特許 7510394 電池測定装置

(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】2024-06-25

(45)【発行日】2024-07-03

(54)【発明の名称】電池測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/392 20190101AFI20240626BHJP

   G01R 31/367 20190101ALI20240626BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240626BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20240626BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240626BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

G01R31/392

G01R31/367

G01R31/389

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

H02J7/00 Y

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021121914

(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公開番号】P2023017569

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2023-10-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】北川 福郎

(72)【発明者】

【氏名】溝口 朝道

(72)【発明者】

【氏名】内山 正規

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９０５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７９６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２１５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９０９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３５０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０４５１７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１６８３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０６８６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１９０２７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６、

２７／００－２７／３２、

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２、

７／３４－７／３６、

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８、

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２、

７／００－１３／００、

１５／００－５９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解質（４５）と電極（４４ａ，４４ｂ）とを有する蓄電池（４０）の状態を測定する電池測定装置（５０）であって、
前記蓄電池の反応抵抗（Ｒｃｔ）を取得する反応抵抗取得部と、
前記蓄電池が、初期劣化中であるか否かを判定する劣化判定部と、
前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記蓄電池の劣化状態を推定する状態推定部と、を備え、
前記状態推定部は、
前記劣化判定部により前記初期劣化中であると判定された場合、前記反応抵抗の減少に比例して前記劣化状態が進行することを示す第１相関情報を用いて、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記劣化状態を推定する一方、
前記劣化判定部により前記初期劣化中でないと判定された場合、前記反応抵抗の増加に比例して前記劣化状態が進行することを示す第２相関情報を用いて、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記劣化状態を推定する電池測定装置。

【請求項2】

前記劣化判定部は、前記状態推定部により推定された前記劣化状態の履歴に基づいて、前記劣化状態が予め定められた状態となった場合に、前記初期劣化中でないと判定する請求項１に記載の電池測定装置。

【請求項3】

前記劣化判定部は、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗の履歴に基づいて、前記反応抵抗が減少から増加に転じた場合に、前記初期劣化中でないと判定する請求項１又は２に記載の電池測定装置。

【請求項4】

前記劣化判定部は、前記蓄電池を、ある電圧から所定量充電した場合の前記蓄電池の電圧に基づいて、前記初期劣化中であるか否かを判定する請求項１～３のうちいずれか１項に記載の電池測定装置。

【請求項5】

前記蓄電池のオーミック抵抗（Ｒｏｈｍ）を取得するオーミック抵抗取得部と、
前記オーミック抵抗に基づき前記蓄電池の内部温度を推定する温度推定部と、を備え、
前記状態推定部は、前記内部温度に対応した前記第１相関情報又は前記第２相関情報を用いて前記劣化状態を推定する請求項１～４のうちいずれか１項に記載の電池測定装置。

【請求項6】

前記蓄電池の周辺温度を取得する周辺温度取得部と、
前記蓄電池の内部温度と前記周辺温度とが等しいか否かを判定する温度判定部と、
前記温度判定部により前記内部温度と前記周辺温度とが等しいと判定された場合に、前記周辺温度に基づいて前記オーミック抵抗と前記内部温度との相関関係を示す温度相関情報を算出する温度相関情報算出部と、を備え、
前記温度推定部は、前記温度相関情報を用いて、前記オーミック抵抗に基づき前記内部温度を推定する請求項５に記載の電池測定装置。

【請求項7】

前記反応抵抗取得部は、前記温度相関情報算出部により前記温度相関情報が算出された直後に前記反応抵抗を取得する請求項６に記載の電池測定装置。

【請求項8】

前記蓄電池の周辺温度を取得する周辺温度取得部と、
前記蓄電池の内部温度と前記周辺温度とが等しいか否かを判定する温度判定部と、を備え、
前記温度推定部は、前記温度判定部により前記内部温度と前記周辺温度とが等しくないと判定された場合に、前記周辺温度と前記内部温度との温度差に基づいて前記内部温度を補正し、
前記状態推定部は、補正後の前記内部温度に対応した前記第１相関情報又は前記第２相関情報を用いて前記劣化状態を推定する請求項５に記載の電池測定装置。

【請求項9】

前記状態推定部により推定された前記劣化状態に基づいて、前記蓄電池を制御する制御部を備える請求項１～８のうちいずれか１項に記載の電池測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、蓄電池の状態を測定するため、蓄電池の劣化状態を推定することが行われていた（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の発明では、発振器から正弦波電流などの交流信号を蓄電池に流し、その応答信号（電圧変動）をロックインアンプにより検出し、交流信号と応答信号とに基づいて、複素インピーダンス特性を算出する。そして、交流信号の周波数を変化させて算出した蓄電池の複素インピーダンス曲線から、蓄電池の反応抵抗を算出し、蓄電池の反応抵抗に基づいて劣化状態を推定していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１９０５０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、蓄電池の反応抵抗に基づいて劣化状態が推定される場合、予め定められた反応抵抗と劣化状態との相関情報を用いて劣化状態が推定される。しかし、蓄電池を構成する電解質や電極の状態によっては、反応抵抗と劣化状態とが１対１に対応しておらず、予め定められた反応抵抗と劣化状態との相関情報を用いて劣化状態が推定されても、推定される劣化状態と実際の劣化状態との間に推定誤差が生じるという問題が生じる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池の劣化状態を精度よく推定できる電池測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための手段は、電解質と電極とを有する蓄電池の状態を測定する電池測定装置であって、前記蓄電池の反応抵抗を取得する反応抵抗取得部と、前記蓄電池が、初期劣化中であるか否かを判定する劣化判定部と、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記蓄電池の劣化状態を推定する状態推定部と、を備え、前記状態推定部は、前記劣化判定部により前記初期劣化中であると判定された場合、前記反応抵抗の減少に比例して前記劣化状態が進行することを示す第１相関情報を用いて、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記劣化状態を推定する一方、前記劣化判定部により前記初期劣化中でないと判定された場合、前記反応抵抗の増加に比例して前記劣化状態が進行することを示す第２相関情報を用いて、前記反応抵抗取得部により取得された前記反応抵抗に基づき前記劣化状態を推定する。

【0007】

電解質と電極とを有する蓄電池では、電解質の劣化による影響が大きい初期劣化と、電極の劣化による影響が大きい後期劣化とがそれぞれ生じることを発見した。このような蓄電池では、初期劣化が生じている場合、反応抵抗と劣化状態との相関関係を示す相関情報が、反応抵抗の減少に比例して劣化状態が進行することを示す第１相関情報となる。また、初期劣化が生じていない場合、上記相関情報が、反応抵抗の増加に比例して劣化状態が進行することを示す第２相関情報となる。第１相関情報と第２相関情報とは、互いに異なる。そのため、蓄電池に初期劣化が生じている場合に、誤って第２相関情報を用いて劣化状態が推定されると、推定される劣化状態に誤差が生じる。

【0008】

本発明では、蓄電池が、初期劣化中であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、劣化状態の推定に用いる相関情報を切り替えるようにした。これにより、蓄電池が初期劣化中であるか否かに応じて、反応抵抗の増減に比例する劣化状態の推定方法を切り替えることができ、反応抵抗から精度よく劣化状態を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電源システムの回路図。

【図2】蓄電池の構成を示す説明図。

【図3】第１実施形態における反応抵抗と劣化状態との関係を示すグラフ。

【図4】第１実施形態における推定処理のフローチャート。

【図5】第２実施形態における推定処理のフローチャート。

【図6】第２実施形態における反応抵抗と劣化状態との関係を示すグラフ。

【図7】積算電流量と開放電圧との関係を示すグラフ。

【図8】第３実施形態における推定処理のフローチャート。

【図9】各温度における第１回帰直線と第２回帰直線とを示すグラフ。

【図10】反応抵抗の温度特性を示すグラフ。

【図11】オーミック抵抗の温度特性を示すグラフ。

【図12】反応抵抗の算出処理を示す説明図。

【図13】内部温度の補正処理を示す説明図。

【図14】第４実施形態における推定処理のフローチャート。

【図15】その他の実施形態における反応抵抗の算出処理を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、「電池測定装置」を車両（例えば、ハイブリッド車や電気自動車）の電源システムに適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0011】

図１に示すように、電源システム１０は、回転機（モータジェネレータ）などの電気負荷２０と、蓄電池４０と、蓄電池４０の状態を測定する電池測定装置５０と、電気負荷２０などを制御するＥＣＵ６０と、を備えている。

【0012】

蓄電池４０は、電気負荷２０に電気的に接続されている。蓄電池４０の正極と電気負荷２０とを接続する正極側電源経路Ｌ１及び蓄電池４０の負極と電気負荷２０とを接続する負極側電源経路Ｌ２の少なくとも一方には、リレースイッチＳＭＲ（システムメインリレースイッチ）が設けられており、リレースイッチＳＭＲにより、蓄電池４０と電気負荷２０との間の通電及び通電遮断が切り替え可能に構成されている。なお、蓄電池４０として、リチウムイオン蓄電池が用いられている。

【0013】

図２に基づいて蓄電池４０の構成について説明する。蓄電池４０は、電極体４４と、電解質４５と、電極体４４及び電解質４５を収容する収容ケース４６と、を備えている。電解質４５は、非水電解液であり、有機溶剤のエチレンカーボネートやジエチルカーボネート等に、添加物としての六フッ化リン酸リチウム（フッ化物）等を溶解したものである。収容ケース４６は、例えばアルミニウム合金により形成されており、その上面の長手方向両端に、外部端子４７が設けられている。

【0014】

図２に示すように、電極体４４は、正極電極としての正極導電板４４ａと、負極電極としての負極導電板４４ｂと、正極導電板４４ａと負極導電板４４ｂとの間に配置されるセパレータ４４ｃとを備える積層体により構成されている。

【0015】

詳しく説明すると、正極導電板４４ａは、アルミニウム等の金属箔から構成される正極金属箔４４ｄと、この正極金属箔４４ｄの表裏面に塗布された正極活物質４４ｅとから構成される。負極導電板４４ｂは、銅等の金属薄から構成される負極金属箔４４ｆと、この負極金属箔４４ｆの表裏面に塗布された負極活物質４４ｇとから構成される。セパレータ４４ｃは、ポリエチレン樹脂により形成された多孔質の絶縁膜である。図２に示すように、電極体４４は、セパレータ４４ｃを介して、正極導電板４４ａと負極導電板４４ｂとの間でリチウムイオンが移動することにより通電する。

【0016】

図２では、蓄電池４０の複素インピーダンス（Ｚｍ）の等価回路モデルが示されている。この等価回路モデルでは、蓄電池４０の内部複素インピーダンスは、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと反応抵抗Ｒｃｔと拡散抵抗Ｒｗとの直列接続体により構成されている。オーミック抵抗Ｒｏｈｍは、蓄電池４０を構成する電極や電解液での通電抵抗である。反応抵抗Ｒｃｔは、電極における電極界面反応による抵抗を表すものであり、抵抗成分４２ａと容量成分４２ｂとの並列接続体として表される。拡散抵抗Ｒｗは、電極表面に塗布された電極活物質内部へのリチウムイオンの拡散に伴う抵抗を表すものである。

【0017】

次に、図１に基づいて、電池測定装置５０について説明する。電池測定装置５０は、蓄電池４０の蓄電状態（ＳＯＣ）及び劣化状態（ＳＯＨ）などを測定する装置である。電池測定装置５０は、電流モジュレーション回路５１と、第１電圧計５２と、劣化状態推定装置としての制御装置５３と、を備えている。

【0018】

電流モジュレーション回路５１は、測定対象である蓄電池４０に所定の交流信号を入力する回路である。具体的に説明すると、電流モジュレーション回路５１は、発信器５１ａと、発信器５１ａに直列に接続された第１電流計５１ｂとを有する。電流モジュレーション回路５１は、第１電気経路８１により蓄電池４０に接続されている。

【0019】

発信器５１ａは、制御装置５３から指示信号を入力するように構成されている。発信器５１ａは、指示信号により指示された交流信号を生成し、蓄電池４０に入力する。交流信号は、例えば正弦波信号や矩形波信号である。第１電流計５１ｂは、第１電気経路８１に流れる電流信号を測定し、測定した電流信号を制御装置５３に出力するように構成されている。

【0020】

第１電圧計５２は、第１電気経路８１と異なる（独立している）第２電気経路８２により蓄電池４０に接続されている。第１電圧計５２には、交流信号の入力時、蓄電池４０の端子間において、蓄電池４０の複素インピーダンス情報を反映した応答信号（電圧変動）が生じる。第１電圧計５２は、この応答信号を測定し、測定した応答信号を制御装置５３に出力するように構成されている。

【0021】

また、電池測定装置５０は、第２電流計５４と、第２電圧計５５と、温度計５６と、を備えている。第２電流計５４は、正極側電源経路Ｌ１に設けられている。第２電流計５４は、電気負荷２０に流れる電流を検出し、検出した検出電流を制御装置５３に出力するように構成されている。第２電圧計５５は、電気負荷２０に並列に接続されている。第２電圧計５５は、電気負荷２０に印加される電圧を検出し、検出した検出電圧を制御装置５３に出力するように構成されている。温度計５６は、蓄電池４０の近傍に配置されている。温度計５６は、蓄電池４０の周辺温度ＴＥを検出し、検出した周辺温度ＴＥを制御装置５３に出力するように構成されている。

【0022】

制御装置５３は、マイコンを主体として構成され、自身が備える記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御機能を実現する。制御装置５３は、検出電流及び検出電圧に基づいて、電気負荷２０の駆動状態を把握し、その駆動状態をＥＣＵ６０に出力する。

【0023】

また、制御装置５３は、発信器５１ａに対して、蓄電池４０に入力する交流信号を指示する指示信号を出力する。制御装置５３は、応答信号及び電流信号に基づいて、蓄電池４０の複素インピーダンスに関する情報を算出する。つまり、制御装置５３は、応答信号及び電流信号に基づいて、複素インピーダンスの実部（ＲｅＺｍ）、複素インピーダンスの虚部（ＩｍＺｍ）を算出する。制御装置５３は、算出結果に基づいて、例えば、複素インピーダンス平面プロット（コールコールプロット）を作成し、電極４４ａ，４４ｂ及び電解質４５などの特性を把握する。例えば、制御装置５３は、蓄電状態（ＳＯＣ）や劣化状態（ＳＯＨ）を把握する。

【0024】

図２に、蓄電池４０の複素インピーダンス平面プロットを示す。なお、複素インピーダンス平面プロットは、容量成分に着目したベクトル軌跡を第一象限に示すために、縦軸の上側が「－ＩｍＺｍ」となるように、つまり虚数部が反転するように記載される。図２に実線で示すように、複素インピーダンス平面プロット上においては、指示信号により指示された交流信号の周波数ωｒにより複素インピーダンスが変化し、低周波領域に半円状の軌跡である円弧Ｃｒが現れる。円弧Ｃｒにおける高周波側の端点ＰＡでは、複素インピーダンスの虚部がゼロとなる。この端点ＰＡにおける複素インピーダンスの実部の値が、オーミック抵抗Ｒｏｈｍを表す。

【0025】

円弧Ｃｒの低周波側には、直線状の軌跡である直線Ｄｒが現れる。円弧Ｃｒと直線Ｄｒとの接続点を、円弧Ｃｒにおける低周波側の端点ＰＢとした場合に、端点ＰＢにおける複素インピーダンスの実部の値と、端点ＰＡにおける複素インピーダンスの実部の値の差分値が、反応抵抗Ｒｃｔを表す。

【0026】

なお、円弧Ｃｒにおいて、複素インピーダンスの虚部の値が最も小さくなる点を、円弧Ｃｒにおける極小点ＰＣとした場合に、極小点ＰＣにおける複素インピーダンスの虚部の値の絶対値は、反応抵抗Ｒｃｔの半分の値となる。制御装置５３は、複素インピーダンス平面プロットを作成することで、端点ＰＡ，ＰＢ及び極小点ＰＣの少なくとも一方を用いて反応抵抗Ｒｃｔを取得することができる。

【0027】

ところで、従来、蓄電池４０は、劣化状態を示すＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔは１対１で相関し、使用によりＳＯＨが減少すると（劣化状態が進行すると）、図２に破線で示すように、一律に反応抵抗Ｒｃｔが大きくなっていくと考えられていた。

【0028】

しかしながら、本発明者は、蓄電池４０の電極４４ａ，４４ｂや電解質４５の状態によっては、使用によりＳＯＨが減少しても、反応抵抗Ｒｃｔが大きくなるとは限らないことを発見した。具体的には、蓄電池４０が新品（初期状態）である期間から、予め決められた劣化状態になるまでの間は、使用によりＳＯＨが減少すると、反応抵抗Ｒｃｔが小さくなり（図２の一点鎖線参照）、予め決められた劣化状態になった後から使用によりＳＯＨが減少すると、反応抵抗Ｒｃｔが大きくなる（図２の破線参照）ことを発見した。以下では、蓄電池４０が新品（初期状態）であるときから、予め決められた劣化状態になるまでにおける蓄電池４０の劣化を、初期劣化と示す。また、蓄電池４０が予め決められた劣化状態よりも劣化したときにおける蓄電池４０の劣化を、後期劣化と示す。

【0029】

なお、初期劣化中、ＳＯＨの減少に比例して反応抵抗Ｒｃｔが小さくなるのは、電解質４５の劣化による影響が大きいためだと考えられ、後期劣化中、ＳＯＨの減少に比例して反応抵抗Ｒｃｔが大きくなるのは、電極４４ａ，４４ｂの劣化による影響が大きいためだと考えられる。つまり、本実施形態のような電極４４ａ，４４ｂや電解質４５を有する蓄電池４０においては、このような現象が発生しうると考えられる。

【0030】

ここで、初期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの関係と、後期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの関係と、初期劣化から後期劣化に切り替わるタイミングについて図３に基づいて説明する。

【0031】

図３は、ＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの関係を示すものである。この関係は、実験などによって、測定された結果に基づいて得られたものである。図３に示すように、蓄電池４０のＳＯＨが、初期状態（新品）から状態閾値ＳＭｔｈに低下するまで、ＳＯＨの減少に比例して反応抵抗Ｒｃｔが小さくなることがわかる。そして、蓄電池４０のＳＯＨが、状態閾値ＳＭｔｈからさらに低下すると、ＳＯＨの減少に比例して反応抵抗Ｒｃｔが大きくなることがわかる。

【0032】

この図３から、蓄電池４０のＳＯＨが、初期状態（新品）から状態閾値ＳＭｔｈに低下するまでが初期劣化中であり、蓄電池４０のＳＯＨが、状態閾値ＳＭｔｈからさらに低下したとき、後期劣化中であることがわかる。また、初期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの計測結果から、第１回帰直線Ｌｋ１を求めることができる。この第１回帰直線Ｌｋ１が、初期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの関係を示す第１相間情報に相当する。この第１相間情報によれば、反応抵抗Ｒｃｔの減少に比例して、ＳＯＨが低下する（つまり、劣化状態が進行している（劣化している）ことを示す）。

【0033】

同様に、後期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの計測結果から、第２回帰直線Ｌｋ２を求めることができる。この第２回帰直線Ｌｋ２が、後期劣化中におけるＳＯＨと反応抵抗Ｒｃｔとの関係を示す第２相間情報に相当する。この第２相間情報によれば、反応抵抗Ｒｃｔの増加に比例して、ＳＯＨが低下する。また、状態閾値ＳＭｔｈは、第１回帰直線Ｌｋ１と、第２回帰直線Ｌｋ２との交点ＰＤから推定可能である。

【0034】

図１に示すように、本実施形態の制御装置５３は、上記関係を考慮して、初期劣化中であるか否かを判定する劣化判定部５３ａとしての機能を備える。具体的には、制御装置５３の劣化判定部５３ａは、蓄電池４０のＳＯＨの履歴から初期劣化中であるか否かを判定する。

【0035】

なお、本実施形態では、測定誤差や蓄電池４０による違いを考慮し、状態閾値ＳＭｔｈが含まれる所定範囲Ｈｋを規定し、所定範囲Ｈｋの上限閾値ＳＨｔｈよりもＳＯＨが高い場合、制御装置５３は、初期劣化中であると判定する。本実施形態において、所定範囲Ｈｋは、状態閾値ＳＭｔｈを中心として予め決められた範囲内としているが、測定精度や実験結果を考慮して、範囲を任意に変更してもよい。また、所定範囲Ｈｋの下限閾値ＳＬｔｈよりもＳＯＨが低い場合、制御装置５３は、後期劣化中であると判定する。一方、ＳＯＨが所定範囲Ｈｋ内の場合、制御装置５３は、いずれの状態であるか特定しにくい境界状態（予め決められた劣化状態）であると判定する。境界状態であると判定した場合、制御装置５３は、いずれかの相間情報を利用すべきか特定しにくいため、ＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈであると推定する。

【0036】

また、制御装置５３は、上記関係を考慮して、初期劣化中であると判定された場合に、第１相関情報を用いてＳＯＨを推定し、初期劣化中でないと判定された場合に、第２相関情報を用いてＳＯＨを推定する状態推定部５３ｂとしての機能を備える。

【0037】

また、制御装置５３は、状態推定部５３ｂにより推定されたＳＯＨに基づいて、蓄電池４０を制御する制御部５３ｃとしての機能を備える。蓄電池４０の制御とは、例えば、蓄電池４０の蓄電状態（ＳＯＣ）の算出や、蓄電池４０の充放電制御等が含まれる。なお、制御装置５３において、車両の急加速を制限する省燃費モードへの移行制御、及び蓄電池４０の交換アラームをインパネルランプや警告音で通知する通知制御が実施されてもよい。

【0038】

次に、ＳＯＨを推定するために制御装置５３により実行される推定処理について詳しく説明する。図４に、制御装置５３により実行される推定処理の手順を示す。推定処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。

【0039】

ステップＳ１０において、制御装置５３は、反応抵抗Ｒｃｔを取得する。具体的には、制御装置５３は、前述したように、蓄電池４０の複素インピーダンス平面プロットの全部又は一部を作成し、反応抵抗Ｒｃｔを取得する。なお、本実施形態において、ステップＳ１０の処理を実行することにより、制御装置５３が「反応抵抗取得部５３ｄ」としての機能を備えることとなる。

【0040】

ステップＳ１１において、制御装置５３は、初期劣化中であるか否かを示す劣化フラグＦｇが「１」であるかを判定する。劣化フラグＦｇには、蓄電池４０が初期状態（新品）である場合、つまり、工場における生産段階（出荷段階）において「０」（新品；初期劣化）が設定される。一方、劣化フラグＦｇには、初期劣化中でないと判定された場合、「０」（後期劣化）が設定される。

【0041】

制御装置５３は、劣化フラグＦｇに「０」（初期劣化）が設定されている場合、ステップＳ１１の処理を肯定判定しステップＳ１２の処理に進む。ステップＳ１２において、制御装置５３は、ステップＳ１０で取得した反応抵抗Ｒｃｔに基づいて、第１相関情報を用いてＳＯＨを算出し、ステップＳ１３の処理に進む。

【0042】

ステップＳ１３において、制御装置５３は、ステップＳ１２で算出されたＳＯＨが、上限閾値ＳＨｔｈよりも大きいか否かを判定する。

【0043】

制御装置５３は、ＳＯＨが上限閾値ＳＨｔｈよりも大きいと判定した場合、蓄電池４０がまだ初期劣化中であると判定し、ステップＳ１４の処理に進む。つまり、劣化フラグＦｇに「０」（初期劣化）を設定したまま、ステップＳ１４の処理に進む。ステップＳ１４において、制御装置５３は、ステップＳ１２において第１相間情報を用いて算出されたＳＯＨが、今回の推定処理における推定結果であるとして決定し、推定処理を終了する。

【0044】

一方、ステップＳ１３において、ＳＯＨが上限閾値ＳＨｔｈ以下と判定した場合、制御装置５３は、ステップＳ１３で否定判定し、ステップＳ１５の処理に進む。ステップＳ１５において、制御装置５３は、初期劣化中であると特定できないことから劣化フラグＦｇを「０」（初期劣化）から「１」（後期劣化）に切り替える。つまり、制御装置５３は、境界状態若しくは後期劣化中であると判断し、劣化フラグＦｇに「１」（後期劣化）を設定する。

【0045】

続くステップＳ１６において、制御装置５３は、状態閾値ＳＭｔｈが、今回の推定処理における推定結果であるとして決定し、推定処理を終了する。

【0046】

一方、ステップＳ１１において、劣化フラグＦｇに「１」（後期劣化）が設定されている場合、制御装置５３は、ステップＳ１１を否定判定し、ステップＳ１７の処理に進む。ステップＳ１７において、制御装置５３は、ステップＳ１０で取得した反応抵抗Ｒｃｔに基づいて、第２相関情報を用いてＳＯＨを算出し、ステップＳ１８の処理に進む。

【0047】

ステップＳ１８において、制御装置５３は、ステップＳ１７で算出されたＳＯＨが下限閾値ＳＬｔｈよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１８において、ＳＯＨが下限閾値ＳＬｔｈよりも大きい場合、制御装置５３は、ステップＳ１８を肯定判定し、ステップＳ１９の処理に進む。つまり、制御装置５３は、ステップＳ１７で算出されたＳＯＨが所定範囲Ｈｋ内であり、境界状態であると判定した場合、ステップＳ１９の処理に進む。ステップＳ１９において、制御装置５３は、状態閾値ＳＭｔｈが、今回の推定処理における推定結果であるとして決定し、推定処理を終了する。

【0048】

一方、ステップＳ１８において、ＳＯＨが下限閾値ＳＬｔｈ以下となった場合、制御装置５３は、ステップＳ１８を否定判定し、ステップＳ２０の処理に進む。つまり、制御装置５３は、ステップＳ１７で算出されたＳＯＨが所定範囲Ｈｋの下限閾値ＳＬｔｈ以下であり、後期劣化中であると判定し、ステップＳ２０の処理に進む。

【0049】

ステップＳ２０において、制御装置５３は、ステップＳ１３において第２相間情報を用いて算出されたＳＯＨが、今回の推定処理における推定結果であるとして決定し、推定処理を終了する。

【0050】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0051】

制御装置５３は、初期劣化中であると判定された場合に、反応抵抗Ｒｃｔの減少とＳＯＨの低下が比例する第１相関情報を用いてＳＯＨを推定し、初期劣化中でないと判定された場合に、反応抵抗Ｒｃｔの増加とＳＯＨの低下が比例する第２相関情報を用いてＳＯＨを推定する。このように、制御装置５３は、蓄電池４０が初期劣化中であるかに応じて、反応抵抗Ｒｃｔの増減に比例するＳＯＨの推定方法を切り替えるため、反応抵抗Ｒｃｔから精度よくＳＯＨを推定することができる。

【0052】

制御装置５３は、第１相間情報を用いて反応抵抗Ｒｃｔに基づいて推定されたＳＯＨの履歴から初期劣化中であるか否かを判定する。具体的には、制御装置５３は、ＳＯＨが所定範囲Ｈｋの上限閾値ＳＨｔｈよりも大きいときは、初期劣化中であると判定し、ＳＯＨが所定範囲Ｈｋの上限閾値ＳＨｔｈ以下であるときは、初期劣化中でないと判定する。工場出荷段階において蓄電池４０が初期状態であることを特定することは可能であるため、第１相間情報を用いて反応抵抗Ｒｃｔに基づいて推定されたＳＯＨの履歴から、初期劣化中であるか否かを精度よく判定することが可能となる。

【0053】

制御装置５３は、ＳＯＨが所定範囲Ｈｋの上限閾値ＳＨｔｈ以下となり、ＳＯＨが所定範囲Ｈｋ内となると、境界状態であると判定し、ＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈであると推定する。境界状態では、測定誤差や蓄電池４０の製造ばらつき等により蓄電池４０が初期劣化中であるか、又は後期劣化中であるか特定しにくいため、ＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈであると推定されることで、蓄電池４０がいずれの状態であるかを特定することなく、ＳＯＨを推定することができる。

【0054】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電池測定装置５０について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。また、この第２実施形態では、基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。

【0055】

図３に示すように、蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔは、初期劣化中、ＳＯＨが低下するにつれて減少し、後期劣化中、ＳＯＨが低下するにつれて増加する。つまり、反応抵抗Ｒｃｔの履歴を見て、反応抵抗Ｒｃｔが低下から増加に転じた時点において、初期劣化が終了したことを予測できる。そこで、本実施形態では、蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔの履歴に基づいて、蓄電池４０が初期劣化中であるか否かを判定する。

【0056】

図５に、本実施形態における推定処理の手順を示す。制御装置５３は、ステップＳ１０で反応抵抗Ｒｃｔを取得すると、ステップＳ３０の処理に進む。今回の推定処理において取得された反応抵抗Ｒｃｔを、今回値Ｒｃｔ（ｎ）（ｎは自然数）と記載し、前回の推定処理において取得された反応抵抗Ｒｃｔを、前回値Ｒｃｔ（ｎ－１）と記載する。「ｎ」は、推定処理の実行回数を示す。前回の推定処理において取得された反応抵抗Ｒｃｔは、制御装置５３の記憶部に記憶されている。なお、Ｒｃｔ（０）は初期値であり、予め設定されている。

【0057】

ステップＳ３０において、制御装置５３は、今回値Ｒｃｔ（ｎ）から前回値Ｒｃｔ（ｎ－１）を減算した抵抗差ΔＲが、ゼロよりも小さいか否かを判定する。抵抗差ΔＲがゼロよりも小さいと判定した場合、つまり、反応抵抗Ｒｃｔが減少している場合、制御装置５３は、蓄電池４０が初期劣化中であると判定し、ステップＳ３０を肯定判定し、ステップＳ３１の処理に進む。ステップＳ３１において、制御装置５３は、第１相関情報を用いてＳＯＨを算出する。続くステップＳ３２において、制御装置５３は、算出されたＳＯＨを推定結果として決定し、ステップＳ３３の処理に進む。ステップＳ３３において、制御装置５３は、今回値Ｒｃｔ（ｎ）を記憶し、推定処理を終了する。

【0058】

一方、抵抗差ΔＲがゼロ以上であると判定した場合、つまり、反応抵抗Ｒｃｔが増加している場合、制御装置５３は、蓄電池４０が初期劣化中でないと判定し、ステップＳ３０の処理を否定判定し、ステップＳ３４の処理に進む。ステップＳ３４において、制御装置５３は、第２相関情報を用いてＳＯＨを算出する。続くステップＳ３５において、制御装置５３は、算出されたＳＯＨを推定結果として決定し、ステップＳ３３の処理に進む。

【0059】

図６を用いて、本実施形態の推定処理による作用について説明する。

【0060】

図６には、ｎ＝１（初回値）～６の推定処理における反応抵抗Ｒｃｔ及びＳＯＨの測定結果が記載されている。ｎ＝１～６の測定結果のうち、ｎ＝１～５の測定結果では、実行順序に従って回数を重ねるごとに、反応抵抗Ｒｃｔが減少していくことがわかる。そのため、ｎ＝１～５の推定処理では、抵抗差ΔＲがゼロよりも小さくなり、蓄電池４０が初期劣化中であると判定される。

【0061】

一方、ｎ＝６における反応抵抗Ｒｃｔは、ｎ＝５における反応抵抗Ｒｃｔよりも増加している。そのため、ｎ＝６の推定処理において、抵抗差ΔＲがゼロ以上であると判定される。つまり、反応抵抗Ｒｃｔが減少から増加に転じたことを判定できる。これにより、蓄電池４０が初期劣化中でないと判定され、ＳＯＨの推定に用いる相関情報が、第１相関情報から第２相関情報に切り替えられる。

【0062】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0063】

蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔは、初期劣化中、ＳＯＨが低下するにつれて減少し、後期劣化中、ＳＯＨが低下するにつれて増加するため、制御装置５３は、反応抵抗Ｒｃｔの履歴に基づいて、蓄電池４０が初期劣化中であるか否かを判定するようにした。そのため、ＳＯＨを推定しなくても、反応抵抗Ｒｃｔの履歴から初期劣化中であるか否かを判定することが可能となる。

【0064】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電池測定装置５０について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。また、この第３実施形態では、基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。

【0065】

蓄電池４０は、ＳＯＨに応じて、ある電圧から所定量充電した場合における電圧が異なることがわかっている。図７には、点ＰＥに示すＯＣＶ（開放電圧）の蓄電池４０を充電した場合の、積算電流量及びＯＣＶの相関関係（以下、単に相関関係）が示されている。図７において、実線は、蓄電池４０のＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈである場合の相関関係（以下、基準相関関係）Ｚｋを示す。破線は、蓄電池４０のＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈよりも大きい場合、つまり初期劣化中である場合の相関関係Ｚａを示す。一点鎖線は、蓄電池４０のＳＯＨが状態閾値ＳＭｔｈよりも小さい場合、つまり初期劣化中でない場合の相関関係Ｚｂを示す。

【0066】

図７に示すように、初期劣化中である場合の相関関係Ｚａは、基準相関関係Ｚｋよりも低圧側に位置しており、初期劣化中でない場合の相関関係Ｚｂは、基準相関関係Ｚｋよりも高圧側に位置していることがわかる。そのため、蓄電池４０の相関関係を取得し、取得した相関情報が基準相関関係Ｚｋよりも低圧側に位置しているか否かを判定することにより、蓄電池４０が初期劣化中であるか否かを判定することが可能である。

【0067】

具体的には、まず、点ＰＥに示す状態の蓄電池４０が、所定量ＱＡ充電される。基準相関関係Ｚｋにおいて、蓄電池４０のＯＣＶが満充電電圧Ｖｍａｘとなる場合の電流積算量を満充電容量Ｑｍａｘとした場合に、所定量ＱＡは、充電後の蓄電池４０の積算電流量が満充電容量Ｑｍａｘ以下となる充電量に設定されている。

【0068】

次に、充電後の蓄電池４０のＯＣＶが取得され、取得されたＯＣＶと電圧閾値Ｖｔｈとの比較結果から、蓄電池４０が初期劣化中であるか否かを判定することができる。ここで、電圧閾値Ｖｔｈは、基準相関関係Ｚｋにおいて、充電後の蓄電池４０の積算電流量に対応する開放電圧の値である。充電後の蓄電池４０のＯＣＶが電圧閾値Ｖｔｈよりも低い場合、蓄電池４０が初期劣化中であると判定することができる。また、充電後の蓄電池４０のＯＣＶが電圧閾値Ｖｔｈ以上である場合、蓄電池４０が初期劣化中でないと判定することができる。

【0069】

図８に、本実施形態における推定処理の手順を示す。制御装置５３は、ステップＳ１０で反応抵抗Ｒｃｔを取得すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０において、制御装置５３は、蓄電池４０を、ある電圧から所定量ＱＡ充電し、ステップＳ４１に進む。ある電圧は、現在の蓄電池４０の電圧でもよければ、予め定められた電圧であってもよい。

【0070】

ステップＳ４１において、制御装置５３は、充電後の蓄電池４０のＯＣＶ（開放電圧）を取得する。続くステップＳ４３において、制御装置５３は、ステップＳ４２で取得されたＯＣＶが、電圧閾値Ｖｔｈよりも低いか否かを判定する。ステップＳ４２で取得されたＯＣＶが電圧閾値Ｖｔｈよりも低いと判定した場合、つまり、取得した相関情報が基準相関関係Ｚｋよりも低圧側に位置している場合、制御装置５３は、蓄電池４０が初期劣化中であると判定し、ステップＳ３１の処理に進む。

【0071】

一方、ステップＳ４２で取得されたＯＣＶが電圧閾値Ｖｔｈ以上であると判定した場合、つまり、取得した相関情報が基準相関関係Ｚｋよりも高圧側に位置している場合、制御装置５３は、蓄電池４０が初期劣化中でないと判定し、ステップＳ３３の処理に進む。

【0072】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0073】

蓄電池４０をある電圧から所定量ＱＡ充電した場合におけるＯＣＶは、初期劣化中、電圧閾値Ｖｔｈよりも低くなり、後期劣化中、電圧閾値Ｖｔｈ以上となるため、制御装置５３は、充電後のＯＣＶに基づいて、蓄電池４０が初期劣化中であるかを判定するようにした。そのため、ＳＯＨの履歴や反応抵抗Ｒｃｔの履歴が不明であっても、蓄電池４０を充電した場合の相関関係から初期電荷中であるか否かを判定することが可能となる。

【0074】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の電池測定装置５０について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。また、この第４実施形態では、基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。

【0075】

図９には、蓄電状態（ＳＯＣ）が２０％の蓄電池４０において、温度が０℃，１０℃，２５℃，４０℃である場合における測定結果に基づいて、算出された第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２が記載されている。図９に示すように、第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２は、蓄電池４０の温度により変動する。そのため、ＳＯＨを推定する場合には、蓄電池４０の温度を算出し、その温度に対応した第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を用いてＳＯＨを推定する必要がある。

【0076】

ここで、第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２は、蓄電池４０の内部温度ＴＡに対応し、温度計５６を用いて検出される周辺温度ＴＥには必ずしも対応していない。内部温度ＴＡを算出する方法として、反応抵抗Ｒｃｔの温度特性を利用する方法と、オーミック抵抗Ｒｏｈｍの温度特性を利用する方法とが知られている。

【0077】

図１０に、反応抵抗Ｒｃｔの温度特性を示す。反応抵抗Ｒｃｔは、内部温度ＴＡに対する温度感度が高く、内部温度ＴＡが低くなるにつれて指数関数的に増加する。そのため、低温領域においては、内部温度ＴＡの温度誤差に対する反応抵抗Ｒｃｔの抵抗誤差が大きくなる。その結果、ＳＯＨの推定精度が悪化する。

【0078】

一方、図１１に、オーミック抵抗Ｒｏｈｍの温度特性を示す。オーミック抵抗Ｒｏｈｍは、反応抵抗Ｒｃｔに比べて内部温度ＴＡに対する温度感度が低い。また、オーミック抵抗Ｒｏｈｍは、内部温度ＴＡに対して線形比例する。そのため、特定の温度領域において、内部温度ＴＡの温度誤差に対する反応抵抗Ｒｃｔの抵抗誤差が大きくなることがなく、ＳＯＨの推定精度の悪化が抑制される。

【0079】

そこで、本実施形態の制御装置５３は、オーミック抵抗Ｒｏｈｍを用いて内部温度ＴＡを算出し、その内部温度ＴＡに対応した第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を用いてＳＯＨを推定する。具体的には、制御装置５３は、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を算出し、算出された関係式を用いて、オーミック抵抗Ｒｏｈｍに基づいて内部温度ＴＡを算出する。

【0080】

ここで、オーミック抵抗Ｒｏｈｍは、蓄電池４０の経年劣化により変化し、この変化に伴ってオーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式も変化する。図１１に破線で示すように、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式では、その傾きθが劣化によらず一定である一方、図１１に点ＰＦで示すように、その切片が蓄電池４０の経年劣化により変化する。本実施形態では、蓄電池４０の経年劣化によるオーミック抵抗Ｒｏｈｍの変化を考慮し、制御装置５３は、周辺温度ＴＥを用いて、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を算出する温度ドリフト補正を行う。

【0081】

制御装置５３は、周辺温度ＴＥが内部温度ＴＡに等しい平衡温度分布状態であると判定した場合に、周辺温度ＴＥとオーミック抵抗Ｒｏｈｍを取得し、取得した周辺温度ＴＥを内部温度ＴＡとして用いるとともに、既知の傾きθに基づいて温度ドリフト補正を行う。制御装置５３は、例えばオーミック抵抗Ｒｏｈｍ及び周辺温度ＴＥを繰り返し取得しており、単位時間当たりのオーミック抵抗Ｒｏｈｍの変化量が、第１閾値よりも小さくなり、かつ単位時間当たりの周辺温度ＴＥの変化量が、第２閾値よりも小さくなった場合に、平衡温度分布状態であると判定する。

【0082】

一方、制御装置５３は、平衡温度分布状態でないと判定した場合、温度ドリフト補正を行うことができない。この場合、制御装置５３は、周辺温度ＴＥと内部温度ＴＡとの温度差に基づいて内部温度ＴＡを補正する。以下、内部温度ＴＡを補正する方法について説明する。

【0083】

図１２（ａ）に示すように、本実施形態では、電極体４４は、正極導電板４４ａと負極導電板４４ｂとセパレータ４４ｃとの積層体を、所定の軸方向Ｘに偏平に巻回することによって構成されている。図１２（ａ）では、電極体４４が、正極導電板４４ａと負極導電板４４ｂとセパレータ４４ｃとの積層体を、５重に巻回することによって構成されている。そのため、電極体４４は、互いに並列接続された第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５が、この順に電極体４４の中央部分から外周部分に向かって等間隔に並んでいる構成とみなすことができる。

【0084】

第１巻回体Ｂｒ１の温度は、内部温度ＴＡに等しい。本実施形態では、第５巻回体Ｂｒ５の温度は、周辺温度ＴＥに等しい。この場合、第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５は、等間隔に並んで配置されているため、第２巻回体Ｂｒ２の温度ＴＢ、第３巻回体Ｂｒ３の温度ＴＣ、及び第４巻回体Ｂｒ４の温度ＴＤは、内部温度ＴＡ及び周辺温度ＴＥを用いて、以下の数式（１）～（３）のように表される。

【数1】

【数2】

【数3】

【0085】

内部温度ＴＡと周辺温度ＴＥとが等しくない場合、第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５の温度ＴＡ～ＴＥが互いに異なる。その結果、第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５の反応抵抗ＲｃｔＡ～ＲｃｔＥが互いに異なる。第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５の反応抵抗ＲｃｔＡ～ＲｃｔＥは、図１２（ｂ）に示す反応抵抗Ｒｃｔの温度特性において、各温度ＴＡ～ＴＥに対応する反応抵抗ＲｃｔＡ～ＲｃｔＥとして算出することができる。

【0086】

また、図１３（ａ）に示すように、第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５は互いに並列に接続されている。そのため、蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔは、第１～第５巻回体Ｂｒ１～Ｂｒ５の反応抵抗ＲｃｔＡ～ＲｃｔＥを用いて、以下の数式（４）のように表される。

【数4】

【0087】

数式（４）に示す蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔを用いて、内部温度ＴＡが補正後の内部温度ＴＡである補正温度ＴＺに補正される。補正温度ＴＺは、図１３（ｂ）に示す反応抵抗Ｒｃｔの温度特性において、蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔに対応する内部温度ＴＡとして算出することができる。

【0088】

図１４に、本実施形態における推定処理の手順を示す。

【0089】

ステップＳ５０において、制御装置５３は、オーミック抵抗Ｒｏｈｍを取得する。具体的には、制御装置５３は、前述したように、蓄電池４０の複素インピーダンス平面プロットの一部又は全部を作成し、複素インピーダンス平面プロットからオーミック抵抗Ｒｏｈｍを算出する。なお、本実施形態において、ステップＳ５０の処理が「オーミック抵抗取得部」に相当する。

【0090】

続くステップＳ５１において、制御装置５３は、温度計５６から周辺温度ＴＥを取得し、ステップＳ５２の処理に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ５１の処理が「周辺温度取得部」に相当する。

【0091】

ステップＳ５２において、制御装置５３は、周辺温度ＴＥが内部温度ＴＡに等しい平衡温度分布状態であるか否かを判定する。平衡温度分布状態であると判定した場合、制御装置５３は、ステップＳ５２を肯定判定し、ステップＳ５３の処理に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ５１の処理が「温度判定部」に相当する。

【0092】

ステップＳ５３において、制御装置５３は、温度ドリフト補正を行い、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を算出する。続くステップＳ５４において、制御装置５３は、ステップＳ５４で算出されたオーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を用いて、ステップＳ５０で取得されたオーミック抵抗Ｒｏｈｍに基づいて内部温度ＴＡを推定する。なお、本実施形態において、ステップＳ５３の処理が「温度相関情報算出部」に相当する。

【0093】

続くステップＳ５５において、制御装置５３は、反応抵抗Ｒｃｔを取得し、ステップＳ５６に進む。つまり、制御装置５３は、ステップＳ５３で温度ドリフト補正を行った直後に、反応抵抗Ｒｃｔを取得する。

【0094】

ステップＳ５６において、制御装置５３は、ステップＳ５４で推定した内部温度ＴＡに対応した第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を決定し、ステップＳ５７に進む。制御装置５３には、複数の内部温度ＴＡに対応する複数の第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２が記憶されている。ステップＳ５６では、制御装置５３に記憶された複数の第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２から、ステップＳ５４で推定した内部温度ＴＡに対応する第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を選出することで、第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を決定する。

【0095】

ステップＳ５７において、制御装置５３は、ステップＳ５６で決定された第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を用いて、ステップＳ５５で取得された反応抵抗Ｒｃｔに基づいてＳＯＨを推定し、推定処理を終了する。なお、反応抵抗Ｒｃｔに基づいてＳＯＨを推定する方法としては、第１～第３実施形態に記載した方法を用いることができる。

【0096】

一方、ステップＳ５２において、平衡温度分布状態でないと判定した場合、制御装置５３は、ステップＳ５２を否定判定し、ステップＳ５８の処理に進む。ステップＳ５８において、制御装置５３は、ステップＳ５０で取得されたオーミック抵抗Ｒｏｈｍに基づいて内部温度ＴＡを推定する。ステップＳ５２で否定判定した場合、制御装置５３は、温度ドリフト補正を行うことができない。そのため、以前の推定処理において温度ドリフト補正され、制御装置５３に記憶されたオーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を用いて内部温度ＴＡを推定する。そのため、ステップＳ５８で推定される内部温度ＴＡの推定精度は、ステップＳ５４で推定される内部温度ＴＡの推定精度に比べて低くなる。なお、本実施形態において、ステップＳ５４，Ｓ５８の処理が「温度推定部」に相当する。

【0097】

続くステップＳ５９において、制御装置５３は、ステップＳ５１で取得された周辺温度ＴＥとステップＳ５８で推定された内部温度ＴＡとの温度差を用いて、蓄電池４０の温度分布を算出し、ステップＳ６０に進む。

【0098】

ステップＳ６０において、制御装置５３は、図１２（ｂ），１３（ａ）に示すように、ステップＳ５９で算出された蓄電池４０の温度分布に基づいて、蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔを算出する。続くステップＳ６１において、制御装置５３は、１３（ｂ）に示すように、ステップＳ６０で算出された蓄電池４０の反応抵抗Ｒｃｔに基づいて、内部温度ＴＡを補正し、ステップＳ５６に進む。

【0099】

ステップＳ５６において、制御装置５３は、ステップＳ６０で補正した内部温度ＴＡに対応した第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を決定し、ステップＳ５７に進む。ステップＳ５７において、制御装置５３は、ステップＳ５６で決定された第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を用いて、ステップＳ６０で算出された反応抵抗Ｒｃｔに基づいてＳＯＨを推定し、推定処理を終了する。

【0100】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0101】

制御装置５３は、オーミック抵抗Ｒｏｈｍに基づいて内部温度ＴＡを推定する。オーミック抵抗Ｒｏｈｍは、反応抵抗Ｒｃｔに比べて温度感度が低く、かつ内部温度ＴＡに対して線形比例する。そのため、オーミック抵抗Ｒｏｈｍに基づいて内部温度ＴＡを推定することで、反応抵抗Ｒｃｔに基づいて内部温度ＴＡを推定する場合に比べて、内部温度ＴＡの温度誤差に対する反応抵抗Ｒｃｔの抵抗誤差を抑制することができ、反応抵抗Ｒｃｔから精度よくＳＯＨを推定することができる。

【0102】

制御装置５３は、周辺温度ＴＥが内部温度ＴＡに等しい平衡温度分布状態であると判定すると、周辺温度ＴＥを用いて、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を算出する温度ドリフト補正を行う。このように、制御装置５３は、蓄電池４０の経年劣化によるオーミック抵抗Ｒｏｈｍの変化に応じて、オーミック抵抗Ｒｏｈｍと内部温度ＴＡとの関係式を補正するため、この関係式から精度よく内部温度ＴＡを算出することができる。

【0103】

制御装置５３は、温度ドリフト補正を行った直後に反応抵抗Ｒｃｔを取得する。平衡温度分布状態では蓄電池４０内に温度差が生じていないため、温度ドリフト補正を行った直後に反応抵抗Ｒｃｔを取得することで、反応抵抗Ｒｃｔを精度よく取得することができる。

【0104】

制御装置５３は、平衡温度分布状態でないと判定すると、周辺温度ＴＥと内部温度ＴＡとの温度差に基づいて内部温度ＴＡを補正する。そのため、平衡温度分布状態でない場合であっても、適切に第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を決定することができ、決定した第１回帰直線Ｌｋ１及び第２回帰直線Ｌｋ２を用いてＳＯＨを推定することができる。

【0105】

（第４実施形態の変形例）
以下、第４実施形態の変形例について説明する。本変形例では、図１４に示す推定処理において、平衡温度分布状態でないと判定された場合において、蓄電池４０の外周部分の温度を算出する方法を説明する。

【0106】

本変形例では、図１５に示すように、周辺温度ＴＥは、蓄電池４０から離間した点ＰＧにおける温度であり、蓄電池４０の外周部分の温度とは異なる。この場合、内部温度ＴＡ及び周辺温度ＴＥに基づいて、蓄電池４０の外周部分の温度である第５巻回体Ｂｒ５の温度ＴＦが算出されることで、第４実施形態と同様に、蓄電池４０の内部温度ＴＡが補正される。なお、図１５では、第２～第４巻回体Ｂｒ２～Ｂｒ４の表示が省略されている。

【0107】

図１５において、電極体４４における第１巻回体Ｂｒ１と第５巻回体Ｂｒ５との間の厚みを「Ｌ」とし、蓄電池４０内における熱伝導率を「λ」とし、蓄電池４０外における熱伝導率を「ｈ」とする。この場合、蓄電池４０内外における単位面積当たりの通過熱量ｑは、以下の数式（５）のように表すことができる。

【数5】

【0108】

そのため、第５巻回体Ｂｒ５の温度ＴＦは、数式（６）のように表すことができ、数式（６）に基づいて、蓄電池４０の内部温度ＴＡを補正することができる。

【数6】

【0109】

（他の実施形態）
・上記実施形態において、蓄電池４０に初期劣化と後期劣化が生じる例を示したが、初期劣化を含む３つ以上の劣化が生じてもよい。

【0110】

・劣化状態の履歴は、劣化フラグＦｇに限られず、今までに実行された推定処理において推定された劣化状態の推定値であってもよい。

【0111】

・蓄電池４０の内部温度ＴＡと周辺温度ＴＥとが等しいか否かを判定する方法は、オーミック抵抗Ｒｏｈｍ及び周辺温度ＴＥの時間変化を用いる方法に限られず、内部温度ＴＡと周辺温度ＴＥとの温度差に基づいて判定してもよい。

【0112】

・上記実施形態において、蓄電池４０に所定の交流信号を入力する例を示したが、蓄電池４０から所定の交流信号を出力させて蓄電池４０に外乱を与えてもよい。例えば、電流モジュレーション回路５１において、発信器５１ａに代えて抵抗素子とスイッチとの直列接続体が第１電気経路８１に接続されていてもよい。この場合、スイッチが、制御装置５３からの指示信号に基づいて開閉制御されることにより、指示信号により指示された交流信号が蓄電池４０から出力される。

【0113】

・上記実施形態では、電池測定装置５０を車両の電源システムに適用したが、電動飛行機や電動船舶の電源システムに適用してもよい。

【0114】

本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0115】

４０…蓄電池、４４ａ…正極導電板、４４ｂ…負極導電板、４５…電解質、５０…電池測定装置、Ｒｃｔ…反応抵抗。

【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】