特開 2022-182459 補正装置、蓄電装置、補正方法

(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】P2022182459

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】補正装置、蓄電装置、補正方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3828 20190101AFI20221201BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221201BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

G01R31/3828

H01M10/48 P

H02J7/00 P

H02J7/00 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021090028

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今中 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】高井 誠治

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216AA03

2G216AB01

2G216BA02

2G216BA03

2G216BA15

2G216BA16

2G216BA41

2G216BA64

2G216BA65

2G216BB01

2G216CB34

2G216CB55

2G216CC04

2G216CC05

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB02

5G503CA08

5G503EA05

5G503FA06

5H030AA01

5H030AS06

5H030AS08

5H030FF42

(57)【要約】

【課題】蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する。
【解決手段】蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正装置は、前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣと、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２ＳＯＣと、の差であるＳＯＣ差に基づいて前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正装置であって、
前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣと、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２ＳＯＣと、の差であるＳＯＣ差に基づいて前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する、補正装置。

【請求項2】

請求項１に記載の補正装置であって、
前記第２ＳＯＣを推定する処理は、前記蓄電セル又は前記組電池を満充電まで充電して、ＳＯＣを推定する処理である、補正装置。

【請求項3】

蓄電装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の補正装置と、
前記蓄電セル又は前記組電池と、
前記蓄電セル又は前記組電池の電流を計測する電流計測部と、
前記蓄電セル又は前記組電池の補正後の前記電流の計測値の積算値に基づいて、前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部と、を備える蓄電装置。

【請求項4】

請求項３に記載の蓄電装置であって、
前記補正装置は、前記ＳＯＣ差が閾値を超えている場合に、前記電流の計測値を補正する、蓄電装置。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載の蓄電装置であって、
前記補正装置は、前記ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量が閾値を超えている場合に、前記電流の計測値を補正する、蓄電装置。

【請求項6】

請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記補正装置は、前記ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量に基づいて算出した前記補正値を用いて前記電流の計測値を補正する、蓄電装置。

【請求項7】

請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の、車両用の蓄電装置。

【請求項8】

蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正装置であって、
前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１残存電気量と、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２残存電気量と、の差である残存電気量差に基づいて前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する、補正装置。

【請求項9】

蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正方法であって、
前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣと、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２ＳＯＣと、の差であるＳＯＣ差に基づいて、前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する、補正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流の計測値を補正する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電セル又は組電池の電流や電圧を計測して、これらの計測結果から蓄電セル又は組電池のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を推定する技術が知られている。ＳＯＣの推定精度を高めるため、２つ以上の異なる推定手段を組み合わせてＳＯＣの推定精度を高める技術が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２８３９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電セル又は組電池の電流の計測値は、電流センサに起因する計測誤差を含む。電流の計測値の積算値に基づいて推定した蓄電セル又は組電池のＳＯＣ推定値には、蓄電セル又は組電池の通電にともなって電流の計測誤差が累積される。

【0005】

本発明は、補正値を算出して電流の計測値を補正する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正装置は、前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣと、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２ＳＯＣと、の差であるＳＯＣ差に基づいて前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する。

【0007】

この発明は、蓄電装置、及び車両用の蓄電装置に適用することができ、電流の計測値を補正する補正方法、及び電流の計測値を補正するプログラムにも適用することができる。

【発明の効果】

【0008】

上記構成によると、電流の計測誤差とＳＯＣ推定値の関係に着目し、補正値を求めて電流の計測値を補正することにより、蓄電セル又は組電池の電流の計測精度を高めることができる。電流計測精度の向上により、電流積算に基づくＳＯＣ推定の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１における自動車の側面図

【図2】バッテリの分解斜視図

【図3】二次電池セルの平面図

【図4】図３のＡ－Ａ線断面図

【図5】自動車の電気的構成を示すブロック図

【図6】バッテリの電気的構成を示すブロック図

【図7】ＬＦＰ／Ｇｒ系電池のＳＯＣ－ＯＣＶ相関特性

【図8】ＳＯＣ推定のフローチャートを示す図（実施形態１）

【図9】ＳＯＣ推定のフローチャートを示す図（実施形態２）

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜補正装置、蓄電装置の概要＞
蓄電セル又は組電池の電流の計測値を補正する補正装置は、前記電流の計測値の積算値に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣと、前記蓄電セル又は前記組電池の電圧に基づいて推定した前記蓄電セル又は前記組電池の第２ＳＯＣと、の差であるＳＯＣ差に基づいて前記電流の計測値の補正値を算出し、算出した前記補正値に基づいて前記電流の計測値を補正する。

【0011】

第２ＳＯＣは、蓄電セル又は組電池の電圧に基づいて推定されるため、電流の計測値に含まれる計測誤差が累積されない。したがって、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣの差であるＳＯＣ差は、第１ＳＯＣに含まれる計測誤差の累積分であると考えられる。そのため、このＳＯＣ差に基づき、電流の計測値に含まれる計測誤差を算出することができる。算出した計測誤差を補正値として、電流の計測値を補正することにより、電流の計測値を真値に近付けて、電流計測精度を高めることができる。

【0012】

電流の計測誤差には、ゲイン誤差とオフセット誤差が含まれる。ゲイン誤差によるＳＯＣ推定値の誤差は充放電により相殺されるため、ＳＯＣ推定精度向上のためにはオフセット誤差の影響を小さくすることが求められる。オフセット誤差は、蓄電セル又は組電池を無電流にしなければ、検出することが難しいと一般的に考えられている。上記構成では、蓄電セル又は組電池を無電流にすることなく、ＳＯＣ差を利用して計測誤差（オフセット誤差）を算出し、計測誤差を補正値として電流の計測値を補正することができる。

【0013】

第２ＳＯＣを推定する処理は、前記蓄電セル又は前記組電池を満充電まで充電して、ＳＯＣを１００％又はそれに近い値に推定する処理（満充電検出法）でもよい。満充電検出法は、蓄電セル又は組電池が所定の電圧値に到達したときに、蓄電セル又は組電池のＳＯＣを所定値に設定する処理である。計測誤差の累積がない満充電検出法で求めた第２ＳＯＣを、第１ＳＯＣの比較対象とすることで、計測誤差の累積分を精度よく求めることができ、電流の計測値を適正に補正できる。

【0014】

蓄電装置は、前記補正装置と、前記蓄電セル又は前記組電池と、前記蓄電セル又は前記組電池の電流を計測する電流計測部と、前記蓄電セル又は前記組電池の補正後の前記電流の計測値の積算値に基づいて、前記蓄電セル又は前記組電池の第１ＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部と、を備える。

【0015】

この構成では、補正後の電流の計測値を積算してＳＯＣを推定するため、計測誤差の累積が少なく、第１ＳＯＣの推定精度を高めることができる。第１ＳＯＣの推定精度の向上により、蓄電セル又は組電池の使用可能範囲（下限と上限との間のＳＯＣ範囲）を広く設定できる。第１ＳＯＣの推定精度が低い場合は、推定誤差を考慮する必要があるため使用可能範囲が狭くなるが、推定精度が高い場合は、蓄電セル又は組電池の性能を最大限に活用できる。

【0016】

前記補正装置は、前記ＳＯＣ差が閾値を超えている場合に、前記電流の計測値を補正してもよい。この構成では、ＳＯＣ差が大きくなると補正を行うため、ＳＯＣ差の拡大を抑制して、第１ＳＯＣの推定精度の低下を抑制できる。ＳＯＣ差を閾値以下に抑えることで、蓄電セル又は組電池が使用可能範囲を超えて使用されることを抑制することができる。例えば、蓄電セル又は組電池が移動体用である場合、回生充電の受け入れ性を確保することができる。

【0017】

前記補正装置は、前記ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量が閾値を超えている場合に、前記電流の計測値を補正してもよい。

【0018】

ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量が大きい場合、第１ＳＯＣの推定精度が短時間で低下し、第２ＳＯＣとの差が増大する。ＳＯＣ差が閾値を超えるよりも先に、ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量が閾値を超えると補正を行うため、早期に電流の計測値を補正できる。これにより、第１ＳＯＣの推定精度の低下を抑制することができる。

【0019】

前記補正装置は、前記ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量に基づいて算出した前記補正値を用いて前記電流の計測値を補正してもよい。例えば、ＳＯＣ差の単位時間あたりの変化量を相殺するように補正値を算出し、電流の計測値を補正して、第１ＳＯＣの推定精度の低下を抑制することができる。

【0020】

＜実施形態１＞
１．バッテリの説明
図１は自動車１０の側面図、図２はバッテリ５０の分解斜視図である。自動車１０は、エンジン駆動車であり、バッテリ５０を備えている。自動車１０は、エンジン（内燃機関）に代えて、車両駆動装置としての蓄電装置や燃料電池を備えていてもよい。図１では、自動車１０とバッテリ５０のみ示し、自動車１０を構成する他の部品は図示を省略している。自動車１０は「車両」の一例、バッテリ５０は「蓄電装置」の一例である。

【0021】

図２に示すように、バッテリ５０は、組電池６０と、回路基板ユニット６５と、収容体７１を備える。

【0022】

収容体７１は、合成樹脂材料からなる本体７３と蓋体７４とを備えている。本体７３は有底筒状である。本体７３は、底面部７５と、４つの側面部７６とを備えている。４つの側面部７６によって上端部分に上方開口部７７が形成されている。

【0023】

収容体７１は、組電池６０と回路基板ユニット６５を収容する。図２に示す形態では、組電池６０は１２個の二次電池セル６２を有する。二次電池セル６２は、「蓄電セル」の一例である。

【0024】

１２個の二次電池セル６２は、３並列で４直列に接続されている。回路基板ユニット６５は、組電池６０の上部に配置されている。後述する図６のブロック図では、並列に接続された３つの二次電池セル６２が１つの電池記号で表される。

【0025】

図２に示す蓋体７４は、本体７３の上方開口部７７を閉鎖する。蓋体７４の周囲には外周壁７８が設けられている。蓋体７４は、平面視略Ｔ字形の突出部７９を有する。蓋体７４の前部（図２における左手前側）のうち、一方の隅部に正極の外部端子５２が固定され、他方の隅部に負極の外部端子５１が固定されている。

【0026】

図３及び図４に示すように、二次電池セル６２は、直方体形状のケース８２内に電極体８３を非水電解質と共に収容したものである。本実施形態における二次電池セル６２は、リチウムイオン二次電池である。ケース８２は、ケース本体８４と、その上方の開口部を閉鎖する蓋８５とを有している。

【0027】

二次電池セル６２は、図３及び図４に示したプリズマティックセルに限定されず、円筒型セルであってもよいし、ラミネートフィルムケースを有するパウチセルであってもよい。

【0028】

電極体８３は、例えば銅箔からなる基材に活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に活物質を塗布した正極要素との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体８４に収容可能となるように扁平状に巻回されている。

【0029】

電極体８３は、巻回タイプのものに代えて、積層タイプのものであってもよい。

【0030】

正極要素には正極集電体８６を介して正極端子８７が、負極要素には負極集電体８８を介して負極端子８９がそれぞれ接続されている（図４参照）。正極集電体８６及び負極集電体８８は、平板状の台座部９０と、この台座部９０から延びる脚部９１とからなる。台座部９０には貫通孔が形成されている。脚部９１は正極要素又は負極要素に接続されている。

【0031】

正極端子８７及び負極端子８９は、端子本体部９２と、その下面中心部分から下方に突出する軸部９３とからなる。そのうち、正極端子８７の端子本体部９２と軸部９３とは、アルミニウム（単一材料）によって一体成形されている。負極端子８９においては、端子本体部９２がアルミニウム製で、軸部９３が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子８７及び負極端子８９の端子本体部９２は、蓋８５の両端部に絶縁材料からなるガスケット９４を介して配置され、このガスケット９４から外方へ露出されている。

【0032】

蓋８５は、圧力開放弁９５を有している。圧力開放弁９５は、図３に示すように、正極端子８７と負極端子８９の間に位置している。圧力開放弁９５は、ケース８２の内圧が制限値を超えた時に、開放して、ケース８２の内圧を下げる。

【0033】

図５は自動車１０の電気的構成を示すブロック図、図６はバッテリ５０の電気的構成を示すブロック図である。

【0034】

自動車１０は、図５に示すように、駆動装置であるエンジン２０、エンジン制御部２１、エンジン始動装置２３、車両発電機であるオルタネータ２５、電気負荷２７、車両ＥＣＵ（電子制御装置：Electronic Control Unit）３０、バッテリ５０を備えている。

【0035】

バッテリ５０は、電力線３７に接続されている。バッテリ５０には、電力線３７を介して、エンジン始動装置２３、オルタネータ２５、電気負荷２７が接続されている。

【0036】

エンジン始動装置２３は、スターターモータを含む。イグニッションスイッチ２４をオンにすると、バッテリ５０からクランキング電流が流れ、エンジン始動装置２３が駆動する。エンジン始動装置２３の駆動により、クランクシャフトが回転し、エンジン２０を始動することがきる。

【0037】

電気負荷２７は、エンジン始動装置２３以外の、自動車１０に搭載された電気負荷である。電気負荷２７は、定格１２Ｖであり、エアコン、オーディオシステム、カーナビゲーション、補機類などである。

【0038】

オルタネータ２５は、エンジン２０の動力により発電する車両発電機である。オルタネータ２５の発電量が自動車１０の電気負荷による電力消費量を上回っている場合、オルタネータ２５によりバッテリ５０は充電される。オルタネータ２５の発電量が自動車１０の電気負荷による電力消費量よりも小さい場合、バッテリ５０は放電し、発電量の不足を補う。

【0039】

車両ＥＣＵ３０は、通信線Ｌ１を介してバッテリ５０と通信可能に接続されており、通信線Ｌ２を介してオルタネータ２５と通信可能に接続されている。車両ＥＣＵ３０は、バッテリ５０からＳＯＣの情報を受け、オルタネータ２５の発電量を制御することで、バッテリ５０のＳＯＣをコントロールする。

【0040】

車両ＥＣＵ３０は、通信線Ｌ３を介してエンジン制御部２１と通信可能に接続されている。エンジン制御部２１は、自動車１０に搭載されており、エンジン２０の動作状態を監視する。エンジン制御部２１は、速度計測器などの計器類の計測値から、自動車１０の走行状態を監視する。車両ＥＣＵ３０は、エンジン制御部２１から、イグニッションスイッチ２４の入り切りの情報、エンジン２０の動作状態の情報及び自動車１０の走行状態（走行中、走行停止、アイドリングストップなど）の情報を得る。

【0041】

バッテリ５０は、図６に示すように、電流遮断装置５３と、組電池６０と、電流計測部５４と、管理装置１００と、を備える。バッテリ５０は、定格１２Ｖのバッテリである。

【0042】

電流遮断装置５３、組電池６０及び電流計測部５４は、パワーライン５５Ｐ、５５Ｎを介して、直列に接続されている。パワーライン５５Ｐは、正極の外部端子５２と組電池６０の正極とを接続する。パワーライン５５Ｎは、負極の外部端子５１と組電池６０の負極とを接続する。

【0043】

電流遮断装置５３は正極のパワーライン５５Ｐに設けられている。電流計測部５４は、負極のパワーライン５５Ｎに設けられている。

【0044】

電流遮断装置５３として、リレーなどの有接点スイッチ（機械式）や、ＦＥＴなどの半導体スイッチを用いることができる。電流遮断装置５３は常時はＣＬＯＳＥに制御される。バッテリ５０に異常がある場合、電流遮断装置５３をＯＰＥＮして電流を遮断することで、バッテリ５０を保護する。

【0045】

電流計測部５４は、組電池６０の電流Ｉ［Ａ］を計測して、電流の計測値Ｉｍを制御部１２０に出力する。

【0046】

管理装置１００は、回路基板ユニット６５（図２参照）に設けられている。管理装置１００は、電圧計測部１１０と制御部１２０とを備える。制御部１２０は、「補正装置」及び「ＳＯＣ推定部」の一例である。

【0047】

電圧計測部１１０は、信号線によって各二次電池セル６２の両端にそれぞれ接続され、各二次電池セル６２のセル電圧Ｖを計測する。電圧計測部１１０は、各二次電池セル６２の電圧Ｖと、それら全ての電圧Ｖを合計して得られる組電池６０の端子間電圧ＶＢを、制御部１２０に出力する。

【0048】

制御部１２０は、演算機能を有するＣＰＵ１２１と、記憶部であるメモリ１２３と、を含む。

【0049】

制御部１２０は、各計測部５４、１１０より計測される電流Ｉ（電流の計測値Ｉｍ）、各二次電池セル６２の電圧Ｖ、及び組電池６０の電圧ＶＢの情報をモニタして、バッテリ５０の状態を監視する。

【0050】

メモリ１２３は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体である。メモリ１２３には、組電池６０の状態を監視するプログラム、電流の計測値Ｉｍの補正やＳＯＣを推定する際の判断フローの実行プログラム、及び各プログラムの実行に必要なデータが記憶されている。

【0051】

２．二次電池セル（組電池）の特性及びＳＯＣの推定方法
本実施形態における二次電池セル６２は、正極活物質にリン酸鉄リチウム（LiFePO₄）、負極活物質にグラファイトを用いたＬＦＰ／Ｇｒ系（リン酸鉄系）のリチウムイオン二次電池セルである。図２に示した１２個の二次電池セル６２を、３並列で４直列に接続することに代えて、４個の二次電池セル６２を直列に接続して１つの組電池６０を構成してもよい。

【0052】

組電池６０を構成する各二次電池セル６２には同じ大きさの電流Ｉが流れ、組電池６０の電圧ＶＢは４直列された各二次電池セル６２の電圧Ｖを合計した値である。以下に説明するＳＯＣの推定では、組電池６０のＳＯＣを推定している。

【0053】

ＳＯＣ推定は、４直列された二次電池セル６２を含む組電池６０以外の、他の構成の組電池について行ってもよい。図示しないが、バッテリ５０が単一の二次電池セル６２を有する場合、その二次電池セル６２のＳＯＣを制御部１２０は推定してもよい。

【0054】

ＳＯＣは、組電池６０の満充電容量Ｃｏに対する残存容量Ｃｒの比率［％］であり、以下の（１）式により表される。満充電容量Ｃｏは、完全充電された組電池６０から放電可能な電気量である。
ＳＯＣ＝（Ｃｒ／Ｃｏ）×１００・・・（１）

【0055】

組電池６０（又は二次電池セル６２）のＳＯＣを推定する方法として、組電池６０（二次電池セル６２）の電流に基づく推定方法と、組電池６０（二次電池セル６２）の電圧に基づく推定方法がある。

【0056】

電流に基づくＳＯＣの推定方法として、電流積算法がある。本実施形態では、電流積算法を用いて第１ＳＯＣを推定する。

【0057】

電流積算法は、（２）式に示すように、電流Ｉの時間積分値に基づいて、ＳＯＣを推定する。電流Ｉの符号を、充電時はプラス、放電時はマイナスとする。
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ＋１００×（∫Ｉｄｔ／Ｃｏ）・・・（２）
ＳＯＣｏは、ＳＯＣの初期値、Ｉは電流、ｔは積算時間である。

【0058】

正極にリン酸鉄リチウム、負極にグラファイトを使用したＬＦＰ／Ｇｒ系のリチウムイオン二次電池セルは、図７に示すように、ＳＯＣ－ＯＣＶの相関特性において、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開放電圧）の変化が小さいプラトー領域を有している。プラトー領域内では、ＳＯＣとＯＣＶの相関性を用いたＳＯＣの推定は困難であり、電流積算法によるＳＯＣ推定が一般的に用いられる。

【0059】

ＬＦＰ／Ｇｒ系のリチウムイオン二次電池セル又はそれを用いた組電池は、使用可能範囲の大半をプラトー領域が占めるため、電流積算法によるＳＯＣ推定精度を維持することが重要である。

【0060】

組電池６０の端子間電圧ＶＢに基づくＳＯＣの推定方法として、満充電検出法がある。本実施形態では、満充電検出法により、第２ＳＯＣを推定する。満充電検出法は、組電池６０が満充電に相当する電圧まで充電されたことを制御部１２０が検出すると、そのときのＳＯＣを、１００％又はそれに近い所定の設定値と推定する方法である。

【0061】

組電池６０が満充電まで充電されたか否かの判断は、定電圧充電の場合、組電池６０の電圧ＶＢが所定の目標電圧に到達した以降の充電時間や垂下する電流値を、閾値（満充電完了条件）と比較することより行う。

【0062】

上述した電流積算法及び満充電検出法を実行するプログラムは、制御部１２０のメモリ１２３内に記憶されており、後述するフローチャートにおいてＳＯＣの推定処理を実行する際には、これらのプログラムが適宜メモリ１２３からＣＰＵ１２１に読み込まれる。

【0063】

３．電流の計測値に含まれる誤差とその補正
下記（３）式に示すように、電流計測部５４の出力する電流の計測値Ｉｍには計測誤差εが含まれている。計測誤差εは、後述するように電流の計測値Ｉｍの補正に用いられる「補正値」の一例である。
Ｉｍ＝Ｉｃ＋ε・・・（３）
Ｉｍは補正前の電流の計測値、Ｉｃは補正後の電流、εは計測誤差である。

【0064】

電流積算法を用いたＳＯＣの推定では、通電にともなう計測誤差εの累積により、ＳＯＣ推定値の誤差（後述するＳＯＣ推定誤差Ｓｅ）が増大する。電流の計測値Ｉｍの計測誤差εとしては、主に、ゲイン誤差とオフセット誤差が知られている。ゲイン誤差によるＳＯＣ推定値の誤差は充放電により相殺されるため、オフセット誤差が支配的と考えられる。

【0065】

本実施形態では、制御部１２０は、組電池６０のＳＯＣを、電流積算法と満充電検出法の２つの方法で推定する。電流積算法により求めた第１ＳＯＣと、満充電検出法により求めた第２ＳＯＣとから、それら２つのＳＯＣの差であるＳＯＣ差Ｓｘを求める。

【0066】

満充電検出法により求めた第２ＳＯＣは、計測誤差εの累積がないため、電流積算法により求めた第１ＳＯＣと比べて誤差が小さい。ＳＯＣ差Ｓｘは、第１ＳＯＣに含まれる計測誤差εの累積分であると考えられる。そのため、ＳＯＣ差Ｓｘに基づき、電流の計測値Ｉｍに含まれる計測誤差εを算出することができる。積算時間ｔが一定の場合、ＳＯＣ差Ｓｘが大きいほど計測誤差εは大きく、第１ＳＯＣの推定精度が低い。ＳＯＣ差Ｓｘが小さいほど計測誤差εは小さく、第１ＳＯＣの推定精度が高い。

【0067】

（３）式を変形した下記（４）式により、計測誤差εを補正値として、電流の計測値Ｉｍの補正を行う。補正後の電流Ｉｃを用いて電流積算法を実行することにより、計測誤差εが第１ＳＯＣに及ぼす影響を抑制して、精度の高い第１ＳＯＣを算出できる。
Ｉｃ＝Ｉｍ－ε・・・（４）

【0068】

４．ＳＯＣ推定処理の説明
図８は、ＳＯＣ推定処理のフローチャートである。ＳＯＣ推定処理は、Ｓ１０～Ｓ１９のステップから構成されており、制御部１２０の起動後、所定の演算周期Ｔで実行される。メモリ１２３には、ＳＯＣの初期値ＳＯＣｏと、計測誤差εの経験値ε０が記憶されている。

【0069】

制御部１２０は、ＳＯＣ推定処理が始まると、組電池６０の電圧ＶＢに基づいて、組電池６０が満充電であるか否かを判断する（Ｓ１０）。ＳＯＣが上述した満充電完了条件を満たしていなければ、組電池６０が満充電ではないと判断する。

【0070】

満充電でないと判断した場合、（Ｓ１０：ＮＯ）、制御部１２０は電流積算法を実行して組電池６０の第１ＳＯＣを推定する。具体的には、制御部１２０は、（２）式に示すように、電流計測部５４により計測した電流の計測値Ｉｍを積算し、ＳＯＣの初期値ＳＯＣｏに加減算することで第１ＳＯＣを推定して、その結果をメモリ１２３に記憶する。

【0071】

次に、制御部１２０は、ＳＯＣ推定誤差Ｓｅを算出する（Ｓ１２）。ＳＯＣ推定誤差Ｓｅは、第１ＳＯＣに含まれると推定される、誤差の大きさである。下記（５）式に従い計測誤差ε０（経験値）を積算し、ＳＯＣ推定誤差Ｓｅを算出する。
Ｓｅ＝∫ε０ｄｔ／Ｃｏ×１００・・・（５）

【0072】

次に、制御部１２０は、ＳＯＣ推定誤差Ｓｅと閾値ＴＨ１の大きさを比較する（Ｓ１３）。閾値ＴＨ１は、第１ＳＯＣに要求される推定精度に応じて設定することができる任意の値である。ＳＯＣ推定誤差Ｓｅが閾値ＴＨ１より小さい場合（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１１に移行し、再度電流積算法により第１ＳＯＣを推定する。ＳＯＣ推定誤差Ｓｅは、積算時間ｔが長くなるほど計測誤差ε０が累積されて大きくなるため、やがて閾値ＴＨ１より大きくなる。

【0073】

制御部１２０は、ＳＯＣ推定誤差Ｓｅが閾値ＴＨ１より大きいと判断すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３０に対して組電池６０の充電を要求する（Ｓ１４）。

【0074】

組電池６０の充電中も、制御部１２０は、組電池６０が満充電になるまで、電流積算法による第１ＳＯＣの推定を継続し、その結果を逐一メモリ１２３に記憶する。上述した満充電完了条件を満たすと、制御部１２０は、組電池６０が満充電であると判断し（Ｓ１０：ＹＥＳ）、満充電検出法により第２ＳＯＣを１００％又はそれに近い値と推定する（Ｓ１５）。

【0075】

次に、制御部１２０は、下記の（６）式に基づき、ＳＯＣ差Ｓｘの絶対値を算出する（Ｓ１６）。
Ｓｘ＝｜第２ＳＯＣ－第１ＳＯＣ｜・・・（６）

【0076】

ＳＯＣ差Ｓｘは、組電池６０を満充電まで充電した時点における、第２ＳＯＣと第１ＳＯＣの差である。

【0077】

例えば、電流の計測値Ｉｍ＝１Ａ、演算周期Ｔ＝０．１ｓ、満充電容量Ｃｏ＝６０Ａｈの場合には、ＳＯＣ差Ｓｘは以下のように算出される。

【0078】

電流積算法の開始時点の残存容量を５９．５Ａｈとする。演算周期Ｔが１０００周期（１００ｓｅｃ）繰り返されたときに満充電を検出した場合、満充電検出時点の残存容量は、５９．５＋１×１００／３６００＝５９．５２８Ａｈである。この残存容量をＳＯＣに換算すると、第１ＳＯＣとして、５９．５２８／６０×１００＝９９．２１％が得られる。

【0079】

従って、Ｓ１５において第２ＳＯＣを１００％と推定した場合、ＳＯＣ差Ｓｘは、１００－９９．２１＝０．７９％となる（Ｓ１６）。

【0080】

次に、制御部１２０は、第１ＳＯＣを１００％又はそれに近い設定値に補正し、ＳＯＣ推定誤差Ｓｅを０％にする（Ｓ１７）。

【0081】

次に、制御部１２０は、ＳＯＣ差Ｓｘが、閾値ＴＨ２よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１８）。

【0082】

ＳＯＣ差Ｓｘが閾値ＴＨ２よりも小さい場合（Ｓ１８：ＮＯ）、Ｓ１１に移行し、制御部１２０は、電流計測部５４の電流の計測値Ｉｍを補正することなくそのまま積算して、第１ＳＯＣを推定する。

【0083】

ＳＯＣ差Ｓｘが閾値ＴＨ２よりも大きい場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、制御部１２０は、Ｓ１９に移行して、電流の計測値Ｉｍに含まれる計測誤差εを算出する（Ｓ１９）。

【0084】

計測誤差εは、ＳＯＣ差Ｓｘの単位時間あたりの変化量Ｓｘ１に基づき、以下の（７）式から算出することができる。
ε＝Ｓｘ１×Ｃｏ／１００・・・（７）
Ｓｘ１は、（第２ＳＯＣ－第１ＳＯＣ）／ｔであり、ＳＯＣ差Ｓｘの単位時間あたりの変化量である。

【0085】

制御部１２０は、算出した計測誤差εをメモリ１２３に記憶する。制御部１２０は、Ｓ１９にて計測誤差εを算出するとＳ１１に移行し、算出した計測誤差εに基づいて、（４）式により、電流計測部５４の電流の計測値Ｉｍを補正する。その後、補正後の電流Ｉｃを用いて電流積算法を実行し、第１ＳＯＣを推定する（Ｓ１１）。

【0086】

計測誤差εの算出と補正は１回に限らず、ＳＯＣ差Ｓｘが閾値ＴＨ２を超えた場合、その都度実行するとよい。つまり、電流計測部５４の状態変化や経時変化により、計測誤差εが前回補正時からΔεだけ変化した場合、補正後の電流Ｉｃに基づいて第１ＳＯＣを求めても、計測誤差εの変化量Δε分の誤差が累積する。

【0087】

累積した変化量ΔεはＳＯＣ差Ｓｘとなって表れるので、ＳＯＣ差Ｓｘに基づき計測誤差εの変化量Δεを求めることが可能である。そのときの電流の計測値ＩｍをΔεで補正することで、計測誤差の影響を抑制して、第１ＳＯＣを高精度に推定することができる。

【0088】

５．効果説明
この構成では、制御部１２０は、組電池６０に流れる電流の計測値Ｉｍの積算値に基づいて第１ＳＯＣを推定し（電流積算法）、組電池６０の端子間電圧ＶＢに基づいて第２ＳＯＣを推定する。

【0089】

電流の計測値Ｉｍには計測誤差εが含まれており、第１ＳＯＣには計測誤差εが累積している。一方、第２ＳＯＣには計測誤差εが累積していない。したがって、制御部１２０は、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣの差であるＳＯＣ差Ｓｘに基づき、電流の計測値Ｉｍに含まれる計測誤差εを算出することができる。

【0090】

算出した計測誤差εを補正値として、電流の計測値Ｉｍを補正することにより、電流の計測値Ｉｍを真値に近付けて、電流計測精度を高めることができる。電流計測精度の向上により、第１ＳＯＣの推定精度を高めることができる。

【0091】

電流の計測誤差εには、ゲイン誤差とオフセット誤差が含まれる。ゲイン誤差によるＳＯＣ推定値の誤差は、組電池６０を充放電することで相殺される。ＳＯＣ差Ｓｘを利用して、電流の計測値Ｉｍに含まれる計測誤差εを算出することで、ゲイン誤差及びオフセット誤差を直接測定しなくても電流の計測値Ｉｍを補正できる。

【0092】

この構成では、制御部１２０は、満充電検出法により、第２ＳＯＣを推定する。計測誤差εの累積がない満充電検出法で推定した第２ＳＯＣを、第１ＳＯＣの比較対象とすることで、ＳＯＣ差Ｓｘに含まれる計測誤差εを、精度よく求めることができる。これにより、電流の計測値Ｉｍを適正に補正し、第１ＳＯＣの推定精度を高めることができる。

【0093】

計測誤差εの値は、電流計測部５４の周辺環境の変化や経時変化により変動する場合がある。計測誤差εを算出して電流の計測値Ｉｍを補正しても、その後計測誤差εが変動すれば、ＳＯＣ差Ｓｘが増大して、第１ＳＯＣの推定精度が低下する。

【0094】

この構成では、制御部１２０は、電流の計測値Ｉｍの補正後でも、ＳＯＣ差Ｓｘが増大して閾値ＴＨ２を超えた場合、電流の計測値Ｉｍを再度補正する。これにより、補正後に計測誤差εが変動しても、第１ＳＯＣの推定精度の低下を抑制できる。

【0095】

この構成では、制御部１２０は、ＳＯＣ差Ｓｘの単位時間あたりの変化量Ｓｘ１に基づいて計測誤差εを算出し、算出した計測誤差εを補正値として電流の計測値Ｉｍを補正する。単位時間あたりの変化量Ｓｘ１を相殺するように計測誤差εを算出することで、補正後の電流Ｉｃを積算して算出した第１ＳＯＣの推定精度を高めることができる。

【0096】

＜実施形態２＞
実施形態１では、Ｓ１８において、制御部１２０は「ＳＯＣ差Ｓｘ」が閾値ＴＨ２を超えた場合、電流の計測値Ｉｍを補正した。

【0097】

実施形態２におけるＳＯＣ推定のフローチャートを図９に示す。図９のフローチャートは、実施形態１（図８）のＳ１８をＳ１１８に変更した点のみ異なる。Ｓ１１８において、制御部１２０は、ＳＯＣ差Ｓｘから、単位時間あたりの変化量Ｓｘ１を算出し、算出した変化量Ｓｘ１を閾値ＴＨ３と比較する。制御部１２０は、変化量Ｓｘ１が閾値ＴＨ３を超えた場合（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、計測誤差εを算出し、電流の計測値Ｉｍを補正する（Ｓ１９）。閾値ＴＨ３は、許容できる最大のＳｘ１の値として、任意の値を設定する。

【0098】

ＳＯＣ差Ｓｘの単位時間あたりの変化量Ｓｘ１が大きい場合、電流の計測値Ｉｍに含まれる計測誤差εが大きい。計測誤差εが大きい場合、時間の経過に伴い計測誤差εが累積して第１ＳＯＣの推定精度が低下し、ＳＯＣ差Ｓｘが大きくなる。

【0099】

実施形態２の構成では、単位時間あたりの変化量Ｓｘ１の増大を検出して、早期に電流の計測値Ｉｍを補正することができる。これにより、第１ＳＯＣの推定精度の低下を抑制できる。

【0100】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

【0101】

（１）上記実施形態では、満充電検出法により第２ＳＯＣを推定した。これ以外にも、第２ＳＯＣの推定方法は、図７に示すＳＯＣ－ＯＣＶ相関特性を利用して、組電池６０のＯＣＶに基づき第２ＳＯＣを推定する方法でもよい。

【0102】

（２）上記実施形態では、（４）式により、電流の計測値Ｉｍを補正した。電流の計測値Ｉｍの補正式は、（４）式に限らず、計測誤差εを用いた式であれば、他の式でもよい。例えば、（８）式に示すように、補正値として、計測誤差εに１未満の正の値をとる定数Ｋを乗じた値を用いた式でもよい。
Ｉｃ＝Ｉｍ－ε×Ｋ・・・（８）

【0103】

このようにすると、電流の計測値Ｉｍや電圧ＶＢ等の計測値として、外乱等に起因して一時的に計測誤差εとは無関係な異常値が計測された場合であっても、これらの異常値が、補正後の電流Ｉｃへ与える影響を低減できる。

【0104】

（３）二次電池セル６２は、リチウムイオン二次電池に限らず、他の非水電解質二次電池でもよい。二次電池セル６２は、複数を直並列に接続する場合に限らず、直列の接続や、単セルでもよい。二次電池セル６２に代えて、キャパシタを用いることもできる。キャパシタは、蓄電セルの一例である。

【0105】

（４）上記実施形態では、バッテリ５０を自動車用としたが、自動二輪用でもよい。船舶、ＡＧＶ、航空機など他の移動体にバッテリ５０を使用してもよい。

【0106】

（５）上記実施形態では、制御部１２０をバッテリ５０の内部に設けた。制御部１２０はバッテリ５０の外部に設けてもよい。つまり、バッテリ５０の外部に設けた制御部１２０で、電流の計測値Ｉｍの補正を行ってもよい。この場合、制御部１２０は、バッテリ５０の内部に設けた電流計測部５４と電圧計測部１１０とから、電流の計測値Ｉｍ及び電圧ＶＢの情報を通信により取得して、計測誤差εを算出して電流の計測値Ｉｍを補正すればよい。

【0107】

（６）上記実施形態では、ＳＯＣ差Ｓｘが閾値ＴＨ２を超えているときに電流の計測値Ｉｍを補正する構成（実施形態１）と、ＳＯＣ差Ｓｘの単位時間あたりの変化量Ｓｘ１が閾値ＴＨ３を超えているときに電流の計測値Ｉｍを補正する構成（実施形態２）について例示した。制御部１２０は、ＳＯＣ差Ｓｘが閾値ＴＨ２を超えたとき、又は単位時間あたりの変化量Ｓｘ１が閾値ＴＨ３を超えたときのいずれかの場合において、電流の計測値Ｉｍを補正してもよい。

【0108】

このようにすると、単位時間あたりの変化量Ｓｘ１が小さい場合は、時間の経過に伴い計測誤差εが累積してＳＯＣ差Ｓｘは増大し、閾値ＴＨ２を超えたときに補正が行われる。単位時間あたりの変化量Ｓｘ１が大きい場合は、累積時間が短くてＳＯＣ差Ｓｘが小さくても、Ｓｘ１が閾値ＴＨ３を超えたときに補正が行われる。したがって、Ｓｘ１の大小に関わらず、適時に補正を行うことができる。

【0109】

（７）上記実施形態では、組電池６０のＳＯＣ（第１ＳＯＣ、第２ＳＯＣ）を推定し、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣのＳＯＣ差に基づき、計測誤差εを算出した。ＳＯＣの推定と同様の手段を用いて、組電池６０の残存容量（第１残存容量、第２残存容量）を推定し、第１残存容量と第２残存容量の残存容量差に基づき、計測誤差εを算出してもよい。

【0110】

第１残存容量［Ａｈ］及び第１ＳＯＣ［％］は、二次電池セル６２又は組電池６０の、「第１残存電気量」の一例である。第２残存容量［Ａｈ］及び第２ＳＯＣ［％］は、二次電池セル６２又は組電池６０の、「第２残存電気量」の一例である。残存容量差［Ａｈ］及びＳＯＣ差［％］は、二次電池セル６２又は組電池６０の、「残存電気量差」の一例である。

【符号の説明】

【0111】

１０： 自動車（「車両」の一例）
５０： バッテリ（「蓄電装置」の一例）
５４： 電流計測部
６０： 組電池
６２： 二次電池セル（「蓄電セル」の一例）
１１０： 電圧計測部
１２０： 制御部（「補正装置」及び「ＳＯＣ推定部」の一例）
Ｓｘ： ＳＯＣ差
ε： 計測誤差（「補正値」の一例）
Ｉｍ： 電流の計測値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】