特許 7174333 蓄電装置、蓄電素子の容量推定方法

(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】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】蓄電装置、蓄電素子の容量推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3828 20190101AFI20221110BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221110BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20221110BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221110BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

G01R31/3828

H02J7/00 X

H01M10/44 P

H01M10/48 P

B60R16/04 W

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019060964

(22)【出願日】2019-03-27

(65)【公開番号】P2020159930

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-12-16

(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】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今中 佑樹

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２２１４６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１１６５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４８９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２５８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－９９２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９１７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－５８４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－８９７１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／４４、

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２、

７／３４－７／３８、

Ｈ０２Ｊ １０／４２－１０／４８、

Ｂ６１Ｄ １／００－１５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電装置であって、
外部端子と、
蓄電素子と、
前記蓄電素子から前記外部端子への電流経路に位置するスイッチと、
前記蓄電素子の電流及び電圧を計測する計測部と、
管理部と、を備え、
前記計測部と前記管理部は、前記蓄電素子から電力の供給を受け、
前記管理部の最低動作電圧は、前記計測部の最低動作電圧より低く、
前記管理部は、
前記蓄電素子の電圧が前記計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、前記スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断し、
前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する、蓄電装置。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記管理部は、
前記経過時間に基づいて前記蓄電素子の任意時点以降の容量低下量を算出し、
前記蓄電素子の前記任意時点の容量から前記容量低下量を減算することで、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する、蓄電装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記管理部は、前記任意時点以降に充電を検出した場合、前記蓄電素子の容量が再使用可能領域内であれば、前記スイッチの制御により前記蓄電素子への充電を許可する、蓄電装置。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記管理部は、前記任意時点以降に充電を検出した場合、前記蓄電素子の容量が再使用禁止領域であれば、前記スイッチの制御により前記蓄電素子への充電を禁止する、蓄電装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記蓄電装置は車両用であり、
前記管理部は、前記車両の駐車中において、前記蓄電素子の電圧が前記計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、前記スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断し、
前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する、蓄電装置。

【請求項6】

蓄電装置に設けられた蓄電素子の容量推定方法であって、
前記蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、外部端子を通じた外部への放電を遮断し、
前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する、蓄電素子の容量推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子の容量を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電装置には、蓄電素子の電流や電圧を計測する計測部や、蓄電素子を管理する管理部を備えたものがある。下記特許文献１には、計測部や管理部に対して、蓄電素子から電力を供給する点が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１８４５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電素子が計測部の電源である場合、蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧以下になると、計測部は停止して計測不能となる。計測部が計測不能になると、蓄電素子の電流や電圧が計測できなくなり、蓄電素子の容量が不定となる。

【0005】

本発明は、蓄電素子の電圧が計測部の最低動作以下でも、蓄電素子の容量を推定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

蓄電装置は、外部端子と、蓄電素子と、前記蓄電素子から前記外部端子への電流経路に位置するスイッチと、前記蓄電素子の電流及び電圧を計測する計測部と、管理部と、を備え、前記計測部と前記管理部は、前記蓄電素子から電力の供給を受け、前記管理部の最低動作電圧は、前記計測部の最低動作電圧より低く、前記管理部は、前記蓄電素子の電圧が前記計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、前記スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断し、前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する。

【0007】

本技術は、蓄電装置の容量推定方法、容量推定プログラム、容量推定プログラムを記録した記録媒体に適用することが出来る。

【発明の効果】

【0008】

蓄電素子の電圧が計測部の最低動作以下でも、蓄電素子の容量を推定することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態における車両の側面図

【図2】バッテリの分解斜視図

【図3】二次電池の平面図

【図4】図３のＡ－Ａ線断面図

【図5】車両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】充電検出回路のブロック図

【図8】監視処理のフローチャート

【図9】容量推定処理のフローチャート

【図10】駐車後における組電池の電圧推移を示すグラフ

【図11】充電制御フロー

【図12】二次電池の再使用可能領域と再使用禁止領域を示す図

【図13】経過時間Ｔと二次電池の容量Ｃのデータテーブル

【図14】スイッチの回路図

【図15】駐車後における組電池の電圧推移を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0010】

蓄電装置は、外部端子と、蓄電素子と、前記蓄電素子から前記外部端子への電流経路に位置するスイッチと、前記蓄電素子の電流及び電圧を計測する計測部と、管理部と、を備え、前記計測部と前記管理部は、前記蓄電素子から電力の供給を受け、前記管理部の最低動作電圧は、前記計測部の最低動作電圧より低く、前記管理部は、前記蓄電素子の電圧が前記計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、前記スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断し、前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する。

【0011】

蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、管理部は、外部への放電を遮断する。外部への放電を遮断すると、蓄電素子から外部への電流の持ち出しは無くなる。蓄電素子は、蓄電装置内部で消費される電流や自己放電電流など一定の電流を放電する状態となるため、容量低下量は経過時間にほぼ比例する。蓄電素子の容量を、経過時間に基づいて推定することで、計測部の停止後でも、容量が推定できる。

【0012】

前記管理部は、前記経過時間に基づいて前記蓄電素子の任意時点以降の容量低下量を算出し、前記蓄電素子の前記任意時点の容量から前記容量低下量を減算することで、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定してもよい。組電池の電圧が計測部の最低動作電圧以上の場合、計測部による電圧、電流の計測が可能である。そのため、蓄電素子の任意時点の容量は、計測部の計測値に基づいて推定でき、容量誤差が小さい。容量誤差の小さい任意時点の容量から、経過時間に応じた容量低下量を減算して蓄電素子の任意時点以降の容量を推定するため、容量の推定精度が高い。

【0013】

前記管理部は、前記任意時点以降に充電を検出した場合、前記蓄電素子の容量が再使用可能領域内であれば、前記スイッチの制御により前記蓄電素子への充電を許可してもよい。

【0014】

容量が再使用可能領域内である場合、充電を受け入れることで、蓄電素子を再使用できる。そのため、蓄電素子の使用性が高まる。

【0015】

前記管理部は、前記任意時点以降に充電を検出した場合、前記蓄電素子の容量が再使用禁止領域であれば、前記スイッチの制御により前記蓄電素子への充電を禁止してもよい。

【0016】

容量が再使用禁止領域内である場合、充電の受け入れを禁止することで、蓄電素子が再使用されることを抑制できる。再使用の禁止により、安全性を確保することが出来る。

【0017】

前記蓄電装置は車両用であり、前記管理部は、前記車両の駐車中において、前記蓄電素子の電圧が前記計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、前記スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断し、前記蓄電素子の電圧が前記閾値電圧から前記計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、前記蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定してもよい。

【0018】

駐車中、エンジンは停止するため、車両発電機は発電しない。蓄電素子は、充電されず、放電を続けるため、蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧を下回って、計測不能に陥り易い。計測不能に陥り易い駐車中に、本技術を適用することで、蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧を下回った以降でも、蓄電素子の容量推定が可能となる。

【0019】

＜実施形態１＞
１．バッテリ５０の説明
図１は車両の側面図、図２はバッテリの分解斜視図である。車両１０は、エンジン駆動車であり、エンジン２０とバッテリ５０を備えている。図１では、エンジン２０、バッテリ５０のみ図示し、車両１０を構成する他の部品は省略している。バッテリ５０は、「蓄電装置」の一例である。

【0020】

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

【0021】

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。

【0022】

収容体７１は、組電池６０と回路基板ユニット６５を収容する。組電池６０は１２個の二次電池６２を有する。１２個の二次電池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。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６２を１つの電池記号で表している。二次電池６２は「蓄電素子」の一例である。

【0023】

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の前部のうち、一方の隅部に正極の外部端子５１が固定され、他方の隅部に負極の外部端子５２が固定されている。

【0024】

図３及び図４に示すように、二次電池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。二次電池６２は一例として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。

【0025】

電極体８３は、詳細については図示しないが、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。

【0026】

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。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。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。

【0027】

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。

【0028】

図５は車両１０の電気的構成を示すブロック図である。
車両１０は、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、電装機器２７、車両ＥＣＵ（電子制御装置：Electronic Control Unit）３０、バッテリ５０などを備えている。

【0029】

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、電装機器２７が接続されている。

【0030】

エンジン始動装置２３は、セルモータである。イグニッションスイッチ２４がオンすると、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。

【0031】

電装機器２７は、定格１２Ｖであり、エアコン、オーディオ、カーナビゲーション、補機類などを例示することができる。エンジン始動装置２３、電装機器２７は、「電気負荷」の一例である。

【0032】

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の発電量が車両１０の電気負荷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の発電量が車両１０の電気負荷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。

【0033】

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や容量Ｃ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や容量Ｃをコントロールする。

【0034】

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、車両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、車両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車両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）の情報を得ることが出来る。

【0035】

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。バッテリ５０は、組電池６０と、抵抗器５４と、スイッチ５３と、管理部１３０と、計測部１５０と、温度センサと、充電検出回路２００を備える。組電池６０は、直列接続された複数の二次電池６２から構成されている。バッテリ５０は、定格１２Ｖである。

【0036】

組電池６０、スイッチ５３及び抵抗器５４は、パワーライン５５Ｐ、５５Ｎを介して、直列に接続されている。

【0037】

パワーライン５５Ｐは、正極の外部端子５１と組電池６０の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン５５Ｎは、負極の外部端子５２と組電池６０の負極とを接続するパワーラインである。パワーライン５５Ｐ及びパワーライン５５Ｎは電流経路である。

【0038】

スイッチ５３は、組電池６０の正極側に位置し、正極側のパワーライン５５Ｐに設けられている。スイッチ５３は、ＦＥＴなどの半導体スイッチ又はリレーである。スイッチ５３をオープンすることで、バッテリ５０の電流を遮断することが出来る。スイッチ５３は、正常時、クローズに制御される。

【0039】

抵抗器５４は、組電池６０の負極に位置し、負極側のパワーライン５５Ｎに設けられている。

【0040】

計測部１５０は、回路基板１００上に実装されており、電流計測部１６０と、電圧計測部１７０と、を備える。計測部１５０は、正極側のパワーライン５５Ｐに分岐線５７を介して接続されている。分岐線５７は、パワーライン５５Ｐ上のＣ点に接続されている。Ｃ点は、組電池６０から見てスイッチ５３よりも近点に位置しており、計測部１５０は、スイッチ５３の入り切りによらず、分岐線５７を通じて組電池６０から電力の供給を受ける。計測部１５０は、降圧回路１５５を有している。降圧回路１５５は、組電池６０の電圧Ｖａｂを降圧して、電流計測部１６０、電圧計測部１７０に電力供給する。

【0041】

電流計測部１６０は、アンプ１６１と、ＡＤコンバータ１６３とを含む。アンプ１６１は、抵抗器５４の両端電圧Ｖｒを増幅する。ＡＤコンバータ１６３は、アンプ１６１の出力値をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する。電流計測部１６０は、２つの入力端子１６１Ａ、１６１Ｂの電圧差Ｖｒから、バッテリ５０の電流Ｉを検出する。

【0042】

電圧計測部１７０は、マルチプレクサ１７１と、ＡＤコンバータ１７３とを含む。マルチプレクサ１７１は、５つの入力端子１７１Ａ～１７１Ｅを有する。５つの入力端子１７１Ａ～１７１Ｅは、各二次電池６２の電極にそれぞれ電気的に接続される。

【0043】

マルチプレクサ１７１は、測定対象の二次電池６２を切り換えつつ、各二次電池６２の電圧Ｖを順に検出して出力する。ＡＤコンバータ１７３は、マルチプレクサ１７１の出力値を、アナログ信号からディジタル信号に変換して出力する。

【0044】

電流計測部１６０、電圧計測部１７０は、バス１８０を介して管理部１３０と接続されており、両計測部１６０、１７０の出力（計測値）は、管理部１３０に対して入力される。

【0045】

管理部１３０は、図６に示すように、回路基板１００上に実装されている。管理部１３０は、ＣＰＵ１３１と、メモリ１３３と、計時部１３５を備える。管理部１３０は、正極側のパワーライン５５Ｐに分岐線５８を介して接続されている。分岐線５８は、パワーライン５５Ｐ上のＣ点に接続されている。Ｃ点は、組電池６０から見てスイッチ５３よりも近点に位置しており、管理部１３０は、スイッチ５３の入り切りによらず、分岐線５８を通じて組電池６０から電力の供給を受ける。分岐線５８には、レギュレータ５９が設けられている。レギュレータ５９は、組電池６０の電圧Ｖａｂを降圧して、管理部１３０に電力供給する。

【0046】

管理部１３０は、車両１０が駐車中か走行中であるかなど、車両１０の状態に関する情報を車両ＥＣＵ３０から得ることが出来る。

【0047】

管理部１３０は、電流計測部１６０、電圧計測部１７０、温度センサにより、組電池６０の電流Ｉ、各二次電池６２の電圧Ｖ、組電池６０の電圧Ｖａｂ及び組電池６０の温度を、所定の計測周期Ｎで計測し、バッテリ５０の状態を監視する。メモリ１３３には、バッテリ５０の監視処理（図８のフローチャート）を実行する監視プログラムや、バッテリ５０の容量推定処理（図９のフローチャート）を実行する容量推定プログラムが記憶されている。

【0048】

充電検出回路２００は、図７に示すように、２つの検出抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンパレータ２１０と、を備える。２つの検出抵抗Ｒ１、Ｒ２は、２つの外部端子５１、５２間において、直列に接続されている。

【0049】

コンパレータ２１０は、２つの検出抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点Ｐｒの電圧を基準電圧と比較する。コンパレータ２１０は、接続点Ｐｒの電圧が基準電圧より高い場合（充電時）、充電検出信号Ｓｃを出力する。管理部１３０は、充電検出信号Ｓｃにより、バッテリ５０に対する充電の有無を検知することが出来る。

【0050】

２．バッテリ５０の監視処理
図８はバッテリ５０の監視処理のフローチャートである。バッテリ５０の監視処理は、車両１０の状態に関係なく、管理部１３０の起動中は、所定の計測周期Ｎで常に実行される。

【0051】

バッテリ５０の監視処理はＳ１０～Ｓ６０により構成されている。監視処理がスタートすると、管理部１３０は、電流計測部１６０を用いて、組電池６０の電流Ｉを計測する（Ｓ１０）。管理部１３０は、電圧計測部１７０を用いて、各二次電池６２の電圧Ｖ及び組電池６０の電圧Ｖａｂを計測し、温度センサを用いて組電池６０の温度Ｔを計測する（Ｓ２０、Ｓ３０）。組電池６０の電圧Ｖａｂは、図６のＡ点－Ｂ点間の電圧であり、４つの二次電池６２の合計電圧（総電圧）である。

【0052】

その後、管理部１３０は各計測値をメモリ１３３に一時記憶すると共に、計測値に異常があるか、判定する処理を行う（Ｓ４０）。

【0053】

計測値に異常がない場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、管理部１３０は、下記の（１）式で示すように、電流計測部１６０により計測される電流Ｉの時間に対する積分値に基づいて、各二次電池６２の容量Ｃを算出する（Ｓ５０）。＋は充電、－は放電である。

【0054】

Ｃ＝Ｃｆ±（∫Ｉｄｔ） （１）
Ｃｆは、各二次電池６２の容量Ｃの初期値（満充電容量）、Ｉは電流である。

【0055】

容量Ｃは、電流Ｉの積算値に限らず、電圧Ｖａｂとの相関性から算出してもよい。つまり、電圧Ｖａｂの計測値から、電圧Ｖａｂ－容量Ｃの相関性を用いて、容量Ｃを算出してもよい。

【0056】

計測値に異常がない場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ１０～Ｓ５０の各処理が、所定の計測周期Ｎで繰り返し行われ、計測周期Ｎごとに、各二次電池６２の容量Ｃが算出される。
計測値に異常がある場合（Ｓ４０：ＮＯ）、管理部１３０は、車両ＥＣＵ３０に異常を報知する処理を行う（Ｓ６０）。

【0057】

３．計測不能時の容量推定
管理部１３０と計測部１５０は、組電池６０を電源としており、組電池６０から電力の供給を受ける。最低動作電圧は、管理部１３０や計測部１５０が動作停止をせずに、継続的に動作し続けることが可能な最低の電圧である。

【0058】

計測部１５０は、最低動作電圧がＶ１であり、組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ１以上の場合に限り、動作することが出来る。

【0059】

管理部１３０は、最低動作電圧がＶ２であり、組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ２以上の場合に限り、動作することが出来る。

【0060】

管理部１３０の最低動作電圧Ｖ２は、計測部１５０の最低動作電圧Ｖ１よりも低い。つまり、Ｖ１＞Ｖ２である。一例として、Ｖ１＝５[Ｖ]、Ｖ２＝３．３[Ｖ]である。

【0061】

最低動作電圧Ｖ２が最低動作電圧Ｖ１より小さい場合（Ｖ１＞Ｖ２）、組電池６０の電圧Ｖａｂが放電に伴って次第に下降すると、最低動作電圧Ｖ１まで低下した時点で、まず計測部１５０が停止し、その後、最低動作電圧Ｖ２まで低下した時点で、管理部１３０が停止する。つまり、組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ１から最低動作電圧Ｖ２まで低下する期間Ｗ１２、計測部１５０は停止するが、管理部１３０は動作を続ける（図１０参照）。

【0062】

管理部１３０は、下記の容量推定処理を実行することにより、計測部１５０が停止して計測不能となる期間Ｗ１２について、各二次電池６２の容量Ｃを推定する。

【0063】

図９は、容量推定処理のフローチャートである。容量推定処理は、Ｓ１００～Ｓ１７０の８つのステップから構成されており、車両１０の駐車後に実行される。

【0064】

管理部１３０は、車両ＥＣＵ３０から通信で、車両１０が駐車中である情報を受けると、計測部１５０により計測される組電池６０の電圧Ｖａｂを、閾値電圧Ｖ０と比較する処理を行う（Ｓ１００）。閾値電圧Ｖ０は、計測部１５０の最低動作電圧Ｖ１以上の電圧であり、一例として６Ｖである。閾値電圧Ｖ０は最低動作電圧Ｖ１と等しくてもよい（Ｖ０＝Ｖ１）。

【0065】

図１０は、駐車後について、時間に対する組電池６０の電圧推移を示すグラフである。組電池６０が正常であれば、スイッチ５３はクローズしており、駐車後、バッテリ５０から車両１０に対して暗電流が流れるから、駐車開始時点ｔｐ以降、組電池６０の電圧Ｖａｂは低下する。暗電流は、駐車中に車両１０が消費する電流である。

【0066】

組電池６０の電圧Ｖａｂが閾値電圧Ｖ０以下になると、管理部１３０は、スイッチ５３をクローズからオープンに切り替える（Ｓ１１０）。図１０のグラフでは、組電池６０の電圧Ｖａｂが閾値電圧Ｖ０以下になる時刻ｔ０にて、スイッチ５３がオープンする。

【0067】

スイッチ５３をオープンすることで、バッテリ５０から車両１０への放電、つまり外部端子５１、５２に接続された電装機器２７への放電を遮断できる。

【0068】

放電の遮断後、管理部１３０は、計測部１５０により計測される組電池６０の電圧Ｖａｂを、計測部１５０の最低動作電圧Ｖ１と比較する処理を行う（Ｓ１２０）。

【0069】

組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ１以下まで低下した場合、管理部１３０は、各二次電池６２について、組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ１になる直前の容量Ｃ１をメモリ１３３に記憶する（Ｓ１３０）。

【0070】

図１０のグラフでは、第１時刻ｔ１にて、組電池６０の電圧Ｖａｂが最低動作電圧Ｖ１まで低下しており、各二次電池６２について、第１時刻ｔ１の直前に監視処理（Ｓ５０）にて算出した容量Ｃ１が、メモリ１３３に記憶される。

【0071】

第１時刻ｔ１以降、組電池６０の電圧Ｖａｂは最低動作電圧Ｖ１以下のため、計測部１５０は停止する（Ｓ１４０）。従って、組電池６０の電流や電圧の計測値を用いて、各二次電池６２の容量Ｃを算出することは出来ない。

【0072】

管理部１３０は、第１時刻ｔ１以降、計時部１３５を用いて、第１時刻ｔ１からの経過時間Ｔをカウントする。管理部１３０は、経過時間Ｔから、容量低下量ΔＣを求める。例えば、（２）式で示すように、電流値Ｉａと経過時間Ｔの積により、容量低下量ΔＣを求める。

【0073】

電流値Ｉａは、第１時刻ｔ１以降に、各二次電池６２が放電する電流である。電流値Ｉａは、管理部１３０の消費電流、計測部１５０の消費電流、充電検出回路２００の消費電流、各二次電池６２の自己放電電流の合計値である。電流値Ｉａは、理論値や経験値を用いることが出来、固定値である。

【0074】

管理部１３０は、（３）式で示すように、第１時刻ｔ１の直前の容量Ｃ１から容量低下量ΔＣを減算することで、第１時刻ｔ１以降、各二次電池６２の容量Ｃを推定する（Ｓ１５０）。

【0075】

ΔＣ＝Ｉａ×Ｔ （２）
Ｃ＝Ｃ１－ΔＣ （３）

【0076】

容量Ｃの推定処理は、組電池６０の電圧Ｖａｂが、最低動作電圧Ｖ１から最低動作電圧Ｖ２まで低下する期間Ｗ１２、所定の間隔で実行される。そして、組電池６０の電圧ＶａｂがＶ２まで低下すると（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、管理部１３０は停止する（Ｓ１７０）。

【0077】

図１１は、充電制御フローであり、期間Ｗ１２に充電検出回路２００が充電を検出した場合に行われる。充電は、オルタネータからの充電でもいいし、車両外部の外部充電器からの充電でもいい。

【0078】

管理部１３０は、充電検出回路２００の出力から充電を検出すると、Ｓ１５０で推定した各二次電池６２の容量Ｃを再使用禁止領域Ｈ２と比較する。

【0079】

図１２に示すように、二次電池６２は、容量Ｃの大きさにより、再使用可能領域Ｈ１と再使用禁止領域Ｈ２とが設けられている。再使用可能領域Ｈ１は、充電による再使用が可能な領域Ｃｂ～Ｃａである。再使用禁止領域Ｈ２は、過放電など、再使用時に安全性の確保が出来ず、充電による再使用を禁止する領域Ｃｃ～Ｃｂである。Ｃｃ＜Ｃｂ＜Ｃａである。

【0080】

管理部１３０は、組電池６０を構成する４つの二次電池６２のいずれかが、再使用禁止領域Ｈ２に含まれている場合、スイッチ５３をオープンに維持する（Ｓ２２０）。スイッチ５３をオープンに維持することで、組電池６０は、外部端子５１から切り離された状態を維持する。そのため、充電を禁止して、バッテリ５０が再使用されることを抑制できる。

【0081】

管理部１３０は、全ての二次電池６２が再使用禁止領域Ｈ２に含まれていない場合（再使用可能領域に含まれている場合）、スイッチ５３をオープンからクローズに切り換える（Ｓ２３０）。スイッチ５３をオープンからクローズに切り換えることで、組電池６０は、外部端子５１と導通する。そのため、充電を受け入れて、バッテリ５０を再使用することが出来る。

【0082】

４．効果
管理部１３０は、車両の駐車中、組電池６０の電圧Ｖａｂが閾値電圧Ｖ０まで低下した場合、スイッチ５３をオープンして、バッテリ５０から車両１０への放電を遮断する。放電遮断後、車両１０への放電はなくなるので、それ以降、二次電池６２は、バッテリ内部で消費される電流や自己放電電流のみ放電する状態となり、容量低下量ΔＣは、経過時間Ｔにほぼ比例する。

【0083】

そのため、各二次電池６２の計測部停止後の容量Ｃを、経過時間Ｔに基づいて、推定することが出来る。計測部停止後の容量Ｃから、バッテリ５０の計測部停止後の再使用可否判断が可能となる。

【0084】

計測部１５０の停止後、二次電池６２の容量が推定不能である場合、バッテリ５０の状態が不確定であるとして再使用を一律禁止することが考えられる。しかしこの場合、実際はまだ使用できるバッテリ５０の再使用を禁止することがある。本技術の利用することで、バッテリ５０を使用限度まで使い切ることが可能であり、バッテリ５０の使用性が高い。

【0085】

＜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。

【0086】

（１）上記実施形態では、蓄電素子の一例として、二次電池６２を例示した。蓄電素子は、二次電池６２に限らず、キャパシタでもよい。二次電池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。鉛蓄電池などを使用することも出来る。蓄電素子は、複数に限らず、単数（単セル）の構成でもよい。

【0087】

（２）上記実施形態では、バッテリ５０をエンジン始動用とした。バッテリ５０の使用用途は、特定の用途に限定されない。バッテリ５０は、移動体用（車両用や船舶用、AGVなど）や、産業用（無停電電源システムや太陽光発電システムの蓄電装置）など、種々の用途に使用してもよい。

【0088】

（３）上記実施形態では、上記実施形態では、第１時刻ｔ１の直前の容量Ｃ１を、電流計測値から算出した。容量Ｃは電圧Ｖとの相関がある。時刻ｔ１の容量Ｃ１は、最低動作電圧Ｖ１との相関値である。従って、時刻ｔ１の容量Ｃ１は、電流計測値から求める場合に限らず、固定値（最低動作電圧Ｖ１の相関値）としてもよい。つまり、固定値（最低動作電圧Ｖ１の相関値）から、容量低下量ΔＣを減算することで、二次電池６２の第１時刻ｔ１以降の容量Ｃを推定してもよい。

【0089】

また、二次電池６２の第１時刻ｔ１以降の容量Ｃは、経過時間Ｔにほぼ比例して低下するから、図１３に示すように、経過時間Ｔと容量Ｃを対応付けたデータテーブルを用いて、二次電池６２の第１時刻ｔ１以降の容量Ｃを推定してもよい。

【0090】

（４）上記実施形態では、図９の容量推定処理を行ったが、車両の駐車中に行ったが、組電池６０の電圧Ｖａｂが閾値電圧Ｖ０を下回る場合、いつ行ってもよい。駐車中以外のタイミングで行ってもよい。

【0091】

（５）スイッチ５３は、図１４に示すように、バックツーバック接続された２つのＦＥＴ３１０、３２０より構成してもよい。ＦＥＴ３１０は、Ｐチャンネルであり、ソースを正極の外部端子５１に接続する。ＦＥＴ３２０は、Ｐチャンネルであり、ソースを組電池６０の正極に接続する。ＦＥＴ３１０のドレンは、ＦＥＴ３２０のドレンに接続されている。

【0092】

２つのＦＥＴ３１０、３２０をオンすることで、充電と放電の双方が可能となる。２つのＦＥＴ３１０、３２０をオフすることで、充電と放電の双方を遮断できる。ＦＥＴ３１０をオンし、ＦＥＴ３２０をオフすることで、放電を遮断して充電のみ可能となり、ＦＥＴ３１０をオフし、ＦＥＴ３２０をオンすることで、充電を遮断して放電のみ可能となる。

【0093】

管理部１３０は、駐車後、組電池６０の電圧が閾値電圧Ｖ０を下回った場合、ＦＥＴ３１０をオンし、ＦＥＴ３２０をオフすることにより、放電のみ遮断してもよい。第１時刻ｔ１以降に充電を検出した場合、二次電池のいずれかが再使用禁止領域に含まれている場合、２つのＦＥＴ３１０、３２０をオフしてバッテリ５０の再使用を禁止してもよい。全ての二次電池が再使用禁止領域に含まれていない場合、２つのＦＥＴ３１０、３２０をオンしてバッテリ５０の再使用を可能としてもよい。

【0094】

（６）上記実施形態では、放電の遮断後、管理部１３０は、計時部１３５を用いて、第１時刻ｔ１からの経過時間Ｔを計時し、各二次電池６２の第１時刻ｔ１以降の容量Ｃを、経過時間Ｔに基づいて推定した（Ｓ１５０）。容量Ｃの推定処理（Ｓ１５０）は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのどの時点で開始してもよい。例えば、図１５の時刻ｔａで開始してもよい。

【0095】

つまり、管理部１３０は、第１期間Ｗ０１の任意時点ｔａから経過時間Ｔを計時し、任意時点ｔａから経過時間Ｔに基づいて、二次電池６２の任意時点ｔａ以降の容量Ｃを推定してもよい。容量Ｃの推定は、組電池６０の電圧Ｖａｂが管理部１３０の最低動作電圧Ｖ２まで低下する時刻ｔ２まで行ってもよい。任意時点ｔａ以降に充電を検出した場合、管理部１３０は、図１１の充電制御フローを行って、スイッチ５３を、オープンに維持するかクローズするかを判断してもよい。

【0096】

（８）本技術は、蓄電素子の容量推定プログラムに適用することが出来る。蓄電素子の容量推定プログラムは、コンピュータに、蓄電素子の電圧が計測部の最低動作電圧以上の閾値電圧を下回った場合、スイッチの制御により前記外部端子を通じた外部への放電を遮断する処理（Ｓ１１０）と、放電遮断後、蓄電素子の電圧が閾値電圧から計測部の最低動作電圧まで低下する第１期間の任意時点から経過時間に基づいて、蓄電素子の前記任意時点以降の容量を推定する処理（Ｓ１５０）とを、実行させるプログラムである。本技術は、蓄電素子の容量推定プログラムを記録した記録媒体に適用することが出来る。コンピュータは、一例として、管理部１３０である。蓄電素子は、一例として、二次電池６２である。容量推定プログラムは、ＲＯＭなどの記録媒体に記録することが出来る。

【符号の説明】

【0097】

１０ 車両
５０ バッテリ（蓄電装置）
５３ スイッチ
６０ 組電池
６２ 二次電池（蓄電素子）
１３０ 管理部
１５０ 計測部
１６０ 電流計測部
１７０ 電圧計測部
Ｖ１、Ｖ２ 最低動作電圧
ｔ１ 第１時刻
Ｔ 経過時間

【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】

【図15】