JP2015158412A - 二次電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池特性を取得せずに、かつ、簡便な演算で、電池のＳＯＣを取得することができる二次電池システムの提供。
【解決手段】本発明に係る二次電池システムは、充電期間に取得したＣＣＶでＳＯＣの初期値を求め、さらに、そのＳＯＣの初期値に充放電電流積算分を付加して時々刻々のＳＯＣ（充電ＳＯＣ）を取得し、放電期間に取得したＣＣＶでＳＯＣの初期値を求め、さらに、そのＳＯＣの初期値に充放電電流積算分を付加して時々刻々のＳＯＣ（放電ＳＯＣ）を取得し、充電ＳＯＣと放電ＳＯＣを平均化することで真値に近いＳＯＣを取得することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、二次電池システムに関する。

電池等の蓄電素子を用いた電源装置、分散型電力貯蔵装置、電気自動車等では、蓄電素子の状態を管理する電池制御回路が搭載されている。電池制御回路が管理する蓄電素子の状態を示す指標としては、充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）などが代表的な例である。

ＳＯＣを推定する方法の一つとして、電池に出入りした電流値を測定して積分する方法がある。この方法では、電流測定値に含まれる測定誤差も積分してしまうため、時間の経過と共にＳＯＣ誤差が拡大するという課題がある。

上記課題を解決するために、特許文献１では、以下のような発明が開示されている。
二次電池の充放電電流を積算して第１の積算値を求め、電池容量で割ったものをＳＯＣ初期値に加算して第１のＳＯＣ値を継続的に算出する。充電と放電とが切り替わるタイミングで得た二次電池の端子電圧を開放電圧に近づける補正をしてからその時点でのＳＯＣを第２のＳＯＣ値として求め、第２のＳＯＣ値を求めるたびに、前記ＳＯＣ初期値をその第２のＳＯＣ値で更新して前記第１の積算値の積算演算を再開始させる。

特許文献１に記載の発明では、電流測定値を積算していくに従って拡大するＳＯＣ誤差を、充放電が切替るタイミングで更新できるため、ＳＯＣ精度を維持するのに有効である。

特許第５０５１６６１号

しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、充放電の切替りのタイミングで得た端子電圧を補正するための補正値を算出する必要がある。この補正を行うためには、事前に電池特性を調査する必要があり、その補正の精度を高くするためには、当該調査を綿密に行う必要がある。そのため、当該調査に多くの時間を割く必要があった。

請求項１の発明による二次電池システムは、電池の充電期間における所定の充電時点では充電ＣＣＶを、および、電池の放電期間における所定の放電時点では放電ＣＣＶをそれぞれ取得するＣＣＶ取得部と、充電ＣＣＶに基づいて充電ＳＯＣを算出し、放電ＣＣＶに基づいて放電ＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、充電ＳＯＣと放電ＳＯＣとに基づいて、電池のＳＯＣに含まれるＣＣＶとＯＣＶの乖離に起因する乖離ＳＯＣ誤差を低減した補正ＳＯＣを算出する乖離ＳＯＣ誤差低減処理部と、所定の置換時点において、乖離ＳＯＣ誤差低減処理部によって算出された補正ＳＯＣで電池のＳＯＣを置き換えて電池のＳＯＣを更新することで、電池のＳＯＣに含まれる電流値の測定誤差に起因する累積ＳＯＣ誤差を低減する累積ＳＯＣ誤差低減処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る二次電池システムによれば、電池特性の調査に多くの時間を割く必要がない。よって、簡便に正確なＳＯＣを算出することができる。

本発明に係る二次電池システム１００とその周辺の構成を示す図。 単電池制御部１２１とその周辺の回路構成を示す図。 本発明におけるＳＯＣテーブル１８１の例。 本発明における電池の等価回路を説明するための図。 充電時を例にした単電池１１１の電圧変化を示す図。 充電時と放電時の単電池１１１の電圧変化を示す図。 本発明におけるＳＯＣ演算の計算タイミングを表す図。 本発明におけるＳＯＣ演算の平均化処理を表す図。 本発明におけるＳＯＣ演算の処理の流れを表すフローチャート図。 本発明におけるＳＯＣ演算の例を表す図。 本発明におけるＳＯＣ演算の例を表す図。 本発明における電池の充放電方法を表すフローチャート図。 本発明におけるＳＯＣ演算の計算タイミングを表す図。 本発明の変形例を説明するための図。

――第１実施形態――
第１実施形態では、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、および、電気自動車（ＥＶ）に搭載される車両システムに搭載される二次電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。

図１は、第１実施形態の二次電池システム１００とその周辺の構成を示す図である。二次電池システム１００は、モータジェネレータ４１０をＰＷＭ制御するインバータ４００に、リレー３００、３１０を介して接続される。また、二次電池システム１００は、リレー３２０、３３０を介して充電器４２０に接続される。車両制御部２００は、組電池制御部１５０、充電器４２０、および、インバータ４００と通信する。

二次電池システム１００は、組電池１１０、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、組電池制御部１５０、記憶部１８０、フォトカプラに代表される絶縁素子１７０を備える。

組電池１１０は、複数の単電池群１１２から構成されている。ここでは、２つの単電池群から構成されている場合、すなわち、単電池群１１２ａ、１１２ｂ（以下、総称して符号１１２とする場合もある）から構成されている場合を示している。各単電池群１１２は、複数の単電池１１１から構成される。

電流検知部１３０は、組電池１１０に流れる電流を検知する。電圧検知部１４０は、組電池１１０の電圧を検知する。

記憶部１８０には、組電池１１０、単電池１１１、単電池群１１２の満充電時の容量、ＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の対応関係、ＳＯＣを推定する際に必要な各種設定値などの情報が格納される。さらに、単電池管理部１２０、単電池制御部１２１、組電池制御部１５０などの特性情報についても記憶部１８０にあらかじめ記憶することができる。二次電池システム１００や組電池制御部１５０等の動作が停止しても、記憶部１８０に記憶した各種情報は保持される。なお、記憶部１８０は、ＳＯＣと開回路電圧の対応関係を示すものとして、ＳＯＣテーブル１８１を格納している。詳しくは、図３の説明箇所で述べる。

単電池管理部１２０は、単電池群１１２ａと１１２ｂに対応する単電池制御部１２１ａと１２１ｂ（以下、総称して符号１２１とする場合もある）を備えている。単電池制御部１２１は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の電池電圧や温度などの測定や、異常が生じていないかの監視等を行う。
単電池管理部１２０は、単電池制御部１２１を管理することで、間接的に単電池１１１を管理する。

組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０が絶縁素子１７０を介して送信する単電池１１１の電池電圧や温度、電流検知部１３０が送信する組電池１１０に流れる電流値、電圧検知部１４０が送信する組電池１１０の電圧値、車両制御部２００が適宜送信する指令を信号として受信する。

組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０、電流検知部１３０、電圧検知部１４０、車両制御部２００から受信した上述の信号、および、記憶部１８０に格納されているＳＯＣテーブル１８１などを用いて、組電池１１０のＳＯＣ、ＳＯＨ、充電・放電可能な電流や電力、異常状態、充放電量などを検知するための演算などを実行する。組電池制御部１５０は、上述の演算結果に基づいて単電池制御部１２１が単電池１１１や単電池群１１２を管理するための指令を単電池管理部１２０に送信する。また、組電池制御部１５０は、上述の演算結果や演算結果に基づく指令などを車両制御部２００に送信する他、必要に応じて記憶部１８０に上述の演算結果を記憶させる。

車両制御部２００は、組電池制御部１５０から受信した情報を用いて、インバータ４００および充電器４２０を制御する。車両走行中には、二次電池システム１００はインバータ４００と接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いて、モータジェネレータ４１０を駆動する。充電の際には、二次電池システム１００は充電器４２０と接続され、家庭用の電源または充電スタンドからの電力供給によって充電される。

充電器４２０は、家庭または充電スタンドに代表される外部の電源を用いて組電池１１０を充電する際に用いられる。本実施形態では、充電器４２０は車両制御部２００からの指令に基づき充電電圧や充電電流などを制御する構成としているが、組電池制御部１５０からの指令に基づき制御を実施してもよい。また、充電器４２０は車両の構成、充電器４２０の性能、使用目的、外部の電源の設置条件などに応じて車両内部に設置してもよいし、車両の外部に設置することもできる。

二次電池システム１００を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御部２００の管理のもと、二次電池システム１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いてモータジェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。二次電池システム１００を備える車両が家庭用または充電スタンドに代表される外部の電源と接続された際には、車両制御部２００が発信する情報に基づき二次電池システム１００と充電器４２０とが接続され、組電池１１０が所定の条件になるまで充電される。充電によって組電池１１０に蓄えられたエネルギーは、次回の車両走行時に利用されるか、車両内外の電装品等を動作させるためにも利用される。さらに必要に応じて、家庭用の電源に代表される外部電源へも放出する場合がある。

図２は、単電池制御部１２１の回路構成を示す図である。単電池制御部１２１は、電圧検出回路１２２、制御回路１２３、信号入出力回路１２４、温度検知部１２５を備える。
電圧検出回路１２２は、各単電池１１１の端子間電圧を測定する。

温度検知部１２５は、単電池群１１２全体として１つの温度を測定し、単電池群１１２を構成する単電池１１１の温度代表値としてその温度を取り扱う。温度検知部１２５が測定した温度は、単電池１１１、単電池群１１２、または組電池１１０の状態を検知するための各種演算に用いられる。

制御回路１２３は、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５から測定結果を受け取り、信号入出力回路１２４を介して組電池制御部１５０に送信する。また、信号入出力回路１２４からの情報に基づいて、電圧検出回路１２２および温度検知部１２５に情報を発信することも可能である。なお、単電池制御部１２１やその周辺に一般的に実装されるバランシング回路、すなわち、自己放電や消費電流ばらつき等に伴い発生する単電池１１１間の電圧やＳＯＣばらつきを均等化する回路は、記載を省略した。

図３は、記憶部１８０に格納されているＳＯＣテーブル１８１の例を示す図である。ＳＯＣテーブル１８１は、単電池１１１のＯＣＶと、単電池１１１のＳＯＣとの対応関係を記述したデータテーブルである。データ形式は任意だが、ここでは説明の便宜上、グラフ形式で示す。なお、本実施形態ではデータテーブルを用いているが、数式などを用いることでＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を表現することもできる。ＯＣＶからＳＯＣ、またはＳＯＣからＯＣＶへと変換できる方法であれば他の方法を用いてもよい。

ここで、本発明におけるＳＯＣの算出法を述べる前提として、一般的なＳＯＣの算出方法について述べる。
単電池１１１のＯＣＶを取得して、図３に示すＳＯＣテーブル１８１からＯＣＶを取得した時刻ｔ_ｎでのＳＯＣを取得する。ＳＯＣテーブル１８１から取得されたＳＯＣのことを、ＳＯＣｖを呼ぶ。時刻ｔ_ｎでのＳＯＣｖを、以下の式（１）のように示す。
ＳＯＣｖ（ｔ_ｎ）＝Ｍａｐ（ＯＣＶ） ・・・（１）

上記の式（１）だけでは、時刻ｔ_ｎだけのＳＯＣしか得られない。そこで、以下の式（２）に示す充放電電流の積算値ΔＳＯＣ（ｔ）をＳＯＣｖ（ｔ_ｎ）に加算することで、式（３）に示すように、時刻ｔ_ｎ以降の時々刻々としたＳＯＣ（以下、ＳＯＣｉと呼ぶ）を得る。
ΔＳＯＣ（ｔ）＝１００×（∫Ｉ（ｔ）ｄｔ）／Ｑ_ｍａｘ ・・・（２）
ＳＯＣｉ（ｔ）＝ＳＯＣｖ（ｔ_ｎ）＋ΔＳＯＣ（ｔ） ・・・（３）
ここで、Ｑ_ｍａｘは、単電池１１１の満充電容量である。以上が、一般的なＳＯＣの算出方法である。

上述した一般的なＳＯＣの算出方法によって得られるＳＯＣｉには、以下に述べる第１ＳＯＣ誤差および第２ＳＯＣ誤差が含まれる。

＜第１ＳＯＣ誤差について＞
電流検知部１３０は、測定誤差を含んだ形で充放電電流Ｉ（ｔ）を検知する。これは、上記の式（２）で示す充放電電流の時間積算値ΔＳＯＣ（ｔ）が誤差を含むことを意味する。充放電電流Ｉ（ｔ）としては小さい誤差であっても、充放電電流の時間積算値ΔＳＯＣ（ｔ）としては、積算時間が長いほど誤差が累積され、大きな誤差となりうる。本明細書では、ΔＳＯＣ（ｔ）に含まれる誤差を第１ＳＯＣ誤差と呼ぶ。後述するように、本発明では、第１ＳＯＣ誤差を除去する。

＜第２ＳＯＣ誤差について＞
ＯＣＶは、充放電電流が生じておらず、かつ、時間変動がない端子間電圧と定義される。図１に示すリレー３００、３１０、３２０、３３０が開いている時で、かつ、単電池１１１の電圧が時間変動しない時において測定した単電池１１１の端子間電圧がＯＣＶである。また、リレー３００、３１０、３２０、３３０が閉じているが組電池１１０の充放電が開始されていないか、開始された後でも充放電を停止後に長時間放置して、単電池１１１の電圧が時間変動しない時において測定した単電池１１１の端子間電圧がＯＣＶと見なせる。しかし、組電池１１０を利用している時はリレー３００、３１０、３２０、３３０が閉じており、また、上述した充放電が全く行われないことは頻繁には起こらない。即ち、組電池１１０の利用中に、結果としてＯＣＶを取得できる機会はほとんどない。

本発明では、ΔＳＯＣ（ｔ）に含まれる第１ＳＯＣ誤差を除去することを目的としている。このためには、組電池１１０の利用中に（リレー３００、３１０、３２０、３３０が閉）電池電圧からＳＯＣを検知し直す必要があるが、上述したようにリレー３００、３１０、３２０、３３０が閉じた状態でＯＣＶを取得できる機会はほとんどない。そこで、充放電中の電池電圧、いわゆる閉回路電圧（ＣＣＶ：Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）と、上述のＳＯＣテーブル１８１を用いて、式（１）に示すＳＯＣｖを取得することを考える。ＣＣＶには、後述するように、ＯＣＶと乖離する要因がある。また、ＳＯＣテーブル１８１は、上述したようにＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すものであるため、ＣＣＶをＯＣＶとみなして、図３のＳＯＣテーブル１８１からＳＯＣｖを取得するとＳＯＣ誤差が生じてしまう。本明細書では、この誤差を第２ＳＯＣ誤差と呼ぶ。後述するように、本発明では、第２ＳＯＣ誤差も除去する。その際、ＯＣＶに換算するための補正値を算出する必要はなく、複雑な演算処理や電池特性の調査も不要である。

ここで、図４を用いて、第２ＳＯＣ誤差の原因となる、ＯＣＶとＣＣＶが乖離する要因について述べる。図４は、単電池１１１の等価回路を示す回路図の一例である。単電池１１１は、電圧源１１３と、内部抵抗１１４と、インピーダンス１１５と、キャパシタンス１１６から構成される。インピーダンス１１５とキャパシタンス１１６は並列接続され、その並列接続対と、電圧源１１３と、内部抵抗１１４とが直列接続されている。

ＣＣＶは、充放電電流が流れている時、または、電流が流れていなくとも過去に流した電流の影響で電圧が時間的に変動している時の単電池１１１の端子間電圧と定義している。図４および以下の式（４）に示すように、充放電電流をＩ、内部抵抗１１４をＲ、インピーダンス１１５とキャパシタンス１１６に起因する電圧成分をＶｐとすると、ＣＣＶには、ＯＣＶと、ＩＲと、Ｖｐとが、成分として含まれる。
ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋ＩＲ＋Ｖｐ ・・・（４）

ここで、ＯＣＶは電圧源１１３の両端の電圧であり、充放電電流が流れていない時で、かつ、電圧が時間的に一定している時の単電池１１１の端子間電圧である。ＩＲは、内部抵抗１１４に起因する電圧成分である。Ｖｐは、分極電圧であり、インピーダンス１１５とキャパシタンス１１６の並列接続対に起因する電圧成分である。このように、ＣＣＶには、ＩＲやＶｐといった電圧成分が混入するため、ＯＣＶと乖離する。

図５は、充電時を例にした単電池１１１の端子間電圧の時間変化を示す図である。充電する前では電圧が時間的に一定である。この電圧がＯＣＶである。充電を開始するとＩＲ分だけ電圧が跳ね上がり、加えてＶｐが発生する。そして、充電を停止すると、電圧はＩＲ分が減少し、Ｖｐ分は充電を停止した後すぐには減少せず、減少仕切るには時間がかかる。このＶｐの振る舞いのために、充電後すぐにＯＣＶを得ることはできない。

図６に、充電時と放電時の単電池１１１の電圧に関する時間変化を示す。図６（ａ）は充電時、図６（ｂ）は放電時の例である。図６に示すように、充電時のＣＣＶはＯＣＶよりも高く、放電時のＣＣＶはＯＣＶよりも低いという性質がある。本発明は、この性質を利用する。

図６（ａ）の充電時におけるＣＣＶをＯＣＶとみなして、図３に示す関係からＳＯＣを取得すると、ＣＣＶはＯＣＶよりも高いので、取得されたＳＯＣもＳＯＣ真値より高くなる。すなわち、充電時における第２ＳＯＣ誤差は、プラス方向となる。一方、図６（ｂ）の放電時では、ＣＣＶはＯＣＶよりも低いので、取得されたＳＯＣもＳＯＣ真値より低くなる。すなわち、放電時における第２ＳＯＣ誤差はマイナス方向となる。以上の第２ＳＯＣ誤差の特徴から、充電時と放電時のＣＣＶからＳＯＣを算出して、この２つのＳＯＣを平均化すれば、ＣＣＶからＳＯＣを取得する際に発生する第２ＳＯＣ誤差を低減させることができると考えた。

以上、図３〜６にかけて、単電池１１１を対象とした場合のＳＯＣ演算について説明した。図７以降では、単電池１１１を複数組み合わせた組電池１１０を対象とした場合のＳＯＣ演算について説明するが、考え方は単電池１１１を対象とした場合とほとんど同じである。
なお、組電池１１０を対象とした場合は、以下に示すような方法で組電池１１０の電圧から組電池１１０のＳＯＣを求める。まず、組電池１１０の電圧を直列数で割ることで単電池１１１の電圧に換算する。次に、前記単電池１１１の電圧を図３のＳＯＣテーブル１８１に入力してＳＯＣに変換し、これを組電池１１０のＳＯＣとする。

図７に、第１実施形態におけるＳＯＣ演算を示す。図７の説明をする前に、ここで、第１実施形態における充電期間と放電期間について定義する。期間には、始期と終期がある。
第１実施形態における充電期間の始期と終期は、以下である。
・第１実施形態における充電期間の始期は、充電を開始した時、すなわち、充電電流が流れ始めた時である。
・第１実施形態における充電期間の終期は、放電が開始された時である。
この始期と終期で区切られた期間を第１実施形態における充電期間とする。図７（ａ）に充電期間を例として示した。

第１実施形態における放電期間の始期と終期は、以下である。
・第１実施形態における放電期間の始期は、放電を開始した時、すなわち、放電電流が流れ始めた時である。
・第１実施形態における放電期間の終期は、充電が開始された時である。
この始期と終期で区切られた期間を第１実施形態における放電期間とする。図７（ａ）に放電期間を例として示した。

なお、この定義は、後述する第２実施形態、第３実施形態においても同様である。後述の第４実施形態における充電期間と放電期間についての定義は、第４実施形態の説明箇所で述べる。

図７（ａ）は電池電圧、図７（ｂ）はＳＯＣを示す。本発明ではＣＣＶからＳＯＣ演算を行うものである。しかし、なるべくＯＣＶに近い条件でＳＯＣを取得できるよう、充電電流若しくは放電電流が小さくなった時のＣＣＶを用いて、図３に示すＳＯＣテーブル１８１から、ＳＯＣ初期値、すなわち、ＳＯＣｖ（ｔ_１）、ＳＯＣｖ（ｔ_２）、ＳＯＣｖ（ｔ_３）、ＳＯＣｖ（ｔ_４）を演算し取得している。ＳＯＣｖ取得後に、充放電電流の時間積算を行って、その結果をＳＯＣｖに付加して、時々刻々としたＳＯＣ、すなわち、図に示すＳＯＣｉ１（ｔ）、ＳＯＣｉ２（ｔ）、ＳＯＣｉ３（ｔ）、ＳＯＣｉ４（ｔ）を取得する。なお、式（１）〜（３）から、以降では、ＳＯＣ初期値のことをＳＯＣｖと呼び、その後の時々刻々としたＳＯＣをＳＯＣｉと呼ぶ。さらに、ＳＯＣｉを演算することをＳＯＣｉ演算と呼ぶ。

前述した通り、充電時と放電時とでは逆方向の第２ＳＯＣ誤差が発生する。そこで、充電時からＳＯＣｉ演算を開始したＳＯＣｉ（以下、これを充電ＳＯＣｉと呼ぶ）と、放電時からＳＯＣｉ演算を開始したＳＯＣｉ（以下、これを放電ＳＯＣｉと呼ぶ）でペア（以下、これをＳＯＣｉペアと呼ぶ）を作り、平均化処理を施して平均化されたＳＯＣｉ（以下、平均化ＳＯＣｉと呼ぶ）を取得する。

例えば、図７（ｂ）の時刻ｔ_１では、充電ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ１（ｔ）しか取得できていないため、平均化処理は実行されない。時刻ｔ_２以降では放電ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ２（ｔ）も取得できる。よって、時刻ｔ_２以降では、充電時ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ１（ｔ）と、放電ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ２（ｔ）の両方が活用できるようになるため、この２つで平均化処理を施して、平均化ＳＯＣｉを取得することができる。この平均化ＳＯＣｉが、組電池１１０のＳＯＣと認識される。尚、前述した平均化処理によって、第２ＳＯＣ誤差が低減される。

同様に、時刻ｔ_３では充電ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ３（ｔ）しか取得できていないため平均化処理は実行されず、時刻ｔ_４以降で放電ＳＯＣｉであるＳＯＣｉ４（ｔ）も取得できるようになるため、ＳＯＣｉ３（ｔ）とＳＯＣｉ４（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉを取得することが可能となる。

そして、それまで組電池１１０のＳＯＣと認識されていたＳＯＣｉ１（ｔ）とＳＯＣｉ２（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉを、ＳＯＣｉ３（ｔ）とＳＯＣｉ４（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉで更新することで、ＳＯＣｉ３（ｔ）とＳＯＣｉ４（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉが、新たな組電池１１０のＳＯＣとして認識される。ＳＯＣｉ１（ｔ）とＳＯＣｉ２（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉは、ＳＯＣｉ３（ｔ）とＳＯＣｉ４（ｔ）をペアにした平均化ＳＯＣｉよりも充放電電流の時間積算誤差、すなわち、第１ＳＯＣ誤差が含まれているので、この更新により、第１ＳＯＣ誤差が低減される。

なお、以上では、充電ＳＯＣｉ１つと放電ＳＯＣｉ１つで平均化ＳＯＣｉを取得したが、平均化ＳＯＣｉは、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉが少なくとも１つずつ含まれていれば、第２ＳＯＣ誤差を低減することはできる。そのため、例えば、充電ＳＯＣｉ３つと放電ＳＯＣｉ３つといったそれぞれ同じ数の複数の充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを用いて平均化ＳＯＣｉを取得しても良いし、第２ＳＯＣ誤差の低減効果は小さくなるが、異なる数の充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉ（例えば、充電ＳＯＣｉ２つと放電ＳＯＣｉ３つなど）で平均化ＳＯＣｉを取得することも可能である。

また、ＳＯＣｉペアを複数保持し、新しいＳＯＣｉペアを入手したら古いＳＯＣｉペアを捨てていく平均計算方法を適用することもできる。図８に、ＳＯＣｉペアを５個保持して合計１０個のＳＯＣｉによる平均処理を行う例を示す。図８に示す平均処理用バッファは、ＳＯＣｉペアを５個保持することができる。ＳＯＣｉペアを５個保持すると、その５個のＳＯＣｉペアで平均化ＳＯＣｉを取得する。最新のＳＯＣｉペアが取得できたら、最古のＳＯＣｉペアを捨て、最新のＳＯＣｉペアを平均処理用バッファに取り込む。平均処理用バッファ内の最古のＳＯＣｉペアは、同じく平均処理用バッファ内に保持されているＳＯＣｉペアの中で最も長い時間電流測定値の積分演算が行われているので、第１ＳＯＣ誤差を最も多く含んでいる。また、最新のＳＯＣｉペアは、最も第１ＳＯＣ誤差を含んでいない。そのため、上述のように最古のＳＯＣｉペアを捨て、最新のＳＯＣｉペアを取り込むことで、第１ＳＯＣ誤差を低減することができる。なお、ＳＯＣｉペアを５個保持するまでは、その時点で保持しているＳＯＣｉペアで平均化するか、５個保持するまでは平均化しないとするかは設定により選択できる。

図９を用いて、図８に示す平均処理を用いた第１実施形態における組電池１１０のＳＯＣ取得の処理手順を説明する。この処理は、組電池制御部１５０のＲＯＭに格納したプログラムをＣＰＵが実行することにより行われる。図９の第１処理に示すように、充電電流または放電電流が、単電池１１１で構成される組電池１１０に流れたことを電流検知部１３０が検知すると、組電池制御部１５０は、ステップＳ１１において、電流検知部１３０で検出された充電電流または放電電流が、記憶部１８０に格納されている閾値Ｘ秒以上継続しているか否かを判断する。ステップＳ１１が肯定判定されると、次のステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において組電池制御部１５０は、充電電流または放電電流の平均値を求め、平均値が記憶部１８０に格納された閾値Ｙを超えているか否かを判定する。ステップＳ１２が肯定されると、次のステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において組電池制御部１５０は、電流検知部１３０で検出された電流値が記憶部１８０に格納された閾値Ｚを下回ったかを判定する。ステップＳ１３が肯定されたときは、ステップＳ１４において組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０若しくは電圧検知部１４０から得られたＣＣＶからＳＯＣｖを取得し、それをＳＯＣ初期値としてＳＯＣｉ演算を開始させる。

組電池制御部１５０は、ステップＳ１４を実行した後、第２処理に進む。第２処理のステップＳ２１において組電池制御部１５０は、電流検知部１３０で測定された電流の流れる向きを判定する。第１処理で検知された充放電電流とは逆の充放電電流、すなわち、第１処理で充電電流に関するＳＯＣｉ演算を実行したときは放電電流に対して第２処理を実行し、第１処理で放電電流に関するＳＯＣｉ演算を検知したときは充電電流に対して第２処理を実行する。ステップＳ２１において組電池制御部１５０は、電流検知部１３０で検知された電流がＸ秒以上継続しているか否かを判定する。ステップＳ２１が肯定判定されると、次のステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において組電池制御部１５０は、充電電流または放電電流の平均値を求め、平均値が記憶部１８０に格納された閾値Ｙを超えているか否かを判定する。ステップＳ２２が肯定されると、次のステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において組電池制御部１５０は、電流検知部１３０で検出された電流値が記憶部１８０に格納された閾値Ｚを下回ったかを判定する。ステップＳ２３が肯定されたときは、ステップＳ２４において組電池制御部１５０は、単電池管理部１２０若しくは電圧検知部１４０から得られたＣＣＶからＳＯＣｖを取得し、それをＳＯＣ初期値としてＳＯＣｉ演算を開始させる。

組電池制御部１５０は、第１処理で開始されたＳＯＣｉと、第２処理で開始されたＳＯＣｉとをペア化し、このペアが５個そろったら平均処理を行い、その結果を組電池１１０のＳＯＣと認識する。この平均処理によって、ＣＣＶとＯＣＶの乖離に起因する、充電ＳＯＣｉに含まれる第２ＳＯＣ誤差と放電ＳＯＣｉの第２ＳＯＣ誤差を抑えることができる。

なお、図９における第１処理と第２処理は以下のように変更することも可能である。まず、第１処理では、充電若しくは放電している電流量をカウントする。充電若しくは放電している電流値が閾値Ｚを下回ったら組電池制御部１５０が単電池管理部１２０若しくは電圧検知部１４０から得られたＣＣＶからＳＯＣｖを取得し、それをＳＯＣ初期値としてＳＯＣｉ演算を開始させる。続いて、第２処理では、電流検知部１３０で測定された電流の流れる向きを判定し、第１処理で検知された充放電電流とは逆の充放電電流、すなわち、第１処理で充電電流に関するＳＯＣｉ演算を実行したときは放電電流に対して第２処理を実行し、第１処理で放電電流に関するＳＯＣｉ演算を検知したときは充電電流に対して第２処理を実行する。第２処理では、第１処理とは逆の方向の電流量をカウントし、第１処理と同等の電流量を検知し、その後に瞬時電流が閾値Ｚを下回ったら組電池制御部１５０が単電池管理部１２０若しくは電圧検知部１４０から得られたＣＣＶからＳＯＣｖを取得し、それをＳＯＣ初期値としてＳＯＣｉ演算を開始させる。そして、前述と同様に、組電池制御部１５０は、第１処理で開始されたＳＯＣｉと、第２処理で開始されたＳＯＣｉとをペア化し、このペアを５個揃えたら平均処理を行い、その結果を組電池１１０のＳＯＣとする。

以下では、図１０、図１１を用いてさまざまな充放電パターンを示し、それに対して本発明を適用した場合の効果を述べる。

図１０（ａ１）は、充電が連続するパターン１における充電電流の時間変化を示し、図１０（ａ２）は、ＳＯＣの時間変化を示したものである。図１０（ｂ１）は、放電が連続するパターン２における放電電流の時間変化を示し、図１０（ｂ２）は、ＳＯＣの時間変化を示したものである。パターン１もパターン２も充放電の切り替わりがないため、これらのパターンには本発明を適用することができず、第１ＳＯＣ誤差および第２ＳＯＣ誤差の改善効果を得ることはできない。

詳しく述べると、パターン１の場合は、充電ＳＯＣｉが取得できるが、放電ＳＯＣｉが取得できない。同様に、パターン２の場合は、放電ＳＯＣｉが取得できるが、充電ＳＯＣｉが取得できない。充放電電流積算値に起因する第１ＳＯＣ誤差は、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉの平均化の結果である平均化ＳＯＣｉに置き換えることによって低減することができるため、上述のように充電ＳＯＣｉ若しくは放電ＳＯＣｉの何れかのみしか取得できずに平均化処理が行われないパターン１、パターン２では、第１ＳＯＣ誤差を低減することができず、時間とともに誤差が累積していく。図１０（ａ１）、（ｂ１）ではいずれも第１ＳＯＣ誤差の原因となる電流検知部１３０の測定誤差がオフセットとしてプラス方向になっているため、図（ａ２）、（ｂ２）に示した第１ＳＯＣ誤差もプラス方向となる。

図１１（ａ１）は、充電と放電が交互に繰り返されるパターン３における充放電電流の時間変化を示し、（ａ２）は、ＳＯＣの時間変化を示したものである。図１１（ｂ１）は、充電が２回連続した後に放電が２回連続することを繰り返すパターン４における充放電電流の時間変化を示し、（ｂ２）は、ＳＯＣの時間変化を示したものである。

図１１では、ＳＯＣが平均化処理されて、ＳＯＣｖが取得されるタイミングを分かり易く表示するため、一組のＳＯＣｉペアの作成と平均化処理で第１ＳＯＣ誤差および第２ＳＯＣ誤差を低減する処理を繰り返す例を示している。

パターン１およびパターン２と同様に、パターン３およびパターン４も第１ＳＯＣ誤差の原因となる電流検知部１３０の測定誤差がオフセットとしてプラス方向になっている。また、パターン３の充電に対して時間的に早い方からＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と符号を付し、パターン３の放電に対して時間的に早い方からＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と符号を付し、パターン４の充電に対して時間的に早い方からＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と符号を付し、パターン４の放電に対して時間的に早い方からＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と符号を付した。さらに、図１１中の○（白丸）はＳＯＣｉペアの確保に寄与する充電、●（黒丸）はＳＯＣｉペアの確保に寄与する放電、×（バツ）はＳＯＣｉペアの確保に寄与しない充放電を示している。

充電若しくは放電のみを検知している間は、ＳＯＣｉペアが作れないため、第１ＳＯＣ誤差は累積し続ける。充電と放電とがそれぞれ少なくとも一回生じるとＳＯＣｉペアを作ることができ、平均化処理を施して平均化ＳＯＣｉを取得することができるため、それまでの平均化ＳＯＣｉと置き換えることで、組電池１１０の第１ＳＯＣ誤差を低減することが可能となる。また、第１ＳＯＣ誤差を低減しながらも、平均化効果によって第２ＳＯＣ誤差も低減できる。

パターン３、パターン４に本発明を適用して、上述の本発明の性質を具体的に説明する。
パターン３において、充電Ａ１が生じたときは、充電ＳＯＣｉしか取得できないため、ＳＯＣｉペアができない。しかし、放電Ｂ１が生じれば、放電ＳＯＣｉを取得することができるため、充電Ａ１で得た充電ＳＯＣｉと放電Ｂ１で得た放電ＳＯＣｉとでＳＯＣｉペアを作ることができる。これによって、平均化処理をすることができるので、放電Ｂ１が生じた時点で、第１ＳＯＣ誤差、および第２ＳＯＣ誤差を低減することができる。それ以降に続く充電と放電についても同様である。

パターン４において、充電Ｃ１が生じたときは、充電ＳＯＣｉしか取得できないため、ＳＯＣｉペアができない。次に、充電Ｃ２が生じたときは、やはり充電ＳＯＣｉしか取得できないため、ＳＯＣｉペアができない。しかし、次の放電Ｄ１が生じると放電ＳＯＣｉが取得できるので、充電Ｃ１で得た充電ＳＯＣｉと放電Ｄ１で得た放電ＳＯＣｉとでＳＯＣｉペアを作ることができる。それ以降は、放電Ｄ２と充電Ｃ３、充電Ｃ４と放電Ｄ３で、それぞれＳＯＣｉペアを作ることができる。放電Ｄ４は、図１１（ｂ１）で示した限りでは、ＳＯＣｉペアの確保に寄与しないとしたが、次に充電が来ればＳＯＣｉペアの確保に寄与するし、次が放電でその後に充放電停止となれば、ＳＯＣｉペアの確保に寄与しない。

なお、パターン４では、充電Ｃ１で取得したＳＯＣｉをＳＯＣｉペアの確保に寄与するものとし、充電Ｃ２で取得したＳＯＣｉをＳＯＣｉペアの確保に寄与しないものとしたが、充電Ｃ２で取得したＳＯＣｉと放電Ｄ１で得た放電ＳＯＣｉとでＳＯＣｉペアを作ることもできる。充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉのＳＯＣｉ演算開始時期が近い方が、両者の時間差による充放電電流時間積算誤差が含まれなくなる。

第１実施形態の二次電池システムは、以下のような作用効果を奏する。
（Ｉ）第１実施形態の二次電池システムは、充電期間に単電池管理部１２０若しくは電圧検知部１４０が取得した組電池１１０のＣＣＶを記憶部１８０に格納されたＳＯＣテーブル１８１でＳＯＣに変換することで、ＳＯＣｖを取得する。それ以降は、電流検知部１３０に検知された組電池１１０の充放電電流の時間積算値を満充電容量で除算したものをＳＯＣｖに加算する、すなわち、ＳＯＣｉ演算することで、時々刻々と変化するＳＯＣである充電ＳＯＣｉを取得する。同様のことを放電期間でも行って、放電ＳＯＣｉを取得する。充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉでペア、すなわち、ＳＯＣｉペアを作り、そのペアによる平均化処理で平均化ＳＯＣｉを取得する。その平均化ＳＯＣｉを組電池１１０のＳＯＣとする。
これにより、ＯＣＶとＣＣＶの乖離に起因するＳＯＣ誤差、すなわち、第２ＳＯＣ誤差を低減することができる。本発明では、開放電圧に換算するための補正値を算出する必要がないため、演算処理量や電池特性調査のための電池充放電試験量が少なくできる。

ＣＣＶからＯＣＶを求める方法として、例えば、以下の方法を用いることが可能である。上述の式（４）を変形し、ＯＣＶを左辺に、その他の項を右辺に移項すると、以下の式（５）となる。
ＯＣＶ＝ＣＣＶ−ＩＲ−Ｖｐ ・・・（５）
上記の式（５）を用いることで、ＣＣＶを補正してＯＣＶを求めることができる。図４および式（５）から分かるように、ＣＣＶを補正するには、単電池１１１を充放電することで内部抵抗１１４やインピーダンス１１５やキャパシタンス１１６等の電池特性を事前に調査して求めておく必要がある。さらには、それらの電池特性を用いた演算処理が必要である。
しかし、本発明では、これらの電池特性を求めずに、ＣＣＶとＯＣＶとの差に起因する第２ＳＯＣ誤差の補正をすることができる。

（ＩＩ）第１実施形態の二次電池システムでは、新たな平均化ＳＯＣｉが取得できれば、その時点で、それまで組電池１１０のＳＯＣとされていた平均化ＳＯＣｉと置き換えることで、組電池１１０のＳＯＣを更新する。
これによって、電流検知部１３０の電流測定誤差が含まれた充放電電流の時間積算誤差に起因するＳＯＣ誤差、すなわち、第１ＳＯＣ誤差を低減できる。

（ＩＩＩ）平均化ＳＯＣｉを複数集めて新しいＳＯＣｉペアを入手したら古いＳＯＣｉペアを捨てていく平均化処理を適用して、平均化ＳＯＣｉを求め、この平均化ＳＯＣｉを組電池１１０のＳＯＣとすることもできる。
これによって、ＣＣＶとＯＣＶの乖離に起因する、充電ＳＯＣｉに含まれる第２ＳＯＣ誤差と放電ＳＯＣｉに含まれる第２ＳＯＣ誤差を抑えることができる。また、平均化ＳＯＣｉを更新すれば、第１ＳＯＣ誤差も低減することができる。

（ＩＶ）平均化ＳＯＣｉは、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉが少なくとも１つずつ含まれていれば、第２ＳＯＣ誤差を低減できる。そのため、例えば、充電ＳＯＣｉ３つと放電ＳＯＣｉ３つといったそれぞれ同じ数の複数の充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを用いて平均化ＳＯＣｉを取得しても良いし、第２ＳＯＣ誤差の低減効果は小さくなるが、異なる数の充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉ（例えば、充電ＳＯＣｉ２つと放電ＳＯＣｉ３つなど）で平均化ＳＯＣｉを取得するといったことも可能である。また、その平均化ＳＯＣｉを更新すれば、第１ＳＯＣ誤差も低減できる。

（Ｖ）以上、説明したように、本発明の二次電池システムは、
組電池１１０の充電期間における所定の充電時点で充電ＣＣＶからＳＯＣｖを取得し、組電池１１０の放電期間における所定の放電時点で放電ＣＣＶからＳＯＣｖをそれぞれ取得する。そして、充電ＣＣＶに基づいて充電ＳＯＣｉを算出し、放電ＣＣＶに基づいて放電ＳＯＣｉを算出する。
さらに、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉとに基づいて、組電池１１０のＳＯＣに含まれるＣＣＶとＯＣＶの乖離に起因する乖離ＳＯＣ誤差（第２ＳＯＣ誤差）を低減した補正ＳＯＣ（平均化ＳＯＣｉ）を算出する。
さらに、所定の置換時点において、その算出された補正ＳＯＣで組電池１１０のＳＯＣを置き換えて組電池１１０のＳＯＣを更新することで、組電池１１０のＳＯＣに含まれる組電池１１０の充電または放電における電流値の測定誤差に起因する累積ＳＯＣ誤差（第１ＳＯＣ誤差）を低減する。
これによって、組電池１１０のＳＯＣに含まれる第１ＳＯＣ誤差および第２ＳＯＣ誤差を簡便に除去することができ、組電池１１０のＳＯＣの精度を向上させることができる。

―第２実施形態―
第２実施形態では、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、および、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）に搭載される車両システムに搭載される二次電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。なお、充電期間と放電期間に関する定義は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態と同様の箇所は説明を省略する。

図１０を用いて説明したように、充電のみが連続する場合や、放電のみが連続する場合は、本発明は適用できない。よって、第２実施形態では、充電のみが連続する場合や放電のみが連続する場合に、強制的に逆の充放電操作をする。以下、詳述する。

図１２に、第２実施形態で組電池制御部１５０に追加する処理フローを示す。第２実施形態における組電池制御部１５０では、単電池１１１で構成される組電池１１０の充放電状況を監視し、充電が所定時間Ｗ以上継続した場合は放電、放電が所定時間Ｗ以上継続した場合は充電の、逆方向の電流要求を車両制御部２００に発信する。これを受信した車両制御部２００は、放電要求があった場合は車両の電装品等（図示せず）を動作させて組電池１１０を放電するかモータジェネレータ４１０を駆動させて組電池１１０を放電し、充電要求があった場合は車両に搭載されるオルタネータ等（図示せず）の発電機等を動作させるなどして組電池１１０を充電する。

以上で述べた組電池制御部１５０と車両制御部２００の動作により、前述した充電若しくは放電のみが続くパターンでは本発明が適用できないという課題を、二次電池システム１００の外部の構成要素も用いて改善することができる。

―第３実施形態―
第３実施形態では、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、および、電気自動車（ＥＶ）に搭載される車両システムに搭載される二次電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。なお、充電期間と放電期間に関する定義は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態と同様の箇所は説明を省略する。

第３実施形態の組電池制御部１５０では、ＣＣＶからＳＯＣｖを検知することに替えて、ＣＣＶからＯＣＶを推定して、そのＯＣＶ推定値からＳＯＣｖを検知するものである。

ＯＣＶの推定は、式（５）及び図４の等価回路モデルを用いることで実現できる。ただし、前述した通り、内部抵抗１１４、インピーダンス１１５、キャパシタンス１１６などの電池特性を電池の充放電試験データから抽出して記憶部１８０に予め記憶させる必要があるため、本実施形態は前述の試験データをあらかじめ用意する必要がある。

ＯＣＶを推定する際、ＩＲドロップやＶｐを差し引き切れない、若しくは、ＩＲドロップやＶｐを差し引き過ぎた影響でＯＣＶ誤差が生じる。ＩＲドロップやＶｐを差し引き切れない場合、充電時はプラス方向にＯＣＶ誤差が生じ、放電時はマイナス方向にＯＣＶ誤差が生じる。また、ＩＲドロップやＶｐを差し引き過ぎた場合では、充電時はマイナス方向にＯＣＶ誤差が生じ、放電時はプラス方向にＯＣＶ誤差が生じる。このＯＣＶ誤差により同方向のＳＯＣ誤差が生じるが、本実施形態では、充電時と放電時に前述したＯＣＶ誤差起因のＳＯＣ誤差を含むＳＯＣｖを検知してＳＯＣｉ演算を実行して平均化する。これにより、充電時と放電時で上記のＩＲドロップやＶｐを差し引き切れない、若しくは、ＩＲドロップやＶｐを差し引き過ぎた影響のＳＯＣ誤差が発生しても、充電時と放電時で検知したＳＯＣｖを含むＳＯＣｉの平均化によりＳＯＣ誤差を相殺でき、これを改善することが可能である。

―第４実施形態―
第４実施形態では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、および、電気自動車（ＥＶ）に搭載される車両システムに搭載される二次電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。第１実施形態と同様の箇所は説明を省略する。

第４実施形態では、充電器４２０による充電期間から取得される充電ＳＯＣｉと、それ以外の主に走行などをしている放電期間から取得される放電ＳＯＣｉを用いて、ＳＯＣｉペアを作り、平均化ＳＯＣｉを取得する。

ここで、第４実施形態における充電期間と放電期間について定義する。期間には、始期と終期がある。
第４実施形態における充電期間の始期と終期は、以下である。
・第４実施形態における充電期間の始期は、二次電池システム１００が充電器４２０に接続された時である。
・第４実施形態における充電期間の終期は、二次電池システム１００が充電器４２０から切り離された時である。
この始期と終期で区切られた期間を第４実施形態における充電期間とする。

第４実施形態における放電期間は、上で定義した充電期間以外の期間である。すなわち、
・第４実施形態における放電期間の始期は、二次電池システム１００が充電器４２０から切り離された時である。
・第４実施形態における放電期間の終期は、二次電池システム１００が充電器４２０に接続された時である。
この始期と終期で区切られた期間を第４実施形態における放電期間とする。

上述のように充電期間と放電期間を定義したとしても、充電期間には放電操作、例えば補機類用電池の充電や車内外に接続された機器への電力供給などのための放電が実行されたり、放電期間には充電操作、例えば回生による充電が実行されたりする。しかし、他の実施形態同様に、この第４実施形態においても、充電期間は充電操作が支配的であるし、放電期間は放電操作が支配的であるため、充電期間には第２ＳＯＣ誤差はプラス方向、放電期間には第２ＳＯＣ誤差がマイナス方向に生じるものと思われる。尚、ＣＣＶからＳＯＣｖを検知するタイミングは、充電期間には上記放電操作が実行される時間以外、放電期間には上記充電操作が実行される時間以外を選択することが望ましく、更には、充電期間に予め定めた閾値以下の充電電流、放電期間には予め定めた閾値以下の放電電流となった場合をＳＯＣｖの検知タイミングとするのが好適である。尚、充電期間での放電電流と放電期間での充電電流が生じる場合でも、所定の閾値以内であれば許容する処理を適用することも可能である。

図１３に、第４実施形態におけるＳＯＣ演算の計算タイミングを示す。二次電池システム１００が充電器４２０に接続されているときを充電モードとし、その期間を充電期間とする。同様に、二次電池システム１００が充電器４２０に接続されていないときを放電モードとし、その期間を放電期間とする。充電期間の中の上記放電操作が実行される時間以外の充電期間でＣＣＶからＳＯＣｖを検知して充電ＳＯＣｉを取得する。放電期間の中の上記充電操作が実行される時間以外の放電期間でＣＣＶからＳＯＣｖを検知して放電ＳＯＣｉを取得する。そして、取得した充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを用いてＳＯＣｉペアを作り、そのＳＯＣｉペアを用いて平均化処理をすることで、平均化ＳＯＣｉを取得する。尚、図１３では、充電期間の中で充電電流が小さい充電末期若しくは充電終了時、放電期間の中で放電電流が小さい停車若しくは車両走行終了時をＣＣＶからのＳＯＣｖ検知タイミングとすることをイメージしている。

このように、第４実施形態では、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、および、電気自動車（ＥＶ）に搭載される車両システムに搭載される二次電池システム１００に対して、充電器４２０の接続状況を判断材料として、本発明を適用した。充電器４２０による充電期間から取得される充電ＳＯＣｉと、それ以外の主に走行などをしている放電期間から取得される放電ＳＯＣｉを用いてＳＯＣｉペアを作り、平均化ＳＯＣｉを取得することで、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

―平均化ＳＯＣｉを算出する変形例―
以上に示した第１〜第４実施形態では、一組のＳＯＣｉペアとなる充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを時々刻々算出し、時々刻々平均化処理をすることで、平均化ＳＯＣｉを時々刻々算出する。以下では、このような平均化ＳＯＣｉを第１〜第４実施形態とは異なる方法で算出する。

充電ＳＯＣｉであれ、放電ＳＯＣｉであれ、時々刻々と算出されるＳＯＣｉは、式（１）によるＳＯＣｖを得た後は、充放電電流の時間積算値を加算することにより得られる。充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを算出し始める時刻には、時間差があるため、充放電電流の時間積算には、その時間差分だけ時間積算値に差が生まれる。しかし、充電ＳＯＣｉおよび放電ＳＯＣｉのうち、いずれか遅い方が算出され始める時刻より後の時間積算分に関しては、充電ＳＯＣｉおよび放電ＳＯＣｉともに等しい。本変形例は、このような現象に基づくものである。

図１４を用いて、上述の内容を具体的に説明する。なお、以下では、充電ＳＯＣｉを先に算出しても、放電ＳＯＣｉを先に算出しても本発明は成り立つことから、説明を簡単にするために先に算出するＳＯＣｉを第１ＳＯＣｉと呼び、後に算出するＳＯＣｉを第２ＳＯＣｉと呼ぶ。

図１４は、第１ＳＯＣｉと第２ＳＯＣｉを平均化処理して平均化ＳＯＣｉを算出する過程を示している。簡単のため、図ではＳＯＣの増減については表現していない。第１ＳＯＣｉが最初に算出される時刻、すなわち、第１ＳＯＣｉのＳＯＣｖが得られる時刻を時刻ｔ_１とし、第２ＳＯＣｉが最初に算出される時刻、すなわち、第２ＳＯＣｉのＳＯＣｖが得られる時刻を時刻ｔ_２とする。さらに、時刻ｔ_２以後に位置するある時刻を時刻ｔとする。さらに、簡単のため、第１ＳＯＣｉのＳＯＣｖをＡ、第２ＳＯＣｉのＳＯＣｖをＢ、時間ｔ_１〜ｔ_２での充放電電流の時間積算△ＳＯＣ（ｔ）をＣ、時間ｔ_２〜ｔでの充放電電流の時間積算△ＳＯＣ（ｔ）をＤとする。

以上の設定にすると、時刻ｔ_２において、第１ＳＯＣｉはＡ＋Ｃとなり、第２ＳＯＣｉはＢであり、平均化ＳＯＣｉは、（Ａ＋Ｃ＋Ｂ）/２となる。

時刻ｔ_２以後の時刻ｔにおいては、第１ＳＯＣｉはＡ＋Ｃ＋Ｄとなり、第２ＳＯＣｉはＢ＋Ｄとなる。時刻ｔ_２と同様に、時刻ｔにおいても、（Ａ＋Ｃ＋Ｄ）と（Ｂ＋Ｄ）を平均化処理して平均化ＳＯＣｉを取得すると以下の式（６）のようになる。
時刻ｔにおける平均化ＳＯＣｉ＝｛（Ａ＋Ｃ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｄ）｝/２ ・・・（６）
ここで、式（６）の右辺を変形すると、以下の式（７）となる。
｛（Ａ＋Ｃ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｄ）｝/２ ＝ （Ａ＋Ｃ＋Ｂ）/２ ＋ Ｄ ・・・（７）
式（７）の右辺の第１項は時刻ｔ_２での平均化ＳＯＣｉであり、式（７）の右辺の第２項は、Ｄ、すなわち、時間ｔ_２〜ｔでの充放電電流の時間積算△ＳＯＣ（ｔ）である。
本変形例は、以上の式（７）の右辺を用いて、平均化ＳＯＣｉを取得している。

以上の式（７）から次のことが理解される。第１〜第４実施形態では、時々刻々とした平均化ＳＯＣｉを取得するのに、時刻ｔ_２以後において、第１ＳＯＣｉと第２ＳＯＣｉの平均化処理を行っていた。しかし、本変形例では、時刻ｔ_２で平均化処理して平均化ＳＯＣｉを求めれば、それ以後は、時刻ｔ_２で平均化処理した平均化ＳＯＣｉにΔＳＯＣ（ｔ）を加算するだけで、時刻（ｔ）での平均化ＳＯＣｉを取得することができる。このように、本変形例によって演算量と演算に用いるメモリ消費量を削減することができる。

充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉを１つは含んでいるが充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉが１つずつでないもの、例えば、充電ＳＯＣｉ１つと放電ＳＯＣｉ２つで平均化処理して平均化ＳＯＣｉを取得する場合や、充電ＳＯＣｉ３つと放電ＳＯＣｉ２つで平均化処理して平均化ＳＯＣｉを取得する場合などでも、本変形例は同様に適用できる。その場合では、平均化処理するＳＯＣｉの中で、最も遅くＳＯＣｖを取得したＳＯＣｉのＳＯＣｖ取得時点、すなわち、最も遅くＳＯＣｖを取得したＳＯＣｉのＳＯＣｉ演算開始時点での平均化ＳＯＣｉに、ΔＳＯＣ（ｔ）を加算すればよい。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

また、上記各構成、機能、処理部などは、それらの全部または一部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアとして実現することもできるし、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを実行することによりソフトウェアとして実現することもできる。各機能を実現するプログラム、テーブルなどの情報は、メモリやハードディスクなどの記憶装置、ＩＣカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納することができる。

以上で示した実施形態では、リチウムイオン二次電池を単電池とし、これを直列に接続して組電池を構成したが、単電池を並列接続したものを直列接続して組電池を構成してもよいし、直列接続した単電池を並列接続して組電池を構成してもよい。並列接続を含むと、単電池１１１に流れる充放電電流に個体差が生じる可能性が出てくるが、その際は、電流検知部１３０の設置の数を変更して単電池１１１毎に流れる充放電電流値を検知するか、単電池１１１に流れる平均的な電流を求めてこれに基づいてＳＯＣ計算を実行すればよい。

以上では、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉがそれぞれ所定の数だけそろった時点で平均化ＳＯＣｉを算出し、それまでの電池のＳＯＣを平均化ＳＯＣｉで置き換えることで電池のＳＯＣを更新したが、その置き換えて更新する時点（置換時点）は、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉがそれぞれ所定の数だけ揃い平均化ＳＯＣｉを算出した時点以後であればよい。そのため、必ずしも、充電ＳＯＣｉと放電ＳＯＣｉがそれぞれ所定の数だけ揃い平均化ＳＯＣｉを算出した時点と置換時点とが同時刻である必要はない。

以上で示した実施形態では、組電池１１０のＳＯＣを検知することについて本発明を考えたが、単電池１１１や単電池群１１２で本発明を考えることもできる。

１００：二次電池システム、 １１０：組電池、 １１１：単電池、
１１２、１１２ａ、１１２ｂ：単電池群、 １２０：単電池管理部、
１２１、１２１ａ、１２１ｂ：単電池制御部、 １２２：電圧検出回路、
１２３：制御回路、 １２４：信号入出力回路、 １２５：温度検知部、
１３０：電流検知部、 １４０：電圧検知部、 １５０：組電池制御部、
１７０：絶縁素子、 １８０：記憶部、 １８１：ＳＯＣテーブル、
２００：車両制御部、 ３００〜３３０：リレー、 ４００：インバータ、
４１０：モータジェネレータ、 ４２０：充電器、
Ａ１〜Ａ４、Ｃ１〜Ｃ４：充電、 Ｂ１〜Ｂ４、Ｄ１〜Ｄ４：放電

Claims (9)

1. 電池の充電期間における所定の充電時点で充電ＣＣＶを、および、前記電池の放電期間における所定の放電時点で放電ＣＣＶをそれぞれ取得するＣＣＶ取得部と、
   前記充電ＣＣＶに基づいて充電ＳＯＣを算出し、前記放電ＣＣＶに基づいて放電ＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、
   前記充電ＳＯＣと前記放電ＳＯＣとに基づいて、前記電池のＳＯＣに含まれるＯＣＶとの乖離に起因する乖離ＳＯＣ誤差を低減した補正ＳＯＣを算出する乖離ＳＯＣ誤差低減処理部と、
   所定の置換時点において、前記乖離ＳＯＣ誤差低減処理部によって算出された前記補正ＳＯＣで前記電池のＳＯＣを置き換えて前記電池のＳＯＣを更新することで、前記電池のＳＯＣに含まれる電流値の測定誤差に起因する累積ＳＯＣ誤差を低減する累積ＳＯＣ誤差低減処理部と、を備える二次電池システム。
2. 請求項１に記載の二次電池システムにおいて、
   前記乖離ＳＯＣ誤差低減処理部は、
   前記充電ＳＯＣと前記所定の充電時点からの電流積分値に基づいて取得したＳＯＣの変動成分とに基づいて第１のＳＯＣをｍ個（ｍは１以上の整数）取得する第１のＳＯＣ演算部と、
   前記放電ＳＯＣと前記所定の放電時点からの電流積分値に基づいて取得したＳＯＣの変動成分とに基づいて第２のＳＯＣをｎ個（ｎは１以上の整数）取得する第２のＳＯＣ演算部と、
   前記ｍ個の第１のＳＯＣおよび前記ｎ個の第２のＳＯＣを用いて平均化処理を行って前記補正ＳＯＣとして平均化ＳＯＣを演算する平均化ＳＯＣ演算部とを有する二次電池システム。
3. 請求項１に記載の二次電池システムにおいて、
   前記乖離ＳＯＣ誤差低減処理部は、
   前記充電ＣＣＶからＯＣＶを推定して算出した推定充電ＳＯＣと前記所定の充電時点から電流積分値に基づいて取得したＳＯＣの変動成分とに基づいて第１のＳＯＣをｍ個（ｍは１以上の整数）取得する第１のＳＯＣ演算部と、
   前記放電ＣＣＶからＯＣＶを推定して算出した推定放電ＳＯＣと前記所定の放電時点から電流積分値に基づいて取得したＳＯＣの変動成分とに基づいて第２のＳＯＣをｎ個（ｎは１以上の整数）取得する第２のＳＯＣ演算部と、
   前記ｍ個の第１のＳＯＣおよび前記ｎ個の第２のＳＯＣを用いて平均化処理を行って前記補正ＳＯＣとして平均化ＳＯＣを演算する平均化ＳＯＣ演算部とを有する二次電池システム。
4. 請求項２または３に記載の二次電池システムにおいて、
   前記所定の充電時点は、所定値以上の充電電流が所定時間以上継続した後に所定値以下の充電電流が検知されたタイミングであり、前記所定の放電時点は、所定値以上の放電電流が所定時間以上継続した後に所定値以下の放電電流が検知されたタイミングである二次電池システム。
5. 請求項２または３に記載の二次電池システムにおいて、
   前記所定の充電時点または前記所定の放電時点とは、充電量若しくは放電量を積算した後に所定値以下の充電電流または放電電流を検知したタイミングである二次電池システム。
6. 請求項２または３に記載の二次電池システムにおいて、
   前記平均化ＳＯＣ演算部は、１つの前記第１のＳＯＣと１つの前記第２のＳＯＣの組を１つ以上算出して前記第１のＳＯＣと前記第２のＳＯＣの平均化処理を行う二次電池システム。
7. 請求項６に記載の二次電池システムにおいて、
   前記平均化ＳＯＣ演算部は、１つの前記第１のＳＯＣと１つの前記第２のＳＯＣの組を複数組記憶し、最新の一組が記憶されると最古の一組を破棄する記憶部と、前記記憶部に記憶されている複数組の第１及び第２のＳＯＣを平均化する演算部とを含む二次電池システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次電池システムにおいて、
   前記電池の充電制御および放電制御を行う車両システムに搭載され、
   前記充電が所定時間継続した場合は前記放電を開始させ、前記放電が所定時間継続した場合は前記充電を開始させる指令を前記車両システムに送信する二次電池システム。
9. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次電池システムにおいて、
   前記充電期間は充電器が接続されている期間、前記放電期間は充電器が接続されていない期間であり、
   前記充電ＣＣＶは、前記充電器による充電が所定の充電電流値以下となった時点で前記ＣＣＶ取得部が取得したＣＣＶであり、前記放電ＣＣＶは、充電器を切り離して車両が走行を開始した後に放電電流値が所定の電流値以下となった時点で前記ＣＣＶ取得部が取得したＣＣＶである二次電池システム。
   

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