特開 2024-175444 ＳＯＣ推定システム

(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】P2024175444

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】ＳＯＣ推定システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/382 20190101AFI20241211BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241211BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20241211BHJP

   G01R 31/378 20190101ALI20241211BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

G01R31/382

H02J7/00 X

G01R31/385

G01R31/378

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093236

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】村上 淳

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA03

2G216BA41

5G503BA03

5G503BB01

5G503BB05

5G503EA05

5H030AA01

5H030AS08

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

【課題】二次電池の満充電状態と完全放電状態との間のＳＯＣを高精度に推定できるようにすること。
【解決手段】ＳＯＣ推定システムは、第１の二次電池と、第１の二次電池と直列接続され、第１の二次電池より充放電時の電圧変化が大きい第２の二次電池と、第２の二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、第１の二次電池のＳＯＣを推定する制御部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の二次電池と、
前記第１の二次電池と直列接続され、前記第１の二次電池より充放電時の電圧変化が大きい第２の二次電池と、
前記第２の二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、前記第１の二次電池のＳＯＣを推定する制御部と
を備えることを特徴とするＳＯＣ推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳＯＣ推定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、検出手段によって検出された、二次電池の充電量、二次電池の電圧等に基づいて、二次電池の充電状態を高精度で推定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－０９２１１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の技術は、充電状態の推定対象となる二次電池が、充放電時の電圧変化が小さいもの（例えば、ＬＦＰ電池（リン酸鉄リチウムイオン電池）等）である場合、充電状態が変化しても電圧が殆ど変化しないため、当該二次電池の充電状態を高精度に推定することができない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、一実施形態に係るＳＯＣ推定システムは、第１の二次電池と、第１の二次電池と直列接続され、第１の二次電池より充放電時の電圧変化が大きい第２の二次電池と、第２の二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、第１の二次電池のＳＯＣを推定する制御部とを備える。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係るＳＯＣ推定システムによれば、二次電池の満充電状態と完全放電状態との間のＳＯＣを高精度に推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るＳＯＣ推定システムの構成を示す図

【図2】一実施形態に係る電池モジュールのＳＯＣ－ＯＣＶ特性の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0009】

（ＳＯＣ推定システム１０の構成）
図１は、一実施形態に係るＳＯＣ推定システム１０の構成を示す図である。図１に示すＳＯＣ推定システム１０は、電池モジュール２０と、制御装置３０とを備える。ＳＯＣ推定システム１０は、例えば、電池モジュール２０から供給される電力を用いて走行可能な車両（例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）等）に用いることができる。

【0010】

電池モジュール２０は、ＬＦＰ電池２１と、三元系電池２２とを有する。ＬＦＰ電池２１は、「第１の二次電池」の一例である。ＬＦＰ電池２１は、正極にリン酸鉄リチウムを使用したリチウムイオン電池である。ＬＦＰ電池２１は、電池モジュール２０に接続される負荷に電力を供給するために設けられるメインの電池であるため、三元系電池２２よりも大容量である。

【0011】

三元系電池２２は、「第２の二次電池」の一例である。電池モジュール２０において、三元系電池２２は、ＬＦＰ電池２１に直列に接続されている。三元系電池２２は、ＬＦＰ電池２１よりも、ＳＯＣ（State Of Charge）の変化に伴うＯＣＶ（Open Circuit Voltage）の変化量が大きい。すなわち、三元系電池２２は、ＬＦＰ電池２１よりも、充放電時の電圧変化が大きい。三元系電池２２は、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定するために設けられているサブの電池であるため、ＬＦＰ電池２１よりも小容量である。三元系電池２２としては、例えば、マンガン、コバルト、およびニッケルを使用した、三元系リチウムイオン電池が用いられる。

【0012】

制御装置３０は、「制御部」の一例である。制御装置３０は、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定する。具体的には、制御装置３０は、三元系電池２２のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定する。

【0013】

（電池モジュール２０のＳＯＣ－ＯＣＶ特性の一例）
図２は、一実施形態に係る電池モジュール２０のＳＯＣ－ＯＣＶ特性の一例を示す図である。

【0014】

図２に示す電池モジュール２０のＳＯＣ－ＯＣＶ特性は、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣ－ＯＣＶ特性と、三元系電池２２のＳＯＣ－ＯＣＶ特性とを含んでいる。

【0015】

図２に示すように、ＬＦＰ電池２１は、完全放電状態（ＳＯＣ：０％）と満充電状態（ＳＯＣ：１００％）との間で、ＳＯＣの変化に伴うＯＣＶの変化量が小さい。

【0016】

一方、三元系電池２２は、完全放電状態（ＳＯＣ：０％）と満充電状態（ＳＯＣ：１００％）との間で、ＳＯＣの変化に伴うＯＣＶの変化量が大きい。

【0017】

そこで、一実施形態に係る制御装置３０は、三元系電池２２のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定する。これにより、一実施形態に係る制御装置３０は、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを高精度に推定することができる。

【0018】

なお、図２に示す電池モジュール２０のＳＯＣ－ＯＣＶ特性は、例えば、制御装置３０が備えるメモリ等に記憶されている。これにより、制御装置３０は、メモリ等に記憶されているＳＯＣ－ＯＣＶ特性を参照することにより、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定することができる。

【0019】

以上のように、一実施形態に係るＳＯＣ推定システム１０は、ＬＦＰ電池２１（第１の二次電池）と、ＬＦＰ電池２１と直列接続され、ＬＦＰ電池２１より充放電時の電圧変化が大きい三元系電池２２（第２の二次電池）と、三元系電池２２のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣを推定する制御装置３０（制御部）とを備える。

【0020】

これにより、一実施形態に係るＳＯＣ推定システム１０は、ＬＦＰ電池２１のＳＯＣの推定に用いる電圧値を、ＬＦＰ電池２１の電圧値よりも大きく変化させることができる。

【0021】

したがって、一実施形態に係るＳＯＣ推定システム１０によれば、ＬＦＰ電池２１の満充電状態と完全放電状態との間のＳＯＣを高精度に推定できる。

【0022】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0023】

例えば、本実施形態では、「第１の二次電池」としてＬＦＰ電池２１を用いており、「第２の二次電池」として三元系電池２２を用いているが、これらに限らない。すなわち、「第１の二次電池」として、ＬＦＰ電池以外の二次電池を用いてもよい。また、「第２の二次電池」として、少なくとも「第１の二次電池」よりも電圧変化が大きいものであれば、三元系電池以外の二次電池（例えば、マンガン系二次電池、ニッケル系二次電池、等）を用いてもよい。

【符号の説明】

【0024】

１０ ＳＯＣ推定システム
２０ 電池モジュール
２１ ＬＦＰ電池（第１の二次電池）
２２ 三元系電池（第２の二次電池）
３０ 制御装置（制御部）

【図1】

【図2】