特許 7168336 二次電池制御装置

(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】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】二次電池制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221101BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221101BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20221101BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

H02J7/00 P

H02J7/00 X

H01M10/48 P

H01M10/48 301

B60L3/00 S

B60L58/12

H02J7/00 Q

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018059884

(22)【出願日】2018-03-27

(65)【公開番号】P2019176558

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2021-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】505083999

【氏名又は名称】ビークルエナジージャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】申 ソクチョル

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 修一

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２４９７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３７３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２７０４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池のＳＯＣ（充電状態）を推定するＳＯＣ推定部と、
前記二次電池のＯＣＶ（開回路電圧）およびＣＣＶ（閉回路電圧）に基づく電圧降下を演算する電圧降下演算部と、
前記ＳＯＣ推定部が推定した前記ＳＯＣと、前記電圧降下演算部が演算した前記電圧降下との関係に基づいて、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する使用ＳＯＣ決定部と、を備え、
前記ＳＯＣと前記電圧降下は、前記二次電池の電流および温度ごとに分類された値である二次電池制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の二次電池制御装置において、
前記ＳＯＣと前記電圧降下との関係を表すマップ情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記マップ情報には、前記二次電池の充放電中に前記ＳＯＣ推定部がそれぞれ異なるタイミングで推定した複数の前記ＳＯＣの値と、前記ＳＯＣ推定部と同期したタイミングで前記電圧降下演算部が演算した複数の前記電圧降下の値とが、互いに対応付けて記録されている二次電池制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の二次電池制御装置において、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記マップ情報に基づいて所定のＳＯＣ範囲ごとに前記電圧降下の平均値を算出し、算出した前記電圧降下の平均値が最小のＳＯＣ範囲を、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲として決定する二次電池制御装置。

【請求項4】

請求項２に記載の二次電池制御装置において、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記マップ情報に基づいて前記電圧降下が最小となるＳＯＣの値を特定し、特定した前記ＳＯＣの値を、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの中心値として決定する二次電池制御装置。

【請求項5】

請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記マップ情報には、前記二次電池の電流および温度がさらに対応付けて記録されており、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記電流および前記温度に基づいて、前記マップ情報において対応する前記ＳＯＣの値および前記電圧降下の値を組み合わせた各データを複数のグループに分類し、分類した前記複数のグループの中でデータ数が最多のグループに含まれる前記ＳＯＣの値および前記電圧降下の値を用いて、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する二次電池制御装置。

【請求項6】

請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記マップ情報には、前記二次電池の電流が所定の電流レート範囲内であり、かつ／または前記二次電池の温度が所定の温度範囲内であるときに、前記ＳＯＣ推定部と前記電圧降下演算部がそれぞれ取得した前記ＳＯＣの値および前記電圧降下の値が記録されており、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記マップ情報に記録されている前記ＳＯＣの値および前記電圧降下の値を用いて、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する二次電池制御装置。

【請求項7】

請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記マップ情報には、所定のＳＯＣ刻みで前記電圧降下の値が大きい順に所定の上限数だけ前記電圧降下の値が記録されており、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記マップ情報に記録されている前記電圧降下の値を用いて、前記上限数における前記電圧降下の平均値を前記所定のＳＯＣ刻みで演算し、演算した前記所定のＳＯＣ刻みごとの前記電圧降下の平均値を用いて、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する二次電池制御装置。

【請求項8】

請求項７に記載の二次電池制御装置において、
前記記憶部は、前記電圧降下演算部が前記マップ情報に記録されている前記電圧降下の値よりも大きい電圧降下を演算した場合に、前記マップ情報を更新する二次電池制御装置。

【請求項9】

請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記マップ情報において対応する前記ＳＯＣの値および前記電圧降下の値を組み合わせたデータが所定のデータ数以上記録されると、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する二次電池制御装置。

【請求項10】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記二次電池は電動車両に搭載されており、
前記使用ＳＯＣ決定部は、前記電動車両の走行中に、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を変更する二次電池制御装置。

【請求項11】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池制御装置において、
前記電圧降下演算部が演算した前記電圧降下に基づいて前記二次電池の劣化度を判定する劣化判定部をさらに備える二次電池制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電手段として二次電池を用いた電源装置、分散型電力貯蔵装置、電気自動車等の二次電池システムには、一般に、電池の状態を管理する電池制御回路が搭載されている。この電池制御回路が電池の状態を管理するために用いる指標の代表的な例としては、充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、劣化状態（ＳＯＨ：State Of Health）、許容電流、許容電力などがある。ＳＯＣは、電池がどの程度まで充電されているか（電池に放電可能な電荷量がどの程度残っているか）を示すものであり、ＳＯＨは、電池が初期状態からどの程度劣化しているかを示すものである。許容電流は、電池が充放電可能な電流の最大値であり、許容電力は、許容電流に電池電圧を乗算した値である。

【0003】

近年、二次電池システムでは高出力化および長寿命化の需要がますます高まっており、これを達成するために、電池の充放電に使用されるＳＯＣ使用範囲の最適化が求められている。ＳＯＣ使用範囲の最適化に関して、下記特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、両反応ガスが各反応ガス流路に供給されて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を充電するとともに、電力を放電する蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置の電力により駆動される補機と、前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部と、前記蓄電装置の劣化を判定する劣化判定部と、前記蓄電装置から前記補機に供給される電力が、所定時間定常状態にあるかどうかを判定する定常状態判定部と、を備え、前記劣化判定部は、前記定常状態判定部により前記所定時間定常状態にあると判定されたとき、前記電圧検出部により検出した前記蓄電装置の電圧に基づいて前記蓄電装置の劣化を判定することを特徴とする燃料電池システムが記載されている。特許文献１の燃料電池システムによれば、前記蓄電装置が所定時間定常状態にあるときの前記蓄電装置の電圧に基づいて劣化判定を行うようにしているため、蓄電装置の劣化判定を精度よく行うことができる。この劣化判定結果に基づき、例えば、蓄電装置の出力上限値あるいはＳＯＣ使用範囲の決定を行うことで、蓄電装置の新品時から蓄電装置の能力を十分に発揮させて使用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２３１１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の技術では、燃料電池の発電を停止して蓄電装置から一定電流が供給されているときに、蓄電装置が定常状態にあると判断し、このときに検出された電流値や電圧値を用いて劣化判定を行っている。したがって、二次電池システムの運用中には劣化判定を実施できず、そのためＳＯＣ使用範囲の最適化を図ることができない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による二次電池制御装置は、二次電池のＳＯＣ（充電状態）を推定するＳＯＣ推定部と、前記二次電池のＯＣＶ（開回路電圧）およびＣＣＶ（閉回路電圧）に基づく電圧降下を演算する電圧降下演算部と、前記ＳＯＣ推定部が推定した前記ＳＯＣと、前記電圧降下演算部が演算した前記電圧降下との関係に基づいて、前記二次電池の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を決定する使用ＳＯＣ決定部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、二次電池システムの運用中にＳＯＣ使用範囲の最適化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る電池システムとその周辺の構成を示す図である。

【図2】単電池制御部の回路構成を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施形態において組電池制御部が行う処理内容を表すブロック線図である。

【図4】単電池の等価回路を示す回路図である。

【図5】記憶部に記憶されるマップ情報の例を示す図である。

【図6】本発明の第１の実施形態において組電池制御部が行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】ＳＯＣ範囲ごとの電圧降下の平均値の例を示す図である。

【図8】本発明の第２の実施形態において組電池制御部が行う処理内容を表すブロック線図である。

【図9】本発明の第２の実施形態において組電池制御部が行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】本発明の第３の実施形態において組電池制御部が行う処理内容を表すブロック線図である。

【図11】本発明の第３の実施形態において組電池制御部が行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】本発明の第４の実施形態において組電池制御部が行う処理内容を表すブロック線図である。

【図13】本発明の第４の実施形態において組電池制御部が行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図14】本発明の第５の実施形態において組電池制御部が行う処理内容を表すブロック線図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の電源を構成する電池システムに搭載される組電池制御部に対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。

【0010】

また、以下の各実施形態では、リチウムイオン電池を採用して単電池を直列に接続して組電池を構成しているが、単電池を並列接続したものを直列接続して組電池を構成してもよいし、直列接続した単電池を並列接続して組電池を構成してもよい。

【0011】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電池システム１００とその周辺の構成を示す図である。電池システム１００はリレー３００ａと３００ｂを介してインバータ４００に接続され、リレー３００ｃと３００ｄを介して充電器４２０に接続される。電池システム１００は、組電池１１０、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、組電池制御部１５０を備える。

【0012】

組電池１１０は、複数の単電池１１１から構成される。単電池管理部１２０は、単電池１１１の状態を監視する。電流検知部１３０は、電池システム１００に流れる電流を検知する。電圧検知部１４０は、組電池１１０の総電圧を検知する。組電池制御部１５０は、組電池１１０の状態を検知し、状態の管理等も行う。

【0013】

組電池制御部１５０は、電池システム１００において、二次電池である組電池１１０の状態を検知して組電池１１０の制御を行う二次電池制御装置として機能する。この組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０が送信する各単電池１１１の電池電圧や温度、電流検知部１３０が送信する電池システム１００に流れる電流値、電圧検知部１４０が送信する組電池１１０の総電圧値を受け取る。組電池制御部１５０は、受け取ったこれらの情報をもとに、組電池１１０の状態を検知し、組電池１１０の充放電制御を実施する。組電池制御部１５０による状態検知の結果は、単電池管理部１２０や車両制御部２００に送信される。

【0014】

組電池１１０は、電気エネルギーの蓄積および放出（直流電力の充放電）が可能な複数の単電池１１１を電気的に直列に接続して構成している。組電池１１０を構成する単電池１１１は、状態の管理・制御を実施する上で、所定の単位数にグループ分けされている。グループ分けされた単電池１１１は、電気的に直列に接続され、単電池群１１２ａ、１１２ｂを構成している。単電池群１１２を構成する単電池１１１の個数は、全ての単電池群１１２において同数でもよいし、単電池群１１２毎に単電池１１１の個数が異なっていてもよい。

【0015】

単電池管理部１２０は、組電池１１０を構成する単電池１１１の状態を監視する。単電池管理部１２０は、単電池群１１２毎に設けられた単電池制御部１２１を備える。図１では、単電池群１１２ａと１１２ｂに対応して、単電池制御部１２１ａと１２１ｂが設けられている。単電池制御部１２１は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の状態を監視および制御する。

【0016】

本実施形態では、説明を簡略化するために、４個の単電池１１１を電気的に直列接続して単電池群１１２ａと１１２ｂを構成し、単電池群１１２ａと１１２ｂをさらに電気的に直列接続して合計８個の単電池１１１を備える組電池１１０とした。

【0017】

組電池制御部１５０と単電池管理部１２０は、フォトカプラに代表される絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して信号を送受信する。

【0018】

組電池制御部１５０と、単電池管理部１２０を構成する単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂとの間の通信手段について説明する。単電池制御部１２１ａおよび１２１ｂは、それぞれが監視する単電池群１１２ａおよび１１２ｂの電位の高い順にしたがって直列に接続されている。組電池制御部１５０が単電池管理部１２０に送信した信号は、絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ａに入力される。単電池制御部１２１ａの出力は信号通信手段１６０を介して単電池制御部１２１ｂに入力され、最下位の単電池制御部１２１ｂの出力は絶縁素子１７０および信号通信手段１６０を介して組電池制御部１５０へと伝送される。本実施形態１では、単電池制御部１２１ａと単電池制御部１２１ｂの間は絶縁素子１７０を介していないが、絶縁素子１７０を介して信号を送受信することもできる。

【0019】

組電池制御部１５０は、記憶部１５１を有する。記憶部１５１は、組電池１１０、単電池１１１、単電池群１１２の内部抵抗特性、満充電時の容量、分極電圧、劣化特性、個体差情報、ＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の対応関係などの情報を格納する。さらに、単電池管理部１２０、単電池制御部１２１、組電池制御部１５０などの特性情報についてもあらかじめ記憶することができる。電池システム１００や組電池制御部１５０等の動作が停止しても、記憶部１５１に記憶した各種情報は保持される。

【0020】

組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、車両制御部２００からそれぞれ受け取った情報を用いて、１つ以上の単電池１１１のＳＯＣ、ＳＯＨ、許容充電・放電電流や電力などを検知するための演算を実行する。そして、演算結果に基づいて、単電池管理部１２０や車両制御部２００に情報を出力し、組電池１１０の充放電制御を行う。

【0021】

車両制御部２００は、組電池制御部１５０が送信する情報を用いて、リレー３００ａと３００ｂを介して電池システム１００と接続されるインバータ４００を制御する。また、リレー３００ｃと３００ｄを介して電池システム１００に接続される充電器４２０を制御する。車両走行中には、電池システム１００はインバータ４００と接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いて、モータジェネレータ４１０を駆動する。充電の際には、電池システム１００は充電器４２０と接続され、家庭用の電源または充電スタンドからの電力供給によって充電される。

【0022】

充電器４２０は、家庭または充電スタンドに代表される外部の電源を用いて組電池１１０を充電する際に用いられる。本実施形態１では、充電器４２０は車両制御部２００からの指令に基づき充電電圧や充電電流などを制御する構成としているが、組電池制御部１５０からの指令に基づき制御を実施してもよい。また、充電器４２０は車両の構成、充電器４２０の性能、使用目的、外部の電源の設置条件などに応じて車両内部に設置してもよいし、車両の外部に設置することもできる。

【0023】

電池システム１００を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御部２００の管理のもと、電池システム１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いてモータジェネレータ４１０を駆動する。回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。電池システム１００を備える車両が家庭用または充電スタンドに代表される外部の電源と接続された際には、車両制御部２００が発信する情報に基づき電池システム１００と充電器４２０とが接続され、組電池１１０が所定の条件になるまで充電される。充電によって組電池１１０に蓄えられたエネルギーは、次回の車両走行時に利用されるか、車両内外の電装品等を動作させるためにも利用される。さらに必要に応じて、家庭用の電源に代表される外部電源へも放出する場合がある。

【0024】

図２は、単電池制御部１２１の回路構成を示す図である。単電池制御部１２１は、電圧検出回路１２２、制御回路１２３、信号入出力回路１２４、温度検知部１２５を備える。電圧検出回路１２２は、各単電池１１１の端子間電圧を測定する。制御回路１２３は、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５から測定結果を受け取り、信号入出力回路１２４を介して組電池制御部１５０に送信する。なお、単電池制御部１２１に一般的に実装される、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池１１１間の電圧やＳＯＣばらつきを均等化する回路構成は、周知のものであると判断して記載を省略した。

【0025】

図２における単電池制御部１２１が備える温度検知部１２５は、単電池群１１２の温度を測定する機能を有する。温度検知部１２５は、単電池群１１２全体として１つの温度を測定し、単電池群１１２を構成する単電池１１１の温度代表値としてその温度を取り扱う。温度検知部１２５が測定した温度は、単電池１１１、単電池群１１２、または組電池１１０の状態を検知するための各種演算に用いられる。図２はこれを前提とするため、単電池制御部１２１に１つの温度検知部１２５を設けた。単電池１１１毎に温度検知部１２５を設けて単電池１１１毎に温度を測定し、単電池１１１毎の温度に基づいて各種演算を実行することもできるが、この場合は温度検知部１２５の数が多くなる分、単電池制御部１２１の構成が複雑となる。

【0026】

図２では、簡易的に温度検知部１２５を示した。実際は温度測定対象に温度センサが設置され、設置した温度センサが温度情報を電圧として出力する。これを測定した結果が制御回路１２３を介して信号入出力回路１２４に送信され、信号入出力回路１２４が単電池制御部１２１の外に測定結果を出力する。この一連の流れを実現する機能が単電池制御部１２１に温度検知部１２５として実装され、温度情報（電圧）の測定には電圧検出回路１２２を用いることもできる。

【0027】

以下では組電池制御部１５０が行う各種演算を説明する。組電池制御部１５０は、マイクロコンピュータなどによって実現されるものであり、各種のプログラムを実行することで、以下に説明するような各種の処理や演算を行うことができる。

【0028】

図３は、本発明の第１の実施形態において組電池制御部１５０が行う処理内容を表すブロック線図である。組電池制御部１５０は、フラッシュメモリ等により構成される記憶部１５１を有すると共に、ＳＯＣ推定部１５２、電圧降下演算部１５３および使用ＳＯＣ決定部１５４の各機能ブロックを有する。これらの機能ブロックは、組電池制御部１５０が行う処理や演算の一部をそれぞれ表している。

【0029】

ＳＯＣ推定部１５２は、電圧検出回路１２２が検出した単電池１１１の端子間電圧と、電流検知部１３０が計測した電流Ｉと、温度検知部１２５が計測した温度Ｔとに基づき、組電池１１０を構成する各単電池１１１のＳＯＣの推定を行う。なお、単電池１１１の端子間電圧として、電圧検知部１４０が計測した組電池１１０の電圧を単電池１１１の直列数で除算して得られた電圧を用いてもよい。以下に、ＳＯＣ推定部１５２が行うＳＯＣ推定のための処理内容の一例として、電圧に基づくＳＯＣの推定処理を説明する。

【0030】

図４は単電池１１１の等価回路を示す回路図である。図４において、単電池１１１は、電圧源４０１と、直流抵抗４０２と、分極抵抗４０３と、キャパシタンス成分４０４から構成される。分極抵抗４０３とキャパシタンス成分４０４は並列接続され、その並列接続対と、電圧源４０１と、直流抵抗４０２とが直列接続されている。

【0031】

直流抵抗４０２の抵抗値をＲｏと表し、分極抵抗４０３とキャパシタンス成分４０４の並列接続対の電圧に相当する分極電圧をＶｐと表すと、単電池１１１に電流Ｉを印加したときの単電池１１１の端子間電圧（ＣＣＶ：Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）は、以下の式（１）で表される。式（１）において、ＯＣＶは電圧源４０１の両端電圧である。このＯＣＶは、充放電電流が流れていない時で、かつ、その電圧が時間的に一定である時の単電池１１１の端子間電圧に相当する。
CCV＝OCV＋I×Ro＋Vp （１）

【0032】

ＯＣＶは、ＳＯＣ（充電状態）の演算に用いられるが、単電池１１１が充放電されている状況ではＣＣＶが測定され、ＯＣＶを直接測定することが不可能である。このため、式（１）を変形した以下の式（２）により、ＣＣＶからＩＲドロップと分極電圧Ｖｐを差し引くことで、ＯＣＶが算出される。
OCV＝CCV－I×Ro－Vp （２）

【0033】

直流抵抗４０２の抵抗値Ｒｏと分極電圧Ｖｐは、単電池１１１から抽出される特性情報により決定することができる。単電池１１１の特性情報は、単電池１１１を充放電することで実験的に把握した値として記憶部１５１に予め格納されている。なお、直流抵抗４０２の抵抗値Ｒｏや分極電圧Ｖｐを決定する際に用いる特性情報を、単電池１１１のＳＯＣや温度、電流などに応じて変えるようにすると、高精度なＯＣＶを得ることができる。また、端子間電圧ＣＣＶは、電圧検知部１４０の計測結果を単電池１１１の直列数で除算したものを用いるものとし、電流Ｉは、電流検知部１３０の計測結果から得られる。

【0034】

なお、上記の説明では、単電池１１１の充放電中に測定したＣＣＶの値からＯＣＶの値を算出し、これに基づいてＳＯＣの推定を行うこととしたが、単電池１１１が充放電されていないときに測定したＯＣＶの値を用いてＳＯＣを推定してもよい。

【0035】

次に、ＳＯＣ推定部１５２が行うＳＯＣ推定のための処理内容の他の一例として、電流に基づくＳＯＣの推定処理を説明する。ＳＯＣ推定部１５２は、以下の式（３）により単電池１１１のＳＯＣ推定を行うこともできる。式（３）において、ＳＯＣ０は単電池１１１の充放電前の初期ＳＯＣの値を表し、電流Ｉは電流検知部１３０の計測値を表す。また、Ｑｍａｘは単電池１１１の満充電時の容量を表しており、これは、単電池１１１または組電池１１０を充放電することで実験的に把握した値として記憶部１５１に予め格納されている。
SOCi＝SOC0＋100×∫Idt／Qmax （３）

【0036】

ＳＯＣ推定部１５２は、式（２）、式（３）のどちらを用いたＳＯＣ検出を行っても良いものとする。ＳＯＣ推定部１５２により求められたＳＯＣの値は、所定の周期でＳＯＣ推定部１５２から記憶部１５１に出力される。

【0037】

電圧降下演算部１５３は、電圧検出回路１２２が検出した単電池１１１の端子間電圧に基づいて、ＯＣＶとＣＣＶの差分である電圧降下を演算する。このときのＯＣＶの値は、前述の式（２）を用いてＣＣＶから求めてもよいし、単電池１１１が充放電されていないときに電圧検出回路１２２が検出した単電池１１１の端子間電圧を用いてもよい。電圧降下演算部１５３により演算された電圧降下の値は、ＳＯＣ推定部１５２と同期した所定の周期で、電圧降下演算部１５３から記憶部１５１に出力される。

【0038】

記憶部１５１には、ＳＯＣ推定部１５２から出力されたＳＯＣの値と、電圧降下演算部１５３から出力された電圧降下の値とに基づいて、ＳＯＣと電圧降下の関係を表すマップ情報が記憶される。このマップ情報では、組電池１１０の充放電中にＳＯＣ推定部１５２がそれぞれ異なるタイミングで推定した複数のＳＯＣの値と、これと同期したタイミングで電圧降下演算部１５３が演算した複数の電圧降下の値とが、互いに対応付けて記録されている。

【0039】

図５は、記憶部１５１に記憶されるマップ情報の例を示す図である。図５に示すマップ情報５０１には、SOC1～SOC6を含む複数のＳＯＣの値と、ΔV1～ΔV6を含む複数の電圧降下の値とが、互いに対応付けて記録されている。また、これらのＳＯＣおよび電圧降下の値に加えて、I1～I6を含む電流値と、T1～T6を含む温度とが、さらに対応付けて記録されている。電流値I1～I6は、SOC1～SOC6およびΔV1～ΔV6の取得時に電流検知部１３０によってそれぞれ測定された単電池１１１の電流Ｉの値を表し、温度T1～T6は、SOC1～SOC6およびΔV1～ΔV6の取得時に温度検知部１２５によってそれぞれ測定された単電池１１１の温度Ｔの値を表している。なお、対応するＳＯＣ、電圧降下、電流、温度の値を相互に参照できれば、記憶部１５１に記憶されるマップ情報の形式は図５のものに限定されない。

【0040】

使用ＳＯＣ決定部１５４は、記憶部１５１に記憶されたマップ情報を参照し、これに基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する。そして、決定した使用ＳＯＣ範囲の情報を単電池管理部１２０や車両制御部２００に出力することで、組電池１１０の充放電を行うＳＯＣの範囲を制限する。

【0041】

次に、本発明の第１の実施形態における使用ＳＯＣ範囲の決定方法の詳細について説明する。本実施形態の使用ＳＯＣ決定部１５４は、以下で説明するような手法により、記憶部１５１に記憶されたマップ情報から、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する。

【0042】

図６は、本発明の第１の実施形態において組電池制御部１５０が行う処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態の組電池制御部１５０は、たとえば組電池１１０の充放電中に、所定の処理周期ごとに図６のフローチャートに示す処理を実行する。

【0043】

ステップＳ１０において、組電池制御部１５０は、組電池１１０における各単電池１１１の電圧、電流、温度をそれぞれ取得する。ここでは、単電池管理部１２０から送信される各単電池１１１の電圧および温度の測定値と、電流検知部１３０から送信される電流値とを組電池制御部１５０において受信することで、これらの値を取得する。なお、電圧検知部１４０から送信される組電池１１０の総電圧値を受信し、これに基づいて各単電池１１１の電圧を取得してもよい。

【0044】

ステップＳ２０において、組電池制御部１５０は、ＳＯＣ推定部１５２によりＳＯＣを推定する。ここでは、ステップＳ１０で取得した電圧、電流、温度の値に基づき、前述のような方法で各単電池１１１のＳＯＣを推定する。

【0045】

ステップＳ３０において、組電池制御部１５０は、電圧降下演算部１５３により、ＯＣＶとＣＣＶの差分に応じた電圧降下を演算する。ここでは前述のように、ステップＳ１０で取得した電圧からＯＣＶとＣＣＶの値をそれぞれ求め、これらの差分を算出することで電圧降下の演算を行うことができる。あるいは、ステップＳ１０で取得した電流や温度の値に基づいてＣＣＶに対応するＯＣＶの値を推定し、これらの差分を算出することで電圧降下の演算を行ってもよい。なお、ＣＣＶの値を求める際には、組電池１１０の充放電が一定時間以上休止された後の充放電時や、一定レート範囲内での充電後に行われた放電時、または一定レート範囲内での放電後に行われた充電時に取得された電圧を用いることが好ましい。

【0046】

ステップＳ４０において、組電池制御部１５０は、ステップＳ２０、Ｓ３０でそれぞれ求めたＳＯＣおよび電圧降下の値と、ステップＳ１０で取得した電流および温度の値とをそれぞれ対応付けて、記憶部１５１のマップ情報に記録する。これにより、図５に例示したようなマップ情報が記憶部１５１において記憶されると共に、ＳＯＣと電圧降下の値が算出される度にマップ情報が更新される。

【0047】

ステップＳ５０において、組電池制御部１５０は、記憶部１５１に記憶されているマップ情報において所定数以上のデータが記録されたか否かを判定する。ステップＳ４０の処理が所定回数以上繰り返されることで、マップ情報において対応するＳＯＣの値および電圧降下の値を組み合わせたデータが所定のデータ数以上記録された場合には、ステップＳ５０を肯定判定してステップＳ６０に進む。一方、これまでのステップＳ４０の処理回数が不足しており、マップ情報において所定数以上のデータが未記録である場合には、ステップＳ５０を否定判定してステップＳ１０へ戻り、上記の処理を繰り返す。これにより、使用ＳＯＣ範囲の決定に用いられる十分なデータが得られるまでは、マップ情報へのデータ記録を継続する。

【0048】

ステップＳ６０において、組電池制御部１５０は、使用ＳＯＣ決定部１５４により、記憶部１５１に記憶されているマップ情報を参照して、マップ情報におけるＳＯＣと電圧降下の値を電流および温度ごとに分類する。ここでは、マップ情報に記録されている電流および温度の値を用いて、ＳＯＣと電圧降下の値を組み合わせた各データを複数のグループに分類する。たとえば、図５に例示したマップ情報５０１を参照する場合は、各行の電流および温度の値から、各行のＳＯＣおよび電圧降下の値が予め設定された複数のグループのいずれに分類されるかを判断することで、使用ＳＯＣ決定部１５４においてマップ情報５０１の分類を行うことができる。

【0049】

ステップＳ７０において、組電池制御部１５０は、使用ＳＯＣ決定部１５４により、ステップＳ６０で分類した複数のグループのうちでデータ数が最大のグループを特定し、このグループに含まれるＳＯＣと電圧降下の値を抽出する。これにより、組電池１１０の充放電が最も頻繁に行われる電流Ｉおよび温度ＴにおけるＳＯＣと電圧降下の値を、記憶部１５１に記憶されたマップ情報から取得することができる。

【0050】

ステップＳ８０において、組電池制御部１５０は、使用ＳＯＣ決定部１５４により、ステップＳ７０で抽出したＳＯＣと電圧降下の値を用いて、所定のＳＯＣ範囲ごとに電圧降下の平均値を算出する。ここでは、たとえば各単電池１１１のＳＯＣが取り得る値の最小値を10％、最大値を80%とし、この最小値から最大値の間で50%のＳＯＣ範囲を1%刻みで予め設定しておく。そして、ステップＳ７０で抽出したＳＯＣと電圧降下の値から、各ＳＯＣ範囲に対応する一つ以上の電圧降下の値を取得して、その平均値を求める。このようにして、設定されたＳＯＣ範囲ごとに電圧降下の平均値を算出する。

【0051】

図７は、上記の手法で算出されたＳＯＣ範囲ごとの電圧降下の平均値の例を示す図である。図７に例示した平均値リスト７０１では、たとえば10%～60%のＳＯＣ範囲では電圧降下の平均値が0.21Vであり、11%～61%のＳＯＣ範囲では電圧降下の平均値が0.20Vであることを示している。同様に、30%～80%まで1%刻みで設定された各ＳＯＣ範囲について、電圧降下の平均値がそれぞれ示されている。

【0052】

図６の説明に戻ると、ステップＳ９０において、組電池制御部１５０は、使用ＳＯＣ決定部１５４により、ステップＳ８０で電圧降下の平均値を算出した複数のＳＯＣ範囲のうちで電圧降下の平均値が最小のＳＯＣ範囲を特定する。そして、このＳＯＣ範囲を、組電池１１０の充放電を行う際の使用ＳＯＣ範囲に決定する。たとえば図７に例示した平均値リスト７０１において、25%～75%のＳＯＣ範囲で電圧降下の平均値が0.08Vと計算されており、これが最小値であったとする。この場合、使用ＳＯＣ決定部１５４は、組電池１１０における各単電池１１１の使用ＳＯＣ範囲を25%～75%に決定する。

【0053】

使用ＳＯＣ決定部１５４は、以上説明したような処理により、ＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣと、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下との関係に基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定することができる。ステップＳ９０を実行したら、組電池制御部１５０は図６のフローチャートに示す処理を終了する。

【0054】

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

【0055】

（１）組電池制御部１５０は、二次電池である組電池１１０の制御を行う二次電池制御装置として機能する。組電池制御部１５０は、組電池１１０のＳＯＣ（充電状態）を推定するＳＯＣ推定部１５２と、組電池１１０のＯＣＶ（開回路電圧）およびＣＣＶ（閉回路電圧）に基づく電圧降下を演算する電圧降下演算部１５３と、ＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣと、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下との関係に基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する使用ＳＯＣ決定部１５４とを備える。このようにしたので、二次電池システムである電池システム１００の運用中に、ＳＯＣ使用範囲の最適化を図ることができる。

【0056】

（２）組電池制御部１５０は、ＳＯＣと電圧降下との関係を表すマップ情報５０１を記憶する記憶部１５１をさらに備える。マップ情報５０１には、図５に例示したように、組電池１１０の充放電中にＳＯＣ推定部１５２がそれぞれ異なるタイミングで推定したＳＯＣの値であるSOC1～SOC6と、ＳＯＣ推定部１５２と同期したタイミングで電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下の値であるΔV1～ΔV6とが、互いに対応付けて記録されている。このようにしたので、使用ＳＯＣ決定部１５４が使用ＳＯＣ範囲の決定において用いるＳＯＣおよび電圧降下の値を、参照しやすい形式で保持しておくことができる。

【0057】

（３）使用ＳＯＣ決定部１５４は、マップ情報５０１に基づいて所定のＳＯＣ範囲ごとに電圧降下の平均値を算出し（ステップＳ８０）、算出した電圧降下の平均値が最小のＳＯＣ範囲を、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲として決定する（ステップＳ９０）。このようにしたので、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を適切な値で決定することができる。

【0058】

（４）マップ情報５０１には、組電池１１０の電流および温度がさらに対応付けて記録されている。使用ＳＯＣ決定部１５４は、この電流および温度に基づいて、マップ情報５０１において対応するＳＯＣの値および電圧降下の値を組み合わせた各データを複数のグループに分類し（ステップＳ６０）、分類した複数のグループの中でデータ数が最多のグループに含まれるＳＯＣの値および電圧降下の値を用いて（ステップＳ７０）、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する（ステップＳ８０、Ｓ９０）。このようにしたので、組電池１１０の充放電が最も頻繁に行われる電流および温度におけるＳＯＣと電圧降下の値から、組電池１１０の充放電において最適なＳＯＣの範囲を決定することができる。

【0059】

（５）使用ＳＯＣ決定部１５４は、マップ情報５０１において対応するＳＯＣの値および電圧降下の値を組み合わせたデータが所定のデータ数以上記録されると（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０～Ｓ９０の処理を実行して、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する。このようにしたので、データ不足によって誤差の大きいＳＯＣ範囲が算出されてしまうのを防止できる。

【0060】

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明した組電池制御部１５０の代わりに、以下で説明する組電池制御部１５０ａを用いて、組電池１１０の充放電制御を行う例を説明する。

【0061】

図８は、本発明の第２の実施形態において組電池制御部１５０ａが行う処理内容を表すブロック線図である。図８の組電池制御部１５０ａは、図３に示した第１の実施形態の組電池制御部１５０と比べて、使用ＳＯＣ決定部１５４から使用ＳＯＣ範囲の代わりに使用ＳＯＣ中心値の情報が出力される点が異なる。これ以外の点は、組電池制御部１５０と同様の構成を有している。

【0062】

図９は、本発明の第２の実施形態において組電池制御部１５０ａが行う処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態の組電池制御部１５０ａは、たとえば組電池１１０の充放電中に、所定の処理周期ごとに図９のフローチャートに示す処理を実行する。

【0063】

ステップＳ１０～Ｓ７０では、組電池制御部１５０ａは、図６で説明したのと同様の処理をそれぞれ行う。ステップＳ８０ａにおいて、組電池制御部１５０ａは、使用ＳＯＣ決定部１５４により、ステップＳ７０で抽出したＳＯＣと電圧降下の値を用いて、電圧降下の値が最小となるＳＯＣの値を特定する。そして、このＳＯＣの値を、組電池１１０の充放電を行う際の中心ＳＯＣに決定する。

【0064】

組電池制御部１５０ａの使用ＳＯＣ決定部１５４は、以上説明したような処理により、ＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣと、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下との関係に基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定することができる。ステップＳ８０ａを実行したら、組電池制御部１５０ａは図９のフローチャートに示す処理を終了する。

【0065】

以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（２）、（４）、（５）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0066】

（６）組電池制御部１５０ａは、二次電池である組電池１１０の制御を行う二次電池制御装置として機能する。組電池制御部１５０ａは、組電池１１０のＳＯＣ（充電状態）を推定するＳＯＣ推定部１５２と、組電池１１０のＯＣＶ（開回路電圧）およびＣＣＶ（閉回路電圧）に基づく電圧降下を演算する電圧降下演算部１５３と、ＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣと、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下との関係に基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定する使用ＳＯＣ決定部１５４とを備える。このようにしたので、第１の実施形態と同様に、二次電池システムである電池システム１００の運用中に、ＳＯＣ使用範囲の最適化を図ることができる。

【0067】

（７）使用ＳＯＣ決定部１５４は、マップ情報５０１に基づいて電圧降下が最小となるＳＯＣの値を特定し、特定したＳＯＣの値を、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値として決定する（ステップＳ８０ａ）。このようにしたので、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を適切な値で決定することができる。

【0068】

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１、第２の実施形態で説明した組電池制御部１５０、１５０ａの代わりに、以下で説明する組電池制御部１５０ｂを用いて、組電池１１０の充放電制御を行う例を説明する。

【0069】

図１０は、本発明の第３の実施形態において組電池制御部１５０ｂが行う処理内容を表すブロック線図である。図１０の組電池制御部１５０ｂは、図３に示した第１の実施形態の組電池制御部１５０と比べて、ＳＯＣ推定部１５２および電圧降下演算部１５３と記憶部１５１の間に、記憶制御部１５５をさらに有する点が異なる。これ以外の点は、組電池制御部１５０と同様の構成を有している。

【0070】

記憶制御部１５５には、ＳＯＣ推定部１５２から出力されたＳＯＣの値と、電圧降下演算部１５３から出力された電圧降下の値と、電流検知部１３０が計測した電流Ｉと、温度検知部１２５が計測した温度Ｔとが入力される。記憶制御部１５５は、これらの情報に基づき、記憶部１５１に記憶されているマップ情報の更新を制御する。具体的には、電流Ｉと温度Ｔがそれぞれ所定の条件を満たすか否かを判断し、いずれも条件を満たすと判断したときにのみ、ＳＯＣおよび電圧降下の値をマップ情報に記録して更新する。なお、電流Ｉと温度Ｔの少なくとも一方が条件を満たさないときには、ＳＯＣ推定部１５２と電圧降下演算部１５３がそれぞれ求めたＳＯＣおよび電圧降下の値は、マップ情報には記録されずに破棄される。したがって、このときのＳＯＣおよび電圧降下の値は、使用ＳＯＣ決定部１５４が使用ＳＯＣ範囲を決定する際に利用されることはない。

【0071】

図１１は、本発明の第３の実施形態において組電池制御部１５０ｂが行う処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態の組電池制御部１５０ｂは、たとえば組電池１１０の充放電中に、所定の処理周期ごとに図１１のフローチャートに示す処理を実行する。

【0072】

ステップＳ１０では、組電池制御部１５０ｂは、図６で説明したのと同様に、組電池１１０における各単電池１１１の電圧、電流、温度をそれぞれ取得する。ステップＳ１１ｂにおいて、組電池制御部１５０ｂは、記憶制御部１５５により、ステップＳ１０で取得した電流が所定の電流レート範囲内であるか否かを判定する。その結果、取得した電流Ｉの値が所定の電流レート範囲内、たとえば５Ｃ以上５．２Ｃ以下の範囲内にあればステップＳ１２ｂへ進み、そうでなければステップＳ１０へ戻って次の取得タイミングまで待機した後、電圧、電流、温度の取得を継続する。

【0073】

ステップＳ１２ｂにおいて、組電池制御部１５０ｂは、記憶制御部１５５により、ステップＳ１０で取得した温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定する。その結果、取得した温度Ｔの値が所定の温度範囲内、たとえば３５℃以上４０℃以下の範囲内にあればステップＳ２０へ進み、そうでなければステップＳ１０へ戻って次の取得タイミングまで待機した後、電圧、電流、温度の取得を継続する。

【0074】

ステップＳ２０、Ｓ３０では、組電池制御部１５０ｂは、図６で説明したのと同様の処理をそれぞれ行う。ステップＳ４０ｂにおいて、組電池制御部１５０ｂは、記憶制御部１５５により、ステップＳ２０、Ｓ３０でＳＯＣ推定部１５２と電圧降下演算部１５３がそれぞれ求めたＳＯＣおよび電圧降下の値をそれぞれ対応付けて、記憶部１５１のマップ情報に記録する。なお、第１の実施形態で説明した図６のステップＳ４０の処理とは異なり、ここでは電流および温度の値をマップ情報に記録する必要はない。ただし、電流および温度の値をマップ情報に記録してもよい。これにより、ＳＯＣおよび電圧降下の値を少なくとも組み合わせたマップ情報が記憶部１５１において記憶されると共に、所定の電流条件および温度条件を満たしたときには、ＳＯＣと電圧降下の値が算出される度にマップ情報が更新される。

【0075】

ステップＳ５０、Ｓ８０、Ｓ９０では、組電池制御部１５０ｂは、図６で説明したのと同様の処理をそれぞれ行う。なお、上記のように電流および温度の値をマップ情報に記録した場合には、図６のステップＳ６０、Ｓ７０の処理をさらに実行することで、マップ情報におけるＳＯＣと電圧降下の値を電流および温度に応じて複数のグループに分類し、その中でデータ数が最大のグループに含まれるＳＯＣと電圧降下の値を抽出してから、ステップＳ８０およびＳ９０の処理を行ってもよい。ステップＳ９０を実行したら、組電池制御部１５０ｂは図１１のフローチャートに示す処理を終了する。

【0076】

以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）～（５）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0077】

（８）マップ情報には、組電池１１０の電流が所定の電流レート範囲内であり、かつ組電池１１０の温度が所定の温度範囲内であるときに、ＳＯＣ推定部１５２と電圧降下演算部１５３がそれぞれ取得したＳＯＣの値および電圧降下の値が記録されている。使用ＳＯＣ決定部１５４は、このマップ情報に記録されているＳＯＣの値および電圧降下の値を用いて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する（ステップＳ８０、Ｓ９０）。このようにしたので、マップ情報で収集するデータ量を減らしつつ、組電池１１０が頻繁に使用される電流および温度におけるＳＯＣと電圧降下の値から、組電池１１０の充放電において最適なＳＯＣの範囲を決定することができる。

【0078】

なお、以上説明した第３の実施形態では、記憶制御部１５５がステップＳ１１ｂ、Ｓ１２ｂの処理を実行することで、電流条件と温度条件の両方を満たした場合にＳＯＣと電圧降下の値をマップ情報に記録することとしたが、ステップＳ１１ｂ、Ｓ１２ｂの処理の一方のみを実行することで、電流条件と温度条件のいずれか一方を満たした場合にＳＯＣと電圧降下の値をマップ情報に記録してもよい。すなわち、マップ情報には、組電池１１０の電流が所定の電流レート範囲内であるか、または、組電池１１０の温度が所定の温度範囲内であるときに、ＳＯＣ推定部１５２と電圧降下演算部１５３がそれぞれ取得したＳＯＣの値および電圧降下の値が記録されていてもよい。

【0079】

また、以上説明した第３の実施形態では、使用ＳＯＣ決定部１５４がステップＳ８０およびＳ９０の処理を実行することで、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定する例を説明したが、第２の実施形態で説明したように、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定してもよい。

【0080】

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第１～第３の実施形態で説明した組電池制御部１５０、１５０ａ、１５０ｂの代わりに、以下で説明する組電池制御部１５０ｃを用いて、組電池１１０の充放電制御を行う例を説明する。

【0081】

図１２は、本発明の第４の実施形態において組電池制御部１５０ｃが行う処理内容を表すブロック線図である。図１２の組電池制御部１５０ｃは、図１０に示した第３の実施形態の組電池制御部１５０ｂと比べて、記憶制御部１５５に電流および温度の情報が入力されない点と、使用ＳＯＣ決定部１５４から使用ＳＯＣ範囲の代わりに使用ＳＯＣ中心値の情報が出力される点が異なる。これ以外の点は、組電池制御部１５０ｂと同様の構成を有している。

【0082】

図１３は、本発明の第４の実施形態において組電池制御部１５０ｃが行う処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態の組電池制御部１５０ｃは、たとえば組電池１１０の充放電中に、所定の処理周期ごとに図１３のフローチャートに示す処理を実行する。

【0083】

ステップＳ１０～Ｓ３０では、組電池制御部１５０ｃは、図６で説明したのと同様の処理をそれぞれ行う。ステップＳ３１ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、記憶制御部１５５により、ステップＳ２０でＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣの値が、予め設定された複数のＳＯＣ区分のうちどの区分に属するかを特定する。ここで、マップ情報には所定のＳＯＣ範囲において所定のＳＯＣ刻みで複数のＳＯＣ区分が予め設定されている。たとえば、40～60%のＳＯＣ範囲において5%刻みで４つのＳＯＣ区分が設定される。ステップＳ３１ｃでは、ステップＳ２０で推定したＳＯＣの値が、これらのＳＯＣ区分のうちどれに属するかを特定する。

【0084】

ステップＳ３２ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、記憶制御部１５５により、ステップＳ３１ｃで特定したＳＯＣ区分に対して、所定の上限数ｎ個の電圧降下のデータがマップ情報において既に記録済みであるか否かを判定する。ここで、ＳＯＣ区分に対するデータの上限数ｎはＳＯＣ区分ごとに予め定められており、たとえばｎ＝５である。なお、ｎの値は１以上の整数であれば任意に設定可能であり、ＳＯＣ区分ごとに異なる値を設定してもよい。また、データの収集期間に応じてｎの値を変化させてもよい。ステップＳ３２ｃの判定の結果、当該ＳＯＣ区分においてｎ個のデータがマップ情報にまだ記録されていなければステップＳ３３ｃへ進み、記録済みであればステップＳ４０ｃへ進む。

【0085】

ステップＳ３３ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、記憶制御部１５５により、ステップＳ３０で電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下の値と、ステップＳ３１ｃで特定したＳＯＣ区分でマップ情報に記録済みのデータが表す電圧降下の値とを比較する。その結果、マップ情報に記録済みのデータのいずれかよりも大きな電圧降下の値が演算された場合はステップＳ４０ｃへ進み、そうでない場合、すなわち演算された電圧降下の値がマップ情報に記録済みのデータの最小値よりも小さい場合はステップＳ５０ｃへ進む。

【0086】

ステップＳ４０ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、記憶制御部１５５により、ステップＳ２０、Ｓ３０でＳＯＣ推定部１５２と電圧降下演算部１５３がそれぞれ求めたＳＯＣおよび電圧降下の値をそれぞれ対応付けて、記憶部１５１のマップ情報に記録する。ここでは、ステップＳ３１ｃで特定したＳＯＣ区分に対応付けて、ＳＯＣおよび電圧降下の値をマップ情報に記録する。なお、当該ＳＯＣ区分においてｎ個のデータが既に記録されている場合は、その中で電圧降下の値が最小のものを削除し、代わりに今回取得したＳＯＣおよび電圧降下の値を新たに記録することで、マップ情報のデータを置き換える。このとき、ＳＯＣの値は記録せずに電圧降下の値のみを記録してもよい。また、第３の実施形態で説明した図１１のステップＳ４０ｂと同様に、電流および温度の値をマップ情報に記録してもよい。これにより、マップ情報には、所定のＳＯＣ刻みで電圧降下の値が大きい順に所定の上限数ｎだけ電圧降下の値が記憶部１５１において記憶されると共に、電圧降下演算部１５３がマップ情報に記録されている電圧降下の値よりも大きい電圧降下を演算した場合には、マップ情報が更新される。

【0087】

ステップＳ５０ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、記憶部１５１に記憶されているマップ情報において、全てのＳＯＣ区分で上限数ｎ個のデータが記録されたか否かを判定する。ステップＳ４０ｃの処理が各ＳＯＣ区分について少なくともｎ回以上繰り返されることで、マップ情報において電圧降下の値を表すデータが各ＳＯＣ区分でｎ個ずつ記録された場合には、ステップＳ５０ｃを肯定判定してステップＳ８０ｃに進む。一方、これまでのステップＳ４０ｃの処理回数が不足しており、マップ情報においてｎ個のデータが記録されていないＳＯＣ区分が存在する場合には、ステップＳ５０ｃを否定判定してステップＳ１０へ戻り、上記の処理を繰り返す。これにより、中心ＳＯＣの決定に用いられる十分なデータが得られるまでは、マップ情報へのデータ記録を継続する。

【0088】

ステップＳ８０ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、使用ＳＯＣ決定部１５４により、マップ情報に記録されている電圧降下の値を用いて、ＳＯＣ区分ごとにｎ個の電圧降下の平均値を算出する。ここでは、前述のようにマップ情報において予め設定されている複数のＳＯＣ区分、たとえば40～60%のＳＯＣ範囲において5%刻みで設定された４つのＳＯＣ区分の各々について、マップ情報に記録されているｎ個のデータにおける電圧降下の平均値を算出する。

【0089】

ステップＳ８１ｃにおいて、組電池制御部１５０ｃは、使用ＳＯＣ決定部１５４により、ステップＳ８０ｃで算出した電圧降下の平均値が最小となるＳＯＣ区分を特定する。そして、このＳＯＣ区分を組電池１１０の充放電を行う際の中心ＳＯＣに決定する。なお、このとき特定したＳＯＣ区分をそのまま中心ＳＯＣとすることで、組電池１１０の充放電に用いるＳＯＣの中心値をＳＯＣ区分の刻み幅に応じた範囲で決定してもよい。あるいは、特定したＳＯＣ区分の範囲内でいずれかのＳＯＣの値を指定し、これを中心ＳＯＣとして決定してもよい。

【0090】

組電池制御部１５０ｃの使用ＳＯＣ決定部１５４は、以上説明したような処理により、ＳＯＣ推定部１５２が推定したＳＯＣと、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下との関係に基づいて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定することができる。ステップＳ８１ｃを実行したら、組電池制御部１５０ｃは図１３のフローチャートに示す処理を終了する。

【0091】

以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した（１）～（５）の作用効果、および第２の実施形態で説明した（６）、（７）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0092】

（９）マップ情報には、所定のＳＯＣ刻みで電圧降下の値が大きい順に所定の上限数ｎだけ電圧降下の値が記録されている。使用ＳＯＣ決定部１５４は、マップ情報に記録されている電圧降下の値を用いて、上限数ｎにおける電圧降下の平均値を所定のＳＯＣ刻みで演算し（ステップＳ８０ｃ）、演算した所定のＳＯＣ刻みごとの電圧降下の平均値を用いて、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定する（ステップＳ８１ｃ）。このようにしたので、マップ情報で収集するデータ量を減らしつつ、組電池１１０の充放電中に最大電流付近で測定される電圧降下の最大値から、組電池１１０の充放電において最適なＳＯＣの中心値を決定することができる。

【0093】

（１０）記憶制御部１５５は、電圧降下演算部１５３がマップ情報に記録されている電圧降下の値よりも大きい電圧降下を演算した場合に（ステップＳ３３ｃ：Ｙｅｓ）、マップ情報を更新する（ステップＳ４０ｃ）。このようにしたので、マップ情報に記録される電圧降下の値を最新の状態に保つことができる。

【0094】

なお、以上説明した第４の実施形態では、使用ＳＯＣ決定部１５４がステップＳ８０ｃおよびＳ８１ｃの処理を実行することで、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの中心値を決定する例を説明したが、第１の実施形態や第３の実施形態で説明したように、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲を決定してもよい。

【0095】

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態では、第１～第４の実施形態で説明した組電池制御部１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの代わりに、以下で説明する組電池制御部１５０ｄを用いることにより、組電池１１０の充放電制御とともに劣化判定を行う例を説明する。

【0096】

図１４は、本発明の第５の実施形態において組電池制御部１５０ｄが行う処理内容を表すブロック線図である。図１４の組電池制御部１５０ｄは、図３に示した第１の実施形態の組電池制御部１５０と比べて、劣化判定部１５６をさらに有する点が異なる。これ以外の点は、組電池制御部１５０と同様の構成を有している。

【0097】

劣化判定部１５６には、電圧降下演算部１５３から出力された電圧降下の値が入力される。劣化判定部１５６は、入力された電圧降下の値に基づいて組電池１１０の劣化度を判定する。たとえば、電池システム１００の運用開始時点からの電圧降下の値を蓄積し、その変化状態から組電池１１０の各単電池１１１において内部抵抗がどの程度増加したかを判断することで、組電池１１０の劣化度を判断することができる。劣化判定部１５６は、決定した劣化度の情報を単電池管理部１２０や車両制御部２００に出力する。

【0098】

以上説明した本発明の第５の実施形態によれば、第１～第４の実施形態で説明した（１）～（１０）の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

【0099】

（１１）組電池制御部１５０ｄは、電圧降下演算部１５３が演算した電圧降下に基づいて組電池１１０の劣化度を判定する劣化判定部１５６をさらに備える。このようにしたので、組電池１１０がどの程度劣化したかを知ることができる。

【0100】

なお、以上説明した第５の実施形態では、第１の実施形態で説明した組電池制御部１５０に劣化判定部１５６を組み合わせて組電池制御部１５０ｄを構成した例を説明したが、第２～第４の実施形態で説明した組電池制御部１５０ａ～１５０ｃと劣化判定部１５６をそれぞれ組み合わせてもよい。また、前述したこれらの変形例と劣化判定部１５６をそれぞれ組み合わせることも可能である。

【0101】

以上説明した各実施形態によれば、使用ＳＯＣ決定部１５４は、電動車両に搭載された組電池１１０について、電動車両の走行中に、組電池１１０の充放電において使用するＳＯＣの範囲または中心値を変更することが可能となる。

【0102】

なお、以上説明した各実施形態において、組電池１１０の充放電状態によっては、充放電中に電圧降下の値を取得可能なＳＯＣの範囲が狭く、マップ情報に必要なＳＯＣ範囲を十分にカバーできない場合がある。このような場合、電圧降下のデータが不足しているＳＯＣ範囲については、外挿により取得済みのデータから電圧降下の値を求めてデータを補間してもよい。あるいは、マップ情報に記録されているＳＯＣの値を参照して、データが不足しているＳＯＣ範囲で組電池１１０の充放電を行うように制御することで、必要なＳＯＣ範囲の電圧降下のデータを取得できるようにしてもよい。

【0103】

また、以上説明した各実施形態において、組電池制御部１５０，１５０ａ～１５０ｄがそれぞれ有する各構成要素は、マイクロコンピュータ等で実行されるソフトウェアにより実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現してもよい。また、これらを混在して使用してもよい。

【0104】

以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0105】

１００：電池システム、１１０：組電池、１１１：単電池、１１２：単電池群、１２０：単電池管理部、１２１：単電池制御部、１２２：電圧検出回路、１２３：制御回路、１２４：信号入出力回路、１２５：温度検知部、１３０：電流検知部、１４０：電圧検知部、１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ：組電池制御部、１５１：記憶部、１５２：ＳＯＣ推定部、１５３：電圧降下演算部、１５４：使用ＳＯＣ決定部、１５５：記憶制御部、１５６：劣化判定部、１６０：信号通信手段、１７０：絶縁素子、２００：車両制御部、３００ａ～３００ｄ：リレー、４００：インバータ、４１０：モータジェネレータ、４２０：充電器

【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】