JP2019124535A

JP2019124535A - 電源システム

Info

Publication number: JP2019124535A
Application number: JP2018004433A
Authority: JP
Inventors: 裕太下西; Yuta Shimonishi; 周平吉田; Shuhei Yoshida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-01-15
Also published as: JP7102742B2

Abstract

【課題】二次電池のＳＯＣを正確に推定できる電源システムを提供すること。【解決手段】二次電池２と、ＳＯＣ推定装置３とを備える。ＳＯＣ推定装置３は、記憶部３１、ΔＶ測定部３２、ＯＣＰ算出部３３、ＯＣＶ算出部３４、推定部３５を備える。記憶部３１は、劣化前正ＯＣＰ特性と、負ＯＣＰ特性とを記憶している。ΔＶ測定部３２は、使用により劣化した二次電池２が低ＳＯＣ状態になっているときに、二次電池２を放電させ、電圧変化量ΔＶを測定する。ＯＣＰ算出部３３は、電圧変化量ΔＶの測定値と劣化前正ＯＣＰ特性とを用いて、現在正ＯＣＰ特性を算出する。ＯＣＶ算出部３４は、現在正ＯＣＰ特性と負ＯＣＰ特性とを用いて、現在ＯＣＶ特性を算出する。推定部３５は、二次電池２のＯＣＶと現在ＯＣＶ特性とを用いて、ＳＯＣを推定する。【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池と、該二次電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置とを備える電源システムに関する。

従来から、リチウムイオン電池等の二次電池と、該二次電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を推定するＳＯＣ推定装置とを備えた電源システムが知られている（下記特許文献１参照）。二次電池（以下、単に「電池」とも記す）は、それぞれ活物質を有する正極及び負極を備える。電池を充放電すると、上記活物質にリチウム等の金属イオンが脱挿入され、これに伴って、正極及び負極の電位が変化する。上記電池では、正極と負極の電位の差が、出力電圧となって表れる。

ＳＯＣ推定装置は、正極の開回路電位（ＯＣＰ：Open Circuit Potential）とＳＯＣとの関係である正ＯＣＰ特性と、負極の開回路電位とＳＯＣとの関係である負ＯＣＰ特性とを記憶している。正ＯＣＰ特性から負ＯＣＰ特性を減算すると、出力電圧（開回路電圧）とＳＯＣとの関係であるＯＣＶ特性を得ることができる。ＳＯＣ推定装置は、電池の開回路電圧を測定し、その測定値と、上記ＯＣＶ特性とを用いて、電池のＳＯＣを推定する。

電池は、使用すると劣化し、ＯＣＶ特性が変化することが知られている。そのため上記ＳＯＣ推定装置は、電池が劣化した場合、その劣化度に応じて、正ＯＣＰ特性、負ＯＣＰ特性、正負極のＳＯＣずれを補正するよう構成されている。これにより、電池が劣化した場合でも、ＯＣＶ特性を算出でき、ＳＯＣを推定できるようにしてある。

特許第５９０４１３４号公報

しかしながら、上記電源システムでは、劣化した電池の正ＯＣＰ特性を、充分に正確に補正できていなかった。そのため、劣化した電池のＯＣＶ特性を充分正確に算出できなかった。したがって、ＳＯＣの推定精度が必ずしも充分に高いとは言えなかった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、電池のＳＯＣをより正確に推定できる電源システムを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、二次電池（２）と、該二次電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置（３）とを備える電源システム（１）であって、
上記ＳＯＣ推定装置は、
劣化前の上記二次電池の、正極（２１_P）の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である劣化前正ＯＣＰ特性（Ｐ_A）と、上記二次電池の容量劣化率が予め定められた値より高い高劣化状態における上記正極の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である高劣化正ＯＣＰ特性（Ｐ_C）と、上記二次電池の、負極（２１_N）の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である負ＯＣＰ特性（Ｎ）と、を記憶する記憶部（３１）と、
使用により劣化した上記二次電池が、予め定められた閾値（ＳＯＣ_TH）よりも上記ＳＯＣが低い低ＳＯＣ状態となっているときに、上記二次電池の放電前の電圧である放電前電圧（Ｖ₁）を測定すると共に、その測定後、上記二次電池を予め定められた放電時間（Ｔ_D）放電し、該放電を停止して所定の待機時間（Ｔ_w）経過したときの電圧である放電後電圧（Ｖ₂）を測定して、上記放電前電圧と上記放電後電圧との差である電圧変化量（ΔＶ）を求めるΔＶ測定部（３２）と、
上記電圧変化量の測定値と、上記劣化前正ＯＣＰ特性と、上記高劣化正ＯＣＰ特性とを用いて、上記正極の上記開回路電位と上記ＳＯＣとの現在の関係である現在正ＯＣＰ特性（Ｐ_B）を算出するＯＣＰ算出部（３３）と、
上記現在正ＯＣＰ特性と上記負ＯＣＰ特性とを用いて、上記二次電池の開回路電圧と上記ＳＯＣとの現在の関係である現在ＯＣＶ特性を算出するＯＣＶ算出部（３４）と、
上記二次電池の上記開回路電圧を測定し、その測定値と上記現在ＯＣＶ特性とを用いて、上記二次電池の上記ＳＯＣを推定する推定部（３５）と、
を備える電源システムにある。

上記電源システムのＳＯＣ推定装置は、電池の上記電圧変化量を測定し、その測定値を用いて、上記現在正ＯＣＰ特性を算出する。そして、この現在正ＯＣＰ特性を用いて上記現在ＯＣＶ特性を算出し、これを用いてＳＯＣを推定するよう構成されている。
そのため、電池のＳＯＣを正確に推定することができる。すなわち、後述するように、上記電圧変化量と、電池の劣化度との間には大きな相関関係がある。そのため、電圧変化量を用いれば、上記現在正ＯＣＰ特性を正確に算出することができる。したがって、この現在正ＯＣＰ特性から上記負ＯＣＰ特性を減算することにより、上記現在ＯＣＶ特性を正確に算出することができる。そのため、この現在ＯＣＶ特性を用いて、電池のＳＯＣを正確に推定することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、電池のＳＯＣをより正確に推定できる電源システムを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、劣化前正ＯＣＰ特性と、現在正ＯＣＰ特性と、高劣化正ＯＣＰ特性と、負ＯＣＰ特性とを表したグラフ。実施形態１における、ＯＣＶ特性を表したグラフ。実施形態１における、電源システムの概念図。実施形態１における、ΔＶを測定する際の、電池の電圧の時間変化を表したグラフ。実施形態１における、劣化前の電池の、正極電位とＳＯＣとの関係を表したグラフ。実施形態１における、劣化した電池の、正極電位とＳＯＣとの関係を表したグラフ。実施形態１における、放電中の電池の概念図。実施形態１における、充電中の電池の概念図。実施形態１における、低ＳＯＣ状態で放電している電池の概念図。実施形態１における、ＳＯＣ推定装置のフローチャート。図１０に続くフローチャート。実施形態１における、正極電位とＳＯＣとの関係を、劣化前と後とについて測定したグラフ。実施形態１における、現在正ＯＣＰ特性の、計算値および実測値。実施形態２における、電源システムの概念図。実施形態２における、ＳＯＣ推定装置のフローチャート。実施形態３における、ＳＯＣ推定装置のフローチャート。

（実施形態１）
上記ＳＯＣ推定装置に係る実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。図３に示すごとく、本形態の電源システム１は、二次電池２と、該二次電池２のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置３とを備える。ＳＯＣ推定装置３は、記憶部３１と、ΔＶ測定部３２と、ＯＣＰ算出部３３と、ＯＣＶ算出部３４と、推定部３５とを備える。

記憶部３１は、劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_Aと、高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cと、負ＯＣＰ特性Ｎとを記憶している。図１に示すごとく、劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_Aは、劣化前の二次電池２の、正極２１_Pの開回路電位とＳＯＣとの関係である。高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cは、電池２の容量劣化率が予め定められた値より高い高劣化状態における、正極２１_Pの開回路電位とＳＯＣとの関係である。また、負ＯＣＰ特性Ｎは、二次電池２の、負極２１_Nの開回路電位とＳＯＣとの関係である。記憶部３１は、これら劣化前正ＯＣＰ特性と、高劣化正ＯＣＰ特性と、負ＯＣＰ特性とを、数値データ又は関数として記憶している。

ΔＶ測定部３２は、使用により劣化した電池２が低ＳＯＣ状態（図６参照）になっているときに、図４に示す電圧変化量ΔＶを測定する。低ＳＯＣ状態は、予め定められた閾値ＳＯＣ_THよりもＳＯＣが低い状態である。電圧変化量ΔＶの測定は、以下のように行う。まず、図４に示すごとく、二次電池２の放電前の電圧である放電前電圧Ｖ₁を測定する。その後、二次電池２を予め定められた放電時間Ｔ_D放電し、該放電を停止して所定の待機時間Ｔ_w経過したときの電圧である放電後電圧Ｖ₂を測定する。そして、放電前電圧Ｖ₁から放電後電圧Ｖ₂を減算して、電圧変化量ΔＶ（＝Ｖ₁−Ｖ₂）を求める。

ＯＣＰ算出部３３は、電圧変化量ΔＶの測定値と、上記劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_Aと、高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cとを用いて、図１に示すごとく、正極２１_Pの閉回路電位とＳＯＣとの現在の関係である現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bを算出する。

ＯＣＶ算出部３４は、現在正ＯＣＰ特性と負ＯＣＰ特性とを用いて、図２に示すごとく、二次電池の開回路電圧とＳＯＣとの現在の関係である現在ＯＣＶ特性を算出する。より詳しくは、ＯＣＶ算出部３４は、現在正ＯＣＰ特性から負ＯＣＰ特性を減算することにより、現在ＯＣＶ特性を求める。

推定部３５は、二次電池２の開回路電圧を測定し、その測定値と現在ＯＣＶ特性とを用いて、二次電池２のＳＯＣを推定する。

本形態の電源システム１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電源システムである。図３に示すごとく、電池２は、負荷１２と、充電装置１１とに接続している。負荷１２と電池２との間には、放電用スイッチ１４が設けられている。また、充電装置１１と電池２との間には、充電用スイッチ１３が設けられている。ＳＯＣ推定装置３は、電池２の充放電を制御する制御装置を兼ねている。ＳＯＣ推定装置３は、電池２を充電するときは充電用スイッチ１３をオンし、放電するときは放電用スイッチ１４をオンする。負荷１２は、例えば、車両のインバータとすることができる。

次に、電池２の構造について説明する。本形態の電池２は、リチウムイオン二次電池である。図７に示すごとく、電池２は、正極２１_Pと、負極２１_Nと、これらを絶縁するインシュレータ２２と、電解液２３とを備える。正極２１_P及び負極２１_Nは、それぞれ活物質２１０を備える。

図７に示すごとく、電池２のＳＯＣが高い場合は、殆どのリチウムイオンは、負極２１_Nの活物質２１０_Nに存在している。電池２を放電させると、リチウムイオンが負極２１_Nから脱離し、電解液２３を移動する。その後、リチウムイオンは正極２１_Pに挿入され、活物質２１０_P内に保持される。

また、図８に示すごとく、電池２のＳＯＣが低い場合は、殆どのリチウムイオンは、正極２１_Pの活物質２１０_Pに存在している。電池２を充電すると、リチウムイオンが正極２１_Pから脱離し、電解液２３を移動する。その後、リチウムイオンは負極２１_Nに挿入され、活物質２１０_N内に保持される

図１に示すごとく、電池２のＳＯＣが変化するに伴って、正極２１_Pの電位（Ｐ_A〜Ｐ_C）と、負極２１_Nの電位（Ｎ）とが変化する。これらの電位の差が、電池２の電圧となって表れる（図２参照）。

正極２１_Pの電位は、電池２の劣化に伴って大きく変化する。未使用の電池２の正極電位の特性はＰ_Aであり、略完全に劣化した電池２の正極電位の特性はＰ_Cである。電池２の劣化に伴って、正極電位の特性はＰ_AからＰ_Cへ向かって徐々に変化する。このように正極電位の特性が変化するのは、正極２１_Pの活物質２１０_Pの結晶構造が変化し、分極が大きくなることが原因だと考えられる。

また、負極電位の特性（負ＯＣＰ特性）は、電池２が劣化しても殆ど変わらない。これは、電池２が劣化しても、負極２１_Nの活物質２１０_Nは結晶構造が大きく変化しないことが原因だと考えられる。

上述したように、電池２の正極電位の特性（現在正ＯＣＰ特性）は、電池２の劣化に伴って変化する。そのため、現在正ＯＣＰ特性から負ＯＣＰ特性を減算して得られる現在ＯＣＶ特性（図２参照）も、電池２の劣化に伴って変化する。したがって、現在ＯＣＶ特性を正確に認識していないと、電池２のＳＯＣを正確に推定できなくなる。そのため本形態のＳＯＣ推定装置３は、上記電圧変化量ΔＶ（図４参照）を測定し、これを用いて現在正ＯＣＰ特性を算出して、現在ＯＣＶ特性を正確に求めている。

ＳＯＣ推定装置３は、上述したように、電池２が上記低ＳＯＣ状態（図６参照）であるときに、電圧変化量ΔＶを測定する。この際、まず、図４に示すごとく、放電前の電圧である放電前電圧Ｖ₁を測定する。その後、電池２を所定の放電時間Ｔ_D放電させ、待機時間Ｔ_W経過したときの電圧である放電後電圧Ｖ₂を測定する。そして、放電前電圧Ｖ₁から放電後電圧Ｖ₂を減算して、電圧変化量ΔＶを求める。

このようにして求めた電圧変化量ΔＶは、電池２の劣化度と大きな相関がある。その理由について説明する。図９に示すごとく、放電を行うと、リチウムイオンが負極２１_Nから脱離し、電解液２３を移動して、正極２１_Pに挿入される。放電時には、これら負極２１_N、電解液２３、正極２１_Pの分極のため、電池２の電圧が低下する（図４参照）。また、放電を停止すると、電解液２３と負極２１_Nがまず定常状態に戻り（すなわち分極が緩和され）、その後、暫く経過して、正極２１_Pの分極が緩和される。したがって、放電を停止してから僅かに経過したときの電圧（すなわち放電後電圧Ｖ₂）は、正極２１_Pの分極のみが緩和されていない状態で測定した電圧である。そのため、上記電圧変化量ΔＶ（＝Ｖ₁−Ｖ₂）を測定することにより、正極２１_Pの分極によって生じた電圧降下を測定することができる。電池２が劣化すると、正極２１_Pの活物質２１０_Pの結晶構造が変化し、分極が大きくなるため、電圧変化量ΔＶが高くなる。

特に、低ＳＯＣ状態では、図９に示すごとく、正極２１_Ｐの活物質２１０_Pに多くのリチウムイオンが存在しているため、リチウムイオンが移動しにくく、分極が大きくなりやすい。したがって、低ＳＯＣ状態では、電圧変化量ΔＶは、電池２の劣化度を正確に反映した値になりやすい。

また、電圧変化量ΔＶを測定する際には、電池２の放電レートをなるべく高くすることが望ましい。放電レートを高くすると、活物質２１０_Pの分極が大きくなりやすい。そのため、放電レートを高くした場合は、電圧変化量ΔＶは、電池２の劣化度を正確に反映した値になりやすい。なお、放電レートは、１Ｃ以上とすることが好ましい。

また、記憶部３１（図３参照）は、下記表１に示すごとく、電圧変化量ΔＶに対応する重み付け係数ｔを記憶している。重み付け係数ｔは、電圧変化量ΔＶが高くなるほど１より小さくなり、０に近づく係数である。

また、記憶部３１は、上述したように、上記劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_A（図１参照）と、高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cを記憶している。ＯＣＰ算出部３３は、劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_Aと、高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cと、重み付け係数ｔとから、下記式（１）を用いて、現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bを算出する。
Ｐ_B＝Ｐ_Aｔ＋Ｐ_C（１−ｔ）・・・（１）

この式から分かるように、電池２が殆ど劣化しておらず、電圧変化量ΔＶが小さい場合は、重み付け係数ｔは１に近いため、現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bは、劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_Aに近い特性になる。また、電池２が大きく劣化し、電圧変化量ΔＶが大きくなった場合は、重み付け係数ｔが０に近づくため、現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bは、高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cに近い特性になる。

次に、ＳＯＣ推定装置３のフローチャートの説明をする。図１０に示すごとく、ＳＯＣ推定装置３は、まず、ステップＳ１を行う。ここでは、電池２の電圧Ｖ、電流Ｉ、温度Ｔから、電池２の現在のＳＯＣを算出する。その後、ステップＳ２に移る。ここでは、ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_THより小さいか否か、すなわち低ＳＯＣ状態であるか否かを判断する。閾値ＳＯＣ_THは、例えば４０％に設定することができる。

ステップＳ２でＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ３を行い、放電前電圧Ｖ₁（図４参照）を測定する。その後、ステップＳ４に移る。ここでは、電池２を予め定められた放電時間Ｔ_D放電させ、放電を停止してから所定の待機時間Ｔ_W休止させる。その後、ステップＳ５に移り、放電後電圧Ｖ₂を測定する。そして、ステップＳ６に移り、電圧変化量ΔＶ（＝Ｖ₁−Ｖ₂）を算出する。

次いで、ステップＳ７に移る。ここでは、電圧変化量ΔＶが所定の電圧閾値Ｖ_THより高いか否かを判断する。電圧閾値Ｖ_THは、重み付け係数ｔが１になる上限値であり、例えば上記表１では０．０２（Ｖ）が電圧閾値Ｖ_THに相当する。ステップＳ７でＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ８に移り、電圧変化量ΔＶに対応する重み付け係数ｔを抽出する（上記表１参照）。

その後、ステップＳ９に移る。ここでは、上記式（１）を用いて、現在正ＯＣＰ特性を算出する。その後、ステップＳ１０に移る。ここでは、現在正ＯＣＰ特性と負ＯＣＰ特性のシフト量を演算し、その演算したシフト量を各特性に加える。電池２を使用すると、負極２１_Nの表面に被膜が形成され、リチウムイオンが消費される。その結果、負ＯＣＰ特性が正ＯＣＰ特性に対してずれてしまう（正負極のＳＯＣずれ）。ステップＳ１０では、このずれを補正している。

その後、ステップＳ１１に移り、現在正ＯＣＰ特性から負ＯＣＰ特性を減算して、現在ＯＣＶ特性を算出する。その後、ステップＳ１２に移る。ここでは、電池２のＯＣＶを測定し、その測定値と、現在ＯＣＶ特性とを用いて、現在のＳＯＣを算出する。

本発明の効果を確認するための実験を行った。まず、未使用の電池２を用意し、劣化前正ＯＣＰ特性を測定した。また、略完全に劣化した電池２を用意し、高劣化正ＯＣＰ特性を測定した。これらの電池２の正極２１_PはＬｉＮｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｃｏ_1/3Ｏ₂であり、負極はハードカーボンである。測定結果を下記表２に示す。また、同表をグラフにしたものを図１２に示す。

次に、ある程度劣化した電池２を用意し、電圧変化量ΔＶを測定した。この電池２の容量劣化率は１９．８％であった。電圧変化量ΔＶを測定したときの温度は２５℃であり、ＳＯＣは１０％であった。また、放電レートは２Ｃであり、放電時間Ｔ_Dは３秒、待機時間Ｔ_Wは６０秒であった。

測定された電圧変化量ΔＶの値は、０．０６４（Ｖ）であった。この値に対応する重み付け係数ｔは、上記表１から、０．６８であることが分かる。この重み付け係数ｔ（＝０．６８）と、上記表２に記載の劣化前正ＯＣＰ特性Ｐ_A及び高劣化正ＯＣＰ特性Ｐ_Cを用いて、下記式から、現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bを算出した。
Ｐ_B＝Ｐ_A×０．６８＋Ｐ_C×０．３２

また、電池２の現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bを測定した。下記表３に、現在正ＯＣＰ特性Ｐ_Bの、測定値と計算値を示す。また、同表をグラフにしたものを、図１３に示す。

図１３から、ＳＯＣが２０〜９０％の範囲で、現在正ＯＣＰ特性の計算値と実測値とが殆ど等しいことが分かる。これから、上記電圧変化量ΔＶを用いて、現在正ＯＣＰ特性を正確に算出できることが分かる。

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態のＳＯＣ推定装置３は、電池２の電圧変化量ΔＶを測定し、その測定値を用いて、現在正ＯＣＰ特性を算出する。そして、この現在正ＯＣＰ特性を用いて現在ＯＣＶ特性を算出し、これを用いてＳＯＣを推定する。
そのため、電池２のＳＯＣを正確に推定することができる。すなわち、上述したように、電圧変化量ΔＶと、電池２の劣化度との間には大きな相関関係がある。そのため、電圧変化量ΔＶを用いれば、現在正ＯＣＰ特性を正確に算出することができる。したがって、この現在正ＯＣＰ特性を用いて、上記現在ＯＣＶ特性（図２参照）を正確に算出することができ、電池２のＳＯＣを正確に推定することができる。

また、上記ＯＣＰ算出部３３は、上記式（１）を用いて、現在正ＯＣＰ特性を算出する。すなわち、ＯＣＰ算出部３３は、劣化前正ＯＣＰ特性と高劣化正ＯＣＰ特性との割合を決定し、これらの割合を乗じた劣化前正ＯＣＰ特性と高劣化正ＯＣＰ特性とを互いに加えて現在正ＯＣＰ特性を算出する。
このようにすると、現在正ＯＣＰ特性を正確に算出することができる。

また、本形態では、上記電圧変化量ΔＶを測定する際、待機時間Ｔ_Ｗ（図４参照）を１秒以上としている。
放電した後、１秒以上待機すると、負極２１_Nと電解液２３の分極が緩和し、正極２１_Pのみ分極している状態になる。そのため正極２１_Ｐの劣化度を、電圧変化量ΔＶに正確に反映させることができる。

また、本形態のΔＶ測定部３２（図３参照）は、電池２を放電する際に、放電時間Ｔ_Dを０．１秒以上とし、かつ放電レートを１Ｃ以上にするよう構成されている。
放電時間Ｔ_Dを０．１秒以上とすれば、充分な時間、電池２を放電させることができる。また、放電レートを１Ｃ以上にすると、正極２１_Pの分極が大きくなりやすい。したがって、正極２１_Pの劣化度を、電圧変化量ΔＶに反映させやすい。

以上のごとく、本形態によれば、電池のＳＯＣをより正確に推定できる電源システムを提供することができる。

以下の実施形態については、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

（実施形態２）
本形態は、現在正ＯＣＰ特性の算出方法を変更した例である。図１４に示すごとく、本形態では、電池２に、該電池２の温度を測定する温度センサ４を取り付けてある。記憶部３１は、現在正ＯＣＰ特性の温度依存性を記憶している。ＳＯＣ推定装置３は、温度の測定値を用いて現在正ＯＣＰ特性を補正し、その補正した現在正ＯＣＰ特性を用いて現在ＯＣＶ特性を算出する。そして、電池２のＯＣＶの測定値と、現在ＯＣＶ特性とを用いて、現在のＳＯＣを推定するよう構成されている。

図１５に、ＳＯＣ推定装置３のフローチャートを示す。このフローチャートは、実施形態１におけるステップＳ１０（図１１参照）から続く。ステップＳ１〜Ｓ１０は実施形態１と同様なので、説明を省略する。図１５に示すごとく、本形態では、ステップＳ１０の後、ステップＳ１０１を行う。ここでは、電池２の温度Ｔを測定する。

その後、ステップＳ１０２へ進む。ここでは、温度Ｔの測定値を用いて、現在正ＯＣＰ特性を補正する。その後、ステップＳ１１’へ進む。ここでは、補正した現在正ＯＣＰ特性から負ＯＣＰ特性を減算し、現在ＯＣＶ特性を求める。その後、ステップＳ１２’へ移る。ここでは、ＯＣＶの測定値と、現在ＯＣＶ特性とを用いて、電池２のＳＯＣを算出する。

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、現在正ＯＣＰ特性に温度依存性があっても、電池２のＳＯＣを正確に推定することができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態３）
本形態は、電圧変化量ΔＶを測定するタイミングを変更した例である。本形態では、実施形態２と同様に、電池２に温度センサ４を取り付けてある。また、ΔＶ測定部３２は、電池２の温度が予め定められた温度閾値Ｔ_TH（℃）以下になっているときに、電圧変化量ΔＶを測定するよう構成されている。

図１６に、ＳＯＣ推定装置のフローチャートを示す。同図に示すごとく、本形態では、まずステップＳ１、Ｓ２を行う。ステップＳ１では、現在のＳＯＣを算出する。また、ステップＳ２では、電池２が低ＳＯＣ状態であるか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合、ステップＳ２１へ進む。ここでは、電池２の温度が温度閾値Ｔ_TH（℃）以下か否かを判断する。温度閾値Ｔ_THは、例えば２５℃と設定することができる。ステップＳ２１でＹｅｓと判断した場合、ステップＳ３〜Ｓ６を行い、電圧変化量ΔＶを測定する。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、電池２の温度が温度閾値Ｔ_TH以下である場合、すなわち電池２が低温である場合に、電圧変化量ΔＶを測定する。
電池２が低温である場合は、正極２１_Pの分極が大きくなりやすい。そのため、正極２１_Ｐの劣化度が、電圧変化量ΔＶに正確に反映されやすい。そのため、電池２の現在正ＯＣＰ特性を正確に算出しやすい。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

本発明は上記各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において種々の実施形態に適用することが可能である。

１電源システム
２二次電池
３ＳＯＣ推定装置
３１記憶部
３２ ΔＶ測定部
３３ＯＣＰ算出部
３４ＯＣＶ算出部
３５推定部
Ｐ_A 劣化前正ＯＣＰ特性
Ｐ_B 現在正ＯＣＰ特性

Claims

二次電池（２）と、該二次電池のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定装置（３）とを備える電源システム（１）であって、
上記ＳＯＣ推定装置は、
劣化前の上記二次電池の、正極（２１_P）の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である劣化前正ＯＣＰ特性（Ｐ_A）と、上記二次電池の容量劣化率が予め定められた値より高い高劣化状態における上記正極の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である高劣化正ＯＣＰ特性（Ｐ_C）と、上記二次電池の、負極（２１_N）の開回路電位と上記ＳＯＣとの関係である負ＯＣＰ特性（Ｎ）と、を記憶する記憶部（３１）と、
使用により劣化した上記二次電池が、予め定められた閾値（ＳＯＣ_TH）よりも上記ＳＯＣが低い低ＳＯＣ状態となっているときに、上記二次電池の放電前の電圧である放電前電圧（Ｖ₁）を測定すると共に、その測定後、上記二次電池を予め定められた放電時間（Ｔ_D）放電し、該放電を停止して所定の待機時間（Ｔ_w）経過したときの電圧である放電後電圧（Ｖ₂）を測定して、上記放電前電圧と上記放電後電圧との差である電圧変化量（ΔＶ）を求めるΔＶ測定部（３２）と、
上記電圧変化量の測定値と、上記劣化前正ＯＣＰ特性と、上記高劣化正ＯＣＰ特性とを用いて、上記正極の上記開回路電位と上記ＳＯＣとの現在の関係である現在正ＯＣＰ特性（Ｐ_B）を算出するＯＣＰ算出部（３３）と、
上記現在正ＯＣＰ特性と上記負ＯＣＰ特性とを用いて、上記二次電池の開回路電圧と上記ＳＯＣとの現在の関係である現在ＯＣＶ特性を算出するＯＣＶ算出部（３４）と、
上記二次電池の上記開回路電圧を測定し、その測定値と上記現在ＯＣＶ特性とを用いて、上記二次電池の上記ＳＯＣを推定する推定部（３５）と、
を備える電源システム。
上記ＯＣＰ算出部は、上記電圧変化量の測定値を用いて、上記劣化前正ＯＣＰ特性と上記高劣化正ＯＣＰ特性との割合を決定し、これらの割合をそれぞれ乗じた上記劣化前正ＯＣＰ特性と上記高劣化正ＯＣＰ特性とを互いに加えて上記現在正ＯＣＰ特性を算出するよう構成されている、請求項１に記載の電源システム。
上記二次電池には、該二次電池の温度を測定する温度センサ（４）が取り付けられ、上記記憶部は、上記現在正ＯＣＰ特性の温度依存性を記憶しており、上記ＳＯＣ推定装置は、上記温度の測定値を用いて上記現在正ＯＣＰ特性を補正し、その補正した該現在正ＯＣＰ特性を用いて上記現在ＯＣＶ特性を算出すると共に、上記開回路電圧の測定値と上記現在ＯＣＶ特性とを用いて上記ＳＯＣを推定するよう構成されている、請求項１又は２に記載の電源システム。
上記ΔＶ測定部は、上記二次電池の温度が予め定められた温度閾値Ｔ_TH以下になっているときに、上記電圧変化量を測定するよう構成されている、請求項３に記載の電源システム。