特許 7228118 蓄電素子の充電状態推定値の補正方法、蓄電素子の管理装置、及び、蓄電装置

(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】2023-02-15

(45)【発行日】2023-02-24

(54)【発明の名称】蓄電素子の充電状態推定値の補正方法、蓄電素子の管理装置、及び、蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3828 20190101AFI20230216BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230216BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230216BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20230216BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20230216BHJP

   G01R 31/374 20190101ALI20230216BHJP

【ＦＩ】

G01R31/3828

H02J7/00 M

H01M10/48 301

G01R31/387

B60R16/04 W

H01M10/48 P

G01R31/374

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019154494

(22)【出願日】2019-08-27

(65)【公開番号】P2021034268

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-06-01

(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】成本 悟

(72)【発明者】

【氏名】白石 剛之

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－７５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０１０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２５２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２０３８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００３５７４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流積算法によって推定された蓄電素子の充電状態推定値の補正方法であって、
前記蓄電素子を定電圧充電する充電ステップと、
前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が所定の閾値に低下するまでの期間に充電された電気量に基づいて前記充電状態推定値の補正値を決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定した補正値に基づいて前記充電状態推定値を補正する補正ステップと、
を含む、補正方法。

【請求項2】

請求項１に記載の補正方法であって、
前記蓄電素子は、充電状態の変化量に対する開放電圧の変化量が小さいプラトー領域を有する、補正方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の補正方法であって、
前記蓄電素子の充電が開始されると温度センサによって所定の時間間隔で前記蓄電素子の温度を計測し、計測した温度に応じて前記閾値を更新する更新ステップを含む、補正方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の補正方法であって、
前記決定ステップにおいて、前記蓄電素子の温度と前記電気量とに基づいて前記補正値を決定する、補正方法。

【請求項5】

請求項４に記載の補正方法であって、
前記決定ステップにおいて、前記蓄電素子の温度と前記電気量との組み合わせと固有値［Ａｈ］とが対応付けられている固有値情報から前記蓄電素子の温度と前記電気量との組み合わせに対応する前記固有値を取得し、以下の式１から前記補正値を決定する、補正方法。
補正値［％］＝（蓄電素子の実容量［Ａｈ］－固有値［Ａｈ］）／蓄電素子の実容量［Ａｈ］×１００ ・・・ 式１

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の補正方法であって、
前記蓄電素子は車両のエンジンを始動させるエンジン始動用の蓄電素子であり、
当該補正方法は、前記決定ステップにおいて、最後に前記エンジンが停止されてから前記エンジンが始動されるまでの時間が所定時間以下であった場合は、前回前記エンジンが始動されて前記蓄電素子の充電が開始されてから最後に前記エンジンが停止されるまでの期間に充電された電気量と、今回前記エンジンが始動されて前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が前記閾値に低下するまでの期間に充電された電気量との合計値に基づいて前記充電状態推定値の補正値を決定する、補正方法。

【請求項7】

定電圧充電される蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子の充放電電流を計測する電流センサと、
管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記電流センサによって前記蓄電素子の充放電電流を計測し、電流積算法によって前記蓄電素子の充電状態を推定する推定処理と、
前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が所定の閾値に低下するまでの期間に充電された電気量に基づいて、前記推定処理で推定した充電状態推定値の補正値を決定する決定処理と、
前記決定処理で決定した補正値に基づいて前記充電状態推定値を補正する補正処理と、を実行する、管理装置。

【請求項8】

蓄電素子と、
請求項７に記載の管理装置と、
を備える蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示する技術は、蓄電素子の充電状態推定値の補正方法、蓄電素子の管理装置、及び、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池などの蓄電素子の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定する方法として電流積算法が知られている。電流積算法は、蓄電素子の充放電電流の電流値を電流センサによって所定の時間間隔で計測し、計測した電流値を初期値に加減することによってＳＯＣ［％］を推定する方法である。

【0003】

電流積算法は時間の経過に伴って誤差（電流センサの計測誤差、蓄電素子を管理する管理装置の消費電流の個体差に起因する誤差、蓄電素子の自己放電の個体差に起因する誤差など）が累積するという課題がある。このため、従来、蓄電素子を満充電し、満充電が完了した時点でＳＯＣを所定の補正値に補正する、所謂「満充電リセット」が行われている。

【0004】

満充電が完了したか否かを判断する方法としては、例えば特許文献１に記載されている方法が知られている。特許文献１に記載の方法では、充電装置から電流値Ｉｃｃの充電電流Ｉｃを供給させることにより定電流充電を実行し、組電池の端子電圧Ｖｔが予め設定された終止電圧Ｖｆに達すると、終止電圧Ｖｆを印加して組電池を充電する定電圧充電に切り替える。特許文献１に記載の方法では、組電池に流れる充電電流Ｉｃが充電終止電流値Ｉａ以下になると、組電池が満充電になったものとして充電を終了する。

【0005】

充電電流の電流特性は温度によって異なる。このため、従来、満充電が完了したか否かを判断する閾値を温度に応じて変更することも行われている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、特許文献２には、二次電池の温度を測定し、その温度に基づいて、充電を停止する電流値である満充電検出電流値を変更することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－２７７１３６号公報（段落００４１）

【文献】特開２００２－５８１７１号公報（段落００２０）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の満充電リセットは、ＳＯＣの推定値を精度よく補正する上で改善の余地があった。
本明細書では、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

電流積算法によって推定された蓄電素子の充電状態推定値の補正方法は、前記蓄電素子を定電圧充電する充電ステップと、前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が所定の閾値に低下するまでの期間に充電された電気量に基づいて前記充電状態推定値の補正値を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定した補正値に基づいて前記充電状態推定値を補正する補正ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

上記構成によれば、ＳＯＣの推定値（充電状態推定値）を精度よく補正できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】蓄電素子の充電を説明するためのグラフ

【図2】ＳＯＣが８０％の状態で充電を開始した場合の電流値及び電圧値、並びに、ＳＯＣが９０％の状態で充電を開始した場合の電流値及び電圧値のグラフ

【図3】プラトー領域を有する蓄電素子のＳＯＣとＯＣＶとの関係を示すグラフ

【図4】温度と電流値との関係を示すグラフ

【図5】実施形態１に係る蓄電装置、及び、その蓄電装置が搭載されている自動車の模式図

【図6】蓄電装置の分解斜視図

【図7A】図６に示す蓄電素子の平面図

【図7B】図７Ａに示すＡ－Ａ線の断面図

【図8】図６の本体内に蓄電素子を収容した状態を示す斜視図

【図9】図８の蓄電素子にバスバーを装着した状態を示す斜視図

【図10】蓄電装置の電気的構成を示す模式図

【図11】ＳＯＣが５０％の状態で充電を開始した場合の電流値及び電圧値のグラフ

【図12】満充電リセット処理のブロック図

【図13】実施形態３に係る電流値の積算を説明するための模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本実施形態の概要）
（１）電流積算法によって推定された蓄電素子の充電状態推定値の補正方法であって、前記蓄電素子を定電圧充電する充電ステップと、前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が所定の閾値に低下するまでの期間に充電された電気量に基づいて前記充電状態推定値の補正値を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定した補正値に基づいて前記充電状態推定値を補正する補正ステップと、を含む、補正方法。

【0012】

図１を参照して、蓄電素子の充電について説明する。図１において実線１０１は電流値、一点鎖線１０２は電圧値を示している。図１に示す例では電圧値が３．５０Ｖ（所定の電圧値の一例）に達するまでは一定の電流値（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）で定電流充電（ＣＣ充電）され、電圧値が３．５０Ｖに達すると一定の電圧値（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）で定電圧充電（ＣＶ充電）される場合を示している。定電圧充電に切り替わると充電電流の電流値が徐々に減少し、電流値が所定の閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下すると充電が終了する。便宜上、以降の説明では電流値が所定の閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下した状態を満充電という。満充電は必ずしもＳＯＣが１００％であることを意味しない。

【0013】

上記の補正方法はＳＯＣと充電電流との関係を表す電流特性を利用したものである。例えば図１に示す電流特性の場合、蓄電素子が満充電されたとき（電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下したとき）のＳＯＣが凡そ９９．２％である。このため、蓄電素子が満充電されたときのＳＯＣの推定値（充電状態推定値）を９９．２％（補正値に相当）に補正すれば、電流積算法によって累積した誤差を排除できる。

【0014】

上述した電流特性は蓄電素子の温度によって異なることが知られている。本願発明者は、温度以外にも充電を開始したときのＳＯＣによっても電流特性が異なることを見出した。具体的には、図２に示すように、本願発明者はＳＯＣが８０％の状態で充電を開始する実験と、ＳＯＣが９０％の状態で充電を開始する実験とを行った。図２において一点鎖線１０３は８０％の状態で充電を開始したときの電圧値の変化を示しており、点線１０４は電流値の変化を示している。一点鎖線１０５は９０％の状態で充電を開始したときの電圧値の変化を示しており、実線１０６は電流値の変化を示している。図２から判るように、この実験では充電を開始したときのＳＯＣが低いほど早く定電圧充電に移行するという結果になった。

【0015】

図２から判るように、早い時点で定電圧充電に移行すると、電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下する時点も早くなる。このため、ＳＯＣが低い状態で充電を開始した場合も高い状態で充電を開始した場合も満充電に達したときに同じ補正値でＳＯＣを補正すると、充電を開始したときのＳＯＣによっては補正の精度が低下する。
本願発明者は、鋭意検討の結果、蓄電素子の充電が開始されてから満充電されるまでの期間に充電された電気量と満充電が完了したときのＳＯＣとに相関関係があるという知見を得た。
上記の補正方法によると、蓄電素子の充電が開始されたときから満充電されるまでの期間に充電された電気量に基づいて補正値を決定する。このため、充電を開始したときのＳＯＣによらず、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0016】

（２）前記蓄電素子は、充電状態の変化量に対する開放電圧の変化量が小さいプラトー領域を有してもよい。

【0017】

図３を参照して、プラトー領域について説明する。プラトー領域とは、蓄電素子の開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）とＳＯＣとの相関関係を表すＳＯＣ－ＯＣＶカーブにおいてＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が小さい領域のことをいう。具体的には例えば、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が２［ｍＶ／％］以下の領域をプラトー領域という。プラトー領域を有する蓄電素子としては例えばＬＦＰ／Ｇｒ系のリチウムイオン二次電池が知られている。プラトー領域を有する蓄電素子の場合、満充電リセットはプラトー領域よりもＳＯＣが高い領域で行われる。

【0018】

前述したように、充電を開始したときのＳＯＣが低いほど早く定電圧充電に移行する。プラトー領域を有する蓄電素子の場合、その理由は次のように推察される。例えばＬＦＰ系（鉄系）リチウムイオン二次電池ではプラトー領域が広く、高ＳＯＣ（例えば９０％）になっても直ぐには電圧が上昇しない。ただし、高ＳＯＣになるほど充電電流が入りづらい。低ＳＯＣ（例えば５０％）から充電を開始したときには定電圧充電に切り替わるような高ＳＯＣ（例えば９０％）から充電を開始すると、電池の電圧がまだプラトー領域内で低い値であり、且つ、充電電流が電池に入りづらいため、定電圧充電への切り替え電圧に到達するまでに時間がかかる。結果として、充電を開始したときのＳＯＣが低いほど早く定電圧充電に移行する。

【0019】

蓄電素子のＳＯＣを推定する方法としては、電流積算法の他に、蓄電素子のＯＣＶを計測し、計測したＯＣＶに対応するＳＯＣをＳＯＣ－ＯＣＶカーブから特定する方法が知られている。プラトー領域ではＯＣＶからＳＯＣを精度よく特定することが難しいため、一般にプラトー領域を有する蓄電素子の場合は電流積算法によってＳＯＣを推定している。しかしながら、前述したように電流積算法は誤差が累積するという課題がある。このため、プラトー領域を有する蓄電素子の場合はＳＯＣの推定値を精度よく補正する方法がより求められている。

【0020】

上記の補正方法によると、蓄電素子の充電が開始されたときから満充電されるまでの期間に充電された電気量に基づいて補正値を決定するので、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。このため、プラトー領域を有する蓄電素子の場合に特に有用である。

【0021】

（３）前記蓄電素子の充電が開始されると温度センサによって所定の時間間隔で前記蓄電素子の温度を計測し、計測した温度に応じて前記閾値を更新する更新ステップを含んでもよい。

【0022】

図４において実線１０７は蓄電素子の温度が２５℃のとき（常温時）の電流特性を示しており、一点鎖線１０８は蓄電素子の温度が－２５℃のとき（低温時）の電流特性を示している。図４に示すように、電流特性は蓄電素子の温度によって異なるため、前述した閾値も温度に応じて設定される。低温時は蓄電素子の内部抵抗が高くなるため、例えば蓄電素子がリチウムイオン二次電池である場合、低ＳＯＣから充電する場合であっても定電流充電時に負極へのＬｉ電析を防止するために充電電流を小さくしなければならず、常温時に比べて定電圧充電中の電流特性の傾きが小さくなる。傾きが小さいと電流値が閾値まで低下したか否かを精度よく判断することが難しい。このため、従来は低温時の補正の精度に課題があった。

【0023】

蓄電素子は充電が開始されると温度が徐々に高くなる。電流特性は蓄電素子の温度が高いほど傾きが大きくなるので、蓄電素子の温度が変化した場合は変化後の温度に応じて閾値を更新すると、蓄電素子の温度が高くなるにつれて、電流値が閾値まで低下したか否かの判断がし易くなる。このため、充電を開始した時点の温度に応じた閾値を蓄電素子の温度が変化してもそのまま用いる場合に比べ、低温時の補正の精度が向上する。

【0024】

（４）前記決定ステップにおいて、前記蓄電素子の温度と前記電気量とに基づいて前記補正値を決定してもよい。

【0025】

上記の補正方法によると、温度と充電された電気量とに基づいて補正値を決定するので、充電された電気量だけから補正値を決定する場合に比べてＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0026】

（５）前記決定ステップにおいて、前記蓄電素子の温度と前記電気量との組み合わせと固有値［Ａｈ］とが対応付けられている固有値情報から前記蓄電素子の温度と前記電気量との組み合わせに対応する前記固有値を取得し、以下の式１から前記補正値を決定してもよい。
補正値［％］＝（蓄電素子の実容量［Ａｈ］－固有値［Ａｈ］）／蓄電素子の実容量［Ａｈ］×１００ ・・・ 式１

【0027】

蓄電素子は使用に伴って劣化し、充電可能な実容量（所謂「満充電容量」）が低下する。前述した電気量が同じであっても実容量が異なると適切な補正値が異なる。
上記の補正方法によると、予め実験によって蓄電素子の温度と充電された電気量との組み合わせに対応する固有値を決定して固有値情報を作成しておき、式１によって補正値を決定することにより、蓄電素子の劣化に応じて補正値を決定できる。このため、蓄電素子が劣化しても補正値を適切に決定できる。

【0028】

（６）前記蓄電素子は車両のエンジンを始動させるエンジン始動用の蓄電素子であり、当該補正方法は、前記決定ステップにおいて、最後に前記エンジンが停止されてから前記エンジンが始動されるまでの時間が所定時間以下であった場合は、前回前記エンジンが始動されて前記蓄電素子の充電が開始されてから最後に前記エンジンが停止されるまでの期間に充電された電気量と、今回前記エンジンが始動されて前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が前記閾値に低下するまでの期間に充電された電気量との合計値に基づいて前記充電状態推定値の補正値を決定してもよい。

【0029】

蓄電素子は電流が流れると分極によって内部抵抗が変化する。分極の解消にはある程度の時間を要するので、エンジンが停止されてから始動されるまでの時間が所定時間以下である場合は分極が解消されていない可能性がある。分極が解消されている場合と解消されていない場合とでは充電電流の電流特性が異なるので、分極が解消されていない場合は分極の影響を考慮しないと補正の精度が低下する可能性がある。
上記の補正方法によると、最後にエンジンが停止されてからエンジンが始動されるまでの時間が所定時間以下であった場合は分極の影響を考慮して補正値を決定できる。このため、分極の影響によって補正の精度が低下することを抑制できる。

【0030】

（７）定電圧充電される蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子の充放電電流を計測する電流センサと、管理部と、を備え、前記管理部は、前記電流センサによって前記蓄電素子の充放電電流を計測し、電流積算法によって前記蓄電素子の充電状態を推定する推定処理と、前記蓄電素子の充電が開始されてから充電電流の電流値が所定の閾値に低下するまでの期間に充電された電気量に基づいて、前記推定処理で推定した充電状態推定値の補正値を決定する決定処理と、前記決定処理で決定した補正値に基づいて前記充電状態推定値を補正する補正処理と、を実行する、管理装置。

【0031】

上記の管理装置によると、充電を開始したときのＳＯＣによらず、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0032】

（８）蓄電素子と、請求項７に記載の管理装置と、を備える蓄電装置。

【0033】

上記の蓄電装置によると、充電を開始したときのＳＯＣによらず、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0034】

本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

【0035】

＜実施形態１＞
実施形態１を図５ないし図１２によって説明する。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

【0036】

図５を参照して、実施形態１に係るバッテリ１（蓄電装置の一例）について説明する。図５に示す自動車２（車両の一例）はエンジン自動車であり、エンジンを始動させるスタータを備えている。バッテリ１は自動車２に搭載されてスタータに電力を供給するエンジン始動用のバッテリである。バッテリ１はエンジンが始動すると自動車２のオルタネータによって充電される。図５ではバッテリ１がエンジンルーム２Ａに収容されている場合を示しているが、バッテリ１は居室の床下やトランクに収容されてもよい。

【0037】

（１）バッテリの構成
図６に示すように、バッテリ１は外装体１０と、外装体１０の内部に収容される複数の電池セル１２（蓄電素子の一例）とを備える。外装体１０は合成樹脂材料からなる本体１３と蓋体１４とで構成されている。本体１３は有底筒状であり、平面視矩形状の底面部１５とその４辺から立ち上がって角筒状となる４つの側面部１６とで構成される。４つの側面部１６によって上端部分に上方開口部１７が形成されている。

【0038】

蓋体１４は平面視矩形状であり、その４辺から下方に向かって枠体１８が延びている。蓋体１４は本体１３の上方開口部１７を閉鎖する。蓋体１４の上面には平面視略Ｔ字形の突出部１９が形成されている。蓋体１４の上面には突出部１９が形成されていない２箇所のうち一方の隅部に正極外部端子２０が固定され、他方の隅部に負極外部端子２１が固定されている。

【0039】

電池セル１２は繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン二次電池である。より具体的には、電池セル１２はＬＦＰ系やＧｒ系のリチウムイオン二次電池であり、前述したプラトー領域を有している。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、電池セル１２は直方体形状のケース２２内に電極体２３を非水電解質と共に収容したものである。ケース２２はケース本体２４と、その上方の開口部を閉鎖するカバー２５とで構成されている。

【0040】

電極体２３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あり、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２４に収容可能となるように扁平状に巻回されている。

【0041】

正極要素には正極集電体２６を介して正極端子２７が接続されている。負極要素には負極集電体２８を介して負極端子２９が接続されている。正極集電体２６及び負極集電体２８は平板状の台座部３０と、台座部３０から延びる脚部３１とを有している。台座部３０には貫通孔が形成されている。脚部３１は正極要素又は負極要素に接続されている。正極端子２７及び負極端子２９は、端子本体部３２と、その下面中心部分から下方に突出する軸部３３とを有している。そのうち正極端子２７の端子本体部３２と軸部３３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２９においては、端子本体部３２がアルミニウム製であり、軸部３３が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子２７及び負極端子２９の端子本体部３２はカバー２５の両端に絶縁材料からなるガスケット３４を介して配置され、このガスケット３４から外方へ露出されている。

【0042】

図８に示すように、電池セル１２は複数個（例えば１２個）が幅方向に並設された状態で本体１３内に収容されている。ここでは本体１３の一端側から他端側（矢印Ｙ１からＹ２方向）に向かって３つの電池セル１２を１組として、同一組では隣り合う電池セル１２の端子極性が同じになり、隣り合う組同士では隣り合う電池セル１２の端子極性が逆になるように配置されている。最も矢印Ｙ１側に位置する３つの電池セル１２（第１組）では矢印Ｘ１側が負極、矢印Ｘ２側が正極となっている。第１組に隣接する３つの電池セル１２（第２組）では矢印Ｘ１側が正極、矢印Ｘ２側が負極となっている。さらに第２組に隣接する第３組では第１組と同じ配置となっており、第３組に隣接する第４組では第２組と同じ配置となっている。

【0043】

図９に示すように、正極端子２７及び負極端子２９には導電部材としての端子用バスバー３６～４０が溶接により接続されている。第１組の矢印Ｘ２側では正極端子２７群が第１バスバー３６によって接続されている。第１組と第２組の間では矢印Ｘ１側で第１組の負極端子２９群と第２組の正極端子２７群とが第２バスバー３７によって接続されている。第２組と第３組の間では矢印Ｘ２側で第２組の負極端子２９群と第３組の正極端子２７群とが第３バスバー３８によって接続されている。第３組と第４組の間では、矢印Ｘ１側で第３組の負極端子２９群と第４組の正極端子２７群とが第４バスバー３９によって接続されている。第４組の矢印Ｘ２側では、負極端子２９群が第５バスバー４０によって接続されている。

【0044】

図６を併せて参照すると、電気の流れの一端に位置する第１バスバー３６は第１の電子機器４２Ａ（例えばヒューズ）、第２の電子機器４２Ｂ（例えばリレー）、バスバー４３及びバスバーターミナル（図示せず）を介して正極外部端子２０に接続されている。電気の流れの他端に位置する第５バスバー４０はバスバー４４Ａ，４４Ｂ及び負極バスバーターミナル（図示せず）を介して負極外部端子２１に接続されている。これによりそれぞれの電池セル１２は正極外部端子２０及び負極外部端子２１を介して充電と放電とが可能になっている。電子機器４２Ａ，４２Ｂと電気部品接続用バスバー４３、４４Ａ及び４４Ｂとは、積層配置した複数の電池セル１２の上部に配置された回路基板ユニット４１に取り付けられている。バスバーターミナルは、蓋体１４に配置されている。

【0045】

（２）蓄電装置の電気的構成
図１０に示すように、バッテリ１は１２個の電池セル１２（図１０では３つの電池セル１２を一つの電池記号で示している）と、それらの電池セル１２を管理するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）５０とを備えている。ＢＭＳ５０は管理装置の一例である。

【0046】

ＢＭＳ５０は電流センサ５１、電圧センサ５２、１以上の温度センサ５３、及び、管理部５５を備えている。
電流センサ５１は電池セル１２と直列に接続されている。電流センサ５１は電池セル１２の充放電電流を計測して管理部５５に出力する。電圧センサ５２は各電池セル１２に並列に接続されている。電圧センサ５２は各電池セル１２の端子電圧を計測して管理部５５に出力する。１以上の温度センサ５３はそれぞれ互いに異なる電池セル１２に設けられており、電池セル１２の温度を計測して管理部５５に出力する。

【0047】

管理部５５はＣＰＵ５５Ｂ、ＲＡＭ５５Ｃなどが１チップ化されたマイクロコンピュータ５５Ａ（所謂マイコン）、ＲＯＭ５５Ｄ、通信部５５Ｅなどを備えている。これらは図６に示す回路基板ユニット４１に実装されている。ＲＯＭ５５Ｄには管理プログラムや各種のデータが記憶されている。管理部５５はＲＯＭ５５Ｄに記憶されている管理プログラムを実行することによって電池セル１２を管理する。通信部５５Ｅはマイクロコンピュータ５５Ａが自動車２側のシステム（例えばＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と通信するためのものである。

【0048】

（３）管理部によって実行される処理
管理部５５によって実行されるＳＯＣ推定処理（推定処理の一例）及び満充電リセット処理について説明する。

【0049】

（３－１）ＳＯＣ推定処理
ＳＯＣ推定処理は、電流積算法によって電池セル１２の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定する処理である。電流積算法は、電流センサ５１によって電池セル１２の充放電電流を所定の時間間隔で計測することで電池セル１２に出入りする電力量を計測し、これを初期容量から加減することでＳＯＣを推定する方法である。

【0050】

（３－２）満充電リセット処理
図１１を参照して、満充電リセット処理の概略について説明する。図１１に示す例ではＳＯＣが５０％の状態で自動車２のエンジンが始動された場合を示している。エンジンが始動されると自動車２のオルタネータによって電池セル１２の充電が開始される。

【0051】

図１１において一点鎖線１０９は電圧値、実線１１０は電流値の変化を示している。電池セル１２は、電池セル１２の電圧値が所定の電圧値（図１１に示す例では３．５０Ｖ）に達するまでは定電流充電（ＣＣ充電）され、所定の電圧値に達すると定電圧充電（ＣＶ充電）される（充電ステップの一例）。図１１に示す例ではＳＯＣが凡そ８７％の時点で電圧値が３．５０Ｖに達し、定電圧充電に切り替わっている。

【0052】

管理部５５は、電池セル１２の充電が開始されると、電流センサ５１によって所定の時間間隔で計測される電流値を積算し、電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下すると電池セル１２が満充電されたとして積算を終了する。積算された電流値は、電池セル１２の充電が開始されてから電池セル１２が満充電されるまでの期間に充電された電気量の一例である。

【0053】

前述したように充電電流の電流特性は温度によって異なる。管理部５５は電池セル１２の充電中に温度センサ５３によって電池セル１２の温度を計測し、電池セル１２の温度が変化すると閾値Ｉ＿ｔｈｒを変化後の温度に応じて更新する。
管理部５５は、電池セル１２が満充電されると、満充電された時点の電池セル１２の温度と前述した電気量とに基づいてＳＯＣの推定値（充電状態推定値の一例）の補正値を決定し、決定した補正値でＳＯＣの推定値を補正する。

【0054】

図１２を参照して、満充電リセット処理についてより具体的に説明する。満充電リセット処理は、電流積算処理６０、閾値設定・更新処理６１（更新ステップの一例）、補正値決定処理６２（決定ステップ及び決定処理の一例）、及び、補正処理６３（補正ステップ及び補正処理の一例）を含む。

【0055】

電流積算処理６０は電流値を積算することによって充電された電気量を求める処理である。前述したように、管理部５５は自動車２のエンジンが始動されると電流値の積算を開始し、電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下すると積算を終了する。エンジンが始動されたか否かは適宜の方法で判断できる。例えば自動車２のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から通信部５５Ｅを介してエンジン始動信号（イグニションオン信号など）を受信するとエンジンが始動されたと判断してもよい。

【0056】

閾値設定・更新処理６１は、電池セル１２の温度に応じて閾値Ｉ＿ｔｈｒを設定及び更新する処理である。具体的には、管理部５５は以下に示す補正値テーブルを参照して閾値Ｉ＿ｔｈｒを設定及び更新する。補正値テーブルは本願発明者が実験を行って作成したものである。

【表1】

【0057】

補正値テーブルの第１列は電池セル１２の温度である。第２列は温度に対応する閾値である。低温時（例えば―２５℃）は常温時（例えば２５℃）に比べて電池セル１２を充電する電流値が小さくなるため、電池セル１２の温度が低いほど小さい閾値が対応付けられている。第３列以降についての説明は後述する。上述した補正値テーブルは一例である。補正値テーブルの各種の数値は上述した値に限定されない。

【0058】

管理部５５は、電池セル１２の充電が開始されると、その時の電池セル１２の温度に対応する閾値を補正値テーブルから取得し、閾値Ｉ＿ｔｈｒとして設定する。管理部５５は、電池セル１２の充電中に電池セル１２の温度が変化すると、変化後の温度に対応する閾値を補正値テーブルから取得し、取得した閾値によって閾値Ｉ＿ｔｈｒを更新する。

【0059】

補正値決定処理６２は、電池セル１２の温度と電流積算処理６０によって求めた電気量とに基づいてＳＯＣの推定値の補正値を決定する処理である。前述した補正値テーブルの第３列以降はＳＯＣの推定値の補正値である。ここでいう補正値とは現在のＳＯＣの推定値に置き換えられる推定値のことをいい、補正とは現在のＳＯＣの推定値を補正値で上書きすることをいう。補正値テーブルにおいてｎは特定の電気量［Ａｈ］を表している。電池セル１２が満充電された時点（電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下した時点）のＳＯＣは当該時点の電池セル１２の温度及び充電された電気量によって異なる。このため、補正値テーブルには温度毎且つ電気量毎に補正値が対応付けられている。

【0060】

管理部５５は、電池セル１２が満充電されると、電流積算処理６０によって求めた電気量と、電池セル１２が満充電された時点の電池セル１２の温度とに対応する補正値を補正値テーブルから取得することによって補正値を決定する。例えば電池セル１２が満充電された時点の電池セル１２の温度が２５℃であり、充電された電気量がｎ＋１［Ａｈ］である場合、上述した補正値テーブルでは「９９．６％」が補正値として決定される。

【0061】

補正処理６３は、ＳＯＣ推定処理によって推定されている現在のＳＯＣの推定値を、補正値決定処理６２で決定した補正値で補正する処理である。具体的には、管理部５５は現在のＳＯＣの推定値を補正値決定処理６２で決定した補正値で上書きする。

【0062】

（４）実施形態の効果
実施形態１に係る補正方法によると、電池セル１２の充電が開始されたときから満充電されるまでの期間に充電された電気量に基づいて補正値を決定する。このため、充電を開始したときのＳＯＣによらず、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0063】

実施形態１に係る補正方法によると、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できるので、プラトー領域を有する電池セル１２（ＯＣＶからＳＯＣを精度よく特定することが難しい電池セル１２）の場合に特に有用である。

【0064】

実施形態１に係る補正方法によると、電池セル１２の温度が変化した場合は変化後の温度に応じて閾値Ｉ＿ｔｈｒを更新する。このようにすると、電池セル１２の温度が高くなるにつれて、電流値が閾値まで低下したか否かの判断がし易くなる。このため、充電を開始した時点の温度に応じた閾値をそのまま用いる場合に比べ、低温時の補正の精度が向上する。

【0065】

実施形態１に係る補正方法によると、電池セル１２の温度と充電された電気量とに基づいて補正値を決定するので、充電された電気量だけから補正値を決定する場合に比べてＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0066】

実施形態１に係る管理装置によると、充電を開始したときのＳＯＣによらず、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0067】

実施形態１に係るバッテリ１によると、ＳＯＣの推定値を精度よく補正できる。

【0068】

＜実施形態２＞
実施形態２は実施形態１の変形例である。電池セル１２は使用に伴って劣化する。劣化とは充電可能な実容量が低下することをいう。充電された電気量が同じであっても実容量が異なると適切な補正値が異なる。このため、実施形態２では電池セル１２の温度及び充電された電気量に加えて電池セル１２の劣化も考慮して補正値を決定する。具体的には、実施形態２に係る管理部５５は以下の式１によって補正値を決定する。
補正値［％］＝（電池セル１２の実容量［Ａｈ］－固有値［Ａｈ］）／電池セル１２の実容量［Ａｈ］×１００ ・・・ 式１

【0069】

式１において電池セル１２の実容量は電池セル１２の現在の実容量である。電池セル１２の実容量は適宜の方法で推定できる。例えば、所定時間間隔で（例えば数分おきに）温度、充放電電気量を計測し、それら計測値と管理部が保持している実容量とを用いて、現在の実容量を推定してもよい。代替的に、電池セル１２の内部抵抗値と電池セル１２の実容量とに相関関係があることを利用し、内部抵抗値から実容量を推定してもよい。あるいは、電池セル１２をある電圧Ｖ１から当該電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２まで充電した場合に充電される電気量は電池セル１２の実容量によって異なるため、電池セル１２を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２まで充電し、その間に充電された電気量から実容量を求めてもよい。

【0070】

固有値［Ａｈ］は、電池セル１２が満充電された時点（電流値が閾値Ｉ＿ｔｈｒまで低下した時点）における、電池セル１２の現在の実容量と電池セル１２に充電されている電気量との差である。言い換えると、固有値は、電池セル１２が満充電された時点における、ＳＯＣが１００％になるまでに充電可能な残りの電気量である。

【0071】

固有値（充電可能な残りの電気量）は、電池セル１２が満充電された時点における電池セル１２の温度や、充電が開始されてから電池セル１２が満充電されるまでの期間に充電された電気量によって異なる。このため、管理部５５は以下に示す固有値テーブル（固有値情報の一例）を参照して固有値を取得する。固有値テーブルは温度毎且つ電気量毎に固有値が対応付けられているテーブルである。固有値テーブルは本願発明者が実験を行って作成したものである。

【表2】

【0072】

固有値テーブルにおいてｎ及びａ～ｆはそれぞれ特定の電気量［Ａｈ］を表している。固有値テーブルの第１列は電池セル１２の温度である。第２列以降は固有値である。例えば電池セル１２が満充電された時点の電池セル１２の温度が２５℃であり、充電が開始されてから電池セル１２が満充電されるまでの期間に充電された電気量がｎ＋１［Ａｈ］である場合、上述した固有値テーブルではｅ［Ａｈ］が固有値として取得される。

【0073】

例えば劣化していない電池セル１２の実容量が１０００［Ａｈ］であり、劣化した電池セル１２の実容量が９００［Ａｈ］であり、どちらの場合も固有値として１００［Ａｈ］が取得されたとする。この場合、実容量が１０００［Ａｈ］の場合は補正値が９０％（＝（１０００－１００）／１０００）になり、実容量が９００［Ａｈ］の場合は補正値が８９％（＝（９００－１００）／９００）になる。このため、固有値が同じであっても電池セル１２が劣化するほど補正値が小さくなる。

【0074】

実施形態２に係る補正方法によると、予め実験によって固有値テーブルを作成しておき、式１によって補正値を決定することにより、電池セル１２の劣化に応じて補正値を決定できる。このため、電池セル１２が劣化しても補正値を適切に決定できる。

【0075】

＜実施形態３＞
実施形態３を図１３によって説明する。実施形態３は実施形態１又は実施形態２の変形例である。図１３において時点Ｔ１は前回エンジンが始動された時点、時点Ｔ２は最後にエンジンが停止された時点、時点Ｔ３は今回エンジンが始動された時点、時点Ｔ４は今回エンジンが始動された後に電池セル１２が満充電された時点を示している。

【0076】

実施形態３に係る電流積算処理６０では、管理部５５は自動車２のエンジンが始動されて電池セル１２の充電が開始されてから電池セル１２が満充電されるまでの期間に充電された電気量に加えて、自動車２のエンジンが始動されて電池セル１２の充電が開始されてからエンジンが停止するまでの期間に充電された電気量を更に求める。エンジンが停止されたか否かは適宜の方法で判断できる。例えば自動車２のＥＣＵからエンジン停止信号（イグニションオフ信号など）を受信するとエンジンが停止されたと判断してもよい。

【0077】

実施形態３に係る補正値決定処理６２では、管理部５５は最後にエンジンが停止されたとき（時点Ｔ２）から今回エンジンが始動されたとき（時点Ｔ３）までの時間Ｔを計時し、時間Ｔが所定時間以下であるか否かを判断する。所定時間は分極の解消に要する時間であり、実験によって適宜に決定できる。
時間Ｔが所定時間より長い場合は、管理部５５は実施形態１あるいは実施形態２と同様に、今回エンジンが始動されたとき（時点Ｔ３）から電池セル１２が満充電されたとき（時点Ｔ４）までの期間に充電された電気量Ｅ２に基づいてＳＯＣの推定値の補正値を決定する。

【0078】

一方、時間Ｔが所定時間以下であった場合は、管理部５５は前回エンジンが始動されたとき（時点Ｔ１）から最後にエンジンが停止されたとき（時点Ｔ２）までに充電された電気量Ｅ１と、今回エンジンが始動されたとき（時点Ｔ３）から電池セル１２が満充電されたとき（時点Ｔ４）までの期間に充電された電気量Ｅ２とを合計する。管理部５５は合計値（＝Ｅ１＋Ｅ２）に対応する補正値を補正値テーブルから取得することによって補正値を決定する。

【0079】

すなわち、実施形態３では、時間Ｔが所定時間以下である場合は、前回エンジンが始動されたとき（時点Ｔ１）から、今回エンジンが始動されて電池セル１２が満充電されたとき（時点Ｔ４）までエンジンが継続して運転されていたと見做して補正値が決定される。

【0080】

実施形態３に係る補正方法によると、時間Ｔが所定時間以下であった場合は分極の影響を考慮して補正値を決定できる。このため、分極の影響によって補正の精度が低下することを抑制できる。

【0081】

＜その他の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。

【0082】

（１）上記実施形態では電池セル１２の温度に応じて閾値Ｉ＿ｔｈｒを設定及び更新する場合を例に説明したが、電池セル１２の充電が開始されたときに電池セル１２の温度に応じて閾値Ｉ＿ｔｈｒを設定した後は、充電中に電池セル１２の温度が変化しても閾値Ｉ＿ｔｈｒを更新しないようにしてもよい。

【0083】

（２）上記実施形態では電池セル１２の温度と充電された電気量とに基づいて補正値を決定する場合を例に説明したが、温度は考慮せず、充電された電気量に基づいて補正値を決定してもよい。

【0084】

（３）上記実施形態１では補正値テーブルを用いて補正値を決定する場合を例に説明したが、温度と充電された電気量とから補正値を計算する関数を用いて補正値を決定してもよい。

【0085】

（４）上記実施形態１では補正値テーブルに電気量が１［Ａｈ］間隔で設定されているが、間隔は適宜に選択可能である。例えば５［Ａｈ］間隔であってもよいし、１０［Ａｈ］間隔であってもよい。その場合、間の電気量に対応する補正値は線形補間や曲線補間などによって決定してもよい。

【0086】

（５）上記実施形態２では固有値テーブルを用いて固有値を決定する場合を例に説明したが、温度と充電された電気量とから固有値を計算する関数を用いて固有値を決定してもよい。

【0087】

（６）上記実施形態２では固有値テーブルに電気量が１［Ａｈ］間隔で設定されているが、間隔は適宜に選択可能である。例えば５［Ａｈ］間隔であってもよいし、１０［Ａｈ］間隔であってもよい。その場合、間の電気量に対応する固有値は線形補間や曲線補間などによって決定してもよい。

【0088】

（７）上記実施形態ではプラトー領域を有する電池セル１２を例に説明したが、電池セル１２はプラトー領域を有していないものであってもよい。

【0089】

（８）上記実施形態ではプラトー領域を有する電池セル１２としてＬＦＰ系やＧｒ系の電池セル１２を例に説明したが、プラトー領域を有する電池セル１２はＬＦＰ系やＧｒ系に限られない。

【0090】

（９）上記実施形態ではエンジン始動用の電池セル１２を例に説明したが、電池セル１２の用途はこれに限られない。例えば電池セル１２は電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されて補機類に電力を供給する補機用であってもよいし、電気モータで走行するフォークリフトや無人搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに搭載されて電気モータに電力を供給する移動体用であってもよい。電池セル１２は無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）に用いられるものであってもよいし、携帯端末などに用いられるものであってもよい。電池セル１２はピークシフトに用いられるものであってもよいし、再生可能エネルギーを蓄電するものであってもよい。

【0091】

（１０）上記実施形態では充電を開始したＳＯＣが低いほど早く定電圧充電に移行する電池セル１２を例に説明したが、仮に充電を開始したＳＯＣが高いほど早く定電圧充電に移行する電池セル１２であっても、補正値テーブルや固有値テーブルを調整することによって対応可能である。

【0092】

（１１）上記実施形態１では「決定ステップで決定した補正値に基づいて充電状態推定値を補正する」の例として、補正値が決定されると直ちにその補正値によってＳＯＣの推定値を補正する場合を例に説明した。これに対し、決定ステップで補正値が決定されてからＳＯＣの推定値が補正されるまでに多少のタイムラグがあってもよい。その場合はタイムラグの間に電池セル１２が充放電されてＳＯＣが変化する可能性がある。このため、その場合はタイムラグの間に充放電された電気量に基づいて補正値を補正した上でＳＯＣの推定値を補正してもよい。このように、ＳＯＣの推定値を補正するタイミングは、決定ステップで補正値が決定された直後のタイミングに限定されず、多少のタイムラグがあってもよい。

【0093】

（１２）上記実施形態１では電池セル１２としてリチウムイオン電池を例に説明したが、電池セル１２はこれに限られない。例えば電池セル１２は電気化学反応を伴うキャパシタであってもよい。

【符号の説明】

【0094】

１ バッテリ（蓄電装置の一例）
２ 自動車（車両の一例）
１２ 電池セル（蓄電素子の一例）
５０ ＢＭＳ（管理装置の一例）
５１ 電流センサ
５３ 温度センサ
５５ 管理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】