JP2013158087A - 蓄電システム及び充電状態推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池のＳＯＣ及び満充電容量を精度よく推定する。
【解決手段】本発明は、充放電を行う蓄電装置を備えた車両に搭載される蓄電システムであり、電圧センサによって検出される蓄電装置の端子間電圧に応じたＳＯＣを、予め作成された端子間電圧とＳＯＣの関係データに基づいて算出するコントローラを有する。関係データは、放電電流値と充電電流値との積算値が充電電流値よりも放電電流値が多い蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、積算値が放電電流値よりも充電電流値が多い蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データと、を含む。コントローラは、ＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された積算値から第１状態又は第２状態に対応する関係データを選択し、選択された関係データに基づいてＳＯＣを算出する。
【選択図】図６

Description

本発明は、二次電池等の充電状態を推定する技術に関し、特に、充電状態から満充電容量を推定する技術に関する。

二次電池は、経年変化により劣化して満充電容量が低下することが知られている。二次電池の満充電容量が低下すると、使用可能な電力量が低くなるので電力を用いた車両走行（ＥＶ走行等）の走行距離が短くなる。このため、使用環境下にある二次電池の満充電容量を精度よく把握できないと、経年変化による満充電容量の低下に応じた走行距離以上に、電力を用いた車両走行距離が短くなってしまう。

二次電池の満充電容量の推定方法として、例えば、特許文献１に記載のようなものがある。特許文献１では、外部充電の際の二次電池の電圧、電流、及び電池温度を取得し、充電中の電流積算値と、充電開始時及び充電終了時それぞれの推定されたＳＯＣ（充電状態）とを用いて、満充電容量を算出している。

二次電池のＳＯＣ（State Of Charge）は、二次電池の満充電容量に対して現在の充電容量の割合を示すものであり、二次電池の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）から特定することができる。ＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。

特開２０１１−００７５６４号公報（図３等）

二次電池の満充電容量を算出するに際し、満充電容量の推定精度は、二次電池のＳＯＣ推定精度の影響が大きく、特許文献１のように二次電池の使用履歴に基づく特性を考慮せずに、単にＯＣＶとＳＯＣとの対応関係からＳＯＣを推定すると、ＳＯＣの推定精度が低くなり、精度よく満充電容量の推定することができない。

すなわち、本願出願人は、二次電池のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係が、二次電池の状態（使用履歴）に応じたヒステリシス特性を有することを見出し、放電状態での使用が多い状態での二次電池のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係と、充電状態での使用が多い状態での二次電池のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係とがそれぞれ異なるため、二次電池の使用履歴に基づくヒステリシス特性を考慮せずにＳＯＣを推定すると、ＳＯＣ及び満充電容量を精度よく推定することができない。

本願第１の発明である充放電を行う蓄電装置を備えた車両に搭載される蓄電システムは、電圧センサによって検出される蓄電装置の端子間電圧に応じたＳＯＣを、予め作成された端子間電圧とＳＯＣの関係データに基づいて算出するコントローラを有する。コントローラは、ＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された放電電流値と充電電流値との積算値が充電電流値よりも放電電流値が多い蓄電装置の第１状態と、積算値が放電電流値よりも充電電流値が多い蓄電装置の第２状態とで個別の関係データを選択してＳＯＣを算出する。

本願第１の発明によれば、蓄電装置の放電電流値と充電電流値の積算値から蓄電装置の使用履歴に基づくヒステリシス特性が放電側にあるのか、充電側にあるのかを判別し、放電側又は充電側のヒステリシス特性を有する蓄電装置の各状態に応じて端子間電圧とＳＯＣとの関係データを切り替えるので、蓄電装置のＳＯＣを精度よく推定（算出）することができる。

コントローラは、充放電開始及び充放電終了の各タイミングまでに積算された積算値に対応する関係データをそれぞれ選択し、選択された関係データに基づいて充放電開始の際の第１端子間電圧及び充放電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出し、充放電前後の各ＳＯＣと充放電開始から充放電終了までの間の蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値とに基づいて、満充電容量を算出することができる。放電側又は充電側のヒステリシス特性を有する蓄電装置の各状態に応じて関係データを切り替えて蓄電装置のＳＯＣを精度よく推定できるので、満充電容量の算出（推定）精度を向上させることができる。

蓄電システムは、外部電源から供給される電力を蓄電装置に充電する充電器を備えることができる。このとき、コントローラは、充電器を介した充電開始及び充電終了の各タイミングまでに積算された積算値に対応する関係データをそれぞれ選択し、選択された関係データに基づいて充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出する。そして、充電前後の各ＳＯＣと充電器を介した充電電流の積算値とに基づいて、満充電容量を算出することができる。放電側又は充電側のヒステリシス特性を有する蓄電装置の各状態に応じて関係データを切り替えて蓄電装置のＳＯＣを精度よく推定できるので、満充電容量の算出精度を向上させることができる。

コントローラは、蓄電装置の充放電中におけるＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された積算値から第１状態又は第２状態に対応する関係データを選択し、選択された関係データに基づいて充放電中のＳＯＣを算出することができる。充放電制御中の蓄電装置のヒステリシス特性が放電側にあるのか、充電側にあるのかによって関係データを切り替えるので、ＳＯＣを精度よく推定できる。

本願第２の発明である車両に搭載される蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、外部電源から供給される電力を蓄電装置に充電する充電器とを備えるとともに、蓄電装置の充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出し、充電中の充電電流の積算値を算出する充電制御部と、充電前後の各ＳＯＣと充電中の充電電流の積算値とに基づいて満充電容量を算出する満充電容量演算部と、を有する。充電制御部は、蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が充電電流値よりも放電電流値が多い蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、積算値が放電電流値よりも充電電流値が多い蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データとから、充電器を介した充電開始及び充電終了の各タイミングまでに積算された積算値に対応する関係データをそれぞれ選択し、選択された関係データに基づいて第１端子間電圧及び第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出する。

本願第２の発明によれば、外部電源を用いた充電開始前の蓄電装置のヒステリシス特性が放電側にあるのか、充電側にあるのかによって関係データを切り替えて充電開始の際のＳＯＣを精度よく推定できるので、満充電容量の推定精度を向上させることができる。

本願第３の発明である車両に搭載される蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、外部電源から供給される電力を蓄電装置に充電する充電器とを備えるとともに、蓄電装置の充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応するＳＯＣを算出し、充電中の充電電流の積算値を算出する充電制御部と、充電前後の各ＳＯＣと充電中の充電電流の積算値とに基づいて満充電容量を算出する満充電容量演算部と、を有する。充電制御部は、充電開始前の車両の走行モードが蓄電装置の電力を用いて車両を走行させるＥＶ走行モードである場合に、蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が充電電流値よりも放電電流値が多い蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データに基づいて、第１端子間電圧に対応するＳＯＣを算出するとともに、蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が前記放電電流値よりも充電電流値が多い蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データに基づいて、第２端子間電圧に対応するＳＯＣを算出する。

本願第３の発明によれば、外部電源を用いた充電開始前の蓄電装置のヒステリシス特性を車両の走行モードに応じて判別するとともに、充電終了後の蓄電装置の各ヒステリシス特性を充電側であるとして各々個別の関係データを用いてＳＯＣを推定するので、蓄電装置の放電電流と充電電流の積算値に関係なく、蓄電装置の使用履歴に基づくヒステリシス特性を把握して精度よくＳＯＣを推定することができ、満充電容量の推定精度を向上させることができる。

本願第４の発明である充放電を行う蓄電装置の充電状態推定方法は、電流センサによって検出される放電電流値と充電電流値との積算値を算出する第１ステップと、電圧センサによって検出される蓄電装置の端子間電圧に応じた充電状態を、予め作成された端子間電圧と充電状態の関係データに基づいて算出する第２ステップと、を含む。関係データは、積算値が充電電流値よりも放電電流値が多い蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、積算値が放電電流値よりも充電電流値が多い蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データと、を含んで構成されている。充電状態を算出する所定のタイミングまでに積算された積算値から第１状態又は第２状態に対応する関係データを選択し、選択された関係データに基づいて充電状態を算出するので、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。

電池システムの構成を示す図である。 使用履歴別のＯＣＶとＳＯＣとの関係を示す図である。 充放電制御の一例を示す図である。 充放電制御の一例を示す図である。 車両に搭載される電池システムの充放電制御を示すフローチャートである。 ＳＯＣ及び満充電容量の演算処理を示すフローチャートである。 充放電制御後の外部充電の一例を示す図である。 外部電源から車両に搭載される電池システムを充電する充電動作を示すフローチャートである。 充電後のＳＯＣ及び満充電容量の演算処理を示すフローチャートである。 図９の変形例を示す図である。 充放電制御及び充放電電流積算値の一例を示す図である。 充放電制御中のＳＯＣ算出処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について説明する。図１は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、組電池だけを備えている。

組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。組電池１０を構成する単電池１１の数は、要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。また、組電池１０は、並列に接続された複数の単電池１１を含んでいてもよい。

組電池１０は、接続ラインを介して昇圧コンバータ４１に接続されている。組電池１０の正極端子と昇圧コンバータ４１との間にシステムメインリレー３１が設けられ、組電池１０の負極端子と昇圧コンバータ４１との間にシステムメインリレー３２が設けられている。システムメインリレー３１，３２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態）およびオフ（遮断状態）の間で切り替わる。

昇圧コンバータ４１は、組電池１０の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ４２に出力する。また、昇圧コンバータ４１は、インバータ４２の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池１０に出力する。昇圧コンバータ４１は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ４１は、コントローラ５０からの制御信号を受けて動作する。

インバータ４２は、昇圧コンバータ４１から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）４３に出力する。モータ・ジェネレータ４３としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ４２は、モータ・ジェネレータ４３から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ４１に出力する。

モータ・ジェネレータ４３は、インバータ４２からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ４３は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ４３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ４３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ４３によって生成された交流電力は、インバータ４２に出力される。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。

本実施例の電池システムでは、組電池１０から電力を受けて動作する負荷としてモータ・ジェネレータ４３を用いることができる。また、昇圧コンバータ４１を用いているが、昇圧コンバータ４１を省略することもできる。すなわち、組電池１０をインバータ４２と接続することができる。

電圧監視ＩＣ（電圧センサ）２０は、コントローラ５０に接続され、組電池１０の端子間電圧を検出して検出結果をコントローラ５０に出力する。また、電圧監視センサ２０は、組電池１０を構成する直列に接続された各単電池１１それぞれの電圧を検出することもできる。

電流センサ２１は、充放電を行う組電池１０の充放電電流を検出してコントローラ５０に検出結果を出力する。例えば、組電池１０を放電しているときには、電流センサ２１によって検出された電流値として、正の値を用いることができる。また、組電池１０を充電しているときには、電流センサ２１によって検出された電流値として、負の値を用いることができる。

また、電流センサ２１は、充電器６０を介して組電池１０に流れる外部充電電流を検出し、コントローラ５０に検出結果を出力する。本実施例の電流センサ２１は、充電器６０から組電池１０に出力される外部充電電流の電流経路に設けられ、システムメインリレー３１，３２がオフ状態、すなわち、組電池１０と負荷との接続が遮断された状態で、外部充電電流が組電池１０に流れる電流経路に設けられる。なお、充電器６０を介して組電池１０に流れる外部充電電流を検出する電流センサと、組電池１０の充放電制御において組電池１０を流れる電流を検出する電流センサとをそれぞれ個別に設けて別々に電流を検出するようにしてもよい。

温度センサ２２は、組電池１０の温度を検出する。温度センサ２２は、コントローラ５０に接続され、検出結果をコントローラ５０に出力する。なお、温度センサ２２は、電圧監視ＩＣ２０に含まれるように構成することができ、例えば、組電池１０の電圧及び温度を検出する監視ＩＣとして構成できる。

充電器６０は、組電池１０に接続される。充電器６０は、外部電源７０から供給された交流電力を直流電力に変換する不図示のＡＣ／ＤＣコンバータや、外部電源７０又はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される外部充電電流（直流電流）を昇圧して組電池１０に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ等を含むことができる。外部電源７０は、車両の外部において、車両とは別に設けられた電源である。外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。

充電器６０と組電池１０の正極端子との間の電流経路上に、充電リレー６１が設けられ、充電器６０と組電池１０の負極端子との間に電流経路上に、充電リレー６２が設けられている。充電リレー６１，６２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態に相当する）およびオフ（遮断状態に相当する）の間で切り替わる。

充電器６０は、本実施例の電池システムを搭載する車両の側部に設けられるインレット６３と接続される。インレット６３には、外部電源７０に連結する接続プラグ７１を有する充電ケーブル７２が接続される。

コントローラ５０は、組電池１０の充放電制御を行う制御装置である。コントローラ５０は、車両出力要求に基づいて負荷に組電池１０の電力を出力する放電制御、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池１０に充電する充電制御を行う。本実施例のコントローラ５０は、ＳＯＣ推定部５１、満充電容量演算部５２、充電制御部５３及びメモリ５４を含んで構成される。

コントローラ５０は、組電池１０の充放電制御中、所定の時間間隔で検出される組電池１０の放電電流と充電電流との積算値（充放電電流積算値）を算出する充放電電流積算処理を行い、車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わるまで、充放電を行う組電池１０の充放電電流積算処理を継続して行う。

充放電電流積算値は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされて充放電制御を開始してから（ＩＧ−ＯＮ）、イグニッションスイッチがＯＦＦされて充放電制御が終了するまで（ＩＧ−ＯＦＦ）の間の放電電流をプラス、充電電流をマイナスとして積算した値である。車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わると、コントローラ５０は、電池システムの充放電制御を終了し、組電池１０の充放電電流積算処理を終了させる。コントローラ５０は、充放電電流積算値を組電池１０の使用履歴（充放電履歴）としてメモリ５４に記憶する。

コントローラ５０は、ＩＧ−ＯＮからＩＧ−ＯＦＦまでの各充放電サイクルにおいて、充放電サイクルそれぞれでの組電池１０の充放電電流積算処理を遂行するとともに、前回の充放電サイクルの充放電終了時までに積算された充放電電流積算値に対して放電電流及び充電電流を積算して現在の充放電サイクルの充放電電流積算値を算出する。つまり、本実施例の充放電電流積算値は、過去の充放電サイクルでの充放電電流積算値を保持しておき、保持している前回以降の過去の充放電サイクルから引き継いだ積算値に対して現在の充放電制御における放電電流及び充電電流を積算して求めることができる。このとき、充放電電流積算値には、後述する外部電源７０による充電電流も含むことができる。

組電池１０のＳＯＣは、組電池１０の満充電容量に対して現在の充電容量の割合（充電状態）を示すものであり、満充電容量はＳＯＣの上限値である。ＳＯＣは、組電池１０のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）から特定することができ、図２に示すようにＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。組電池１０のＯＣＶは、電圧センサ２１によって検出された組電池１０の電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）から算出することができる。本実施例では負荷や充電器６０に接続されていない充放電前後の状態（例えば、システムメインリレー３１，３２及び充電リレー６１，６２それぞれがオフの状態）、外部電源７０による充電前後の状態において組電池１０の端子間電圧を電圧監視ＩＣ２０によって検出し、電圧監視ＩＣ２０によって検出された電圧値を、ＯＣＶとして用いている。

メモリ５４は、コントローラ５０を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶してり、組電池１０のＳＯＣとＯＣＶの対応関係データとしてＳＯＣ−ＯＣＶラインも予めメモリ５４に記憶されている。ＳＯＣ推定部５１は、電圧監視ＩＣ２０によって検出される端子間電圧（ＯＣＶ）から、メモリ５４に記憶されているＳＯＣ−ＯＣＶラインを用いて組電池１０のＳＯＣを算出する。

図２は、使用履歴別のＳＯＣ−ＯＣＶラインの一例を示す図であり、横軸がＳＯＣ、縦軸が組電池１０のＯＣＶである。本実施例のＳＯＣ−ＯＣＶラインは、組電池１０が放電状態での使用が多い状態（第１状態に相当する）でのＳＯＣ−ＯＣＶライン（実線で示すラインＢ）と、充電状態での使用が多い状態（第２状態に相当する）でのＳＯＣ−ＯＣＶライン（一点鎖線で示すラインＡ）と、を含んでいる。

組電池１０が充放電を行うと分極が生じることが知られている。例えば、組電池１０が放電を行うと分極電圧がマイナス（負）の方向に大きくなり、組電池１０が充電を行うと分極電圧がプラス（正）の方向に大きくなる。そして、組電池１０の充放電を停止（終了）すると、そのとき発生している分極電圧は、時間経過とともに徐々に解消していく（分極電圧が徐々に０に近づいていく）。

しかしながら、放電（充電）によって生じた分極電圧が時間経過とともに解消したとしても、放電（充電）によるマイナス（プラス）方向の分極は、分極が生じていない状態に完全に戻ることはなく、組電池１０の充放電の使用履歴において、組電池１０が全体的に放電が多い使用状態で測定した組電池１０のＯＣＶと、充電が多い使用状態で測定した組電池１０のＯＣＶとが相違し、図２に示すように組電池１０のＳＯＣとＯＣＶとの対応関係が相違することが分かった。

より具体的に説明すると、図２に示すように、例えば、ＳＯＣが４０％での充放電電流積算値がプラスの状態における組電池１０のＯＣＶがＶ１であるのに対し、充放電電流積算値がマイナスの状態における組電池１０のＯＣＶがＶ１よりも高いＶ２となっている。つまり、組電池１０の充放電の使用履歴が異なる状態で同じ端子間電圧Ｖ１が検出されたとしても、端子間電圧Ｖ１に対応するＳＯＣは、組電池１０の充放電電流積算値がプラスの状態なのか、マイナスの状態なのかに応じてそれぞれで異なる。

したがって、組電池１０の充放電電流積算値がプラス（使用履歴が放電側）である場合、ラインＢに基づいて端子間電圧Ｖ１に対応するＳＯＣは、４０％と算出されるが、組電池１０の充放電電流積算値がマイナス（使用履歴が充電側）である場合は、ラインＡに基づいて端子間電圧Ｖ１に対応するＳＯＣは、４０％よりも低い値で算出され、組電池１０の使用履歴が充電側である方が、使用履歴が放電側である場合に比べて、端子間電圧に対応するＳＯＣが低くなる。

このように、従来の組電池１０の使用履歴に基づくヒステリシス特性を考慮しないＳＯＣとＯＣＶの対応関係から組電池１０のＳＯＣを算出すると、ＳＯＣ及び満充電容量を精度よく推定することができない。

本実施例では、組電池１０の使用履歴に基づく放電側及び充電側のヒステリシス特性に対し、組電池１０の放電電流と充電電流の積算値である充放電電流積算値がプラスの状態で測定したラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係と、充放電電流積算値がマイナスの状態で測定したラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係とに区分して、それぞれ個別のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係データを有している。

なお、組電池１０の放電側のヒステリシス特性（放電での使用が多い状態）と充電側のヒステリシス特性（充電での使用が多い状態）とを定量的に評価するために、本実施例では、充放電の使用履歴として充放電電流積算値を用いている。電流センサ２１によって検出される組電池１０の放電電流値をプラス、充電電流値をマイナスとしてこれらを積算して求められた充放電電流積算値が、充電電流値よりも放電電流値が多い組電池１０の状態、すなわち、充放電電流積算値がプラスである場合、組電池１０が放電状態での使用が多い状態であると把握する。一方、充放電電流積算値が放電電流値よりも充電電流値が多い組電池１０の状態、すなわち、充放電電流積算値がマイナスである場合、組電池１０が充電状態での使用が多い状態であると把握する。

ＳＯＣ推定部５１は、組電池１０のＳＯＣを算出するタイミングまでに積算された充放電電流積算値、すなわち、組電池１０の充放電の使用履歴に基づくヒステリシス特性に応じてラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択し（切り替え）、電圧監視ＩＣ２０によって検出される端子間電圧に対応するＳＯＣを、選択したラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係から算出する。

なお、図２に示したＯＣＶとＳＯＣとの対応関係データは、組電池１０の電池温度毎に作成し、メモリ５４に保持することができる。組電池１０の端子間電圧は、例えば、電池温度が高い場合に比べて電池温度が低い方が内部抵抗の増加に伴って電圧が増加する。そこで、本実施例のＯＣＶとＳＯＣとの対応関係データは、組電池１０の電池温度毎に複数の関係データを予め用意することができ、コントローラ５０は、組電池１０の端子間電圧の検出値と共に、電圧監視ＩＣ２０によって組電池１０の端子間電圧を検出する際の電池温度を温度センサ２２を介して取得しておき、取得した電池温度に対応するＯＣＶとＳＯＣとの対応関係データを決定し、電池温度に応じた対応関係データに含まれるヒステリシス特性に応じた２つのラインＡ及びラインＢのうち、充放電電流積算値に基づいて組電池１０の状態に応じた関係データを選択するように構成することもできる。

図３は、本実施例の組電池１０の充放電制御における充放電電流の遷移を示す一例であり、横軸が時間、縦軸が充放電電流値（放電電流がプラス、充電電流がマイナス）を示している。コントローラ５０は、ＩＧ−ＯＮからＩＧ−ＯＦＦまでの各充放電サイクルにおいて、放電電流と充電電流の積算値を算出する。

ＳＯＣ推定部５１は、ＩＧ−ＯＮされて充放電制御を開始する際の開始ＳＯＣを算出するにあたり、前回の充放電サイクルの充放電終了時点までに積算された充放電電流積算値を用いて組電池１０のヒステリシス特性を判別し、充放電電流積算値がプラスであれば、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を、充放電電流積算値がマイナスの状態であれば、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して、充放電を開始する際の組電池１０のＯＣＶから開始ＳＯＣを算出する。図３の例では、前回の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ２までに積算された充放電電流積算値がプラス（放電側）であるので、現在の充放電サイクルでの充放電開始の際（ｔ３）の組電池１０の開始ＳＯＣを算出するために、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択する。

また、ＳＯＣ推定部５１は、現在の充放電サイクルでの充放電終了時点ｔ４までに積算された充放電電流積算値を用いて、ラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択し、現在の充放電サイクルＴ（ｔ３〜ｔ４）における充放電終了後の組電池１０の終了ＳＯＣを求める。図３の例では、前回の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ２までに積算された充放電電流積算値に対してさらに現在の充放電制御の開始時点ｔ３から終了時点ｔ４までの放電電流、充電電流を積算した値を用いて、現在の充放電制御の終了時点ｔ４における組電池１０のヒステリシス特性を判別し、現在の充放電サイクル終了時点ｔ４での充放電電流積算値がプラス（放電側）である場合、現在の充放電サイクル終了時点ｔ４の終了ＳＯＣを算出するために、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係が選択される。

図３の例では、現在の充放電サイクルの充放電開始時点及び終了時点で、組電池１０のヒステリシス特性が、同じ放電側であると判別された態様を示したが、図４の例では、現在の充放電サイクルの充放電開始時点及び終了時点で、組電池１０のヒステリシス特性が異なる態様を示している。

図４も同様に、本実施例の組電池１０の充放電制御における充放電電流の遷移を示す一例であり、横軸が時間、縦軸が充放電電流値（放電電流がプラス、充電電流がマイナス）を示している。図４の例では、前回の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ６までに積算された充放電電流積算値がマイナス（充電側）であるので、現在の充放電サイクルでの充放電開始時点ｔ７での組電池１０の開始ＳＯＣを算出するために、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択する。また、ＳＯＣ推定部５１は、前回の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ６までに積算された充放電電流積算値に対してさらに現在の充放電制御の開始時点ｔ７から終了時点ｔ８までの放電電流、充電電流を積算した値を用いて、現在の充放電制御の終了時点ｔ８における組電池１０のヒステリシス特性を判別し、現在の充放電サイクル終了時点ｔ８での充放電電流積算値がプラス（放電側）である場合、現在の充放電サイクル終了時点ｔ８の終了ＳＯＣを算出するために、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係が選択される。

このように本実施例では、充放電開始及び終了の各時点で判別される組電池１０のヒステリシス特性が同じである場合（充放電前後で同じ放電側又は充電側のヒステリシス特性を有する）、同じラインが選択される。一方、充放電開始及び終了の各時点で判別される組電池１０のヒステリシス特性が異なるある場合（充放電開始と充放電終了とで放電側又は充電側の異なるヒステリシス特性を有する）、異なるラインが選択される。

図５は、本実施例の電池システムの充放電制御のフローチャートを示す図である。組電池１０の充放電制御は、コントローラ５０によって遂行され、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わると（Ｓ１０１）、電池システムが起動され、コントローラ５０は、電池システムの充放電制御を開始する（Ｓ１０２）。

コントローラ５０は、充放電開始時の開始ＳＯＣを算出するために、充放電制御の開始の際の組電池１０の端子間電圧（ＯＣＶ１）を取得する（Ｓ１０３）。取得したＯＣＶ１は、開始ＯＣＶとしてメモリ５４に記憶される。

コントローラ５０は、充放電制御を開始してから充放電制御が終了するまでの間、電流センサ２１によって検出される放電電流、充電電流を所定の時間間隔で取得し（Ｓ１０４）、放電電流及び充電電流を積算する充放電電流積算処理を遂行する（Ｓ１０５）。なお、上述のように、前回の充放電サイクルの充放電終了後までに積算された充放電電流積算値がある場合は、前回の充放電電流積算値に対して現在（今回）の充放電制御における放電電流値、充電電流値を積算する。

コントローラ５０は、車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったか否かを判別し（Ｓ１０６）、車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わった場合は、コントローラ５０は、電池システムの充放電制御を終了し、組電池１０の充放電電流積算処理を終了させる。コントローラ５０は、充放電終了後の所定のタイミングでの組電池１０の端子間電圧（ＯＣＶ２）を取得し、取得したＯＣＶ２は終了ＯＣＶとしてメモリ５４に記憶するとともに、算出した充放電電流積算値を組電池１０の使用履歴としてメモリ５４に記憶する。

満充電容量演算部５２は、ＳＯＣ推定部５１によって算出されるＳＯＣに基づいて、組電池１０の満充電容量を算出する。満充電容量演算部５２は、ＩＧ−ＯＮされて充放電制御を開始する際の開始ＳＯＣ、ＩＧ−ＯＦＦされて充放電制御を終了した後の終了ＳＯＣ、及びＩＧ−ＯＮからＩＧ−ＯＦＦまでに積算された充放電電流積算値を用いて、組電池１０の満充電容量を演算する。満充電容量は、下記の式１のように算出することができる。
（式１）満充電容量＝１００÷（終了ＳＯＣ−開始ＳＯＣ）×充放電電流積算値

図６は、ＳＯＣ算出処理を含む満充電容量の演算処理のフローチャートである。満充電容量の演算処理は、コントローラ５０によって遂行され、例えば、充放電制御終了後や充放電制御を開始する所定のタイミングで行うことができる。

コントローラ５０は、今回（最新）の充放電サイクルでの満充電容量を算出するにあたり、使用履歴を取得する（Ｓ３０１）。コントローラ５０は、開始ＳＯＣを算出するに当たり、前回の充放電サイクルの充放電終了までに積算された前回充放電電流積算値がプラスか否かを判別する（Ｓ３０２）。プラスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して開始ＯＣＶ（ＯＣＶ１）に対応する開始ＳＯＣ（ＳＯＣ１）を算出する（Ｓ３０３）。一方、充放電電流積算値がマイナスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して開始ＯＣＶ（ＯＣＶ１）に対応する開始ＳＯＣを算出する（Ｓ３０４）。

続いて、コントローラ５０は、終了ＳＯＣを算出するに当たり、開始ＳＯＣを算出する場合と同様に、今回の充放電サイクルの充放電終了時点までに積算された充放電電流積算値がプラスか否かを判別する（Ｓ３０５）。プラスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して終了ＯＣＶ（ＯＣＶ２）に対応する終了ＳＯＣ（ＳＯＣ２）を算出する（Ｓ３０６）。一方、充放電電流積算値がマイナスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して終了ＯＣＶ（ＯＣＶ２）に対応する終了ＳＯＣを算出する（Ｓ３０７）。

そして、コントローラ５０は、今回の充放電サイクルの充放電開始時のＳＯＣ１と充放電終了時のＳＯＣ２の差分と、今回の充放電サイクルの充放電開始から終了までの間に積算された充放電電流積算値（充放電終了後の充放電電流積算値−充放電開始時（前回の充放電サイクルの充放電終了時）の充放電電流積算値）と、を用いて満充電容量を算出する（Ｓ３０８）。算出された満充電容量は、メモリ５４に記憶され、次回以降の充放電サイクルの充放電制御に使用される。

このように本実施例では、充放電を行う組電池１０のＳＯＣ及び満充電容量を算出するにあたり、ＳＯＣを算出するタイミングまでに積算された組電池１０の放電電流値と充電電流値との積算値から組電池１０のヒステリシス特性を把握（判別）し、充放電前後の組電池１０の放電側又は充電側のヒステリシス特性に応じて異なるＳＯＣ−ＯＣＶマップを選択するので、組電池１０のＳＯＣを精度よく推定することができる。

したがって、放電側又は充電側のヒステリシス特性を有する組電池１０の各状態に応じてＳＯＣを精度よく推定でき、組電池１０の満充電容量の算出精度を向上させることができる。

次に、外部電源７０を用いた電池システムへの外部充電について説明する。本実施例では、外部充電の際に組電池１０の満充電容量を算出することができる。

充電制御部５３は、外部電源７０から延設された接続プラグ７１がインレット６３に接続されたことを検出すると、充電器６０を介した外部充電を開始する。充電器６０は、充電制御部５３から出力される制御信号に基づいて動作し、外部電源７０から供給される電力を組電池１０に充電する。充電制御部５３は、電流センサ２１によって検出された充電器６０から組電池１０に出力される充電電流値を充電開始から終了まで（充電中の間）積算して充電電流積算値を算出する。

ＳＯＣ推定部５１は、外部充電開始時に電圧監視ＩＣ２０によって検出された組電池１０の端子間電圧（ＯＣＶ１）から、図２のラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係に基づいて組電池１０の開始ＳＯＣを算出し、同様に、外部充電終了後の電圧監視ＩＣ２０によって検出された組電池１０の端子間電圧（ＯＣＶ２）から終了ＳＯＣを算出する。

満充電容量演算部５２は、外部充電の開始から終了までに組電池１０に充電された充電電流の積算値、充電開始時の組電池１０の開始ＯＣＶに対応する開始ＳＯＣ及び充電終了時の組電池１０の終了ＯＣＶに対応する終了ＳＯＣを用い、組電池１０の満充電容量を下記の式２のように算出することができる。
（式２）満充電容量＝１００÷（終了ＳＯＣ−開始ＳＯＣ）×充電電流積算値

図７は、本実施例の組電池１０の充放電制御における充放電電流及び外部充電制御における充電電流の遷移を示す一例であり、横軸が時間、縦軸が電流値（放電電流がプラス、充電電流がマイナス）を示している。

図７に示すように、ＳＯＣ推定部５１は、充電制御部５３によって外部充電が開始される場合、外部充電制御が行われる直前の充放電サイクルの充放電終了時点までに積算された充放電電流積算値を用いて組電池１０のヒステリシス特性を判別し、外部充電開始前の充放電電流積算値がプラスであれば、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を、充放電電流積算値がマイナスの状態であれば、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して、外部充電を開始する際の組電池１０のＯＣＶから開始ＳＯＣを算出する。

図７の例では、外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ９までに積算された充放電電流積算値がプラス（放電側）である場合（図７で実線で示した線）、外部充電開始時点ｔ１０での組電池１０の開始ＳＯＣを算出するために、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択する。

一方、外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ９までに積算された充放電電流積算値がマイナス（充電側）である場合（図７で一点鎖線で示した線）、外部充電開始時点ｔ１０での組電池１０の開始ＳＯＣを算出するために、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択する。

また、ＳＯＣ推定部５１は、外部充電終了時点ｔ１１までに積算された充電電流積算値を用いて、ラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択し、外部充電期間（ｔ１０〜ｔ１１）における充電終了後の組電池１０の終了ＳＯＣを求める。図７の例では、充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了時点ｔ９までに積算された充放電電流積算値に対してさらに充電制御の開始時点ｔ１０から終了時点ｔ１１までの充電電流を積算した値を用いて、外部充電終了時点ｔ１１における組電池１０のヒステリシス特性を判別し、外部充電終了時点ｔ１１での充放電電流積算値がプラス（放電側）である場合、外部充電終了時点ｔ１１の終了ＳＯＣを算出するために、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係が選択される。

なお、ＳＯＣ推定部５１は、外部充電制御の充電終了時点ｔ１１の組電池１０のヒステリシス特性に応じたラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択する場合、充放電電流積算値を用いて組電池１０のヒステリシス特性を判別せずに、外部充電制御の充電終了時点ｔ１１のヒステリシス特性を予め充電側であるとして、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択するように構成することもできる。つまり、組電池１０を所定の値まで充電する場合、充電電流積算値によって組電池１０全体の充放電電流積算値は、充電終了後において常にマイナス（充電側）となるので、外部充電終了時点ｔ１１では、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択するように予め決定しておくことができる。

図８は、外部電源７０から本実際例の電池システムを充電する外部充電動作を示すフローチャートである。外部充電動作は、充電制御部５３によって遂行される。このとき、システムメインリレー３１，３２、充電リレー６１，６２はオフである。

充電制御部５３は、外部電源７０から延設された接続プラグ７１がインレット６３に接続されたことを検出すると、充電リレー６１，６２をオフからオンに切り替えて充電器６０と組電池１０とを接続し、充電器６０を介した外部充電を開始する（Ｓ５０１）。

ステップＳ１０２において、充電制御部５３は、電圧監視ＩＣ２０を介して充電開始前の充電開始端子間電圧（ＯＣＶ１）を取得し（Ｓ５０２）、ＯＣＶ１を取得した後に充電器６０に制御信号を出力して充電器６０を介して所定の充電電流で組電池１０の充電を行う。

充電器６０は、充電制御部５３からの制御信号に基づいて充電電流を制御する。例えば、充電制御部５３は、予め決められた充電電流値に従って充電電流の電流値を充電器６０に出力し、充電器６０は、外部電源７０から供給される電流を整調（ＡＣ／ＤＣ変換，昇圧等）し、組電池１０に充電電流を出力する。

充電制御部５３は、充電時間に応じた許容充電電流を予め規定した充電電流マップを用いて、ＯＣＶ１（ＳＯＣ１）から所定の目標ＳＯＣ（目標ＯＣＶ）に到達するまでの充電電流を制御することができる。

充電制御部５３は、充電時間を計測するとともに（Ｓ５０３）、電流センサ２１によって検出される充電中の充電電流を積算して充電電流積算値を算出する（Ｓ５０４）。充電制御部５３は、充電時間の経過とともに上昇する組電池１０の電圧を電圧監視ＩＣ２０を通じて監視し、所定の目標ＳＯＣに対応する電圧に達したか否かを判別する（Ｓ５０５）。目標ＳＯＣに達していない場合は、ステップＳ５０３に戻り、充電を継続する。

ステップＳ５０５において、所定の目標ＳＯＣに対応する電圧に達したと判別された場合、充電制御部５３は、充電制御を終了する。充電制御部５３は、充電終了の制御信号を充電器６０に出力するとともに、充電時間の計測、充電電流の積算処理を終了する。また、充電リレー６１，６２をオンからオフに切り替えて充電器６０と組電池１０とを接続を遮断する。

ステップＳ５０６において、充電制御部５３は、充電終了後の組電池１０の端子間電圧（ＯＣＶ２）を電圧監視ＩＣ２０から取得する。なお、充電制御部５３は、充電終了時点から予め決められた時間が経過した後に、充電終了後の組電池１０の端子間電圧を検出することができる。

ステップＳ５０７において、充電制御部５３は、充電終了後の組電池１０の電池温度を温度センサ２２から取得する。電池温度の検出タイミングは、例えば、充電終了後の組電池１０の端子間電圧を検出するタイミングとすることができる。

ステップＳ５０８において、充電制御部５３は、今回の外部充電の充電履歴を生成してメモリ５４に記憶する。充電履歴は、時系列順に外部充電の回数を連番で割り当て、各回数毎の充電履歴が記録される。充電履歴は、充電時間、充電電流積算値、ＯＣＶ１（開始ＯＣＶ）、ＯＣＶ２（終了ＯＣＶ）、充電終了時の電池温度を含む。

充電制御部５３は、充電履歴を生成してメモリ５４に記憶した後、外部充電制御を終了する。なお、充電制御部５３は、予めメモリ５４に記憶されている充電が行われた旨を表す充電履歴フラグをＯＮにする。充電履歴フラグは、後述する満充電容量推定値の算出処理を開始するトリガーとして用いられる。本実施例では、外部充電が行われる度に満充電容量推定値の算出処理を行うことができる。

図９は、外部充電時のＳＯＣ算出処理を含む満充電容量の演算処理のフローチャートである。外部充電時の満充電容量の演算処理は、コントローラ５０によって遂行され、例えば、充電制御終了後の所定のタイミングで行うことができる。

ステップＳ７０１において、コントローラ５０は、充電履歴フラグがＯＮであるか否かを判別する。コントローラ５０は、充電履歴フラグがＯＮである場合、満充電容量の演算処理を開始する。

コントローラ５０は、外部充電時の満充電容量を算出するにあたり、使用履歴を取得する（Ｓ７０２）。コントローラ５０は、外部充電開始時のＳＯＣを算出するに当たり、外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了までに積算された充放電電流積算値がプラスか否かを判別する（Ｓ７０３）。プラスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択してＯＣＶ１に対応する開始ＳＯＣ（ＳＯＣ１）を算出する（Ｓ７０４）。一方、充放電電流積算値がマイナスである場合、コントローラ５０は、図２に示したラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択してＯＣＶ１に対応する開始ＳＯＣを算出する（Ｓ７０５）。

続いて、コントローラ５０は、終了ＳＯＣを算出するに当たり、外部充電終了時点までに積算された充放電電流積算値がプラスであることを前提として、図２に示したラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択してＯＣＶ２に対応する終了ＳＯＣ（ＳＯＣ２）を算出する（Ｓ７０６）。なお、上述したように、コントローラ５０は、外部充電終了後の終了ＳＯＣを算出するに当たり、開始ＳＯＣを算出する場合と同様に、外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了までに積算された充放電電流積算値に対して外部充電終了時点ｔ１１までの充電電流を積算し、外部充電終了時点までに積算された充放電電流積算値がプラスか否かを判別して、ラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択するようにしてもよい。

そして、コントローラ５０は、外部充電前後の充電開始時のＳＯＣ１と充電終了時のＳＯＣ２の差分と、外部充電開始から終了までの間に積算された充電電流積算値（外部充電終了時の充放電電流積算値−直近の充放電終了後の充放電電流積算値）と、を用いて満充電容量を算出する（Ｓ７０７）。コントローラ５０は、算出した満充電容量をメモリ５４に記憶するとともに、充電履歴フラグをＯＮからＯＦＦにし、満充電容量の演算処理を終了する。

図１０は、図９の変形例を示す図であり、外部充電開始時のＳＯＣ１を算出する際にラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を予め選択するようにしたものである。例えば、組電池１０を搭載したハイブリッド車両では、組電池１０の電力を積極的に用いたＥＶ走行モードがある。このＥＶ走行モードは、組電池１０に蓄えられた電力を所定のＳＯＣ下限値まで消費して走行する走行モードである。

ＥＶ走行モードが選択された充放電制御は、主に放電制御が行われるため、ＥＶ走行モードが選択されて充放電制御終了後の組電池１０のヒステリシス特性は、放電側となる場合が多い。そこで、図１０に示すように、ステップＳ７０１において充電履歴フラグがＯＮである場合、コントローラ５０は、外部充電を開始する前の直近の充放電制御終了時に選択されている車両の走行モードが、ＥＶ走行モードであるか否かを判別し（Ｓ７０１１）、ＥＶ走行モードである場合は、外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了までに積算された充放電電流積算値を用いずに、外部充電開始時の組電池１０のヒステリシス特性を放電側であるとして、図２に示したラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択してＯＣＶ１に対応する開始ＳＯＣ（ＳＯＣ１）を算出することができる（Ｓ７０１２）。

なお、コントローラ５０は、ステップＳ７０１１において車両の走行モードが、ＥＶ走行モードでないと判別された場合には、図９のステップＳ７０２に進み、ステップＳ７０３からＳ７０５を経て、取得した使用履歴から外部充電開始前の直近の充放電サイクルの充放電終了までに積算された充放電電流積算値がプラスか否かを判別し、選択されたラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係に基づいて、外部充電開始時のＳＯＣを算出することができる。

このように本実施例では、外部充電において外部充電前後で適用されるラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を、直前の充放電制御における車両の走行モードで予め決定することができる。

なお、ＳＯＣ推定部５１、満充電容量演算部５２、充電制御部５３及びメモリ５４は、それぞれコントローラ５０とは別途の制御装置として構成することもでき、コントローラ５０に対して外的に又は内的に設けることができる。

例えば、充電制御部５３は、ＳＯＣ推定部５１の機能を含むように構成し、満充電容量演算部５２と共に充電制御装置として構成することも可能であり、組電池１０の充放電を制御するコントローラ５０と個別の制御装置として構成することができる。また、充電制御部５３は、外部充電の開始から終了までに積算した充電電流積算値をメモリ５４に充電履歴として格納するとともに、外部充電開始直前の充放電サイクル終了時点での充放電電流積算値に充電電流積算値を加算して、組電池１０の使用履歴（充放電電流積算値）を更新することもできる。

次に、本実施例のＩＧ−ＯＮされて充放電制御を開始してからＩＧ−ＯＦＦされて充放電制御を終了するまでの間において、所定のタイミングで組電池１０のＳＯＣを算出する処理について説明する。

上述した例では、充放電前後の各ＳＯＣ、外部充電前後の各ＳＯＣを、図２に示した組電池１０のヒステリシス特性に基づくラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して算出しているが、例えば、コントローラ５０は、充放電制御中の組電池１０のＳＯＣを把握して所定のＳＯＣが制御中心となるように充放電制御を行うことができ、このとき、コントローラ５０は、充放電を開始してから所定のタイミング（所定の時間間隔）で、組電池１０のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣに基づいて充放電制御を行う。

図１１は、本実施例の充放電制御中の充放電電流値の遷移及び充放電電流積算値の一例を示す図であり、上段が充放電制御の充放電電流値の遷移、下段が上段の充放電電流値に対する積算値（ΣＩ）を示している。充放電制御中の組電池１０のＳＯＣ算出処理は、コントローラ５０によって遂行される。

ＩＧ−ＯＮされた時刻ｔ１２において、コントローラ５０は、電流センサ２１に検出される電流値を積算する充放電電流積算処理を遂行する。なお、上述したように、時刻ｔ１２よりも前の過去の充放電サイクルや外部充電に対して積算された充放電電流積算値がある場合、時刻ｔ１２より前の充放電電流積算値に時刻ｔ１２以降に検出された電流値を累積した充放電電流積算処理を遂行する。

図１１に示すように、時刻ｔ１３、ｔ１４、ｔ１５の各タイミングで組電池１０を算出する場合、コントローラ５０は、各タイミングまでに積算された充放電電流積算値から充放電中の組電池１０のヒステリシス特性を判別し、ラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して各タイミングでの組電池１０のＳＯＣを算出する。例えば、時刻ｔ１３のタイミングまでに積算された充放電電流積算値がプラスなので、コントローラ５０は、充放電中の組電池１０のヒステリシス特性が放電側であると判別し、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して時刻ｔ１３で検出された電圧（ＣＣＶ）から組電池１０のＯＣＶを算出し、算出した時刻ｔ１３におけるＯＣＶに対応する組電池１０のＳＯＣを算出する。

なお、上述したようにコントローラ５０は、時刻ｔ１３で検出された電圧（ＣＣＶ）から組電池１０のＯＣＶを算出することができるが、例えば、以下の式３に基づいて、時刻ｔ１３での組電池１０のＯＣＶを算出することができる。
（式３）ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｉ（ｔ）Ｒ
Ｉ（ｔ）は、時刻ｔ１３で検出された電流値であり、Ｒは、組電池１０の内部抵抗である。また、式３において、充放電中の分極電圧値を含むようにして組電池１０のＯＣＶを算出してもよい。なお、式３で示したＯＣＶの算出方法は一例であり、電圧監視ＩＣ２０によって検出された電圧から組電池１０のＯＣＶを算出する既知の算出手法を適用することができる。

図１１に戻り、同様に時刻ｔ１４のタイミングでは、時刻ｔ１４のタイミングまでに積算された充放電電流積算値がプラスであるので、コントローラ５０は、充放電中の組電池１０のヒステリシス特性が放電側であると判別し、ラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して時刻ｔ１４で検出された電圧（ＣＣＶ）から組電池１０のＯＣＶを算出し、算出した時刻ｔ１４におけるＯＣＶに対応する組電池１０のＳＯＣを算出する。

一方、時刻ｔ１５のタイミングでは、時刻ｔ１５のタイミングまでに積算された充放電電流積算値がマイナスであるので、コントローラ５０は、充放電中の組電池１０のヒステリシス特性が充電側であると判別し、ラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して時刻ｔ１５で検出された電圧（ＣＣＶ）から組電池１０のＯＣＶを算出し、算出した時刻ｔ１５におけるＯＣＶに対応する組電池１０のＳＯＣを算出する。

図１２は、本実施例の充放電制御中のＳＯＣ算出処理のフローチャートある。

ステップＳ９０１において、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わると（Ｓ９０１）、電池システムが起動され、コントローラ５０は、電池システムの充放電制御を開始する（Ｓ９０２）。

コントローラ５０は、充放電制御の開始に伴って電流センサ２１によって検出される電流値を取得し（Ｓ９０３）、充放電電流の積算処理を行う（Ｓ９０４）。

コントローラ５０は、充放電制御を開始した後、予め設定された所定の間隔で組電池１０のＳＯＣ算出処理を遂行するので、コントローラ５０は、ステップＳ９０５においてＳＯＣ算出タイミングであるか否かを判別する。ＳＯＣ算出タイミングでない場合、コントローラ５０は、ステップＳ９１０に進み、車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったか否かを判別し、切り替わっていない場合は、ステップＳ９０３に戻って充放電制御中の充放電電流積算処理を継続する。一方、ステップＳ９１０で車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったと判別された場合は、充放電制御を終了してステップＳ９１１に進む。

ステップＳ９０５において、コントローラ５０は、ＳＯＣ算出タイミングであると判別されると、電圧監視ＩＣ２０から組電池１０の電圧値を取得する（Ｓ９０６）。コントローラ５０は、ＳＯＣ算出タイミングまでに積算された充放電電流積算値を用いて、組電池１０のヒステリシス特性を判別し（Ｓ９０７）、充放電電流積算値がプラスである場合、コントローラ５０は、ヒステリシス特性が放電側に対応付けられたラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して、ＳＯＣ算出タイミングでのＯＣＶに対応する組電池１０のＳＯＣを算出する（Ｓ９０８）。

一方、コントローラ５０は、ステップＳ９０７においてＳＯＣ算出タイミングまでに積算された充放電電流積算値がマイナスである場合、ヒステリシス特性が充電側に対応付けられたラインＡで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を選択して、このＳＯＣ算出タイミングでのＯＣＶに対応する組電池１０のＳＯＣを算出する（Ｓ９０９）。

コントローラ５０は、ＳＯＣ算出処理後、車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わるまでの間、ステップＳ９０３〜Ｓ９１０を繰り返し行い、所定間隔で組電池１０のＳＯＣを算出する。コントローラ５０は、ステップＳ９１０で車両のイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わったと判別された場合は、充放電制御を終了してステップＳ９１１に進み、充放電電流積算値、充放電制御開始時点のＯＣＶ、充放電制御終了時点のＯＣＶをそれぞれ使用履歴としてメモリ５４に記憶する。

このように本実施例では、組電池１０の充放電中におけるＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された充放電電流積算値から充放電中の組電池１０のヒステリシス特性に応じてラインＡ又はラインＢで示すＯＣＶとＳＯＣとの対応関係データを選択し、選択された関係データに基づいて充放電中のＳＯＣを算出するので、充放電制御中の組電池１０のＳＯＣを精度よく推定できる。このため、組電池１０の充放電制御を正確に行うことができる。

１０ 組電池
１１ 単電池
２０ 電圧監視ＩＣ
２１ 電圧センサ
２２ 温度センサ
４１ 昇圧コンバータ
４２ インバータ
４３ モータ・ジェネレータ
５０ コントローラ
５１ ＳＯＣ推定部
５２ 満充電容量演算部
５３ 充電制御部
５４ メモリ
６０ 充電器
７０ 外部電源

Claims (10)

1. 充放電を行う蓄電装置を備えた車両に搭載される蓄電システムであって、
   電圧センサによって検出される前記蓄電装置の端子間電圧に応じたＳＯＣを、予め作成された端子間電圧とＳＯＣの関係データに基づいて算出するコントローラを有し、
   前記関係データは、放電電流値と充電電流値との積算値が前記充電電流値よりも放電電流値が多い前記蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、前記積算値が前記放電電流値よりも充電電流値が多い前記蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データと、を含み、
   前記コントローラは、前記ＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された前記積算値から前記第１状態又は第２状態に対応する前記関係データを選択し、選択された前記関係データに基づいて前記ＳＯＣを算出することを特徴とする蓄電システム。
2. 前記コントローラは、充放電開始及び充放電終了の各タイミングまでに積算された前記積算値に対応する前記関係データをそれぞれ選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充放電開始の際の第１端子間電圧及び充放電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出し、
   充放電前後の各ＳＯＣと前記充放電開始から充放電終了までの間の前記蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値とに基づいて、満充電容量を算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 記蓄電システムは、外部電源から供給される電力を前記蓄電装置に充電する充電器を備えており、
   前記コントローラは、前記充電器を介した充電開始及び充電終了の各タイミングまでに積算された前記積算値に対応する前記関係データをそれぞれ選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出し、
   充電前後の各ＳＯＣと前記充電器を介した充電電流の積算値とに基づいて、満充電容量を算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
4. 前記コントローラは、前記蓄電装置の充放電中における前記ＳＯＣを算出する所定のタイミングまでに積算された前記積算値から前記第１状態又は第２状態に対応する前記関係データを選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充放電中の前記ＳＯＣを算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
5. 充放電を行う蓄電装置と、外部電源から供給される電力を前記蓄電装置に充電する充電器と、を備えた車両に搭載される蓄電システムであって、
   電圧センサによって検出される前記蓄電装置の充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出するとともに、充電中の充電電流の積算値を算出する充電制御部と、
   充電前後の各ＳＯＣと充電中の前記充電電流の積算値とに基づいて満充電容量を算出する満充電容量演算部と、を有し、
   前記充電制御部は、前記蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が前記充電電流値よりも放電電流値が多い前記蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、前記積算値が前記放電電流値よりも充電電流値が多い前記蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データとから、前記充電器を介した充電開始及び充電終了の各タイミングまでに積算された前記積算値に対応する前記関係データをそれぞれ選択し、選択された前記関係データに基づいて前記第１端子間電圧及び第２端子間電圧それぞれに対応する各ＳＯＣを算出することを特徴とする蓄電システム。
6. 充放電を行う蓄電装置と、外部電源から供給される電力を前記蓄電装置に充電する充電器と、を備えた車両に搭載される蓄電システムであって、
   電圧センサによって検出される前記蓄電装置の充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応するＳＯＣを算出するとともに、充電中の充電電流の積算値を算出する充電制御部と、
   充電前後の各ＳＯＣと充電中の前記充電電流の積算値とに基づいて満充電容量を算出する満充電容量演算部と、を有し、
   前記充電制御部は、前記充電開始前の前記車両の走行モードが前記蓄電装置の電力を用いて前記車両を走行させるＥＶ走行モードである場合に、前記蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が前記充電電流値よりも放電電流値が多い前記蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データに基づいて、前記第１端子間電圧に対応するＳＯＣを算出するとともに、前記蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値が前記放電電流値よりも充電電流値が多い前記蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データに基づいて、前記第２端子間電圧に対応するＳＯＣを算出することを特徴とする蓄電システム。
7. 充放電を行う蓄電装置の充電状態推定方法であって、
   電流センサによって検出される放電電流値と充電電流値との積算値を算出する第１ステップと、
   電圧センサによって検出される前記蓄電装置の端子間電圧に応じた充電状態を、予め作成された端子間電圧と充電状態の関係データに基づいて算出する第２ステップと、を含み、
   前記関係データは、前記積算値が前記充電電流値よりも放電電流値が多い前記蓄電装置の第１状態に対応付けられた第１関係データと、前記積算値が前記放電電流値よりも充電電流値が多い前記蓄電装置の第２状態に対応付けられた第２関係データと、を含んでおり、
   前記第２ステップは、前記充電状態を算出する所定のタイミングまでに積算された前記積算値から前記第１状態又は第２状態に対応する前記関係データを選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充電状態を算出することを特徴とする充電状態推定方法。
8. 前記第２ステップは、充放電開始及び充放電終了の各タイミングまでに積算された前記積算値に対応する前記関係データをそれぞれ選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充放電開始の際の第１端子間電圧及び充放電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各充電状態を算出し、
   充放電前後の各充電状態と、前記充放電開始から充放電終了までの間の前記蓄電装置の放電電流値と充電電流値との積算値とに基づいて、前記蓄電装置の満充電容量を算出する第３ステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の充電状態推定方法。
9. 外部電源から供給される電力を前記蓄電装置に充電する第４ステップをさらに含み、
   前記第２ステップは、充電開始及び充電終了の各タイミングまでに積算された前記積算値に対応する前記関係データをそれぞれ選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充電開始の際の第１端子間電圧及び充電終了後の第２端子間電圧それぞれに対応する各充電状態を算出し、
   充電前後の各充電状態と前記外部電源を用いた充電中の充電電流の積算値とに基づいて、前記蓄電装置の満充電容量を算出することを特徴とする請求項７に記載の充電状態推定方法。
10. 前記第２ステップは、前記蓄電装置の充放電中における前記充電状態を算出する所定のタイミングまでに積算された前記積算値から前記第１状態又は第２状態に対応する前記関係データを選択し、選択された前記関係データに基づいて前記充放電中の前記充電状態を算出することを特徴とする請求項７に記載の充電状態推定方法。

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