JP2021158905A - 制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることができる制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。【解決手段】車両に搭載される二次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記二次電池の劣化状態の導出が開始されることを検知する検知部と、前記検知部によって前記劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラムに関する。
近年、車両の普及が進んでいる。車両はバッテリ（例えば二次電池）を搭載しており、二次電池に電気が蓄電され、走行時には二次電池からモータに電力が供給されることにより走行する。このため、車両の利用者は、例えば、各地に設けられた充電ステーションや自宅等において車両の二次電池に電気を蓄電する。車両では、二次電池の劣化状態を示す値（ＳＯＨ：State of health)を表示することが知られている。特許文献１には、例えば、二次電池の劣化を抑制する技術が開示される。
また、Ｖ２Ｇ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｇｒｉｄ）と称される社会システムが提唱されている。Ｖ２Ｇシステムでは、商用電力網を含む電力系統と車両との間で電力の融通が行われる。Ｖ２Ｇシステムでは、車両が移動手段として用いられない時に、車両に搭載された二次電池が、あたかも商用電力網における電力貯蔵設備の１つとして利用される。
特開２０１０−１４８２８３号公報
しかしながら、従来技術では、二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることについて、十分な検討がなされていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることを目的の一つとする。
この発明に係る制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る制御装置は、車両に搭載される二次電池の充放電を制御する制御装置であって、前記二次電池の劣化状態の導出が開始されることを検知する検知部と、前記検知部によって前記劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御する制御部と、を備える制御装置である。
（２）：上記（１）の態様において、前記外部電源は、電力系統であり、前記制御部は、前記二次電池の劣化状態の導出が行われない場合、前記電力系統の要求に応じて前記二次電池の充放電を制御するものである。
（３）：上記（１）または（２）の態様において、電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置に搭載されるものである。
（４）：上記（１）または（２）の態様において、前記車両に搭載されるものである。
（５）：上記（１）または（２）の態様において、電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を中継する電力接続機器に搭載されるものである。
（６）：上記（１）〜（５）のうちいずれかの一つの態様において、前記第一所定値と前記第二所定値は、充電率の変化に対する電圧変化が十分に大きく且つ前記二次電池の劣化が促進されない充電率の範囲の上限と下限付近に設定されるものである。
（７）：この発明の一態様に係る診断システムは、上記（１）〜（６）のうちいずれかの一つの態様の制御装置と、前記二次電池の電圧及び電流を測定する測定部と、前記電圧に基づいて前記充電率を導出する取得部と、を備え、前記導出部は、前記充電率が前記第一所定値以上且つ前記第二所定値以下に設定された状態で取得される前記充電率と前記電流とに基づいて、前記二次電池の劣化状態を導出する、診断システムである。
（８）：この発明の一態様に係る車両に搭載される二次電池の制御方法は、制御装置が、前記二次電池の劣化状態を導出する場合に、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御する制御方法である。
（９）：この発明の一態様に係る車両に搭載されるプログラムは、制御装置に搭載されるコンピュータに、車両に搭載される二次電池の劣化状態を導出する場合に、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御させる、プログラムである。
（１）〜（９）によれば、二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることができる。
第１実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステムの構成と使用環境の一例を示す図である。 車載バッテリの充電率（ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係（ＳＯＣ−ＯＣＶカーブ）の一例を示す図である。 第１実施形態に係る管理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステムの構成と使用環境の一例を示す図である。 第２実施形態に係る車両の動作の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステムの構成と使用環境の一例を示す図である。 第３実施形態における外部電源装置の制御装置（図６）の機能ブロックの一例を示す図である。 第３実施形態に係る外部電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
［第１実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の制御装置、診断システム、制御方法、及びプログラムの実施形態について説明する。以下の説明において、車載バッテリ（二次電池）は、車両に搭載されている状態のバッテリであってもよく、車両に搭載可能であって搭載されていない状態（取り外して保管されている状態）のバッテリであってもよい。車両は、車載バッテリを搭載した電気自動車であるものとする。ただし、車両は、外部からの電力を蓄電可能な車両であり、走行用の電力を供給する車載バッテリを搭載した車両であればよく、ハイブリッド自動車や燃料電池車両であってもよい。車両は、例えば、プラグインハイブリッドカー（plug-in hybrid car）である。
［Ｖ２Ｇシステムの概要］
Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）システムの概要について説明する。Ｖ２Ｇシステムは、商用電力網を含む電力系統と車載バッテリとの間で電力の融通を行うシステムである。電力の融通には、電力系統から車載バッテリへの給電と、車載バッテリから電力系統への給電との両方が含まれる。Ｖ２Ｇシステムでは、車両の車載バッテリが電力貯蔵設備として利用され、Ｖ２Ｇシステムに参加する車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。
[全体構成］
図１は、本実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステム１の構成と使用環境の一例を示す図である。図１に示すように、Ｖ２Ｇシステム１は、電力系統４００と、複数の外部電源装置２００（２００−１，２００−２，２００−３，２００−４，…）と、車載バッテリ３１０を搭載した車両３００と、管理装置１００とを含む。以下の説明において、外部電源装置２００−１，２００−２，２００−３，２００−４，…のうちの１つを特定しない場合は、外部電源装置２００という。
図１では、１つの車両３００を図示するが、車両３００は複数であってもよい。外部電源装置２００に接続されるのは、複数の車両３００でなく、複数の車載バッテリ３１０であってもよい。
ここで、Ｖ２Ｇシステム１の使用環境例を説明する。管理者は、例えば車両３００を駐車した後、車両３００を外部電源装置２００に接続する。
［電力系統４００］
電力系統４００は、需要家（例えば、車両３００の使用者等）の受電設備へ電力を供給するための、発電・変電・送電・配電の機能が統合されたシステムである。電力系統４００は、例えば、発電所、変電設備、送電線、配電設備、変圧器、及び保護リレーシステム等を含む。電力系統４００は、建造物２６０等に接続されている。建造物２６０は、例えば、住宅、工場、及び商業施設等である。電力系統４００は、建造物２６０に対して電力を供給する。
また、図１に示すように、電力系統４００は、少なくとも１つの外部電源装置２００に接続される。外部電源装置２００は、車両３００の使用者（以下、単に「使用者」という。）が当該車両３００を駐車させる場所の近傍に設置されている。外部電源装置２００は、例えば、各地に設けられた充電ステーション、及び使用者の自宅や勤務先等の駐車場内に設置されている。
［外部電源装置２００］
外部電源装置２００は、例えば、電力系統４００と車載バッテリ３１０との間の電力の授受を中継する。電力系統４００と外部電源装置２００とは、送電線を介して接続される。管理装置１００と外部電源装置２００とは、ネットワークＮＷを介して接続されている。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
外部電源装置２００と車両３００とは、ケーブル２２０を介して接続される。なお、ケーブル２２０は、給電ケーブルであり、信号線を備えていてもよい。または、ケーブル２２０は、給電ケーブルに信号が重畳されていてもよい。
外部電源装置２００は、例えば、筐体２０２と、制御装置２０４と、通信部２０６と、ケーブル接続口２０８と、を備える。
制御装置２０４は、管理装置１００から受信した充放電指示を、車両３００に出力する。充放電指示は、充電指示及び放電指示を含む。充電指示は、電力系統４００からの電力の供給を受けるよう車両３００に通知する指示である。放電指示は、車載バッテリ３１０から電力系統４００へ電力を放電するように車両３００に通知する指示である。
制御装置２０４は、車両３００から出力された車載バッテリ３１０の状態を示す車両情報を取得する。車両情報は、車載バッテリ３１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ；充電率）、電圧値及び電流値等を含む。制御装置２０４は、取得した車両情報を、送信先を管理装置１００として、通信部２０６に出力する。
通信部２０６は、管理装置１００から送信された充放電指示を受信し、受信した充放電指示を制御装置２０４に出力する。また、通信部２０６は、制御装置２０４から出力された車両情報を、管理装置１００に送信する。
ケーブル接続口２０８は、筐体２０２の外側表面に開口して形成される。ケーブル接続口２０８には、ケーブル２２０が接続可能とされる。ケーブル２２０は、第１プラグ２２２および第２プラグ２２４を備える。第１プラグ２２２は、外部電源装置２００のケーブル接続口２０８に接続され、第２プラグ２２４は、車両３００のコネクタ３６０に接続される。
［車両３００］
車両３００は、例えば、車載バッテリ３１０と、バッテリセンサ３２０と、車両制御部３３０と、車両記憶部３４０と、センサ３５０と、コネクタ３６０とを備える。なお車両３００は、図示を省略するが、インバーターと、モータと、トランスミッションと、車輪等も備える。
車載バッテリ３１０は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池である。車載バッテリ３１０は、車両３００の走行に用いられる電力を蓄える二次電池（蓄電池）である。車載バッテリ３１０は、車両制御部３３０の制御にしたがって、電力の蓄電や、蓄電した電力の放電を制御する。
バッテリセンサ３２０は、車載バッテリ３１０の電流値及び電圧値を測定し、電流値及び電圧値の測定値を車両制御部３３０に出力する。
車両制御部３３０は、バッテリセンサ３２０が測定した電圧値に基づいて、車載バッテリ３１０のＳＯＣの推定値を導出する。車両制御部３３０は、例えば、電流積算方式、又はＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ；開路電圧）推定方式を用いて、所定時間毎にＳＯＣの推定値を導出する。
車両制御部３３０は、車載バッテリ３１０の車両情報（電圧値、電流値の測定値、ＳＯＣの推定値）を外部電源装置２００に出力する。また、車両制御部３３０は、外部電源装置２００又は管理装置１００からの車両情報の送信要求に応じて、当該車両情報を外部電源装置２００に出力してもよい。
車両制御部３３０は、車両３００が外部電源装置２００に接続されていない場合、車両３００の駆動源であるモータ及びその他電気を必要とするデバイス（図示せず）に電力を供給する。車両制御部３３０は、車両３００が外部電源装置２００に接続される場合、管理装置１００や外部電源装置２００による指示に応じた充放電を行う。または、車両制御部３３０は、ＳＯＣを予め設定されたレベルに上げるための充電を行う。
車両記憶部３４０は、車両ＩＤ、車両情報等を記憶する。コネクタ３６０は、ケーブル２２０の第２プラグ２２４と接続される。センサ３５０は、例えば、車速センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等を含む。車速センサは、車両３００の車速を検出する。加速度センサは、車両３００の加速度を検出する。ジャイロセンサは、車両３００の進行方向を検出する。
［管理装置１００］
管理装置１００は、外部電源装置２００を介して、電力系統４００と車両３００との間の電力の授受を管理する。図１に示すように、管理装置１００は、例えば、通信部１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０と、検知部１４０と、導出部１５０とを備える。
通信部１１０は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）等の通信インターフェースを含む。通信部１１０は、管理装置１００と複数の外部電源装置２００との間、及び管理装置１００と電力系統４００を管理する電力会社との間において、ネットワークＮＷを介して情報の送受信を行う。管理装置１００は、ネットワークＮＷを介して、直接、車両３００と通信してもよい。
通信部１１０は、各々の外部電源装置２００から出力された情報を受信する。外部電源装置２００から出力される情報には、車両３００の車両ＩＤ、及び車両情報が含まれる。制御部１２０は、通信部１１０によって受信された情報を記憶部１３０に記憶させる。記憶部１３０は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現される。
制御部１２０、検知部１４０及び導出部１５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。なお、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration)、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。
プログラムは、予め管理装置１００のＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよい。又は、プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、当該記憶媒体がドライブ装置に装着されることによって管理装置１００のＨＤＤ又はフラッシュメモリ等にインストールされる構成であってもよい。
制御部１２０は、車両３００、建造物２６０、及び電力系統４００の間で電力を配分する制御を行う。例えば、制御部１２０は、車両３００から電力系統４００に供給された電力を、電力系統４００を構成する発電所や、電力系統４００に接続された建造物２６０等に供給する。また、例えば、制御部１２０は、電力系統４００から供給される電力を外部電源装置２００に接続された車両３００に供給する。制御部１２０は、電力系統４００の要求に応じた、車載バッテリ３１０の充放電を示す指示を、外部電源装置２００に対して送信する。
導出部１５０は、車載バッテリ３１０の劣化状態を導出する。劣化状態を示す値は、例えば、ＳＯＨである。例えば、導出部１５０は、車載バッテリ３１０の現在の満充電容量（以下「現在最大容量」という。）の初期最大容量に対する容量比を劣化度合いとして算出する。初期最大容量は、例えば、車載バッテリ３１０の出荷時の満充電容量である。
検知部１４０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する。検知部１４０は、劣化状態の導出指示が管理装置１００に入力された場合に、劣化状態の導出が開始されることを検知する。また、検知部１４０は、予め定められた劣化状態の導出タイミングにしたがって、劣化状態の導出が開始されることを検知する。
制御部１２０は、劣化状態の導出が開始されることが検知部１４０によって検知された場合、車両３００が停車しており且つ外部電源装置２００に接続されている状態で、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。制御部１２０は、車載バッテリ３１０のＳＯＣが所定範囲に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。所定範囲は、第一所定値以上且つ第二所定値以下の範囲である。ここで、図２にしたがって、所定範囲について説明する。
図２は、車載バッテリ３１０の充電率（ＳＯＣ）と開回路電圧（ＯＣＶ）との関係（ＳＯＣ−ＯＣＶカーブ）の一例を示す図である。図２における縦軸はＯＣＶ（単位はボルト「Ｖ」）であり、横軸はＳＯＣ（単位はパーセント「％」）である。
図２の例によると、ＳＯＣが５０％以上且つ８０％以下の範囲において、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化が大きい。すなわち、ＳＯＣが５０％以上且つ８０％以下の範囲における、ＳＯＣの変動に対するＯＣＶの変化率は所定の閾値以上である。これは、ＯＣＶの測定値に基づいてＳＯＣを推定する場合に、ＳＯＣの推定精度が高いことを示す。
一方、ＳＯＣが５０％未満付近の範囲では、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化が小さい。すなわち、ＳＯＣが５０％未満付近の範囲における、ＳＯＣの変動に対するＯＣＶの変化率は所定の閾値未満である。これは、ＯＣＶの測定値に基づいてＳＯＣを推定する場合に、ＳＯＣの推定精度が低いことを示す。
また、ＳＯＣが１００％の状態（満充電状態）に近い状態のときには車載バッテリ３１０の劣化が進みやすい。図２の例によると、ＳＯＣが８０％以下の範囲は、車載バッテリ３１０の劣化が促進され難い範囲を示す。
このように、図２の例によると、ＳＯＣが５０％以上かつ８０％以下の範囲は、ＳＯＣの変化に対する電圧の変化が十分に大きいためにＳＯＣの推定精度が高く、且つ車載バッテリ３１０の劣化が促進されない範囲を示す。ＳＯＣの推定精度が高いことにより、前述した管理装置１００の導出部１５０は、劣化状態をＳＯＣに基づいて高精度に導出することができる。
なお、図２に示すＳＯＣ−ＯＣＶカーブは、車載バッテリ３１０の特性に応じて異なる。このため、第一所定値及び第二所定値は、車載バッテリ３１０の特性に応じて異なる。ＯＣＶは、ＣＣＶ（閉回路電圧）に基づいて取得されてもよい。ＯＣＶは、例えば、式「ＯＣＶ＝ＣＣＶ−ＩＲ」にしたがって取得される。Ｉは電流値を示し、Ｒは抵抗値を示す。
［管理装置の動作］
図３は、第１実施形態に係る管理装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。使用者は、例えば、移動手段として車両３００を使用した後、当該車両３００を自宅の駐車場に停車させる。使用者は、駐車場内に設置された外部電源装置２００が備える第２プラグ２２４を、車両３００の充電口に接続する。
検知部１４０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する（ステップＳ１０１）。例えば、検知部１４０は、劣化状態の導出開始を示すイベントの発生に応じて、劣化状態の導出が開始されることを検知する。当該イベントは、管理装置１００に劣化状態の導出指示が使用者によって入力された場合や、予め定められた導出タイミングに基づいて発生する。導出タイミングは、例えば、所定の時間であってもよいし、車両３００が外部電源装置２００に接続された後、所定時間経過後であってもよい。
検知部１４０は、車両３００が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、通信部１１０は、車両３００に車速情報の送信を要求する。車両３００は、要求に応じて、センサ３５０が測定した車速情報を管理装置１００に送信する。検知部１４０は、受信した車速情報に基づいて、車両３００が停車状態であるか否かを判定する。車両３００が停車状態ではないと判定された場合、検知部１４０は車両３００が停車状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であると判定された場合、検知部１４０は、車両３００が外部電源を示す電力系統４００に接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、通信部１１０は、電力系統４００と接続する外部電源装置２００に対して、車両３００との接続状態を示す情報の送信を要求する。外部電源装置２００は、要求に応じて、車両３００の接続状態を示す情報を管理装置１００に送信する。
検知部１４０は、受信した接続状態を示す情報に基づいて、外部電源装置２００が車両３００と接続状態にあると判定された場合に、車両３００が外部電源に接続されていると判定する。車両３００が外部電源に接続されていないと判定された場合には、検知部１４０は接続状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であり、且つ、外部電源に接続されていることが判定された場合、制御部１２０は、車載バッテリ３１０の充放電の制御を開始する（ステップＳ１０４）。制御部１２０は、ＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下の所定範囲に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。ここでは、車載バッテリ３１０が図２の例に示す特性を有している場合を例示する。この場合、制御部１２０は、ＳＯＣが５０％以上且つ８０％以下に設定されるように充放電を制御する。
なお、前述したとおり、車載バッテリ３１０のＳＯＣ−ＯＣＶカーブ（図２）は、車載バッテリ３１０の特性に応じて異なる。このため、第一所定値及び第二所定値は上記の例に限定されるものではない。第一所定値及び第二所定値は、例えば、車載バッテリ３１０ごとに、その特性に応じて予め設定される。車載バッテリ３１０ごとの第一所定値及び第二所定値は、例えば、記憶部１３０に記憶される。
制御部１２０は、車両３００に、車載バッテリ３１０の現在のＳＯＣの送信を要求する。車両３００は、要求に応じて、電圧値に基づいて推定された現在のＳＯＣを管理装置１００に送信する。
制御部１２０は、例えば、取得したＳＯＣが５０％未満の値である場合、車載バッテリ３１０を充電させる指示を外部電源装置２００に送信する。外部電源装置２００は、指示にしたがって、電力系統４００から車載バッテリ３１０への電力の供給（充電）を開始させる。一方、制御部１２０は、例えば、取得したＳＯＣが８０％を超える場合、車載バッテリ３１０を放電させる指示を外部電源装置２００に送信する。外部電源装置２００は、指示にしたがって、車載バッテリ３１０から電力系統４００への電力の供給（放電）を開始させる。
このように、制御部１２０は、ＳＯＣが５０％以上且つ８０％以下の所定範囲に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。ＳＯＣが当該所定範囲に設定された後、制御部１２０は、当該所定範囲内でＳＯＣを変動させるように、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。制御部１２０は、例えば、現在のＳＯＣが５０％の場合には、車載バッテリ３１０を充電させＳＯＣを逓増させていく。また、ＳＯＣが８０％に到達した場合、制御部１２０は、車載バッテリ３１０を放電させＳＯＣを逓減させていく。
車両３００のバッテリセンサ３２０は、ＳＯＣが５０％〜８０％の範囲内で変動するように制御される期間の電圧値及び電流値を測定する。また、車両制御部３３０は、所定時間毎に、電圧の測定値に基づいてＳＯＣの推定値を導出する。車両制御部３３０は、取得した電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値を管理装置１００に送信する。
管理装置１００の導出部１５０は、電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値を、通信部１１０を介して車両３００から受信する。導出部１５０は、受信した情報に基づいて、車載バッテリ３１０の劣化状態を導出する（ステップＳ１０５）。導出部１５０は、電流の積算値をＳＯＣの差分で除算した値を、劣化状態として算出する。例えば、導出部１５０は、ＳＯＣが５０％〜８０％の間で変動する間の電流の積算値（△Ｉ［Ａｈ］）を算出する。導出部１５０は、算出した積算値を、変動させたＳＯＣの差分（△ＳＯＣ［％］）で除算した値に基づいて劣化状態を算出する。また、導出部１５０は、電流の積算値、ＳＯＣ及び劣化状態の対応関係を有するテーブル等を備え、当該テーブルを電流の積算値とＳＯＣにしたがって参照し、劣化状態を取得してもよい。
導出部１５０は、導出した劣化状態を車両３００に通知する（ステップＳ１０６）。導出部１５０は、導出した劣化状態を、通信部１１０を介して車両３００に送信する。車両３００は、管理装置１００から送信された劣化状態を車両３００に備えられたディスプレイ（図示せず）等に表示させる。以上で、図３のフローチャートが示す管理装置１００の動作が終了する。
以上説明したように、第１実施形態に係る、電力系統４００と車載バッテリ３１０との間の電力の授受を管理する管理装置１００は、検知部１４０と制御部１２０とを有する。検知部１４０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する。制御部１２０は、検知部１４０によって劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。すなわち、制御部１２０は、車両３００が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、車載バッテリ３１０のＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。
このような構成を備えることにより、第１実施形態に係る管理装置１００は、ＳＯＣが所定範囲に設定されるように充放電を制御することにより、ＳＯＣを高精度に推定することができる。ＳＯＣが精度よく推定されることにより、ＳＯＣに基づいて導出される劣化状態の精度を向上させることができる。これにより、車両３００の残走行距離や車載バッテリ３１０の残存時間等について、より適切な値を示すことができる。
第１実施形態に係る外部電源は、電力系統４００である。また、制御部１２０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が行われない場合、電力系統４００の要求に応じて車載バッテリ３１０の充放電を制御する。Ｖ２Ｇシステム１によると、電力系統４００に接続する車載バッテリ３１０の充放電を効率的に制御することができる。このため、管理装置１００は、Ｖ２Ｇシステム１の制御を利用することで、劣化状態を導出する際に、車載バッテリ３１０のＳＯＣが当該導出に適した値に設定されるように充放電を制御することができる。
また、Ｖ２Ｇシステム１の制御を利用することで、複数の車両３００の車載バッテリ３１０のＳＯＣが、当該ＳＯＣを高精度に推定可能な値範囲に一律に設定されるように、充放電制御することが可能になる。これにより、Ｖ２Ｇシステム１の管理下にある複数の車載バッテリ３１０のＳＯＣを高精度に推定できるため、各車載バッテリ３１０の劣化状態の推定精度を一様に向上させることが可能になる。車載バッテリ３１０毎の劣化状態の推定精度のばらつきが抑制されることにより、複数の車載バッテリ３１０間における劣化状態の見誤りを減少させることができる。
また、第１実施形態において第一所定値及び第二所定値は、ＳＯＣの変化に対する電圧変化が十分に大きく且つ車載バッテリ３１０の劣化が促進されないＳＯＣの範囲の上限と下限付近に設定される。これにより、車載バッテリ３１０の特性にしたがって、ＳＯＣを高精度に推定可能であり、且つ劣化を促進し難いＳＯＣに設定されるように制御することができる。また、複数の車載バッテリ３１０について、各車載バッテリ３１０の特性に応じた第一所定値以上且つ第二所定値以下の値に設定されるように制御することが可能になる。
［第２実施形態］
第２実施形態では、検知部、制御部及び導出部を車両３００が備えている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では管理装置１００が検知部、制御部及び導出部を備えるのに対し、第２実施形態では車両３００が検知部、制御部（車両制御部）及び導出部を備える。
[全体構成］
図４は、第２実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステム１の構成と使用環境の一例を示す図である。第１実施形態と同様にして、第２実施形態におけるＶ２Ｇシステム１は、電力系統４００と、複数の外部電源装置２００と、車載バッテリ３１０を搭載した車両３００と、管理装置１００とを含む。以下、第１実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
第２実施形態における車両３００は、車載バッテリ３１０と、バッテリセンサ３２０と、車両制御部３３０と、車両記憶部３４０と、センサ３５０と、コネクタ３６０とに加えて、検知部３７０と導出部３８０とを備える。
車両制御部３３０、検知部３７０及び導出部３８０は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。
なお、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はＧＰＵ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め車両３００のＨＤＤ又はフラッシュメモリ等の記憶装置に格納されていてもよい。又は、プログラムは、ＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、当該記憶媒体がドライブ装置に装着されることによって車両３００のＨＤＤ又はフラッシュメモリ等にインストールされる構成であってもよい。
導出部３８０は、車載バッテリ３１０の劣化状態を導出する。導出部３８０は、車載バッテリ３１０の現在の満充電容量の初期最大容量に対する容量比を劣化度合いとして算出する。導出部３８０は、導出した劣化状態を車両３００のディスプレイ等に表示する。
検知部３７０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する。検知部３７０は、例えば、使用者によって劣化状態の導出が指示された場合に、劣化状態の導出が開始されることを検知する。検知部３７０は、予め定められた劣化状態の導出タイミングにしたがって、劣化状態の導出が開始されることを検知してもよい。
第２実施形態の車両制御部３３０は、劣化状態の導出が開始されることが検知部３７０によって検知された場合、車載バッテリ３１０の充放電をさらに制御する。車両制御部３３０は、導出の開始を検知した場合に、車両３００が停車しており且つ外部電源装置２００に接続されている状態で、ＳＯＣが第１所定値以上且つ第２所定値以下に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。第１所定値及び第２所定値は、第１実施形態で説明したとおりである。
［車両の動作］
図５は、第２実施形態に係る車両３００の動作の一例を示すフローチャートである。検知部３７０は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する（ステップＳ２０１）。例えば、検知部３７０は、使用者による指示、又は予め定められた導出タイミングにしたがって発生したイベントに応じて、劣化状態の導出が開始されることを検知する。
検知部３７０は、車両３００が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、検知部３７０は、センサ３５０によって測定された車速情報を取得し、車速情報に基づいて停車状態であるか否かを判定する。車両３００が停車状態ではないと判定された場合、検知部３７０は車両３００が停車状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であると判定された場合、検知部３７０は、車両３００が外部電源に接続されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、検知部３７０は、電力系統４００と接続している外部電源装置２００との接続状態を示す信号をコネクタ３６０から取得する。検知部３７０は、接続状態を示す信号に基づいて、車両３００が外部電源装置２００と接続状態にあると判定された場合に、車両３００が外部電源に接続されていると判定する。車両３００が外部電源に接続されていないと判定された場合、検知部３７０は接続状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であり、且つ、外部電源に接続されていることが判定された場合、車両制御部３３０は、車載バッテリ３１０の充放電の制御を開始する（ステップＳ２０４）。車両制御部３３０は、ＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下の所定範囲に設定されるように、外部電源装置２００を介して車載バッテリ３１０の充放電を制御する。
具体的には、車両制御部３３０は、現在のＳＯＣに基づいて、車載バッテリ３１０を充電又は放電させる指示を外部電源装置２００に送信する。外部電源装置２００は、車両３００からの指示にしたがって、車載バッテリ３１０の充電又は放電を開始させる。充放電の制御内容は、第１実施形態で説明したとおりである。車両制御部３３０は、ＳＯＣが所定範囲内で変動するように制御される期間の、電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値を取得し、導出部３８０に出力する。
導出部３８０は、取得した電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値に基づいて、車載バッテリ３１０の劣化状態を導出する（ステップＳ２０５）。劣化状態の導出処理は、第１実施形態で説明したとおりである。導出部３８０は、導出した劣化状態をディスプレイ等に通知する（ステップＳ２０６）。
以上説明したように、第２実施形態に係る車両３００は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する検知部３７０と、車両制御部３３０とを有する。車両制御部３３０は、検知部３７０によって劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。車両制御部３３０は、車両３００が停車しており且つ外部電源装置２００に接続されている状態で、車載バッテリ３１０のＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。
このような構成を備えることにより、第２実施形態に係る車両３００は、ＳＯＣが所定範囲に設定されるように充放電を制御することにより、ＳＯＣを高精度に推定することができる。ＳＯＣが精度よく推定されることにより、ＳＯＣに基づいて導出される劣化状態の精度を向上させることができる。これにより、車両３００の残走行距離や車載バッテリ３１０の残存時間等について、より適切な値を示すことができる。
また、第２実施形態に係る車両３００によると、Ｖ２Ｇシステム１の制御を利用することで、電力系統４００に接続される複数の車両３００の車載バッテリ３１０のＳＯＣを、当該ＳＯＣを高精度に推定可能な値範囲に一律に設定することができる。これにより、Ｖ２Ｇシステム１の管理下にある車両３００に搭載される各車載バッテリ３１０の劣化状態の導出精度を一様に向上させることができる。また、複数の車載バッテリ３１０の間における劣化状態の推定精度のばらつきが抑制され、劣化状態の見誤りが減少する。
［第３実施形態］
第３実施形態では、検知部及び制御部を外部電源装置２００が備えている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では管理装置１００が検知部及び制御部を備えるのに対し、第３実施形態では外部電源装置２００が検知部及び制御部を備える。
[全体構成］
図６は、第３実施形態に係る保管システムを含むＶ２Ｇシステム１の構成と使用環境の一例を示す図である。第１実施形態と同様にして、第３実施形態におけるＶ２Ｇシステム１は、電力系統４００と、複数の外部電源装置２００と、車載バッテリ３１０を搭載した車両３００と、管理装置１００とを含む。以下、第１実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
第３実施形態における管理装置１００は、通信部１１０、制御部１２０、記憶部１３０、及び導出部１５０を備える。第３実施形態における管理装置１００は、検知部を備えていない。導出部１５０の処理は、第１実施形態で説明した通りである。第３実施形態における外部電源装置２００は、第１実施形態の構成に加えて、検知部２４２及び制御部２４３をさらに備える。第３実施形態に係る車両３００は、第１実施形態と同様である。
図７は、第３実施形態における外部電源装置２００の制御装置２０４（図６）の機能ブロックの一例を示す図である。外部電源装置２００の制御装置２０４は、検知部２４２及び制御部２４３を備える。
検知部２４２及び制御部２４３は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。なお、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はＧＰＵ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。
プログラムは、予め外部電源装置２００のＨＤＤ又はフラッシュメモリ等の記憶装置に格納されていてもよい。又は、プログラムは、ＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、当該記憶媒体がドライブ装置に装着されることによって外部電源装置２００のＨＤＤ又はフラッシュメモリ等にインストールされる構成であってもよい。
検知部２４２は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する。検知部２４２は、例えば、管理装置１００又は車両３００から劣化状態の導出の開始を示す通知を受信した場合に、劣化状態の導出が開始されることを検知する。
制御部２４３は、劣化状態の導出が開始されることが検知部２４２によって検知された場合、車両３００が停車しており且つ外部電源装置２００に接続されている状態で、充放電を制御する。制御部２４３は、ＳＯＣが第１所定値以上、且つ第２所定値以下に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。第１所定値及び第２所定値は、第１実施形態で説明したとおりである。
［外部電源装置の動作］
図８は、第３実施形態に係る外部電源装置２００の動作の一例を示すフローチャートである。検知部２４２は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する（ステップＳ３０１）。例えば、検知部２４２は、管理装置１００や車両３００から送信された劣化状態の導出開始を示す通知、又は予め定められた導出タイミングにしたがって発生したイベントに応じて、劣化状態の導出が開始されることを検知する。
検知部２４２は、車両３００が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、検知部２４２は、通信部２０６を介して、車速情報の送信を車両３００に要求し、車両３００から車速情報を受信する。検知部２４２は、受信した車速情報に基づいて、車両３００が停車状態であるか否かを判定する。車両３００が停車状態ではないと判定された場合、検知部２４２は車両３００が停車状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であると判定された場合、検知部２４２は、車両３００が外部電源に接続されているか否かを判定する（ステップＳ３０３）。具体的には、検知部２４２は、電力系統４００と接続している自装置の車両３００との接続状態を示す信号を取得する。検知部２４２は、接続状態を示す信号に基づいて、車両３００と接続状態にあると判定された場合に、車両３００が外部電源に接続されていると判定する。車両３００が外部電源に接続されていないと判定された場合、検知部２４２は接続状態になるまで待機する。
一方、車両３００が停車状態であり、且つ、外部電源に接続されていることが判定された場合、制御部２４３は、車載バッテリ３１０の充放電の制御を開始する（ステップＳ３０４）。制御部２４３は、ＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下の所定範囲に設定されるように、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。
具体的には、制御部２４３は、車両３００に現在のＳＯＣの送信を要求し、取得したＳＯＣに応じて、車載バッテリ３１０の充電又は放電を開始する。充放電の制御内容は、第１実施形態で説明したとおりである。車両制御部３３０は、ＳＯＣが所定範囲内で変動するように制御される期間の、電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値を取得し、外部電源装置２００に送信する。
制御部２４３は、電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値を車両３００から受信し、通信部２０６を介して管理装置１００に送信する（ステップＳ３０５）。管理装置１００の導出部１５０は、受信した電圧値、電流値の測定値、及びＳＯＣの推定値に基づいて、車載バッテリ３１０の劣化状態を導出する。劣化状態の導出処理は、第１実施形態で説明したとおりである。導出部１５０は、導出した劣化状態を車両３００に通知する。
以上説明したように、第３実施形態に係る、電力系統４００と車載バッテリ３１０との間の電力の授受を中継する外部電源装置２００は、検知部２４２と制御部２４３とを有する。検知部２４２は、車載バッテリ３１０の劣化状態の導出が開始されることを検知する。制御部２４３は、検知部２４２によって劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、車載バッテリ３１０の充放電を制御する。車両制御部３３０は、車両３００が停車しており且つ外部電源装置２００に接続されている状態で、車載バッテリ３１０のＳＯＣが第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように車載バッテリ３１０の充放電を制御する。
このような構成を備えることにより、第３実施形態に係る外部電源装置２００は、ＳＯＣが所定範囲に設定されるように充放電を制御することにより、ＳＯＣを高精度に推定することができる。ＳＯＣが精度よく推定されることにより、ＳＯＣに基づいて導出される劣化状態の精度を向上させることができる。これにより、車両３００の残走行距離や車載バッテリ３１０の残存時間等について、より適切な値を示すことができる。
また、第３実施形態に係る外部電源装置２００は、Ｖ２Ｇシステム１の制御を利用することで、自装置に接続される複数の車両３００の各車載バッテリ３１０のＳＯＣを、当該ＳＯＣを高精度に推定可能な値範囲に一律に設定することができる。これにより、自装置に接続している複数の車両３００に搭載される各車載バッテリ３１０の劣化状態の導出精度を一様に向上させることができる。また、複数の車載バッテリ３１０の間における劣化状態の推定精度のばらつきが抑制され、劣化状態の見誤りが減少する。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１…Ｖ２Ｇシステム、１００…管理装置、１１０…通信部、１２０…制御部、１３０…記憶部、１４０…検知部、１５０…導出部、２００…外部電源装置、２０２…筐体、２０４…制御装置、２０６…通信部、２０８…ケーブル接続口、２２０…ケーブル、２２２…第１プラグ、２２４…第２プラグ、２４２…検知部、２４３…制御部、２６０…建造物、３００…車両、３１０…車載バッテリ、３２０…バッテリセンサ、３３０…車両制御部、３４０…車両記憶部、３５０…センサ、３６０…コネクタ、３７０…検知部、３８０…導出部、４００…電力系統

Claims (9)

  1. 車両に搭載される二次電池の充放電を制御する制御装置であって、
    前記二次電池の劣化状態の導出が開始されることを検知する検知部と、
    前記検知部によって前記劣化状態の導出が開始されることが検知された場合、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御する制御部と、
    を備える制御装置。
  2. 前記外部電源は、電力系統であり、
    前記制御部は、前記二次電池の劣化状態の導出が行われない場合、前記電力系統の要求に応じて前記二次電池の充放電を制御する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を管理する管理装置に搭載される、
    請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 前記車両に搭載される、
    請求項１または２に記載の制御装置。
  5. 電力系統と前記二次電池との間の電力の授受を中継する電力接続機器に搭載される、
    請求項１または２に記載の制御装置。
  6. 前記第一所定値と前記第二所定値は、充電率の変化に対する電圧変化が十分に大きく且つ前記二次電池の劣化が促進されない充電率の範囲の上限と下限付近に設定される、
    請求項１から請求項５の何れか一項に記載の制御装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の制御装置と、
    前記二次電池の電圧及び電流を測定する測定部と、
    前記電圧に基づいて前記充電率を導出する取得部と、
    前記充電率が前記第一所定値以上且つ前記第二所定値以下に設定された状態で取得される前記充電率と前記電流とに基づいて、前記二次電池の劣化状態を導出する導出部と、
    を備える診断システム。
  8. 車両に搭載される二次電池の制御方法であって、
    制御装置が、
    前記二次電池の劣化状態を導出する場合に、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御する、
    制御方法。
  9. 制御装置に搭載されるコンピュータに、
    車両に搭載される二次電池の劣化状態を導出する場合に、前記車両が停車しており且つ外部電源に接続されている状態で、前記二次電池の充電率が第一所定値以上且つ第二所定値以下に設定されるように前記二次電池の充放電を制御させる、
    プログラム。
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