(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】
(24)【登録日】2022-04-13
(45)【発行日】2022-04-21
(54)【発明の名称】推定装置、蓄電装置、推定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 31/387 20190101AFI20220414BHJP
G01R 31/3828 20190101ALI20220414BHJP
H02J 7/04 20060101ALI20220414BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220414BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20220414BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20220414BHJP
【ＦＩ】
G01R31/387
G01R31/3828
H02J7/04 A
H02J7/00 M
H01M10/48 P
H01M10/48 301
H01M10/44 Q
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019509985
(86)(22)【出願日】2018-03-28
(86)【国際出願番号】 JP2018012798
(87)【国際公開番号】W WO2018181489
(87)【国際公開日】2018-10-04
【審査請求日】2021-01-25
(31)【優先権主張番号】P 2017062703
(32)【優先日】2017-03-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】特許業務法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】福島 敦史
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２６１１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４４６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２２８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１６４６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００４５５８７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／００７９９６９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３１／３８７
Ｇ０１Ｒ ３１／３８２８
Ｈ０２Ｊ ７／０４
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０１Ｍ １０／４８
Ｈ０１Ｍ １０／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定装置であって、電流計測部と、
推定部と、
変更部と、を備え、
前記推定部は、
前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推定処理と、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、
前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更し、
前記蓄電素子の状態の相違は、要求されるＳＯＣの推定精度の相違である、推定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の推定装置であって、前記変更部は、前記補正処理にて前記蓄電素子を充電する充電条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する、推定装置。
【請求項3】
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定装置であって、電流計測部と、
推定部と、
変更部と、を備え、
前記推定部は、
前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推定処理と、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、
前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更し、
前記補正条件として定められた条件値と閾値との差が所定値未満になった場合、前記蓄電素子の使用範囲を高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する実行部を備える、推定装置。
【請求項4】
請求項３に記載の推定装置であって、前記変更部は、前記補正処理にて前記蓄電素子を充電する充電条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する、推定装置。
【請求項5】
請求項３又は請求項４に記載の推定装置であって、前記蓄電素子の状態の相違は、要求されるＳＯＣの推定精度の相違である、推定装置。
【請求項6】
請求項２又は請求項５に記載の推定装置であって、前記ＳＯＣの推定精度の要求レベルは、前記蓄電素子の環境温度又は容量維持率により異なる、推定装置。
【請求項7】
蓄電素子と、請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載の推定装置と、を含み、車両に搭載された車両用の蓄電装置。
【請求項8】
蓄電素子と、電流計測部と、
推定部と、
変更部と、を備え、
前記推定部は、
前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推
定処理と、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、
前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更し、
前記蓄電素子の状態の相違は、要求されるＳＯＣの推定精度の相違である、蓄電装置。
【請求項9】
蓄電素子と、電流計測部と、
推定部と、
変更部と、を備え、
前記推定部は、
前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推
定処理と、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、
前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更し、
前記補正条件として定められた条件値と閾値との差が所定値未満になった場合、前記蓄電素子の使用範囲を高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する、蓄電装置。
【請求項10】
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定方法であって、電流の積算により蓄電素子のＳＯＣを推定すること、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電すること、
前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正すること、
前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更すること、を備え、
前記蓄電素子の状態の相違は、要求されるＳＯＣの推定精度の相違である、推定方法。
【請求項11】
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定方法であって、電流の積算により蓄電素子のＳＯＣを推定すること、
所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電すること、
前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正すること、
前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更すること、を備え、
前記補正条件として定められた条件値と閾値との差が所定値未満になった場合、前記蓄電素子の使用範囲を高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する、推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を補正する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
蓄電素子のＳＯＣを推定する方法の一つに電流積算法がある。電流積算法は、電流計測部により電流の計測誤差によるＳＯＣの推定値の誤差が蓄積する。そのため、別の方法でＳＯＣを検出して、定期的にＳＯＣの推定値の誤差を補正することが考えられる。電流積算法によるＳＯＣの推定値を補正する技術を開示する文献として、下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４７７２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を補正する方法の一つに、蓄電素子を満充電又はその付近まで充電して補正する方法がある。蓄電素子の使用用途や状態によっては、満充電まで充電する頻度が少ないことが好ましい場合がある。
本発明は、補正処理及び充電制御の実行頻度を、蓄電素子の状態に応じて適した頻度とすることを目的とする。
本発明は、補正処理及び充電制御の実行頻度を、蓄電素子の状態に応じて適した頻度とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定装置は、電流計測部と、推定部と、変更部とを備え、前記推定部は、前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推定処理と、所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する。
【発明の効果】
【0006】
この構成により、補正処理及び充電制御の実行頻度を、蓄電素子の状態に応じて適した頻度とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】自動車の側面図
【図2】バッテリの斜視図
【図3】バッテリの分解斜視図
【図4】バッテリの電気的構成を示すブロック図
【図5】二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ相関特性を示す図
【図6】リセット処理（補正処理）のフローを示す図
【図7】実施形態３におけるＣＣＣＶ充電時の電流垂下特性を示す図
【図8】実施形態４におけるリセット処理（補正処理）のフローを示す図
【図9】通常使用範囲のシフトを示す図
【発明を実施するための形態】
【0008】
初めに、推定装置の概要について説明する。
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定装置は、電流計測部と、推定部と、変更部とを備え、前記推定部は、前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推定処理と、所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する。
蓄電素子のＳＯＣを推定する推定装置は、電流計測部と、推定部と、変更部とを備え、前記推定部は、前記電流計測部により計測される電流の積算により前記蓄電素子のＳＯＣを推定する推定処理と、所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正する補正処理と、を実行し、前記変更部は、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する。
【0009】
この構成では、所定の補正条件に達した場合、補正処理が実行され、ＳＯＣの推定値の誤差を補正する。しかも、蓄電素子の状態に応じて補正条件を変更する。従って、補正処理及び充電制御の実行頻度を、蓄電素子の状態に適した頻度とすることが出来る。
【0010】
前記変更部は、前記補正処理にて前記蓄電素子を充電する充電条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更するとよい。この構成では、補正時の充電条件を、蓄電素子の状態に適した条件にできる。
【0011】
前記蓄電素子の状態の相違は、要求されるＳＯＣの推定精度の相違であってもよい。この構成では、要求されるＳＯＣの推定精度に応じて、補正条件を変更する。そのため、補正処理及び充電制御の実行頻度を、要求されるＳＯＣの推定精度に適した頻度に出来る。同様に、充電条件を変更してもよい。
【0012】
前記ＳＯＣの推定精度の要求レベルは、前記蓄電素子の環境温度又は容量維持率により異なってもよい。この構成では、蓄電素子の環境温度や容量維持率に応じて、補正条件が変更される。例えば、夏場など蓄電素子の内部抵抗が低く、出力が高い時期（要求されるＳＯＣの推定精度「低」）は、補正条件を緩くして補正処理の実行頻度を下げることで、充電制御の回数を減らすことが出来る。一方、冬場など蓄電素子の内部抵抗が高く、出力が低い時期（要求されるＳＯＣの推定精度「高」）は、補正条件を厳しくして補正処理の実行頻度を高くすることで、ＳＯＣの推定精度及び電池性能を維持することが出来る。蓄電素子の容量維持率が高い場合は内部抵抗が低く、容量維持率が低い場合は内部抵抗が高い。そのため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルは、上記した夏／冬と同じとしてもよい。
【0013】
前記補正条件として定められた条件値と閾値との差が所定値未満になった場合、蓄電素子の使用範囲を高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する実行部を備えてもよい。
【0014】
この構成では、ＳＯＣの累積推定誤差や蓄電素子の通電時間など、補正条件として定められた条件値が閾値に対して所定値未満になった場合、蓄電素子の使用範囲を高ＳＯＣ側にシフトする。このようにすることで、充電開始前のＳＯＣ値が高くなることから、補正処理のために蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電する時間（充電時間）を短くすることが出来る。
【0015】
上記の推定装置を車両に搭載された蓄電装置に適用するとよい。この構成は、車両の燃費向上に効果的である。例えば、要求されるＳＯＣの推定精度が低い場合、補正条件を緩くして、補正処理及び充電制御の実行頻度が少なくなるように調整することで、車両の燃費を向上できる。
【0016】
上記推定装置は、蓄電素子を有する蓄電装置に適用することが出来る。
推定方法は、電流の積算により蓄電素子のＳＯＣを推定し、所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正し、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する。
推定方法は、電流の積算により蓄電素子のＳＯＣを推定し、所定の補正条件に達した場合、前記蓄電素子を満充電又はその近傍まで充電し、前記ＳＯＣの推定値の誤差を補正し、前記補正条件を、前記蓄電素子の状態に応じて変更する。
【0017】
【0018】
自動車（車両の一例）１は、図１に示すように、バッテリ（蓄電装置の一例）２０を備えている。バッテリ２０は、図２に示すように、ブロック状の電池ケース２１を有しており、電池ケース２１内には、複数の二次電池３１からなる組電池３０や制御基板２８が収容されている。以下の説明において、図２および図３を参照する場合、電池ケース２１が設置面に対して傾きなく水平に置かれた時の電池ケース２１の上下方向をＹ方向とし、電池ケース２１の長辺方向に沿う方向をＸ方向とし、電池ケース２１の奥行き方向をＺ方向をとして説明する。
【0019】
電池ケース２１は、図３に示すように、上方に開口する箱型のケース本体２３と、複数の二次電池３１を位置決めする位置決め部材２４と、ケース本体２３の上部に装着される中蓋２５と、中蓋２５の上部に装着される上蓋２６とを備えている。ケース本体２３内には、図３に示すように、各二次電池３１が個別に収容される複数のセル室２３ＡがＸ方向に並んで設けられていてもよい。
【0020】
位置決め部材２４は、図３に示すように、複数のバスバー２７が上面に配置されている。位置決め部材２４がケース本体２３内に配置された複数の二次電池３１の上部に配置されることで、複数の二次電池３１が、位置決めされると共に複数のバスバー２７によって直列に接続される。
【0021】
中蓋２５は、図２に示すように、平面視略矩形状をなし、Ｙ方向に高低差を付けた形状とされている。中蓋２５のＸ方向両端部には、図示しないハーネス端子が接続される一対の端子部２２Ｐ、２２Ｎが設けられている。一対の端子部２２Ｐ、２２Ｎは、例えば鉛合金等の金属からなり、２２Ｐが正極端子部、２２Ｎが負極端子部である。
【0022】
中蓋２５は、図３に示すように、制御基板２８が内部に収容されている。中蓋２５がケース本体２３に装着されることで、後述する二次電池３１と制御基板２８とが接続される。
【0023】
図４を参照して、バッテリ２０の電気的構成を説明する。バッテリ２０は、組電池３０と、電流遮断装置３７と、電流センサ４１と、電圧検出部４５と、温度センサ４７、４９と、組電池３０を管理する電池管理装置（以下、ＢＭ）５０とを有する。ＢＭ５０が「推定部」、「変更部」の一例である。電流センサ４１が「電流計測部」の一例である。ＢＭ５０及び電流センサ４１が「推定装置」の一例である。
【0024】
組電池３０は、直列接続された複数の二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）３１から構成されている。組電池３０、電流センサ４１、電流遮断装置３７は、通電路３５を介して、直列に接続されている。電流センサ４１を負極側、電流遮断装置３７を正極側に配置しており、電流センサ４１は負極端子部２２Ｎ、電流遮断装置３７は、正極端子部２２Ｐにそれぞれ接続されている。
【0025】
図４に示すように、バッテリ２０には、自動車１に搭載されたエンジン（図略）を始動するためのセルモータ１５が接続されており、セルモータ１５はバッテリ２０から電力の供給を受けて駆動する。バッテリ２０には、セルモータ１５の他に、電装品などの車両負荷（図略）やオルタネータ１７が接続されている。オルタネータ１７の発電量が車両負荷の電力消費より大きい場合、バッテリ２０はオルタネータ１７により充電される。また、オルタネータの発電量が車両負荷の電力消費より小さい場合、バッテリ２０は、その不足分を補うために放電する。
【0026】
電流センサ４１は、電池ケース２１の内部に設けられており、二次電池３１に流れる電流を検出する。電流センサ４１は、信号線によってＢＭ５０に電気的に接続されており、電流センサ４１の出力は、ＢＭ５０に取り込まれる。
【0027】
電圧検出部４５は、電池ケース２１の内部に設けられており、各二次電池３１の電圧及び組電池３０の総電圧を検出する。電圧検出部４５は、信号線によってＢＭ５０に電気的に接続されており、電圧検出部４５の出力は、ＢＭ５０に取り込まれる。
【0028】
温度センサ４７は、電池ケース２１の内部に設けられており、二次電池３１の温度を検出する。温度センサ４７は、信号線によってＢＭ５０に電気的に接続されており、温度センサ４７の出力は、ＢＭ５０に取り込まれる。
【0029】
温度センサ４９は、電池ケース２１の内部に設けられており、バッテリ２０の環境温度の温度を検出する。温度センサ４９は、信号線によってＢＭ５０に電気的に接続されており、温度センサ４９の出力は、ＢＭ５０に取り込まれる。
【0030】
電流遮断装置３７は、電池ケース２１の内部に設けられている。電流遮断装置３７は、組電池３０の通電路３５上に配置されている。
【0031】
ＢＭ５０は、演算機能を有するＣＰＵ５１、各種情報を記憶したメモリ５３、通信部５５などを備えており、制御基板２８に設けられている。通信部５５には、自動車１に搭載された車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００が接続されており、ＢＭ５０は、エンジンの動作状態など車両に関する情報を、車両ＥＣＵ１００から受信する。
【0032】
ＢＭ５０は、電流センサ４１の出力に基づいて二次電池３１の電流を監視する。電圧検出部４５の出力に基づいて、各二次電池３１の電圧や組電池３０の総電圧を監視する。ＢＭ５０は、温度センサ４７、４９の出力に基づいて、二次電池３１の温度やバッテリ２０の環境温度を監視する。
【0033】
２．二次電池の特性
二次電池３１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リン酸鉄系のリチウムイオン二次電池である。
二次電池３１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リン酸鉄系のリチウムイオン二次電池である。
【0034】
図５は横軸をＳＯＣ［％］、縦軸をＯＣＶ［Ｖ］とした、二次電池３１のＳＯＣ－ＯＣＶ相関特性である。ＳＯＣ（state of charge：充電状態）は、下記の（１）で示されるように、二次電池３１の実容量（available capacity）Ｃａに対する残存容量Ｃｒの比率である。実容量Ｃａは、二次電池３１を完全充電された状態から取り出し可能な容量である。二次電池３１の満充電容量を実容量Ｃａとする。
【0035】
ＯＣＶ（open circuit voltage：開放電圧）は、二次電池３１の開放電圧である。二次電池３１の開放電圧は、無電流又は無電流とみなせる状態において、二次電池３１の電圧を計測することにより、検出できる。
【0036】
ＳＯＣ＝Ｃｒ／Ｃａ×１００・・・・・・・・（１）
【0037】
二次電池３１は、図５に示すように、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量がほぼ平坦なプラトー領域を有している。プラトー領域とは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が２［ｍＶ／％］以下の領域である。プラトー領域は、概ねＳＯＣが３１％から９７％の範囲に位置している。ＳＯＣが３１％以下の領域、９７％以上の領域は、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が、プラトー領域よりも大きい高変化領域である。
【0038】
バッテリ２０の主な用途は、エンジン始動であり、エンジン始動時に数百Ａ、時には１０００Ａ以上のクランキング電流を流す必要がある。また、車両が減速した時の回生エネルギーを受け入れる必要がある。
【0039】
従って、二次電池３１は満充電付近では制御されず、プラトー領域内において、ＳＯＣが中央値で約７０％になるように制御される。すなわち、二次電池３１の通常使用範囲Ｅの下限値をＳＯＣ６０％、上限値をＳＯＣ８０％とすると、ＢＭ５０は、ＳＯＣが６０％を下回ると、車両ＥＣＵ１００に充電指令を送る。これにより、二次電池３１は、ＳＯＣが上限値の８０％まで充電される。また、二次電池３１のＳＯＣが上限値である８０％を超えた場合、ＢＭ５０は車両ＥＣＵ１００を介してオルタネータ１７の発電を抑制し、二次電池３１を使って車両負荷に電力を供給することでＳＯＣを下げる。このような処理を繰り返すことで、二次電池３１は、プラトー領域内にて、ＳＯＣが中央値で約７０％になるように制御される。
【0040】
３．ＳＯＣの推定処理とリセット処理（補正処理）
ＢＭ５０は、二次電池３１のＳＯＣを推定する処理を行う。ＳＯＣの推定は、下記の（２）式にて示すように、ＳＯＣの初期値と、電流センサ４１により検出される電流Ｉの累積積算値と、から推定出来る（電流積算法）。
ＢＭ５０は、二次電池３１のＳＯＣを推定する処理を行う。ＳＯＣの推定は、下記の（２）式にて示すように、ＳＯＣの初期値と、電流センサ４１により検出される電流Ｉの累積積算値と、から推定出来る（電流積算法）。
【0041】
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ＋∫Ｉｄｔ／Ｃａ・・・・・（２）
ＳＯＣｏは、運転開始時のＳＯＣの初期値、Ｉは電流である。
ＳＯＣｏは、運転開始時のＳＯＣの初期値、Ｉは電流である。
【0042】
電流積算法においては、電流センサ４１の計測誤差が蓄積する。そのため、ＢＭ５０は、定期的に満充電まで充電して、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差をリセットする。
【0043】
図６は、リセット処理のフローである。リセット処理のフローは、Ｓ１０からＳ３０の３つのステップから構成されている。ＢＭ５０は、電流積算法によるＳＯＣ推定の開始と同時に、リセット処理のフローをスタートする。
【0044】
ＢＭ５０は、フローがスタートすると、電流積算法によるＳＯＣの累積推定誤差εを算出する（Ｓ１０）。ＳＯＣの累積推定誤差εは、電流センサ４１の「計測誤差」、バッテリ２０の「通電時間」、バッテリ２０の「電流値」などから算出することが出来る。
【0045】
電流センサ４１の計測誤差は、電流値に依存しない絶対誤差と、電流値に依存する相対誤差が含まれている。
【0046】
絶対誤差だけを計測誤差とする場合、バッテリ２０の「通電時間」と「絶対誤差」の積により、ＳＯＣの累積推定誤差εを算出することが出来る。
【0047】
絶対誤差と相対誤差の双方を含めて計測誤差とする場合、「バッテリ２０の電流値に応じた相対誤差を通電時間について積算した値」と、「絶対誤差を通電時間について積算した値」とを加算する。これにより、ＳＯＣの累積推定誤差εを算出することが出来る。
【0048】
相対誤差は、放電時と充電時は相殺してキャンセルする分がある。キャンセル分は考慮するとよい。
【0049】
ＢＭ５０は、Ｓ１０の処理に続いて、リセット条件に達したか、判定する処理を行う。リセット条件は、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差をリセットするリセット処理を実行するか、否かを決定する条件である（Ｓ２０）。リセット条件は、Ｓ１０にて算出した電流積算法によるＳＯＣの累積推定誤差εと閾値Ｈにより定められており、累積推定誤差ε≧閾値Ｈである。
【0050】
ＢＭ５０は、電流積算法によるＳＯＣの累積推定誤差εが閾値Ｈより小さい場合、リセット条件に達していないと判断する（Ｓ２０：ＮＯ）。リセット条件に達していない場合、Ｓ１０に戻り、ＢＭ５０は、ＳＯＣの累積推定誤差εの算出を継続する。
【0051】
電流積算法によるＳＯＣの推定開始後、算出されるＳＯＣの累積推定誤差εは次第に増加し、やがて閾値Ｈを超える。
【0052】
ＳＯＣの累積推定誤差εが閾値Ｈを超えると、ＢＭ５０は、リセット条件に達したと判断する（Ｓ２０：ＹＥＳ）。
【0053】
リセット条件に達すると、ＢＭ５０は、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を、満充電検出法によりリセットするリセット処理（Ｓ３０）を実行する。満充電検出法とは、二次電池３１を満充電まで充電し、満充電を検出した時の二次電池３１のＳＯＣを「１００％」と推定する方法である。
【0054】
具体的に説明すると、ＢＭ５０は、リセット条件に達すると、車両ＥＣＵ１００を介してオルタネータ１７に充電指令を送り、二次電池３１を満充電まで充電する（Ｓ３０：充電制御）。これにより、図５に示すＳＯＣ－ＯＣＶ相関特性上において、通常使用範囲Ｅに含まれるＰ１から満充電に相当するＰ２に移動する。
【0055】
満充電について説明する。オルタネータ１７は、二次電池３１をＣＣＣＶ（定電流・定電圧）方式で充電する。ＣＣＣＶ充電は、定電流充電（ＣＣ充電）と、定電圧充電（ＣＶ充電）を組み合わせた充電方式であり、充電開始後、組電池３０の総電圧が所定電圧に到達するまで一定の電流で充電を行う（定電流充電）。
【0056】
組電池３０が所定電圧に達すると、その後、組電池３０の総電圧が設定電圧（上限電圧）を超えないように充電電流を制御する（定電圧充電）。これにより、充電電流は垂下してゆく（図７参照）。そして、垂下する充電電流が所定の電流閾値（一例として、バッテリ２０の電流レートで０．０５Ｃ）を下回る状態になると、満充電であると判断して、充電を停止する。すなわち、定電圧充電中において、垂下する充電電流が電流閾値を下回ることを条件として満充電と判断する。
【0057】
二次電池３１の満充電を検出すると、ＢＭ５０は、満充電を検出した時の二次電池３１のＳＯＣを１００％と推定する。これにより、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差、すなわち累積推定誤差εをリセットすることが出来る。
【0058】
満充電ではＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が大きい。そのため、満充電検出法はＳＯＣの推定精度が高く、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を精度よくリセットすることが出来る。
【0059】
リセット後は、満充電検出法で求めたＳＯＣを初期値として、電流積算法でＳＯＣを推定する。
【0060】
上記では、満充電検出法の一例として、満充電を検出した場合を説明したが、満充電の近傍に到達した事を検出し、その時の二次電池３１のＳＯＣを１００％の近傍、例えば９７％や９８％と推定してもよい。満充電の近傍とは、後述するＯＣＶ法でＳＯＣを推定した時に満充電と同等の検出精度が得られる範囲であり、満充電（ＳＯＣ＝１００）に対するＳＯＣ値の差が数パーセントの範囲である。
【0061】
４．バッテリの状態とリセット条件の変更
二次電池３１を満充電又はその近傍まで充電するには、オルタネータ１７を駆動する必要があることから、車両の燃費が低下する。従って、リセット処理実行のため、二次電池３１を満充電又はその付近まで、充電する回数はできる限り少ないことが好ましい。
二次電池３１を満充電又はその近傍まで充電するには、オルタネータ１７を駆動する必要があることから、車両の燃費が低下する。従って、リセット処理実行のため、二次電池３１を満充電又はその付近まで、充電する回数はできる限り少ないことが好ましい。
【0062】
バッテリ２０の状態には、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが低い場合や、高い場合などがある。ＳＯＣの推定精度の要求レベルが低い場合、リセット処理の頻度を下げることで、車両の燃費を向上させることが可能である。
【0063】
以上のことから、ＢＭ５０は、バッテリ２０の状態に応じて、リセット条件を変更する。具体的には、ＳＯＣの推定精度の要求レベルを低レベル、中レベル、高レベルの３段階に分ける。そして、低レベルの場合、累積推定誤差εの閾値Ｈを「Ｈ１」とし、中レベルの場合、「Ｈ２」とし、高レベルの場合、「Ｈ３」とする。Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の大小関係は以下の（３）式で示す。
【0064】
Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１・・・・・（３）
【0065】
このようにすることで、リセット処理のために行う充電制御の実行頻度が、ＳＯＣの推定精度の要求レベルに応じて変わる。具体的には、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが低いほど、実行頻度が下がる。従って、要求されるＳＯＣの推定精度を維持しつつ、車両の燃費を向上させることが出来る。高い推定精度に合わせて、充電制御の実行頻度を一律高くする場合に比べて、車両の燃費を向上させる。
【0066】
ＳＯＣの推定精度の要求レベルが異なるケースとして、二次電池３１の環境温度が異なるケースを例示することが出来る。
【0067】
冬場など気温が低い場合、二次電池３１は内部抵抗が高く、出力が低い。出力が低い場合、残存容量Ｃｒが、ある程度多くないと、バッテリ２０は、クランキング電流を流すことが出来ない。ＳＯＣの推定誤差が大きいとエンジンの始動性に影響を与える場合があるため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルは高い。
【0068】
反対に、夏場など気温が高い場合、二次電池３１は内部抵抗が低く、出力が高い。出力が高い場合、残存容量Ｃｒが、気温が低い場合に比べて少なくても、バッテリ２０は、クランキング電流を流すことが出来る。ＳＯＣの推定誤差がある程度大きくても、それがエンジンの始動性に影響を与えることは少ないため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルを冬場より低く設定できる。
【0069】
ＢＭ５０は、温度センサ４９の出力によりバッテリ２０の環境温度を取得し、環境温度に応じて、累積推定誤差εの閾値Ｈを変更する。すなわち、環境温度が低い場合（冬など）、閾値Ｈ１を選択し、環境温度が中程度の場合（春や秋など）、閾値Ｈ２を選択し、環境温度が高い場合（夏など）、閾値Ｈ３を選択する。
【0070】
環境温度が低い場合、充電制御及びリセット処理の実行頻度が多くなることから、ＳＯＣの推定精度は高い。そのため、推定精度の誤差により、バッテリ２０の残存容量Ｃｒがクランキングに必要な容量を下回ることを抑制できるので、エンジンの始動性を確保できる。
【0071】
一方、環境温度が高い場合、充電制御及びリセット処理の実行頻度が少なくなる。オルタネータ１７の駆動回数を少なくすることが出来るので、車両の燃費を向上させることが出来る。
【0072】
５．効果説明
ＢＭ５０によれば、リセット処理及び充電制御の実行頻度を、二次電池３１の状態に適した頻度とすることが出来る。
ＢＭ５０によれば、リセット処理及び充電制御の実行頻度を、二次電池３１の状態に適した頻度とすることが出来る。
【0073】
＜実施形態２＞
実施形態１では、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが異なるケースとして、二次電池３１の環境温度が異なるケースを例示した。
実施形態１では、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが異なるケースとして、二次電池３１の環境温度が異なるケースを例示した。
【0074】
実施形態２では、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが異なるケースとして、二次電池３１の容量維持率Ｚが異なるケースを例示する。容量維持率Ｚは、実容量Ｃａの維持率であり、下記の（４）式にて求めることが出来る。
【0075】
Ｚ＝Ｃａ＿ｔ／Ｃａ＿ｏ×１００・・・・（４）
Ｃａ＿ｏは、実容量Ｃａの初期値（使用開始時）、Ｃａ＿ｔは、使用開始から経過時間Ｔにおける実容量Ｃａである。
Ｃａ＿ｏは、実容量Ｃａの初期値（使用開始時）、Ｃａ＿ｔは、使用開始から経過時間Ｔにおける実容量Ｃａである。
【0076】
二次電池３１の容量維持率Ｚが低い場合、内部抵抗が大きく、容量維持率Ｚが高い場合、内部抵抗が小さい。
【0077】
従って、容量維持率Ｚが低い場合（劣化が大きい場合）は、冬場と同様に、二次電池３１の出力が低い。出力が低い場合、残存容量Ｃｒがある程度多くないと、バッテリ２０は、クランキング電流を流すことが出来ない。ＳＯＣの推定誤差が大きいと、エンジンの始動性に影響を与える場合があるため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルは高い。
【0078】
容量維持率Ｚが高い場合（未劣化の場合）は、夏場と同様に、二次電池３１の出力が高いことから、残存容量Ｃｒが、劣化時に比べて少なくても、バッテリ２０は、クランキング電流を流すことが出来る。ＳＯＣの推定誤差がある程度大きくても、それがエンジンの始動性に影響を与えることは少ないため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルを容量維持率Ｚが高い場合に比べて低く設定できる。
【0079】
ＢＭ５０は、車両搭載からの経過年数や環境温度の履歴の情報より、バッテリ２０の容量維持率Ｚを推定する。ＢＭ５０は、推定した容量維持率Ｚに応じて、累積推定誤差εの閾値Ｈを変更する。すなわち、容量維持率Ｚが低い場合、閾値Ｈ１を選択し、容量維持率Ｚが中の場合、閾値Ｈ２を選択し、容量維持率Ｚが高い場合、閾値Ｈ３を選択する。
【0080】
容量維持率Ｚが低い程（劣化が大きい程）、充電制御及びリセット処理の実行頻度が多くなることから、ＳＯＣの推定精度は高くなる。そのため、推定精度の誤差により、バッテリ２０の残存容量Ｃがクランキングに必要な容量を下回ることを抑制できるので、エンジンの始動性を確保できる。
【0081】
一方、容量維持率Ｚが高い場合（未劣化の場合）、充電制御及びリセット処理の実行頻度が少なくなる。オルタネータ１７の駆動回数を少なくすることが出来るので、車両の燃費を向上させることが出来る。
【0082】
＜実施形態３＞
実施形態１では、バッテリの状態に応じて、リセット条件を変更した。実施形態３では、バッテリ２０の状態に応じて、充電条件を変更する。
実施形態１では、バッテリの状態に応じて、リセット条件を変更した。実施形態３では、バッテリ２０の状態に応じて、充電条件を変更する。
【0083】
図７は、ＣＣＣＶ充電時の充電電流の垂下特性を示している。ＣＣＣＶ充電は、定電流充電（ＣＣ充電）と、定電圧充電（ＣＶ充電）を組み合わせた充電方式であり、充電開始後、組電池３０の総電圧が所定電圧に到達するまでの期間Ｔ１は、一定の電流で充電を行う（定電流充電）。
【0084】
組電池３０の総電圧３０が所定電圧に到達すると、その後、組電池３０の総電圧が設定電圧を超えないように充電電流を制御する（定電圧充電）。これにより、図７に示すように、充電電流は垂下してゆく。実施形態３では、定電圧充電に切り換えてからの充電時間Ｔ２を充電終止条件としており、充電時間Ｔ２が所定時間に達すると、充電を終了する。
【0085】
車両に搭載されたオルタネータ１７は、車両ＥＣＵ１００を介してＢＭ５０から、充電する指令を受けると、上記のＣＣＣＶ充電を行って、二次電池３１を充電する。
【0086】
ＢＭ５０は、リセット処理のための充電を行う場合（図６のＳ３０）、バッテリ２０の状態に応じて、充電時間Ｔ２を変更する。具体的には、環境温度が低いなどＳＯＣの推定精度の要求レベルが高い場合、充電時間Ｔ２を「Ｔ２ａ」とする。環境温度が高いなどＳＯＣの推定精度の要求レベルが低い場合、充電時間Ｔ２を「Ｔ２ａ」よりも短い「Ｔ２ｂ」とする。
【0087】
Ｔ２ｂ＜Ｔ２ａ・・・・・・（５）
【0088】
「Ｔ２ａ」は、二次電池３１が満充電まで充電される時間に設定されている。「Ｔ２ｂ」は、二次電池３１が満充電近傍、例えば満充電の９８％まで充電される時間に設定されている。
【0089】
以上のことから、環境温度が低いなどＳＯＣの推定精度の要求レベルが高い場合、リセット処理により二次電池３１は満充電まで充電され、充電終了時の二次電池３１のＳＯＣは１００％に推定される。一方、環境温度が高いなどＳＯＣの推定精度の要求レベルが低い場合、リセット処理により二次電池３１は満充電近傍まで充電され、充電終了時の二次電池３１のＳＯＣは９８％に推定される。
【0090】
ＯＣＶは、ＳＯＣが９７％以上の領域において、ＳＯＣ値が高い程、変化が大きい。そのため、ＳＯＣの推定精度の要求レベルが高い場合、充電時間Ｔ２を長くして、満充電まで充電することで、ＳＯＣの推定精度が高くなる。
【0091】
ＳＯＣの推定精度の要求レベルが低い場合、充電時間Ｔ２を短くすることによって、充電が浅くなる。従って、ＳＯＣの推定精度は若干低くなるが、充電時間が短くなるので、オルタネータの駆動時間が短くなり、車両の燃費を向上させることが出来る。
【0092】
＜実施形態４＞
実施形態４では、リセット条件の成立が近くなった場合、二次電池３１の通常使用範囲Ｅを高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する。高ＳＯＣ側とはＳＯＣがより高い領域（図９では右側の領域）である。
実施形態４では、リセット条件の成立が近くなった場合、二次電池３１の通常使用範囲Ｅを高ＳＯＣ側にシフトする処理を実行する。高ＳＯＣ側とはＳＯＣがより高い領域（図９では右側の領域）である。
【0093】
以下、図８を参照して、シフト処理のフローについて説明する。シフト処理のフローはＳ１０～Ｓ１５の３つのステップから構成されている。
【0094】
ＢＭ５０は、電流積算法によるＳＯＣ推定の開始と同時に、シフト処理のフローをスタートする。シフト処理のフローは、図６に示すリセット処理のフローと並行して行われる。
【0095】
ＢＭ５０は、シフト処理のフローがスタートすると、まず、電流積算法によるＳＯＣの累積推定誤差εを算出する（Ｓ１０）。この処理は、図６のＳ１０と同じ処理である。
【0096】
ＢＭ５０は、ＳＯＣの累積推定誤差εを算出後、累積推定誤差εとリセット条件の閾値Ｈの差が所定値未満か、判定する（Ｓ１３）。累積推定誤差εが「条件値」の一例である。
【0097】
累積推定誤差εと閾値Ｈの差が所定値未満の場合（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１０に戻り、ＢＭ５０は、ＳＯＣの累積推定誤差εの算出を継続する。
【0098】
電流積算法によるＳＯＣの推定処理の開始後、ＳＯＣの累積推定誤差εは次第に増加し、やがて閾値Ｈとの差が所定値未満となる。
【0099】
ＳＯＣの累積推定誤差εと閾値Ｈとの差が所定値未満になると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＢＭ５０は、二次電池３１の通常使用範囲Ｅを高ＳＯＣ側にシフトするシフトを実行する（Ｓ１５）。
【0100】
具体的には、ＳＯＣの通常使用範囲Ｅの下限値を７０％、上限値を９０％に変更し、ＢＭ５０は、ＳＯＣが７０％を下回ると、車両ＥＣＵ１００に充電指令を送る。これにより、二次電池３１は、ＳＯＣが上限値の９０％まで充電される。また、二次電池３１のＳＯＣが上限値である９０％を超えた場合、ＢＭ５０は車両ＥＣＵ１００を介してオルタネータ１７の発電を抑制し、二次電池３１から車両負荷に電力を供給することでＳＯＣを下げる。このような処理を繰り返すことで、二次電池３１は、プラトー領域内にて、ＳＯＣが中央値で約８０％になるように制御される。図９のＥ１はシフト前の通常使用範囲、Ｅ２はシフト後の通常使用範囲Ｅ２を示している。
【0101】
ＢＭ（本発明の「実行部」の一例）５０は、ＳＯＣの累積推定誤差εと閾値Ｈとの差が所定値未満になった場合、二次電池３１の通常使用範囲Ｅを高ＳＯＣ側にシフトする。そのため、充電開始前のＳＯＣ値が高くなることから、リセット処理（図６のＳ３０）のためにバッテリ２０を満充電まで充電する時間（充電時間）を短くすることが出来る。
【0102】
＜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る。
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る。
【0103】
（１）実施形態１では、バッテリ２０を車両に搭載した例を示したが、バッテリ２０をハイブリッド建機やハイブリッド電車に搭載してもよい。また、それ以外の用途へのバッテリ２０の適用も可能である。バッテリ２０は、二次電池３１がプラトー領域内で使用され、満充電又はその近傍への充電頻度が低い用途に適用されることが好ましい。
【0104】
（２）実施形態１では、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池３１を例示した。蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、他の二次電池やキャパシタであってもよい。蓄電素子の特性として、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性においてプラトー領域又は低変化領域を有し、満充電付近では、ＯＣＶの変化が大きいことが好ましい。低変化領域は、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が、満充電付近に比べて、相対的に小さい領域である。
【0105】
（３）実施形態１では、「ＳＯＣの累積推定誤差ε」に関する条件をリセット条件とした。これ以外にも、「バッテリ２０の通電時間」に関する条件や、「前回リセット処理からの経過時間」に関する条件をリセット条件としてもよい。
【0106】
（４）実施形態１では、垂下する充電電流が所定の電流閾値を下回る状態になると、満充電であると判断した。満充電の判断方法は、垂下する充電電流の値に基づく方法の他、定電流充電から定電圧充電に切り換えてからの充電時間や組電池３０の総電圧により判断することも可能である。
【0107】
（５）実施形態１では、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を、満充電検出法により補正（リセット）する例を示した。補正の方法は、満充電検出法に限定されるものではなく、バッテリ２０を満充電又はその近傍まで充電し、その後、ＯＣＶ法でＳＯＣを推定することにより、電流積算法によるＳＯＣの推定値の誤差を補正してもよい。
【0108】
ＯＣＶ法は、二次電池３１のＯＣＶに基づいてＳＯＣを推定する方法であり、ＯＣＶの計測値を、ＳＯＣとＯＣＶの相関性を示す相関データ（図５）に参照することにより、ＳＯＣを推定する方法である。
【0109】
（６）実施形態４では、バッテリ２０の状態に応じて、定電圧充電時の充電時間Ｔ２を変更する例を示した。これ以外にも、充電終止電圧など、他の充電条件を変更してもよい。また、充電条件を変更する処理は、補正条件を変更する処理の実行や充電時間Ｔ２を変更する処理の実行を前提としたものではなく、独立して行ってもよい。すなわち、補正条件を変更する処理は実行せずに、充電条件を変更する処理だけを行ってもよい。
【0110】
（７）無停電電源装置（ＵＰＳ）のように、蓄電装置がフロート充電される用途では、プラトー領域又は低変化領域にＳＯＣ１００％が設定されることもある。その場合でも、蓄電装置に対しリフレッシュ充電を行うときに（ＳＯＣ１００％を超えて充電を行うときに）、本発明のコンセプトを適用してＳＯＣ推定精度を向上できる。本発明のコンセプトは、産業用途の蓄電装置にも適用可能である。
【0111】
（８）実施形態１では、ＳＯＣの累積推定誤差εを、電流センサ４１の「計測誤差」に基づいて、算出した。電流センサ４１の計測誤差は、環境温度や使用年数により異なる場合がある。従って、電流センサ４１の計測誤差を、環境温度、使用年数の少なくともいずれかに基づいて、変更するとよい。具体的には、環境温度や使用年数と、電流センサの計測誤差の関係を予め実験等により得ておき、そのデータに基づいて、電流センサ４１の計測誤差を変更するとよい。
【符号の説明】
【0112】
１ 自動車（「車両」の一例）
１５ セルモータ
１７ オルタネータ
２０ バッテリ
３０ 組電池
３１ 二次電池（「蓄電素子」の一例）
４１ 電流センサ(「電流計測部」の一例）
４５ 電圧検出部
５０ ＢＭ（「推定部」、「変更部」、「実行部」の一例）
１５ セルモータ
１７ オルタネータ
２０ バッテリ
３０ 組電池
３１ 二次電池（「蓄電素子」の一例）
４１ 電流センサ(「電流計測部」の一例）
４５ 電圧検出部
５０ ＢＭ（「推定部」、「変更部」、「実行部」の一例）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】