JP2023066868A - 蓄電装置 - Google Patents

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隆介 長谷
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Abstract

Figure 2023066868000001
【課題】負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池が劣化しても、リチウムイオン電池の充電率の推定精度の低下を抑制する。
【解決手段】中間ステージ初期容量に対する第１中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得し、完全放電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量として算出し、完全放電側ステージ劣化後容量、第１中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量を用いて、リチウムイオン電池Ｂの充電率と開回路電圧との対応関係を示す充電率－開回路電圧曲線上の複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置に関する。
蓄電装置として、電池の開回路電圧から電池の充電率（満充電容量に対する残容量の割合）を推定するものがある。
ところで、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下であるプラトー領域と、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きい変化領域とを有するとともに、所定のプラトー領域と所定のプラトー領域に隣接する１つ以上の変化領域とからなるステージを複数有する電池が存在する。なお、各ステージは、電池が完全放電状態であるときの充電率を含む完全放電側ステージと、電池が満充電状態であるときの充電率を含む満充電側ステージと、完全放電側ステージと満充電側ステージとの間に位置する中間ステージとからなるものとする。また、特に、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池は、プラトー領域に比べて変化領域が少ないものとする。
そのため、上記蓄電装置では、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池の充電率を推定する場合で、かつ、開回路電圧がプラトー領域に入っている場合、開回路電圧の測定誤差の影響により充電率の推定精度が低下するおそれがある。
そこで、他の蓄電装置として、２次元座標における充電率－開回路電圧曲線上の複数の変曲点のうちの完全放電側ステージと中間ステージとの境界に対応する第１変曲点及び中間ステージと満充電側ステージとの境界に対応する第２変曲点と、充電率との対応関係を示す情報を用いて、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池の充電率を推定するものがある。上記情報を用いて第１変曲点または第２変曲点に対応する充電率を一意に求めることができるため、充電率の推定精度を向上させることができる。関連する技術として、特許文献１がある。
しかしながら、リチウムイオン電池が劣化すると、リチウムイオン電池の容量と負極電位との対応関係を示す容量－負極電位曲線が変化することで、完全放電側ステージ、中間ステージ、及び満充電側ステージそれぞれに対応する容量の比がリチウムイオン電池の劣化前に比べて変化し、第１及び第２変曲点と充電率との対応関係が変化してしまう。
そのため、上記他の蓄電装置では、リチウムイオン電池の劣化に伴って、実際の第１及び第２変曲点と充電率との対応関係が変化してしまっているにもかかわらず、記憶部などに予め記憶されている第１及び第２変曲点と充電率との対応関係を示す情報を用いて充電率を推定する場合、充電率の推定精度が低下するおそれがある。
国際公開第２０１７／０１０４７５号
本発明の目的は、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池が劣化しても、リチウムイオン電池の充電率の推定精度の低下を抑制することである。
本発明の蓄電装置は、リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池と、記憶部と、演算部とを備える。また、演算部は、第１取得部と、第２取得部と、第３取得部と、算出部と、更新部とを備える。
前記リチウムイオン電池は、横軸を前記リチウムイオン電池の充電率とし縦軸を前記リチウムイオン電池の開回路電圧とする２次元座標において、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、前記割合が前記所定値より大きい複数の変化領域とを有すると共に、前記複数のプラトー領域のうちの所定のプラトー領域と前記所定のプラトー領域に隣接する１つ以上の変化領域とからなるステージを複数有する。
前記ステージは、前記リチウムイオン電池の完全放電状態に最も近い完全放電側ステージと、前記リチウムイオン電池の満充電状態に最も近い満充電側ステージと、前記完全放電側ステージと前記満充電側ステージとの間に位置する少なくとも１つの中間ステージとを含む。
前記記憶部は、前記リチウムイオン電池の充電率と開回路電圧との対応関係を示す充電率－開回路電圧曲線上において、前記ステージ間の境界にそれぞれ対応する複数の変曲点と、前記リチウムイオン電池の充電率との対応関係を示す情報と、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記完全放電側ステージに対応する完全放電側ステージ初期容量と、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記中間ステージの少なくとも１つに対応する中間ステージ初期容量とを記憶する。
前記第１取得部は、劣化後の前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値により、劣化後の前記リチウムイオン電池の前記中間ステージの少なくとも１つに対応する容量である第１中間ステージ劣化後容量を取得する。
前記第２取得部は、劣化後の前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値により、劣化後の前記リチウムイオン電池の前記満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量を取得する。
前記第３取得部は、前記第１取得部で前記第１中間ステージ劣化後容量を取得した前記中間ステージに対応する前記中間ステージ初期容量に対する前記第１中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得する。
前記算出部は、前記完全放電側ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量として算出する。
前記更新部は、前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量を用いて、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新する。
これにより、リチウムイオン電池が劣化しても、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す更新後の情報を用いて、リチウムイオン電池の充電率を推定することができるため、充電率の推定精度低下を抑制することができる。
また、前記リチウムイオン電池には、前記中間ステージが１つだけ存在し、前記完全放電側ステージと前記中間ステージとの境界に対応する前記変曲点を第１変曲点とするとともに、前記中間ステージと前記満充電側ステージとの境界に対応する前記変曲点を第２変曲点とする場合、前記更新部は、前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する前記完全放電側ステージ劣化後容量の割合を、前記第１変曲点に対応する更新後の充電率とし、前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する前記完全放電側ステージ劣化後容量及び前記中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、前記第２変曲点に対応する更新後の充電率とするように構成してもよい。
また、前記リチウムイオン電池に前記中間ステージが２つ以上存在する場合、前記算出部は、さらに前記第１取得部で前記第１中間ステージ劣化後容量を取得した前記中間ステージ以外の前記中間ステージにそれぞれ対応する前記中間ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値を、第２中間ステージ劣化後容量として算出し、前記更新部は、前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、少なくとも１つの前記第２中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量を用いて、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新するように構成してもよい。
また、前記記憶部は、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記満充電側ステージに対応する満充電側ステージ初期容量をさらに記憶し、前記更新部は、前記満充電側ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値から、前記満充電側ステージ劣化後容量を減算したスライド劣化量が閾値以上である場合、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新するように構成してもよい。
これにより、充電開始毎または放電開始毎に複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する場合に比べて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新頻度を抑えることができるため、電流の積算値を用いて満充電側ステージ劣化後容量や第１中間ステージ劣化後容量を取得する際に満充電側ステージ劣化後容量や第１中間ステージ劣化後容量に電流検出誤差が含まれることによる複数の変曲点と充電率との対応関係のずれを抑制することができ、充電率の推定精度低下を抑制することができる。
本発明によれば、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池が劣化しても、リチウムイオン電池の充電率の推定精度の低下を抑制することができる。
実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。 劣化前の電池が有する特性の一例を示す図である。 劣化後の電池が有する特性の一例を示す図である。 充電時における変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理の一例を示す図である。 放電時における変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理の一例を示す図である。 変曲点と充電率との対応関係を示す情報及び各ステージと容量との対応関係を示す情報の一例を示す図である。
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。
図１に示す蓄電装置ＢＰ（電池パック）は、車両Ｖｅに搭載され、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、電池Ｂと、電流計２と、温度計３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、監視ＥＣＵ４とを備える。
車両Ｖｅは、電気自動車または電動フォークリフトなどの産業車両であって、蓄電装置ＢＰの他に、車両Ｖｅの走行用のモータＭと、モータＭを駆動するインバータ回路Ｉｎｖと、インバータ回路Ｉｎｖの動作を制御するとともに車両Ｖｅの外部に設けられる充電器Ｃｈと通信を行う車両ＥＣＵ５とを備える。
インバータ回路Ｉｎｖは、スイッチを備え、そのスイッチが繰り返しオン、オフすることにより、電池Ｂから供給される直流電力を交流電力に変換してモータＭに供給する。また、インバータ回路Ｉｎｖは、スイッチが繰り返しオン、オフすることにより、モータＭから供給される交流電力（回生電力）を直流電力に変換して電池Ｂに供給する。
車両ＥＣＵ５は、インバータ回路Ｉｎｖのスイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を変化させることにより、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給される電力または電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給される電力を変化させる。車両ＥＣＵ５の機能を電池ＥＣＵ１の機能に含ませて電池ＥＣＵ１と車両ＥＣＵ５とを統合し、その統合後の電池ＥＣＵ１を蓄電装置ＢＰまたは車両Ｖｅに設けてもよい。
電池Ｂは、１つ以上の二次電池（例えば、負極にリチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用い正極にＬＦＰ（Ｌｉ（リチウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｐ（リン））を用いたリチウムイオン電池など、プラトー領域に比べて変化領域が少ない充電率－開回路電圧曲線を有する二次電池）により構成される。充電器Ｃｈが車両Ｖｅに接続されていないとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がオンし、スイッチＳＷ２がオフし、電池Ｂのプラス端子がインバータ回路Ｉｎｖのプラス入力端子と電気的に接続され、電池Ｂのマイナス端子が電流計２、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ３を介してインバータ回路Ｉｎｖのマイナス入力端子に電気的に接続される。また、充電器Ｃｈが充電ケーブルを介して車両Ｖｅに接続されているとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンし、スイッチＳＷ３がオフし、電池Ｂのプラス端子が充電器Ｃｈのプラス出力端子に電気的に接続され、電池Ｂのマイナス端子が電流計２、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ２を介して充電器Ｃｈのマイナス出力端子に接続される。
電流計２は、シャント抵抗などにより構成され、電池Ｂに流れる電流を検出し、その検出した電流を監視ＥＣＵ４に送る。
温度計３は、サーミスタなどにより構成され、電池Ｂの温度を検出し、その検出した温度を監視ＥＣＵ４に送る。
監視ＥＣＵ４は、プロセッサや記憶部などを備えて構成され、電池Ｂの電圧を検出する。また、監視ＥＣＵ４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信などを用いて、検出した電圧、電流計２により検出された電流、及び温度計３により検出された温度を電池ＥＣＵ１に送信する。
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、それぞれ、半導体リレー（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor））または電磁式リレーなどにより構成される。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、電池Ｂのプラス端子側に接続されていてもよい。
スイッチＳＷ１、ＳＷ３が導通し、スイッチＳＷ２が遮断すると、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力を供給することが可能な状態になるともに、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力を供給することが可能な状態になる。また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が導通し、スイッチＳＷ３が遮断すると、充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給することが可能な状態になる。充電器Ｃｈまたはインバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力が供給されると、電池Ｂが充電され電池Ｂの充電率または電圧が増加し、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されると、電池Ｂが放電され電池Ｂの充電率または電圧が減少する。ＡＣ充電方式により電池Ｂが充電される場合、車両Ｖｅにおいて、充電器Ｃｈから供給される交流電力が直流電力に変換され、その直流電力が電池Ｂに供給されることで電池Ｂが充電されるものとする。
電池ＥＣＵ１は、記憶部１１と、演算部１２とを備える。
記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成される。なお、記憶部１１は、電池Ｂが有する特性（充電率－開回路電圧曲線など）により得られる変曲点と充電率との対応関係を示す情報などを記憶している。
図２は、劣化前の電池Ｂが有する特性の一例を示す図である。なお、図２に示す一番上の２次元座標において、横軸は充電率（電池Ｂの満充電容量に対する残容量の割合）［％］を示し、縦軸は開回路電圧（電流が流れていないときの電池Ｂの正極電位と負極電位との差）［Ｖ］を示し、実線は充電率と開回路電圧との対応関係を示す充電率－開回路電圧曲線を示している。電池Ｂが完全放電状態であるときの電池Ｂの充電率を０［％］とし、電池Ｂが満充電状態であるときの電池Ｂの充電率を１００［％］とする。また、図２に示す上から２番目の２次元座標において、横軸は容量（残容量）を示し、縦軸は電位［Ｖ］を示し、破線は劣化前の電池Ｂの容量と正極電位との対応関係を示す容量－正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化前の電池Ｂの容量と負極電位との対応関係を示す容量－負極電位曲線を示している。また、図２に示す上から３番目の２次元座標において、横軸は容量を示し、縦軸は閉回路電圧（電池Ｂに電流が流れているときの電池Ｂの電圧）を容量で１回微分した値（ｄＶ／ｄＱ）である電圧容量変化率を示している。
なお、電池Ｂが劣化するか否かに関わらず、電池Ｂは以下の１）～６）の特性を有しているものとする。
１）電池Ｂの容量は、完全放電状態であるときの電池Ｂの開回路電圧と満充電状態であるときの電池Ｂの開回路電圧との間において、電池Ｂに流れる電流の積算値によって決定される。
２）完全放電状態であるときの電池Ｂの開回路電圧は、電池Ｂの負極電位が最大になるときの電池Ｂの正極電位と負極電位との差になる。
３）満充電状態であるときの電池Ｂの開回路電圧は、電池Ｂの正極電位が最大になるときの電池Ｂの正極電位と負極電位との差になる。
４）電池Ｂの充電中において、電池Ｂが完全放電状態から満充電状態になるまでに電池Ｂに流れる電流の積算値、または、電池Ｂの放電中において、電池Ｂが満充電状態から完全放電状態になるまでに電池Ｂに流れる電流の積算値を、電池Ｂの満充電容量とする。
５）電池Ｂの正極電位は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外においてほとんど変化しない。
６）電池Ｂの負極電位は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外において充電率の変化に応じて段階的に変化する。
上記５）及び６）の特性により、電池Ｂの開回路電圧は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外において充電率の変化に応じて段階的に変化する。すなわち、図２に示す充電率－開回路電圧曲線では、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下になる「プラトー領域」を３つ有し、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きくなる「変化領域」を４つ有する。所定値は、例えば、監視ＥＣＵ４の電圧測定精度に基づいて設定され、開回路電圧の測定誤差により充電率－開回路電圧曲線を用いて開回路電圧より充電率を精度良く取得できない、電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下である領域を「プラトー領域」とするように決められる。なお、電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きい領域を「変化領域」としてもよい。また、閾値ｔｈ１は、監視ＥＣＵ４の電圧測定精度及び電流計２により検出される電流のＡＤ変換誤差などに基づいて設定されるものとする。
また、完全放電状態であるときの電池Ｂの充電状態（充電率または容量）を基準として充電により電池Ｂの充電状態が増加する場合、または、満充電状態であるときの電池Ｂの充電状態を基準として放電により電池Ｂの充電状態が減少する場合、電池Ｂの充電状態に対応する領域は、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」の順に変化する。
また、充電率－開回路電圧曲線において、完全放電状態に最も近い、２つの「変化領域」と１つの「プラトー領域」とからなるステージを「完全放電側ステージ」とする。
また、充電率－開回路電圧曲線において、満充電状態に最も近い、１つの「変化領域」と１つの「プラトー領域」とからなるステージを「満充電側ステージ」とする。
また、「完全放電側ステージ」と「満充電側ステージ」との間に位置する、１つの「変化領域」と１つの「プラトー領域」とからなるステージを「中間ステージ」とする。なお、電池Ｂの特性に応じて、「完全放電側ステージ」と「満充電側ステージ」との間に位置する「中間ステージ」は２つ以上存在してもよい。
完全放電側ステージと中間ステージとの境界（切り替わり）には、電圧容量変化率が変化する変曲点Ｐ１（第１変曲点）が存在している。中間ステージと満充電側ステージとの境界（切り替わり）には、電圧容量変化率が変化する変曲点Ｐ２（第２変曲点）が存在している。なお、変曲点の数は「中間ステージ」の数より１多い数になる。
本実施形態では、電池Ｂの充電中または放電中において、「変化領域」から「プラトー領域」に変化するときの充電率－開回路電圧曲線上の点を、変曲点Ｐ１、Ｐ２とする。例えば、電池Ｂの充電中または放電中において、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きく、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下になるときで、かつ、前回の制御周期で算出した、閉回路電圧を容量で２回微分した値（ｄ２Ｖ／ｄＱ２）が閾値ｔｈ２より大きく、今回の制御周期で算出したｄ２Ｖ／ｄＱ２が閾値ｔｈ２以下になるときの充電率－開回路電圧曲線上の点を、変曲点とする。なお、閾値ｔｈ２は、監視ＥＣＵ４の電圧測定精度及び電流計２により検出される電流のＡＤ変換誤差などに基づいて設定されるものとしてもよい。
または、電池Ｂの充電中または放電中において、「プラトー領域」から「変化領域」に変化するときの充電率－開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。例えば、電池Ｂの充電中または放電中において、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下であり、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きくなるときで、かつ、前回の制御周期で算出したｄ２Ｖ／ｄＱ２が閾値ｔｈ２以下であり、今回の制御周期で算出したｄ２Ｖ／ｄＱ２が閾値ｔｈ２より大きくなるときの充電率－開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。
なお、変曲点に対応する充電率が、各ステージ間の境界に対応する充電率に相当する場合であれば、変曲点は上述の例示に限らず、充電率－開回路電圧曲線上の任意の点に設定することができるものとする。
また、劣化前の電池Ｂが完全放電状態になってから充電率－開回路電圧曲線上の点が変曲点Ｐ１と一致するまでに劣化前の電池Ｂに流れる電流の積算値、または、充電率－開回路電圧曲線上の点が変曲点Ｐ１と一致してから劣化前の電池Ｂが完全放電状態になるまでに劣化前の電池Ｂに流れる電流の積算値である容量、すなわち、完全放電側ステージに対応する容量を、完全放電側ステージ初期容量とする。
また、充電率－開回路電圧曲線上の点が変曲点Ｐ１と一致してから変曲点Ｐ２と一致するまでに劣化前の電池Ｂに流れる電流の積算値、または、充電率－開回路電圧曲線上の点が変曲点Ｐ２と一致してから変曲点Ｐ１と一致するまでに劣化前の電池Ｂに流れる電流の積算値である容量、すなわち、中間ステージに対応する容量を、中間ステージ初期容量とする。
なお、中間ステージが２つ以上存在する場合は、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量を、それぞれ中間ステージ初期容量とする。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量の合計を、中間ステージ初期容量としてもよい。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの１つの中間ステージに対応する容量を、中間ステージ初期容量としてもよい。
また、中間ステージが３つ以上存在する場合、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの少なくとも２つの中間ステージに対応する容量の合計を、中間ステージ初期容量としてもよい。
すなわち、記憶部１１は、複数の変曲点と電池Ｂの充電率との対応関係を示す情報と、劣化前の電池Ｂの完全放電側ステージに対応する完全放電側ステージ初期容量と、劣化前の電池Ｂの中間ステージの少なくとも１つに対応する中間ステージ初期容量とを記憶する。
また、完全放電側ステージ初期容量及び中間ステージ初期容量は、蓄電装置ＢＰの設計時において実験やシミュレーションにより求めてもよいし、蓄電装置ＢＰの工場出荷時において劣化前の電池Ｂに流れる電流の積分値により求めてもよく、蓄電装置ＢＰの記憶部１１に予め記憶させておく。
図３は、劣化後の電池Ｂが有する特性の一例を示す図である。なお、図３に示す一番上の２次元座標において、横軸は充電率［％］を示し、縦軸は開回路電圧［Ｖ］を示し、実線は充電率と開回路電圧との対応関係を示す充電率－開回路電圧曲線を示している。また、図３に示す上から２番目の２次元座標において、横軸は容量を示し、縦軸は電位［Ｖ］を示し、破線は劣化後の電池Ｂの容量と正極電位との対応関係を示す容量－正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化後の電池Ｂの容量と負極電位との対応関係を示す容量－負極電位曲線を示している。また、図３に示す上から３番目の２次元座標において、横軸は容量を示し、縦軸は電圧容量変化率（ｄＶ／ｄＱ）を示している。
電池Ｂが劣化しても、図３に示す容量－正極電位曲線は、図２に示す容量－正極電位曲線と同様である。すなわち、劣化後の電池Ｂの正極電位の最小値に対応する容量は、劣化前の電池Ｂの正極電位の最小値に対応する容量と同じであり、劣化後の電池Ｂの正極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Ｂの正極電位の最大値に対応する容量と同じである。
また、電池Ｂが劣化した場合、図３に示す容量－負極電位曲線は、図２に示す容量－負極電位曲線と比べて、曲線全体が横軸方向において所定容量Ｃ１分収縮（縮小）している。また、電池Ｂが劣化した場合、図３に示す容量－負極電位曲線は、図２に示す容量－負極電位曲線と比べて、さらに、横軸の増加方向（図３の紙面右側方向）に所定容量Ｃ２分スライド移動している。なお、電池Ｂが劣化しても、容量－正極電位曲線及び容量－負極電位曲線の縦軸方向の変化はないものとする。
このように、電池Ｂの劣化により、容量－負極電位曲線のみが横軸方向において収縮したりスライド移動したりすると、容量－正極電位曲線の最大電位に対応する容量が変化しないまま、容量－負極電位曲線の最大電位に対応する容量が増加するため、容量－正極電位曲線の最大電位に対応する容量と容量－負極電位曲線の最大電位に対応する容量との差、すなわち、電池Ｂの満充電容量が減少する。
また、電池Ｂの劣化により、図２に示す中間ステージに対応する容量Ｃ２１に対して、図３に示す中間ステージに対応する容量Ｃ２２が収縮率Ｓで収縮する。すなわち、収縮率Ｓを容量Ｃ２２／容量Ｃ２１とする。なお、中間ステージを複数有する電池Ｂが劣化する場合も同様に各中間ステージにそれぞれ対応する容量が収縮率Ｓで収縮する。
また、電池Ｂの劣化により、図２に示す完全放電側ステージに対応する容量Ｃ１１に対して、図３に示す完全放電側ステージに対応する容量Ｃ１２が収縮率Ｓで収縮する。
また、電池Ｂの劣化により、図２に示す満充電側ステージに対応する容量Ｃ３１に対して、図３に示す満充電側ステージに対応する容量Ｃ３２が収縮率Ｓで収縮するとともに所定容量Ｃ２分減少する。
容量－負極電位曲線の収縮により容量Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１に対して容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２がそれぞれ収縮率Ｓで収縮しているだけであれば、容量Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１の比と容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の比とが互いに同じになる。
しかしながら、容量－負極電位曲線が収縮だけでなくスライド移動している場合、容量Ｃ３２のみがさらに減少するため、容量Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１の比と容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の比とが互いに同じにならない。
そのため、図３に示す完全放電側ステージと中間ステージとの境界に対応する変曲点Ｐ１に対応する充電率と、図２に示す完全放電側ステージと中間ステージとの境界に対応する変曲点Ｐ１に対応する充電率とが互いに異なってしまう。また、図３に示す中間ステージと満充電側ステージとの境界に対応する変曲点Ｐ２に対応する充電率と、図２に示す中間ステージと満充電側ステージとの境界に対応する変曲点Ｐ２に対応する充電率とが互いに異なってしまう。
従って、電池Ｂの劣化に伴って図２に示す変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係が、図３に示す変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係に変化してしまっているにもかかわらず、図２に示す変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を用いて充電率を推定すると、充電率の推定精度が低下するおそれがある。
そこで、実施形態の蓄電装置ＢＰでは、劣化後の電池Ｂの容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２を取得し直し、その取得し直した新しい容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２を用いて変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を更新する。すなわち、実施形態の蓄電装置ＢＰでは、電池Ｂの劣化により、完全放電側ステージ、中間ステージ、及び満充電側ステージにそれぞれ対応する容量が、図２に示す完全放電側ステージ、中間ステージ、及び満充電側ステージにそれぞれ対応する容量から図３に示す完全放電側ステージ、中間ステージ、及び満充電側ステージにそれぞれ対応する容量に変化した場合、図３に示す完全放電側ステージに対応する容量Ｃ１２と中間ステージに対応する容量Ｃ２２と満充電側ステージに対応する容量Ｃ３２とを用いて変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を更新する。
例えば、記憶部１１に劣化前の電池Ｂの容量Ｃ１１、Ｃ２１が記憶されている場合で、かつ、劣化後の電池Ｂの充電中または放電中において、劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により容量Ｃ２２及び容量Ｃ３２を取得した場合、蓄電装置ＢＰは、容量Ｃ２２を容量Ｃ２１で除算した値である収縮率Ｓと、容量Ｃ１１とを乗算した容量Ｃ１１´を劣化後の容量Ｃ１２として求める。次に、蓄電装置ＢＰは、容量Ｃ１１´と容量Ｃ２２と容量Ｃ３２との合計である劣化後の電池Ｂの満充電容量を求める。そして、蓄電装置ＢＰは、容量Ｃ１１´を劣化後の電池Ｂの満充電容量で除算した値を変曲点Ｐ１に対応する新しい充電率とするともに、容量Ｃ１１´と容量Ｃ２２との合計を劣化後の電池Ｂの満充電容量で除算した値を変曲点Ｐ２に対応する新しい充電率とする。
このように、電池Ｂが劣化しても、変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を更新することにより、更新後の情報を用いて、電池Ｂの充電率を推定することができるため、充電率の推定精度低下を抑制することができる。
また、図１に示す演算部１２は、プロセッサにより構成され、第１取得部１２１と、第２取得部１２２と、第３取得部１２３と、算出部１２４と、更新部１２５とを備える。なお、演算部１２が記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することにより、第１取得部１２１、第２取得部１２２、第３取得部１２３、算出部１２４、及び更新部１２５が実現される。
演算部１２は、電池Ｂの充電または放電が開始され、電池Ｂに一定の電流が継続して流れている場合、複数の変曲点（例えば、上記変曲点Ｐ１、Ｐ２）と充電率との対応関係を示す情報の更新処理を実行する。
第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂの充電状態（容量または充電率）に対応するステージが完全放電側ステージから中間ステージに切り替わったタイミングから、劣化後の電池Ｂの充電状態に対応するステージが中間ステージから満充電側ステージに切り替わるタイミングまでに劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの中間ステージに対応する容量である中間ステージ劣化後容量（例えば、上記容量Ｃ２２）を取得する。
また、第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂの充電状態に対応するステージが満充電側ステージから中間ステージに切り替わるタイミングから、劣化後の電池Ｂの充電状態に対応するステージが中間ステージから完全放電側ステージに切り替わるタイミングまでに劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの中間ステージに対応する容量である中間ステージ劣化後容量（例えば、上記容量Ｃ２２）を取得する。
なお、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの１つの中間ステージに対応する容量を中間ステージ初期容量とする場合、第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂにおいて、その１つの中間ステージに対応する電流の積算値を、第１中間ステージ劣化後容量としてもよい。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量の合計を中間ステージ初期容量とする場合、第１取得部１２１は、各中間ステージに対応する電流の積算値の合計を、第１中間ステージ劣化後容量としてもよい。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量をそれぞれ中間ステージ初期容量とする場合、第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂにおいて、各中間ステージに対応する電流の積算値を、それぞれ第１中間ステージ劣化後容量としてもよい。
また、中間ステージが３つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの少なくとも２つの中間ステージに対応する容量の合計を中間ステージ初期容量とする場合、第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂにおいて、その少なくとも２つの中間ステージに対応する電流の積算値の合計を、第１中間ステージ劣化後容量としてもよい。 すなわち、第１取得部１２１は、劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの中間ステージの少なくとも１つの中間ステージに対応する容量である第１中間ステージ劣化後容量を取得する。
第２取得部１２２は、劣化後の電池Ｂの充電状態に対応するステージが中間ステージから満充電側ステージに切り替わったタイミングから、劣化後の電池Ｂが満充電状態になったタイミングまでに劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量（例えば、上記容量Ｃ３２）を取得する。
また、第２取得部１２２は、劣化後の電池Ｂが満充電状態になったタイミングから、劣化後の電池Ｂの充電状態に対応するステージが満充電側ステージから中間ステージに切り替わったタイミングまでに劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量（例えば、上記容量Ｃ３２）を取得する。
すなわち、第２取得部１２２は、劣化後の電池Ｂに流れる電流の積算値により、劣化後の電池Ｂの満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量を取得する。
第３取得部１２３は、第１中間ステージ劣化後容量を中間ステージ初期容量で除算した値を、収縮率（例えば、上記収縮率Ｓ）として取得する。
なお、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの１つの中間ステージに対応する容量を中間ステージ初期容量とする場合、第３取得部１２３は、その中間ステージ初期容量を、その１つの中間ステージに対応する第１中間ステージ劣化後容量で除算した値を、収縮率として取得してもよい。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量の合計を中間ステージ初期容量とする場合、第３取得部１２３は、その中間ステージ初期容量を、各中間ステージに対応する電流の積算値の合計である第１中間ステージ劣化後容量で除算した値を、収縮率として取得してもよい。
また、中間ステージが２つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージに対応する容量をそれぞれ中間ステージ初期容量とする場合、第３取得部１２３は、何れか１つの中間ステージに対応する中間ステージ劣化後容量を、その１つの中間ステージに対応する中間ステージ初期容量で除算した値を、収縮率として取得してもよい。
また、中間ステージが３つ以上存在する場合で、かつ、劣化前の電池Ｂの各中間ステージのうちの少なくとも２つの中間ステージに対応する容量の合計を中間ステージ初期容量とする場合、第３取得部１２３は、その中間ステージ初期容量を、その少なくとも２つの中間ステージに対応する電流の積算値の合計である第１中間ステージ劣化後容量で除算した値を、収縮率として取得してもよい。
すなわち、第３取得部１２３は、第１取得部１２１で第１中間ステージ劣化後容量を取得した中間ステージに対応する中間ステージ初期容量に対する第１中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得する。
算出部１２４は、完全放電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量（例えば、上記容量Ｃ１１´）として算出する。
なお、算出部１２４は、中間ステージが２つ以上存在する場合、第１取得部１２１で第１中間ステージ劣化後容量を取得した中間ステージ以外の中間ステージにそれぞれ対応する中間ステージ初期容量に収縮率を乗算した値を、第２中間ステージ劣化後容量として算出する。
更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、第１中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量を用いて、複数の変曲点（例えば、上記変曲点Ｐ１、Ｐ２）と充電率との対応関係を示す情報を更新する。
なお、更新部１２５は、中間ステージが２つ以上存在する場合、完全放電側ステージ劣化後容量、第１中間ステージ劣化後容量、少なくとも１つの第２中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量を用いて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新してもよい。
演算部１２は、複数の変曲点のうちの１つの変曲点（例えば、変曲点Ｐ１または変曲点Ｐ２）を検出すると、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す更新後の情報を参照して、検出した１つの変曲点に対応する充電率を、現在の充電率として推定する。なお、変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す更新後の情報において、０［％］の充電率と変曲点Ｐ１に対応する充電率との間の充電率、または、変曲点Ｐ１に対応する充電率と変曲点Ｐ２に対応する充電率との間の充電率、または、変曲点Ｐ２に対応する充電率と１００［％］の充電率との間の充電率は、線形補間など用いて求めてもよい。
図４は、充電時における、変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理の一例を示す図である。なお、図４に示す更新処理は、演算部１２の制御周期毎に実行されるものとする。
まず、演算部１２は、車両ＥＣＵ５から送信される充電開始指示を受信することなどにより電池Ｂの充電が開始されたことを判断すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、充電開始から今回の制御周期までに電池Ｂに充電された容量を測定する（ステップＳ１０２）。例えば、演算部１２は、充電開始時から今回の制御周期までに充電器Ｃｈから電池Ｂに流れた電流の積算値を、充電開始から今回の制御周期までに電池Ｂに充電された容量とする。
次に、演算部１２は、電圧容量変化率を算出する（ステップＳ１０３）。例えば、演算部１２は、今回の制御周期で測定した電池Ｂの電圧と前回の制御周期で測定した電池Ｂの電圧との電圧差を、今回の制御周期で測定した電池Ｂの容量と前回の制御周期で測定した電池Ｂの容量との容量で１回微分した値を、電圧容量変化率とする。
次に、演算部１２は、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下であり、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率も閾値ｔｈ１以下である場合、または、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きく、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率も閾値ｔｈ１より大きい場合、または、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下であり、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きい場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、充電が終了したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
次に、演算部１２は、充電が終了していないと判断すると（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の処理を再度実行する。
また、演算部１２は、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きく、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、変曲点の数をインクリメントする（ステップＳ１０６）。
次に、演算部１２は、変曲点の数が２未満である場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の処理を再度実行する。
一方、演算部１２の第１取得部１２１は、変曲点の数が２以上である場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２で測定した容量を中間ステージ劣化後容量として記憶部１１に記憶した後（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の処理を再度実行する。すなわち、第１取得部１２１は、変曲点の数が２になってから変曲点の数が３になるまでに電池Ｂに流れた電流の積算値を、中間ステージ劣化後容量とする。例えば、第１取得部１２１は、図３に示す変曲点Ｐ１を検出してから変曲点Ｐ２を検出するまでに電池Ｂに流れる電流の積算値を、中間ステージ劣化後容量とする。
また、演算部１２は、電池Ｂの充電が終了したと判断した後（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、電池Ｂが満充電状態でないと判断すると（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、今回の制御周期における、変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理を終了する。例えば、演算部１２は、車両ＥＣＵ５から送信される充電終了指示を受信していないとき、電池Ｂの充電が終了していないと判断し、充電終了指示を受信すると、電池Ｂの充電が終了したと判断する。または、演算部１２は、充電器Ｃｈと車両Ｖｅとが充電ケーブルを介して接続されているとき、電池Ｂの充電が終了していないと判断し、充電器Ｃｈと車両Ｖｅとが接続されなくなると、電池Ｂの充電が終了したと判断する。
一方、演算部１２の第２取得部１２２は、電池Ｂが満充電状態になったと判断すると（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量を記憶部１１に記憶する（ステップＳ１１０）。例えば、第２取得部１２２は、電池Ｂの電圧が所定電圧以上になると、電池Ｂが満充電状態になったと判断する。または、第２取得部１２２は、電池Ｂの電圧が所定電圧である場合において電池Ｂに流れる電流が所定電流以下になると、電池Ｂが満充電状態になったと判断する。また、第２取得部１２２は、変曲点の数が２になってから電池Ｂが満充電状態になったと判断するまでに電池Ｂに流れる電流の積分値を、満充電側ステージ劣化後容量とする。例えば、第２取得部１２２は、図３に示す変曲点Ｐ２を検出してから電池Ｂが満充電状態になるまでに電池Ｂに流れる電流の積算値を、満充電側ステージ劣化後容量とする。
次に、図４に示すフローチャートにおいて、演算部１２は、中間ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されていないと判断すると、すなわち、満充電側ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されているが、中間ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されていないと判断すると（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理を終了する。
一方、演算部１２の第３取得部１２３は、中間ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されていると判断すると、すなわち、中間ステージ劣化後容量及び満充電側ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されていると判断すると（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、中間ステージ初期容量に対する中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得する（ステップＳ１１２）。例えば、第３取得部１２３は、中間ステージ劣化後容量を中間ステージ初期容量で除算した値を収縮率とする。
次に、演算部１２の算出部１２４は、完全放電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量として算出する（ステップＳ１１３）。
そして、演算部１２の更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量を用いて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する（ステップＳ１１４）。例えば、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量の割合を、変曲点Ｐ１に対応する更新後の充電率とする。また、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量及び中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、変曲点Ｐ２に対応する更新後の充電率とする。
なお、ステップＳ１０９において充電終了時に電池Ｂが満充電状態でなかったために今回の制御周期における更新処理を終了する場合で、かつ、記憶部１１に中間ステージ劣化後容量が記憶されていた場合、その記憶部１１に記憶されている中間ステージ劣化後容量を削除せずに次回の制御周期の更新処理において使用してもよい。
また、ステップＳ１１１において記憶部１１に満充電側ステージ劣化後容量が記憶されているが、中間ステージ劣化後容量が記憶されていなかったことにより今回の制御周期における更新処理を終了する場合、記憶部１１に記憶されている満充電側ステージ劣化後容量を削除せずに次回の制御周期の更新処理において使用してもよい。
また、図４に示すフローチャートでは、充電開始毎に複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する構成であるが、満充電側ステージのスライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上である場合のみ、対応関係を示す情報を更新する構成としてもよい。具体的には、記憶部１１が、劣化前の電池Ｂの満充電側ステージに対応する満充電側ステージ初期容量を予め記憶する。そして、ステップＳ１１２にて収縮率を取得した後、更新部１２５は、満充電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値から、満充電側ステージ劣化後容量を減算したスライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する。スライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上である場合のみ、ステップＳ１１４以降の処理を実行して、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新するように構成してもよい。これにより、充電開始毎に複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する場合に比べて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新頻度を抑えることができるため、電流の積算値を用いて満充電側ステージ劣化後容量や中間ステージ劣化後容量を取得する際に満充電側ステージ劣化後容量や中間ステージ劣化後容量に電流検出誤差が含まれることによる複数の変曲点と充電率との対応関係のずれを抑制することができ、充電率の推定精度低下を抑制することができる。
図５は、放電時における、変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理の一例を示す図である。なお、図５に示す更新処理は、演算部１２の制御周期毎に実行されるものとする。また、図５に示す更新処理は、電池Ｂが満充電状態から放電開始される場合のみ実行されるものとする。
まず、演算部１２は、一定速度を保って車両Ｖｅが走行し始めた旨を車両ＥＣＵ５から受信することなどにより電池Ｂの放電が開始されたことを判断すると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、放電開始から今回の制御周期までに電池Ｂから放電された容量を測定する（ステップＳ２０２）。例えば、演算部１２は、放電開始時から今回の制御周期までに電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに流れた電流の積算値を、放電開始から今回の制御周期までに電池Ｂから放電された容量とする。
次に、演算部１２は、電圧容量変化率を算出する（ステップＳ２０３）。例えば、演算部１２は、前回の制御周期で測定した電池Ｂの電圧と今回の制御周期で測定した電池Ｂの電圧との電圧差を、前回の制御周期で測定した電池Ｂの容量と今回の制御周期で測定した電池Ｂの容量との容量で１回微分した値を、電圧容量変化率とする。
次に、演算部１２は、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下であり、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率も閾値ｔｈ１以下である場合、または、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きく、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率も閾値ｔｈ１より大きい場合、または、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きく、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下である場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、放電が終了したか否かを判断する（ステップＳ２０５）。
次に、演算部１２は、放電が終了していないと判断すると（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の処理を再度実行する。
また、演算部１２は、前回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１以下であり、かつ、今回の制御周期で算出した電圧容量変化率が閾値ｔｈ１より大きい場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、変曲点の数をインクリメントする（ステップＳ２０６）。
次に、演算部１２の第２取得部１２２は、変曲点の数が１である場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２で測定した容量を満充電側ステージ劣化後容量として記憶部１１に記憶した後（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の処理を再度実行する。すなわち、第２取得部１２２は、電池Ｂが満充電状態であるときから変曲点の数が１になるまでに電池Ｂに流れる電流の積分値を、満充電側ステージ劣化後容量とする。例えば、第２取得部１２２は、電池Ｂが満充電状態であるときから図３に示す変曲点Ｐ２を検出するまでに電池Ｂに流れる電流の積算値を、満充電側ステージ劣化後容量とする。
また、図５に示すフローチャートにおいて、演算部１２の第１取得部１２１は、変曲点の数が２である場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ、ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２で測定した容量を中間ステージ劣化後容量として記憶部１１に記憶した後（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の処理を再度実行する。すなわち、第２取得部１２２は、変曲点の数が１になってから変曲点の数が２になるまでに電池Ｂに流れる電流の積分値を、中間ステージ劣化後容量とする。例えば、第１取得部１２１は、図３に示す変曲点Ｐ２を検出してから変曲点Ｐ１を検出するまでに電池Ｂに流れる電流の積算値を、中間ステージ劣化後容量とする。
また、演算部１２は、車両Ｖｅが停止した旨を車両ＥＣＵ５から受信することなどにより放電が終了したと判断すると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、変曲点の数が２以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１１）。
次に、演算部１２は、変曲点の数が０または１であると判断すると（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、今回の制御周期における、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新処理を終了する。
一方、演算部１２の第３取得部１２３は、変曲点の数が２以上であると判断すると、すなわち、満充電側ステージ劣化後容量及び中間ステージ劣化後容量が記憶部１１に記憶されている場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、中間ステージ初期容量に対する中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得する（ステップＳ２１２）。例えば、第３取得部１２３は、中間ステージ劣化後容量を中間ステージ初期容量で除算した値を収縮率とする。
次に、演算部１２の算出部１２４は、完全放電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量として算出する（ステップＳ２１３）。
そして、演算部１２の更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量を用いて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する（ステップＳ２１４）。例えば、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量の割合を、変曲点Ｐ１に対応する更新後の充電率とする。また、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量及び中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、変曲点Ｐ２に対応する更新後の充電率とする。
なお、ステップＳ２１１において記憶部１１に満充電側ステージ劣化後容量が記憶されているが、中間ステージ劣化後容量が記憶されていないことにより今回の制御周期における更新処理を終了する場合、記憶部１１に記憶されている満充電側ステージ劣化後容量を削除せずに次回の制御周期の更新処理において使用してもよい。
また、図５に示すフローチャートでは、放電開始毎に複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する構成であるが、満充電側ステージのスライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上である場合のみ、対応関係を示す情報を更新する構成としてもよい。具体的には、記憶部１１が、劣化前の電池Ｂの満充電側ステージに対応する満充電側ステージ初期容量を予め記憶する。そして、ステップＳ２１２にて収縮率を取得した後、更新部１２５は、満充電側ステージ初期容量に収縮率を乗算した値から、満充電側ステージ劣化後容量を減算したスライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する。スライド劣化量が閾値Ｓｔｈ以上である場合のみ、ステップＳ２１４以降の処理を実行して、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新するように構成してもよい。これにより、放電開始毎に複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する場合に比べて、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報の更新頻度を抑えることができるため、電流の積算値を用いて満充電側ステージ劣化後容量や第１中間ステージ劣化後容量を取得する際に満充電側ステージ劣化後容量や第１中間ステージ劣化後容量に電流検出誤差が含まれることによる複数の変曲点と充電率との対応関係のずれを抑制することができ、充電率の推定精度低下を抑制することができる。
ここで、例えば、図６（ａ）に示す変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報のように、電池Ｂが劣化する前の変曲点Ｐ１に対応する充電率を３５［％］とし、電池Ｂが劣化する前の変曲点Ｐ２に対応する充電率を６５［％］とする。また、図６（ｂ）に示す各ステージと容量との対応関係を示す情報のように、電池Ｂが劣化する前の完全放電側ステージに対応する完全放電側ステージ初期容量を７とし、電池Ｂが劣化する前の中間ステージに対応する中間ステージ初期容量を６とし、満充電側ステージに対応する満充電側ステージ劣化後容量を７とする。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す情報は記憶部１１に予め記憶されているものとする。
このような状態において、更新処理により、第１取得部１２１が中間ステージ劣化後容量として４を取得し、第２取得部１２２が満充電側ステージ劣化後容量として１を取得する場合を想定する。
この場合、第３取得部１２３は、４／６＝２／３を収縮率として取得する。
次に、算出部１２４は、７×（２／３）≒５を完全放電側ステージ劣化後容量として算出する。
次に、更新部１２５は、図６（ｃ）に示すように、各ステージと容量との対応関係を示す情報を更新する。
次に、更新部１２５は、５／（５＋４＋１）×１００＝５０［％］を劣化後の電池Ｂの変曲点Ｐ１に対応する充電率とし、（５＋４）／（５＋４＋１）×１００＝９０［％］を劣化後の電池Ｂの変曲点Ｐ２に対応する充電率とする。
そして、更新部１２５は、図６（ｄ）に示すように、変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を更新する。
また、完全放電側ステージと満充電側ステージとの間に２つの中間ステージ（完全放電側中間ステージ及び満充電側中間ステージ）が位置する場合において、複数の変曲点と充電率との対応関係を示す情報を更新する場合を想定する。なお、完全放電側中間ステージは完全放電側ステージ側に隣接し、満充電側中間ステージは満充電側ステージに隣接するものとする。また、完全放電側ステージと完全放電側中間ステージとの境界に対応する変曲点を第１変曲点とする。また、完全放電側中間ステージと満充電側中間ステージとの境界に対応する変曲点を第２変曲点とする。また、満充電側中間ステージと満充電側ステージとの境界に対応する変曲点を第３変曲点とする。また、劣化後の電池Ｂの完全放電側中間ステージに対応する容量を完全放電側中間ステージ劣化後容量とする。また、劣化後の電池Ｂの満充電側中間ステージに対応する容量を満充電側中間ステージ劣化後容量とする。
この場合、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、完全放電側中間ステージ劣化後容量、満充電側中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量の割合を、第１変曲点に対応する更新後の充電率とする。
また、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、完全放電側中間ステージ劣化後容量、満充電側中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量及び完全放電側中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、第２変曲点に対応する更新後の充電率とする。
また、更新部１２５は、完全放電側ステージ劣化後容量、完全放電側中間ステージ劣化後容量、満充電側中間ステージ劣化後容量、及び満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する完全放電側ステージ劣化後容量、完全放電側中間ステージ劣化後容量、及び満充電側中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、第３変曲点に対応する更新後の充電率とする。
このような更新と同様な更新を行うことで、完全放電側ステージと満充電側ステージとの間に３つ以上の中間ステージが存在する場合における４つ以上の変曲点と充電率との対応関係を示す情報についても更新することができる。
＜演算部１２の他の動作＞
演算部１２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の動作を制御するとともに、ＣＡＮ通信などにより監視ＥＣＵ４及び車両ＥＣＵ５と通信を行う。
すなわち、演算部１２は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替わった旨を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を遮断状態から導通状態に切り替えるとともにスイッチＳＷ２を遮断状態し、変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を用いて電池Ｂの充電率を推定し、その推定した充電率に応じた入力電力指令値Ｗｉｎまたは出力電力指令値Ｗｏｕｔを車両ＥＣＵ５に送信する。
また、演算部１２は、電池Ｂの充電率が第１の下限閾値以下になると、制限後の出力電力指令値Ｗｏｕｔを車両ＥＣＵ５に送信し、電池Ｂの充電率が第１の上限閾値以上になると、制限後の入力電力指令値Ｗｉｎを車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、出力電力指令値Ｗｏｕｔに応じた電力が電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給されるようにインバータ回路Ｉｎｖの動作を制御するとともに、入力電力指令値Ｗｉｎに応じた電力がインバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給されるようにインバータ回路Ｉｎｖの動作を制御する。車両ＥＣＵ５は、出力電力指令値Ｗｏｕｔまたは入力電力指令値Ｗｉｎが制限されると、インバータ回路Ｉｎｖのスイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を小さくすることにより、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに供給される電力またはインバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに供給される電力を制限する。
また、演算部１２は、電池Ｂの充電率が第１の下限閾値より小さい第２の下限閾値以下になると、または、電池Ｂの充電率が第１の上限閾値より大きい第２の上限閾値以上になると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を遮断することにより、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されること、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力が供給されること、及び充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給されることを禁止する。なお、第２の下限閾値は、電池Ｂが過放電状態になる直前の電池Ｂの充電率とし、第２の上限閾値は、電池Ｂが過充電状態になる直前の電池Ｂの充電率とする。これにより、電池Ｂが過充電状態または過放電状態になることを防止することができる。
また、演算部１２は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２またはスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３を導通させているとき、監視ＥＣＵ４から送信される電圧が過電圧閾値以上になると、または、監視ＥＣＵ４から送信される電流が過電流閾値以上になると、または、監視ＥＣＵ４から送信される温度が過温度閾値以上になると、電池Ｂに異常が発生したと判断し、その旨を車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、電池Ｂに異常が発生した旨を受信すると、電池Ｂからインバータ回路Ｉｎｖに電力が供給されること、インバータ回路Ｉｎｖから電池Ｂに電力が供給されること、及び充電器Ｃｈから電池Ｂに電力が供給されることを禁止する。
また、演算部１２は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオンからイグニッションオフに切り替わった旨を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を導通状態から遮断状態に切り替えるとともにスイッチＳＷ２を遮断状態のままにする。
また、演算部１２は、充電器Ｃｈと車両Ｖｅとが充電ケーブルを介して電気的に接続された後、電池Ｂの充電開始指示を車両ＥＣＵ５から受信すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を導通させるとともにスイッチＳＷ３を遮断状態にし、変曲点Ｐ１、Ｐ２と充電率との対応関係を示す情報を用いて電池Ｂの充電率を算出し、充電率に応じた電流指令値を車両ＥＣＵ５に送信する。車両ＥＣＵ５は、電流指令値に応じた電流が充電器Ｃｈから電池Ｂに供給されるように電流指令値を充電器Ｃｈに送信する。
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
１ 電池ＥＣＵ
２ 電流計
３ 温度計
４ 監視ＥＣＵ
５ 車両ＥＣＵ
１１ 記憶部
１２ 演算部
１２１ 第１取得部
１２２ 第２取得部
１２３ 第３取得部
１２４ 算出部
１２５ 更新部
Ｖｅ 車両
ＢＰ 蓄電装置
Ｉｎｖ インバータ回路
Ｍ モータ
Ｃｈ 充電器
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ

Claims (4)

  1. リチウムイオンを吸蔵及び放出するグラファイトを用いた負極を有するリチウムイオン電池と、
    記憶部と、
    演算部と、
    を備え、
    前記リチウムイオン電池は、横軸を前記リチウムイオン電池の充電率とし縦軸を前記リチウムイオン電池の開回路電圧とする２次元座標において、単位充電率あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、前記割合が前記所定値より大きい複数の変化領域とを有すると共に、前記複数のプラトー領域のうちの所定のプラトー領域と前記所定のプラトー領域に隣接する１つ以上の変化領域とからなるステージを複数有し、
    前記ステージは、前記リチウムイオン電池の完全放電状態に最も近い完全放電側ステージと、前記リチウムイオン電池の満充電状態に最も近い満充電側ステージと、前記完全放電側ステージと前記満充電側ステージとの間に位置する少なくとも１つの中間ステージとを含み、
    前記記憶部は、前記リチウムイオン電池の充電率と開回路電圧との対応関係を示す充電率－開回路電圧曲線上において、前記ステージ間の境界にそれぞれ対応する複数の変曲点と、前記リチウムイオン電池の充電率との対応関係を示す情報と、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記完全放電側ステージに対応する完全放電側ステージ初期容量と、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記中間ステージの少なくとも１つに対応する中間ステージ初期容量とを記憶し、
    前記演算部は、
    劣化後の前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値により、劣化後の前記リチウムイオン電池の前記中間ステージの少なくとも１つに対応する容量である第１中間ステージ劣化後容量を取得する第１取得部と、
    劣化後の前記リチウムイオン電池に流れる電流の積算値により、劣化後の前記リチウムイオン電池の前記満充電側ステージに対応する容量である満充電側ステージ劣化後容量を取得する第２取得部と、
    前記第１取得部で前記第１中間ステージ劣化後容量を取得した前記中間ステージに対応する前記中間ステージ初期容量に対する前記第１中間ステージ劣化後容量の割合である収縮率を取得する第３取得部と、
    前記完全放電側ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値を、完全放電側ステージ劣化後容量として算出する算出部と、
    前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量を用いて、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新する更新部と、
    を備える蓄電装置。
  2. 請求項１に記載の蓄電装置であって、
    前記リチウムイオン電池には、前記中間ステージが１つだけ存在し、
    前記完全放電側ステージと前記中間ステージとの境界に対応する前記変曲点を第１変曲点とするとともに、前記中間ステージと前記満充電側ステージとの境界に対応する前記変曲点を第２変曲点とし、
    前記更新部は、
    前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する前記完全放電側ステージ劣化後容量の割合を、前記第１変曲点に対応する更新後の充電率とし、
    前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量の合計値に対する前記完全放電側ステージ劣化後容量及び前記第１中間ステージ劣化後容量の合計値の割合を、前記第２変曲点に対応する更新後の充電率とする
    ことを特徴とする蓄電装置。
  3. 請求項１に記載の蓄電装置であって、
    前記リチウムイオン電池には、前記中間ステージが２つ以上存在し、
    前記算出部は、さらに前記第１取得部で前記第１中間ステージ劣化後容量を取得した前記中間ステージ以外の前記中間ステージにそれぞれ対応する前記中間ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値を、第２中間ステージ劣化後容量として算出し、
    前記更新部は、前記完全放電側ステージ劣化後容量、前記第１中間ステージ劣化後容量、少なくとも１つの前記第２中間ステージ劣化後容量、及び前記満充電側ステージ劣化後容量を用いて、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新する
    ことを特徴とする蓄電装置。
  4. 請求項１～３の何れか１項に記載の蓄電装置であって、
    前記記憶部は、劣化前の前記リチウムイオン電池の前記満充電側ステージに対応する満充電側ステージ初期容量をさらに記憶し、
    前記更新部は、前記満充電側ステージ初期容量に前記収縮率を乗算した値から、前記満充電側ステージ劣化後容量を減算したスライド劣化量が閾値以上である場合、前記複数の変曲点と前記充電率との対応関係を示す情報を更新する
    ことを特徴とする蓄電装置。
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