WO2022131171A1 - 電池監視装置 - Google Patents

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WO2022131171A1
WO2022131171A1 PCT/JP2021/045660 JP2021045660W WO2022131171A1 WO 2022131171 A1 WO2022131171 A1 WO 2022131171A1 JP 2021045660 W JP2021045660 W JP 2021045660W WO 2022131171 A1 WO2022131171 A1 WO 2022131171A1
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WO
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capacity
battery
secondary battery
impedance value
change
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PCT/JP2021/045660
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裕基 堀
正規 内山
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株式会社デンソー
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a battery monitoring device for a secondary battery.
  • lithium-ion batteries have been attracting attention as lightweight and high energy density secondary batteries.
  • Some lithium-ion batteries have a region in which the change in the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) due to the change in the SOC (State Of Charge) indicating the storage state of the storage battery is small, that is, a plateau region. In the plateau region, it is difficult to calculate the SOC of the secondary battery using the SOC-OCV characteristic showing the correlation between the SOC and the open circuit voltage OCV.
  • OCV Open Circuit Voltage
  • SOC State Of Charge
  • Patent Document 1 is based on the voltage change rate, which is a value obtained by dividing the voltage change per unit time of the secondary battery during charging or discharging by the current capacity flowing in and out of the secondary battery during that period. The SOC of the secondary battery is calculated.
  • the rate of voltage change during energization largely depends on the temperature of the secondary battery. Therefore, in the calculation of the SOC based on the voltage change rate during energization, the SOC cannot be properly calculated due to the temperature change of the secondary battery during energization.
  • a technique capable of appropriately calculating the SOC of a secondary battery without using the SOC-OCV characteristics is desired.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a battery monitoring device capable of appropriately calculating the storage capacity of a secondary battery without using SOC-OCV characteristics.
  • the first means for solving the above-mentioned problems is applied to a secondary battery in which a change in the amount of reaction heat occurs at a predetermined capacity when the storage capacity changes with energization, and changes in the impedance value of the secondary battery when energized. It includes an acquisition unit for acquisition and a capacity determination unit for determining that the storage capacity of the secondary battery is the predetermined capacity based on the impedance value change acquired by the acquisition unit.
  • the temperature of the secondary battery changes at the predetermined capacity as the amount of heat of reaction changes.
  • the temperature and the impedance value have a correlation, and when the temperature of the secondary battery changes, the impedance value of the secondary battery changes. That is, in the above-mentioned secondary battery, the impedance value of the secondary battery changes at a predetermined capacity. Focusing on this point, the present disclosers have found a method for calculating the storage capacity.
  • the change in the impedance value of the secondary battery is acquired when the power is turned on, and based on this change in the impedance value, it is determined that the storage capacity of the secondary battery is a predetermined capacity.
  • the storage capacity of the secondary battery can be calculated by using the change in the impedance value in the predetermined capacity of the secondary battery, and the storage capacity of the secondary battery can be appropriately calculated without using the SOC-OCV characteristic.
  • the capacity determination unit determines that the storage capacity of the secondary battery is the predetermined capacity when the absolute value of the time change amount of the impedance value change is larger than the predetermined threshold value. ..
  • the storage capacity of the secondary battery can be appropriately calculated by suppressing the influence of noise and the like.
  • the third means has a first capacity and a second capacity as the predetermined capacity, and at the time of charging, the absolute value of the impedance value change is larger on the high capacity side of the first capacity than on the low capacity side, and the third means.
  • the absolute value of the impedance value change is smaller than on the low capacity side, and at the time of discharge, the absolute value of the impedance value change is larger on the low capacity side of the first capacity than on the high capacity side.
  • the capacity determination unit is used when the impedance value change decreases with energization. It is determined that the storage capacity of the secondary battery is the first capacity, and when the change in the impedance value increases with energization, it is determined that the storage capacity of the secondary battery is the second capacity.
  • Some secondary batteries have a plurality of predetermined capacities. In this case, even if it is determined that the predetermined capacitance is based on the change in the impedance value, it is not possible to determine which of the plurality of predetermined capacitances the predetermined capacitance is.
  • the first capacity and the second capacity are provided as predetermined capacities, and the absolute value of the impedance value change is larger on the high capacity side of the first capacity than on the low capacity side at the time of charging.
  • the absolute value of the impedance value change is smaller on the high capacity side of the two capacities than on the low capacity side.
  • the absolute value of the impedance value change is larger on the low capacity side of the first capacity than on the high capacity side, and the absolute value of the impedance value change is smaller on the low capacity side of the second capacity than on the high capacity side. Therefore, in the first capacitance, the change in impedance value decreases with energization, and in the second capacitance, the change in impedance value increases with energization. Therefore, in a secondary battery having a plurality of predetermined capacities, it is possible to determine whether the predetermined capacitance is the first capacitance or the second capacitance by using the difference in the mode of the impedance value change.
  • the fourth means includes a calculated capacity calculation unit that calculates the storage capacity of the secondary battery as the calculated capacity by integrating the currents flowing in and out of the secondary battery, and the calculated capacity calculation unit is provided.
  • the capacity determination unit determines that the storage capacity of the secondary battery is the predetermined capacity
  • the calculated capacity is corrected using the predetermined capacity.
  • the integration error of the calculated capacity can be reset.
  • the fifth means includes an AC current generating unit that generates a predetermined AC current superimposed on the inflow and outflow currents of the secondary battery, and the acquisition unit is a unit of the AC current generated by the AC current generating unit. The change in the impedance value is acquired when the current occurs.
  • the change in the impedance value of the secondary battery changes when the currents flowing into and out of the secondary battery change, the change in the impedance value of the secondary battery is acquired when this current changes.
  • the change in the current flowing into and out of the secondary battery is small, for example, when the secondary battery is charged with a constant current, the change in the impedance value of the secondary battery cannot be obtained and the secondary battery cannot be obtained. It cannot be determined that the storage capacity of the battery is a predetermined capacity.
  • the above configuration is provided with an AC current generating unit that superimposes an AC current on the currents flowing into and out of the secondary battery.
  • the storage capacity of the secondary battery can be calculated appropriately even if the change in current before superimposition is small, and the storage capacity of the secondary battery can be calculated appropriately. It can be determined that the capacity is a predetermined capacity.
  • a discharge capacity calculation unit for calculating the discharge capacity of the secondary battery using the capacity is provided.
  • the discharge capacity indicating the deteriorated state of the secondary battery decreases due to deterioration.
  • the predetermined capacity is an amount that does not change due to deterioration of the secondary battery.
  • the discharge capacity of the secondary battery can be appropriately calculated by calculating the discharge capacity using a predetermined capacity that does not change due to deterioration of the secondary battery.
  • the secondary battery has a plateau region in which the change in the opening voltage of the secondary battery due to the change in the storage capacity of the secondary battery is small, and the predetermined capacity is the plateau region.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of the battery control device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the storage capacity and the amount of voltage change.
  • FIG. 3 is a flowchart of the determination process according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a time chart showing an example of the determination process of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a time chart showing another example of the determination process of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of the battery control device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the superposition of currents.
  • FIG. 8 is a flowchart of the determination process according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing changes in the discharge capacity due to deterioration of the battery.
  • FIG. 10 is a flowchart of the determination process according to the third embodiment.
  • the battery control device 100 is a device for monitoring the storage capacity and charge / discharge state of the battery 40.
  • the battery 40 is a rechargeable / dischargeable storage battery (secondary battery), and specifically, is an assembled battery in which a plurality of lithium ion storage batteries 41 are connected in series.
  • the lithium ion storage battery 41 using lithium iron phosphate as the positive electrode active material and graphite as the negative electrode active material is used.
  • the battery 40 is connected to the rotary electric machine 10 via the inverter 20.
  • the rotary electric machine 10 inputs and outputs electric power to and from the battery 40.
  • the electric power supplied from the battery 40 gives a propulsive force to the vehicle, and at the time of regeneration, the deceleration energy of the vehicle is used. It generates electricity and outputs electric power to the battery 40.
  • the battery control device 100 includes a voltage sensor 30, a current sensor 31, first to fourth relay switches 32 to 35, and a BMU (Battery Management Unit) 50 as a battery monitoring device.
  • a voltage sensor 30 a current sensor 31, first to fourth relay switches 32 to 35
  • a BMU (Battery Management Unit) 50 as a battery monitoring device.
  • the voltage sensor 30 detects the voltage between the terminals of each of the lithium ion storage batteries 41 constituting the battery 40, and detects the battery voltage VB which is the sum of the voltages between these terminals.
  • the current sensor 31 is provided on the connection line LC connecting the battery 40 and the inverter 20, and detects the magnitude and direction of the charge / discharge current IS, which is the current flowing in and out of the battery 40. The detected value of each sensor is input to the BMU 50.
  • the battery 40 is configured to be connectable to the external charger 200 via the first and second external charging terminals TA and TB.
  • the out-of-vehicle charger 200 is, for example, a DC quick charger.
  • the battery 40 is constantly charged with a constant current or charged with a constant voltage by the high voltage DC power input from the external charger 200.
  • the first and second external charging terminals TA and TB are connected to the connection line LC via the first and second charging paths LA and LB.
  • the first external charging terminal TA is connected to the first contact PA between the positive electrode terminal of the battery 40 and the inverter 20 in the connection line LC via the first charging path LA.
  • the second external charging terminal TB is connected to the second contact PB between the negative electrode terminal of the battery 40 and the inverter 20 in the connection line LC via the second charging path LB.
  • the first relay switch 32 is provided between the first contact PA and the inverter 20 in the connection line LC
  • the second relay switch 33 is provided between the second contact PA and the inverter 20 in the connection line LC.
  • the first and second relay switches 32 and 33 switch the connection state between the battery 40 and the rotary electric machine 10.
  • the third relay switch 34 is provided in the first charging path LA
  • the fourth relay switch 35 is provided in the second charging path LB.
  • the third and fourth relay switches 34 and 35 switch the connection state between the battery 40 and the external charger 200.
  • the BMU 50 is a control device composed of a CPU, ROM, RAM, and the like.
  • the BMU 50 calculates the storage capacity of the battery 40 based on the detection value input from each sensor.
  • the BMU 50 calculates the discharge capacity indicating the deterioration state of the battery 40 based on the calculated storage capacity of the battery 40.
  • the BMU 50 is connected to the first to fourth relay switches 32 to 35, and switches the connection state of the first to fourth relay switches 32 to 35 based on the storage capacity of the battery 40. Further, the BMU 50 is communicably connected to the travel control ECU 70 via the vehicle-mounted network interface 51, and outputs a command to control the rotary electric machine 10 based on the storage capacity of the battery 40 to the travel control ECU 70.
  • the travel control ECU 70 controls the inverter 20 in order to control the control amount of the rotary electric machine 10 according to the command based on the command from the BMU 50.
  • the control amount is, for example, torque.
  • the lithium ion storage battery 41 constituting the battery 40 uses lithium iron phosphate as the positive electrode active material and graphite as the negative electrode active material.
  • a storage battery using these active materials has a region in which the open circuit voltage OCV is stable over a wide range of SOC and the change in open circuit voltage OCV with a change in SOC is small, that is, a plateau region PR. In the plateau region PR, it is difficult to calculate the SOC of the storage battery using the SOC-OCV characteristics and calculate the storage capacity.
  • the reaction heat amount WR changes when the storage capacity changes with energization.
  • the reaction heat quantity WR is obtained by removing the Joule heat WJ due to the impedance component of the storage battery from the calorific value WB of the storage battery when energized.
  • the reaction heat amount WR is expressed by the following equation (2) using the temperature TM of the storage battery, the charge / discharge current IS, and the voltage change amount ⁇ OCV which is the change amount of the open circuit voltage OCV per unit temperature.
  • the reaction heat quantity WR is proportional to the voltage change amount ⁇ OCV.
  • This voltage change amount ⁇ OCV has a value for each storage capacity of the storage battery, and among the storage batteries, there is a storage battery in which the voltage change amount ⁇ OCV changes when the storage capacity changes. In such a storage battery, if the storage capacity changes, the reaction heat amount WR changes, so that the temperature TM changes. Further, in the storage battery, the temperature TM and the impedance value RA have a correlation. Therefore, when the temperature TM of the storage battery changes, the impedance value RA of the storage battery changes.
  • FIG. 2 shows the relationship between the storage capacity of the battery 40 of the present embodiment and the voltage change amount ⁇ OCV.
  • the battery 40 has a first capacity QA and a second capacity QB as predetermined capacities, and a voltage change amount ⁇ OCV when the storage capacity increases from the low capacity side to the first capacity QA.
  • the increase in the voltage change amount ⁇ OCV tends to be saturated.
  • the voltage change amount ⁇ OCV sharply decreases, and when the storage capacity becomes the second capacity QB, the decrease in the voltage change amount ⁇ OCV tends to saturate.
  • the change in the voltage change amount ⁇ OCV is steep, so that the change in the impedance value RA becomes large. Focusing on this point, the present disclosers have found a method for calculating the storage capacity of the battery 40.
  • the BMU 50 acquires the impedance value change HA of the battery 40 when the battery is energized.
  • the BMU 50 calculates the impedance value RA by dividing the change amount ⁇ VB of the battery voltage VB when the charge / discharge current IS changes by the change amount ⁇ IS of the charge / discharge current IS.
  • the impedance value change HA which is the amount of change in the impedance value RA per unit time, is calculated.
  • the BMU 50 performs a determination process for determining that the storage capacity of the battery 40 is the first and second capacities QA and QB. According to the determination process, the storage capacity of the battery 40 can be calculated by using the impedance value change HA in the first and second capacities QA and QB of the battery 40, and the storage capacity of the battery 40 is not used. The capacity can be calculated properly.
  • the first and second capacities QA and QB exist in the plateau region PR. Therefore, the storage capacity of the battery 40 can be appropriately calculated in the plateau region PR where it is difficult to calculate the SOC of the storage battery using the SOC-OCV characteristics.
  • FIG. 3 shows a flowchart of the determination process of the present embodiment.
  • the BMU 50 repeatedly performs the determination process at predetermined control cycles when the battery 40 is energized.
  • step S10 it is determined whether or not the charge / discharge current IS has changed by the threshold current or more. If a negative determination is made in step S10, the determination process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S10, the process proceeds to step S11.
  • step S11 the impedance value RA of the battery 40 is calculated by the above method.
  • step S12 the impedance value change HA is calculated using the impedance value RA calculated in step S11, and the process proceeds to steps S13 and S14.
  • the process of step S12 corresponds to the “acquisition unit”.
  • steps S13 and S14 it is determined that the storage capacity of the battery 40 is the first and second capacities QA and QB based on the impedance value change HA calculated in step S12. Specifically, the time change amount ⁇ HA of the impedance value change HA is calculated, and it is determined whether or not the absolute value of the time change amount ⁇ HA is larger than the thresholds ⁇ and ⁇ ( ⁇ , ⁇ > 0). In this embodiment, the processes of steps S13 and S14 correspond to the "capacity determination unit".
  • step S13 it is determined whether or not the absolute value of the time change amount ⁇ HA of the impedance value change HA is larger than the threshold value ⁇ and the impedance value change HA decreases with energization.
  • the absolute value of the impedance value change HA is larger on the high capacity side than on the low capacity side during charging with the change in the voltage change amount ⁇ OCV, and the impedance value on the low capacity side is larger than that on the high capacity side during discharging.
  • the absolute value of the changed HA increases.
  • step S13 it is determined that the storage capacity of the battery 40 is the first capacity QA, and the process proceeds to step S18. On the other hand, if a negative determination is made in step S13, the process proceeds to step S14.
  • step S14 it is determined whether or not the absolute value of the time change amount ⁇ HA of the impedance value change HA is larger than the threshold value ⁇ and the impedance value change HA increases with energization.
  • the threshold value ⁇ may be equal to or different from the threshold value ⁇ .
  • the absolute value of the impedance value change HA is smaller on the high capacity side than on the low capacity side during charging with the change in the voltage change amount ⁇ OCV, and the impedance value on the low capacity side is smaller than that on the high capacity side during discharging.
  • the absolute value of the changed HA becomes smaller.
  • step S14 it is determined that the storage capacity of the battery 40 is the second capacity QB, and the process proceeds to step S18. On the other hand, if a negative determination is made in step S14, the process proceeds to step S17.
  • step S17 the storage capacity of the battery 40 is calculated by integrating the current, and the determination process is completed.
  • step S17 the storage capacity of the battery 40 is calculated as the calculated capacity QM by integrating the charge / discharge current IS. Specifically, in step S17, the charge / discharge current ISs flowing in and out of the battery 40 are integrated between the previous determination process and the current determination process, and the integrated value is calculated in the previous determination process. Add to capacity QM.
  • step S18 the calculated capacity QM is corrected to the first and second capacities QA and QB determined in steps S15 and S16, and the determination process is terminated.
  • the processes of steps S17 and S18 correspond to the "calculated capacity calculation unit".
  • FIGS. 4 and 5 show an example of the determination process.
  • FIG. 4 shows the transition of the calculated capacity QM when the battery 40 is charged at a constant voltage by using the external charger 200.
  • (A) shows the transition of the open circuit voltage OCV
  • (B) shows the transition of the calculated capacity QM
  • (C) shows the transition of the impedance value RA
  • (D) shows the transition.
  • the transition of the impedance value change HA is shown
  • (E) shows the transition of the time change amount ⁇ HA of the impedance value change HA.
  • the accurate storage capacity is shown by a broken line, and the calculated capacity QM in which the integration error on the high capacity side is accumulated with respect to this storage capacity is the first calculation.
  • the capacity QM1 is shown by a solid line, and the calculated capacity QM in which the integration error on the low capacity side is accumulated is shown by a solid line as the second calculated capacity QM2.
  • an example in which the resistance value which is a real number component of the impedance value RA of the battery 40 is used is shown, and in FIGS. 4 (C) and 5 (C), the transition of the resistance value is shown. It is shown.
  • constant voltage charging is started at time t1 in a state where the storage capacity of the battery 40 is lower than the plateau region PR.
  • the first and second calculated capacities QM1 and QM2 are corrected by using the SOC-OCV characteristics.
  • the first and second calculated capacities QM1, QM2 and the open circuit voltage OCV increase. Since the first and second calculated capacities QM1 and QM2 are calculated by current integration, the integration error ⁇ Q increases as the elapsed time from time t1 increases.
  • the open circuit voltage OCV stops increasing and is maintained substantially constant.
  • the impedance value RA decreases with a predetermined first impedance value change HA1 as the elapsed time from time t1 increases.
  • the impedance value change HA of the impedance value RA decreases from the first impedance value change HA1 to a predetermined second impedance value change HA2.
  • the BMU 50 determines that the storage capacity is the first capacity QA, and at this time t3, the first and second calculated capacities QM1 , QM2 is corrected to the first capacity QA.
  • the impedance value change HA of the impedance value RA increases from the second impedance value change HA2 to the predetermined third impedance value change HA3.
  • the BMU 50 determines that the storage capacity is the second capacity QB, and at this time t4, the first and second calculated capacities QM1 and The QM2 is corrected to the second capacity QB.
  • the open circuit voltage OCV increases again when the storage capacity of the battery 40 reaches the upper limit capacity of the plateau region PR at the subsequent time t5. Then, when the open circuit voltage OCV reaches the predetermined charge upper limit voltage VUth at the subsequent time t6, the BMU 50 determines that the battery 40 is in a fully charged state, and ends the constant voltage charging of the battery 40 at this time t6. ..
  • FIG. 5 shows the transition of the calculated capacity QM when the battery 40 is discharged by the rotary electric machine 10.
  • the discharge is started in a state where the storage capacity of the battery 40 is higher than the plateau region PR.
  • the first and second calculated capacities QM1 and QM2 are corrected by using the SOC-OCV characteristics.
  • the first and second calculated capacities QM1, QM2 and the open circuit voltage OCV decrease.
  • the open circuit voltage OCV stops decreasing and is maintained substantially constant.
  • the impedance value RA decreases with a predetermined fourth impedance value change HA4 as the elapsed time from time t11 increases.
  • the impedance value change HA of the impedance value RA increases from the fourth impedance value change HA4 to the predetermined fifth impedance value change HA5.
  • the BMU 50 determines that the storage capacity is the second capacity QB, and at this time t13, the first and second calculated capacities QM1 and The QM2 is corrected to the second capacity QB.
  • the impedance value change HA of the impedance value RA decreases from the fifth impedance value change HA5 to the predetermined sixth impedance value change HA6.
  • the BMU 50 determines that the storage capacity is the first capacity QA, and at this time t14, the first and second calculated capacities QM1 , QM2 is corrected to the first capacity QA.
  • the open circuit voltage OCV decreases again when the storage capacity of the battery 40 reaches the lower limit capacity of the plateau region PR at the subsequent time t15. Then, when the open circuit voltage OCV reaches the predetermined discharge lower limit voltage VDth at the subsequent time t16, the BMU 50 determines that the battery 40 is in a completely discharged state, and ends the discharge of the battery 40 at this time t16.
  • the impedance value change HA of the battery 40 is calculated when the power is turned on, and based on this impedance value change HA, it is determined that the storage capacity of the battery 40 is the first and second calculated capacities QM1 and QM2. ..
  • the storage capacity of the battery 40 can be calculated using the impedance value change HA in the first and second calculated capacities QM1 and QM2 of the battery 40, and the storage capacity of the battery 40 can be calculated appropriately without using the SOC-OCV characteristics. can.
  • the battery 40 has a plateau region PR, and the first and second calculated capacities QM1 and QM2 exist in this plateau region PR. Therefore, in the plateau region PR where it is difficult to calculate the storage capacity using the SOC-OCV characteristics, the storage capacity of the battery 40 can be appropriately calculated using the first and second calculated capacities QM1 and QM2.
  • the first and second calculated capacities QM1 and QM2 are calculated by current integration.
  • the storage capacity of the battery 40 is calculated using the impedance value change HA in the first and second calculated capacities QM1 and QM2 of the battery 40, and the first and second calculated capacities QM1 and QM2 are used for the first and second calculated capacities.
  • the integration error ⁇ Q of the first and second calculated capacities QM1 and QM2 can be reset.
  • the impedance value change HA of the battery 40 changes, if the change is slight, it is highly possible that the impedance value change HA has changed due to noise or the like.
  • the storage capacity of the battery 40 is the first and second calculated capacities QM1 and QM2. do. Therefore, the storage capacity of the battery 40 can be appropriately calculated by suppressing the influence of noise and the like.
  • -Some storage batteries have a plurality of predetermined capacities in which a relatively large amount of voltage change ⁇ OCV is generated. In this case, even if it is determined that the predetermined capacitance is based on the impedance value change HA, it is not possible to determine which of the plurality of predetermined capacitances the predetermined capacitance is.
  • the first capacity QA and the second capacity QB are provided as predetermined capacities, and the absolute value of the impedance value change HA on the high capacity side of the first capacity QA is higher than that on the low capacity side during charging.
  • the absolute value of the impedance value change HA is smaller on the high capacity side of the second capacitance QB than on the low capacitance side.
  • the absolute value of the impedance value change HA is larger on the low capacity side of the first capacity QA than on the high capacity side, and the absolute value of the impedance value change HA on the low capacity side of the second capacity QB is larger than that on the high capacity side. small.
  • the impedance value change HA decreases with energization
  • the impedance value change HA increases with energization. Therefore, in a secondary battery having a plurality of predetermined capacities, it is possible to determine whether the predetermined capacity is the first capacity QA or the second capacity QB by using the difference in the mode of the impedance value change HA.
  • the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8 focusing on the differences from the first embodiment.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the battery control device 100 includes a current generation circuit 60 as an AC current generation unit.
  • the impedance value RA is calculated by using the change amount ⁇ VB of the battery voltage VB and the change amount ⁇ IS of the current when the charge / discharge current IS changes. Therefore, for example, when the battery 40 is constantly charged, the impedance value RA is not calculated because the charge / discharge current IS does not change, and the impedance value change HA cannot be performed. Therefore, it cannot be determined that the storage capacity of the battery 40 is the first and second calculated capacities QM1 and QM2 based on the impedance value change HA.
  • the battery control device 100 of the present embodiment includes a current generation circuit 60.
  • the current generation circuit 60 generates an alternating current IA for calculating the impedance value RA separately from the charge / discharge current IS by the rotary electric machine 10 and the external charger 200.
  • the current generation circuit 60 is connected to both ends of each of the lithium ion storage batteries 41 constituting the battery 40.
  • the current generation circuit 60 has an AC power source, and an AC voltage is individually applied to each lithium ion storage battery 41 using the AC power source to generate an AC current IA.
  • the BMU 50 is connected to the current generation circuit 60, and switches between a state in which AC current IA is generated and a state in which AC current IA is not generated for each lithium ion storage battery 41. As a result, the state in which the AC current IA is superimposed on the charge / discharge current IS and the state in which the AC current IA is not superimposed can be switched.
  • FIG. 7 shows the superposition of the charge / discharge current IS and the alternating current IA.
  • the alternating current IA is set as a sine wave.
  • the frequency of the sine wave is preferably 1 kHz or less. This is because at 1 kHz or less, the impedance value RA of the ion conductive component having a remarkable temperature dependence is acquired.
  • the amplitude of the alternating current IA is a small value as compared with the absolute value of the charge / discharge current IS.
  • the impedance value change HA is calculated when the charge / discharge current IS changes due to the AC current IA. That is, the impedance value change HA is calculated when the AC current IA is generated by the current generation circuit 60.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the determination process of the present embodiment.
  • the same processing as that shown in FIG. 3 above is given the same step number for convenience, and the description thereof will be omitted.
  • step S21 the AC current IA is superimposed on the charge / discharge current IS, and the process proceeds to steps S11 and S12.
  • step S12 the impedance value change HA is calculated when the alternating current IA is superimposed in step S21.
  • the process of step S21 corresponds to the "alternating current generating unit".
  • a current generation circuit 60 for superimposing an AC current IA on the charge / discharge current IS is provided. Since the charge / discharge current IS can be changed by using the alternating current IA by using the current generation circuit 60, the change in the charge / discharge current IS before superimposition is small, for example, when the battery 40 is constantly charged. Even in this case, the storage capacity of the battery 40 can be calculated appropriately.
  • an alternating current IA is used as the current superimposed on the charge / discharge current IS. Therefore, it is possible to suppress a specific decrease in EMC as compared with the case of using a direct current.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the discharge capacity of the battery 40 is calculated as the calculated discharge capacity QH in the determination process.
  • the discharge capacity is the storage capacity of the battery 40 in a fully charged state, and is reduced by deterioration of the battery 40.
  • FIG. 9 shows changes in the discharge capacity due to deterioration of the battery 40.
  • the relationship between the storage capacity at the time of manufacturing the battery 40 and the voltage change amount ⁇ OCV is shown by a solid line, and the relationship between the storage capacity and the voltage change amount ⁇ OCV after the start of use of the battery 40 is shown by a broken line. ing.
  • the discharge capacity of the battery 40 decreases as it deteriorates.
  • the first and second capacities QA and QB do not change even if the discharge capacity decreases.
  • the calculated discharge capacity QH is calculated based on the second capacity QB.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the determination process of the present embodiment.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the determination process for calculating the calculated discharge capacity QH while the battery 40 is being charged.
  • the same processing as that shown in FIG. 3 above is given the same step number for convenience, and the description thereof will be omitted.
  • step S15 when it is determined in step S15 that the storage capacity of the battery 40 is the first capacity QA, the calculated capacity QM is corrected to the first capacity QA in step S18. , Ends the determination process.
  • step S16 when it is determined in step S16 that the storage capacity of the battery 40 is the second capacity QB, the calculated capacity QM is corrected to the second capacity QB in step S31.
  • step S32 it is determined whether or not the battery 40 is being charged. Whether or not the battery 40 is being charged is determined by the direction of the charge / discharge current IS detected by the current sensor 31. If a negative determination is made in step S32, the determination process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S32, the process proceeds to step S33.
  • step S33 the full charge flag FA is turned on, and the process proceeds to step S34.
  • the full charge flag FA is a flag indicating that the storage capacity of the battery 40 is equal to or greater than the second capacity QB and the battery 40 is being charged, and is turned on when the above two conditions are satisfied.
  • step S34 the calculation of the added capacity QD by the current integration is started, and the determination process is completed.
  • the additional capacity QD flows into the battery 40 from the timing when it is determined that the storage capacity of the battery 40 is the second capacity QB to the timing when it is determined that the battery 40 is in a fully charged state.
  • the integrated amount of the outflow charge / discharge current IS In this embodiment, the timing of the process in step S16 corresponds to the "first timing".
  • step S35 when the calculated capacity QM is calculated by current integration in step S17, it is determined in step S35 whether or not the full charge flag FA is on. If a negative determination is made in step S35, the determination process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S35, the process proceeds to step S36.
  • step S36 it is determined whether or not the battery 40 is in a fully charged state. If a negative determination is made in step S36, the process proceeds to step S37. In step S37, the additional capacity QD is calculated by integrating the current, and the determination process is terminated.
  • step S36 the process proceeds to step S38.
  • step S38 the calculated discharge capacity QH is calculated by adding the additional capacity QD to the second capacity QB.
  • step S39 the full charge flag FA is turned off, and the determination process is completed.
  • the process of step S36 corresponds to the "full charge determination unit”
  • the process of step S38 corresponds to the "discharge capacity calculation unit”.
  • the timing of the affirmative determination in step S36 corresponds to the "second timing".
  • the calculated discharge capacity QH is calculated using the second capacity QB.
  • the discharge capacity of the battery 40 decreases due to deterioration.
  • the second capacity QB does not change due to deterioration of the battery 40. Therefore, the calculated discharge capacity QH can be appropriately calculated by calculating the calculated discharge capacity QH using the second capacity QB that does not change due to the deterioration of the battery 40.
  • the calculated capacity QM when the calculated capacity QM is corrected by using the first and second capacity QA and QB in the determination process, an example of correcting the first and second capacity QA and QB to the calculated capacity QM is shown.
  • the calculated capacity QM if the battery 40 is being charged, the calculated capacity QM is set to the first and second capacities QA and QB, and the increased amount is added to the first and second capacities QA and QB in consideration of the increase in the storage capacity due to charging until the correction is actually performed. It may be corrected to the sum.
  • the calculated capacity QM when the battery 40 is being discharged, the calculated capacity QM is set to the first and second capacities QA and QB in consideration of the decrease in the storage capacity due to the discharge until the correction is actually performed. May be corrected to the one obtained by subtracting.
  • a resistance value which is a real component of the impedance value
  • the present invention is not limited to this.
  • the imaginary component of the impedance value may be used, or the phase of the impedance value, that is, the phase difference between the charge / discharge current IS and the battery voltage VB may be used.
  • the absolute value of the impedance value may be used.
  • a sine wave is exemplified as the waveform of the alternating current IA superimposed on the charge / discharge current IS, but the present invention is not limited to this, and a periodic wave such as a trapezoidal wave or a square wave may be used.
  • an alternating current IA is applied to the battery 40 only when calculating the impedance value RA is shown, but the present invention is not limited to this.
  • an alternating current IA may be constantly applied to the battery 40. In this case, the control of the current generation circuit 60 by the BMU 50 becomes unnecessary.
  • the frequency of the sine wave generated by the current generation circuit 60 is set to 1 kHz or less, and an example of acquiring the impedance value RA of the ion conductive component having a remarkable temperature dependence is shown, but the present invention is limited to this. do not have.
  • the frequency may be higher than 1 kHz. Even when the frequency is higher than 1 kHz, the impedance value RA has a characteristic that the impedance value RA decreases as the battery temperature rises, as in the case where the frequency is set to 1 kHz or less. Therefore, the impedance value RA can be acquired even when the frequency is higher than 1 kHz.
  • the maximum value of the superimposed current becomes the charge / discharge current IS + the amplitude WA.
  • the example in which the minimum value is the charge / discharge current IS-amplitude WA is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the AC current IA may be adjusted so that the maximum value is the charge / discharge current IS and the minimum value is the charge / discharge current IS-2 ⁇ amplitude WA, the maximum value is the charge / discharge current IS + 2 ⁇ amplitude WA.
  • the alternating current IA may be adjusted so that the minimum value is the charge / discharge current IS.
  • the calculated discharge capacity QH when charging the battery 40 is shown in the determination process, but the calculated discharge capacity QH may be calculated when the battery 40 is discharged. good.
  • the additional capacity QD from the start of discharge to the determination that the storage capacity of the battery 40 is the second capacity QB is calculated and added to the second capacity QB.
  • the calculated discharge capacity QH may be calculated by adding the capacity QD. In this case, the timing of starting discharge corresponds to the "second timing".
  • a battery 40 having two predetermined capacities of a first capacity QA and a second capacity QB is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the number and size of predetermined capacities in the battery 40 vary depending on the positive electrode active material and the negative electrode active material used in the battery 40.
  • the technique of the present embodiment can be applied regardless of the number and size of predetermined capacities in the battery 40.
  • the present invention is not limited to this.
  • the amount of change per unit capacity may be used.
  • the controls and techniques described herein are by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the controls and methods described herein are by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.

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Abstract

通電に伴い蓄電容量が変化する際に所定容量で反応熱量の変化が生じる２次電池（４０）に適用される電池監視装置であり、通電時に２次電池のインピーダンス値変化を取得する取得部（５０）と、取得部により取得されたインピーダンス値変化に基づいて、２次電池の蓄電容量が所定容量であることを判定する容量判定部（５０）と、を備える。

Description

電池監視装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２０年１２月１７日に出願された日本出願番号２０２０－２０９５９２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、２次電池の電池監視装置に関する。
　近年、リチウムイオン電池は、軽量且つ高エネルギー密度の２次電池として注目されている。リチウムイオン電池では、蓄電池の蓄電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）の変化に伴う開路電圧ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）の変化が小さい領域、すなわちプラトー領域を有するものが存在する。プラトー領域では、ＳＯＣと開路電圧ＯＣＶとの相関関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて２次電池のＳＯＣを算出することが難しい。
　ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずにＳＯＣを算出する技術として、２次電池に対して流入及び流出する電流を積算してＳＯＣを算出する技術が知られている。ただし、電流積算によるＳＯＣの算出では、電流積算期間が長期化すると積算誤差が蓄積され、ＳＯＣの算出精度が低下する問題が生じる。そこで、特許文献１では、充電中又は放電中における２次電池の単位時間当たりの電圧変化を、その間に２次電池に対して流入及び流出した電流容量で割った値である電圧変化率に基づいて２次電池のＳＯＣを算出している。
国際公開第２０１７／０１０４７５号
　通電中の電圧変化率は、２次電池の温度に大きく依存する。そのため、通電中の電圧変化率によるＳＯＣの算出では、通電中の２次電池の温度変化によりＳＯＣを適正に算出することができない。ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずに２次電池のＳＯＣを適正に算出できる技術が望まれている。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずに２次電池の蓄電容量を適正に算出できる電池監視装置を提供することにある。
　上記課題を解決するための第１の手段は、通電に伴い蓄電容量が変化する際に所定容量で反応熱量の変化が生じる２次電池に適用され、通電時に前記２次電池のインピーダンス値変化を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記インピーダンス値変化に基づいて、前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることを判定する容量判定部と、を備える。
　通電に伴い所定容量で反応熱量の変化が生じる２次電池では、当該所定容量において、反応熱量の変化に伴って２次電池の温度が変化する。２次電池では温度とインピーダンス値とが相関関係を有し、２次電池の温度が変化する場合に２次電池のインピーダンス値が変化する。つまり、上記２次電池では、所定容量において２次電池のインピーダンス値が変化する。本開示者らは、この点に着目し、蓄電容量を算出する方法を見出した。
　具体的には、上記構成では、通電時に２次電池のインピーダンス値変化を取得し、このインピーダンス値変化に基づいて、２次電池の蓄電容量が所定容量であることを判定する。２次電池の所定容量におけるインピーダンス値変化を用いて２次電池の蓄電容量を算出することができ、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずに２次電池の蓄電容量を適正に算出することができる。
　第２の手段では、前記容量判定部は、前記インピーダンス値変化の時間変化量の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることを判定する。
　２次電池のインピーダンス値変化が変化しても、その変化が微少であればノイズ等によりインピーダンス値変化が変化した可能性が高い。上記構成では、インピーダンス値変化の時間変化量の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、２次電池の蓄電容量が所定容量であることを判定する。そのため、ノイズ等の影響を抑制して２次電池の蓄電容量を適正に算出することができる。
　第３の手段では、前記所定容量として第１容量と第２容量とを有し、充電時には前記第１容量の高容量側では低容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が大きく、前記第２容量の高容量側では低容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が小さく、放電時には前記第１容量の低容量側では高容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が大きく、前記第２容量の低容量側では高容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が小さい前記２次電池に適用され、前記容量判定部は、通電に伴って前記インピーダンス値変化が減少する場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記第１容量であると判定し、通電に伴って前記インピーダンス値変化が増加する場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記第２容量であると判定する。
　２次電池では、所定容量を複数有するものが存在する。この場合、インピーダンス値変化に基づいて所定容量であることを判定しても、複数の所定容量のうちのどの所定容量であるかを判定できない。その点、本実施形態では、所定容量として第１容量と第２容量とを有しており、充電時には第１容量の高容量側では低容量側よりもインピーダンス値変化の絶対値が大きく、第２容量の高容量側では低容量側よりもインピーダンス値変化の絶対値が小さい。また、放電時には第１容量の低容量側では高容量側よりもインピーダンス値変化の絶対値が大きく、第２容量の低容量側では高容量側よりもインピーダンス値変化の絶対値が小さい。そのため、第１容量では、通電に伴ってインピーダンス値変化が減少し、第２容量では、通電に伴ってインピーダンス値変化が増加する。したがって、所定容量を複数有する２次電池において、このインピーダンス値変化の態様の違いを用いて所定容量が第１容量であるか第２容量であるかを判定することができる。
　第４の手段では、前記２次電池に対して流入及び流出する電流を積算することで前記２次電池の蓄電容量を算出容量として算出する算出容量算出部を備え、前記算出容量算出部は、前記容量判定部により前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることが判定された場合に、前記所定容量を用いて前記算出容量を補正する。
　電流積算による蓄電容量の算出では、電流積算期間が長期化すると積算誤差が蓄積され、算出容量の算出精度が低下する。その点、上記構成では、所定容量を用いて算出容量を補正するため、算出容量の積算誤差をリセットすることができる。
　第５の手段では、前記２次電池に対して流入及び流出する電流に重畳する所定の交流電流を発生させる交流電流発生部を備え、前記取得部は、前記交流電流発生部による前記交流電流の発生時に前記インピーダンス値変化を取得する。
　２次電池に流入及び流出する電流が変化したときに２次電池のインピーダンス値変化が変化するため、２次電池のインピーダンス値変化は、この電流が変化したときに取得される。しかし、例えば２次電池が定電流充電されている場合など、２次電池に流入及び流出する電流の変化が小さい場合には、２次電池のインピーダンス値変化を取得することができず、２次電池の蓄電容量が所定容量であることを判定することができない。この点、上記構成では、２次電池に流入及び流出する電流に交流電流を重畳させる交流電流発生部が備えられている。交流電流を用いて２次電池に流入及び流出する電流を変化させることで、重畳前における電流の変化が小さい場合でも２次電池の蓄電容量を適正に算出することができ、２次電池の蓄電容量が所定容量であることを判定することができる。
　第６の手段では、前記２次電池が満充電となったことを判定する満充電判定部と、前記容量判定部により前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることが判定された第１タイミング及び前記満充電判定部により前記２次電池が満充電状態となったことが判定された第２タイミングの間に前記２次電池に対して流入及び流出する電流の積算量と、前記所定容量とを用いて前記２次電池の放電容量を算出する放電容量算出部と、を備える。
　２次電池では、劣化により２次電池の劣化状態を示す放電容量が減少する。一方、所定容量は、２次電池の劣化により変化しない量である。上記構成では、２次電池の劣化により変化しない所定容量を用いて放電容量を算出することで、２次電池の放電容量を適正に算出することができる。
　第７の手段では、前記２次電池は、前記２次電池の蓄電容量の変化に伴う前記２次電池の開路電圧の変化が小さいプラトー領域を有するものであり、前記所定容量は、前記プラトー領域内に存在する。
　プラトー領域を有する２次電池では、プラトー領域においてＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて蓄電容量を算出することが難しい。その点、上記構成では、プラトー領域に反応熱量の変化が生じる所定容量が存在するため、この所定容量を用いてプラトー領域において２次電池の蓄電容量を適正に算出することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係るバッテリ制御装置の全体構成図であり、 図２は、蓄電容量と電圧変化量との関係を示す図であり、 図３は、第１実施形態に係る判定処理のフローチャートであり、 図４は、第１実施形態の判定処理の一例を示すタイムチャートであり、 図５は、第１実施形態の判定処理の別例を示すタイムチャートであり、 図６は、第２実施形態に係るバッテリ制御装置の全体構成図であり、 図７は、電流の重畳を示す図であり、 図８は、第２実施形態に係る判定処理のフローチャートであり、 図９は、バッテリの劣化に伴う放電容量の変化を示す図であり、 図１０は、第３実施形態に係る判定処理のフローチャートである。
　（第１実施形態）
　以下、本開示に係る電池監視装置を、車載のバッテリ制御装置１００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。
　図１に示すように、本実施形態に係るバッテリ制御装置１００は、バッテリ４０の蓄電容量や充放電状態を監視する装置である。バッテリ４０は、充放電可能な蓄電池（２次電池）であり、具体的には、複数のリチウムイオン蓄電池４１が直列接続された組電池である。本実施形態では、リチウムイオン蓄電池４１として、正極活物質にリン酸鉄リチウム、負極活物質に黒鉛を使用したものが用いられている。
　バッテリ４０は、インバータ２０を介して、回転電機１０に接続されている。回転電機１０は、バッテリ４０との間で電力の入出力を行うものであり、力行時には、バッテリ４０から供給される電力により車両に推進力を付与し、回生時には、車両の減速エネルギーを用いて発電を行い、バッテリ４０に電力を出力する。
　バッテリ制御装置１００は、電圧センサ３０と、電流センサ３１と、第１～第４リレースイッチ３２～３５と、電池監視装置としてのＢＭＵ（Battery Management Unit）５０と、を備えている。
　電圧センサ３０は、バッテリ４０を構成するリチウムイオン蓄電池４１それぞれの端子間電圧を検出し、これらの端子間電圧を合計したバッテリ電圧ＶＢを検出する。電流センサ３１は、バッテリ４０とインバータ２０とを接続する接続線ＬＣ上に設けられており、バッテリ４０に対して流入及び流出する電流である充放電電流ＩＳの大きさと向きを検出する。各センサの検出値は、ＢＭＵ５０に入力される。
　バッテリ４０は、第１，第２外部充電端子ＴＡ，ＴＢを介して車外充電器２００に接続可能に構成されている。車外充電器２００は、例えばＤＣ急速充電器である。バッテリ４０は、第１，第２外部充電端子ＴＡ，ＴＢに車外充電器２００が接続されると、車外充電器２００から入力される高圧の直流電力により定電流充電又は定電圧充電される。
　第１，第２外部充電端子ＴＡ，ＴＢは、第１，第２充電経路ＬＡ，ＬＢを介して接続線ＬＣに接続されている。具体的には、第１外部充電端子ＴＡは、第１充電経路ＬＡを介して、接続線ＬＣにおけるバッテリ４０の正極端子とインバータ２０との間の第１接点ＰＡに接続されている。第２外部充電端子ＴＢは、第２充電経路ＬＢを介して、接続線ＬＣにおけるバッテリ４０の負極端子とインバータ２０との間の第２接点ＰＢに接続されている。
　第１リレースイッチ３２は、接続線ＬＣにおける第１接点ＰＡとインバータ２０との間に設けられており、第２リレースイッチ３３は、接続線ＬＣにおける第２接点ＰＡとインバータ２０との間に設けられている。第１，第２リレースイッチ３２，３３は、バッテリ４０と回転電機１０との接続状態を切り替える。また、第３リレースイッチ３４は、第１充電経路ＬＡに設けられており、第４リレースイッチ３５は、第２充電経路ＬＢに設けられている。第３，第４リレースイッチ３４，３５は、バッテリ４０と車外充電器２００との接続状態を切り替える。
　ＢＭＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどから構成される制御装置である。ＢＭＵ５０は、各センサから入力された検出値に基づいて、バッテリ４０の蓄電容量を算出する。ＢＭＵ５０は、算出されたバッテリ４０の蓄電容量に基づいて、バッテリ４０の劣化状態を示す放電容量を算出する。
　また、ＢＭＵ５０は、第１～第４リレースイッチ３２～３５に接続されており、バッテリ４０の蓄電容量に基づいて、第１～第４リレースイッチ３２～３５の接続状態を切り替える。さらに、ＢＭＵ５０は、車載ネットワークインタフェース５１を介して、走行制御ＥＣＵ７０と通信可能に接続されており、バッテリ４０の蓄電容量に基づいて回転電機１０を制御する指令を走行制御ＥＣＵ７０に出力する。走行制御ＥＣＵ７０は、ＢＭＵ５０からの指令に基づき、回転電機１０の制御量をその指令に従って制御すべく、インバータ２０を制御する。制御量は、例えばトルクである。
　ところで、バッテリ４０の蓄電容量を算出する方法として、バッテリ４０の蓄電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）と開路電圧ＯＣＶとの相関関係を示すＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いる方法が知られている。しかし、本実施形態では、バッテリ４０を構成するリチウムイオン蓄電池４１として、正極活物質にリン酸鉄リチウム、負極活物質に黒鉛を使用したものを用いている。これらの活物質を用いた蓄電池では、ＳＯＣの広い範囲で開路電圧ＯＣＶが安定しており、ＳＯＣの変化に伴う開路電圧ＯＣＶの変化が小さい領域、すなわちプラトー領域ＰＲを有する。プラトー領域ＰＲでは、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて蓄電池のＳＯＣを算出し、蓄電容量を算出することが難しい。
　ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずにバッテリ４０の蓄電容量を算出する技術として、バッテリ４０の充放電電流ＩＳを積算して蓄電容量を算出する技術が知られている。ただし、電流積算による蓄電容量の算出では、電流積算期間が長期化すると積算誤差が蓄積され、蓄電容量の算出精度が低下する問題が生じる。
　蓄電池では、通電に伴い蓄電容量が変化する際に、反応熱量ＷＲの変化が生じる。反応熱量ＷＲとは、下記の式（１）に示すように、通電に伴う蓄電池の発熱量ＷＢから蓄電池のインピーダンス成分によるジュール熱ＷＪを除いたものである。反応熱量ＷＲは、蓄電池の温度ＴＭ、充放電電流ＩＳ、及び単位温度当たりの開路電圧ＯＣＶの変化量である電圧変化量ΔＯＣＶを用いて、下記の式（２）のように表される。
　ＷＢ＝ＷＪ＋ＷＲ・・・（１）
　ＷＲ＝ＴＭ×ＩＳ×ΔＯＣＶ・・・（２）
　式（２）によれば、反応熱量ＷＲは電圧変化量ΔＯＣＶに比例する。この電圧変化量ΔＯＣＶは、蓄電池の蓄電容量毎に値を持ち、蓄電池の中には、蓄電容量が変化した時に、電圧変化量ΔＯＣＶが変化する蓄電池が存在する。このような蓄電池では、蓄電容量が変化すれば、反応熱量ＷＲが変化するため、温度ＴＭが変化する。また、蓄電池では、温度ＴＭとインピーダンス値ＲＡとが相関関係を有する。そのため、蓄電池の温度ＴＭが変化すると、蓄電池のインピーダンス値ＲＡが変化する。
　蓄電池では、使用される活物質等により、比較的大きな電圧変化量ΔＯＣＶが生じる所定容量が予め定められている。図２に、本実施形態のバッテリ４０における蓄電容量と電圧変化量ΔＯＣＶとの関係を示す。図２に示すように、バッテリ４０では、所定容量として第１容量ＱＡと第２容量ＱＢとを有しており、蓄電容量が低容量側から第１容量ＱＡに増加する場合に電圧変化量ΔＯＣＶが急増し、蓄電容量が第１容量ＱＡとなると電圧変化量ΔＯＣＶの増加が飽和傾向になる。また、蓄電容量が低容量側から第２容量ＱＢに増加する場合に電圧変化量ΔＯＣＶが急減し、蓄電容量が第２容量ＱＢとなると電圧変化量ΔＯＣＶの減少が飽和傾向になる。
　第１,第２容量ＱＡ,ＱＢでは、電圧変化量ΔＯＣＶの変化が急峻であることからインピーダンス値ＲＡの変化が大きくなる。本開示者らは、この点に着目し、バッテリ４０の蓄電容量を算出する方法を見出した。
　具体的には、ＢＭＵ５０は、通電時にバッテリ４０のインピーダンス値変化ＨＡを取得する。ＢＭＵ５０は、充放電電流ＩＳが変化したときのバッテリ電圧ＶＢの変化量ΔＶＢを充放電電流ＩＳの変化量ΔＩＳで割ってインピーダンス値ＲＡを算出する。そして、単位時間当たりのインピーダンス値ＲＡの変化量であるインピーダンス値変化ＨＡを算出する。ＢＭＵ５０は、このインピーダンス値変化ＨＡに基づいて、バッテリ４０の蓄電容量が第１，第２容量ＱＡ，ＱＢであることを判定する判定処理を実施する。判定処理によれば、バッテリ４０の第１，第２容量ＱＡ，ＱＢにおけるインピーダンス値変化ＨＡを用いてバッテリ４０の蓄電容量を算出することができ、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずにバッテリ４０の蓄電容量を適正に算出できる。
　そして、本実施形態のバッテリ４０では、図４,図５に示すように、プラトー領域ＰＲ内に第１，第２容量ＱＡ，ＱＢが存在している。そのため、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて蓄電池のＳＯＣを算出することが難しいプラトー領域ＰＲにおいて、バッテリ４０の蓄電容量を適正に算出できる。
　図３に、本実施形態の判定処理のフローチャートを示す。ＢＭＵ５０は、バッテリ４０の通電時に、所定の制御周期毎に判定処理を繰り返し実施する。
　判定処理を開始すると、まずステップＳ１０では、充放電電流ＩＳが閾値電流以上変化したか否かを判定する。ステップＳ１０で否定判定すると、判定処理を終了する。一方、ステップＳ１０で肯定判定すると、ステップＳ１１に進む。
　ステップＳ１１では、上述の方法によりバッテリ４０のインピーダンス値ＲＡを算出する。続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で算出されたインピーダンス値ＲＡを用いてインピーダンス値変化ＨＡを算出し、ステップＳ１３，Ｓ１４に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ１２の処理が「取得部」に相当する。
　ステップＳ１３，Ｓ１４では、ステップＳ１２で算出されたインピーダンス値変化ＨＡに基づいて、バッテリ４０の蓄電容量が第１，第２容量ＱＡ，ＱＢであることを判定する。具体的には、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡを算出し、その時間変化量ΔＨＡの絶対値が閾値α，β（α，β＞０）よりも大きいか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理が「容量判定部」に相当する。
　ステップＳ１３では、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡの絶対値が閾値αよりも大きく、且つ通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが減少しているか否かを判定する。第１容量ＱＡでは、電圧変化量ΔＯＣＶの変化に伴って、充電時には高容量側で低容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が大きく、放電時には低容量側で高容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が大きくなる。つまり、第１容量ＱＡでは、通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが減少し、これにより時間変化量ΔＨＡが閾値－αよりも小さくなるため、ステップＳ１３で肯定判定する。この場合、ステップＳ１５において、バッテリ４０の蓄電容量が第１容量ＱＡであることを判定し、ステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１３で否定判定すると、ステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１４では、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡの絶対値が閾値βよりも大きく、且つ通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが増加しているか否かを判定する。なお、閾値βは、閾値αと等しくてもよければ、異なっていてもよい。第２容量ＱＢでは、電圧変化量ΔＯＣＶの変化に伴って、充電時には高容量側で低容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が小さく、放電時には低容量側で高容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が小さくなる。つまり、第２容量ＱＢでは、通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが増加し、これにより時間変化量ΔＨＡが閾値βよりも大きくなるため、ステップＳ１４で肯定判定する。この場合、ステップＳ１６において、バッテリ４０の蓄電容量が第２容量ＱＢであることを判定し、ステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１４で否定判定すると、ステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７では、電流積算によりバッテリ４０の蓄電容量を算出し、判定処理を終了する。ステップＳ１７では、充放電電流ＩＳを積算することでバッテリ４０の蓄電容量を算出容量ＱＭとして算出する。具体的には、ステップＳ１７では、前回の判定処理から今回の判定処理までの間にバッテリ４０に対して流入及び流出した充放電電流ＩＳを積算し、この積算した値を前回の判定処理における算出容量ＱＭに加算する。
　ステップＳ１８では、算出容量ＱＭをステップＳ１５，Ｓ１６で判定された第１，第２容量ＱＡ，ＱＢに補正し、判定処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ１７，Ｓ１８の処理が「算出容量算出部」に相当する。
　続いて、図４,図５に、判定処理の一例を示す。図４には、車外充電器２００を用いてバッテリ４０を定電圧充電した場合における算出容量ＱＭの推移が示されている。図４,図５において、（Ａ）は、開路電圧ＯＣＶの推移を示し、（Ｂ）は、算出容量ＱＭの推移を示し、（Ｃ）は、インピーダンス値ＲＡの推移を示し、（Ｄ）は、インピーダンス値変化ＨＡの推移を示し、（Ｅ）は、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡの推移を示す。
　なお、図４（Ｂ）,図５（Ｂ）では、正確な蓄電容量が破線で示されており、この蓄電容量に対して高容量側の積算誤差が蓄積された算出容量ＱＭが第１算出容量ＱＭ１として実線で示されており、低容量側の積算誤差が蓄積された算出容量ＱＭが第２算出容量ＱＭ２として実線で示されている。また、本実施形態では、バッテリ４０のインピーダンス値ＲＡのうち、その実数成分である抵抗値を用いる例が示されており、図４（Ｃ）,図５（Ｃ）では、抵抗値の推移が示されている。
　図４に図示される例では、時刻ｔ１に、バッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲよりも低容量である状態で定電圧充電が開始される。時刻ｔ１では、バッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲ内に存在しないため、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２は、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて補正される。そして、定電圧充電が開始されると、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２及び開路電圧ＯＣＶが増加する。第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２は、電流積算により算出されるため、時刻ｔ１からの経過時間の増加とともに積算誤差ΔＱが増加する。開路電圧ＯＣＶは、その後の時刻ｔ２にバッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲの下限容量に到達すると、増加を停止して略一定に維持される。
　インピーダンス値ＲＡは、時刻ｔ１からの経過時間の増加とともに所定の第１インピーダンス値変化ＨＡ１で減少する。その後の時刻ｔ３に、蓄電容量が第１容量ＱＡとなると、インピーダンス値ＲＡのインピーダンス値変化ＨＡが第１インピーダンス値変化ＨＡ１から所定の第２インピーダンス値変化ＨＡ２に減少する。これにより、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡが閾値－αよりも小さくなると、ＢＭＵ５０は、蓄電容量が第１容量ＱＡであることを判定し、この時刻ｔ３に第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を第１容量ＱＡに補正する。
　その後の時刻ｔ４に、蓄電容量が第２容量ＱＢとなると、インピーダンス値ＲＡのインピーダンス値変化ＨＡが第２インピーダンス値変化ＨＡ２から所定の第３インピーダンス値変化ＨＡ３に増加する。これにより、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡが閾値βよりも大きくなると、ＢＭＵ５０は、蓄電容量が第２容量ＱＢであることを判定し、この時刻ｔ４に第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を第２容量ＱＢに補正する。
　開路電圧ＯＣＶは、その後の時刻ｔ５にバッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲの上限容量に到達すると、再び増加する。そして、その後の時刻ｔ６に開路電圧ＯＣＶが所定の充電上限電圧ＶＵｔｈに到達すると、ＢＭＵ５０は、バッテリ４０が満充電状態であることを判定し、この時刻ｔ６にバッテリ４０の定電圧充電を終了する。
　また、図５には、回転電機１０によりバッテリ４０を放電した場合における算出容量ＱＭの推移が示されている。図５に図示される例では、時刻ｔ１１に、バッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲよりも高容量である状態で放電が開始される。時刻ｔ１１では、バッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲ内に存在しないため、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２は、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて補正される。そして、放電が開始されると、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２及び開路電圧ＯＣＶが減少する。開路電圧ＯＣＶは、その後の時刻ｔ１２にバッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲの上限容量に到達すると、減少を停止して略一定に維持される。
　インピーダンス値ＲＡは、時刻ｔ１１からの経過時間の増加とともに所定の第４インピーダンス値変化ＨＡ４で減少する。その後の時刻ｔ１３に、蓄電容量が第２容量ＱＢとなると、インピーダンス値ＲＡのインピーダンス値変化ＨＡが第４インピーダンス値変化ＨＡ４から所定の第５インピーダンス値変化ＨＡ５に増加する。これにより、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡが閾値βよりも大きくなると、ＢＭＵ５０は、蓄電容量が第２容量ＱＢであることを判定し、この時刻ｔ１３に第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を第２容量ＱＢに補正する。
　その後の時刻ｔ１４に、蓄電容量が第１容量ＱＡとなると、インピーダンス値ＲＡのインピーダンス値変化ＨＡが第５インピーダンス値変化ＨＡ５から所定の第６インピーダンス値変化ＨＡ６に減少する。これにより、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡが閾値－αよりも小さくなると、ＢＭＵ５０は、蓄電容量が第１容量ＱＡであることを判定し、この時刻ｔ１４に第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を第１容量ＱＡに補正する。
　開路電圧ＯＣＶは、その後の時刻ｔ１５にバッテリ４０の蓄電容量がプラトー領域ＰＲの下限容量に到達すると、再び減少する。そして、その後の時刻ｔ１６に開路電圧ＯＣＶが所定の放電下限電圧ＶＤｔｈに到達すると、ＢＭＵ５０は、バッテリ４０が完放電状態であることを判定し、この時刻ｔ１６にバッテリ４０の放電を終了する。
　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ようになる。
　・本実施形態では、通電時にバッテリ４０のインピーダンス値変化ＨＡを算出し、このインピーダンス値変化ＨＡに基づいて、バッテリ４０の蓄電容量が第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２であることを判定する。バッテリ４０の第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２におけるインピーダンス値変化ＨＡを用いてバッテリ４０の蓄電容量を算出することができ、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いずにバッテリ４０の蓄電容量を適正に算出できる。
　・特に本実施形態では、バッテリ４０がプラトー領域ＰＲを有しており、このプラトー領域ＰＲに第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２が存在する。そのため、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を用いて蓄電容量を算出することが難しいプラトー領域ＰＲにおいて、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を用いてバッテリ４０の蓄電容量を適正に算出できる。
　・本実施形態では、電流積算により第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を算出している。電流積算による蓄電容量の算出では、電流積算期間が長期化すると積算誤差ΔＱが蓄積され、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２の算出精度が低下する。本実施形態では、バッテリ４０の第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２におけるインピーダンス値変化ＨＡを用いてバッテリ４０の蓄電容量を算出し、この第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を用いて第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２を補正するため、第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２の積算誤差ΔＱをリセットすることができる。
　・バッテリ４０のインピーダンス値変化ＨＡが変化しても、その変化が微少であればノイズ等によりインピーダンス値変化ＨＡが変化した可能性が高い。上記構成では、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡの絶対値が所定の閾値α，βよりも大きい場合に、バッテリ４０の蓄電容量が第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２であることを判定する。そのため、ノイズ等の影響を抑制してバッテリ４０の蓄電容量を適正に算出できる。
　・蓄電池では、比較的大きな電圧変化量ΔＯＣＶが生じる所定容量を複数有するものが存在する。この場合、インピーダンス値変化ＨＡに基づいて所定容量であることを判定しても、複数の所定容量のうちのどの所定容量であるかを判定できない。
　その点、本実施形態では、所定容量として第１容量ＱＡと第２容量ＱＢとを有しており、充電時には第１容量ＱＡの高容量側では低容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が大きく、第２容量ＱＢの高容量側では低容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が小さい。また、放電時には第１容量ＱＡの低容量側では高容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が大きく、第２容量ＱＢの低容量側では高容量側よりもインピーダンス値変化ＨＡの絶対値が小さい。つまり、第１容量ＱＡでは、通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが減少し、第２容量ＱＢでは、通電に伴ってインピーダンス値変化ＨＡが増加する。そのため、所定容量を複数有する２次電池において、このインピーダンス値変化ＨＡの様態の違いを用いて所定容量が第１容量ＱＡであるか第２容量ＱＢであるかを判定することができる。
　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に図６～図８を参照しつつ説明する。本実施形態では、バッテリ制御装置１００が交流電流発生部としての電流発生回路６０を備えている点で第１実施形態と異なる。
　上述したように、インピーダンス値ＲＡは、充放電電流ＩＳが変化したときのバッテリ電圧ＶＢの変化量ΔＶＢと電流の変化量ΔＩＳとを用いて算出される。そのため、例えばバッテリ４０が定電流充電されている場合には、充放電電流ＩＳが変化しないためインピーダンス値ＲＡが算出されず、インピーダンス値変化ＨＡをすることができない。そのため、インピーダンス値変化ＨＡに基づいてバッテリ４０の蓄電容量が第１,第２算出容量ＱＭ１,ＱＭ２であることを判定することができない。
　そこで、本実施形態のバッテリ制御装置１００は、電流発生回路６０を備える。電流発生回路６０は、回転電機１０及び車外充電器２００による充放電電流ＩＳとは別に、インピーダンス値ＲＡを算出するための交流電流ＩＡを発生させる。図６に示すように、電流発生回路６０は、バッテリ４０を構成するリチウムイオン蓄電池４１それぞれの両端に接続されている。電流発生回路６０は交流電源を有しており、この交流電源を用いて各リチウムイオン蓄電池４１に対して個別に交流電圧を印加し、交流電流ＩＡを発生させる。
　ＢＭＵ５０は、電流発生回路６０に接続されており、各リチウムイオン蓄電池４１に対して交流電流ＩＡが発生している状態と発生していない状態とを切り替える。これにより、充放電電流ＩＳに交流電流ＩＡが重畳する状態と重畳していない状態とが切り替えられる。
　図７に、充放電電流ＩＳと交流電流ＩＡとの重畳を示す。本実施形態において、交流電流ＩＡは正弦波として設定される。正弦波の周波数は１ｋＨｚ以下にするのが好ましい。１ｋＨｚ以下では、温度依存性が顕著なイオン伝導性成分のインピーダンス値ＲＡが取得されるためである。図７に示すように、交流電流ＩＡの振幅は、充放電電流ＩＳの絶対値に比べて微少な値である。本実施形態の判定処理では、交流電流ＩＡにより充放電電流ＩＳが変化したときにインピーダンス値変化ＨＡが算出される。つまり、電流発生回路６０による交流電流ＩＡの発生時にインピーダンス値変化ＨＡが算出される。
　図８に、本実施形態の判定処理のフローチャートを示す。なお、図６において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
　図８に示すように、本実施形態の判定処理では、判定処理を開始すると、まずステップＳ２１では、充放電電流ＩＳに交流電流ＩＡを重畳させ、ステップＳ１１，Ｓ１２に進む。この場合、ステップＳ１２では、ステップＳ２１による交流電流ＩＡの重畳時にインピーダンス値変化ＨＡが算出される。なお、本実施形態において、ステップＳ２１の処理が「交流電流発生部」に相当する。
　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ようになる。
　・本実施形態では、充放電電流ＩＳに交流電流ＩＡを重畳させる電流発生回路６０が備えられている。電流発生回路６０を用いることで交流電流ＩＡを用いて充放電電流ＩＳを変化させることができるため、例えばバッテリ４０が定電流充電されている場合など、重畳前における充放電電流ＩＳの変化が小さい場合でもバッテリ４０の蓄電容量を適正に算出することができる。
　・本実施形態では、充放電電流ＩＳに重畳させる電流として交流電流ＩＡを用いる。そのため、直流電流を用いる場合に比べてＥＭＣ特定の低下を抑制することができる。
　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に図９,図１０を参照しつつ説明する。本実施形態では、判定処理において、バッテリ４０の放電容量を算出放電容量ＱＨとして算出する点で第１実施形態と異なる。放電容量は、バッテリ４０の満充電状態における蓄電容量であり、バッテリ４０の劣化により減少する。
　図９に、バッテリ４０の劣化に伴う放電容量の変化を示す。図７では、バッテリ４０の製造時における蓄電容量と電圧変化量ΔＯＣＶとの関係が実線で示されており、バッテリ４０の使用開始後における蓄電容量と電圧変化量ΔＯＣＶとの関係が破線で示されている。図７に矢印ＹＡで示すように、バッテリ４０では、劣化に伴って放電容量が減少する。一方、バッテリ４０では、放電容量が減少しても第１,第２容量ＱＡ,ＱＢが変化しない。本実施形態では、この点に着目して、第２容量ＱＢに基づいて算出放電容量ＱＨを算出する。
　図８に、本実施形態の判定処理のフローチャートを示す。図８には、バッテリ４０の充電中に算出放電容量ＱＨを算出する判定処理のフローチャートを示す。なお、図８において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
　図８に示すように、本実施形態の判定処理では、ステップＳ１５でバッテリ４０の蓄電容量が第１容量ＱＡであることを判定すると、ステップＳ１８において、第１容量ＱＡに算出容量ＱＭを補正し、判定処理を終了する。
　また、ステップＳ１６でバッテリ４０の蓄電容量が第２容量ＱＢであることを判定すると、ステップＳ３１において、第２容量ＱＢに算出容量ＱＭを補正する。続くステップＳ３２では、バッテリ４０が充電中であるか否かを判定する。バッテリ４０が充電中であるか否かの判定は、電流センサ３１により検出される充放電電流ＩＳの向きにより判定される。ステップＳ３２で否定判定すると、判定処理を終了する。一方、ステップＳ３２で肯定判定すると、ステップＳ３３に進む。
　ステップＳ３３では、満充電フラグＦＡをオンし、ステップＳ３４に進む。満充電フラグＦＡは、バッテリ４０の蓄電容量が第２容量ＱＢ以上であり、且つバッテリ４０が充電中であることを示すフラグであり、上記２つの条件が満たされた場合にオンされる。
　ステップＳ３４では、電流積算による加算容量ＱＤの算出を開始し、判定処理を終了する。加算容量ＱＤは、バッテリ４０の蓄電容量が第２容量ＱＢであることが判定されたタイミングから、バッテリ４０が満充電状態となったことが判定されたタイミングまでの間にバッテリ４０に対して流入及び流出する充放電電流ＩＳの積算量である。なお、本実施形態において、ステップＳ１６の処理のタイミングが「第１タイミング」に相当する。
　また、ステップＳ１７で電流積算により算出容量ＱＭを算出すると、ステップＳ３５において、満充電フラグＦＡがオンであるか否かを判定する。ステップＳ３５で否定判定すると、判定処理を終了する。一方、ステップＳ３５で肯定判定すると、ステップＳ３６に進む。
　ステップＳ３６では、バッテリ４０が満充電状態であるか否かを判定する。ステップＳ３６で否定判定すると、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、電流積算により加算容量ＱＤを算出し、判定処理を終了する。
　一方、ステップＳ３６で肯定判定すると、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、第２容量ＱＢに加算容量ＱＤを加算して算出放電容量ＱＨを算出する。続くステップＳ３９では、満充電フラグＦＡをオフし、判定処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ３６の処理が「満充電判定部」に相当し、ステップＳ３８の処理が「放電容量算出部」に相当する。また、ステップＳ３６の肯定判定のタイミングが「第２タイミング」に相当する。
　以上詳述した本実施形態によれば、第２容量ＱＢを用いて算出放電容量ＱＨを算出する。バッテリ４０では、劣化によりバッテリ４０の放電容量が減少する。一方、第２容量ＱＢは、バッテリ４０の劣化により変化しない。そのため、バッテリ４０の劣化により変化しない第２容量ＱＢを用いて算出放電容量ＱＨを算出することで、算出放電容量ＱＨを適正に算出することができる。
　（その他の実施形態）
　本開示は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
　・上記実施形態では、判定処理において、インピーダンス値変化ＨＡの時間変化量ΔＨＡの絶対値を閾値α，βと比較する例を示したが、これに限られない。例えば、時間変化量ΔＨＡそのものを閾値－α，βと比較するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、判定処理において、第１，第２容量ＱＡ，ＱＢを用いて算出容量ＱＭを補正する場合に、第１，第２容量ＱＡ，ＱＢを算出容量ＱＭに補正する例を示したが、これに限られない。例えば、バッテリ４０の充電中であれば、実際に補正が行われるまでの充電による蓄電容量の増加分を考慮して、算出容量ＱＭを、第１，第２容量ＱＡ，ＱＢに当該増加分を加算したものに補正するようにしてもよい。また例えば、バッテリ４０の放電中であれば、実際に補正が行われるまでの放電による蓄電容量の減少分を考慮して、算出容量ＱＭを、第１，第２容量ＱＡ，ＱＢに当該減少分を減算したものに補正するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、判定処理に用いるインピーダンス値として、インピーダンス値の実数成分である抵抗値を用いる例を示したが、これに限らない。例えば、インピーダンス値の虚数成分を用いてもよければ、インピーダンス値の位相、つまり充放電電流ＩＳとバッテリ電圧ＶＢとの位相差を用いてもよい。さらには、インピーダンス値の絶対値を用いてもよい。
　・上記第２実施形態では、充放電電流ＩＳに重畳させる交流電流ＩＡの波形として、正弦波を例示したが、これに限られず、台形波又は矩形波などの周期波であってもよい。
　・上記第２実施形態では、インピーダンス値ＲＡを算出する場合にのみバッテリ４０に交流電流ＩＡを印加する例を示したが、これに限られない。例えば、バッテリ４０に常時交流電流ＩＡを印加するようにしてもよい。この場合、ＢＭＵ５０による電流発生回路６０の制御が不要となる。
　・上記第２実施形態では、電流発生回路６０で発生させる正弦波の周波数を１ｋＨｚ以下とし、温度依存性が顕著なイオン伝導性成分のインピーダンス値ＲＡを取得する例を示したが、これに限らない。周波数を１ｋＨｚより高くしてもよい。周波数を１ｋＨｚより高くした場合でも、１ｋＨｚ以下とした場合と同様に、インピーダンス値ＲＡは電池温度が高くなるにつれて低下する特性を有する。そのため、周波数を１ｋＨｚより高くした場合でもインピーダンス値ＲＡを取得することができる。
　・上記第２実施形態では、充放電電流ＩＳに正弦波の交流電流ＩＡを重畳する際、交流電流ＩＡの振幅を振幅ＷＡとすると、重畳後の電流の極大値が充放電電流ＩＳ＋振幅ＷＡとなり、極小値が充放電電流ＩＳ－振幅ＷＡとなる例を示したが、これに限らない。例えば、極大値が充放電電流ＩＳとなり、極小値が充放電電流ＩＳ－２×振幅ＷＡとなるように交流電流ＩＡを調整してもよければ、極大値が充放電電流ＩＳ＋２×振幅ＷＡとなり、極小値が充放電電流ＩＳとなるように交流電流ＩＡを調整してもよい。
　・上記第３実施形態では、判定処理において、バッテリ４０を充電する場合に算出放電容量ＱＨを算出する例を示したが、バッテリ４０を放電する場合に算出放電容量ＱＨを算出するようにしてもよい。例えば、満充電状態からバッテリ４０を放電する場合に、放電開始から、バッテリ４０の蓄電容量が第２容量ＱＢであることが判定されるまでの加算容量ＱＤを算出し、第２容量ＱＢに加算容量ＱＤを加算して算出放電容量ＱＨを算出するようにしてもよい。この場合、放電開始のタイミングが「第２タイミング」に相当する。
　・上記実施形態では、算出容量ＱＭを算出する方法として、電流積算によるものを例示したが、これに限られず、バッテリ４０の蓄電容量を算出する周知の技術を用いることができる。
　・上記実施形態では、バッテリ４０としてプラトー領域ＰＲを有する蓄電池を用いる例を示したが、プラトー領域ＰＲを有しない蓄電池に対して、本実施形態の技術が用いられてもよい。
　・上記実施形態では、第１容量ＱＡと第２容量ＱＢとの２つの所定容量を有するバッテリ４０を用いる例を示したが、これに限られない。バッテリ４０における所定容量の数や大きさは、バッテリ４０に用いられる正極活物質及び負極活物質により変動する。本実施形態の技術は、バッテリ４０における所定容量の数や大きさに関わらず適用することが可能である。
　・上記実施形態では、２次電池のインピーダンス値変化として単位時間当たりの変化量を用いる例を示したが、これに限られない。例えば、単位容量当たりの変化量を用いてもよい。
　・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部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェ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部及びその手法は、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ェ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。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　通電に伴い蓄電容量が変化する際に所定容量で反応熱量の変化が生じる２次電池（４０）に適用され、
    　通電時に前記２次電池のインピーダンス値変化を取得する取得部（５０）と、
    　前記取得部により取得された前記インピーダンス値変化に基づいて、前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることを判定する容量判定部（５０）と、を備える電池監視装置。
  2. 　前記容量判定部は、前記インピーダンス値変化の時間変化量の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることを判定する請求項１に記載の電池監視装置。
  3. 　前記所定容量として第１容量と第２容量とを有し、充電時には前記第１容量の高容量側では低容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が大きく、前記第２容量の高容量側では低容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が小さく、放電時には前記第１容量の低容量側では高容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が大きく、前記第２容量の低容量側では高容量側よりも前記インピーダンス値変化の絶対値が小さい前記２次電池に適用され、
    　前記容量判定部は、
    　通電に伴って前記インピーダンス値変化が減少する場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記第１容量であると判定し、
    　通電に伴って前記インピーダンス値変化が増加する場合に、前記２次電池の蓄電容量が前記第２容量であると判定する請求項１又は２に記載の電池監視装置。
  4. 　前記２次電池に対して流入及び流出する電流を積算することで前記２次電池の蓄電容量を算出容量として算出する算出容量算出部（５０）を備え、
    　前記算出容量算出部は、前記容量判定部により前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることが判定された場合に、前記所定容量を用いて前記算出容量を補正する請求項１から３までのいずれか一項に記載の電池監視装置。
  5. 　前記２次電池に対して流入及び流出する電流に重畳する所定の交流電流を発生させる交流電流発生部（６０）を備え、
    　前記取得部は、前記交流電流発生部による前記交流電流の発生時に前記インピーダンス値変化を取得する請求項１から４までのいずれか一項に記載の電池監視装置。
  6. 　前記２次電池が満充電となったことを判定する満充電判定部（５０）と、
    　前記容量判定部により前記２次電池の蓄電容量が前記所定容量であることが判定された第１タイミング及び前記満充電判定部により前記２次電池が満充電状態となったことが判定された第２タイミングの間に前記２次電池に対して流入及び流出する電流の積算量と、前記所定容量とを用いて前記２次電池の放電容量を算出する放電容量算出部（５０）と、を備える請求項１から５までのいずれか一項に記載の電池監視装置。
  7. 　前記２次電池は、前記２次電池の蓄電容量の変化に伴う前記２次電池の開路電圧の変化が小さいプラトー領域を有するものであり、
    　前記所定容量は、前記プラトー領域内に存在する請求項１から６までのいずれか一項に記載の電池監視装置。
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