JP2015158416A - 二次電池のｓｏｃの推定装置及びｓｏｃの推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で劣化状態を推定することができる、二次電池の劣化状態の推定装置及び劣化状態の推定方法を提供する。【解決手段】二次電池の電流検出手段と、二次電池の温度検出手段と、二次電池のＳＯＣ検出手段と、二次電池の現在の劣化状態を推定する劣化状態推定手段とを備え、劣化状態推定手段は、ＳＯＣ検出手段により前回検出された前回ＳＯＣ、及び、ＳＯＣ検出手段により今回検出された今回ＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算し、前回ＳＯＣを検出した時点と今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間、平均ＳＯＣ、及び、温度検出手段により検出された検出温度に基づき、二次電池の経時的に発生する劣化を示す保存劣化状態を演算し、電流検出手段により検出された検出電流に基づき、二次電池の充放電のサイクルによる劣化を示すサイクル劣化状態を演算し、保存劣化状態及びサイクル劣化状態に基づき、前記現在の劣化状態を推定する。【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池の劣化状態の推定装置及び劣化状態の推定方法に関するものである。

二次電池の充放電電流を継続的に積算して第１の積算値を求め、テーブルを参照して取得した二次電池の容量値でもって第１の積算値を除算した結果をＳＯＣ初期値に加算することにより、第１のＳＯＣ値を継続的に算出し、充電と放電とが切り替わるタイミングでの二次電池の端子電圧に基づいて第２のＳＯＣ値を求め、過去に求めた第２のＳＯＣ値と今回求めた第２のＳＯＣ値との差と、この差に対応する時間間隔における充放電電流の積算値とから、二次電池についての現在の第２の容量値を求め、テーブル中の容量値を第２の容量値で更新し、テーブル中の更新された第２の容量値と、基準となる値とを比較することによって、劣化による電池の容量低下を判定する劣化判定方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

国際公開第０８／２６４７７号パンフレット

しかしながら、上記の劣化判定方法では、二次電池の放置状態（充放電していない状態）における劣化は、二次電池の電流が流れ始めて所定時間の経過後に演算された容量値に反映される。そのため、二次電池の電流が流れ始めてから当該所定時間を経過しなければ、正確な電池の劣化の判定を行うことができず、電池の劣化状態の推定には時間がかかってしまう、という問題があった。特に、長い期間の放置状態（充放電していない状態）を経て充放電を開始する場合、放置が開始された時点から充放電を開始する時点までの期間（放置期間）における劣化状態の変化が大きいにも関わらず、二次電池の電流が流れ始めてから所定時間は放置期間において発生した劣化を反映した電池の劣化状態の推定を行うことができないため、二次電池の電流が流れ始めてから所定時間は劣化状態の推定値が実際の電池の劣化状態と大きく乖離するという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、充放電を行っていない状態の電池が充放電を開始した時点から、短時間で劣化状態を推定することができる、二次電池の劣化状態の推定装置及び劣化状態の推定方法を提供することである。

本発明は、前回検出された前回ＳＯＣ、及び、今回検出された今回ＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算し、前回ＳＯＣを検出した時点と今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間、平均ＳＯＣ、及び、二次電池の検出温度に基づき、二次電池の保存劣化状態を演算し、二次電池の検出電流に基づき、二次電池のサイクル劣化状態を演算し、保存劣化状態及びサイクル劣化状態に基づき、二次電池の現在の劣化状態を推定することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、前回ＳＯＣの検出時点と今回ＳＯＣの検出時点との間の保存劣化による劣化状態を、今回ＳＯＣが検出した時点で把握することがきるため、保存劣化を反映した現在の劣化状態を短時間で推定することができる、という効果を奏する。

本発明の実施形態に係る劣化状態推定装置を含む車両の概念図である。 本発明の実施形態に係る劣化状態推定装置のシステムを示すブロック図である。 図２の劣化状態推定装置のブロック図である。 図３のメモリに記録されている、保存時間管理テーブルを説明するための図である。 図３のメモリに記録されている、電流積算値管理テーブルを説明するための図である。 図２に示すバッテリの状態推移の一例を示すグラフであって、（ａ）はバッテリ電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は電池温度の推移を示すグラフであり、（ｃ）は放電電流の積算値の推移を示すグラフである。 図３の電池管理コントローラの制御手順を示すフローチャートである。 図７のステップＳ３の制御手順を示すフローチャートである。 図７のステップＳ４の制御手順を示すフローチャートである。 図３の電池管理コントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る劣化状態推定装置の電池管理コントローラのブロック図である。 バッテリの走行、停止の状態推移の一例を示すグラフであって、（ａ）はバッテリ電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は電池温度の推移を示すグラフであり、（ｃ）は放電電流の積算値の推移を示すグラフである。 図１１の電池管理コントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る劣化状態推定装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る劣化状態推定装置を含む車両の概念図である。なお以下、本例の劣化状態推定装置を電気自動車に搭載した例を説明するが、本例の劣化状態推定装置は、ハイブリッド車両又はプラグインハイブリッド車両等の車両に搭載してもよく、あるいは車両以外の装置に搭載してもよい。

図１に示すように、本例の劣化状態推定装置を搭載した車両は、バッテリ１と、インバータ２と、モータ３と、充電器４と、充電ポート５と、メインコントローラ１０と、電池管理コントローラ２０を備えている。なお、図１は、車両の構成の一部を示している。また、太線は電力線を、点線は制御信号の信号線を示している。

バッテリ１は、リチウムイオン電池等の二次電池を複数接続することで構成されている。バッテリ１は、車両の電力源となる。また、バッテリ１は、モータ３の回生動作により充電され、また車両の外部の電源によっても充電される。

インバータ２は、バッテリ１からの電力を変換してモータ３に供給し、また、モータ３の回生時にはモータ３で発電した電力を変換してバッテリ１に供給する電力変換装置である。

モータ３は、インバータ２を介して、バッテリ１と電気的に接続されており、バッテリ１の電力に駆動するモータである。モータ３は、車両の動力源である。

充電器４は、外部電源から電力を、バッテリ１の充電に適した電力に変換して、バッテリ１に電力を出力する装置である。充電ポート５は、外部電源を含む充電装置に接続された充電ケーブルと接続するための差し込み口である。そして、充電ケーブルが、車両の充電ポート５に接続され、外部電源の電力が、充電器を介してバッテリ１に供給することで、バッテリ１が充電される。

メインコントローラ１０は、車両の全体を制御するコントローラである。メインコントローラ１０は、乗員によるアクセル操作、バッテリ１の状態、又は車両の走行状態等に応じて、バッテリ１及びインバータ２を制御する。また、外部の充電装置でバッテリ１を充電する場合には、メインコントローラ１０は、バッテリ１の状態に応じて、充電器４を制御することで充電制御を行う。

電池管理コントローラ２０は、本例の劣化状態推定装置の制御部分であって、バッテリ１の状態を管理するコントローラである。電池管理コントローラ２０で管理されているバッテリ１の状態を示すデータは、メインコントローラ１０に送信する。なお、本例において、メインコントローラ１０及び電池管理コントローラ２０は、１つのコントローラで構成されてもよい。

次に、図２を用いて、本例の劣化状態推定装置１００のシステムの構成について説明する。図２は、劣化状態推定装置１００のシステムのブロック図である。

劣化状態推定装置１００は、電池管理コントローラ２０と、電流センサ３１と、電圧センサ３２と、温度センサ３３と、メインリレー４０とを備えている。

電流センサ３１は、バッテリ１の充電電流及び放電電流を検出するセンサである。電圧センサ３２は、バッテリ１に含まれる複数の二次電池の電圧を検出するセンサである。温度センサ３３は、バッテリ１の温度を検出するセンサである。電流センサ３１の検出電流、電圧センサ３２の検出電圧、及び温度センサ３３の検出温度は、電池管理コントローラ２０に送信される。

メインリレー４０は、バッテリ１とインバータ２の間及びバッテリ１と充電器４との間を、それぞれ電気的に導通及び遮断を切り替えるためのリレースイッチである。メインリレー４０は、バッテリ１と充電器４との間、及び、バッテリ１とインバータ２の間に接続されている。インバータ２、モータ３及び充電器４は、バッテリ１に対して負荷として作用するため、メインリレー４０は、負荷とバッテリ１の間のオン、オフを切り替えるスイッチとなる。

また、メインリレー４０は、ユーザにより操作される車両用の電源スイッチ、及び、外部電源を用いた充電の開始、終了を切り替えるスイッチとも連動している。すなわち、例えばユーザにより、車両用の電源スイッチがオンになると、メインリレー４０も連動してオンになる。また、充電ケーブルが充電ポート５に接続されて、バッテリ１の充電準備が完了すると、メインリレー４０はオンになる。

メインリレー４０のオン、オフはメインコントローラ１０で制御され、メインリレー４０のオン、オフの状態を示す信号が電池管理コントローラ２０に送信される。

次に、図３を用いて、電池管理コントローラ２０の構成と、タイマー３４及びメモリ３５について説明する。なお、図３の矢印は、データの流れを示している。劣化状態推定装置は、図２に示す構成以外に、タイマー３４及びメモリ３５を備えている。

タイマー３４は、メインリレー４０のオフ状態の継続時間、後述するＳＯＣ検出部２１の検出タイミング、電流センサの検出タイミング等を計測するためのタイマーである。

メモリ３５は、バッテリ１の状態を示すデータを記録するための記録媒体である。

電池管理コントローラ２０は、ＳＯＣ検出部２１と、劣化状態推定部２２とを有している。ＳＯＣ検出部２１は、電圧センサ３２の検出電圧に基づいて、バッテリ１の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出する。ＳＯＣ検出部２１で検出されたＳＯＣは、劣化状態推定部２２に出力される。

劣化状態推定部２２は、バッテリ１の現在の劣化状態を演算により推定する。劣化状態推定部２２は、保存劣化演算部２２１と、サイクル劣化演算部２２２と、劣化度演算部２２３とを有している。

保存劣化演算部２２１は、ＳＯＣ検出部２１により検出されたＳＯＣ、ＳＯＣ検出部２１によるＳＯＣの検出タイミング、及び、温度センサ３３の検出温度に基づき、バッテリ１の保存劣化状態を演算する。

ここで、保存劣化状態について説明する。二次電池の性質として、バッテリ１に負荷がかかっているか（充放電しているか）否かに関わらず、時間経過に応じた劣化（経時的に発生する劣化）が発生し、これを保存劣化と言う。例えば図１に示す車両が停止した状態で、メインリレー４０のオフ状態が継続している場合には、バッテリ１は無負荷状態（充放電していない状態）であっても時間の経過に応じた保存劣化は発生する。一方、充放電している際には、後述する充放電によるサイクル劣化が発生すると共に、経時的な劣化として保存劣化も発生している。保存劣化は、ＳＯＣに応じても変化し、正確にはバッテリの特性等によって異なるが、おおよそＳＯＣが高いほど劣化度が高くなる。また、経過時間が長いほど劣化度が高くなる。従って保存劣化は、どのＳＯＣでどれだけの時間維持されたかによって変化し、無負荷状態（充放電していない状態）では、その際のＳＯＣに時間積算に応じた保存劣化が発生し、負荷状態（充放電している状態）では、走行中に変化したＳＯＣ毎に時間積算に応じた保存劣化が発生することになる。保存劣化状態は、バッテリ１の保存状態、つまりどんなＳＯＣでどれだけの時間維持されたかによる劣化の状態を示しており、劣化度により表され、以下、バッテリ１の保存劣化による劣化度を、保存劣化度とも称する。

サイクル劣化演算部２２２は、電流センサ３１の検出電流に基づき、バッテリ１のサイクル劣化状態を演算する。

ここで、サイクル劣化状態について、説明する。バッテリ１は、保存劣化に加えて、バッテリ１の充放電の回数の増加に伴って劣化する。そして、この充放電サイクルによる電池の劣化が、サイクル劣化に相当する。サイクル劣化状態は、劣化度により表され、バッテリ１の充放電の回数が多いほど、サイクル劣化状態の劣化度は高くなる。以下、バッテリ１のサイクル劣化による劣化度を、サイクル劣化度とも称する。

劣化度演算部２２３は、保存劣化演算部２２１により演算された保存劣化度及びサイクル劣化演算部２２２により演算されたサイクル劣化度に基づき、バッテリ１の現在の劣化度を演算する。

次に、電池管理コントローラ２０の制御について、図３を用いて説明する。

メインリレー４０がオンの時に、電池管理コントローラ２０は、電流センサ３１、電圧センサ３２及び温度センサ３３を用いて、所定の周期で、バッテリ１の状態を検出し、各種センサで検出されたバッテリ１の電池データをメモリ３５に記録している。

また、電池管理コントローラ２０は、タイマー３４により、メインリレー４０のオン、オフの切り替えタイミングを示す時刻（日時）を、電池データと対応させつつ、メモリ３５に保存している。そのため、電池管理コントローラ２０は、メモリ３５に記録されているデータから、メインリレー４０のオンからオフへの切り替えの時点とその後のオフからオンへの切り替えの時点との間の、メインリレー４０のオフ状態の継続時間を計測することができ、バッテリ１の無負荷状態（充放電していない状態）での経過時間を計測することができる。同様に、メインリレー４０のオフからオンへの切り替えの時点とその後のオンからオフへの切り替えの時点との間の、メインリレー４０のオン状態の継続時間を計測することができ、バッテリ１の使用状態（充放電している状態）での経過時間も計測することができる。なお、以下ではバッテリ１が無負荷状態となっている期間を放置期間、使用状態となっている期間を使用期間と言う。また、これら放置期間及び使用期間の各期間における経過時間を総称して保存時間と言う。

ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替えの時点で、電圧センサ３２により検出された検出電圧に基づいて、車両の停止時及びバッテリ１の外部充電の終了時におけるＳＯＣを検出する。また、ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点で、電圧センサ３２により検出された検出電圧に基づいて、車両の始動時及びバッテリ１の外部充電の開始時におけるＳＯＣを検出する。

メモリ３５には、バッテリ１の開放電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの相関関係を示すテーブル（ＯＣＶ−ＳＯＣテーブル）が予め記録されている。ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係は、バッテリ１の温度に応じて変化し、またバッテリ１の劣化度に応じて変化する。そのため、ＯＣＶ−ＳＯＣテーブルは、バッテリ１の温度及び劣化度毎に、それぞれ設けられている。なお、バッテリ１の温度及び劣化度に応じた、ＯＣＶ−ＳＯＣテーブルは、バッテリ１の電池性能により決まり、それぞれのテーブルが、メモリ３５に記録されている。

そして、ＳＯＣ検出部２１は、温度センサ３３の検出温度、及び、劣化状態推定部２２で推定される劣化度から、メモリ３５に保存されるＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを選択し、選択されたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照し、電圧センサ３２の検出電圧に対応するＳＯＣを演算する。

すなわち、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点のＳＯＣは、オンからオフへの切り替え時点における、温度センサ３３の検出温度、バッテリ１の劣化度及び電圧センサ３２の検出電圧に基づき、メモリ３５のＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照することで演算される。

また、メインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点のＳＯＣは、オンからオフへの切り替え時点における、温度センサ３３の検出温度、バッテリ１の劣化度及び電圧センサ３２の検出電圧に基づき、メモリ３５のＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照することで演算される。

これにより、ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオン及びオフの切り替え時点と対応させつつ、ＳＯＣを検出している。また、ＳＯＣ検出部２１は、上記の要領で検出したＳＯＣと、タイマー３４によるメインリレー４０のオン、オフの切り替え時刻を対応させつつ、メモリ３５に記録する。

保存劣化演算部２２１による保存劣化状態の演算制御について説明する。バッテリ１の性質として、ＳＯＣが高いほど及び保存時間が長いほど、バッテリ１の保存劣化がより進む。そのため、保存劣化演算部２２１は、バッテリ１の使用期間及び放置期間の各期間におけるＳＯＣを演算する。

保存劣化演算部２２１は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点のＳＯＣ、及び、メインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点のＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算する。平均ＳＯＣは、バッテリ１の使用期間及び放置期間の各期間における平均ＳＯＣに相当する。本例は、使用期間及び放置期間の各期間中の前後のＳＯＣの平均ＳＯＣを演算することで、各期間中のＳＯＣを近似的に演算している。

これにより、本例は、使用期間及び放置期間の各期間中、頻繁にＳＯＣを検出し、メモリ３５に保存しなくてもよいため、演算負荷を軽減させることができ、またメモリ３５の容量を削減することができる。さらに、本例は、放置期間中、頻繁に、電池管理コントローラ２０を起動させなくてもよいため、バッテリ１の消費量を抑制することができる。

次に、保存劣化演算部２２１は、メモリ３５に保存されている、メインスイッチ３５のオン及びオフの切り替えタイミングから、演算した平均ＳＯＣに対応する保存時間を演算する。保存時間は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点からオフからオンへの切り替え時点までの期間（放置期間）におけるの経過時間、及びメインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点からオンからオフへの切り替え時点までの期間（使用期間）における経過時間に相当する。そして、ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオン、オフの切り替えのタイミングで、ＳＯＣを検出している。そのため、保存劣化演算部２２１は、メモリ３５の保存データを参照し、平均ＳＯＣの演算対象となるＳＯＣのうち、日時の遅い方のＳＯＣの検出時点と日時の早い方のＳＯＣの検出時点と間の経過時間を演算することで、各期間における保存時間を演算する。すなわち、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点からオフからオンへの切り替え時点までの経過時間を算出することで、バッテリの放置期間における保存時間を算出し、メインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点からオンからオフへの切り替え時点までの経過時間を算出することで、バッテリの使用期間における保存時間を算出する。

さらに、保存劣化は、放置期間及び使用期間の各期間中のＳＯＣ及び保存時間に加えて、各期間中ののバッテリ１の電池温度に応じて変化する。電池温度が高いほど、バッテリ１の保存劣化がより進む。そのため、保存劣化演算部２２１は、バッテリ１の各期間中の電池温度を演算する。

各期間中の電池温度は、上記の平均ＳＯＣと同様に、保存時間の前後の平均温度から演算により求める。保存劣化演算部２２１は、メインスイッチ３５のオンからオフへの切り替えタイミングで温度センサ３３により検出された検出温度と、メインスイッチ３５のオフからオンへの切り替えタイミングで温度センサ３３により検出された検出温度との平均値をとり、各期間中の電池温度を演算する。

そして、保存劣化演算部２２１は、上記により演算した平均ＳＯＣ、各期間の保存時間及び平均温度を、保存時間管理テーブルに記録する。保存時間管理テーブルは、メモリ３５に予め記録されているテーブルである。

保存時間管理テーブルについて、図４を用いて説明する。図４は、保存時間管理テーブルを説明するための図である。

図４に示すように、保存時間管理テーブルは、バッテリ１の電池温度及びＳＯＣ毎に、保存時間を記録している。保存劣化演算部２２１は、各期間の平均ＳＯＣ等を演算すると、演算結果を保存時間管理テーブルに記録する。

例えば、図４において、原点（０）を基準として、電池温度を示す横軸方向で２番目かつＳＯＣを示す縦軸方向で５番目のエリアには、保存時間として、２ｈ３２ｍ（２時間３２分）、４ｈ０１ｍ、７ｈ１０ｍの３つのデータが記録されている。これは、当該エリア内に属する平均ＳＯＣ及び電池温度で、バッテリ１が２時間３２分の間、維持され、同様に、バッテリ１が、４時間１分の間、７時間１０分の間、それぞれ維持されたことを示している。バッテリ１が繰り返し使用されることで、バッテリ１のデータ（平均ＳＯＣ、電池温度、保存時間）が保存時間管理テーブル上に蓄積される。

保存劣化演算部２２１は、保存時間管理テーブルに蓄積されている保存時間を、等価保存時間に変換する。等価保存時間は、保存劣化による劣化度の上昇度（保存時の劣化の進み具合）を同一にした場合に、ある平均ＳＯＣ及びある電池温度に属する保存時間を、予め定めた基準状態としての基準平均ＳＯＣ及び基準温度に換算した時の時間を示す。

基準平均ＳＯＣよりも高い平均ＳＯＣのエリアに属する保存時間を等価保存時間に変換した場合には、等価保存時間は、保存時間よりも長い時間になる。一方、基準平均ＳＯＣよりも低い平均ＳＯＣのエリアに属する保存時間を等価保存時間に変換した場合には、等価保存時間は、保存時間よりも短い時間になる。

電池温度についても同様に、基準の電池温度よりも高い電池温度に属する保存時間を変換した場合には、等価保存時間は保存時間よりも長い時間となる。一方、基準の電池温度よりも低い電池温度に属する保存時間を変換した場合には、等価保存時間は保存時間よりも短い時間となる。

そして、等価保存時間を演算する際の変換係数は、図４の保存時間管理テーブル上でエリア毎に予め割り当てられており、変換係数はメモリ３５に記録されている。電池温度が高いほど又は平均ＳＯＣが高いほど、等価保存時間が長くなるように、変換係数は予め設定されている。なお、変換係数は予め実験等によって求めることが可能である。

保存劣化演算部２２１は、保存時間管理テーブルのエリアに対応する変換係数を、メモリ３５から特定し、変換係数を用いて、当該エリアに属する保存時間を等価保存時間に変換する。保存劣化演算部２２１は、等価保存時間への変換の演算を、エリア毎で行う。

保存劣化演算部２２１は、変換された各等価保存時間の総和をとることで、総等価保存時間を演算する。保存劣化演算部２２１は、総等価保存時間に、保存劣化係数を乗算し、保存劣化度を演算する。保存劣化係数は、基準の平均ＳＯＣ及び基準電池温度でバッテリ１を保存した場合に、保存した時間（保存時間）に対する保存劣化度の関係を示している。

これにより、保存劣化演算部２２１は、各期間の前後で検出されたＳＯＣのうち、前回ＳＯＣを検出した時点と今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間（保存時間）、平均ＳＯＣ及び経過時間内に検出された検出温度に基づき、保存劣化度を演算する。なお、前回ＳＯＣは、各期間の前後の検出タイミングのうち、早い時間に検出されたＳＯＣを示し、今回ＳＯＣは遅い時間に検出されたＳＯＣを示す。

また、保存劣化演算部２２１は、上記により演算した総等価保存時間を、タイマー３４の日時と対応させつつメモリ３５に記録する。新たに、バッテリ１が保存状態で放置され、その後、メインリレー４０がオフからオンに切り替わった場合には、保存劣化演算部２２１は、新たな保存状態の保存時間に対する等価保存時間を演算し、演算した等価保存時間を、メモリ３５に記録した総等価保存時間に加算することで、新たな総等価保存時間を演算する。そして、保存劣化演算部２２１は、新たな総等価保存時間に、保存劣化係数を乗算することで、保存劣化度を演算する。

次に、サイクル劣化演算部２２２によるサイクル劣化状態の演算制御について説明する。サイクル劣化演算部２２２は、メインリレー４０がオンの時に、サイクル劣化度を演算する。

サイクル劣化度は、バッテリ１の充放電の回数に増加に伴って増加する。また、サイクル劣化度を演算する際、バッテリ１の充電には、モータ３の回生による充電、又は、外部電源による充電（主に普通充電）がある。そして、これらの充電時のバッテリ１の充電電流は、車両駆動時のバッテリ１の放電電流より小さい。そのため、本例において、サイクル劣化度を演算する際に、サイクル劣化演算部２２２は、放電電流の積算値に基づいて、バッテリ１のサイクル劣化度を演算する。
なお、もちろん、充電時のサイクル劣化度を加味してバッテリ１のサイクル劣化度を演算することも可能である。この場合、バッテリ１の充電によるサイクル劣化度時と放電によるサイクル劣化度は異なるため、充電電流の積算値と放電電流の積算値とを個別に積算し、各積算値に応じて充電によるサイクル劣化度と放電によるサイクル劣化度を個別に算出して、算出した各サイクル劣化度を加算することにより最終的なバッテリ１のサイクル劣化度を演算することが好ましい。サイクル劣化は充電時に比して放電時に進行し易いことから、本実施形態においては、サイクル劣化度を放電電流の積算値に基づいて演算するものとする。

サイクル劣化演算部２２２は、電流センサ３１を用いて、所定の周期（例えば10ｍsec等の、保存時間に対して充分短い周期）で、バッテリ１の放電電流を検出し、放電電流の積算値を演算する。また、サイクル劣化演算部２２２は、温度センサ３３を用いて、バッテリ１の放電電流の検出タイミングに合わせて、バッテリ１の温度を検出する。

そして、サイクル劣化演算部２２２は、上記により演算した電流積算値と、バッテリ１の検出温度を、電流積算値管理テーブルに記録する。電流積算値管理テーブルは、メモリ３５に予め記録されているテーブルである。

電流積算値管理テーブルについて、図５を用いて説明する。図５は、電流積算値管理テーブルを説明するための図である。

図５に示すように、電流積算値管理テーブルは、バッテリ１の電池温度毎に、電流積算値を記録している。

サイクル劣化演算部２２２は、電流センサの検出値から、バッテリ１の充放電の切り替えを検出している。サイクル劣化演算部２２２は、所定の放電期間中に、電流積算値を演算する。また、サイクル劣化演算部２２２は、例えば、当該所定の放電期間中に、温度センサ３３から検出された検出温度の平均値を、演算した電流積算値の電池温度として演算する。そして、サイクル劣化演算部２２２は、電流センサ３１の検出電流と、電流センサ３１の検出周期から積分をとることで、電流積算値を演算すると、温度センサ３３の検出温度と対応させつつ、電流積算値を電流積算値管理テーブルに記録する。

例えば、図５において、１５℃の時には、電流積算値３Ａｈ及び１４Ａｈが記録されている。これは、バッテリ１の電池温度が１５℃である状態で、バッテリ１から、３Ａの電流が１時間放電され、また他の時間で、１４Ａの電流が１時間放電されたことを示す。バッテリ１が充放電を繰り返し行うことで、放電時のバッテリ１のデータが電流積算値管理テーブル上に蓄積される。

サイクル劣化演算部２２２は、電流積算値管理テーブルに蓄積されている電流積算値を、等価電流積算値に変換する。等価電流積算値は、サイクル劣化による劣化度の上昇度を同一にした場合に、ある電池温度の放電電流積算値を、基準温度に換算した時の放電電流積算値を示す。

基準温度よりも高い電池温度の電流積算値を等価電流積算値に変換した場合には、等価電流積算値は、電流積算値よりも大きい値となる。一方、基準温度よりも低い電池温度の電流積算値を等価電流積算値に変換した場合には、等価電流積算値は、電流積算値よりも小さい値となる。

等価電流積算値を演算する際の変換係数は、図５の電流積算値テーブル上の各電池温度と対応しつつ予め設定され、変換係数はメモリ３５に記録されている。電池温度が高いほど、等価電流積算値が大きくなるように、変換係数は設定されている。なお、この変換係数は予め実験等によって求めた値がメモリ３５に記憶されている。

サイクル劣化演算部２２２は、電流積算値管理テーブルの各電池温度に対応する変換係数をメモリ３５から特定し、変換係数を用いて、当該電池温度の電流積算値を等価電流積算値に変換する。サイクル劣化演算部２２２は、等価電流積算値への変換の演算を、各電池温度で行う。

サイクル劣化演算部２２２は、変換された各等価電流積算値の総和をとることで、総等価電流積算値を演算する。サイクル劣化演算部２２２は、総等価電流積算値に、サイクル劣化係数を乗算して、サイクル劣化度を演算する。サイクル劣化係数は、基準の電池温度で、バッテリ１の充放電を繰り返した場合に、放電電流の積算値に対するサイクル劣化度の関係を示している。

これにより、サイクル劣化演算部２２２は、電流センサ３１の検出電流に基づき、バッテリ１のサイクル劣化度を演算する。

また、サイクル劣化演算部２２２は、上記により演算した総等価電流積算値を、タイマー３４の日時と対応させつつメモリ３５に記録する。新たに、バッテリ１が充放電した場合には、サイクル劣化演算部２２２は、新たな電流積算値に対する等価電流積算値を演算し、演算した等価電流積算値を、メモリ３５に記録した総等価電流積算値に加算することで、新たな総等価電流積算値を演算する。そして、サイクル劣化演算部２２２は、新たな総等価電流積算値に、サイクル劣化係数を乗算することで、サイクル劣化度を演算する。

次に、劣化度演算部２２３による現在の劣化度の演算制御について説明する。劣化演算部２２３は、メインリレー４０のオン時、つまり車両の始動時に、バッテリ１の劣化度を演算している。

バッテリ１は、メインリレー４０がオフからオンに切り替わり、バッテリ１に負荷が加わった場合に、充放電によるサイクル劣化が発生すると共に、ＳＯＣ毎に維持された時間に応じた保存劣化が発生する。一方、メインリレー４０がオフの時には、バッテリ１は保存劣化のみにより劣化する。そして、本例は、メインリレー４０がオフからオンに切り替わった時点で、それまでの走行、停止中の劣化として保存劣化度、サイクル劣化度を演算している。

そして、劣化度演算部２２３は、保存劣化度にサイクル劣化度を加算することで、現在の劣化度を推定する。そして、劣化度演算部２２３は、演算した劣化度をメモリ３５に記録する。これにより、本例は、メインリレー４０がオフからオンに切り替わった時点で、バッテリ１の保存劣化状態が演算されているため、バッテリ１の現在の劣化状態を短時間で推定することができるとともに、常に最新の劣化状態を推定した上で車両の走行を開始できる。

次に、図６を用いて、バッテリ１の劣化度の演算タイミングを説明する。図６は、劣化度の演算タイミングを説明するためのグラフであって、（ａ）は、バッテリ電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は電池温度の推移を示すグラフであり、（ｃ）は放電電流の積算値の推移を示すグラフである。（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間を示す。なお、図６（ａ）中の○のポイントは開放電圧（ＯＣＶ）を検出するタイミングを示している。

時刻（ｔ_０）の時点で、メインリレー４０がオフからオンに切り替わる。車両は走行可能な状態であるが、メインリレー４０を切り替えたときには、バッテリ１には負荷がかかっていないため、電圧センサ３２の検出電圧は開放電圧となる。保存劣化演算部２２１は、今回検出したＯＣＶ（今回ＯＣＶ）に対応するＳＯＣを演算し、前回メインリレー４０がオンからオフになる時に検出していたＯＣＶ（時刻（ｔ_０）より前に検出していた前回ＯＣＶ）に対応するＳＯＣから平均ＳＯＣを演算する。また、保存劣化演算部２２１は、メインリレー４０を切り替えたときに、温度センサ３３で検出された検出温度から、平均温度を演算する。

そして、保存劣化演算部２２１は、車両停止時の平均ＳＯＣと、平均温度と、前回ＳＯＣの検出時点と今回ＳＯＣの検出時点（ｔ_０）との間の経過時間から、保存劣化度を演算するとともに、時刻（ｔ_０）の前に走行した際（前回メインリレーがオフからオンに切り替わった時点から、前回メインリレーがオンからオフに切り替わった時点まで）の平均ＳＯＣ、平均温度と走行時間から、前回走行時の保存劣化を演算する。また、サイクル劣化演算部２２２は、時刻（ｔ_０）の前に走行した際（前回メインリレーがオフからオンに切り替わった時点から、前回メインリレーがオンからオフに切り替わった時点まで）の平均ＳＯＣ、平均温度と放電電流積算値から、前回走行時のサイクル劣化度を演算する。

そして、劣化度演算部２２３は、時刻（ｔ_０）で演算された前回走行時の保存劣化及び車両停止時の保存劣化度と、時刻（ｔ_０）の前に走行した際のサイクル劣化度に基づいて、バッテリ１の現在の劣化度を推定する。

時刻（ｔ_０）以降、車両は走行状態となる。バッテリ電圧は、モータ３の力行及び回生に伴って、図６（ａ）のように、変化する。放電電流の積算値は、モータ３の力行により、徐々に上昇する。サイクル劣化演算部２２２は、車両の走行中、電流センサ３１を用いて、所定の周期でバッテリ１の電流を検出しつつ、所定の周期で、バッテリ１の放電電流の積算値を演算する。

時刻（ｔ_１）の時点で、車両は停止し、メインリレー４０がオンからオフに切り変わる。ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０がオフになる直前に、電圧センサ３２を用いて、バッテリ１の電圧を検出する。メインスイッチがオフになる直前は、車両は走行しておらず、バッテリ１は無負荷状態となるため、この時の電圧センサ３２の検出電圧は開放電圧となる。そして、ＳＯＣ検出部２１は、検出電圧に対応するＳＯＣを、停止時のＳＯＣとして、メモリ３５に記録する。また、電池管理コントローラ２０は、バッテリ１の電池温度についても、同様に、停止時の検出温度としてメモリ３５に記録するとともに、サイクル劣化演算部２２２で演算された放電電流積算値も記録する。

時刻（ｔ_１）から時刻（ｔ_２）の間は、車両は停止となる。この期間では、劣化状態推定部２２は、保存劣化度、サイクル劣化度、及びバッテリ１の現在の劣化度を演算していない。

時刻（ｔ_２）の時点で、メインリレー４０がオフからオンに切り替わり、バッテリ１が外部電源に充電される。ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０をオンに切り替えたときの電圧センサ３２の検出電圧から、バッテリ１の開放電圧を検出する。ＳＯＣ検出部２１は、メモリ３５のＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照し、検出電圧に対応するＳＯＣを検出する。

また、保存劣化演算部２２１は、前回検出したＳＯＣ、すなわち時刻（ｔ_１）で検出した停止時のＳＯＣと、時刻（ｔ_２）で今回検出したＳＯＣから平均ＳＯＣを演算する。バッテリ１の電池温度についても同様に、保存劣化演算部２２１は、時刻（ｔ_１）で検出した停止時のＳＯＣと、時刻（ｔ_２）で今回検出した検出温度から、平均温度を検出する。そして、保存劣化演算部２２１は、平均ＳＯＣ、平均温度及び時刻（ｔ_１）から時刻（ｔ_２）までの経過時間に基づき、保存劣化度を演算する。

時刻（ｔ_２）以降、バッテリ１は外部電源により充電されるため、バッテリ電圧は上昇する。なお、図６の（ｃ）で示す電流積算値は、放電電流の積算値を示しているため、（ｃ）のグラフで示す電流積算値は一定値で推移する。

時刻（ｔ_３）の時点で、充電は停止する。電池管理コントローラ２０は、時刻（ｔ_１）と同様に、停止時のＳＯＣ及び電池温度を検出し、メモリ３５に記録する。時刻（ｔ_３）から時刻（ｔ_４）の間は、車両は停止状態である。

時刻（ｔ_４）の時点で、メインリレー４０がオフからオンに切り替わり、車両は走行可能な状態となる。保存劣化演算部２２１は、時刻（ｔ_２）と同様に、前回検出したＳＯＣ（時刻（ｔ_３）の時点のＳＯＣ）と、今回検出したＳＯＣ（時刻（ｔ_４）の時点のＳＯＣ）から平均ＳＯＣを演算する。また保存劣化演算部２２１は、時刻（ｔ_３）から時刻（ｔ_４）までの経過時間、時刻（ｔ_３）から時刻（ｔ_４）までの平均温度及び平均ＳＯＣに基づき、保存劣化度を演算する。更に、時刻（ｔ_２）から時刻（ｔ_３）までの経過時間と平均温度及び平均ＳＯＣに基づき、保存劣化度を演算する。

時刻（ｔ_４）以降、サイクル劣化演算部２２２は、時刻（ｔ_０）以降の演算と同様に、サイクル劣化度を演算する。そして、劣化度演算部２２３は、時刻（ｔ_４）の時点で演算された保存劣化度と、サイクル劣化度に基づいて、バッテリ１の現在の劣化度を推定する。

次に、図７を用いて、電池管理コントローラ２０の制御手順について説明する。図７は、メインリレー４０がオフからオンに切り替わった時の電池管理コントローラ２０の制御手順を示すフローチャートである。

メインリレー４０がオフからオンに切り替わり、車両が始動すると、ステップＳ１にて、電池管理コントローラ２０は、電流センサ３１、電圧センサ３２及び温度センサ３３を制御し、バッテリ１の電流、電圧及び電池温度を検出する。ステップＳ２にて、電池管理コントローラ２０は、メモリ３５に記憶されている電池データ及び車両が停止した日時を取得する。ステップＳ３にて、劣化状態推定部２２は、保存劣化度を演算する制御を行う。

保存劣化度の演算制御について、図８を用いて説明する。図８は、保存劣化度の演算制御の制御手順を示すフローチャートである。

ステップ３１にて、ＳＯＣ検出部２１は、検出した始動時のバッテリ１の電池温度及びメモリ３５に記録されているバッテリ１の劣化度から、バッテリ１の状態に応じたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルをメモリ３５から選択する。

ステップＳ３２にて、選択されたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照し、検出したバッテリ１の検出電圧からバッテリ１のＳＯＣを検出する。ステップＳ３３にて、ＳＯＣ検出部２１は、検出したＳＯＣを、車両の始動時のＳＯＣとしてメモリ３５に記録する。

ステップＳ３４にて、ＳＯＣ検出部２１は、取得した電池データの中から、車両の停止時のＳＯＣを取得する。ステップＳ３５にて、保存劣化演算部２２１は、演算した始動時のＳＯＣと、取得した停止時のＳＯＣから、停車時の平均ＳＯＣを演算する。なお、停車時は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替えの時点から、その後のオフからオンへの切り替えの時点までの期間に対応する。

ステップＳ３６にて、保存劣化演算部２２１は、ステップＳ２で取得した停止日時と、車両の始動日時（メインリレー４０がオフからオンに切り替わった時）から、バッテリ１の保存時間（放置期間）を演算する。

ステップＳ３７にて、保存劣化演算部２２１は、メモリ３５に記憶されている停止時の電池温度と、検出したバッテリ１の検出温度から、停車時の平均温度を演算する。

ステップＳ３８にて、保存劣化演算部２２１はメモリ３５から前回走行時の始動時ＳＯＣを取得する。前回走行時の始動時ＳＯＣは、前回の走行の際に、メインリレー４０がオフかオンに切り替わる際のＳＯＣである。ステップＳ３９にて、保存劣化演算部２２１は、前回走行時の始動時ＳＯＣと、停止時のＳＯＣから、前回走行時の平均ＳＯＣを演算する。ステップＳ４０にて、保存劣化演算部２２１は、前回走行を開始した際の電池温度と、前回の走行を終えた時（停止時）のＳＯＣから、前回走行時の平均温度を演算する。ステップＳ４１にて、保存劣化演算部２２１は、前回走行時の走行時間（使用期間）を演算する。

ステップＳ４２にて、保存劣化演算部２２１は、停車時の平均ＳＯＣ及び平均温度を、保存時間管理テーブルの平均ＳＯＣ及び電池温度と対応させつつ、保存時間をテーブル上に記録することで、保存時間管理テーブルを更新する。また、保存劣化演算部２２１は、走行時の平均ＳＯＣ及び平均温度を、保存時間管理テーブルの平均ＳＯＣ及び電池温度と対応させつつ、保存時間をテーブル上に記録することで、保存時間管理テーブルを更新する。

ステップＳ４３にて、劣化状態推定部２２は、劣化度を演算するシステムの初期始動時から現在まで、劣化度の演算を可能とする時間閾値（劣化度演算可能時間）を経過しているか否かを判定する。システムの初期始動時から現在までの時間が、時間閾値を経過していない場合には、保存時間管理テーブルに蓄積されている保存時間のデータが少ないため、保存劣化度の演算精度が低くなる。そのため、システムの初期始動時から現在までの時間が時間閾値を経過していない場合には、劣化状態推定部２２は、本例の演算制御を終了する。

一方、システムの初期始動時から現在までの時間が時間閾値を経過している場合には、ステップＳ４４に遷る。

ステップＳ４４にて、保存劣化演算部２２１は、保存時間管理テーブルに蓄積された保存時間を、等価保存時間に変換する。ステップＳ４５にて、保存劣化演算部２２１は、総等価保存時間を演算する。ステップＳ４６にて、保存劣化演算部２２１は、等価保存時間に保存劣化係数を乗算することで、保存劣化度を演算し、ステップＳ４に遷る。

図７に戻り、ステップＳ４にて、劣化状態推定部２２は、サイクル劣化度を演算する制御を行う。図９を用いて、サイクル劣化度の演算制御について説明する。図９は、サイクル劣化度の演算制御の制御手順を示すフローチャートである。

ステップＳ５１にて、サイクル劣化演算部２２２は、前回走行時の電流積算値を取得する。ステップＳ５２にて、前回走行時の平均温度を積算電流値管理テーブル上の電池温度と対応させつつ、電流積算値をテーブル上に記録することで、積算電流値管理テーブルを更新する。

ステップＳ５３にて、サイクル劣化演算部２２２は、積算電流値管理テーブルに蓄積された積算電流値を等価電流積算値に変換する。ステップＳ５４にて、サイクル劣化演算部２２２は、総等価電流積算値を演算する。ステップＳ５５にて、サイクル劣化演算部２２２は、総等価電流積算値にサイクル劣化係数を乗算することで、サイクル劣化度を演算し、ステップＳ５に遷る。

図７に戻り、ステップＳ５にて、劣化度演算部２２３は、演算した保存劣化度と、演算したサイクル劣化度に基づいて、バッテリ１の現在の劣化度を推定する。ステップＳ６にて、劣化度演算部２２３は、ステップＳ６で演算した現在の劣化度をメモリ３５に記録する。

ステップＳ７にて、電池管理コントローラ２０は、メインリレー４０がオフになっているか否かを判定する。メインリレー４０がオン状態である場合には、ステップＳ８にて、電池管理コントローラ２０は、電流センサ３１等を制御し、バッテリ１の電流を検出し、ステップＳ７に戻る。そして、ステップＳ７〜ステップＳ８の制御フローが繰り返されることで、車両の走行中に、バッテリ１の電流積算値が演算、記録される。

一方、ステップＳ７にて、メインリレー４０がオフに切り替わった場合には、本例の制御を終了する。

次に、図１０を用いて、メインリレー４０がオンからオフに切り替わり、車両が停車した時の電池管理コントローラ２０の制御について説明する。図１０は、メインリレー４０がオンからオフに切り替わった時の電池管理コントローラ２０の制御手順を示すフローチャートである。

メインリレー４０がオンからオフに切り替わる時に、ステップＳ６１にて、電池管理コントローラ２０は、メモリ３５に記憶されている電池データを取得する。ステップ６２にて、ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点に検出された温度センサ３３の検出温度、及び、メモリ３５に記録されたバッテリ１の劣化度から、バッテリ１の状態に応じたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルをメモリ３５から選択する。

ステップＳ６３にて、ＳＯＣ検出部２１は、選択されたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照し、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点で検出された電圧センサ３２の検出電圧から、バッテリ１のＳＯＣを検出する。ステップＳ６４にて、ＳＯＣ検出部２１は、ステップＳ６３で検出したＳＯＣを、車両の停止時のＳＯＣとしてメモリ３５に記録し、本例の制御を終了する。

上記のように、本例は、前回検出された前回ＳＯＣ、及び、今回検出された今回ＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算し、前回ＳＯＣを検出した時点と今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間、平均ＳＯＣ、及び、検出温度に基づき、バッテリ１の保存劣化状態を演算し、バッテリ１の検出電流に基づき、バッテリ１のサイクル劣化状態を演算し、保存劣化状態及びサイクル劣化状態に基づき、バッテリ１の現在の劣化状態を推定する。

これにより、本例は、今回ＳＯＣが検出された時点（すなわち開放電圧が検出された時点）で、保存劣化によるバッテリ１の劣化状態を把握することができるため、バッテリ１の現在の劣化度を短時間で推定することができる。

また、本例は、前回ＳＯＣと今回ＳＯＣとの２点の演算値に基づいて、バッテリ１の保存劣化状態を演算するため、演算対象となるデータ量を少なくすることができ、メモリ３５の容量を削減することができる。また、本例は演算負荷を抑えることができるため、劣化状態の演算時間を短くすることができる、また本例は、高速な演算装置を電池管理コントローラ２０に用いなくてもよいため、コストを抑制することができる。

また本例は、メインリレー４０がオフである場合の保存劣化状態を演算する。これにより、本例は、メインリレー４０のオン及びオフのそれぞれの動作状態に応じて、バッテリ１の劣化状態を演算しているため、バッテリ１の現在の劣化度の推定精度を高めつつ、短時間で推定することができる。

また本例において、ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点と対応して前回ＳＯＣを検出し、メインリレー４０のオフからオンへの切り替え時点と対応して今回ＳＯＣを検出する。これにより、メインリレー４０の切り替えのタイミングと、ＳＯＣの検出タイミングを合わせることができるため、制御フローが複雑になることを防ぐことができる。

なお、本例において、保存劣化度の演算に用いるＳＯＣ、すなわち保存時間の前後のＳＯＣは、必ずしも、メインリレー４０のオン、オフの切り替えのタイミングと同時に検出されたＳＯＣとする必要はなく、メインリレー４０のオン、オフの切り替え時に最も近いタイミングで、ＳＯＣ検出部２１により検出されたＳＯＣとしてもよい。

なお、本例において、保存劣化演算部２２１は、メインリレー４０のオン、オフの切り替え時に、温度センサ３３により検出された検出電圧から、保存時間中の平均温度を演算し保存劣化度を演算したが、平均温度を演算することなく、メインリレー４０のオン、オフの切り替え時の検出温度から保存劣化度を演算してもよい。

また、保存劣化演算部２２１は、保存劣化度の演算に用いる電池温度を、メインリレー４０のオン、オフの切り替え時に温度センサ３３で検出された検出温度とする必要はなく、メインリレー４０のオン、オフの切り替え時に近いタイミングで、温度センサ３３により検出された検出温度としてもよい。すなわち、保存劣化度の演算に用いる電池温度は、保存時間中におけるバッテリ１の電池温度に相当する温度であればよい。

なお、本例は、サイクル劣化度を、放電電流の積算値に基づいて演算したが、放電のみに限らず、充放電電流の積算値に基づいてサイクル劣化度を演算してもよい。また、サイクル劣化演算部２２２は、車両の走行中に限らず、外部電源によるバッテリ１の充電中に、充電電流の積算値からサイクル劣化度を演算し、劣化度演算部２２３は、外部電源によるバッテリ１の充電中の劣化度を推定してもよい。

上記の電流センサ３１が本発明の「電流検出手段」に相当し、温度センサ３２が本発明の「温度検出手段」に相当し、ＳＯＣ検出部２１が本発明の「ＳＯＣ検出部」に相当し、劣化状態推定部２２が本発明の「劣化状態推定部」に相当し、上記のメインリレー４０が本発明の「スイッチ」に相当する。

《第２実施形態》
図１１は、発明の他の実施形態に係る劣化状態推定装置のブロック図である。
本例では上述した第１実施形態に対して、ＳＯＣ検出部２１がタイマー３４で計測された時間に基づいて、ＳＯＣを検出する点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。

タイマー２４は、メインリレー４０のオフ状態の継続時間を計測している。この継続時間は、バッテリ１が無負荷状態で放置されている時間を示す。

バッテリ１が無負荷状態で長時間放置されると、バッテリ１の保存劣化度の上昇幅が大きくなる、そのため、本例では、バッテリ１が無負荷状態で長時間放置された場合は、一時的にシステムを起動して、放置期間中のＳＯＣを検出している。

メモリ３５には、バッテリ１の保存時間中に、システムを起動させて、ＳＯＣを検出するためのシステム起動時間が予め設定されている。

本例の劣化状態推定装置は、メインリレー４０のオフ状態のときに、電池管理コントローラ２０、電圧センサ３２、温度センサ３３、及びタイマー３４を駆動することができるように、設計されている。これらの構成は、メインリレー４０を接続する配線とは、別の配線でバッテリ１と接続されている。なお、本例は、これらの構成の電源を確保するために、補助電源を設けてもよい。

電池管理コントローラ２０は、タイマー３４により計測された、メインリレー４０のオフ状態の継続時間と、予め定めたシステム起動時間を比較する。そして、メインリレー４０のオフ状態の継続時間がシステム起動時間より長い場合には、電池管理コントローラ２０は、ＳＯＣ検出部２１、電圧センサ３２及び温度センサ３３を起動させる。

電圧センサ３２は、放置期間中のバッテリ１の電圧を検出し、温度センサ３３はバッテリ１の電池温度を検出する。

ＳＯＣ検出部２１は、温度センサ３３の検出電圧と、メモリ３５に記録されているバッテリ１の劣化度から、ＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを選択する。そして、ＳＯＣ検出部２１は、選択したマップを参照し、電圧センサ３２の検出電圧に対するＳＯＣを、保存時のＳＯＣとして検出し、メモリ３５に記憶する。これにより、本例は、放置期間が長時間になった場合に、放置期間の継続中、バッテリ１のＳＯＣを検出することができる。

また、保存劣化演算部２２１は、メインリレー４０のオンからオフへの切り替え時点とＳＯＣを検出した時点との間の経過時間と、当該経過時間中のバッテリ１の平均温度を演算する。この経過時間が、ＳＯＣの検出時点までの保存時間に相当する。保存劣化演算部２２１は、上記により演算した平均ＳＯＣ、保存時間及び平均温度を、保存時間管理テーブルに記録する。

タイマー３４は、保存時間中のバッテリ１のＳＯＣを検出すると、計測値をリセットして、メインリレー４０のオフ状態の継続時間を再び、計測する。そして、メインリレー４０のオフ状態の継続時間がシステム起動時間より長くなった場合には、電池管理コントローラ２０はシステムを起動させて、ＳＯＣ検出部２１はＳＯＣを検出し、保存劣化演算部２２１は放置期間における保存時間を演算する。

次に、図１２を用いて、放置期間中における、バッテリ１のＳＯＣの検出タイミングに説明する。図１２は、ＳＯＣの検出タイミングを説明するためのグラフであって、（ａ）はバッテリ電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は電池温度の推移を示すグラフであり、（ｃ）は放電電流の積算値の推移を示すグラフである。（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間を示す。なお、図１２（ａ）中の○のポイントは開放電圧（ＯＣＶ）を検出するタイミングを示している。

時刻（ｔ_０）から時刻（ｔ_１）までの制御については、図６の時刻（ｔ_０）から時刻（ｔ_１）までの制御と同様であるため、説明を省略する。

時刻（ｔ_１）でメインリレー４０がオフからオンに切り替わると、電池管理コントローラ２０は、タイマー３４を用いて、メインリレー４０のオフ状態の継続時間を計測する。時刻（ｔ_２）の時点で、メインリレー４０のオフ状態の継続時間（時刻（ｔ_１）から時刻（ｔ_２）までの時間）がシステム起動時間より長くなる。電池管理コントローラ２０はシステムを起動させて、ＳＯＣ検出部２１により、バッテリ１のＳＯＣを検出し、保存劣化演算部２２１により、時刻（ｔ_１）から時刻（ｔ_２）までの保存劣化度に関するデータ（平均ＳＯＣ、平均温度、保存時間）を演算し、保存時間管理テーブルに更新する。そして、電池管理コントローラ２０は、システムをオフにする。

時刻（ｔ_３）の時点で、メインリレー４０のオフ状態の継続時間（時刻（ｔ_２）から時刻（ｔ_３）までの時間）がシステム起動時間より長くなる。電池管理コントローラ２０は、システムを起動させて、時刻（ｔ_２）の制御と同様の制御を行う。

これにより、本例は、バッテリ１の放置期間中、システム起動時間の周期で、バッテリ１のＳＯＣを検出することができる。

次に、図１３を用いて、メインリレー４０のオフ状態における、電池管理コントローラ２０の制御手順を説明する。なお、図１３に示す制御フローは、メインリレー４０のオフ状態が継続される限り、繰り返し行われる。

メインリレー４０がオフからオンに切り替わると、ステップＳ７１にて、電池管理コントローラ２０は、タイマー３４を用いて、メインリレー４０のオフ状態の継続時間を計測する。ステップＳ７２にて、計測した継続時間と、システム起動時間とを比較する。継続時間がシステム起動時間以下である場合には、電池管理コントローラ２０は本例の制御を終了する。

継続時間がシステム起動時間より長い場合には、電池管理コントローラ２０は、ＳＯＣを検出するためのシステムを起動させる（ステップＳ７３）。ステップＳ７４にて電池管理コントローラ２０は、電圧センサ３２及び温度センサ３３を用いて、バッテリ１の電圧及び電池温度を検出する。

ステップＳ７５にて、電池管理コントローラ２０は、メモリ３５に記録されている電池データを取得する。ステップＳ７６にて、検出したバッテリ１の電池温度及びメモリ３５に記録されているバッテリ１の劣化度から、バッテリ１の状態に応じたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを選択する。

ステップＳ７７にて、ＳＯＣ検出部２１は、選択されたＯＣＶ−ＳＯＣテーブルを参照し、検出したバッテリ１の検出電圧からバッテリ１のＳＯＣを検出する。ステップＳ７８にて、ＳＯＣ検出部２１は、検出したＳＯＣを、放置期間中における、システム起動時のＳＯＣとして、メモリ３５に記録する。

ステップＳ７９にて、保存劣化演算部２２１は、前回のシステム起動時のＳＯＣを取得する。なお、放置期間中、ステップＳ７３のシステム起動が１回目である場合には、このシステム起動時のＳＯＣは、メインリレー４０のオンからオフへの切り替えの時点で検出したＳＯＣに相当する。また、放置期間中、ステップＳ７３のシステム起動が２回目以降である場合には、このシステム起動時のＳＯＣは、前回のシステム起動時に検出したＳＯＣに相当する。

ステップＳ８０にて、保存劣化演算部２２１は、ステップＳ７７で演算したシステム起動時のＳＯＣと、取得した停止時のＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算する。ステップＳ８１にて、保存劣化演算部２２１は、メモリ３５に記憶されている前回のシステム起動時の電池温度と、検出したバッテリ１の検出温度から、平均温度を演算する。

ステップＳ８２にて、保存劣化演算部２２１は、ステップＳ８０の平均ＳＯＣ及び平均温度を、保存時間管理テーブルの平均ＳＯＣ及び電池温度と対応させつつ、システム起動時間をテーブル上に記録することで、保存時間管理テーブルを更新する。ステップ８３にて、電池管理コントローラ２０は、ＳＯＣを検出するためのシステムを停止させて、本例の制御を終了する。

上記のように、本例は、メインリレー４０のオフ状態の継続時間がシステム起動時間より長い場合には、メインリレー４０のオフ状態を維持しつつ、バッテリ１のＳＯＣを検出する。これにより、バッテリ１の放置期間中において、バッテリ１のデータの取得頻度を高めることができ、劣化状態の推定精度を高めることができる。

なお、本発明の変形例として、電池管理コントローラ２０は、バッテリ１の熱容量と外気温度から演算されるバッテリ１の熱抵抗に応じて、システム起動時間を設定してもよい。熱容量は、バッテリ１の性質に応じて予め決まる値である。また、バッテリ１の電池温度に対して外気温度が低く、温度差が大きいほど、バッテリ１の熱抵抗が小さくなる。

バッテリ１の熱抵抗が小さい場合には、バッテリ１の放置状態において、バッテリ１の温度変化が大きくなる。そのため、バッテリ１の熱抵抗が小さいほど、電池管理コントローラ２０は、システム起動時間を短くし、バッテリ１の放置期間中におけるＳＯＣの検出頻度を多くしている。

これにより、本例は、バッテリ１の放置期間が長時間になった場合に、バッテリ１の状態に応じて、保存状態の推定精度を高めることができる。

《第３実施形態》
図１４は、発明の他の実施形態に係る劣化状態推定装置のブロック図である。
本例では上述した第１実施形態に対して、ＳＯＣ検出部２１が電流センサ３１の検出電流に基づいて、ＳＯＣを検出する点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、第１又は第２実施形態の記載を適宜、援用する。

ＳＯＣ検出部２１は、メインリレー４０のオフからオンへの切り替えの時点では、電圧センサ３２の検出電圧に基づいて、車両の停止時及びバッテリ１の外部充電の終了時におけるＳＯＣを検出する。

一方、メインリレー４０のオンからオフへの切り替えの時点では、ＳＯＣ検出部２１は、電流センサ３１の電流積算値からＳＯＣを演算することで、ＳＯＣを検出する。この時の電流積算値は、バッテリ１の充電電流及び放電電流の積算値である。メモリ３５には、電流積算値とＳＯＣとの相関関係を示すテーブルが予め記録されている。そして、ＳＯＣ検出部２１は、当該テーブルを参照して、電流積算値に対応するＳＯＣを演算する。

上記のように、本例は、保存劣化度の演算対象となるＳＯＣのうち、前回検出されたＳＯＣを電流センサ３１の検出電流の積算値に基づいて検出し、今回検出されたＳＯＣを、メインリレー４０のオフからオンへの切り替えの時点で検出された検出電圧に基づいて検出する。

メインリレー４０がオンからオフに切り変わった時には、バッテリ１の分極の影響で、ＯＣＶ（開放電圧）を正確に取得できない可能性がある。本例では、メインリレー４０のオフからオンへの切り替えの時には、電流積算値に基づいてＳＯＣを検出している。そのため、本例は、バッテリ１の分極が影響して、ＯＣＶを正確に取得できず、ＳＯＣを正確に検出できない可能性を排除できる。

１…バッテリ
２…インバータ（ＩＮＶ）
３…モータ
４…充電器
５…充電ポート
１０…メインコントローラ
２０…電池管理コントローラ
２１…ＳＯＣ検出部
２２…劣化状態推定部
２２１…保存劣化演算部
２２２…サイクル劣化演算部
２２３…劣化度演算部
３１…電流センサ
３２…電圧センサ
３３…温度センサ
４０…メインリレー

Claims (7)

1. 二次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定装置において、
   前記二次電池の電流を検出する電流検出手段と、
   前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
   前記二次電池のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
   前記二次電池の現在の劣化状態を推定する劣化状態推定手段とを備え、
   前記劣化状態推定手段は、
   前記ＳＯＣ検出手段により前回検出された前回ＳＯＣ、及び、前記ＳＯＣ検出手段により今回検出された今回ＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算し、
   前記前回ＳＯＣを検出した時点と前記今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間、前記平均ＳＯＣ、及び、前記温度検出手段により検出された検出温度に基づき、前記二次電池の経時的に発生する劣化を示す保存劣化状態を演算し、
   前記電流検出手段により検出された検出電流に基づき、前記二次電池の充放電のサイクルによる劣化を示すサイクル劣化状態を演算し、
   前記保存劣化状態及び前記サイクル劣化状態に基づき、前記現在の劣化状態を推定する
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
2. 請求項１記載の劣化状態推定装置であって、
   前記二次電池と負荷との間を電気的に遮断、導通させるスイッチをさらに備え、
   前記劣化状態推定手段は、
   前記スイッチがオフである場合の前記保存劣化状態を演算する
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
3. 請求項１又は２記載の劣化状態推定装置であって、
   前記二次電池と負荷との間を電気的に遮断、導通させるスイッチをさらに備え、
   前記ＳＯＣ検出手段は、
   前記スイッチのオンからオフへの切り替えの時点と対応して前記前回ＳＯＣを検出し、
   前記スイッチのオフからオンへの切り替えの時点と対応して前記今回ＳＯＣを検出する
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の劣化状態推定装置であって、
   前記二次電池と負荷との間を電気的に遮断、導通させるスイッチと、
   前記スイッチのオフ状態の継続時間を計測するタイマーをさらに備え、
   前記ＳＯＣ検出手段は、
   前記継続時間が所定の時間より長い場合には、前記スイッチのオフ状態で、前記ＳＯＣを検出する
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
5. 請求項４記載の劣化状態推定装置であって、
   前記所定の時間は、前記二次電池の熱容量と外気の温度から演算される熱抵抗に応じて設定されている
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化状態推定装置であって、
   前記二次電池と負荷との間を電気的に遮断、導通させるスイッチと、
   前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
   前記ＳＯＣ検出手段は、
   前記検出電流の積算値に基づいて前記前回ＳＯＣを検出し、
   前記スイッチのオフからオンへの切り替えの時点で、前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて前記今回ＳＯＣを検出する
   ことを特徴とする劣化状態推定装置。
7. 二次電池の劣化状態を推定する方法であって、
   前記二次電池の電流を検出する電流検出ステップと、
   前記二次電池の温度を検出する温度検出ステップと、
   前記二次電池のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出ステップと、
   ＳＯＣ検出ステップで前回検出した前回ＳＯＣ、及び、前記ＳＯＣ検出ステップで今回検出した今回ＳＯＣから、平均ＳＯＣを演算するステップと、
   前記前回ＳＯＣを検出した時点と前記今回ＳＯＣを検出した時点との間の経過時間、前記平均ＳＯＣ、及び、前記温度検出ステップで検出した検出温度に基づき、前記二次電池の経時的に発生する劣化を示す保存劣化状態を演算するステップと、
   前記電流検出ステップにより検出された検出電流に基づき、前記二次電池の充放電のサイクルによる劣化を示すサイクル劣化状態を演算するステップと、
   前記保存劣化状態及び前記サイクル劣化状態に基づき、前記二次電池の現在の劣化状態を推定するステップを含む
   ことを特徴とする劣化状態推定方法。

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