特開 2024-177689 電池システム

(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】P2024177689

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】電池システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/382 20190101AFI20241217BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20241217BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20241217BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241217BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241217BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G01R31/382

G01R31/385

G01R31/387

H01M10/44 P

H01M10/48 P

H02J7/00 X

H02J7/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095960

(22)【出願日】2023-06-12

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】萩原 英輝

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 浩

(72)【発明者】

【氏名】小熊 泰正

(72)【発明者】

【氏名】吉田 淳

(72)【発明者】

【氏名】右田 翼

(72)【発明者】

【氏名】内田 義宏

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216AB01

2G216BA03

2G216BA47

2G216BA61

2G216CB41

5G503AA01

5G503BA03

5G503BA04

5G503CA08

5G503CA11

5G503DA07

5G503DA08

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB03

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H030AA01

5H030AS08

5H030BB01

5H030BB21

5H030FF41

(57)【要約】

【課題】電池のＳＯＣの算出精度を向上させる。
【解決手段】電池システム２は、電池１０と、ＥＣＵ１００とを備える。ＥＣＵ１００は、電池１０の分極を解消させるための分極解消制御、および、分極解消制御の後に電池１０のＳＯＣを算出する算出処理を実行する。電池１０が放電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、電池１０を充電する充電制御である。電池１０が充電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、電池１０を放電する放電制御である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電装置と、
前記蓄電装置の分極を解消させるための分極解消制御、および、前記分極解消制御の後に前記蓄電装置のＳＯＣを算出する算出処理を実行する制御装置とを備え、
前記蓄電装置が放電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記分極解消制御は、前記蓄電装置を充電する充電制御であり、
前記蓄電装置が充電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記分極解消制御は、前記蓄電装置を放電する放電制御である、電池システム。

【請求項2】

前記算出処理は、
前記蓄電装置が放電された後に前記分極解消制御が実行された場合には、前記蓄電装置が充電される場合の前記蓄電装置のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて前記ＳＯＣを算出する処理であり、
前記蓄電装置が充電された後に前記分極解消制御が実行された場合には、前記蓄電装置が放電される場合の前記蓄電装置のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて前記ＳＯＣを算出する処理である、請求項１に記載の電池システム。

【請求項3】

前記分極解消制御が実行される期間を解消期間とし、
前記解消期間の直前において、前記蓄電装置が充電された場合には、前記蓄電装置が充電された期間を直前充電期間とし、
前記解消期間の直前において、前記蓄電装置が放電された場合には、前記蓄電装置が放電された期間を直前放電期間とすると、
前記蓄電装置が放電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記解消期間は、前記直前放電期間よりも短く、
前記蓄電装置が充電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記解消期間は、前記直前充電期間よりも短い、請求項１または請求項２に記載の電池システム。

【請求項4】

前記蓄電装置が放電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記解消期間の長さは、前記直前放電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下であり、
前記蓄電装置が充電された後に前記分極解消制御が実行される場合には、前記解消期間の長さは、前記直前充電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下である、請求項３に記載の電池システム。

【請求項5】

前記直前放電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、前記直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、前記解消期間の長さは、０．１秒以上、かつ前記直前放電期間の長さの９分の１以下であり、
前記直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、前記解消期間の長さは、０．１秒であり、
前記直前充電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、前記直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、前記解消期間の長さは、０．１秒以上、かつ前記直前充電期間の長さの９分の１以下であり、
前記直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、前記解消期間の長さは、０．１秒である、請求項４に記載の電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－１６０７２１号公報（特許文献１）は、二次電池を含む電池システムを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１６０７２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

二次電池などの蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を高精度に算出することは、蓄電装置を適切に保護したり十分に使用したりする際に重要である。したがって、ＳＯＣの算出精度を向上させる技術が望まれている。

【0005】

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＳＯＣの算出精度を向上可能な電池システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の電池システムは、蓄電装置と、制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置の分極を解消させるための分極解消制御、および、分極解消制御の後に蓄電装置のＳＯＣを算出する算出処理を実行する。蓄電装置が放電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、蓄電装置を充電する充電制御である。蓄電装置が充電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、蓄電装置を放電する放電制御である。

【0007】

蓄電装置の分極は、蓄電装置の電圧を変化させるため、ＳＯＣの算出結果に影響を及ぼす可能性がある。蓄電装置の分極は、その極性の反対極性を有する電圧の印加により解消される。具体的には、蓄電装置の放電後の分極は、蓄電装置の充電により解消され、充電後の分極は、放電により解消される。上記の構成とすることにより、分極が起こっている場合であっても、分極解消制御により分極が解消された後にＳＯＣが算出される。これにより、ＳＯＣの算出結果が分極により影響される事態を回避できる。その結果、ＳＯＣを精度良く算出できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に従う電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。

【図2】電池の各セルの構成を概略的に示す図である。

【図3】電池のＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）特性を表す曲線の一例を示す図である。

【図4】電池１０の分極がＳＯＣの算出精度に影響を及ぼし得ることを説明するための図である。

【図5】ＥＣＵ（Electronic Control Unit）による電池１０の満充電容量の推定時のＳＯＣの算出処理を具体的に説明するための図である。

【図6】ＳＯＣの算出処理に関連してＥＣＵにより実行される処理を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰り返さない。

【0010】

図１は、実施の形態に従う電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。図１を参照して、車両１は、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）であって、車両１の外部の電力設備９０からの給電電力を用いて電池１０を充電する外部充電を実行可能に構成される。

【0011】

車両１は、電池１０と、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、ＳＭＲ(System Main Relay)２５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、モータ３５とを備える。車両１は、インレット４０と、ＡＣ／ＤＣ変換器５０と、ＤＣ－ＤＣコンバータ６５と、補機電池７０と、通信装置７５と、ＥＣＵ１００とをさらに備える。電池１０、電圧センサ２１、電流センサ２２、ＳＭＲ２５、ＡＣ／ＤＣ変換器５０、ＤＣ－ＤＣコンバータ６５、補機電池７０、通信装置７５、およびＥＣＵ１００は、電池システム２を構成する。

【0012】

電池１０は、蓄電装置の一例であって、車両１の走行用の電力を蓄える。電池１０は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、二次電池であって、この例では全固体電池である。全固体電池とは、固体電解質層を備える電池をいう。

【0013】

電池１０の充電または放電後には、電池１０の分極が起こり得る。分極とは、電池１０に電流が流れた時にその電流とは反対の向きの起電力（分極電圧）が一時的に発生する現象である。言い換えれば、分極は、電池１０の充電時に電圧ＶＢが一時的に上昇、または放電時に電圧ＶＢが一時的に低下する現象である。分極は、充電もしくは放電後に十分に長い時間が経過すると自然に解消するか、または、分極電圧と反対の向きの電圧が電池１０に印加されると解消する（分極電圧が零になり、電圧ＶＢが安定する）。

【0014】

電圧センサ２１は、電池１０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ２２は、電池１０を流れる電流ＩＢを検出する。充電時の電流ＩＢは正であり、放電時の電流ＩＢは負である。

【0015】

ＳＭＲ２５は、電池１０とＰＣＵ３０との間に接続される。ＰＣＵ３０は、電池１０とモータ３５との間で双方向の電力変換を実行する。モータ３５は、交流回転電機であり、その力行時に車両１の走行駆動力を発生する。モータ３５は、車両１の制動時、または下り斜面での加速度低減時に回生発電を行なうこともできる。モータ３５の回生発電時、その発電電力がＰＣＵ３０を通じて電池１０に供給されて電池１０が充電される。

【0016】

インレット４０は、電力設備９０のコネクタ９５を挿入可能に構成され、電力設備９０からの給電電力を受電する。この例では、給電電力は、交流電力である。ＡＣ／ＤＣ変換器５０は、インレット４０による受電電力を電池１０の充電用の直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器５０は、電池１０の電力を交流電力に変換し、インレット４０を介して電力設備９０に給電することもできる。車両１から電力設備９０への給電を「外部給電」とも称する。外部給電中、電池１０は放電される。

【0017】

ＤＣ－ＤＣコンバータ６５は、補機電池７０に接続されている。補機電池７０は、車両１の各種補機（図示せず）を作動させるための電力を蓄える。通信装置７５は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信により電力設備９０と各種情報をやり取りする。この情報は、外部充電または外部給電時に車両１と電力設備９０との間で伝送される電力の大きさ、外部充電の開始／停止、または外部給電の開始／停止を示す情報を含む。

【0018】

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、メモリ１０４と、記憶装置１０５とを含む。ＣＰＵ１０２は、各種演算処理を実行する。メモリ１０４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、ＣＰＵ１０２により実行されるプログラムおよび各種データを記憶する。当該データは、電池１０のＳＯＣとＯＣＶとの関係を表す特性を示す情報を含む。この特性は、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性とも呼ばれる。この特性は、ＯＣＶに従ってＳＯＣを算出するために用いられ、電池１０の充放電履歴（ヒステリシス）により影響される。ＯＣＶは、ＳＭＲ２５がオフされている時の電圧ＶＢとして定められる。記憶装置１０５は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの履歴を表す充放電履歴１１０を記憶する。

【0019】

ＥＣＵ１００は、監視ユニット２０の各センサから受ける信号ならびにメモリ１０４に記憶されたプログラムおよびマップに基づいて、車両１の各種機器を制御したり、電池１０のＳＯＣを算出したりする。当該機器は、ＳＭＲ２５、ＰＣＵ３０、ＡＣ／ＤＣ変換器５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ６５、および通信装置７５を含む。ＳＭＲ２５がオンされている時、ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ３０を用いて電池１０の充放電を制御する。ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ３０を制御することによってモータ３５を駆動する。ＥＣＵ１００は、補機電池７０の電力を電池１０に供給するようにＤＣ－ＤＣコンバータ６５を制御する制御（汲み出し充電制御）を実行可能に構成されている。

【0020】

ＥＣＵ１００は、外部充電を制御する外部充電制御と、外部給電を制御する外部給電制御とを実行可能に構成されている。これらの制御は、ＡＣ／ＤＣ変換器５０および通信装置７５を用いて実行される。ＥＣＵ１００は、電池１０の充電時のＳＯＣの増分（ΔＳＯＣ）で電池１０の充電量を除算することによって電池１０の満充電容量を推定可能に構成されている。電池１０の充電量は、電流ＩＢの積算値に基づいて定められる。

【0021】

図２は、電池１０の各セルの構成を概略的に示す図である。図２を参照して、セル１５は、正極層１５ａと、負極層１５ｂと、固体電解質層１５ｃとを含む。

【0022】

正極層１５ａは、正極活物質層１５ｄと、正極集電体１５ｅとを含む。正極活物質層１５ｄは、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、またはリン酸鉄リチウムを含む。正極活物質層１５ｄは、固体電解質層１５ｃに接合されており、図２（Ａ）の例では密着している。領域１６は、これらの層の接合領域である。負極層１５ｂは、負極活物質層１５ｆと、負極集電体１５ｇとを含む。負極活物質層１５ｆは、金属活物質またはカーボン活物質を含む。負極活物質層１５ｆは、固体電解質層１５ｃに接合されており、この例では密着している。固体電解質層１５ｃは、正極層１５ａと負極層１５ｂとの間に介在している。正極層１５ａと、固体電解質層１５ｃと、負極層１５ｂとは、複数のセル１５が積層される方向（Ｙ方向）に積層されている。

【0023】

全固体電池の充放電が繰り返されると、正極層１５ａなどの電極層と固体電解質層１５ｃとの接合の一部が剥離することがある（図２（Ｂ））。そのような現象は、層間剥離とも呼ばれる。領域１７，１８は、それぞれ、層間剥離時の、電極層（この例では、正極層１５ａ）と固体電解質層との非接合領域および接合領域である。層間剥離時、領域１７の電気抵抗が高く、領域１８の電気抵抗が低い。そのような電気抵抗の非一様性は、電荷担体の拡散に影響を及ぼし、電子密度の不均一性を招きやすい。その結果、全固体電池においては、リチウム塩などが拡散されやすく分極が起こりやすい。さらに、層間剥離時には、領域１８の電気抵抗が低いことが原因で全固体電池において大電流が流れやすい。全固体電池が大電流で充電された（過充電された）後に直ちに放電される場合、大量の放電電流が領域１８に流れ込む。その結果、全固体電池が大電流で放電されて、充電後の分極が直ちに解消する。

【0024】

図３は、電池１０のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を表す曲線の一例を示す図である。図４は、電池１０の分極がＳＯＣの算出精度に影響を及ぼし得ることを説明するための図である。

【0025】

図３を参照して、線２００は、電池１０が充電される場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を例示する。この例では、当該特性は、電池１０が完全放電状態から満充電状態まで充電された場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に相当する。線２００を「充電曲線」とも表す。線２２０は、電池１０が放電される場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を例示する。この例では、当該特性は、電池１０が満充電状態から完全放電状態まで放電された場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性に相当する。線２２０を「放電曲線」とも表す。このように、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性は、充放電の履歴（ヒステリシス）に依存して異なる。線２００，２２０の各々は、電池１０の分極が起こっていない（または解消している）という状況下でのＳＯＣ－ＯＣＶ特性を示す。

【0026】

線２４０は、電池１０が完全放電状態から満充電状態まで充電された場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を例示するが、分極が起こっている状況下での当該特性である点において線２００とは異なる。線２６０は、電池１０が満充電状態から完全放電状態まで充電された場合のＳＯＣ－ＯＣＶ特性を例示するが、分極が起こっている状況下での当該特性である点において線２２０とは異なる。このように、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性は、ヒステリシスの影響に加えて分極の影響を受けて変化する。この例では、線２００，２２０の各々がメモリ１０４に記憶されているが、線２４０，２６０の各々は、メモリ１０４に記憶されていない。

【0027】

点Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ、Ｖ１に対応する、線２４０，２６０上の点である。点Ｐ１，Ｐ２の各々は、ＯＣＶがＶ１であり、かつ分極が起こっている時の動作点に相当する。

【0028】

図４を参照して、電池１０の分極は、電池１０のＳＯＣの算出精度に影響を及ぼし得る。例えば、充電時にＯＣＶがＶ１である場合、実際には分極が起こり得るため、実際の動作点が点Ｐ１であって実際のＳＯＣがＸ１であることがある（図４の（Ａ））。しかしながら、メモリ１０４に記憶されている充電曲線が線２４０ではなく線２００であるため、線２００に基づいて、動作点が点Ｐ１ｆであると誤判定されてＳＯＣがＸ１ｆとして算出される可能性がある。その結果、ＳＯＣの算出結果は、ΔＥ１の誤差を含む。同様に、放電時に分極が起こっている場合、実際の動作点が点Ｐ２である（ＳＯＣがＸ２である）にも拘らず、動作点が点Ｐ２ｆであると線２２０に基づいて誤判定されてＳＯＣがＸ２ｆとして算出される可能性がある（図４の（Ｂ））。その結果、ＳＯＣの算出結果は、ΔＥ２の誤差を含み得る。このように、分極は、ＳＯＣの算出精度の低下を招きやすい。特に、全固体電池においては、層間剥離（図２）に起因して分極が起こりやすいため、分極に起因するＳＯＣの算出精度の低下を回避するための技術が要望されている。

【0029】

発明者らは、分極が起こっている場合には、分極を解消させて分極の解消後にＳＯＣを算出することでＳＯＣの算出精度を向上させることができることに着目した。分極は、その極性の反対極性を有する電圧の印加により解消される。具体的には、放電後の分極は、充電により解消され、充電後の分極は、放電により解消される。

【0030】

実施の形態では、ＥＣＵ１００は、電池１０の分極を解消させるための分極解消制御、および、分極解消制御の後に電池１０のＳＯＣを算出する算出処理を実行する。電池１０が充電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、電池１０を放電する放電制御である。この制御は、車両１の走行時にＰＣＵ３０を用いて実行される制御であってもよいし、外部給電制御であってもよい。電池１０が放電された後に分極解消制御が実行される場合には、分極解消制御は、電池１０を充電する充電制御である。この制御は、車両１の走行時にＰＣＵ３０を用いて実行される制御であってもよいし、外部充電制御であってもよい。

【0031】

上記の算出処理によれば、分極が起こっていた場合であっても、分極解消制御により分極が解消されて、その後にＳＯＣが算出される。これにより、ＳＯＣの算出結果が分極により影響される事態を回避できる。さらに、十分に長い時間が経過して分極が自然に解消する前に分極が分極解消制御により解消するため、早期にＳＯＣを算出できる。

【0032】

ＥＣＵ１００は、メモリ１０４に記憶されたＳＯＣ－ＯＣＶ特性（線２００，２２０）を用いて電池１０のＯＣＶに従ってＳＯＣの算出処理を実行する。例えば、電池１０が充電された後に分極解消制御として放電制御が実行される場合、上記の算出処理は、線２２０（放電曲線）を用いてＳＯＣを算出する処理に相当する。例えば、この放電制御の開始時のＯＣＶがＶ１である場合、電池１０の動作点は、放電制御に起因して点Ｐ１から線２５０を経由して点Ｐ１ａに変化し（ＯＣＶがＶ１からＶ１ａに低下し）、その後、線２２０上で変化する（図４の（Ａ））。線２５０は、メモリ１０４に記憶されていない。ＥＣＵ１００は、放電制御の後、線２２０を用いてＯＣＶに従ってＳＯＣを算出する。例えば、放電制御の後のＯＣＶがＶ１ａである場合、ＳＯＣの算出結果がＸａである。Ｘａは、Ｘ１よりもΔＸａだけ低い。

【0033】

電池１０が放電された後に分極解消制御として充電制御が実行される場合、上記の算出処理は、線２００（充電曲線）を用いてＳＯＣを算出する処理に相当する。例えば、この充電制御の開始時のＯＣＶがＶ１である場合、動作点は、充電制御に起因して点Ｐ２から線２７０を経由して点Ｐ２ａに変化し（ＯＣＶがＶ１からＶ１ｂに上昇し）、その後、線２００上で変化する（図４の（Ｂ））。線２７０は、メモリ１０４に記憶されていない。ＥＣＵ１００は、充電制御の後、線２００を用いてＯＣＶに従ってＳＯＣを算出する。例えば、充電制御の後のＯＣＶがＶ１ｂである場合、ＳＯＣの算出結果がＸｂである。Ｘｂは、Ｘ２よりもΔＸｂだけ高い。

【0034】

上記の分極解消制御によれば、充電後に電池１０が放電され、または放電後に電池１０が充電され、それにより分極が解消される。その結果、分極が解消された状態（動作点が線２００または２２０上にある状態）でＳＯＣが算出されるため、分極に起因するＳＯＣの算出精度の低下を回避できる。

【0035】

なお、分極解消制御が実行される期間（以下、「分極解消期間」とも称する）は、適度に短いことが好ましい。これは、この制御に起因して、元々の分極電圧とは反対向きの分極電圧が新たに生成される事態を回避するためである。

【0036】

分極解消期間（詳細には、その開始時刻）の直前において電池１０が放電された場合、電池１０がそのように放電された期間を「直前放電期間」とも表す。分極解消期間の直前において電池１０が充電された場合、電池１０がそのように充電された期間を「直前充電期間」とも表す。「分極解消期間の直前」とは、基本的には（後述の所定の上限よりも短い場合には）、この制御の開始前の充電期間（電池１０が充電されていた期間）および放電期間（電池１０が放電されていた期間）のうち現在時刻に最も近い期間をいう。この期間は、電池１０の充電／放電が最後に切り替わった時刻（電流ＩＢの正負が最後に切り替わった時刻）から現在時刻までの期間に相当する。この期間の長さが所定の上限（例えば３分）よりも長い場合、「分極解消期間の直前」（直前充電期間または直前放電期間）は、当該所定の上限の長さを有する期間として定められる。充電期間および放電期間の情報は、電流ＩＢに基づいて生成され、メモリ１０４に記憶されている。

【0037】

充電後の分極解消期間は、直前充電期間よりも短い。同様に、放電後の分極解消期間は、直前放電期間よりも短い。仮に、分極解消期間が過度に長い場合、元々の分極電圧とは反対向きの分極電圧が新たに生成される事態が想定され得るが、実施の形態では、分極解消期間が短いため、上記の事態を回避できる。

【0038】

さらに、ＳＯＣの算出処理が分極解消制御の後に実行されるため、分極解消期間が短いほど算出処理が早く開始される。実施の形態では、分極解消期間が短いため、この期間中の分極解消制御が短時間で完了する。その結果、ＳＯＣを早く算出できる。

【0039】

分極解消期間は、過度に短いことも好ましくない。この場合、分極が十分に解消されない可能性がある。加えて、動作点が点Ｐ１（図４）から線２２０上の点（例えば、点Ｐ１ａ）に変化する前、または点Ｐ２から線２００上の点（例えば、点Ｐ２ａ）に変化する前のタイミングで（すなわち、動作点が線２５０または２７０上を移動している途中で）、ＳＯＣが算出される可能性がある。メモリ１０４は、線２００，２２０を記憶しているが、線２５０，２７０を記憶していないため、上記タイミングで算出されたＳＯＣは不正確であり得る。

【0040】

発明者らは、分極解消期間の長さが直前放電期間または直前充電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下（以下、「約１０分の１」とも表す）であれば、分極が十分に解消されやすく、かつ元々の分極電圧とは反対向きの分極電圧が生成され難いという知見を実験により得た。具体的には、そのように分極解消期間の長さを設定することで、動作点を点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ線２２０，２００上の点（詳細には、点Ｐ１ａ，Ｐ２ａまたはその近傍の点）に変化させることができた。よって、実施の形態では、電池１０が放電された後に分極解消制御（充電制御）が実行される場合には、分極解消期間の長さは、直前放電期間の長さの約１０分の１に設定される。同様に、電池１０が充電された後に分極解消制御（放電制御）が実行される場合には、分極解消期間の長さは、直前充電期間の長さの約１０分の１に設定される。このように、分極解消期間の長さは、基本的には、直前充電期間または直前放電期間の長さが長いほど長い。

【0041】

分極解消期間の長さが直前充電期間または直前放電期間の長さの１１分の１よりも短い場合、分極が十分に解消されなかったり、動作点が線２５０または２７０上を移動している途中で算出されてＳＯＣの算出精度が低下したりする可能性がある。分極解消期間の長さが直前充電期間または直前放電期間の長さの９分の１よりも長い場合、元々の分極電圧とは反対向きの分極電圧が新たに生成されてそれによりＳＯＣの算出精度が低下する可能性がある。これに対して、実施の形態では、そのような問題を回避できる。

【0042】

直前充電期間または直前放電期間が前述の上限の長さを有する期間として定められる場合、分極解消期間の長さは、当該上限の約１０分の１になるように設定（制限）される。そうでない場合、分極解消期間の長さは、直前充電期間または直前放電期間の長さの約１／１０に設定される。これにより、分極解消制御の前に長時間にわたって電池１０が充電または放電された場合であっても、分極解消期間が過度に長くなりＳＯＣの算出が遅れる事態を回避できる。

【0043】

図５は、ＥＣＵ１００による電池１０の満充電容量の推定時のＳＯＣの算出処理を具体的に説明するための図である。図５を参照して、線３００は、ＳＯＣの推移の一例を表す。

【0044】

時刻ｔ０～時刻ｔ１の期間（期間Ｐ０１）中、車両１が走行中であり、電池１０が充電されたり放電されたりする。時刻ｔ１において、車両１は、インレット４０を介して電力設備９０に接続される（プラグイン）。時刻ｔ０１～時刻ｔ１の期間（期間Ｐ０１ａ）は、直前放電期間である。時刻ｔ１において、分極が起こっているものとする。

【0045】

時刻ｔ１において、ＥＣＵ１００は、期間Ｐ０１ａ中に電池１０が放電されていたと充放電履歴１１０に基づいて判定する。ＥＣＵ１００は、この判定結果に基づいて、時刻ｔ１～時刻ｔ２の期間（期間Ｐ１２）中に分極解消制御として充電制御を実行する。この制御は、外部充電制御である。期間Ｐ１２は、電池１０が放電された後に分極解消制御が実行される場合の分極解消期間である。期間Ｐ１２中、ＥＣＵ１００は、電池１０の充電電力が微小電力になるように外部充電制御を実行する。この例では、期間Ｐ１２の長さは、期間Ｐ０１ａ（直前放電期間）の１０分の１である。

【0046】

時刻ｔ２において、ＥＣＵ１００は、充電電力が微小電力である外部充電制御を停止し、ＳＯＣを算出する。その後、時刻ｔ２～時刻ｔ３の期間（期間Ｐ２３）中、充電電力が期間Ｐ１２の充電電力よりも大きくなるように外部充電制御を実行する。

【0047】

時刻ｔ３において、ＥＣＵ１００は、外部充電制御を停止する。時刻ｔ２３～時刻ｔ３の期間（期間Ｐ２３ａ）は、直前充電期間である。この例では、電池１０の充電／放電が最後に切り替わった時刻から現在時刻までの期間の長さが上限よりも長いため、期間Ｐ２３ａ（直前充電期間）は、当該上限の長さを有する期間である。時刻ｔ３において、分極が起こっているものとする。

【0048】

ＥＣＵ１００は、期間Ｐ２３ａ中に電池１０が充電されていたと充放電履歴１１０に基づいて判定する。ＥＣＵ１００は、この判定結果に基づいて、時刻ｔ３～時刻ｔ４の期間（期間Ｐ３４）中に分極解消制御として放電制御を実行する。この制御は、外部給電制御である。期間Ｐ３４は、電池１０が充電された後に分極解消制御が実行される場合の分極解消期間である。この例では、期間Ｐ３４の長さは、期間Ｐ２３ａの長さの１０分の１である。時刻ｔ４において、ＥＣＵ１００は、外部給電制御を停止し、ＳＯＣを算出する。

【0049】

ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２において算出されたＳＯＣと、時刻ｔ４において算出されたＳＯＣとの差分の絶対値をΔＳＯＣとして算出し、それにより満充電容量を推定する。

【0050】

図６は、ＳＯＣの算出処理に関連してＥＣＵ１００により実行される処理を例示するフローチャートである。このフローチャートは、車両１のプラグイン時に開始される。

【0051】

図６を参照して、ＥＣＵ１００は、充放電履歴１１０を読み出し（Ｓ１０５）、現在時刻の直前に電池１０が充電されていたか、または放電されていたかを判定する（Ｓ１０７）。

【0052】

直前に電池１０が充電されていた場合（Ｓ１０７においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、分極解消期間の長さを、例えば、直前充電期間の長さの１０分の１に設定する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ１００は、設定された期間にわたって、分極解消制御としての放電制御を実行する（Ｓ１１５）。この放電制御は、例えば、期間Ｐ３４中の外部給電制御に相当する。Ｓ１１５の後、ＥＣＵ１００は、電池１０のＯＣＶ（例えば、図４のＶ１ａ）を判定し、線２２０（放電曲線）を用いてＯＣＶに従ってＳＯＣを算出する（Ｓ１１７）。この例では、ＳＯＣは、Ｘａ（図４）として算出される。

【0053】

直前に電池１０が放電されていた場合（Ｓ１０７においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、分極解消期間の長さを、例えば、直前放電期間の長さの１０分の１に設定する（Ｓ１２０）。ＥＣＵ１００は、設定された期間にわたって、分極解消制御としての充電制御を実行する（Ｓ１２５）。この充電制御は、例えば、期間Ｐ１２中の外部充電制御に相当する。Ｓ１２５の後、ＥＣＵ１００は、電池１０のＯＣＶ（例えば、図４のＶ１ｂ）を判定し、線２００（充電曲線）を用いてＯＣＶに従ってＳＯＣを算出する（Ｓ１２７）。この例では、ＳＯＣは、Ｘｂ（図４）として算出される。

【0054】

ＥＣＵ１００は、車両１の走行中（モータ３５の駆動中）にＳ１０５～Ｓ１２７を実行してもよい。この場合、充電制御および放電制御は、ＰＣＵ３０を用いて実行される。あるいは、充電制御は、前述の汲み出し充電制御であってもよい。

【0055】

以上のように、実施の形態によれば、ＳＯＣの算出結果が分極により影響される事態を回避できる。その結果、ＳＯＣを精度良く算出できる。

【0056】

＜実施の形態の変形例＞
この変形例では、車両１の走行中にモータ３５の力行または回生発電が相対的に長時間にわたって行われた後（直前放電期間または直前充電期間が長い場合）に、ＥＣＵ１００がＰＣＵ３０を用いた充電制御または放電制御を実行するケースを想定する。

【0057】

直前放電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、分極解消期間（充電制御の期間）の長さは、直前放電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下に設定されるとき、０．１秒未満になる可能性がある。この分極解消期間の長さが０．１秒未満であるとき、分極極性制御（充電制御）によっても分極が常に十分に解消されるとは限らないという知見を発明者らは得た。その一方で、この分極解消期間の長さが０．１秒以上であるときには、分極は特に十分に解消されやすいという知見を発明者らは得た。そこで、ＥＣＵ１００は、直前放電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、０．１秒以上、かつ直前放電期間の長さの９分の１以下に分極解消期間の長さを設定してもよい。

【0058】

直前充電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、分極解消期間（放電制御の期間）の長さは、直前充電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下に設定されるとき、０．１秒未満になる可能性がある。この分極解消期間の長さが０．１秒未満であるとき、分極解消制御（放電制御）によっても分極が常に十分に解消されるとは限らないという知見を発明者らは得た。その一方で、この分極解消期間の長さが０．１秒以上であるときには、分極は特に十分に解消されやすいという知見を発明者らは得た。そこで、ＥＣＵ１００は、直前充電期間の長さの１１分の１が０．１秒未満であり、かつ、直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒以上である場合、０．１秒以上、かつ直前充電期間の長さの９分の１以下に分極解消期間の長さを設定してもよい。

【0059】

直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、分極解消期間の長さは、直前放電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下に設定されるとき、常に０．１秒未満である。この場合、上述の通り、分極解消制御（充電制御）によっても分極が常に十分に解消されるとは限らない。そこで、ＥＣＵ１００は、直前放電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、０．１秒以上（例えば、０．１秒）に分極解消期間の長さを設定してもよい。

【0060】

直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、分極解消期間の長さは、直前充電期間の長さの１１分の１以上かつ９分の１以下に設定されるとき、常に０．１秒未満である。この場合、上述の通り、分極解消制御（放電制御）によっても分極が常に十分に解消されるとは限らない。そこで、ＥＣＵ１００は、直前充電期間の長さの９分の１が０．１秒未満である場合、０．１秒以上（例えば、０．１秒）に分極解消期間の長さを設定してもよい。

【0061】

＜その他の変形例＞
電池１０の各セルは、液系リチウムイオン電池などの液系電池であってもよい。前述の分極解消制御およびＳＯＣの算出処理は、全個体電池に代えて液系電池を含む電池システムにも適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0062】

今回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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。

【符号の説明】

【0063】

１ 車両、１０ 電池、２１ 電圧センサ、２２ 電流センサ、３５ モータ、４０ インレット、５０ ＡＣ／ＤＣ変換器、６５ コンバータ、７０ 補機電池、７５ 通信装置、９０ 電力設備、９５ コネクタ、１００ ＥＣＵ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】