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記推定部は、前記第２の分極解消時間が前記第１の分極解消時間より小さいとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが別のステージに切り替わったと判断する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項3】

請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記推定部は、前記第１の分極解消時間と、前記第２の分極解消時間との差が分極解消時間閾値以上であり、かつ、前記第２の分極解消時間が前記第１の分極解消時間より小さいとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが切り替わったと判断する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項4】

請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記推定部は、前記第１の分極解消時間が第１の閾値以上であり、かつ、前記第２の分極解消時間が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下であり、かつ、前記第１の時点の前記リチウムイオン電池の充電状態と前記第２の時点の前記リチウムイオン電池の充電状態との差が充電状態閾値以下であるとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが切り替わったと判断する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項5】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから、前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記推定部は、前記基準容量と前記ステージ容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項6】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記推定部は、前記基準容量と前記ステージ容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項7】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、
前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項8】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、
前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項9】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、
前記基準容量は、満充電状態の前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから、前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、
前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項10】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、
前記基準容量は、満充電状態の前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、
前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項11】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差である基準完全放電側容量をさらに記憶し、
前記推定部は、
前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量として取得し、
前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、
前記基準完全放電側容量と前記収縮率との乗算値を、完全放電側容量とし、
前記完全放電側容量と、前記ステージ容量と、前記満充電側容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【請求項12】

請求項１～４の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、
前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、
前記ステージ容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、
前記記憶部は、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差である基準完全放電側容量をさらに記憶し、
前記推定部は、
前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングになるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量として取得し、
前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、
前記基準完全放電側容量と前記収縮率との乗算値を、完全放電側容量とし、
前記完全放電側容量と、前記ステージ容量と、前記満充電側容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池の満充電容量を推定する蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電装置として、電池の開回路電圧により充電前後の電池の充電率（満充電容量に対する残容量の割合）を求めるとともに、充電中の電池に流れる電流の積算値を求め、電流の積算値を充電前後の充電率の差で除算した結果を電池の満充電容量として推定するものがある。

【0003】

ところで、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下であるプラトー領域と、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きい変化領域とを有する電池が存在する。特に、リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイト（黒鉛）を用いた負極を有するリチウムイオン電池は、プラトー領域に比べて変化領域が少ない場合がある。関連する技術として、特許文献１がある。

【0004】

そのため、上記蓄電装置では、グラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池の満充電容量を推定する場合、開回路電圧がプラトー領域に入っていると、開回路電圧の測定誤差の影響により充電率の推定精度が低下するため、満充電容量の推定精度も低下するという懸念がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１２２６２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の一側面に係る目的は、グラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することが可能な蓄電装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る一つの形態である蓄電装置は、リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池と、記憶部と、前記リチウムイオン電池の満充電容量を推定する推定部とを備える。

【0008】

前記リチウムイオン電池は、横軸が前記リチウムイオン電池の充電状態を示し縦軸が前記リチウムイオン電池の開回路電圧を示す２次元座標において、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、前記割合が前記所定値より大きい複数の変化領域とを有すると共に、前記複数のプラトー領域のうちの所定のプラトー領域と前記所定のプラトー領域に隣接する１つ以上の変化領域とからなるステージを複数有する。

【0009】

前記記憶部は、複数の前記ステージのうち、少なくとも１つ以上の前記ステージに対応する劣化前の基準容量を記憶する。

【0010】

前記推定部は、前記ステージが隣接する別のステージに切り替わるタイミングまで、または、切り替わるタイミングから前記ステージに対応するステージ容量を測定し、前記基準容量及び前記ステージ容量に基づいて前記リチウムイオン電池の満充電容量を推定する。

【0011】

前記ステージの切り替わりは、第１の時点での充電停止時または放電停止時から前記リチウムイオン電池の分極が解消するまでの第１の分極解消時間と、前記第１の時点よりも後の第２の時点での充電停止時または放電停止時から前記リチウムイオン電池の分極が解消するまでの第２の分極解消時間と、に基づいて前記推定部が判断する。

【0012】

グラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池では、ステージが切り替わるタイミングにおいて、単位充電状態あたりの分極解消時間の変化量の割合が比較的大きくなるという特性を有している。そのため、ステージが切り替わるタイミングを用いてステージ容量を測定し、記憶部に記憶されている基準容量及び測定したステージ容量に基づいて満充電容量を推定することにより、開回路電圧の測定誤差の影響をなくして満充電容量を推定することができるため、満充電容量を精度よく推定することができる。

【0013】

また、前記推定部は、前記第２の分極解消時間が前記第１の分極解消時間より小さいとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが別のステージに切り替わったと判断するように構成してもよい。

【0014】

これにより、ステージの切り替わりを精度よく判断することができる。

【0015】

また、前記推定部は、前記第１の分極解消時間と、前記第２の分極解消時間との差が分極解消時間閾値以上であり、かつ、前記第２の分極解消時間が前記第１の分極解消時間より小さいとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが切り替わったと判断するように構成してもよい。

【0016】

これにより、ステージの切り替わりを精度よく判断することができる。

【0017】

また、前記推定部は、前記第１の分極解消時間が第１の閾値以上であり、かつ、前記第２の分極解消時間が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下であり、かつ、前記第１の時点の前記リチウムイオン電池の充電状態と前記第２の時点の前記リチウムイオン電池の充電状態との差が充電状態閾値以下であるとき、前記第２の時点での充電停止時または放電停止時の前記ステージが切り替わったと判断するように構成してもよい。

【0018】

これにより、ステージの切り替わりを精度よく判断することができる。

【0019】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから、前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記推定部は、前記基準容量と前記ステージ容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0020】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0021】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記推定部は、前記基準容量と前記ステージ容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0022】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0023】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0024】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0025】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0026】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0027】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、前記基準容量は、満充電状態の前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから、前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0028】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0029】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、を含み、前記基準容量は、満充電状態の前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記リチウムイオン電池が劣化する前の満充電容量である基準満充電容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0030】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0031】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、前記基準容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記充電停止時の前記ステージが前記第３のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差である基準完全放電側容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記充電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第２のステージに切り替わるタイミングから前記リチウムイオン電池が満充電状態になるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量として取得し、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準完全放電側容量と前記収縮率との乗算値を、完全放電側容量とし、前記完全放電側容量と、前記ステージ容量と、前記満充電側容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0032】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【0033】

また、複数の前記ステージは、少なくとも第１のステージと、前記第１のステージに隣接する第２のステージと、前記第１のステージに隣接する第３のステージと、を含み、前記基準容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量との差であり、前記ステージ容量は、前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングから、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量であり、前記記憶部は、前記放電停止時の前記ステージが前記第１のステージから前記第３のステージに切り替わるタイミングにおける前記リチウムイオン電池の容量と、完全放電状態の前記リチウムイオン電池の容量との差異である基準完全放電側容量をさらに記憶し、前記推定部は、前記リチウムイオン電池が満充電状態であるときから前記放電停止時の前記ステージが前記第２のステージから前記第１のステージに切り替わるタイミングになるまでの間に前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量として取得し、前記基準容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準完全放電側容量と前記収縮率との乗算値を、完全放電側容量とし、前記完全放電側容量と、前記ステージ容量と、前記満充電側容量との加算値を、前記リチウムイオン電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。

【0034】

これにより、劣化後のリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【発明の効果】

【0035】

本発明によれば、グラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池の満充電容量を精度よく推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。

【図2】充電状態開回路電圧曲線及び電池の容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１の一例を示す図である。

【図3】充電状態開回路電圧曲線及び電池の容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２の一例を示す図である。

【図4】実施例１における推定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】実施例１における推定部の動作の他の例を示すフローチャートである。

【図6】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´の一例を示す図である。

【図7】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´の一例を示す図である。

【図8】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´´の一例を示す図である。

【図9】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´´の一例を示す図である。

【図10】実施例２における推定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】実施例２における推定部の動作の他の例を示すフローチャートである。

【図12】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´´´の一例を示す図である。

【図13】電池が劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´´´の一例を示す図である。

【図14】実施例３における推定部の動作の一例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】

【0037】

図１は、実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。

【0038】

図１に示す蓄電装置ＢＰ（電池パック）は、電気自動車などの車両Ｖｅに搭載され、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、電池Ｂと、電流計２と、温度計３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、監視ＥＣＵ４とを備える。なお、車両Ｖｅは、電気自動車に限らず、例えば、電動フォークリフトなどの産業車両としてもよい。

【0039】

車両Ｖｅは、蓄電装置ＢＰの他に、車両Ｖｅの走行用のモータＭと、モータＭを駆動するインバータ回路Ｉｎｖと、インバータ回路Ｉｎｖの動作を制御するとともに車両Ｖｅの外部に設けられる充電器Ｃｈと通信を行う車両ＥＣＵ５とを備える。

【0040】

インバータ回路Ｉｎｖは、複数のスイッチを備え、各スイッチが繰り返しオン、オフすることにより、電池Ｂから供給される直流電力を交流電力に変換してモータＭに供給する。また、インバータ回路Ｉｎｖは、各スイッチが繰り返しオン、オフすることにより、モータＭから供給される交流電力（回生電力）を直流電力に変換して電池Ｂに供給する。

【0041】

車両ＥＣＵ５は、インバータ回路Ｉｎｖの各スイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を変化させることにより、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給される電力または電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給される電力を変化させる。車両ＥＣＵ５の機能を電池ＥＣＵ１の機能に含ませて電池ＥＣＵ１と車両ＥＣＵ５とを統合し、その統合後の電池ＥＣＵ１を蓄電装置ＢＰまたは車両Ｖｅに設けてもよい。

【0042】

電池Ｂは、１つ以上の二次電池により構成されるリチウムイオン電池である。二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極と、複合酸化物、金属リチウム、又は硫黄等を用いた正極とを有する。本願では、例えば正極としてＬＦＰ（LiFePO4）が用いられる。ＬＦＰが用いられる場合、プラトー領域に比べて変化領域が少ない充電状態開回路電圧曲線を有する。また、負極に用いられるグラファイトは、電池Ｂの充電及び放電に伴ってリチウムイオンを吸蔵及び放出を行うにつれて結晶構造が変化する。本発明者らは、グラファイトを用いた負極を有する電池Ｂは、この結晶構造の切り替わりに起因して電池Ｂの分極解消時間が変化することから、電池Ｂの充電状態と電池Ｂの分極解消時間との相関関係を有することを見出した。プラトー領域は、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下になるときの開回路電圧の範囲または充電状態の範囲とする。変化領域は、単位充電状態あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きくなるときの開回路電圧の範囲または充電状態の範囲とする。分極解消時間は、電池Ｂの充電停止時または放電停止時から電池Ｂの分極が解消されたとみなせるまでの時間とする。電池Ｂのプラス端子は、インバータ回路Ｉｎｖのプラス入力端子に接続される。または、電池Ｂのプラス端子は、充電器Ｃｈのプラス出力端子に接続される。電池Ｂのマイナス端子は、電流計２、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ３を介してインバータ回路Ｉｎｖのマイナス入力端子に接続される。または、電池Ｂのマイナス端子は、電流計２、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ２を介して充電器Ｃｈのマイナス出力端子に接続される。

【0043】

電流計２は、シャント抵抗などにより構成され、電池Ｂに流れる電流を検出し、その検出した電流を監視ＥＣＵ４に送る。

【0044】

温度計３は、サーミスタなどにより構成され、電池Ｂの温度を検出し、その検出した温度を監視ＥＣＵ４に送る。

【0045】

監視ＥＣＵ４は、プロセッサや記憶部などを備えて構成され、電池Ｂの電圧を検出する。また、監視ＥＣＵ４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信などを用いて、検出した電圧、電流計２により検出された電流、及び温度計３により検出された温度を電池ＥＣＵ１に送信する。

【0046】

スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、それぞれ、半導体リレー（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor））または電磁式リレーなどにより構成される。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、電池Ｂのプラス端子側に接続されていてもよい。スイッチＳＷ１、ＳＷ３が導通し、スイッチＳＷ２が遮断すると、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力を供給することが可能な状態になるとともに、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力を供給することが可能な状態になる。また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が導通し、スイッチＳＷ３が遮断すると、充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給することが可能な状態になる。インバータ回路Ｉｎｖまたは充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給されると、電池Ｂが充電され電池Ｂの容量、充電率、または電圧が増加し、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されると、電池Ｂが放電され電池Ｂの容量、充電率、または電圧が低下する。ＡＣ充電方式により電池Ｂが充電される場合、車両Ｖｅにおいて、充電器Ｃｈから供給される交流電力が直流電力に変換され、その直流電力が電池Ｂに供給されることで電池Ｂが充電されるものとする。

【0047】

電池ＥＣＵ１は、記憶部１１と、プロセッサ１２とを備える。

【0048】

記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成される。なお、記憶部１１は、上記充電状態開回路電圧曲線の他に、後述する情報Ｄ１、Ｄ２や完全放電側容量Ｃａ、基準ステージ容量Ｃｂ、基準満充電側容量Ｃｃ、基準合計容量Ｃａｂ、及び基準満充電容量Ｃａｂｃなどを記憶している。記憶部１１に記憶される情報は、試験やシミュレーション等によって求められ得る。

【0049】

プロセッサ１２は、充放電制御部１２１と、推定部１２２とを備える。なお、プロセッサ１２が記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することにより、充放電制御部１２１及び推定部１２２が実現される。

【0050】

充放電制御部１２１は、充電開始指示が入力されると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を導通させ、スイッチＳＷ３を遮断させた後、電池Ｂの充電制御処理を開始し、電池Ｂが満充電状態または満充電状態とみなせる充電状態や電圧になると、電池Ｂの充電制御処理を終了し、スイッチＳＷ１～ＳＷ３を遮断させる。例えば、充放電制御部１２１は、電池Ｂの電圧が所定電圧になるまで電池Ｂに流れる電流を一定電流に保ち、電池Ｂの電圧が所定電圧になると、電池Ｂに流れる電流が所定電流以下になるまで、電池Ｂに流れる電流を徐々に低下させ、電池Ｂに流れる電流が所定電流以下になると、電池Ｂに流れる電流をゼロにする、いわゆる、定電流定電圧充電制御処理を実行する。

【0051】

また、充放電制御部１２１は、充電制御処理の実行中、推定タイミングになると、充電制御処理を一時停止し、推定部１２２により満充電状態の推定処理を実行させた後、充電制御処理を再開する。なお、充電制御処理が一時停止しているとき、電池Ｂの分極が解消したとみなせる時間にわたって電池Ｂに電流が流れないものとする。

【0052】

また、充放電制御部１２１は、車両Ｖｅのイグニッションスイッチがオンした旨を受け取ると、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を導通させるとともにスイッチＳＷ２を遮断させることで、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力を供給することが可能な状態にし、イグニッションスイッチがオフした旨を受け取ると、スイッチＳＷ１～ＳＷ３を遮断させる。

【0053】

また、充放電制御部１２１は、イグニッションスイッチがオンした旨を受け取ってからイグニッションスイッチがオフするまでの間（車両Ｖｅの起動中）、車両Ｖｅのアイドリングストップが開始された旨（インバータ回路Ｉｎｖなど電池Ｂに接続される負荷の駆動が停止した旨）を受け取ると、スイッチＳＷ１～ＳＷ３を遮断させることで、電池Ｂに流れる電流をゼロにさせ、推定部１２２により満充電状態の推定処理を実行させた後、アイドリングストップが終了した旨（インバータ回路Ｉｎｖなど電池Ｂに接続される負荷の駆動が再開した旨）を受け取ると、スイッチＳ１、ＳＷ３を導通させるとともにスイッチＳＷ２を遮断させることで、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力を供給することが可能な状態にする。なお、推定部１２２は、電池Ｂに流れる電流がゼロになった時間が電池Ｂの分極が解消したとみなせる時間以上であった場合のみに、推定タイミングであると判定して満充電状態の推定処理を実行してもよい。

【0054】

推定部１２２は、電池Ｂの満充電容量を推定する。

【0055】

ここで、図２は、充電状態開回路電圧曲線及び電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１の一例を示す図である。なお、図２に示す上側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は電池Ｂに電流が流れておらず、分極が解消されたとみなせるときの容量と開回路電圧（電池Ｂの正極電位と負極電位との差）との相関を示す充電状態開回路電圧曲線を示している。また、図２に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は充電停止時の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１を示している。なお、情報Ｄ１に示される各分極解消時間は、逐次取得される複数の分極解消時間の移動平均値としてもよい。

【0056】

図２に示す充電状態開回路電圧曲線において、電池Ｂの開回路電圧は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外において容量の変化に伴って段階的に変化する。すなわち、図２に示す充電状態開回路電圧曲線では、単位容量（単位充電状態）あたりの開回路電圧の変化量の割合である傾きが所定値以下である「プラトー領域」を３つ（プラトー領域Ｐ１～Ｐ３）有し、単位容量（単位充電状態）あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きい「変化領域」を４つ（変化領域Ｃ１～Ｃ４）有している。なお、所定値は、監視ＥＣＵ４の電圧測定精度に基づいて設定され得る。

【0057】

また、図２に示す充電状態開回路電圧曲線において、完全放電状態の電池Ｂの容量を基準として充電により電池Ｂの容量が満充電状態の電池Ｂの容量になるまで増加する場合、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれる領域は、その容量の増加に伴って、「変化領域Ｃ１」、「プラトー領域Ｐ１」、「変化領域Ｃ２」、「プラトー領域Ｐ２」、「変化領域Ｃ３」、「プラトー領域Ｐ３」、「変化領域Ｃ４」の順に変化する。すなわち、充電状態開回路電圧曲線において、少なくとも１つの変化領域が２つのプラトー領域の間に位置する。

【0058】

また、図２に示す充電状態開回路電圧曲線において、「変化領域Ｃ１」と「プラトー領域Ｐ１」と「変化領域Ｃ２」とからなるステージを「ステージＳｔ１１」（第３のステージ）とし、「プラトー領域Ｐ２」と「変化領域Ｃ３」とからなるステージを「ステージＳｔ１２」（第１のステージ）とし、「プラトー領域Ｐ３」と「変化領域Ｃ４」とからなるステージを「ステージＳｔ１３」（第２のステージ）とする。

【0059】

また、「ステージＳｔ１１」の「プラトー領域Ｐ１」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、「ステージＳｔ１２」の「プラトー領域Ｐ２」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、並びに「ステージＳｔ１３」の「プラトー領域Ｐ３」及び「変化領域Ｃ４」における容量と分極解消時間との相関を示す情報では、それぞれ、電池Ｂの容量の増加に伴って、分極解消時間が増加する。また、「ステージＳｔ１１」の「変化領域Ｃ１」及び「変化領域Ｃ２」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、並びに、「ステージＳｔ１２」の「変化領域Ｃ３」における容量と分極解消時間との相関を示す情報では、それぞれ、電池Ｂの容量の増加に伴って、分極解消時間が減少する。なお、電池Ｂの容量の増加によって、その容量が含まれるステージが、「ステージＳｔ１１」から「ステージＳｔ１２」に切り替わるときに、または、「ステージＳｔ１２」から「ステージＳｔ１３」に切り替わるときに電池Ｂの分極解消時間が減少する現象は、ステージの切り替わりに伴って電池Ｂの負極の内部構造が不安定状態から安定状態に変わることに起因すると考えられる。

【0060】

このように、図２に示す情報Ｄ１では、車両Ｖｅの起動中、分極解消時の電池Ｂの容量が含まれるステージが隣接するステージに切り替わるとき、分極解消時間が比較的大きく変化する。これにより、ステージが切り替わるタイミングを比較的容易に判断することができる。

【0061】

例えば、推定部１２２は、今回の推定タイミングより前の推定タイミング（第１の時点）で取得した第１の分極解消時間Ｔ１１が第１の閾値以上であり、かつ、今回の推定タイミング（第１の時点よりも後の第２の時点）で取得した第２の分極解消時間Ｔ１２が第１の閾値より小さい第２の閾値以下であり、かつ、第１の時点の電池Ｂの充電状態と、第２の時点の電池Ｂの充電状態との差が充電状態閾値以下であるとき、第２の時点での充電停止時のステージが切り替わったと判断する。ここで、第１の分極解消時間Ｔ１１が第１の閾値以上になったときの電池Ｂの容量及び第２の分極解消時間Ｔ１２が第２の閾値以下になったときの電池Ｂの容量は、電池Ｂの開回路電圧や、電流の積算値に基づいて算出され得る。

【0062】

または、推定部１２２は、第１の分極解消時間Ｔ１１と、第２の分極解消時間Ｔ１２との差が分極解消時間閾値以上であり、かつ、第２の分極解消時間Ｔ１２が第１の分極解消時間Ｔ１１より小さいとき、第２の時点での充電停止時のステージが切り替わったと判断する。

【0063】

すなわち、推定部１２２は、第１の時点での充電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第１の分極解消時間と、第１の時点よりも後の第２の時点での充電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第２の分極解消時間とに基づいて、ステージの切り替わりを判断する。より具体的には、推定部１２２は、第２の分極解消時間が第１の分極解消時間より小さいとき、第２の時点での充電停止時のステージが切り替わったと判断する。

【0064】

なお、第１の閾値は、分極解消時の電池Ｂの容量が含まれるステージが所定ステージから隣接ステージに切り替わる直前の分極解消時間の最大値から所定値を減算して求められ得る。また、第２の閾値は、分極解消時の電池Ｂの容量が含まれるステージが所定ステージから隣接ステージに切り替わった直後の分極解消時間の最小値から所定値を加算して求められ得る。また、充電状態閾値は、一つのステージでの最大容量と最小容量との差により求められ得る。また、分極解消時間閾値は、第１の閾値と第２の閾値との差により求められ得る。

【0065】

完全放電側容量Ｃａは、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１１からステージＳｔ１２に切り替わるタイミングに対応する電池Ｂの容量Ｃ１１と、完全放電状態の電池Ｂの容量Ｃ１０との差とする。

【0066】

基準ステージ容量Ｃｂは、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１２からステージＳｔ１３に切り替わるタイミングに対応する電池Ｂの容量Ｃ１２と、容量Ｃ１１との差とする。

【0067】

基準満充電側容量Ｃｃは、満充電状態の電池Ｂの容量Ｃ１３と、容量Ｃ１２との差とする。

【0068】

基準合計容量Ｃａｂは、容量Ｃ１２と容量Ｃ１０との差とし、基準完全放電側容量Ｃａと基準ステージ容量Ｃｂとの加算値と同様とする。すなわち、図２に示す基準ステージ容量Ｃｂ、基準満充電側容量Ｃｃ、または基準合計容量Ｃａｂは、少なくとも１つ以上のステージに対応する電池Ｂが劣化する前の基準容量である。

【0069】

基準満充電容量Ｃａｂｃは、容量Ｃ１３と容量Ｃ１０との差とし、基準合計容量Ｃａｂと基準満充電側容量Ｃｃとの加算値、または、完全放電側容量Ｃａと基準ステージ容量Ｃｂと基準満充電側容量Ｃｃとの加算値と同様とする。すなわち、基準満充電容量Ｃａｂｃは電池Ｂが劣化する前の満充電容量である。

【0070】

図３は、充電状態開回路電圧曲線及び電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２の一例を示す図である。なお、図３に示す上側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は電池Ｂに電流が流れておらず、分極が解消されたとみなせるときの容量と開回路電圧との対応関係を示す充電状態開回路電圧曲線を示している。図３に示す充電状態開回路電圧曲線は、図２に示す充電状態開回路電圧曲線と同様である。また、図３に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は放電停止時の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２を示している。なお、情報Ｄ２に示される各分極解消時間は、逐次取得される複数の分極解消時間の移動平均値としてもよい。

【0071】

図３に示す充電状態開回路電圧曲線において、満充電状態の電池Ｂの容量を基準として放電により電池Ｂの容量が完全放電状態の電池Ｂの容量になるまで減少する場合、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれる領域は、その容量の減少に伴って、「変化領域Ｃ４」、「プラトー領域Ｐ３」、「変化領域Ｃ３」、「プラトー領域Ｐ２」、「変化領域Ｃ２」、「プラトー領域Ｐ１」、「変化領域Ｃ１」の順に変化する。

【0072】

また、図３に示す充電状態開回路電圧曲線において、「変化領域Ｃ４」と「プラトー領域Ｐ３」と「変化領域Ｃ３」とからなるステージを「ステージＳｔ２１」（第３のステージ）とし、「プラトー領域Ｐ２」と「変化領域Ｃ２」とからなるステージを「ステージＳｔ２２」（第１のステージ）とし、「プラトー領域Ｐ１」と「変化領域Ｃ１」とからなるステージを「ステージＳｔ２３」（第２のステージ）とする。

【0073】

また、「ステージＳｔ２１」の「変化領域Ｃ４」及び「プラトー領域Ｐ３」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、「ステージＳｔ２２」の「プラトー領域Ｐ２」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、並びに「ステージＳｔ２３」の「プラトー領域Ｐ１」及び「変化領域Ｃ１」における容量と分極解消時間との相関を示す情報では、それぞれ、電池Ｂの容量の減少に伴って、分極解消時間が増加する。また、「ステージＳｔ２１」の「変化領域Ｃ３」における容量と分極解消時間との相関を示す情報、並びに、「ステージＳｔ２２」の「変化領域Ｃ２」における容量と分極解消時間との相関を示す情報では、それぞれ、電池Ｂの容量の減少に伴って、分極解消時間が減少する。なお、電池Ｂの容量の減少によって、その容量が含まれるステージが、「ステージＳｔ２１」から「ステージＳｔ２２」に切り替わるときに、または、「ステージＳｔ２２」から「ステージＳｔ２３」に切り替わるときに電池Ｂの分極解消時間が減少する現象は、ステージの切り替わりに伴って電池Ｂの負極の内部構造が不安定状態から安定状態に変わることに起因すると考えられる。

【0074】

このように、図３に示す情報Ｄ２では、図２に示す情報Ｄ１と同様に、車両Ｖｅの起動中、分極解消時の電池Ｂの容量が含まれるステージが隣接するステージに切り替わるとき、分極解消時間が比較的大きく変化する。これにより、ステージが切り替わるタイミングを比較的容易に判断することができる。

【0075】

例えば、推定部１２２は、第１の時点で取得した第１の分極解消時間Ｔ１１が第１の閾値以上であり、かつ、第１の時点よりも後の第２の時点で取得した第２の分極解消時間Ｔ１２が第１の閾値より小さい第２の閾値以下であり、かつ、第１の時点の電池Ｂの充電状態と、第２の時点の電池Ｂの充電状態との差が充電状態閾値以下であるとき、第２の時点での放電停止時のステージが切り替わったと判断する。

【0076】

または、推定部１２２は、第１の分極解消時間Ｔ１１と、第２の分極解消時間Ｔ１２との差が分極解消時間閾値以上であり、かつ、第２の分極解消時間Ｔ１２が第１の分極解消時間Ｔ１１より小さいとき、第２の時点での放電停止時のステージが切り替わったと判断する。

【0077】

すなわち、推定部１２２は、第１の時点での放電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第１の分極解消時間と、第１の時点よりも後の第２の時点での放電停止時から電池Ｂの分極が解消するまでの第２の分極解消時間とに基づいて、ステージの切り替わりを判断する。より具体的には、推定部１２２は、第２の分極解消時間が第１の分極解消時間より小さいとき、第２の時点での放電停止時のステージが切り替わったと判断する。

【0078】

基準完全放電側容量Ｃａは、放電時停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２２からステージＳｔ２３に変化したときの電池Ｂの容量Ｃ２２と、完全放電状態の電池Ｂの容量Ｃ２３との差とする。

【0079】

基準ステージ容量Ｃｂは、放電時停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１からステージＳｔ２２に変化したときの電池Ｂの容量Ｃ２１と、容量Ｃ２２との差とする。

【0080】

基準満充電側容量Ｃｃは、満充電状態の電池Ｂの容量Ｃ２０と、容量Ｃ２１との差とする。

【0081】

基準合計容量Ｃａｂは、容量Ｃ２１と容量Ｃ２３との差とし、基準完全放電側容量Ｃａと基準ステージ容量Ｃｂとの加算値と同様とする。すなわち、図３に示す基準ステージ容量Ｃｂ、基準満充電側容量Ｃｃ、または基準合計容量Ｃａｂは少なくとも１つ以上のステージに対応する電池Ｂが劣化する前の基準容量である。

【0082】

基準満充電容量Ｃａｂｃは、容量Ｃ２０と容量Ｃ２３との差とし、基準合計容量Ｃａｂと基準満充電側容量Ｃｃとの加算値、または、完全放電側容量Ｃａと基準ステージ容量Ｃｂと基準満充電側容量Ｃｃとの加算値と同様とする。

【0083】

このように、複数のステージを有する電池Ｂの満充電容量を推定する場合、本実施形態の推定部１２２では、まず、ステージが所定ステージに切り替わってから、電池Ｂが満充電状態になるときまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値により所定ステージに対応するステージ容量を測定する。または、推定部１２２は、電池Ｂが満充電状態であるときから、ステージが所定ステージから隣接する別のステージに切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値により所定ステージに対応するステージ容量を測定する。または、推定部１２２は、ステージが所定ステージに切り替わってから、さらに所定ステージに隣接する別のステージに切り替わるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値により所定ステージに対応するステージ容量を測定する。

【0084】

そして、推定部１２２は、記憶部１１に記憶されている劣化前の基準容量と、測定したステージ容量とに基づいて、電池Ｂの満充電容量を推定する。

【0085】

これにより、電池Ｂの開回路電圧を用いて満充電容量を推定する場合に比べて、開回路電圧の測定誤差の影響をなくして満充電容量を推定することができるため、満充電容量の推定精度を向上させることができる。

【0086】

＜実施例１＞
実施例１における推定部１２２は、充電停止時のステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わるタイミングから、電池Ｂが満充電状態になるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から満充電側容量Ｃｃ´（ステージ容量）を測定するとともに、記憶部１１から基準合計容量Ｃａｂ（基準容量）を取得し、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、電池Ｂの満充電容量として推定する。

【0087】

または、実施例１における推定部１２２は、電池Ｂが満充電状態であるときから、放電停止時のステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から満充電側容量Ｃｃ´（ステージ容量）を測定するとともに、記憶部１１から基準合計容量Ｃａｂ（基準容量）を取得し、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、電池Ｂの満充電容量として推定する。

【0088】

図４は、充電時に満充電容量Ｃａｂｃ´を推定する際の推定部１２２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、基準合計容量Ｃａｂは、予め記憶部１１に記憶されているものとする。

【0089】

まず、推定部１２２は、電池Ｂの充電が停止したと判断すると（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、分極解消時間を取得する（ステップＳ３２）。例えば、推定部１２２は、充電停止時から、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量が閾値以下になるまでの時間を、充電停止時の電池Ｂの分極解消時間とする。または、推定部１２２は、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量と分極解消時間との相関を示す情報を記憶部１１から読み出し、充電停止後に求められる、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量に対応する分極解消時間を、充電停止時の電池Ｂの分極解消時間とする。

【0090】

次に、推定部１２２は、情報Ｄ１の各ステージのうち、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージを特定する（ステップＳ３３）。例えば、推定部１２２は、電池Ｂの充電開始時から今回の推定タイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値が図２に示す情報Ｄ１における容量Ｃｅ１に相当する場合、容量Ｃｅ１が含まれるステージとしてステージＳｔ１２を特定する。または、推定部１２２は、充電停止時の電池Ｂの開回路電圧が図２に示す充電状態開回路電圧曲線の開回路電圧ＯＣＶ１である場合、開回路電圧ＯＣＶ１が含まれるステージとしてステージＳｔ１２を特定する。

【0091】

次に、推定部１２２は、ステップＳ３２で取得した分極解消時間に基づいて、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わったと判断すると（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、記憶部１１から読み出すことで基準合計容量Ｃａｂを取得する（ステップＳ３５）。なお、推定部１２２は、基準合計容量Ｃａｂを取得した後、電池Ｂの充電を再開させる。

【0092】

次に、推定部１２２は、電池Ｂが満充電状態になったと判断すると（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１２からステージＳｔ１３に切り替わるタイミングから、電池Ｂが満充電状態になるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量Ｃｃ´として取得する（ステップＳ３７）。

【0093】

そして、推定部１２２は、ステップＳ３５で取得した基準合計容量Ｃａｂと、ステップＳ３７で取得した満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´として推定する（ステップＳ３８）。

【0094】

図５は、放電時に満充電容量Ｃａｂｃ´を推定する際の推定部１２２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、基準合計容量Ｃａｂは、予め記憶部１１に記憶されているものとする。

【0095】

まず、推定部１２２は、電池Ｂの放電が停止したと判断すると（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、分極解消時間を取得する（ステップＳ４２）。例えば、推定部１２２は、放電停止時から、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量が閾値以下になるまでの時間を、放電停止時の電池Ｂの分極解消時間とする。または、推定部１２２は、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量と分極解消時間との相関を示す情報を記憶部１１から読み出し、放電停止後に求められる、単位時間あたりの電池Ｂの開回路電圧の変化量に対応する分極解消時間を、放電停止時の電池Ｂの分極解消時間とする。

【0096】

次に、推定部１２２は、情報Ｄ２の各ステージのうち、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージを特定する（ステップＳ４３）。例えば、推定部１２２は、電池Ｂの放電開始時から今回の推定タイミングまでの間に電池Ｂに流れた電流の積算値が図３に示す情報Ｄ２における容量Ｃｅ２に相当する場合、容量Ｃｅ２が含まれるステージとしてステージＳｔ２２を特定する。または、推定部１２２は、放電停止時の電池Ｂの開回路電圧が図３に示す充電状態開回路電圧曲線の開回路電圧ＯＣＶ２である場合、開回路電圧ＯＣＶ２が含まれるステージとしてステージＳｔ２２を特定する。

【0097】

次に、推定部１２２は、ステップＳ４２で取得した分極解消時間に基づいて、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わったと判断すると（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、記憶部１１から読み出すことで基準合計容量Ｃａｂを取得する（ステップＳ４５）。

【0098】

また、推定部１２２は、ステップＳ４５において、電池Ｂが満充電状態であるときから、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１からステージＳｔ２２に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量を満充電側容量Ｃｃ´として取得する（ステップＳ４５）。

【0099】

そして、推定部１２２は、ステップＳ４５で取得した基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´として推定する（ステップＳ４６）。

【0100】

図６は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´の一例を示す図であり、図７は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´の一例を示す図である。なお、図６及び図７に示す上側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂに電流が流れておらず、分極が解消されたとみなせるときの容量と開回路電圧との相関を示す充電状態開回路電圧曲線を示している。また、図６に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１´を示している。また、図７に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２´を示している。

【0101】

図６及び図７に示す劣化後の電池Ｂの満充電側容量Ｃｃ´は、電池Ｂの劣化によって、図２及び図３に示す劣化前の電池Ｂの基準満充電側容量Ｃｃと比べて、第１所定容量Ｃα分減少しているものとする。また、図６及び図７に示す劣化後の電池Ｂの基準合計容量Ｃａｂは、図２及び図３に示す劣化前の電池Ｂの基準合計容量Ｃａｂと比べて、変化していないものとする。そのため、図６及び図７に示す劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´は、図２及び図３に示す劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃと比べて、第１所定容量Ｃα分減少しているものとする。

【0102】

このように、電池Ｂの劣化に伴って基準満充電側容量Ｃｃが満充電側容量Ｃｃ´に減少し基準合計容量Ｃａｂが変化しない場合では、満充電側容量Ｃｃ´を求めることができれば、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´として推定することができる。

【0103】

すなわち、推定部１２２は、図４に示すフローチャートのステップＳ３７において、満充電側容量Ｃｃ´を取得し、ステップＳ３８において、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´として推定する。

【0104】

また、推定部１２２は、図５に示すフローチャートのステップＳ４５において、満充電側容量Ｃｃ´を取得し、ステップＳ４６において、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´として推定する。

【0105】

このように、実施例１における蓄電装置ＢＰでは、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１２からステージＳｔ１３に変化するタイミングまたは放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１からステージＳｔ２２に変化するタイミングを用いて基準合計容量Ｃａｂ及び満充電側容量Ｃｃ´を取得し、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を満充電容量Ｃａｂｃ´とする構成である。

【0106】

これにより、開回路電圧と充電状態開回路電圧曲線とを用いて充電前後の電池Ｂの充電率を取得し、充電前後の充電率と充電中に電池Ｂに流れる電流の積算値とにより満充電容量を推定する場合に比べて、開回路電圧の測定誤差の影響をなくして満充電容量を推定することができるため、劣化後の電池Ｂの満充電容量の推定精度も向上させることができる。

【0107】

＜実施例２＞
実施例２における推定部１２２は、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂ（基準容量）に対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´（ステージ容量）の収縮率、または、劣化前の電池Ｂの基準満充電側容量Ｃｃ（基準容量）に対する劣化後の電池Ｂの満充電側容量Ｃｃ´´（ステージ容量）の収縮率を取得する。そして、劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃと、取得した収縮率との乗算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´として推定する。

【0108】

なお、ステージ容量Ｃｂ´´及び満充電側容量Ｃｃ´´は、電池Ｂに流れる電流の積算値により測定されるものとする。すなわち、ステージ容量Ｃｂ´´は、充電停止時のステージがステージＳｔ１１（第３のステージ）からステージＳｔ１２（第１のステージ）に切り替わるタイミングから、充電停止時のステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。または、ステージ容量Ｃｂ´´は、放電停止時のステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わるタイミングから、放電停止時のステージがステージＳｔ２２（第１のステージ）からステージＳｔ２３（第３のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。また、満充電側容量Ｃｃ´´は、充電停止時のステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わるタイミングから、電池Ｂが満充電状態になるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。または、満充電側容量Ｃｃ´´は、電池Ｂが満充電状態であるときから、放電停止時のステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。

【0109】

また、基準ステージ容量Ｃｂ、基準満充電側容量Ｃｃ、及び基準満充電容量Ｃａｂｃは、記憶部１１から読み出すものとする。

【0110】

また、取得可能なステージ容量が２つ以上ある場合で、かつ、各ステージ容量の大きさが互いに異なる場合、電流検出誤差の影響を考えて、容量が最も大きいステージ容量を採用してもよい。

【0111】

図８は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´´の一例を示す図であり、図７は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´´の一例を示す図である。なお、図８及び図９に示す上側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂに電流が流れておらず、分極が解消されたとみなせるときの容量と開回路電圧との相関を示す充電状態開回路電圧曲線を示している。また、図８に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１´´を示している。また、図９に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２´´を示している。

【0112】

図８及び図９に示すように、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´は、電池Ｂの劣化によって所定の収縮率で収縮することで、図２及び図３に示す劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃに比べて、第２所定容量Ｃβ分減少しているものとする。

【0113】

また、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂに対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´の収縮率、劣化前の電池Ｂの基準満充電側容量Ｃｃに対する劣化後の電池Ｂの満充電側容量Ｃｃ´´の収縮率、及び劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃに対する劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´の収縮率は、互いに同じものとする。

【0114】

このように、電池Ｂの劣化に伴う満充電容量Ｃａｂｃ´´の収縮率と、ステージ容量Ｃｂ´´の収縮率または満充電側容量Ｃｃ´´の収縮率とが互いに同じ場合では、その収縮率を求めることができれば、劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃと収縮率との乗算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´として推定することができる。

【0115】

図１０は、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´を推定する際の推定部１２２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、基準満充電容量Ｃａｂｃ及び基準ステージ容量Ｃｂは、予め記憶部１１に記憶されているものとする。

【0116】

まず、推定部１２２は、電池Ｂの充電または放電が停止したと判断すると（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、分極解消時間を取得する（ステップＳ５２）。

【0117】

次に、推定部１２２は、情報Ｄ１または情報Ｄ２の各ステージのうち、充電停止時または放電停止時の電池Ｂの充電状態が含まれるステージを特定する（ステップＳ５３）。

【0118】

次に、推定部１２２は、ステップＳ５２で取得した分極解消時間に基づいて、充電停止時または放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージが切り替わったと判断すると（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、充電停止時または放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージが２回切り替わったか否かを判断する（ステップＳ５５）。なお、推定部１２２は、ステージが２回切り替わっていない場合（ステップＳ５５：Ｎｏ）、ステップＳ５１に戻り、ステップＳ５１～Ｓ５５の処理を繰り返し実行する。また、推定部１２２は、ステージが１回切り替わると、ステージ容量Ｃｂ´´を求めるために電池Ｂに流れる電流の積算値の算出を開始する。

【0119】

次に、推定部１２２は、ステージが２回切り替わったと判断すると（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、ステージが１回切り替わってからステージが２回切り替わるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値を、ステージ容量Ｃｂ´´として取得する（ステップＳ５６）。例えば、推定部１２２は、充電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ１１（第３のステージ）からステージＳｔ１２（第１のステージ）に切り替わった後、ステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わると、ステージが２回切り替わったと判断する。または、推定部１２２は、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わった後、ステージＳｔ２２（第１のステージ）からステージＳｔ２３（第３のステージ）に切り替わると、ステージが２回切り替わったと判断する。

【0120】

次に、推定部１２２は、記憶部１１から基準満充電容量Ｃａｂｃ及び基準ステージ容量Ｃｂを読み出すことで取得する（ステップＳ５７）。

【0121】

次に、推定部１２２は、ステップＳ５７で取得した基準ステージ容量Ｃｂに対するステップＳ５６で取得したステージ容量Ｃｂ´´の収縮率を求める（ステップＳ５８）。例えば、推定部１２２は、ステージ容量Ｃｂ´´を基準ステージ容量Ｃｂで除算した値を収縮率とする。

【0122】

そして、推定部１２２は、ステップＳ５７で取得した基準満充電容量ＣａｂｃにステップＳ５８で求めた収縮率を乗算した値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´として推定する（ステップＳ５９）。

【0123】

図１１は、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´を推定する際の推定部１２２の動作の他の例を示すフローチャートである。なお、基準満充電容量Ｃａｂｃ及び基準満充電側容量Ｃｃは、予め記憶部１１に記憶されているものとする。また、電池Ｂは満充電状態とする。

【0124】

まず、推定部１２２は、電池Ｂの放電が停止したと判断すると（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、分極解消時間を取得する（ステップＳ６２）。

【0125】

次に、推定部１２２は、情報Ｄ２の各ステージのうち、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージを特定する（ステップＳ６３）。

【0126】

次に、推定部１２２は、ステップＳ６２で取得した分極解消時間に基づいて、放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１からステージＳｔ２２に切り替わったと判断すると（ステップＳ６４：Ｙｅｓ）、電池Ｂが満充電状態であるときから放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージがステージＳｔ２１からステージＳｔ２２に切り替わるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値を、満充電側容量Ｃｃ´´として取得する（ステップＳ６５）。

【0127】

次に、推定部１２２は、記憶部１１から基準満充電容量Ｃａｂｃ及び基準満充電側容量Ｃｃを取得する（ステップＳ６６）。

【0128】

次に、推定部１２２は、ステップＳ６６で取得した基準満充電側容量Ｃｃに対するステップＳ６５で取得した満充電側容量Ｃｃ´´の収縮率を求める（ステップＳ６７）。例えば、推定部１２２は、満充電側容量Ｃｃ´´を基準満充電側容量Ｃｃで除算した値を収縮率とする。

【0129】

そして、推定部１２２は、ステップＳ６６で取得した基準満充電容量ＣａｂｃにステップＳ６７で求めた収縮率を乗算した値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´として推定する（ステップＳ６８）。

【0130】

このように、実施例２における蓄電装置ＢＰでは、劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´または満充電側容量Ｃｃ´´の収縮率を求め、その収縮率を用いて劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´を求める構成である。

【0131】

これにより、開回路電圧と充電状態開回路電圧曲線とを用いて充電前後の電池Ｂの充電率を取得し、充電前後の充電率と充電中に電池Ｂに流れる電流の積算値とにより満充電容量Ｃａｂｃ´´を推定する場合に比べて、開回路電圧の測定誤差の影響をなくして満充電容量Ｃａｂｃ´´を推定することができるため、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´の推定精度も向上させることができる。

【0132】

＜実施例３＞
実施例３における推定部１２２は、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂ（基準容量）に対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´（ステージ容量）の収縮率と、劣化前の電池Ｂの基準完全放電側容量Ｃａとの乗算値を、劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´として推定し、劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´とステージ容量Ｃｂ´´と満充電側容量Ｃｃ´´´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´とする。

【0133】

なお、ステージ容量Ｃｂ´´及び満充電側容量Ｃｃ´´´は、電池Ｂに流れる電流の積算値により測定されるものとする。すなわち、ステージ容量Ｃｂ´´は、充電停止時のステージがステージＳｔ１１（第３のステージ）からステージＳｔ１２（第１のステージ）に切り替わるタイミングから、充電停止時のステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。または、ステージ容量Ｃｂ´´は、放電停止時のステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わるタイミングから、放電停止時のステージがステージＳｔ２２（第１のステージ）からステージＳｔ２３（第３のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。また、満充電側容量Ｃｃ´´´は、充電停止時のステージがステージＳｔ１２（第１のステージ）からステージＳｔ１３（第２のステージ）に切り替わるタイミングから、電池Ｂが満充電状態になるまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。または、満充電側容量Ｃｃ´´´は、電池Ｂが満充電状態であるときから、放電停止時のステージがステージＳｔ２１（第２のステージ）からステージＳｔ２２（第１のステージ）に切り替わるタイミングまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値から測定される容量である。

【0134】

また、基準ステージ容量Ｃｂ及び基準完全放電側容量Ｃａは、記憶部１１から読み出すものとする。

【0135】

図１２は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ１´´´の一例を示す図であり、図１３は、電池Ｂが劣化した後の充電状態開回路電圧曲線及び情報Ｄ２´´´の一例を示す図である。なお、図１２及び図１３に示す上側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂに電流が流れておらず、分極が解消されたとみなせるときの容量と開回路電圧との対応関係を示す充電状態開回路電圧曲線を示している。また、図１２に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ１´´´を示している。また、図１３に示す下側の２次元座標において、横軸は電池Ｂの容量［Ａｈ］を示し、縦軸は電池Ｂの分極解消時間［ｓｅｃ］を示し、実線は劣化後の電池Ｂの容量と分極解消時間との相関を示す情報Ｄ２´´´を示している。

【0136】

図１２及び図１３に示す劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´は、電池Ｂの劣化によって、満充電側容量Ｃｃ´´´が減少するとともに、満充電容量Ｃａｂｃ´´が収縮することにより、図２及び図３に示す劣化前の電池Ｂの基準満充電容量Ｃａｂｃに比べて、第１所定容量Ｃαと第２所定容量Ｃβとの合計容量分減少しているものとする。

【0137】

また、劣化前の電池Ｂの基準完全放電側容量Ｃａに対する劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´の収縮率、及び、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂに対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´の収縮率は、互いに同じものとする。

【0138】

このように、劣化前の電池Ｂの基準完全放電側容量Ｃａに対する劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´の収縮率と、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂに対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´の収縮率とが互いに同じ場合では、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂに対する劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´の収縮率と、劣化前の電池Ｂの基準完全放電側容量Ｃａとの乗算値を、劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´として推定することができる。

【0139】

また、劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´と劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´と劣化後の電池Ｂの満充電側容量Ｃｃ´´´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´として推定することができる。

【0140】

図１４は、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´を推定する際の推定部１２２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１４に示すステップＳ５１～Ｓ５６は、図１０に示すステップＳ５１～Ｓ５６と同様であるため、その説明を省略する。また、基準完全放電側容量Ｃａ及び基準ステージ容量Ｃｂは、予め記憶部１１に記憶されているものとする。

【0141】

推定部１２２は、ステージが２回切り替わったと判断してから電池Ｂが満充電状態になった判断するまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値、または、電池Ｂが満充電状態であるときからステージが１回切り替わったと判断するまでの間に電池Ｂに流れる電流の積算値を、満充電側容量Ｃｃ´´´として取得する（ステップＳ７１）。

【0142】

次に、推定部１２２は、記憶部１１から基準完全放電側容量Ｃａ及び基準ステージ容量Ｃｂを取得する（ステップＳ７２）。

【0143】

次に、推定部１２２は、ステップＳ７２で取得した基準ステージ容量Ｃｂに対するステップＳ５６で取得したステージ容量Ｃｂ´´の収縮率を求める（ステップＳ７３）。例えば、推定部１２２は、ステージ容量Ｃｂ´´を基準ステージ容量Ｃｂで除算した値を収縮率とする。

【0144】

次に、推定部１２２は、ステップＳ７２で取得した基準完全放電側容量ＣａにステップＳ７３で求めた収縮率を乗算した値を、劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´として取得する（ステップＳ７４）。

【0145】

そして、推定部１２２は、ステップＳ７４で取得した完全放電側容量Ｃａ´´と、ステップＳ５６で取得したステージ容量Ｃｂ´´と、ステップＳ７１で取得した満充電側容量Ｃｃ´´´との加算値を、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´として推定する（ステップＳ７５）。

【0146】

このように、実施例３における蓄電装置ＢＰでは、充電停止時または放電停止時の電池Ｂの容量が含まれるステージが２回切り替わるタイミングを用いて劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´及び満充電側容量Ｃｃ´´´を取得するとともに、劣化前の電池Ｂの基準ステージ容量Ｃｂと劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´とを用いて劣化後の電池Ｂのステージ容量Ｃｂ´´の収縮率を求め、その収縮率を用いて劣化後の電池Ｂの完全放電側容量Ｃａ´´を取得し、それら完全放電側容量Ｃａ´´、ステージ容量Ｃｂ´´、及び満充電側容量Ｃｃ´´´の加算値を劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´として推定する構成である。

【0147】

これにより、開回路電圧と充電状態開回路電圧曲線とを用いて充電前後の電池Ｂの充電率を取得し、充電前後の充電率と充電中に電池Ｂに流れる電流の積算値とにより満充電容量Ｃａｂｃ´´´を推定する場合に比べて、開回路電圧の測定誤差の影響をなくして満充電容量Ｃａｂｃ´´´を推定することができるため、劣化後の電池Ｂの満充電容量Ｃａｂｃ´´´の推定精度も向上させることができる。

【0148】

＜実施例４＞
実施例４における推定部１２２は、下記式１により電池Ｂの満充電容量を推定する。なお、完全放電側容量Ｃａ´´とステージ容量Ｃｂ´´と満充電側容量Ｃｃ´´´との加算値を満充電容量Ｃａｂｃ´´´として推定する場合の重みαを、基準合計容量Ｃａｂと満充電側容量Ｃｃ´との加算値を満充電容量Ｃａｂｃ´として推定する場合または基準満充電容量Ｃａｂｃと収縮率との乗算値を満充電容量Ｃａｂｃ´´として推定する場合の重みαより大きくする。すなわち、実施例４における推定部１２２は、実施例３により満充電容量を推定する場合の重みαを、実施例１または実施例２により満充電容量を推定する場合の重みαより大きくする。

【0149】

満充電容量＝前回推定した満充電容量×（１－重みα）＋今回推定した満充電容量×重みα ・・・式１

【0150】

これにより、満充電容量の算出に使用されるパラメータ（例えば、ステージ容量や満充電側容量）の数が比較的多く、今回算出した満充電容量が真の満充電容量に近いと推測されるとき、重みαを大きくし、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数が比較的少なく、今回算出した満充電容量が真の満充電容量にあまり近くないと推測されるとき、重みαを小さくすることができるため、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数の変動に伴う満充電容量の推定精度の変動を抑制することができる。

【0151】

＜プロセッサ１２の他の動作＞
プロセッサ１２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の動作を制御するとともに、ＣＡＮ通信などにより監視ＥＣＵ４及び車両ＥＣＵ５と通信を行う。

【0152】

すなわち、プロセッサ１２は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替わった旨を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を遮断状態から導通状態に切り替えるとともにスイッチＳＷ２を遮断状態のままにする。

【0153】

また、プロセッサ１２は、推定タイミングになると、電池Ｂの充電状態を推定し、補正タイミングになると、電池Ｂの充電状態を補正する。

【0154】

また、プロセッサ１２は、その充電状態に応じた入力電力指令値Ｗｉｎまたは出力電力指令値Ｗｏｕｔを車両ＥＣＵ５に送信する。

【0155】

また、プロセッサ１２は、電池Ｂの充電状態が第１の下限閾値以下になると、制限後の出力電力指令値Ｗｏｕｔを車両ＥＣＵ５に送信し、電池Ｂの充電状態が第１の上限閾値以上になると、制限後の入力電力指令値Ｗｉｎを車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、出力電力指令値Ｗｏｕｔに応じた電力が電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給されるようにインバータ回路Ｉｎｖの動作を制御するとともに、入力電力指令値Ｗｉｎに応じた電力がインバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給されるようにインバータ回路Ｉｎｖの動作を制御する。車両ＥＣＵ５は、出力電力指令値Ｗｏｕｔまたは入力電力指令値Ｗｉｎが制限されると、インバータ回路Ｉｎｖのスイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を小さくすることにより、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給される電力またはインバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給される電力を制限する。

【0156】

また、プロセッサ１２は、電池Ｂの充電状態が第１の下限閾値より小さい第２の下限閾値以下になると、または、電池Ｂの充電状態が第１の上限閾値より大きい第２の上限閾値以上になると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を遮断することにより、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されること、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力が供給されること、及び充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給されることを禁止する。なお、第２の下限閾値は、電池Ｂが過放電状態になる直前の電池Ｂの充電状態とし、第２の上限閾値は、電池Ｂが過充電状態になる直前の電池Ｂの充電状態とする。これにより、電池Ｂが過充電状態または過放電状態になることを防止することができる。

【0157】

また、プロセッサ１２は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２またはスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３を導通させているとき、監視ＥＣＵ４から送信される電圧が過電圧閾値以上になると、または、監視ＥＣＵ４から送信される電流が過電流閾値以上になると、または、監視ＥＵＣ４から送信される温度が過温度閾値以上になると、電池Ｂに異常が発生したと判断し、その旨を車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、電池Ｂに異常が発生した旨を受信すると、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されること、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力が供給されること、及び充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給されることを禁止する。

【0158】

また、プロセッサ１２は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオンからイグニッションオフに切り替わった旨を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を導通状態から遮断状態に切り替えるとともにスイッチＳＷ２を遮断状態のままにする。

【0159】

また、プロセッサ１２は、充電器Ｃｈと車両Ｖｅとが充電ケーブルなどを介して電気的に接続された後、電池Ｂの充電開始指示を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を導通させるとともにスイッチＳＷ３を遮断状態にする。

【0160】

また、プロセッサ１２は、電池Ｂの充電状態に応じた電流指令値を車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、電流指令値に応じた電流が充電器Ｃｈから電池Ｂに供給されるように電流指令値を充電器Ｃｈに送信する。

【0161】

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【符号の説明】

【0162】

１ 電池ＥＣＵ
２ 電流計
３ 温度計
４ 監視ＥＣＵ
５ 車両ＥＣＵ
１１ 記憶部
１２ プロセッサ
１２１ 取得部
１２２ 推定部
Ｖｅ 車両
ＢＰ 蓄電装置
Ｉｎｖ インバータ回路
Ｍ モータ
Ｃｈ 充電器
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】