JP2020065422A - 表示装置およびそれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の劣化度を、できるだけユーザに違和感を与えることなく表示する表示装置およびそれを備える車両を提供する。【解決手段】車両１００は、コントローラ３０と、表示部３５とを備える。コントローラ３０は、メインバッテリ１０の測定データから容量維持率（劣化度）Ｑを算出するように構成される。コントローラ３０は、算出した容量維持率Ｑの誤差（幅）の上限値Ｗｌおよび下限値Ｗｕを推定する。コントローラ３０は、上限値Ｗｌおよび下限値Ｗｕを含めた容量維持率幅ＷＱを算出する。コントローラ３０は、算出した容量維持率幅ＷＱを表示部３５に表示させる。【選択図】図３

Description

本開示は、表示装置およびそれを備える車両に関し、特に、二次電池の劣化度を表示する表示装置およびそれを備える車両に関する。

電気自動車等の車両には、モータの駆動電源（動力源）として二次電池が搭載されている。二次電池は、時間の経過とともに劣化し、二次電池の内部抵抗が増加したり二次電池の満充電容量が減少したりすることが知られている。そのため、二次電池の劣化度を推定するための様々な技術が提案されている。たとえば特開２０１８−０２９４３０号公報（特許文献１）には、二次電池の測定データを用いて、二次電池の劣化度を算出する技術が開示されている。

特開２０１８−０２９４３０号公報

二次電池の劣化度は、ユーザにとって重要な要素である。たとえば、車両に二次電池が搭載される場合、二次電池が劣化して満充電容量が減少すると、二次電池に蓄えられた電力により車両が航続可能な距離（いわゆるＥＶ航続距離）が低下してしまう。そこで、算出された劣化度を表示させることでユーザに現在の劣化度を知らせることができる。

しかしながら、算出された劣化度は、二次電池の測定に用いられる各種センサの検出誤差や算出モデルの誤差等を含み得る。たとえば、あるタイミングにおいて算出された劣化度と、その次のタイミングにおいて算出された劣化度とが、真値に対して逆側に振れるような誤差を含むような場合には、劣化度の表示値が大きく増減し得る。この場合、適切な表示がされず、表示される劣化度にユーザが違和感を覚える可能性がある。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、二次電池の劣化度を、できるだけユーザに違和感を与えることなく表示する表示装置およびそれを備える車両を提供することである。

この開示に係る表示装置は、二次電池の劣化度を表示する。この表示装置は、二次電池の劣化度を算出する制御部と、劣化度を表示する表示部とを備える。制御部は、算出された劣化度に幅をもたせた劣化度幅を表示部に表示させる。

上記構成によれば、表示装置の表示部には、算出された劣化度に幅をもたせた劣化度幅が表示される。上記幅には、たとえば、算出された劣化度に含まれる誤差などが含まれる。つまり、表示部には、劣化度が一定の範囲をもった劣化度幅として表示される。これによって、ユーザは、表示部に表示される劣化度が一定の範囲をもっていることを認識することができる。そのため、表示される劣化度が、誤差の影響を受けて変動した場合であっても、当該変動はユーザが予測し得る範囲のものである。ゆえに、当該変動に対してユーザが違和感を覚えにくい。よって、表示部に表示される劣化度にユーザが違和感を覚えることを低減することができる。

ある実施の形態においては、制御部は、二次電池を所定のＳＯＣから満充電まで充電したときのＳＯＣ差を算出するとともに、所定のＳＯＣから満充電になるまでの間に二次電池に充電された電力量を算出する。制御部は、ＳＯＣ差および電力量を用いて劣化度を算出する。

二次電池の劣化が進むと、劣化度に占める誤差の影響が大きくなり得る。たとえば、劣化度として、二次電池の初期（製造時）の満充電容量に対する現時点での満充電容量の百分率を示す容量維持率が用いられる場合には、容量維持率が減少するにつれて、容量維持率に占める誤差の影響が大きくなる。上記構成によれば、たとえば、いわゆる電流積算法によって二次電池の劣化度が算出される。所定ＳＯＣから満充電までの充電量を充電する場合において、二次電池の劣化によって満充電容量が減少すると、これに伴なって二次電池の充電に要する時間が短くなる。そうすると、劣化度の算出に用いられるデータ数が少なくなるので、蓄積される誤差も小さくなる。ゆえに、二次電池の劣化が進むにつれて誤差が小さくなり、劣化度に占める誤差の影響を小さくすることができる。

また、本開示の車両は、上記のいずれかの表示装置を備える。

本開示の表示装置及び車両によれば、二次電池の劣化度を、できるだけユーザに違和感を与えることなく表示することができる。

実施の形態に従う表示装置が適用される車両の構成例を示すブロック図である。 メインバッテリの経時的な劣化を示す劣化カーブの一例を示した図である。 車両の表示部に表示される画面の一例を示す図である。 実施の形態に係るコントローラにより実行される処理の一例を示すフローチャートである。 車両の表示部に表示される画面の他の例を示す図である。 変形例２に係るコントローラにより実行される処理の一例を示すフローチャートである。 メインバッテリの劣化度が車両の外部で表示される構成例を示すブロック図である。 メインバッテリの劣化度が車両の外部で算出される構成例を示すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本開示の実施の形態に従う表示装置が適用される車両の構成例を示すブロック図である。本実施の形態においては、車両１００が電気自動車である例について説明するが、車両１００は電気自動車であることに限られるものではなく、たとえば、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などであってもよい。

図１を参照して、車両１００は、メインバッテリ１０と、昇圧コンバータ２２と、インバータ２３と、モータジェネレータ２５と、伝達ギヤ２６と、駆動輪２７と、コントローラ３０とを備える。

メインバッテリ１０は、車両１００の駆動電源（すなわち動力源）として車両１００に搭載される。メインバッテリ１０は、複数の電池モジュール１１を含む組電池（バッテリパック）２０によって構成される。各電池モジュール１１は、リチウムイオン二次電池に代表される、再充電可能な二次電池セルを含んで構成される。

バッテリパック２０には、さらに、電流センサ１５、温度センサ１６、電圧センサ１７、および電池監視ユニット１８が配置される。電池監視ユニット１８は、たとえば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成される。以下では、電池監視ユニット１８を監視ＥＣＵ１８とも称する。

電流センサ１５は、メインバッテリ１０の入出力電流（以下、電池電流Ｉｂとも称する）を検出する。以下では、電池電流Ｉｂに関して、放電電流を正の値とし、充電電流を負の値として表すこととする。

温度センサ１６は、メインバッテリ１０の温度（以下、電池温度Ｔｂとも称する）を検出する。なお、温度センサ１６は、複数個配置してもよい。この場合には、複数の温度センサ１６による検出温度の加重平均値、最高値、または最低値を電池温度Ｔｂとして用いたり、特定の温度センサ１６による検出温度を電池温度Ｔｂとして用いたりすることができる。電圧センサ１７は、メインバッテリ１０の出力電圧（以下、電池電圧Ｖｂとも称する）を検出する。

監視ＥＣＵ１８は、電流センサ１５、温度センサ１６、および電圧センサ１７の検出値を受ける。監視ＥＣＵ１８は、電池電圧Ｖｂ、電池電流Ｉｂ、および電池温度Ｔｂをコントローラ３０へ出力する。あるいは、監視ＥＣＵ１８は、内蔵されたメモリ（図示せず）に、電池電圧Ｖｂ、電池電流Ｉｂ、および電池温度Ｔｂのデータを記憶することも可能である。

さらに、監視ＥＣＵ１８は、電池電圧Ｖｂ、電池電流Ｉｂ、および電池温度Ｔｂの少なくとも一部を用いて、メインバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する機能を有する。ＳＯＣは、メインバッテリ１０の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で示したものである。ＳＯＣの算出機能は、後述するコントローラ３０に持たせることも可能である。なお、以下においては、電池電圧Ｖｂ、電池電流Ｉｂ、電池温度Ｔｂ、ＳＯＣ等のメインバッテリ１０に関するデータを総称して、測定データとも称する。

メインバッテリ１０は、システムメインリレー２１ａ，２１ｂを経由して昇圧コンバータ２２に接続される。昇圧コンバータ２２は、メインバッテリ１０の出力電圧を昇圧する。昇圧コンバータ２２は、インバータ２３と接続されており、インバータ２３は、昇圧コンバータ２２からの直流電力を交流電力に変換する。

モータジェネレータ（三相交流モータ）２５は、インバータ２３からの交流電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギーを生成する。モータジェネレータ２５によって生成された運動エネルギーは、駆動輪２７に伝達される。一方で、車両を減速させるときや、車両を停止させるとき、モータジェネレータ２５は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。モータジェネレータ２５で生成された交流電力は、インバータ２３によって直流電力に変換され、昇圧コンバータ２２を通じてメインバッテリ１０に供給される。これにより、回生電力をメインバッテリ１０に蓄えることができる。このように、モータジェネレータ２５は、メインバッテリ１０との間での電力の授受（すなわち、メインバッテリ１０の充放電）を伴なって、車両の駆動力又は制動力を発生するように構成される。

なお、昇圧コンバータ２２は、省略することができる。また、モータジェネレータ２５として直流モータを用いるときには、インバータ２３を省略することができる。

なお、動力源としてエンジン（図示せず）がさらに搭載されたハイブリッド自動車として車両１００が構成される場合には、モータジェネレータ２５の出力に加えて、エンジンの出力を車両走行のための駆動力に用いることができる。あるいは、エンジン出力によって発電するモータジェネレータ（図示せず）をさらに搭載して、エンジン出力によってメインバッテリ１０の充電電力を発生させることも可能である。

コントローラ３０は、たとえば電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成されて、制御部３１および記憶部３２を含む。記憶部３２には、制御部３１を動作させるためのプログラムや各種データが記憶される。なお、記憶部３２については、制御部３１によるデータの読出および書込を可能として、コントローラ３０の外部に設けることも可能である。

コントローラ３０は、システムメインリレー２１ａ，２１ｂ、昇圧コンバータ２２、およびインバータ２３の動作を制御する。コントローラ３０は、スタートスイッチ（図示せず）がオフからオンに切り替わると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオフからオンに切り替えたり、昇圧コンバータ２２およびインバータ２３を動作させたりする。また、コントローラ３０は、スタートスイッチがオンからオフに切り替わると、システムメインリレー２１ａ，２１ｂをオンからオフに切り替えたり、昇圧コンバータ２２やインバータ２３の動作を停止させたりする。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０の容量維持率Ｑ（後述）を算出する機能を有する。容量維持率Ｑの算出方法として、本実施の形態においては、電流積算法により容量維持率Ｑが算出される例について後に説明する。容量維持率Ｑの算出機能については、監視ＥＣＵ１８に持たせることも可能である。

さらに、車両１００は、表示部３５を備える。表示部３５は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、車両１００のユーザに対して所定の情報を表示するように構成される。

上述のように、ＳＯＣは、現在の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で示すものであるから、メインバッテリ１０の劣化が進行してメインバッテリ１０の満充電容量そのものが減少すると、同じＳＯＣ値（たとえばＳＯＣ＝１００％）であっても、実際の蓄電量（Ａｈ）は低下していることとなる。そのため、この実施の形態では、メインバッテリ１０の状態を示すデータとして、メインバッテリ１０のＳＯＣとともにメインバッテリ１０の劣化度が表示部３５によりユーザに提示される。本実施の形態においては、劣化度として、メインバッテリ１０の容量維持率Ｑが表示部３５によりユーザに提示される。つまり、表示部３５は、少なくともメインバッテリ１０のＳＯＣおよびメインバッテリ１０の容量維持率Ｑをユーザに対して表示する。なお、表示部３５は、たとえば、液晶パネルを用いたタッチパネルディスプレイ等によって構成することができる。

さらに、車両１００は、外部電源４０によってメインバッテリ１０を充電するための外部充電機能を具備するように構成される。車両１００は、充電器２８および充電リレー２９ａ，２９ｂをさらに備える。以下においては、外部電源４０を用いたメインバッテリ１０の充電を外部充電とも称する。

外部電源４０は、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源４０としては、たとえば商用交流電源を適用することができる。充電器２８は、外部電源４０からの電力をメインバッテリ１０の充電電力に変換する。充電器２８は、充電リレー２９ａ，２９ｂを経由してメインバッテリ１０に接続されている。充電リレー２９ａ，２９ｂがオンであるとき、外部電源４０からの電力によってメインバッテリ１０を充電することができる。

外部電源４０および充電器２８は、たとえば、充電ケーブル４５によって接続可能である。すなわち、充電ケーブル４５の装着時に、外部電源４０および充電器２８が電気的に接続されることにより、メインバッテリ１０を外部電源４０を用いて充電することができる。あるいは、外部電源４０および充電器２８の間で、非接触に電力が伝送されるように車両１００は構成されてもよい。たとえば、外部電源側の送電コイル（図示せず）および車両側の受電コイル（図示せず）を経由して、電力を伝送することによって、外部電源４０によりメインバッテリ１０を充電することができる。

このように、外部電源４０から交流電力が供給される場合には、充電器２８は、外部電源４０からの供給電力（交流電力）を、メインバッテリ１０の充電電力（直流電力）に変換する機能を有するように構成される。あるいは、外部電源４０がメインバッテリ１０の充電電力を直接供給する場合には、充電器２８は、外部電源４０からの直流電力をメインバッテリ１０へ伝達するだけでよい。車両１００の外部充電の態様については特に限定されるものではない。

車両１００は、メインバッテリ１０の充放電を伴なって走行する。さらに、外部充電機能によって、車両１００の停車中にメインバッテリ１０が充電される。このようなメインバッテリ１０の充放電に伴なって、メインバッテリ１０は経時的に劣化する。

＜容量維持率Ｑの算出方法＞

図２は、メインバッテリ１０の経時的な劣化を示す劣化カーブの一例を示した図である。図２において、横軸は、メインバッテリ１０の製造時からの経過時間（年）を示し、縦軸は、メインバッテリ１０の容量維持率Ｑ（％）を示している。メインバッテリ１０の劣化カーブは、図２中の実線Ｇで示されている。

メインバッテリ１０の容量維持率Ｑは、たとえばメインバッテリ１０の新品時（製造時）の満充電容量（Ａｈ）に対する現時点での満充電容量の百分率で定義され、メインバッテリ１０の劣化度を定量的に評価し得るパラメータの一つである。上記の定義により、容量維持率Ｑが高いほどメインバッテリ１０の劣化度は低く、容量維持率Ｑが低いほどメインバッテリ１０の劣化度は高くなることが理解される。

図２を参照して、一般的に、二次電池は、製造時点（時刻０）直後の初期段階において劣化の進行が速く、その後に劣化進行ペースが安定する劣化特性を有する場合が多い。メインバッテリ１０も、そのような劣化進行ペースを有するものであり、製造直後の劣化カーブの傾きが大きくなっている。

ここで、容量維持率Ｑの算出方法について説明する。コントローラ３０は、外部電源４０を用いて、メインバッテリ１０を外部充電する際に容量維持率Ｑの算出する。

一例として、経過時間ｔ１における容量維持率Ｑ１の算出方法を例に説明する。たとえば、コントローラ３０は、経過時間ｔ１において外部充電を開始して、メインバッテリ１０のＳＯＣが所定のＳＯＣ（ＳＯＣ１：たとえば２０％）となると、メインバッテリ１０の測定データを監視ＥＣＵ１８から取得し、電流積算および時間計測を開始する。そして、コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣが満充電（ＳＯＣ２：たとえば１００％）となると、電流積算および時間計測を停止する。コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ１からＳＯＣ２となるまでの間にメインバッテリ１０に充電された電力量ΔＡｈを算出する。具体的には、コントローラ３０は、監視ＥＣＵ１８から取得した電池電流Ｉｂを積算することによって上記電力量ΔＡｈを算出する。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣ１，ＳＯＣ２および電力量ΔＡｈを用いて、経過時間ｔ１におけるメインバッテリ１０の満充電容量Ｃ１を以下に示される式（１）により算出する。

Ｃ１＝ΔＡｈ／（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２）×１００…（１）

経過時間ｔ１におけるメインバッテリ１０の容量維持率Ｑ１は、上記式（１）に従って算出された満充電容量Ｃ１をメインバッテリ１０の満充電容量の初期値（たとえば、メインバッテリ１０の製造時における満充電容量）Ｃ０により除算することにより算出される。具体的には、以下に示される式（２）により算出される。

Ｑ１＝Ｃ１／Ｃ０×１００…（２）

繰り返し説明しないが、経過時間ｔ２における容量維持率Ｑ２についても、容量維持率Ｑ１と同様にして算出することができる。

ここで、算出された容量維持率Ｑには、誤差が含まれる。具体的には、メインバッテリ１０の測定データの測定に用いられる各種センサ（電流センサ１５、温度センサ１６、および電圧センサ１７）の検出誤差や、劣化度を算出するための算出誤差（たとえば、ＳＯＣの算出等）などを含み得る。特に、上述のように、電流積算により算出された電力量ΔＡｈを用いて容量維持率Ｑを算出する方法においては、主として電流センサ１５の検出誤差が蓄積され、当該検出誤差が容量維持率Ｑの算出に影響し得る。

図２に示される破線Ｇ１は、上記手法により容量維持率Ｑを算出した場合において、誤差がプラス側に最大に振れたときのメインバッテリ１０の劣化カーブを示すグラフである。図２に示される破線Ｇ２は、上記手法により容量維持率Ｑを算出した場合において、誤差がマイナス側に最大に振れたときのメインバッテリ１０の劣化カーブを示すグラフである。なお、プラス側とは、容量維持率Ｑが高くなる方向を意味し、マイナス側とは、容量維持率Ｑが低くなる方向を意味する。

具体的に、経過時間ｔ１に着目して説明する。経過時間ｔ１における容量維持率Ｑ１は、誤差を考慮すると、Ｑ１ａからＱ１ｂの値を取り得る（Ｑ１ａ＜Ｑ１＜Ｑ１ｂ）。つまり、経過時間ｔ１における容量維持率Ｑ１は、範囲Ｗ１（Ｑ１ａ〜Ｑ１ｂ）の間で変動する可能性がある。同様に、経過時間ｔ２における容量維持率Ｑ２は、範囲Ｗ２（Ｑ２ａ〜Ｑ２ｂ）の間で変動する可能性がある。

また、図２から認識し得るように、誤差の範囲は、容量維持率Ｑが減少するにつれて小さくなっている。つまり、範囲Ｗ２は、範囲Ｗ１よりも小さい（Ｗ１＞Ｗ２）。これは、以下の理由による。メインバッテリ１０が劣化し、容量維持率Ｑ（満充電容量）が減少した場合においては、初期と比較すると、所定のＳＯＣ（たとえば、２０％）から満充電（ＳＯＣ＝１００％）まで充電するのに要する時間は、短くなる。そのため、蓄積される電池電流Ｉｂのデータ数が少なくなるので、蓄積される誤差が小さくなる。そのため、メインバッテリ１０の劣化が進むにつれて、誤差の範囲が小さくなっている。

ここで、上述のような劣化特性（劣化カーブ）を有するメインバッテリ１０が搭載された車両１００においては、たとえば、所定のＳＯＣから満充電まで充電が行なわなれる毎（たとえば、外部充電時）に容量維持率Ｑが算出されて表示部３５に表示される。

上述したとおり、算出される容量維持率Ｑには誤差が含まれるところ、あるタイミングにおいて算出された容量維持率と、その次のタイミングに算出された容量維持率とが、真値に対して逆側に振れるような誤差を含むような場合には、容量維持率の表示値が大きく増減し得る。具体的には、たとえば、あるタイミング（外部充電時）において算出された容量維持率が、取り得る範囲のうちの上限値を取り（破線Ｇ１上の値）、次の外部充電時に算出された容量維持率が、取り得る範囲のうちの下限値を取る（破線Ｇ２上の値）ような場合がある。あるいは、この逆、つまり、ある外部充電時において算出された容量維持率が、取り得る範囲のうちの下限値を取り（破線Ｇ２上の値）、次の外部充電時に算出された容量維持率が、取り得る範囲のうちの上限値を取る（破線Ｇ１上の値）ような場合がある。このような場合、表示部３５に表示される容量維持率Ｑは、大きく増減したように見え得る。そうすると、車両１００のユーザは、前回の外部充電時から今回の外部充電時までの間にメインバッテリ１０の劣化が急激に進行していると感じたり、メインバッテリ１０の劣化が回復していると感じる可能性がある。このように、適切な表示がされないことによって、表示される容量維持率Ｑにユーザが違和感を覚える可能性がある。メインバッテリ１０の劣化、つまり、容量維持率の減少は、車両１００が航続可能な距離（いわゆるＥＶ航続距離）の減少に繋がるため、ユーザにとっては、重要な要素である。

そこで、本実施の形態に係る車両１００では、表示部３５に容量維持率Ｑを表示するにあたって、誤差とともに、容量維持率Ｑを表示する。具体的には、表示部３５に容量維持率Ｑに誤差を含めた容量維持率幅ＷＱを表示する。なお、容量維持率幅ＷＱは、本開示にかかる「劣化度幅」の一例に相当する。

図３は、車両１００の表示部３５に表示される画面の一例を示す図である。図３には、一例として、経過時間ｔ１における容量維持率幅ＷＱおよびＳＯＣが示されている。容量維持率幅ＷＱは、容量維持率Ｑに誤差を含めたものであり、範囲をもって表されるものである。誤差は、図２に示される破線Ｇ１と破線Ｇ２との間の幅で表されるものである。たとえば、誤差は、車両１００に用いられる各種センサ（特に電流センサ１５）等の仕様やＳＯＣの算出精度などから予め算出しておくことができる。あるいは、メインバッテリ１０の製造時点からの経過時間に応じて、適宜設定されてもよい。なお、表示部３５には、容量維持率幅ＷＱおよびＳＯＣの他に、車両１００の現在の速度、積算走行距離および外気温などが表示されるように構成されてもよい。

図３を参照して、表示部３５の領域３６には、メインバッテリ１０の現在のＳＯＣが示される。具体的には、算出されたＳＯＣの値によってバー３８が伸縮して、現在のＳＯＣを示すように構成されている。図３においては、経過時間ｔ１におけるＳＯＣ２、つまり、ＳＯＣが１００％であることが表示されている。たとえば、ＳＯＣが９０％に減少した場合には、バー３８が９０％を示す位置まで縮小して、９０％を示す。

表示部３５の領域３７には、メインバッテリ１０の現在の容量維持率幅ＷＱが示される。具体的には、容量維持率幅ＷＱ（％）は、数値の幅（範囲）をもったプロット３９で示されている。プロット３９の幅の上限側の値をＷｕ、下限側の値をＷｌとし、算出される容量維持率のプラス側の誤差をｘ％、マイナス側の誤差をｙ％とすると、以下の式（３）（４）によりそれぞれ算出される。

Ｗｕ＝Ｑ×（１＋（ｘ／１００））…（３）

Ｗｌ＝Ｑ×（１−（ｙ／１００））…（４）

たとえば、経過時間ｔ１における容量維持率Ｑ１が５０％であったとする。そして、誤差が±４％であったとすると、式（３）よりＷｕ＝５２と算出され、式（４）よりＷｌ＝４８と算出される。すなわち、プロット３９は、４８％〜５２％の幅をもって表示される。プロット３９は、幅をもってリニアに変動することができる。なお、ＷｕからＷｌの幅（範囲）は、本開示に係る「幅」に相当する。

このように、メインバッテリ１０の現在の容量維持率Ｑに、算出される容量維持率Ｑの誤差を含めた容量維持率幅ＷＱを表示させることによって、車両１００のユーザは、表示部３５に表示される容量維持率Ｑが一定の範囲をもっていることを認識することができる。これによって、たとえ、あるタイミングにおいて算出された容量維持率と、その次のタイミングにおいてに算出された容量維持率とが、真値に対して逆側に振れるような誤差を含むような場合であっても、当該容量維持率の変動は、ユーザが予測し得る範囲のものであるため、ユーザが違和感を覚えにくい。ゆえに、ユーザの違和感を低減することができる。

また、メインバッテリ１０の劣化が進んでくると、容量維持率が減少するため、容量維持率に占める誤差の影響が大きくなる。上述した手法を用いて容量維持率が算出されることによって、所定ＳＯＣから満充電までの充電量を充電する場合において、メインバッテリ１０の劣化によって満充電容量が減少すると、これに伴なってメインバッテリ１０の充電に要する時間が短くなる。そうすると、容量維持率（満充電容量）の算出に用いられるデータ数が少なくなるので、蓄積される誤差も小さくなる。そのため、メインバッテリ１０の劣化が進むにつれて、誤差の範囲が小さくなる。ゆえに、メインバッテリ１０の劣化が進むにつれて誤差が小さくなり、容量維持率に占める誤差の影響を小さくすることができる。

＜コントローラ３０により実行される処理＞

図４は、実施の形態に係るコントローラ３０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、メインバッテリ１０の外部充電が行なわれる毎にコントローラ３０により繰り返し実行される。図４および後述する図６に示すフローチャートの各ステップは、コントローラ３０によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がコントローラ３０内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０の外部充電が開始されると、当該フローチャートの実行を開始し、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ１（たとえば、２０％）となったか否かを判定する（ステップ１、以下ステップを「Ｓ」と略す）。コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ１となるまで待機し（Ｓ１においてＮＯ）、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ１となると（Ｓ１においてＹＥＳ）、メインバッテリ１０の測定データを監視ＥＣＵ１８から取得し、電流積算および時間計測を開始する（Ｓ３）。なお、時間計測は、たとえば、コントローラ３０に内蔵された図示しないタイマによって、メインバッテリ１０の充電の開始とともに計測が開始される。

なお、ＳＯＣの算出については、たとえば、ＳＯＣとＯＣＶ（Open Circuit Voltage）との関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣカーブ（マップ等）を用いた手法により算出することができる。たとえば、予め求められたＯＣＶ−ＳＯＣカーブを第１マップとしてコントローラ３０の記憶部３２に記憶しておくことにより、電圧センサ１７の検出値を当該第１マップに参照させることによって、ＳＯＣを算出することができる。なお、ＳＯＣの算出方法は上記に限られるものではなく、たとえば、電流積算法を用いた手法であってもよい。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ２（満充電）になったか否かを判定する（Ｓ５）。コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣがＳＯＣ２になると（Ｓ５においてＹＥＳ）、電流積算および時間計測を停止する（Ｓ７）。

コントローラ３０は、満充電容量Ｃを算出する（Ｓ１１）。具体的には、コントローラ３０は、Ｓ３からＳ７において積算した電流値から電力量ΔＡｈを算出する。そして、コントローラ３０は、ＳＯＣ１、ＳＯＣ２、および電力量ΔＡｈを用いて、上述の式（１）により満充電容量Ｃを算出する。

次いで、コントローラ３０は、容量維持率Ｑを算出する（Ｓ１３）。具体的には、コントローラ３０は、Ｓ１１で算出された満充電容量Ｃと、メインバッテリ１０の満充電容量の初期値とを用いて、式（２）により容量維持率Ｑを算出する。なお、メインバッテリ１０の満充電容量の初期値は、たとえば、メインバッテリ１０の製造時あるいは出荷時等に測定され、予めコントローラ３０の記憶部３２に記憶しておけばよい。

コントローラ３０は、時間計測した計測時間Ｔから誤差を推定する（Ｓ１５）。誤差は、たとえば、所定時間に積算される電池電流Ｉｂのデータ数、各種センサの仕様等、および、ＳＯＣの算出精度などから予め求めてコントローラ３０の記憶部３２に記憶しておくことができる。なお、本実施の形態においては、誤差には、電流センサ１５の検出誤差が大きく影響するところ、計測時間Ｔ（電流の積算データ数）と誤差との関係を予め求めて第２マップとしてコントローラ３０の記憶部３２に記憶しておけばよい。そして、コントローラ３０は、計測時間Ｔを第２マップに照合させることによって、誤差を推定することができる。

コントローラ３０は、式（３）（４）を用いて、Ｓ１３で算出した容量維持率Ｑに、Ｓ１５で推定した誤差を含めた値を容量維持率幅ＷＱを算出する（Ｓ１７）。

コントローラ３０は、ＳＯＣ２、および、Ｓ１７で算出した容量維持率幅ＷＱを表示部３５に表示させる（Ｓ１９）。

以上のように、本実施の形態に係る車両１００の表示部３５には、誤差を含めたメインバッテリ１０の現在の容量維持率幅ＷＱが表示される。これによって、車両１００のユーザは、表示部３５に表示される容量維持率Ｑが一定の範囲をもっていることを認識することができる。容量維持率幅ＷＱの変動が大きかった場合（たとえば、あるタイミングにおいて算出された容量維持率と、その次のタイミングにおいてに算出された容量維持率とが、真値に対して逆側に振れるような誤差を含むような場合）であっても、ユーザが予測し得る範囲のものであるため、当該変動に対してユーザが違和感を覚えにくい。ゆえに、ユーザの違和感を低減することができる。

（変形例１）

図５は、車両１００の表示部３５に表示される画面の他の例を示す図である。実施の形態においては、メインバッテリ１０の容量維持率幅ＷＱが数値の幅（範囲）をもったプロットで示される例について説明した。しかしながら、表示の態様は上記に限られるものではなく、たとえば、図５に示されるように、メインバッテリ１０の容量維持率幅ＷＱを数値（パーセント）で表示してもよい。

さらに、メインバッテリ１０の容量維持率幅ＷＱの表示部３５への表示に代えて、または加えて、たとえば音声による報知やライトの点灯数による表示等であってもよい。

（変形例２）

実施の形態においては、容量維持率Ｑは、外部充電が行なわれる毎に算出される例について説明した。しかしながら、容量維持率Ｑは、たとえば、車両１００の走行時などを含む所定周期毎に行なわれてもよい。この場合には、実施の形態のように、容量維持率Ｑが減少するにつれて、容量維持率Ｑに含まれる誤差が小さくなるものではないが、容量維持率幅ＷＱを表示させることによって、ユーザの違和感を低減させることができる。

図６は、変形例２に係るコントローラ３０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、図４のフローチャートに対して、Ｓ１およびＳ５を削除し、Ｓ４、Ｓ６およびＳ９を追加したものである。図４で説明したステップについては、繰り返し説明しない。図６に示されるフローチャートの各ステップは、所定周期毎にコントローラ３０により繰り返し実行される。

コントローラ３０は、所定周期が到来すると、当該フローチャートの実行を開始し、メインバッテリ１０の測定データを監視ＥＣＵ１８から取得し、電流積算および時間計測を開始する（Ｓ３）。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣをＳＯＣ１として記憶する（Ｓ４）。

コントローラ３０は、時間計測の開始から所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ６）。コントローラ３０は、時間計測の開始から所定時間が経過していない場合（Ｓ６においてＮＯ）、電流積算および時間計測を継続する。

コントローラ３０は、時間計測の開始から所定時間が経過した場合（Ｓ６においてＹＥＳ）、電流積算および時間計測を停止する（Ｓ７）。

コントローラ３０は、メインバッテリ１０のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣをＳＯＣ２として記憶する（Ｓ９）。

コントローラ３０は、満充電容量Ｃを算出する（Ｓ１１）。具体的には、コントローラ３０は、Ｓ３からＳ７において積算した電流値および計測時間から電力量ΔＡｈを算出する。そして、コントローラ３０は、図４のフローチャートで説明したのと同様に、Ｓ１１〜Ｓ１９を実行する。

これによって、変形例２に係る車両１００の表示部３５には、誤差を含めたメインバッテリ１０の現在の容量維持率幅ＷＱが表示される。これによって、車両１００のユーザは、表示部３５に表示される容量維持率Ｑが一定の範囲をもっていることを認識することができる。これによって、たとえ、表示部３５に表示される容量維持率が変動しても、ユーザが予測し得る範囲のものであるため、当該変動に対してユーザが違和感を覚えにくい。ゆえに、ユーザの違和感を低減することができる。

（変形例３）

実施の形態においては、メインバッテリ１０の満充電容量の単位を「Ａｈ」とし、その容量維持率（電流容量維持率）が劣化度を示すものとして説明したが、たとえば、メインバッテリ１０の満充電容量の単位を「Ｗｈ」とし、その容量維持率（電力容量維持率）が劣化度を示すものとしてもよい。

（変形例４）

実施の形態においては、メインバッテリ１０の容量維持率Ｑが劣化度を示すものとして説明したが、たとえば、メインバッテリ１０の劣化によって満充電容量Ｃが減少すると、メインバッテリ１０が満充電状態であるときのＥＶ航続距離の上限値も低下するため、メインバッテリ１０が満充電状態であるときのＥＶ航続距離の上限値が劣化度を示すものとしてもよい。なお、ＥＶ航続距離は、たとえば、車両１００の平均電費（ｋｍ／ｋＷｈ）に現在の満充電容量（ｋＷｈ）を乗算することによって算出することができる。

（変形例５）

実施の形態においては、メインバッテリ１０の誤差を含めた劣化度は、車両１００の表示部３５に表示されるものとしたが、これらの表示は、車両１００外部のシステムで行なってもよい。

図７は、メインバッテリ１０の劣化度が車両の外部で表示される構成例を示すブロック図である。図７を参照して、この変形例では、車両１００Ａは、図１に示した車両１００の構成において、表示部３５を備えず、通信部５０をさらに備える。

通信部５０は、車両１００Ａの外部に設けられるサービスツール２００との間で通信を実行する機能を有する。サービスツール２００との通信は、有線であってもよいし、無線であってもよい。通信部５０は、たとえば、車載の通信モジュールによって構成することができる。

サービスツール２００は、たとえばディーラー等に備えられており、車両１００Ａから取得したメインバッテリ１０の測定データから、メインバッテリ１０の劣化度を算出する。車両１００Ａでは、メインバッテリ１０の測定データが収集されて記憶部３２に蓄積されており、サービスツール２００と通信部５０との間で通信が確立されると、記憶部３２に蓄積されている測定データが通信部５０によってサービスツール２００へ送信される。

そして、サービスツール２００において、車両１００Ａから取得した測定データから、メインバッテリ１０の現在の劣化度が算出される。劣化度は、上記の実施の形態と同様、たとえばメインバッテリ１０の現在の容量維持率Ｑである。メインバッテリ１０の容量維持率は、上記の式（１）（２）を用いて算出することができる。

また、サービスツール２００において、車両１００Ａから取得した計測時間Ｔおよび第２マップから誤差を推定する。誤差は、上記の式（３）（４）を用いて算出することができる。

そして、容量維持率Ｑおよび誤差を用いて容量維持率幅ＷＱを算出することができる。サービスツール２００は、算出した容量維持率幅ＷＱをサービスツール２００の表示部に表示させる。

また、実施の形態では、メインバッテリ１０の劣化度および誤差は、車両１００のコントローラ３０において算出されるものとしたが、劣化度および誤差の算出は、車両外部のサーバで行なってもよい。

図８は、メインバッテリ１０の劣化度が車両の外部で算出される構成例を示すブロック図である。図８を参照して、この変形例では、車両１００Ｂは、図１に示した車両１００の構成において、通信部５０Ａをさらに備える。

通信部５０Ａは、車両１００Ｂの外部に設けられるサーバ２３０との間で通信経路２１０を形成して、無線通信を実行する機能を有する。たとえば、通信部５０Ａは、車載の無線通信モジュールによって構成することができる。

車両１００Ｂは、通信部５０Ａによる通信経路２１０を経由して広域通信網２２０（代表的にはインターネット）に接続することにより、サーバ２３０との間で双方向のデータ通信が可能である。所定周期毎に車両１００Ｂからサーバ２３０へメインバッテリ１０の測定データが送信される。また、所定周期毎に車両１００Ｂからサーバ２３０へ計測時間Ｔおよび第２マップが送信される。

サーバ２３０は、メインバッテリ１０の測定データを車両１００Ｂから取得すると、取得した測定データからメインバッテリ１０の劣化度を算出する。劣化度は、たとえば、上記の実施の形態と同様、メインバッテリ１０の現在の容量維持率Ｑである。メインバッテリ１０の容量維持率Ｑは、上記の式（１）（２）を用いて算出することができる。

また、サーバ２３０は、車両１００Ｂから取得した計測時間Ｔおよび第２マップから誤差を算出する。誤差は、上記の式（３）（４）を用いて算出することができる。そして、容量維持率Ｑおよび誤差を用いて容量維持率幅ＷＱを算出することができる。サーバ２３０は、算出した容量維持率幅ＷＱを車両１００Ｂへ送信する。

車両１００Ｂは、サーバ２３０から受信した容量維持率幅ＷＱを表示部３５に表示させる。表示部３５への表示については、実施の形態と同様である。

なお、上記した実施の形態および変形例１〜５は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。

なお、上記の実施の形態および変形例１〜５では、表示装置は車両に適用されるものとしたが、本開示に従う表示装置は、車両に適用されるものに限定されるものではなく、二次電池の劣化度が表示されるその他の機器にも適用可能である。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ メインバッテリ、１１ 電池モジュール、１５ 電流センサ、１６ 温度センサ、１７ 電圧センサ、１８ 電池監視ユニット、２０ バッテリパック、２１ａ，２１ｂ システムメインリレー、２２ 昇圧コンバータ、２３ インバータ、２５ モータジェネレータ、２６ 伝達ギヤ、２７ 駆動輪、２８ 充電器、２９ａ，２９ｂ 充電リレー、３０ コントローラ、３１ 制御部、３２ 記憶部、３５ 表示部、３８ バー、３９ プロット、４０ 外部電源、４５ 充電ケーブル、５０，５０Ａ 通信部、１００，１００Ａ，１００Ｂ 車両、２００ サービスツール、２１０ 通信経路、２２０ 広域通信網、２３０ サーバ。

Claims (3)

1. 二次電池の劣化度を表示する表示装置であって、
   前記二次電池の前記劣化度を算出する制御部と、
   前記劣化度を表示する表示部とを備え、
   前記制御部は、算出された前記劣化度に幅をもたせた劣化度幅を前記表示部に表示させる、表示装置。
2. 前記制御部は、
   前記二次電池を所定のＳＯＣから満充電まで充電したときのＳＯＣ差を算出するとともに、前記所定のＳＯＣから前記満充電になるまでの間に前記二次電池に充電された電力量を算出し、
   前記ＳＯＣ差および前記電力量を用いて前記劣化度を算出する、請求項１に記載の表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の表示装置を備える車両。

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