JP2016139525A - 蓄電装置および蓄電装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧を求めることができる蓄電装置および蓄電装置の制御方法を提供する。【解決手段】電池４と、電池４の充放電を制御する制御回路３と、を備える蓄電装置１であって、制御回路３は、電池の充放電が終了してからの所定時間Ｔ１が、電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間（Ｔ２またはＴ３）より短い場合、所定時間Ｔ１に計測した電池４の電圧の変化量に基づいて、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧を推定し、所定時間Ｔ１が、分極解消時間（Ｔ２またはＴ３）以上長い場合、計測した電池４の電圧を開回路電圧とする蓄電装置１である。【選択図】図１

Description

本発明は、充放電をする蓄電装置および蓄電装置の制御方法に関する。

電池の充放電を終了した後に分極がある状態で電池の電圧を計測しても、分極による電圧降下が残っているため、分極が解消した後の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を精度よく計測できない。しかし、精度のよいＯＣＶを計測するためには分極が解消するまで待たなければならい。そこで、充放電を終了した後に、分極が解消する前であっても、精度のよいＯＣＶを求めたい。

関連する技術として、充電による拡散分極の解消前の第一の時点で計測した蓄電池の第一の電圧値Ｖ１と、第一の時点ｔ１以降の所定の時点で計測された蓄電池の第二の電圧値Ｖ２１と、の電圧変動特性（Ｖ１／Ｖ２１）に基づいて、蓄電池のＯＣＶを推定することが知られている。

また、関連する技術として、無負荷状態にあると推定した時点から、経過した時間ｔ１からｔ３それぞれにおいて計測したバッテリの端子電圧ｖ１からｖ３を用いて、電圧ｖ１からｖ３それぞれに対応する三つの推定計算式（ｖ１＝［ａ／（ｔ１−ｃ）］＋ｂ、ｖ２＝［ａ／（ｔ２−ｃ）］＋ｂ、ｖ３＝［ａ／（ｔ３−ｃ）］＋ｂ）からｂを表す式を導き、該式に対応する変数に、時間ｔ１からｔ３、端子電圧ｖ１からｖ３を代入してバッテリのＯＣＶを推定することが知られている。なお、上記式において、ａは係数とし、ｃは起点と一定値以下になった時点との時間差に相当する時間としている。

また、関連する技術として、充放電終了後の所定時間内に二次電池の電圧を計測し、時間軸上で複数の計測した電圧を取得し、複数の計測した電圧を用いて逐次計算を行い、二次電池のＯＣＶの時間特性を近似する四次以上の指数減衰関数の係数を決定し、少なくとも決定した係数に基づき二次電池のＯＣＶの収束値を求め、ＯＣＶの収束値に基づき充電率（ＳＯＣ（State Of Charge））を推定する技術が知られている。

特開２０１４−１５３１３１号公報 特開２００４−１０９００７号公報 特開２００５−０４３３３９号公報

本発明の一側面に係る目的は、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧（推定したＯＣＶ）を求めることができる蓄電装置および蓄電装置の制御方法を提供することである。

実施の態様のひとつである蓄電装置は、電池と、電池の充放電を制御する制御回路と、を備える。
制御回路は、電池の充放電が終了してからの所定時間が、電池の充放電が終了して電池の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間より短い場合、所定時間に計測した電池の電圧の変化量に基づいて、電池の分極が解消した後の電池の開回路電圧を推定し、所定時間が、分極解消時間以上長い場合、計測した電池の電圧を開回路電圧とする。

他の実施の態様のひとつである蓄電装置は、電池と、電池の充放電を制御する制御回路と、を備える。
制御回路は、電池の充放電が終了してからの所定時間が、電池の充放電が終了して電池の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間より短い場合、第一の時間の電圧と第一の時間以降の第二の時間の電圧との差を用いて変化量を求め、第一の時間の電圧と変化量に推定係数を乗算した値とを加算して、電池の分極が解消した後の電池の開回路電圧の推定をする。

充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧（推定したＯＣＶ）を求めることができる。

図１は、蓄電装置の一実施例を示す図である。 図２Ａは、放電期間および放電後の分極解消時間の電池の電圧の変化の一例を示す図である。 図２Ｂは、充電期間および充電後の分極解消時間の電池の電圧の変化の一例を示す図である。 図３は、蓄電装置の動作の一実施例を示す図である。 図４は、蓄電装置の動作の一実施例を示す図である。 図５は、充放電をする際の電池のＳＯＣの変化の一例を示す図である。 図６は、実施形態３の蓄電装置の一実施例を示す図である。 図７は、実施形態３における蓄電装置の動作の一実施例を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
実施形態１について説明する。
図１は、蓄電装置の一実施例を示す図である。図１に示す蓄電装置１は、例えば電池パックで、車両に搭載することが考えられる。本例において蓄電装置１は、一つ以上の電池４を有する組電池２、蓄電装置１を制御する制御回路３、電池４の電圧を計測する電圧計５、組電池２に流れる電流を計測する電流計６、を有している。電池４はリチウムイオン電池などの二次電池、または、蓄電素子などである。

制御回路３は、電池４および電池４の充放電を制御する。さらに、ＯＣＶ、ＳＯＣの推定をする。制御回路３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられ、制御回路３の内部または外部に備えられている記憶部に記憶されている蓄電装置１の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本例においては制御回路３を用いて説明をするが、制御回路３が実行する制御を、例えば車両に搭載されている一つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などに行わせてもよい。

ＯＣＶの推定について説明する。
制御回路３は、電池４の充放電が終了してからの所定時間Ｔ１が、電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間（放電後の分極解消時間Ｔ２あるいは充電後の分極解消時間Ｔ３）より短い場合、所定時間Ｔ１までに計測した電池４の電圧の変化量に基づいて、電池４の分極が解消した後の電池４のＯＣＶを推定する。また、所定時間Ｔ１が、分極解消時間Ｔ２あるいはＴ３以上長い場合、計測した電池４の電圧をＯＣＶとする。

分極解消時間Ｔ２またはＴ３は電池４の分極が解消したか否かを判定する時間で、電池４の分極が解消したと見做す時間である。分極解消時間は、例えば、実験やシミュレーションにより決めることが考えられる。なお、分極解消時間Ｔ２またはＴ３は、電池４の温度により変化するので、温度に応じて分極解消時間Ｔ２、Ｔ３を変えることが望ましい。また、電池４の状態に基づいて決めてもよい。例えば、電池４の電圧、組電池２に流れる電流、内部抵抗、温度などを用いて分極解消時間Ｔ２、Ｔ３を変えてもよい。
（Ａ）放電が終了してからのＯＣＶの推定について説明する。

図２Ａは、放電期間および放電後の分極解消時間の電池の電圧の変化の一例を示す図である。図２Ａの縦軸には電池の電圧が示され、横軸には時間が示されている。図２Ａの例では、（１）時間ｔ０において電池４の放電が終了し、放電後の分極解消時間Ｔ２（時間ｔ０−ｔ３）において電池４の電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を計測した場合（所定時間Ｔ１＜分極解消時間Ｔ２の場合）、電池４の電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２の差、即ち変化量（Ｖｄ２−Ｖｄ１）に基づいて、電池４の分極が解消した後の電池４のＯＣＶを推定する。（２）分極解消時間Ｔ２を経過した後に計測した場合（所定時間Ｔ１≧分極解消時間Ｔ２の場合）は、電池４の計測した電圧をＯＣＶとする。

電池４の分極が解消した後の電池４のＯＣＶの推定は、図２Ａの例では、分極解消時間Ｔ２より短い期間における、第一の時間ｔ１の電圧Ｖｄ１と第一の時間以降の第二の時間ｔ２の電圧Ｖｄ２との差を用いて変化量（Ｖｄ２−Ｖｄ１）を求め、第一の時間ｔ１の電圧Ｖｄ１と、変化量（Ｖｄ２−Ｖｄ１）に放電用の推定係数ａを乗算した値と、を加算して算出する（ＯＣＶｃａｌ＝Ｖｄ１＋（Ｖｄ２−Ｖｄ１）×ａ）。ここで、推定係数aは、分極解消時間Ｔ２を経過した後に計測した電圧に基づいて更新する。推定係数aは、例えば、分極解消時間Ｔ２を経過した後に計測した精度の高いＯＣＶを用いて更新する。すなわち、計測した精度の高いＯＣＶは分極が解消した正しいＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）と考えられるので、このＯＣＶｃｏｒを用いて新しい推定係数aを求める（ＯＣＶｃｏｒ＝Ｖｄ１＋（Ｖｄ２−Ｖｄ１）×ａ）。

なお、電池４の現在のＳＯＣが所定範囲（ＳＯＣ規定値内）にない場合にはＯＣＶの推定を行わない。すなわち、電池４のＳＯＣが低い範囲などでは、電池４のＯＣＶ−ＳＯＣ特性においてＳＯＣ規定値内と変化が異なるので、精度よくＯＣＶを推定できないため、電池４のＳＯＣ規定値内にない場合にはＯＣＶの推定を行わないようにしてもよい。

さらに、分極解消時間Ｔ２を経過した後にＯＣＶを計測した場合、所定の時間はＯＣＶの推定を行わない。すなわち、分極解消時間Ｔ２を経過した後にＯＣＶを計測した場合、所定の時間は、電流積算で算出したＳＯＣから算出したＯＣＶの精度が高いと考えられるため、新たにＯＣＶの推定をしないようする。所定の時間は、例えば、ＯＣＶｃｏｒを求めてから一時間以上が考えられるが、一時間に限定されるものではない。

上記のようにＯＣＶを求めることで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよいＯＣＶ（推定したＯＣＶ）を求めることができる。
（Ｂ）充電が終了してからのＯＣＶの推定について説明する。

図２Ｂは、充電期間および充電後の分極解消時間の電池の電圧の変化の一例を示す図である。図２Ｂの縦軸には電池の電圧が示され、横軸には時間が示されている。図２Ｂの例では、（３）時間ｔ４において電池４の充電が終了し、充電後の分極解消時間Ｔ３（時間ｔ４−ｔ７）において電池４の電圧Ｖｃ１、Ｖｃ２を計測した場合（所定時間Ｔ１＜分極解消時間Ｔ３の場合）、電池４の電圧Ｖｃ１、Ｖｃ２の差、即ち変化量（Ｖｃ２−Ｖｃ１）に基づいて、電池４の分極が解消した後の電池４のＯＣＶを推定する。（４）分極解消時間Ｔ３を経過した後に計測した場合（所定時間Ｔ１≧分極解消時間Ｔ３の場合）は、電池４の計測した電圧をＯＣＶとする。

電池４の分極が解消した後の電池４のＯＣＶの推定は、図２Ｂの例では、分極解消時間Ｔ３より短い期間における、第一の時間ｔ５の電圧Ｖｃ１と第一の時間以降の第二の時間ｔ６の電圧Ｖｃ２との差を用いて変化量（Ｖｃ２−Ｖｃ１）を求め、第一の時間ｔ５の電圧Ｖｃ１と、変化量（Ｖｃ２−Ｖｃ１）に充電用の推定係数ｂを乗算した値と、を加算して算出する（ＯＣＶｃａｌ＝Ｖｃ１＋（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×ｂ）。ここで、推定係数ｂは、分極解消時間Ｔ３を経過した後に計測した電圧に基づいて更新する。推定係数ｂは、例えば、分極解消時間Ｔ３を経過した後に計測した精度の高いＯＣＶを用いて更新する。すなわち、計測した精度の高いＯＣＶは分極が解消した正しいＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）と考えられるので、このＯＣＶｃｏｒを用いて新しい推定係数ｂを求める（ＯＣＶｃｏｒ＝Ｖｃ１＋（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×ｂ）。

なお、電池４の現在のＳＯＣが所定範囲（ＳＯＣ規定値内）にない場合にはＯＣＶの推定を行わない。すなわち、電池４のＳＯＣが低い範囲などでは、電池４のＯＣＶ−ＳＯＣ特性においてＳＯＣ規定値内と変化が異なるので、精度よくＯＣＶを推定できないため、電池４のＳＯＣが所定範囲にない場合にはＯＣＶの推定を行わないようにしてもよい。

さらに、分極解消時間Ｔ３を経過した後にＯＣＶを計測した場合、所定の時間はＯＣＶの推定を行わない。すなわち、分極解消時間Ｔ３を経過した後にＯＣＶを計測した場合、所定の時間は、電流積算で算出したＳＯＣから算出したＯＣＶの精度が高いと考えられるため、新たにＯＣＶの推定をしないようする。所定の時間は、例えば、ＯＣＶｃｏｒを求めてから一時間以上が考えられるが、一時間に限定されるものではない。

上記のようにＯＣＶを求めることで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよいＯＣＶ（推定したＯＣＶ）を求めることができる。
（Ｃ）ＳＯＣの推定について説明する。

制御回路３は、所定時間Ｔ１が分極解消時間Ｔ２またはＴ３より短い場合、推定したＯＣＶｃａｌを用いてＳＯＣを求め、所定時間Ｔ１が分極解消時間Ｔ２またはＴ３以上長い場合、計測したＯＣＶｃｏｒを用いてＳＯＣを求める。なお、ＳＯＣを求める方法はＯＣＶを用いた方法であればよく、限定されるものではない。

上記のようにＯＣＶｃａｌを用いてＳＯＣを推定することで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよいＳＯＣ（推定したＳＯＣ）を求めることができる。
蓄電装置の動作について説明する。

図３、４は、蓄電装置の動作の一実施例を示す図である。例えば、車両に蓄電装置１が搭載されている場合、ステップＳ１で制御回路３は、車両が走行または充電（図２Ａの放電期間、図２Ｂの充電期間）を終了したか否かを判定し、走行終了または充電終了（図２Ａ、図２Ｂの休止期間）をしている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ２に移行し、走行または充電をしている場合（Ｎｏ）にはステップＳ１で待機する。すなわち、ステップＳ１では充放電が終了したか否かを判定している。

ステップＳ２では、制御回路３が第一の電圧、第二の電圧を取得する。放電後であれば、図２Ａにおける、第一の時間ｔ１の電圧Ｖｄ１と第一の時間以降の第二の時間ｔ２の電圧Ｖｄ２とを取得する。充電後であれば、図２Ｂにおける、第一の時間ｔ５の電圧Ｖｃ１と第一の時間以降の第二の時間ｔ６の電圧Ｖｃ２とを取得する。

ステップＳ３では、制御回路３が分極解消時間（放電後の分極解消時間Ｔ２あるいは充電後の分極解消時間Ｔ３）を経過した後に、ＯＣＶｃｏｒを計測してから所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４に移行し、所定の時間が経過していない場合（Ｎｏ）にはこの処理を終了する。分極解消時間を経過した後にＯＣＶを計測した場合、所定の時間は、電流積算で算出したＳＯＣから算出したＯＣＶの精度が高い、即ち、推定したＯＣＶｃａｌを用いて推定したＳＯＣよりも電流積算で算出したＳＯＣの精度が高いと考えられるため、新たにＯＣＶの推定をしないようする。所定の時間は、例えば一時間以上などが考えられるが、特に限定するものではない。

ステップＳ４では、制御回路３が第一の電圧と第二の電圧との差が所定値、例えば計測誤差Ｖｅｒより大きいか否かを判定し、計測誤差Ｖｅｒより大きい場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５に移行し、計測誤差Ｖｅｒ以下の場合（Ｎｏ）には第一の電圧と第二の電圧には変化がないので、この処理を終了する。例えば、放電後の休止期間の場合にはＶｄ２−Ｖｄ１＞ＶｅｒであればステップＳ５に移行する。また、充電後の休止期間の場合にはＶｃ１−Ｖｃ２＞ＶｅｒであればステップＳ５に移行する。

ステップＳ５で制御回路３は、電池４の現在のＳＯＣがＳＯＣ規定値内であるか否かを判定し、ＳＯＣ規定値内である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ６に移行し、ＳＯＣ規定値内でない場合（Ｎｏ）にはこの処理を終了する。電池４のＳＯＣが低い範囲などでは、電池４のＯＣＶ−ＳＯＣ特性においてＳＯＣ規定値内と変化が異なるので、精度よくＯＣＶを推定できないため、電池４のＳＯＣがＳＯＣ規定値内にない場合にはこの処理を終了する。

ステップＳ６では、制御回路３が計測した電圧が正常な範囲（電圧正常範囲）にあるか否かを判定し、電圧正常範囲内の場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７に移行し、電圧正常範囲内ではない場合（Ｎｏ）にはこの処理を終了する。ステップＳ６ではノイズなどにより正常に電圧を計測できなかったときに、計測した電圧を用いると、精度のよいＯＣＶを求められないため、ノイズなどの影響を受けた計測した電圧がある場合にはこの処理を終了する。例えば、放電後の場合には、第一の時間ｔ１より前に電圧Ｖｄ３を計測し、第二の時間ｔ２より前に電圧Ｖｄ４を計測し、｜（Ｖｄ２−Ｖｄ１）−（Ｖｄ４−Ｖｄ３）｜を求め、求めた値が正常範囲内であれば、ノイズなどの影響を受けていないと判定する。また、充電後の場合には、時間ｔ１より前に電圧Ｖｃ３を計測し、時間ｔ２より前に電圧Ｖｃ４を計測し、｜（Ｖｃ３−Ｖｃ４）−（Ｖｃ１−Ｖｃ２）｜を求め、求めた値が正常範囲内であれば、ノイズなどの影響を受けていないと判定する。

ステップＳ７では、分極解消時間より短い期間において、第一の時間ｔ１の電圧と第一の時間以降の第二の時間ｔ２の電圧との差を用いて変化量を求め、第一の時間ｔ１の電圧と変化量に推定係数を乗算した値とを加算して、制御回路３が推定したＯＣＶを求める。放電後の場合には、推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ＝Ｖｄ１＋（Ｖｄ２−Ｖｄ１）×ａ）を求めて、新しいＯＣＶに更新する。充電後の場合には、推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ＝Ｖｃ１＋（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×ｂ）を求めて、新しいＯＣＶに更新する。

ステップＳ８では、制御回路３がステップＳ７で推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用いて、ＳＯＣを推定する。このように推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用いてＳＯＣを推定することで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよいＳＯＣ（推定したＳＯＣ）を求めることができる。

図４のステップＳ９において、制御回路３は車両が走行を開始したか否かを判定し、走行開始をしていない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１０に移行し、走行を開始した場合（Ｙｅｓ）にはこの処理を終了する。

ステップＳ１０で制御回路３は、分極解消時間に到達した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１１に移行し、分極解消時間に到達していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ９に移行する。

ステップＳ１１で制御回路３はＯＣＶを計測し、ステップＳ１２では計測したＯＣＶを用いてＳＯＣを求める。放電後の場合には、所定時間Ｔ１が、分極解消時間Ｔ２以上長い場合、計測した電池４の電圧をＯＣＶとし、計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いてＳＯＣを求める。充電後の場合には、所定時間Ｔ１が、分極解消時間Ｔ３以上長い場合、計測した電池４の電圧をＯＣＶとし、計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いてＳＯＣを求める。

ステップＳ１３では制御回路３が補正係数を求め、ステップＳ１４では補正係数を更新する。放電用の推定係数ａは、分極解消時間Ｔ２を経過した後に計測した電圧に基づいて更新する。推定係数ａは、例えば、計測した精度の高いＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）となる新しい推定係数ａを求める（ＯＣＶｃｏｒ＝Ｖｄ１＋（Ｖｄ２−Ｖｄ１）×ａ）。充電用の推定係数ｂは、分極解消時間Ｔ３を経過した後に計測した電圧に基づいて更新する。推定係数ｂは、例えば、計測した精度の高いＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）となる新しい推定係数ｂを求める（ＯＣＶｃｏｒ＝Ｖｃ１＋（Ｖｃ２−Ｖｃ１）×ｂ）。なお、推定係数は移動平均などで重み付けして求めてもよい。

ステップＳ１５では、制御回路３は車両が走行を開始したか否かを判定し、走行を開始していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ９に移行し、走行を開始した場合（Ｙｅｓ）にはこの処理を終了する。なお、ステップＳ１３、Ｓ１４は、ステップＳ１５の後に行ってもよい。

上記のようにＯＣＶを推定することで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、推定精度のよいＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を求めることができる。また、上記のように推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）または計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いてＳＯＣを求めることで、充放電を終了した後に、推定精度のよいＳＯＣを求めることができる。

実施形態２について説明する。
電池４の満充電容量を推定する方法として、電池４を完全に放電したり満充電にしたりすることなく、電池の満充電容量を、充電を開始した時間のＳＯＣと充電を終了した時間のＳＯＣとの差分ΔＳＯＣと、充電開始から充電終了までの積算電流と、を用いて満充電容量（＝積算電流／（ΔＳＯＣ[％]／１００[％]）を算出する方法が知られている。しかしながら、上記二つのＳＯＣの推定精度が低下すると、満充電容量の推定精度が低下することになり、さらには積算電流を用いたＳＯＣの推定精度も低下することになる。

実施形態２では、実施形態１で説明した方法で求めたＳＯＣと積算電流とを用いて満充電容量を求める。すなわち、放電後のＳＯＣと充電後のＳＯＣとを用いて精度のよい差分ΔＳＯＣを求め、精度のよいΔＳＯＣと積算電流とを用いて満充電容量（＝積算電流／（精度のよいΔＳＯＣ[％]／１００[％]）を推定する。その結果、従来よりも満充電容量の推定精度を向上させることができる。また、ＳＯＣの推定精度が向上することにより、容量維持率ＳＯＨ（State Of Health）を用いた電池４の寿命判断精度を向上させることができる。

図５は、充放電をする際の電池のＳＯＣの変化の一例を示す図である。図５の縦軸には電池のＳＯＣが示され、横軸には時間が示されている。実施形態２における制御回路３は、電池４のＳＯＣと、電池４に流れる電流を計測して求める積算電流と、を用いて、満充電容量を求める。図５の例では、（ａ）時間ｔ５１において放電が終了すると、実施形態１で説明した方法で、電池４のＯＣＶを求め（ＯＣＶｃａｌまたはＯＣＶｃｏｒ）、求めたＯＣＶを用いて放電後のＳＯＣ１を求める。（ｂ）時間ｔ５２で充電を開始すると時間ｔ５３まで、電流計６が計測した電池４に流れる充電電流を用いて積算電流を求める。（ｃ）時間ｔ５３において充電が終了すると、実施形態１で説明した方法で、電池４のＯＣＶを求め（ＯＣＶｃａｌまたはＯＣＶｃｏｒ）、求めたＯＣＶを用いて充電後のＳＯＣ２を求める。（ｄ）放電後のＳＯＣ１と充電後のＳＯＣ２とを用いて精度のよい差分ΔＳＯＣを求め、精度のよいΔＳＯＣと積算電流とを用いて満充電容量を求める。

実施形態２によれば、充放電が終了した後に求めた精度のよいＯＣＶおよびＳＯＣを用いることにより、満充電容量の推定精度を向上させることができる。
実施形態３について説明する。

図６は、実施形態３の蓄電装置の一実施例を示す図である。図６の蓄電装置は、複数の電池４を有する組電池２と、電池４それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路６０１と、を備える。セルバランス回路６０１は、例えば、電池４間の電圧のばらつきをできるだけ無くして均等にする回路である。セルバランス回路６０１は、例えば、組電池２のうちで電圧が最小値の電池４を検出し、他の電池４の電圧を検出した電池４の電圧に合わせるようにセルバランス処理を行う、パッシブ型セルバランス回路を用いることが考えられる。しかしながら、電池４が分極を解消していない場合に求めるＯＣＶあるいはＳＯＣの精度がよくないため、セルバランス処理により電池４間の電圧または容量のばらつきを均等にする精度が低下する。また、分極を解消するまで待ってからセルバランス処理を実行することが考えられるが、セルバランス処理を開始するまでに時間がかかってしまう。

そこで、実施形態３では、実施形態１で説明した方法で求めたＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用いてセルバランス処理をすることで、分極が解消する時間を待たなくても、セルバランス処理を精度よく行うことができるようにする。

実施形態３における制御回路３は、所定時間Ｔ１が分極解消時間（放電後の分極解消時間Ｔ２あるいは充電後の分極解消時間Ｔ３）より短い場合、推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用い、所定時間Ｔ１が分極解消時間以上長い場合、計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いて、セルバランス回路６０１を制御する。

実施形態３における蓄電装置の動作について説明する。
図７は、実施形態３における蓄電装置の動作の一実施例を示す図である。ステップＳ７０１では、図３に示すステップＳ１からＳ８において求めた、組電池２の電池４それぞれにおける、所定時間Ｔ１が分極解消時間より短い場合に推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用いて、制御回路３がセルバランス判定範囲内であるか否かを判定する。すなわち、電池４それぞれについて推定したＯＣＶのうち最大値と最小値の差を求め、その差がセルバランス判定範囲内である場合（Ｙｅｓ）には図７のステップＳ９に移行する。その差がセルバランス判定範囲内でない場合（Ｎｏ）には図７のステップＳ７０３に移行してセルバランス処理を実行する。

ステップＳ９からＳ１５の処理については、実施形態１で説明をしているので省略をする。
ステップＳ７０２では、図７に示すステップＳ９からＳ１４において求めた、組電池２の電池４それぞれにおける、所定時間Ｔ１が分極解消時間以上の場合に計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いて、制御回路３がセルバランス判定範囲内であるか否かを判定する。すなわち、電池４それぞれについて計測したＯＣＶのうち最大値と最小値の差を求め、その差がセルバランス判定範囲内である場合（Ｙｅｓ）には図７のステップＳ１５に移行する。その差がセルバランス判定範囲内でない場合（Ｎｏ）には図７のステップＳ７０３に移行してセルバランス処理を実行する。ステップＳ７０３では、制御回路３がセルバランス処理を実行して、セルバランス回路６０１を制御する。

実施形態３によれば、所定時間Ｔ１が分極解消時間Ｔ２またはＴ３より短い場合、推定したＯＣＶ（ＯＣＶｃａｌ）を用い、所定時間Ｔ１が分極解消時間Ｔ２またはＴ３以上長い場合、計測したＯＣＶ（ＯＣＶｃｏｒ）を用いて、セルバランス回路６０１を制御する。その結果、分極が解消する時間を待たなくても、セルバランス処理を精度よく行うことができる。

なお、セルバランス回路６０１はアクティブ型セルバランス回路やプログレッシブ型セルバランス回路でもよい。
また、本発明は、上記実施形態１から３に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 蓄電装置、
２ 組電池、
３ 制御回路、
４ 電池、
５ 電圧計、
６ 電流計、
６０１ セルバランス回路、

Claims (10)

1. 電池と、前記電池の充放電を制御する制御回路と、を備える蓄電装置であって、
   前記制御回路は、
   前記電池の充放電が終了してからの所定時間が、前記電池の充放電が終了して前記電池の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間より短い場合、前記所定時間までに計測した前記電池の電圧の変化量に基づいて、前記電池の分極が解消した後の前記電池の開回路電圧を推定し、
   前記所定時間が、前記分極解消時間以上長い場合、計測した前記電池の電圧を開回路電圧とする、
   ことを特徴とする蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記電池の分極が解消した後の前記電池の開回路電圧の推定を、前記分極解消時間より短い期間における、第一の時間の電圧と前記第一の時間以降の第二の時間の電圧との差を用いて前記変化量を求め、前記第一の時間の電圧と前記変化量に推定係数を乗算した値とを加算して算出する、
   ことを特徴とする蓄電装置。
3. 請求項２に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記推定係数を、前記分極解消時間を経過した後に計測した電圧に基づいて更新する、
   ことを特徴とする蓄電装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記電池の充電率が所定範囲にない場合、開回路電圧の推定を行わない、
   ことを特徴とする蓄電装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記分極解消時間を経過した後に開回路電圧を計測した場合、所定の時間は前記開回路電圧の推定を行わない、
   ことを特徴とする蓄電装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記所定時間が前記分極解消時間より短い場合、推定した開回路電圧を用いて充電率を求め、
   前記所定時間が前記分極解消時間以上長い場合、計測した開回路電圧を用いて充電率を求める、
   ことを特徴とする蓄電装置。
7. 請求項６に記載の蓄電装置あって、
   前記制御回路は、
   前記充電率と、前記電池に流れる電流を計測して求める積算電流と、を用いて、満充電容量を求める、
   ことを特徴とする蓄電装置。
8. 請求項１に記載の蓄電装置あって、
   前記蓄電装置は、複数の前記電池を有する組電池と、前記電池それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記所定時間が前記分極解消時間より短い場合、推定した開回路電圧を用い、前記所定時間が前記分極解消時間以上長い場合、計測した開回路電圧を用いて、前記セルバランス回路を制御する、
   ことを特徴とする蓄電装置。
9. 電池と、前記電池の充放電を制御する制御回路と、を備える蓄電装置であって、
   前記制御回路は、
   前記電池の充放電が終了してからの所定時間が、前記電池の充放電が終了して前記電池の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間より短い場合、第一の時間の電圧と前記第一の時間以降の第二の時間の電圧との差を用いて変化量を求め、前記第一の時間の電圧と前記変化量に推定係数を乗算した値とを加算して、前記電池の分極が解消した後の前記電池の開回路電圧の推定をする、
   ことを特徴とする蓄電装置。
10. 電池と、前記電池の充放電を制御する制御回路と、を備える蓄電装置の制御方法であって、
    前記蓄電装置は、
    前記電池の充放電が終了してからの所定時間が、前記電池の充放電が終了して前記電池の分極が解消したと見做すまでの分極解消時間より短い場合、前記所定時間に計測した前記電池の電圧の変化量に基づいて、前記電池の分極が解消した後の前記電池の開回路電圧を推定し、
    前記所定時間が、前記分極解消時間以上長い場合、計測した前記電池の電圧を開回路電圧とする、
    ことを特徴とする蓄電装置の制御方法。
    

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