JP4586832B2

JP4586832B2 - 電動車両

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Publication number: JP4586832B2
Application number: JP2007209889A
Authority: JP
Inventors: 真士市川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: JP2009042176A; US20090039831A1; CN101362442B; CN101362442A; US8222862B2

Description

この発明は、駆動源に電力を供給するための蓄電機構を搭載した電動車両に関し、特に、蓄電機構の残存容量の推定精度を高精度に維持するための構成に関する。

最近、環境に配慮した自動車として、電動モータの駆動力により走行するハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。これらの電動車両には、駆動源である電動モータに電力を供給するための蓄電機構が搭載されている。蓄電機構からの放電または蓄電機構への充電は、たとえば蓄電機構の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge；以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）を考慮して行なわれる。ＳＯＣを適正な範囲に維持することで、蓄電機構の過充電や過放電などを回避することができる。

ここで、蓄電機構としては、ニッケル水素電池などから構成される複数のセルを直列接続した電池モジュールを構成単位とし、それを複数直列接続させた組電池が広く用いられている。組電池における充放電の制御は、たとえば複数の電池ブロックごとの電池電圧を検出し、その検出された電池電圧からＳＯＣを演算によって推定することにより行なわれている。

しかしながら、組電池の長時間の使用によって電池特性が劣化すると、電池ブロック間には容量ばらつきが発生する。たとえば特開２００５−１６６３６２号公報（特許文献１）には、電池モジュール内の複数セル間に発生したＳＯＣのばらつきを正確に把握するハイブリッド車両の制御システムが開示される。

これによれば、組電池の蓄電状態が、メモリー効果が発生しやすい条件を満たしているか否かを判定し、該条件を満たしている場合には、深い充放電を複数回実行して組電池のメモリー効果を消去した上で、組電池を構成する電池モジュールのセルに発生したＳＯＣのばらつきを検出することで、正確に組電池の特性ばらつきを検出している。
特開２００５−１６６３６２号公報特開２００５−１３０５５９号公報

しかしながら、特開２００５−１６６３６２号公報に記載される組電池のばらつき検出方法においては、定電流で組電池の放電を行ない、組電池の電圧変動が大きくなったときのＳＯＣ値を測定し、該ＳＯＣ値に基づいて電池モジュール内にＳＯＣのばらつきがあるか否かを判定する構成が開示するに留まり、各電池モジュールのＳＯＣの推定方法については十分な開示がなされていない。

すなわち、電池特性が劣化すると、ＳＯＣの推定精度が低下することになる。特に、電動車両では、民生機器と比べて、充放電電力量が格段に大きく、かつ、環境温度の変化量も大きいことから、演算で推定したＳＯＣと実際のＳＯＣとの差が顕著に現われてしまい、十分な推定精度が得られないという問題があった。しかしながら、上述した特開２００５−１６６３６２号公報は、このような課題に対する解決手段を開示していない。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電機構のＳＯＣの推定精度を高めることのできる充放電制御装置を有する電動車両を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、駆動源に電力を供給するための蓄電機構と、蓄電機構を充放電するための充放電制御装置とを備える。蓄電機構は、充放電可能な複数の蓄電部を直列接続して構成される。充放電制御装置は、蓄電機構を一定の電流で放電するための放電手段と、複数の蓄電部の各々についての残存容量を推定するとともに、蓄電機構の放電中に、複数の蓄電部の電圧値の時間的変化に基づく所定のタイミングで、複数の蓄電部の残存容量を基準値にリセットする残存容量推定手段とを含む。残存容量推定手段は、所定のタイミングにおける複数の蓄電部の電圧値および温度に基づいて複数の蓄電部の各々についての基準値を設定し、複数の蓄電部の残存容量を設定された複数の基準値にそれぞれリセットする。

上記の電動車両によれば、リセット動作の実行中に、蓄電機構を構成する複数の蓄電部間で生じる残存容量のばらつきを含めるように各蓄電部についての基準値を設定することにより、複数の蓄電部のすべてに対して残存容量のリセットを行なうことができる。これにより、各蓄電部の残存容量の推定精度を高めることができる。

好ましくは、放電手段は、所定のタイミングを、複数の蓄電部のうちのいずれか１つの蓄電部の電圧値が所定の基準電圧に達したタイミングに設定する。残存容量推定手段は、蓄電部の電圧値が所定の基準電圧となるときの蓄電部の温度と蓄電部の残存容量との関係を予め保持しており、当該関係を参照して、いずれか１つの蓄電部についての基準値を設定する第１の設定手段と、残余の蓄電部の電圧値に基づいていずれか１つの蓄電部についての基準値を補正することにより、各残余の蓄電部についての基準値を設定する第２の設定手段とを含む。

上記の電動車両によれば、残存容量が相対的に小さい蓄電部が過放電するのを防止しながら、すべての蓄電部に対して基準値を設定することができる。これにより、複数の蓄電部のすべてに対するリセット動作を行なうことができる。

好ましくは、第２の設定手段は、一定の電流で蓄電部を放電したときの蓄電部の電圧値と蓄電部の残存容量との関係を予め保持しており、当該関係を参照して残余の蓄電部といずれか１つの蓄電部との残存容量の差を推定する。

上記の電動車両によれば、予め保持している蓄電部の放電特性に基づいて、蓄電部間で生じる残存容量のばらつきを簡易かつ正確に推定することができる。これにより、全ての蓄電部に対して正確に基準値を設定することができる。その結果、各蓄電部の残存容量の推定精度を高めることができる。

好ましくは、放電手段は、蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときの複数の蓄電部の温度に応じて、蓄電機構の放電電流を可変とする。

上記の電動車両によれば、たとえば蓄電部の温度が予め設定された温度範囲内にある場合には、放電電流を相対的に高い電流値に設定し、蓄電部の温度が該温度範囲外になる場合には、放電電流を相対的に低い電流値に設定することができる。これにより、放電電流を高くすることによって高温の蓄電部が過熱される、あるいは、ＳＯＣが低下している低温の蓄電部が過放電となるのを防止しながら、蓄電機構に対するリセット動作を迅速に行なうことができる。

好ましくは、放電手段は、複数の蓄電部の電圧値に応じて、蓄電機構の放電電流を可変とする。

上記の電動車両によれば、たとえば電圧値が大きく、残存容量が大きい場合には放電電流を相対的に高い電流値に設定し、電圧値が小さく、残存容量が小さい場合には放電電流を相対的に低い電流値に設定することができる。これにより、リセット動作の開始直後は残存容量を速やかに小さくし、残存容量が基準値の近傍である場合には残存容量を緩やかに小さくすることができる。その結果、蓄電機構に対するリセット動作をより迅速に行なうことができる。

好ましくは、残存容量推定手段は、所定の基準電圧を、蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときの複数の蓄電部の温度に応じて可変とする。

上記の電動車両によれば、たとえば蓄電部の温度が予め設定された温度上限値よりも高い場合には、基準電圧を高く設定することができる。これにより、リセット動作を速やかに行ない、高温の蓄電部が過熱するのを防止することができる。

好ましくは、電動車両は、外部電源からの電力を受けて蓄電機構を外部充電するための充電部をさらに備える。放電手段は、蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときに、蓄電機構を一定の電流で放電する。充放電制御装置は、複数の蓄電部の残存容量が基準値にリセットされた後に、蓄電機構を外部充電するための充電手段をさらに含む。

上記の電動車両によれば、外部充電前に蓄電機構を構成するすべての蓄電部に対するリセット動作を行なうことができるため、蓄電部のＳＯＣの推定精度を高めることができる。

好ましくは、蓄電機構は、互いに並列に接続され、かつ、各々が複数の蓄電部を直列接続して構成された複数の蓄電装置を含む。電動車両は、複数の蓄電装置にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部をさらに備える。放電手段は、複数の蓄電装置が外部電源により充電可能な状態にされたときに、複数の蓄電装置のうち第１の蓄電装置から放電されるように対応の電圧変換部を制御するとともに、残余の蓄電装置が少なくとも第１の蓄電装置からの放電電流で充電されるように対応の電圧変換部を制御する。

上記の電動車両によれば、複数の蓄電装置を搭載した電動車両においても、各蓄電装置を構成する複数の蓄電部のＳＯＣの推定精度を高めることができる。

この発明によれば、蓄電機構のＳＯＣの推定精度を高めることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

（車両の概略構成）
図１は、この発明の実施の形態に係る蓄電機構の充放電制御装置を搭載した電動車両の概略構成図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態に従う車両は、代表的にハイブリッド車両であり、内燃機関（エンジン）５２と電動機（ＭＧ：Motor Generator）３０とを搭載し、それぞれからの駆動力を最適な比率に制御して走行する。さらに、車両は、このＭＧ３０に電力を供給するための蓄電機構を搭載する。本実施の形態では、蓄電機構は、一例として、複数（たとえば２個）の蓄電部１０，２０により構成される。複数の蓄電部を搭載することで、蓄電機構の充放電容量を大きくすることで、車両の加速性能や走行持続距離などの走行性能の向上を図っている。これらの蓄電部１０，２０は、電動車両のシステム起動状態において、エンジン５２の作動により生じる動力を受けて充電可能であるとともに、電動車両のシステム停止中において、充電器４０、充電コネクタ４６および充電プラグ６０を介して外部電源６２と電気的に接続されて充電可能である。

充電コネクタ４６は、代表的に商用電源などの外部電源６２を車両に供給するための連結機構を構成し、外部充電時に車両に設けられた充電プラグ６０と連結されることにより、外部電源６２と車両に搭載された充電器４０とを電気的に接続する。これにより、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０は、充電器４０を介して外部電源６２に接続される。

なお、充電器４０は、車両外部に設置するようにしてもよい。また、外部電源６２は、商用電源に代えて、もしくはこれに加えて住宅（図示せず）の屋根などに設置された太陽電池パネルによる発電電力などであってもよい。

車両は、エンジン５２とＭＧ３０とを駆動力源として備える。ＭＧ３０は、三相交流モータであり、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に蓄えられた電力により駆動する。ＭＧ３０には、インバータ２８により直流から交流に変換された電力が供給される。

ＭＧ３０の駆動力は車輪（図示せず）に伝えられる。これにより、ＭＧ３０は、エンジン５２をアシストしたり、ＭＧ３０からの駆動力により車両を走行させたりする。一方、ハイブリッド車の回生制動時には、車輪によりＭＧ３０が駆動されることにより、ＭＧ３０が発電機として作動される。これによりＭＧ３０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。ＭＧ３０により発電された電力は、インバータ２８により交流から直流に変換された後、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に蓄えられる。

第１蓄電部１０および第２蓄電部２０は、いずれも充放電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素などの二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子で構成される。第１蓄電部１０および第２蓄電部２０は、後述するように、複数個の単電池を直列接続してなる組電池である。

電池監視ユニット１２，２２は、それぞれ、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０の状態を検出するための手段として設けられており、対応する蓄電部の状態を検出してＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０へ出力する。

第１蓄電部１０とインバータ２８との間には、直流電圧を相互に電圧変換可能な第１コンバータ１４が配置されており、第１蓄電部１０の入出力電圧と、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの間の線間電圧とを相互に昇圧または降圧する。同様に、第２蓄電部２０とインバータ２８との間には、直流電圧を相互に電圧変換可能な第２コンバータ２４が配置されており、第２蓄電部２０の入出力電圧と、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの間の線間電圧とを相互に昇圧または降圧する。すなわち、第１コンバータ１４および第２コンバータ２４は、電力線対である正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬに対して並列接続される。コンバータ１４，２４における昇降圧動作は、ＥＣＵ５０からのスイッチング指令に従ってそれぞれ制御される。

電圧センサ２６は、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの線間に配置され、該線間電圧を検出してＥＣＵ５０へ出力する。電圧センサ４２は、充電器４０の内部に設けられ、外部電源６２の供給電圧を検出してＥＣＵ５０へ出力する。電流センサ４４は、充電器４０から第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に供給される充電電流値を検出してＥＣＵ５０へ出力する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部と、入出力インターフェイスとを主体として構成される。ＥＣＵ５０は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、車両走行および外部充電に係る制御を実行する。

また、ＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge；以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）を算出する。ＳＯＣは、蓄電部の充電量の絶対値（単位［Ａ・ｈ］など）としても表わすことができるが、本明細書においては、ＳＯＣは蓄電部の充電容量に対する充電量の比率（０〜１００％）として表わす。蓄電部１０，２０のＳＯＣを算出する構成については、様々な周知技術を用いることができるため、ここではその詳細な説明は省略する。

車両は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０を外部充電するための構成として、充電コネクタ４６と、充電器４０とをさらに備える。第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に対して外部充電を行なう場合には、充電コネクタ４６が充電プラグ６０に連結されることで、外部電源６２からの電力が充電器４０へ供給される。また、充電コネクタ４６は、充電プラグ６０と充電コネクタ４６との連結状態を検出するための連結検出センサ４８を含んでおり、この連結検出センサ４８からの連結信号によってＥＣＵ５０は、外部電源により充電可能な状態となったことを検出する。

なお、本明細書において、「外部電源により充電可能な状態」とは、代表的に、充電コネクタ４６が充電プラグ６０に物理的に挿入されている状態を意味する。なお、図１の構成に代えて、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行なう構成では、「外部電源により充電可能な状態」とは、一次コイルと二次コイルとが位置合せされた状態を意味する。

充電器４０は、外部電源６２からの電力を受けて第１蓄電部１０および第２蓄電部２０を外部充電するための装置であり、外部電源６２からの電力を蓄電部１０，２０の充電に適した電力に変換する。具体的には、充電器４０は、外部電源６２の供給電圧を蓄電部１０，２０の充電に適した電圧に変換するための電圧変換部と、該電圧変換部による電圧変換後の交流電圧を整流して直流電圧を生成するとともに、ＥＣＵ５０からの充電電流指令に従って、蓄電部１０，２０に供給する充電電流を制御する電流制御部とを含んで構成される。なお、これらの構成に代えて、ＡＣ−ＤＣスイッチングレギュレータなどによって充電器４０を実現してもよい。

特に、本実施の形態に従うＥＣＵ５０は、外部電源により充電可能な状態にされたときに、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に対するリセット要求（以下、それぞれ「ＳＯＣ１リセット要求」および「ＳＯＣ２リセット要求」とも記す）を発生して、ＳＯＣのリセット動作を実行する。

具体的には、ＥＣＵ５０は、リセット対象の蓄電部（たとえば、第１蓄電部１０）が放電されるように対応のコンバータ（たとえば、第１コンバータ１４）を制御するとともに、残余の蓄電部（たとえば、第２蓄電部２０）が少なくともリセット対象の蓄電部からの放電電流で充電されるように対応のコンバータ（たとえば、第２コンバータ２４）を制御する。なお、残余の蓄電部の充電許容電流がリセット対象の蓄電部からの放電電流より大きい場合には、その差分を補償するように充電器４０から充電電流を供給するようにしてもよい。また、蓄電部１０，２０に対するリセット要求は、それぞれの充放電頻度に基づいて発生要否を判断してもよい。

そして、ＥＣＵ５０は、上記リセット対象の蓄電部の電圧に基づいて、上記リセット対象の蓄電部についてのＳＯＣを基準値（リセット値とも称す。たとえば、５％）にリセットする。より具体的には、リセット対象の蓄電部の電圧値が予め定められた基準電圧（リセット電圧とも称す）を下回った時点で、ＳＯＣをリセット値にリセットする。

さらに、リセット対象の蓄電部のＳＯＣが予め定められたリセット値にリセットすると、ＥＣＵ５０は、リセット対象の蓄電部を充電器４０からの充電電流で充電（外部充電）を行なう。このように、外部充電を行なう際に各蓄電部のＳＯＣをリセットすることで、蓄電部の長時間の使用による電池特性の劣化の影響を排除してＳＯＣを高精度で推定できる。

（制御構造）
次に、図２を参照して、本実施の形態に従う蓄電機構の充放電制御装置におけるリセット動作を実現するための制御構造について説明する。

図２は、この発明の実施の形態に従うＥＣＵ５０における制御構造を示すブロック図である。図２に示す各機能ブロックは、代表的にＥＣＵ５０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実装してもよい。

図２を参照して、ＥＣＵ５０は、要求発生部５００と、状態推定部５０２と、放電部５０４と、充電部５０６と、外部充電部５０８とを含む。

要求発生部５００は、蓄電部１０，２０に対するリセット要求を発生する。具体的には、要求発生部５００は、連結検出センサ４８（図１）からの連結信号に基づく外部充電開始の信号を受けると、第１蓄電部１０に対するＳＯＣ１リセット要求および第２蓄電部２０に対するＳＯＣ２リセット要求を発生する。

状態推定部５０２は、電池監視ユニット１２からの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎ、電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎおよび充放電電流Ｉｂ１に基づいて、第１蓄電部１０についてのＳＯＣを推定する。同様に、状態推定部５０２は、図示しない電池監視ユニット２２からの電池電圧Ｖｂ２１〜Ｖｂ２ｎ、電池温度Ｔｂ２１〜Ｔｂ２ｎおよび充放電電流Ｉｂ２に基づいて、第２蓄電部２０についてのＳＯＣを推定する。

具体的には、電池監視ユニット１２は、第１蓄電部１０の状態を検出するための手段として、電池電圧検出部１２０と、温度検出部１２２と、電流検出部１２８と、温度センサ１２４，１２６と、電流センサ１３０とを含む。

第１蓄電部１０は、上述したように、複数個の単電池を直列接続してなる組電池である。第１蓄電部１０は、各々が、数個ずつの直列接続された単電池からなるｎ（ｎは自然数）個の電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎに区分されている。なお、図示は省略するが、第２蓄電部２０も同様に、ｎ個の電池ブロックＢ２１〜Ｂ２ｎに区分された構成を有している。

電池電圧検出部１２０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎをそれぞれ検出し、その検出した電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎを状態推定部５０２へ出力する。

温度検出部１２２は、第１蓄電部１０の複数箇所に取り付けられた複数の温度センサ１２４，１２６からのセンサ出力に基づいて各箇所の内部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２を検出する。そして、温度検出部１２２は、その検出した内部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて電池ブロックごとの電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎを演算し、その演算結果を状態推定部５０２へ出力する。

電流検出部１２８は、電流センサ１３０からのセンサ出力に基づいて電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎを流れる第１蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１を検出して状態推定部５０２へ出力する。

ＥＣＵ５０では、状態推定部５０２が、電池監視ユニット１２から受けた電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎ、充放電電流Ｉｂ１および電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのそれぞれについてのＳＯＣ１１〜ＳＯＣ１ｎを演算する。

電池ブロックごとのＳＯＣを算出する構成については、様々な周知技術を用いることができるが、一例として、状態推定部５０２は、開回路電圧値から算出される暫定ＳＯＣと、充放電電流Ｉｂ１の積算値から算出される補正ＳＯＣとを加算することでＳＯＣを導出する。具体的には、状態推定部５０２は、各時点における充放電電流Ｉｂ１および電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎから電池ブロックごとの開回路電圧値を算出し、当該開回路電圧算出値を予め実験的に取得された電池ブロックの基準状態におけるＳＯＣと開回路電圧値との関係を示す基準充放電特性に適用することで、電池ブロックの暫定ＳＯＣを算出する。さらに、状態推定部５０２は、充放電電流Ｉｂ１を積算して補正ＳＯＣを算出し、個の補正ＳＯＣに暫定ＳＯＣを加算することでＳＯＣを導出する。

状態推定部５０２は、さらに、電池監視ユニット２２から受けた電池電圧Ｖｂ２１〜Ｖｂ２ｎ、充放電電流Ｉｂ２および電池温度Ｔｂ２１〜Ｔｂ２ｎに基づいて、電池ブロックＢ２１〜Ｂ２ｎのそれぞれについてのＳＯＣ２１〜ＳＯＣ２ｎを演算する。そして、状態推定部５０２は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０のそれぞれについて演算したＳＯＣ１１〜ＳＯＣ１ｎ，ＳＯＣ２１〜ＳＯＣ２ｎを放電部５０４へ出力する。

放電部５０４は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０におけるリセット動作の実行時に、第１コンバータ１４および第２コンバータ２４での電圧変換動作を制御する。具体的には、要求発生部５００でＳＯＣ１リセット要求およびＳＯＣ２リセット要求が発生すると、放電部５０４は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０から一定電流値で放電されるように対応するコンバータを制御する。

なお、本実施の形態では、一例として、放電部５０４は、最初に、第１蓄電部１０をリセット要求の対象となる蓄電部に選択し、第１蓄電部１０から一定電流が放電されるように対応の第１コンバータ１４を制御する。次に、放電部５０４は、第２蓄電部２０をリセット要求の対象となる蓄電部に選択し、第２蓄電部２０から一定電流が放電されるように対応の第２コンバータ２４を制御する。

図３は、リセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。なお、図３では、リセット対象の蓄電部を第１蓄電部１０とするとともに、電池電圧検出部１２０（図２）が検出する電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎを総称して「Ｖｂ」と記す。

図３を参照して、時刻ｔ１において、外部電源により充電可能な状態になったとする。ここで、第１蓄電部１０に対するリセット要求（ＳＯＣ１リセット要求）が発せられると、リセット対象の第１蓄電部１０を放電するように電流制御が行なわれる。具体的には、時刻ｔ１以降では、リセット対象の第１蓄電部１０の放電電流Ｉｂ１が一定電流値Ｉ１に維持されるとともに、残余の第２蓄電部２０は、少なくとも第１蓄電部１０の放電電流を含む充電電流で充電される。

このように第１蓄電部１０に対して一定電流値Ｉ１で放電を継続すると、電池ブロックごとの電池電圧Ｖｂが低下する。状態推定部５０２は、この電池電圧Ｖｂに基づいて、第１蓄電部１０を構成する電池ブロックについてのＳＯＣを予め定められたリセット値（たとえば、５％）にリセットする。具体的には、時刻ｔ２において、電池電圧Ｖｂが予め定められたリセット電圧Ｖｒ１を下回ったとする。すると、状態推定部５０２は、この時刻ｔ２のタイミングにおいて、第１蓄電部１０の電池ブロックについてのＳＯＣを、リセット値にリセットする。

なお、このリセット値は、蓄電部の特性値などに基づいて予め設定しておいてもよいし、蓄電部の使用状況に応じて動的に設定してもよい。図４は、電池ブロックについてのリセット値の一例を示す図である。なお、図４では、温度検出部１２２（図２）が検出する電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎを総称して「Ｔｂ」と記す。

図４を参照して、リセット値は、電池温度Ｔｂが高くなるほど小さくなるように設定される。このようなリセット値と電池温度Ｔｂとの関係は、予め第１蓄電部１０を一定電流値Ｉ１で放電することによって実験的に取得された電池ブロックのＳＯＣと電池温度Ｔｂとの関係に基づいて設定されたものである。

これにより、たとえば、図３の時刻ｔ２（電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ１を下回ったタイミングに相当）において電池温度ＴｂがＴ１である場合には、リセット値は、図４の関係を参照して電池温度Ｔ１に対応するリセット値ＳＯＣｒ１に設定される。その結果、電池ブロックのＳＯＣは、リセット値ＳＯＣｒ１にリセットされる。

状態推定部５０２は、予め実験的に取得された、放電電流Ｉｂ１と電池温度Ｔｂとをパラメータとして規定された電池ブロックについてのリセット値のマップを格納しておき、温度検出部１２２により検出される電池温度Ｔｂに基づいて、リセット値を設定する。

再び図２を参照して、充電部５０６は、リセット動作中においては、リセット対象の蓄電部が一定電流で放電されると、残余の蓄電部が少なくとも当該リセット対象の蓄電部からの放電電流で充電されるように対応のコンバータを制御する。具体的には、充電部５０６は、第２蓄電部２０から放電された電力を第１蓄電部１０に充電する。また、充電部５０６は、第２蓄電部２０のリセット動作が完了した後、第１蓄電部１０から放電された電力を第２蓄電部２０に充電する。

たとえば、第２コンバータ２４の出力側（第１コンバータ１４が接続された側）の電圧を、第１コンバータ１４の出力側（第２コンバータ２４が接続された側）の電圧よりも高くすることにより、第２蓄電部２０から放電された電力が第１蓄電部１０に充電される。逆に、第１コンバータ１４の出力側の電圧を、第２コンバータ２４の出力側の電圧よりも高くすることにより、第１蓄電部１０から放電された電力が第２蓄電部２０に充電される。なお、充電方法はこれに限らない。

外部充電部５０８は、リセット対象の蓄電部の放電中に、外部電源６２から充電器４０を介して供給される電力を、残余の蓄電部に充電する。また、外部充電部５０８は、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０がリセットされた後、外部電源６２から充電器４０を介して供給される電力を、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０に充電する。

このようにして、ＥＣＵ５０は、外部電源により充電可能な状態にされたときに、第１蓄電部１０および第２蓄電部２０についてのＳＯＣのリセット動作を実行する。リセット動作中においては、ＥＣＵ５０は、リセット対象の蓄電部から一定電流が放電されるように対応のコンバータを制御するとともに、残余の蓄電部が少なくとも当該リセット対象の蓄電部からの放電電流で充電されるように対応のコンバータを制御する。

図５は、リセット対象の蓄電部のＳＯＣの時間的変化を示す図である。
図５を参照して、時刻ｔ１において、外部電源により充電可能な状態になったとする。ここで、第１蓄電部１０に対するリセット要求（ＳＯＣ１リセット要求）が発せられると、リセット対象の第１蓄電部１０を放電するように電流制御が行なわれる。具体的には、時刻ｔ１以降では、リセット対象の第１蓄電部１０の放電電流が一定電流値に維持されるとともに、残余の第２蓄電部２０は、少なくとも第１蓄電部１０の放電電流を含む充電電流で充電される。

このように第１蓄電部１０に対して一定電流値で放電を継続すると、時刻ｔ２において、第１蓄電部１０の電池電圧（放電電圧）Ｖｂが予め定められたリセット電圧Ｖｒ１（図３）を下回ったとする。すると、この時刻ｔ２のタイミングにおいて、第１蓄電部１０のＳＯＣの推定値は、予め定められたリセット値（たとえば、５％）にリセットされる。

このリセット動作後（時刻ｔ２以降）、本来の外部充電が開始される。そして、蓄電部は、最終的にはＳＯＣが満充電状態になる時刻ｔ４において充電が完了する。

このように、外部充電を行なう際に各蓄電部のＳＯＣをリセットすることで、蓄電部の長時間の使用による電池特性の劣化の影響を排除してＳＯＣを高精度で推定できる。

しかしながら、本実施の形態に従う蓄電部１０，２０は組電池であるため、組電池を構成する複数の電池ブロック間には、電池特性にばらつきが生じている。そのため、図３で示したようなリセット動作中の電池電圧Ｖｂの変化は、電池ブロック間で互いに異なるものとなる。したがって、電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ１を下回るタイミングは、電池ブロック間で必ずしも一致しない。

ここで、相対的にＳＯＣが小さい電池ブロックに対する過放電を防ぐためには、電池電圧検出部１２０（図２）で検出される電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ１を下回った時点で放電を停止することが有効である。すなわち、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのうちのいずれか１つの電池ブロックについてのＳＯＣがリセットされた時点で、リセット動作が終了する。

しかしながら、このような構成では、上記いずれか１つの電池ブロックのＳＯＣをリセットすることができる一方で、当該電池ブロックを除く残余の電池ブロックについてはＳＯＣがリセットされないため、残余の電池ブロックについてのＳＯＣの推定値は、依然として実際のＳＯＣとの誤差を含んだままとなるという問題が発生する。

詳細には、図６に示される電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのＳＯＣを参照して、１つの電池ブロック（たとえば、電池ブロックＢ１３）の電池電圧Ｖｂ１３がリセット電圧Ｖｒ１を下回ったことに応じてリセット動作を終了した場合には、電池ブロックＢ１３のＳＯＣのみがリセット値にリセットされ、残余の電池ブロックのＳＯＣはリセット値に対してΔＳＯＣの偏差を有することになる。その結果、該残余の電池ブロックについては、十分なＳＯＣの推定精度が得ることが困難となる。

なお、このような電池ブロック間のＳＯＣばらつきを解消するためには、放電電流Ｉｂ１を電池ブロックごとに独立に制御する必要があるが、電池ブロック同士が直列に接続されていることから、このような電流制御は実質的に不可能である。

そこで、すべての電池ブロックについてのＳＯＣの推定精度を高めるために、本実施の形態に従うＥＣＵ５０は、残余の電池ブロックの各々について、リセット値に対するＳＯＣの偏差を検出し、リセット値をその検出したＳＯＣの偏差に基づいて補正することにより、残余の電池ブロックについてのＳＯＣを補正後のリセット値にリセットする構成とする。

以下に、図７〜図９を参照して、全ての電池ブロックのリセット動作を実現するための制御構造について説明する。

図７は、リセット動作中の電池ブロックごとの電池電圧の変化の一例を示す図である。
図７を参照して、第１蓄電部１０のリセット動作中において、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎを一定電流Ｉ１で放電すると、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎは、互いに異なる時間的変化を示す。したがって、電池ブロックＢ１１の電池電圧Ｖｂ１１がリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点（時刻ｔ２）では、他の電池ブロックＢ１ｉ，Ｂ１ｊ，Ｂ１ｋ（ｉ，ｊ，ｋは１を除くｎ以下の自然数）の電池電圧Ｖｂ１ｉ，Ｖｂ１ｊ，Ｖｂ１ｋはいずれも、未だリセット電圧Ｖｒ１に達しておらず、リセット電圧Ｖｒ１に対する電圧差を含んでいる。

このときの電圧差は、リセット値に対するＳＯＣの偏差ΔＳＯＣ（図６）との間に一定の関係を有している。したがって、電池ブロックの各々について電池電圧を検出すれば、電池電圧とリセット電圧Ｖｒ１との電圧差、および図８に示すリセット動作中の電池電圧の時間的変化に基づいて、その検出した電圧電圧からＳＯＣを推定することができる。

具体的には、図７を参照して、電池ブロックＢ１ｉの電池電圧Ｖｂ１ｉは、時刻ｔ２において、電圧Ｖｘ（＞Ｖｒ１）であるとする。この電圧Ｖｘを図８の電池電圧Ｖｂの時間的変化に照らし合わせると、時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ３での電池電圧Ｖｂに一致している。したがって、時刻ｔ３のタイミングから更に時間Δｔｘ（＝ｔ２−ｔ３）だけ電池ブロックの放電を継続することにより、電池電圧Ｖｂは、電圧Ｖｘからリセット電圧Ｖｒ１にまで低下することが分かる。

このとき、電池ブロックを一定電流Ｉ１で時間Δｔｘだけ放電したときの放電量は、放電電流Ｉ１と時間Δｔｘとの積算値で表わされる。そして、電池ブロックの充電容量に対する該放電量の比率を演算すれば、時刻ｔ３におけるＳＯＣと時刻ｔ２におけるＳＯＣとの偏差ΔＳＯＣｘを導出することができる。

ここで、時刻ｔ２における電池ブロックＢ１１のＳＯＣは、図４に示したリセット値と電池温度との関係に基づいて、電池温度Ｔｂが温度Ｔ１のときのリセット値ＳＯＣｒ１にリセットされる。したがって、時刻ｔ３におけるＳＯＣは、このリセット値ＳＯＣｒ１に対して、導出された偏差ΔＳＯＣｘを加算したものとなる。そして、上述のように、時刻ｔ３における電池電圧Ｖｘは、時刻ｔ２における電池ブロックＢ１ｉの電池電圧に一致することによれば、電池ブロックＢ１ｉの時刻ｔ２におけるＳＯＣは、ＳＯＣｒ１＋ΔＳＯＣｘと推定することができる。よって、このＳＯＣ推定値（＝ＳＯＣｒ１＋ΔＳＯＣｘ）を電池ブロックＢ１ｉのリセット値とすることにより電池ブロックＢ１ｉのＳＯＣをリセットすることが可能となる。

さらに、電池ブロックＢ１ｉ以外の電池ブロックＢ１ｊ，Ｂ１ｋについても、同様の方法によって、時刻ｔ２における電池電圧に基づいて同時刻におけるＳＯＣを推定することにより、そのＳＯＣ推定値をリセット値としてＳＯＣをリセットすることができる。

図９は、補正後のリセット値と電池温度Ｔｂとの関係を示す図である。図９の関係は、図４に示したリセット値と電池温度Ｔｂとの関係を、上述した方法によって、蓄電部を一定電流値Ｉ１で放電させたときにいずれか１つの電池ブロックの電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点での残余の電池ブロックの電池電圧Ｖｂに基づいて補正することにより得られたものである。

なお、状態推定部５０２は、図９の補正後のリセット値と電池温度Ｔｂとの関係を予めリセット値設定用マップとして図示しない記憶領域に格納しておき、いずれか１つの電池ブロックの電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点での残余の電池ブロックの電池電圧Ｖｂおよび電池温度Ｔｂが与えられると、リセット値設定用マップから残余の電池ブロックの各々について、電池電圧および電池温度に対応するリセット値を抽出して補正後のリセット値として設定する。

このようにして残余の電池ブロックの各々についてのリセット値が設定されると、残余の電池ブロックについてのＳＯＣは、それぞれ、設定されたリセット値にリセットされる。その結果、蓄電部を構成する電池ブロックのすべてについてのＳＯＣをリセットすることが可能となるため、蓄電部のＳＯＣの推定精度を高めることができる。

図１０は、この発明の実施の形態に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１０に示す各ステップの処理は、ＥＣＵ５０（図１）が図２に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。

図２および図１０を参照して、要求発生部５００として機能するＥＣＵ５０は、連結検出センサ４８（図１）からの連結信号に基づいて、充電器４０に車両の外部電源６２が接続されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。

充電器４０に外部電源６２が接続されていない場合（ステップＳ０１においてＮＯの場合）には、処理は最初に戻る。

これに対して、充電器４０に外部電源６２が接続されている場合（ステップＳ０１においてＹＥＳの場合）には、要求発生部５００として機能するＥＣＵ５０は、外部電源により充電可能な状態になったと判断し、第１蓄電部１０に対するＳＯＣ１リセット要求および第２蓄電部２０に対するＳＯＣ２リセット要求を発生する（ステップＳ０２）。なお、本実施の形態では、最初に、第１蓄電部１０がリセット対象の蓄電部に選択されることから、以下では、第１蓄電部１０のリセット動作について説明する。

まず、第１蓄電部１０に対応する電池監視ユニット１２に含まれる電池電圧検出部１２０（図２）は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎの検出動作を開始する（ステップＳ０３）。状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２から電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎを受ける。

次に、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が一定電流で放電されるように第１コンバータ１４を制御するとともに（ステップＳ０４）、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ０５）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ１を下回ったか否かを判断する（ステップＳ０６）。

電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれもがリセット電圧Ｖｒ１を下回っていない場合（ステップＳ０６においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ０４に戻される。

これに対して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った場合（ステップＳ０６においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０の放電を停止する（ステップＳ０７）。

次に、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２の温度検出部１２２（図２）から、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点における電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎを取得する（ステップＳ０８）。そして、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、図９のリセット値設定用マップを参照して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点における電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎおよび電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの各々についてのリセット値を設定する（ステップＳ０９）。そして、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０の電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのＳＯＣを、それぞれ設定されたリセット値にリセットする（ステップＳ１０）。すべての電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎに対するＳＯＣのリセットが完了すると、第１蓄電部１０についてのリセット動作に係る処理は終了する。そして、続けて、第２蓄電部２０をリセット対象の蓄電部に選択して同様の処理が行なわれることにより、第２蓄電部２０のすべての電池ブロックに対するリセット動作が完了する。

なお、ステップＳ０９の処理については、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０が、放電電流の大きさに応じてリセット値を変更する構成としても良い。具体的には、リセット値は、放電電流が大きくなるに従って高くなるように設定される。この場合、ＥＣＵ５０は、互いに大きさが異なる複数の放電電流の各々について、図９のリセット値設定用マップを予め記憶領域に格納しておくこととなる。

［変更例１］
以下、本発明の実施の形態の変更例について説明する。変更例１は、リセット動作中におけるＳＯＣの低下率を、リセット動作開始時の電池温度に応じて変化させる点で、前述の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１１は、変更例１に従うリセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。なお、図１１では、リセット対象の蓄電部を第１蓄電部１０とするとともに、電池電圧検出部１２０（図２）が検出する電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎを総称して「Ｖｂ」と記す。

本変更例に係る放電部５０４は、リセット動作中のＳＯＣの低下率について、「通常レート」と「ハイレート」とからなる２種類の低下率を有している。

図１１を参照して、「通常レート」では、時刻ｔ１において外部電源により充電可能な状態になると、時刻ｔ１以降において、放電部５０４は、放電中の蓄電部（第１蓄電部１０）の電池ブロックの電池電圧Ｖｂが所定の閾値電圧Ｖｃｈよりも大きい場合、放電電流Ｉｂ１が電流値Ｉ２となるように第１コンバータ１４を制御する。その一方、放電中の蓄電部の電池ブロックの電池電圧Ｖｂが所定の閾値電圧Ｖｃｈ以下である場合、放電部５０４は、放電電流Ｉｂ１が電流値Ｉ２よりも低い電流値Ｉ１となるように第１コンバータ１４を制御する。

このように電池電圧Ｖｂに応じて放電電流Ｉｂ１を変更することにより、リセット動作を開始した直後はＳＯＣが速やかに減少される一方で、ＳＯＣがリセット値の近傍である場合にはＳＯＣが緩やかに減少される。その結果、ＳＯＣの推定精度を確保しつつ、速やかにリセット動作を行なうことができる。

これに対して、「ハイレート」では、時刻ｔ１において外部電源により充電可能な状態になると、時刻ｔ１以降において、放電部５０４は、放電中の蓄電部（第１蓄電部１０）の電池ブロックの電池電圧Ｖｂが所定の閾値電圧Ｖｃｈよりも大きい場合、放電電流Ｉｂ１が上記電流値Ｉ２よりも高い電流値Ｉ４となるように第１コンバータ１４を制御する。その一方、放電中の蓄電部の電池ブロックの電池電圧Ｖｂが所定の閾値電圧Ｖｃｈ以下である場合、放電部５０４は、放電電流Ｉｂ１が電流値Ｉ４よりも低い電流値Ｉ３となるように第１コンバータ１４を制御する。

図１１から明らかなように、「ハイレート」においても、電池電圧Ｖｂに応じて放電電流Ｉｂ１を変更することによってＳＯＣの推定精度を確保しつつ、速やかにリセット動作を行なうことができる。加えて、「ハイレート」では、上記「通常レート」よりも放電電流Ｉｂ１が高い電流値に設定されているため、より速やかにリセット動作を行なうことが可能となる。

放電部５０４は、リセット動作開始時の電池温度に基づいて、「通常レート」および「ハイレート」のいずれか一方を選択する。具体的には、リセット動作開始時の電池温度が予め設定された所定の温度範囲内にある場合には、放電部５０４は「ハイレート」を選択する。一方、リセット動作開始時の電池温度が該所定の温度範囲内にない場合には、放電部５０４は「通常レート」を選択する。

このように電池温度が所定の温度範囲内にある場合に限定して「ハイレート」を適用する構成とすることにより、該温度範囲を上回って電池温度が高い場合に、高電流で蓄電部を放電させることによって蓄電部が過熱するのを抑えることができる。また、該温度範囲を下回って電池温度が低い場合には、充放電性能が低下している蓄電部から過大な電力が持ち出されるのを防止することができる。その結果、蓄電部の保護を図りつつ、速やかに蓄電部のリセット動作を行なうことが可能となる。

図１２および図１３は、この発明の実施の形態の変更例１に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１２および図１３に示す各ステップの処理は、ＥＣＵ５０（図１）が図２に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。

図２および図１２を参照して、要求発生部５００として機能するＥＣＵ５０は、連結検出センサ４８（図１）からの連結信号に基づいて、充電器４０に車両の外部電源６２が接続されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。

これに対して、充電器４０に外部電源６２が接続されている場合（ステップＳ０１においてＹＥＳの場合）には、要求発生部５００として機能するＥＣＵ５０は、外部電源により充電可能な状態になったと判断し、第１蓄電部１０に対するＳＯＣ１リセット要求および第２蓄電部２０に対するＳＯＣ２リセット要求を発生する（ステップＳ０２）。なお、本変更例では、前述の実施の形態と同様に、最初に、第１蓄電部１０がリセット対象の蓄電部に選択されることから、以下では、第１蓄電部１０のリセット動作について説明する。

まず、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０に対応する電池監視ユニット１２に含まれる温度検出部１２２（図２）からリセット要求が発生した時点における電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎを取得する（ステップＳ２０）。そして、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、取得した電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎの中から最高値（最高電池温度）Ｔｂｍａｘを特定し、この最高電池温度Ｔｂｍａｘが、予め設定された所定の温度範囲の上限値Ｔｈよりも低いか否かを判断する（ステップＳ２１）。

最高電池温度Ｔｂｍａｘが該上限値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２１においてＮＯの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、上述した「ハイレート」を選択するためのハイレート指令をオフ（無効）とする（ステップＳ３０）。

これに対して、最高電池温度Ｔｂｍａｘが該上限値Ｔｈよりも低い場合（ステップＳ２１においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、続けて、取得した電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎの中から最低値（最低電池温度）Ｔｂｍｉｎを特定し、この最低電池温度Ｔｂｍｉｎが所定の温度範囲の下限値Ｔｌよりも高いか否かを判断する（ステップＳ２２）。

最低電池温度Ｔｂｍｉｎが該下限値Ｔｌ以下である場合（ステップＳ２においてＮＯの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、ハイレート指令をオフ（無効）とする（ステップＳ３０）。

これに対して、最低電池温度Ｔｂｍｉｎが該下限値Ｔｌよりも高い場合（ステップＳ２２においてＹＥＳの場合）、すなわち、電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎが所定の温度範囲内にある場合には、ハイレート指令をオン（有効）とする（ステップＳ２３）。

そして、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２に含まれる電池電圧検出部１２０（図２）からの出力を受けることにより、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎの検出動作を開始する（ステップＳ２４）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、検出された電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが所定の閾値電圧Ｖｃｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。

電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれもが閾値電圧Ｖｃｈよりも大きい場合（ステップＳ２５においてＮＯの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が電流値Ｉ４（図１１）で放電するように第１コンバータ１４を制御する（ステップＳ２８）。さらに、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流Ｉｂ１で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ２９）。そして、処理はステップＳ２５に戻される。

これに対して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが閾値電圧Ｖｃｈ以下である場合（ステップＳ２５においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が電流値Ｉ３で放電されるように第１コンバータ１４を制御するとともに（ステップＳ２６）、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流Ｉｂ１で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ２７）。そして、処理は図１０のフローチャートのステップＳ０６に進む。

すなわち、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ１を下回った場合には、第１蓄電部１０の放電を停止する（図１２のステップＳ０７）。そして、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点における電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎおよび電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの各々についてのリセット値を設定する（図１０のステップＳ０８，Ｓ０９）。

なお、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、図１４に示される放電電流Ｉｂ１を電流値Ｉ３とした場合における補正後のリセット値と電池温度との関係を予めリセット値設定用マップとして図示しない記憶領域に格納している。そして、第１蓄電部１０が電流値Ｉ３で放電されているときに、いずれか１つの電池ブロックの電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点での残余の電池ブロックの電池電圧Ｖｂおよび電池温度Ｔｂが与えられると、図１４のリセット値設定用マップから残余の電池ブロックの各々について、電池電圧および電池温度に対応するリセット値を抽出して補正後のリセット値として設定する。

そして、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０の電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのＳＯＣを、それぞれ設定されたリセット値にリセットする（図１０のステップＳ１０）。すべての電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎに対するＳＯＣのリセットが完了すると、第１蓄電部１０についてのリセット動作に係る処理は終了する。そして、続けて、第２蓄電部２０をリセット対象の蓄電部に選択して同様の処理が行なわれることにより、第２蓄電部２０のすべての電池ブロックに対するリセット動作が完了する。

再び図１２のステップＳ３０に戻って、ハイレート指令をオフすると、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２に含まれる電池電圧検出部１２０（図２）からの出力を受けることにより、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎの検出動作を開始する（ステップＳ３１）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、検出された電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが所定の閾値電圧Ｖｃｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。

電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれもが閾値電圧Ｖｃｈよりも大きい場合（ステップＳ３２においてＮＯの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が電流値Ｉ２（図１１）で放電するように第１コンバータ１４を制御する（ステップＳ３５）。さらに、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流Ｉｂ１で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ３３６）。そして、処理はステップＳ３１に戻される。

これに対して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが閾値電圧Ｖｃｈ以下である場合（ステップＳ３１においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が電流値Ｉ１で放電されるように第１コンバータ１４を制御するとともに（ステップＳ３３）、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流Ｉｂ１で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ３４）。そして、処理は図１０のフローチャートのステップＳ０６に進む。

すなわち、上述した方法によって、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ１を下回った時点における電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎおよび電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの各々についてのリセット値を設定すると、第１蓄電部１０の電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎのＳＯＣを、それぞれ設定されたリセット値にリセットする。さらに、第２蓄電部２０をリセット対象の蓄電部に選択して同様の処理が行なわれることにより、第２蓄電部２０のすべての電池ブロックに対するリセット動作が完了する。

［変更例２］
蓄電部を保護しつつリセット動作を速やかに行なうためには、上記変更例１に係る制御構造の他に、以下に述べる変更例２に係る制御構造よっても実現することができる。変更例２は、電池温度に応じてリセット電圧を変更する点において、前述の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１５は、変更例２に従うリセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。なお、図１５では、リセット対象の蓄電部を第１蓄電部１０とするとともに、電池電圧検出部１２０（図２）が検出する電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎを総称して「Ｖｂ」と記す。

本変更例に係る放電部５０４は、図１５に示すように、電圧値が互いに異なる２つのリセット電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２を有している（Ｖｒ２＞Ｖｒ１）。

放電部５０４は、リセット動作開始時の電池温度に基づいて、リセット電圧Ｖｒ１および該リセット電圧Ｖｒ１よりも高電圧のリセット電圧Ｖｒ２のいずれか一方を選択する。具体的には、リセット動作開始時の電池温度が予め設定された所定の温度上限値よりも高い場合には、放電部５０４はリセット電圧Ｖｒ２を選択する。一方、リセット動作開始時の電池温度が該所定の温度上限値以下の場合には、放電部５０４はリセット電圧Ｖｒ１を選択する。

このように電池温度が所定の温度上限値以上である場合にリセット電圧を相対的に高い電圧値に設定することにより、該温度上限値を上回って電池温度が高い場合には、電池温度が該温度上限値以下となる場合に比べて、より早いタイミングで電池電圧がリセット電圧を下回るため、リセット動作に必要な放電時間を短縮することができる。その結果、蓄電部を過熱から保護しながら、速やかに蓄電部のリセット動作を行なうことが可能となる。

なお、図１６は、リセット電圧Ｖｒ２の場合における補正後のリセット値と電池温度Ｔｂとの関係を示す図である。なお、図１６の関係は、図４に示されるリセット値と電池温度との関係（図中の破線に相当）を、蓄電部を一定電流Ｉ１で放電させたときにいずれか１つの電池ブロックの電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ２を下回った時点での残余の電池ブロックの電池電圧Ｖｂに基づいて補正することにより得られたものである。

なお、状態推定部５０２は、図１６の補正後のリセット値と電池温度Ｔｂとの関係を予めリセット値設定用マップとして図示しない記憶領域に格納しておき、いずれか１つの電池ブロックの電池電圧Ｖｂがリセット電圧Ｖｒ２を下回った時点での残余の電池ブロックの電池電圧Ｖｂおよび電池温度Ｔｂが与えられると、リセット値設定用マップから残余の電池ブロックの各々について、電池電圧および電池温度に対応するリセット値を抽出して補正後のリセット値として設定する。

図１７は、この発明の実施の形態の変更例２に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１７に示す各ステップの処理は、ＥＣＵ５０（図１）が図２に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。

図２および図１７を参照して、要求発生部５００として機能するＥＣＵ５０は、連結検出センサ４８（図１）からの連結信号に基づいて、充電器４０に車両の外部電源６２が接続されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。

まず、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０に対応する電池監視ユニット１２に含まれる温度検出部１２２（図２）からリセット要求が発生した時点における電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎを取得する（ステップＳ４０）。そして、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、取得した電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎの中から最高値（最高電池温度）Ｔｂｍａｘを特定し、この最高電池温度Ｔｂｍａｘが、予め設定された所定の温度上限値Ｔｈよりも高いか否かを判断する（ステップＳ４１）。

最高電池温度Ｔｂｍａｘが温度上限値Ｔｈ以下の場合（ステップＳ４１においてＮＯの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、リセット電圧Ｖｒ１を選択する（ステップＳ４８）。

次に、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２に含まれる電池電圧検出部１２０（図２）からの出力を受けることにより、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎの検出動作を開始する（ステップＳ４９）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が一定電流で放電されるように第１コンバータ１４を制御するとともに（ステップＳ５０）、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ５１）。

放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ１を下回ったか否かを判断する（ステップＳ５２）。

電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれもがリセット電圧Ｖｒ１を下回っていない場合（ステップＳ５２においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ５０に戻される。

これに対して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った場合（ステップＳ５２においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０の放電を停止する（ステップＳ５３）。そして、処理は図１０のフローチャートのステップＳ０８に進む。

すなわち、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ１を下回った時点における電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎおよび電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの各々についてのリセット値を設定する（図１０のステップＳ０８，Ｓ０９）。

再びステップＳ４１に戻って、最高電池温度Ｔｂｍａｘが温度上限値Ｔｈよりも高い場合（ステップＳ４１においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、リセット電圧Ｖｒ２を選択する（ステップＳ４２）。

次に、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池監視ユニット１２に含まれる電池電圧検出部１２０（図２）からの出力を受けることにより、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎの検出動作を開始する（ステップＳ４３）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０が一定電流で放電されるように第１コンバータ１４を制御するとともに（ステップＳ４４）、第２蓄電部２０が少なくとも第１蓄電部１０からの放電電流で充電されるように第２コンバータ２４における電圧変換動作を制御する（ステップＳ４５）。

さらに、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つが、リセット電圧Ｖｒ２を下回ったか否かを判断する（ステップＳ４６）。

電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれもがリセット電圧Ｖｒ２を下回っていない場合（ステップＳ４６においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ４４に戻される。

これに対して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ２を下回った場合（ステップＳ４６においてＹＥＳの場合）には、放電部５０４として機能するＥＣＵ５０は、第１蓄電部１０の放電を停止する（ステップＳ４７）。そして、処理は図１０のフローチャートのステップＳ０８に進む。

すなわち、状態推定部５０２として機能するＥＣＵ５０は、図１６のリセット設定用マップを参照して、電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎのいずれか１つがリセット電圧Ｖｒ２を下回った時点における電池電圧Ｖｂ１１〜Ｖｂ１ｎおよび電池温度Ｔｂ１１〜Ｔｂ１ｎに基づいて電池ブロックＢ１１〜Ｂ１ｎの各々についてのリセット値を設定する（図１０のステップＳ０８，Ｓ０９）。

以上のように、この発明の実施の形態に係る電動車両によれば、外部電源により充電可能な状態になったときに、対応するコンバータを制御してリセット対象の蓄電部を放電する。そして、リセット対象の蓄電部を構成する複数の電池ブロックの電圧値の時間的変化に基づいて、状態推定部で演算される電池ブロックの残存容量（ＳＯＣ）の推定値を所定タイミングで基準値にリセットする。このとき、該所定タイミングにおける電池ブロックの電圧値および温度に基づいて推定した電池ブロック間のＳＯＣばらつきを含めるように、電池ブロックごとの基準値を補正することにより、電池ブロックのすべてについてＳＯＣをリセットすることが可能となる。これにより、各電池ブロックのＳＯＣは高い精度で推定可能となるため、蓄電部のＳＯＣの推定精度を高めることができる。

なお、本実施の形態では、蓄電機構として複数の蓄電部を搭載し、各蓄電部の充放電電流を制御するための電力変換部（コンバータ）が各蓄電部に対応付けられて設けられる構成について説明したが、単一の蓄電部と該蓄電部に対応する単一の電力変換部とが設けられるように構成してもよい。

また、本実施の形態では、外部電源により充電可能な状態にされたときに、ＳＯＣのリセット動作を実行する構成としたが、これ以外に、たとえば車両の運転停止時において、蓄電部から一定電流が放電されるように、インバータ２８による放電運転を開始することによりリセット動作を実行する構成としてもよい。このような放電運転では、インバータ２８によってＭＧ３０にトルクが生じないような方向に電流が流れるように、インバータ２８のスイッチング動作がＥＣＵ５０によって制御される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、外部電源から電力を受けて組電池からなる蓄電機構を外部充電可能な電動車両に利用することができる。

この発明の実施の形態に係る蓄電機構の充放電制御装置を搭載した電動車両の概略構成図である。この発明の実施の形態に従うＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。リセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。電池ブロックについてのリセット値の一例を示す図である。リセット対象の蓄電部のＳＯＣの時間的変化を示す図である。電池ブロックの各々についてのＳＯＣの一例を示す図である。リセット動作中の電池ブロックごとの電池電圧の変化の一例を示す図である。電池ブロックについてのリセット値の補正方法を説明するための図である。補正後のリセット値と電池温度との関係を示す図である。この発明の実施の形態に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。この発明の変更例１に従うリセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。この発明の実施の形態の変更例１に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態の変更例１に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。放電電流を電流値Ｉ３とした場合における補正後のリセット値と電池温度との関係を示す図である。この発明の実施の形態の変更例２に従うリセット動作中の電池電圧の変化を説明するための図である。リセット電圧Ｖｒ２の場合における補正後のリセット値と電池温度との関係を示す図である。この発明の実施の形態の変更例２に従うリセット動作の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０第１蓄電部、１２，２２電池監視ユニット、１４第１コンバータ、２０第２蓄電部、２４第２コンバータ、２６，４２電圧センサ、２８インバータ、４０充電器、４４電流センサ、４６充電コネクタ、４８連結検出センサ、５２エンジン、６０充電プラグ、６２外部電源、１２０電池電圧検出部、１２２温度検出部、１２４，１２６温度センサ、１２８電流検出部、１３０電流センサ、５００要求発生部、５０２状態推定部、５０４放電部、５０６充電部、５０８外部充電部、Ｂ１１〜Ｂ１ｎ電池ブロック、ＭＮＬ負母線、ＭＰＬ正母線。

Claims

駆動源に電力を供給するための蓄電機構と、
前記蓄電機構を充放電するための充放電制御装置とを備え、
前記蓄電機構は、充放電可能な複数の蓄電部を直列接続して構成され、
前記充放電制御装置は、
前記蓄電機構を一定の電流で放電するための放電手段と、
前記複数の蓄電部の各々についての残存容量を推定するとともに、前記放電手段による前記蓄電機構の放電中に、前記複数の蓄電部の電圧値の時間的変化に基づく所定のタイミングで、前記複数の蓄電部の残存容量をそれぞれリセットするための残存容量推定手段とを含み、
前記残存容量推定手段は、前記所定のタイミングにおける前記複数の蓄電部の電圧値および温度に基づいて前記複数の蓄電部のそれぞれについての複数の基準値を設定し、前記複数の蓄電部の残存容量を設定された前記複数の基準値にそれぞれリセットする、電動車両。
前記放電手段は、前記所定のタイミングを、前記複数の蓄電部のうちのいずれか１つの蓄電部の電圧値が所定の基準電圧に達したタイミングに設定し、
前記残存容量推定手段は、
前記蓄電部の電圧値が前記所定の基準電圧となるときの前記蓄電部の温度と前記蓄電部の残存容量との関係を予め保持しており、当該関係を参照して、前記いずれか１つの蓄電部についての基準値を設定する第１の設定手段と、
前記残余の蓄電部の電圧値に基づいて前記いずれか１つの蓄電部についての基準値を補正することにより、各前記残余の蓄電部についての基準値を設定する第２の設定手段とを含む、請求項１に記載の電動車両。
前記第２の設定手段は、前記一定の電流で前記蓄電部を放電したときの前記蓄電部の電圧値と前記蓄電部の残存容量との関係を予め保持しており、当該関係を参照して前記残余の蓄電部と前記いずれか１つの蓄電部との残存容量の差を推定する、請求項２に記載の電動車両。
前記放電手段は、前記蓄電機構が放電可能な状態にされたときの前記複数の蓄電部の温度に応じて、前記蓄電機構の放電電流を可変とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。
前記放電手段は、前記複数の蓄電部の電圧値に応じて、前記蓄電機構の放電電流を可変とする、請求項４に記載の電動車両。
前記残存容量推定手段は、前記所定の基準電圧を、前記蓄電機構が放電可能な状態にされたときの前記複数の蓄電部の温度に応じて可変とする、請求項２に記載の電動車両。
外部電源からの電力を受けて前記蓄電機構を外部充電するための充電部をさらに備え、
前記放電手段は、前記蓄電機構が外部電源により充電可能な状態にされたときに、前記蓄電機構を一定の電流で放電し、
前記充放電制御装置は、前記複数の蓄電部の残存容量が前記基準値にリセットされた後に、前記蓄電機構を外部充電するための充電手段をさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動車両。
前記蓄電機構は、互いに並列に接続され、かつ、各々が前記複数の蓄電部を直列接続して構成された複数の蓄電装置を含み、
前記複数の蓄電装置にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部をさらに備え、
前記放電手段は、前記複数の蓄電装置が外部電源により充電可能な状態にされたときに
、前記複数の蓄電装置のうち第１の蓄電装置から放電されるように対応の電圧変換部を制御するとともに、残余の蓄電装置が少なくとも前記第１の蓄電装置からの放電電流で充電されるように対応の電圧変換部を制御する、請求項７に記載の電動車両。