JP5803849B2 - 蓄電システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置の充電状態に基づいて、車両を走行させることができる航続可能距離を算出する技術に関する。

二次電池が搭載された車両では、二次電池から出力された電気エネルギを、車両の走行に用いられる運動エネルギに変換している。このような車両では、二次電池のＳＯＣ（State of Charge）に基づいて、車両の航続可能距離を算出している。航続可能距離とは、現在における二次電池のＳＯＣを基準として、将来において、車両を走行させることができる距離である。二次電池のＳＯＣや航続可能距離は、車両に搭載されたディスプレイに表示されるため、乗員は、ディスプレイの表示内容を見ることにより、ＳＯＣや航続可能距離を確認することができる。

特開平０９−０９８５０５号公報 特開平０９−１９１５０５号公報 特開２００５−２１８１７８号公報 特開２００９−２７４６１０号公報

車両が加速したときには、二次電池が放電され、二次電池のＳＯＣは低下することになる。二次電池のＳＯＣが低下すれば、航続可能距離も減少することになる。ここで、車両が加速した後に減速したときには、減速時に発生する回生電力を二次電池に蓄えることができ、二次電池のＳＯＣが上昇することになる。二次電池のＳＯＣが上昇すれば、航続可能距離も増加することになる。このように、車両の加速および減速に伴って航続可能距離が変化してしまうと、車両の乗員は、航続可能距離を把握しにくくなってしまう。

本発明である蓄電システムは、蓄電装置およびコントローラを有する。蓄電装置は、車両を走行させるための運動エネルギに変換される電気エネルギを出力する。コントローラは、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣを算出する。ここで、制御用ＳＯＣとは、蓄電装置の充放電制御で用いられる蓄電装置のＳＯＣであり、表示用ＳＯＣとは、車両のディスプレイに表示する蓄電装置のＳＯＣである。

コントローラは、車両の走行速度に応じて変化し、車両の減速によって蓄電装置に充電されると予測される電力量に応じたＳＯＣの変化量を、車両の現在の走行速度から算出する。そして、コントローラは、蓄電装置における現在までの電流積算値から算出される表示用ＳＯＣの基準値に対して、ＳＯＣの変化量を加算することにより、表示用ＳＯＣを算出する。また、コントローラは、表示用ＳＯＣに基づいて、ディスプレイに表示され、蓄電装置の出力を用いて車両を走行させることができる航続可能距離を算出する。

本発明によれば、表示用ＳＯＣとして、蓄電装置に充電されると予測される電力量を含めたＳＯＣを用いている。これにより、車両を減速する前において、蓄電装置に充電されると予測される電力量を考慮して、蓄電装置のＳＯＣをディスプレイに表示させておくことができる。したがって、車両を加速した後に減速したときでも、表示用ＳＯＣが変動しやすくなることを抑制でき、ディスプレイを介して表示用ＳＯＣを確認する乗員は、蓄電装置のＳＯＣを把握しやすくなる。

また、表示用ＳＯＣから航続可能距離を算出し、航続可能距離に関する情報をディスプレイに表示させることにより、乗員は、航続可能距離を把握しやすくなる。表示用ＳＯＣは、蓄電装置に充電されると予測される電力量を含めたＳＯＣであるため、表示用ＳＯＣから算出される航続可能距離も、蓄電装置に充電されると予測される電力量を含めた航続可能距離となる。

これにより、車両が加速した後に減速したときでも、航続可能距離が変動しやすくなることを抑制でき、乗員に対して、航続可能距離を把握させやすくすることができる。ここで、表示用ＳＯＣおよび航続可能距離の対応関係を予め求めておけば、表示用ＳＯＣから航続可能距離を算出することができる。

蓄電装置に充電されると予測される電力量としては、走行速度が定常状態にあるときから、車両を停止させるまでの間に、蓄電装置に充電される電力量とすることができる。走行速度が定常状態にあるときから、車両を停止させれば、蓄電装置に充電される電力量が最も多くなる。蓄電装置に充電される電力量が多くなるほど、蓄電装置のＳＯＣが変動しやすくなるため、最大の電力量を考慮しておくことにより、表示用ＳＯＣや航続可能距離の変動を抑制しやすくすることができる。

ＳＯＣの変化量を予測するときには、走行速度と、電力量の充電に伴う蓄電装置のＳＯＣの変化量との対応関係を予め求めておけばよい。そして、現在の走行速度を検出すれば、現在の走行速度に対応したＳＯＣ変化量を予測することができる。ここで、走行速度およびＳＯＣ変化量の対応関係に関する情報は、メモリに記憶することができる。

走行速度およびＳＯＣ変化量の対応関係は、実際に車両を走行させたときの履歴情報を考慮して、更新することができる。具体的には、車両を走行させたときの履歴情報を用いれば、走行速度およびＳＯＣ変化量の対応関係を算出でき、算出した対応関係に関する情報をメモリに新たに記憶させることができる。これにより、ＳＯＣ変化量は、実際の車両の走行状態に適合した値となり、表示用ＳＯＣの精度や、表示用ＳＯＣから算出される航続可能距離の精度を向上させることができる。

制御用ＳＯＣは、蓄電装置の充放電にかかわらず、制御用ＳＯＣの推定結果に応じて変化する。例えば、蓄電装置を充電しているにもかかわらず、推定結果に応じて、制御用ＳＯＣが低下することがある。また、蓄電装置を放電しているにもかかわらず、推定結果に応じて、制御用ＳＯＣが上昇することがある。

一方、表示用ＳＯＣは、蓄電装置の充放電に応じて変化する。すなわち、蓄電装置が充電されれば、表示用ＳＯＣが上昇し、蓄電装置が放電されれば、表示用ＳＯＣが低下する。表示用ＳＯＣは、ディスプレイに表示され、乗員によって確認されるものであるため、蓄電装置の充放電に応じて、表示用ＳＯＣを変化させることにより、表示用ＳＯＣを確認する乗員に違和感を与えてしまうことを防止できる。

コントローラは、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣが互いに異なるとき、これらのＳＯＣの差を減少させることができる。具体的には、蓄電装置の充電又は放電によって、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣが目標ＳＯＣに近づくとき、目標ＳＯＣに近づくにつれて、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣの差を減少させることができる。これにより、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣが乖離したままとなってしまうことを抑制できる。

電池システムの構成を示す図である。 表示用ＳＯＣの補正処理を示すフローチャートである。 組電池を放電するときにおいて、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣの関係を示す図である。 組電池を充電するときにおいて、制御用ＳＯＣおよび表示用ＳＯＣの関係を示す図である。 ＳＯＣの変化量および車速の関係を示す図である。 車速に応じた航続可能距離を学習する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１は、本実施例である電池システム（蓄電システムに相当する）の構成を示す図である。図１に示す電池システムは、車両に搭載されている。車両としては、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池といった他の動力源を備えている。一方、電気自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池だけを備えている。

ここで、電気自動車では、外部電源からの電力供給を受けて、組電池を充電することができる。また、組電池を外部電源と接続することができるハイブリッド自動車でも、外部電源からの電力を用いて、組電池を充電することができる。外部電源とは、車両の外部において、車両とは別に設置された電源（例えば、商用電源）である。

組電池（蓄電装置に相当する）１００は、直列に接続された複数の単電池１０を有する。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。

単電池１０の数は、組電池１００の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例の組電池１００では、すべての単電池１０が直列に接続されているが、組電池１００には、並列に接続された複数の単電池１０が含まれていてもよい。監視ユニット２００は、組電池１００の端子間電圧を検出したり、各単電池１０の端子間電圧を検出したりし、検出結果をＥＣＵ（Electric Control Unit）３００に出力する。ここで、ＥＣＵ３００は、本発明におけるコントローラに相当する。

温度センサ２０１は、組電池１００（単電池１０）の温度を検出し、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ここで、温度センサ２０１は、組電池１００の一箇所に設けることもできるし、組電池１００のうち、互いに異なる複数の箇所に設けることもできる。複数の温度センサ２０１によって検出された温度が互いに異なるときには、例えば、複数の検出温度の中央値を、組電池１００の温度として用いることができる。

電流センサ２０２は、組電池１００に流れる電流を検出し、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。本実施例では、組電池１００を放電しているときに電流センサ２０２によって検出された電流値を正の値としている。また、組電池１００を充電しているときに電流センサ２０２によって検出された電流値を負の値としている。

本実施例では、組電池１００の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２０２を設けているが、電流センサ２０２は、組電池１００に流れる電流を検出できればよく、電流センサ２０２を設ける位置は適宜設定することができる。例えば、組電池１００の負極端子と接続された負極ラインＮＬに電流センサ２０２を設けることができる。なお、複数の電流センサ２０２を用いることもできる。

ＥＣＵ３００は、メモリ３０１を有しており、メモリ３０１は、ＥＣＵ３００が所定の処理（例えば、本実施例で説明する処理）を行うための各種の情報を記憶している。本実施例では、メモリ３０１が、ＥＣＵ３００に内蔵されているが、メモリ３０１をＥＣＵ３００の外部に設けることもできる。

正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、ＥＣＵ３００からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、ＥＣＵ３００からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗２０３が並列に接続されている。ここで、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗２０３は、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、ＥＣＵ３００からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗２０３は、組電池１００を負荷（具体的には、後述するインバータ２０４）と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。

組電池１００をインバータ２０４と接続するとき、ＥＣＵ３００は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗２０３に電流が流れることになる。

次に、ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１００およびインバータ２０４の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。ＥＣＵ３００には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフに関する情報が入力され、ＥＣＵ３００は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、電池システムを起動する。

一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１００およびインバータ２０４の接続が遮断され、電池システムは、停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。

インバータ２０４は、組電池１００から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ２０５に出力する。モータ・ジェネレータ２０５としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ２０５は、インバータ２０４から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２０５によって生成された運動エネルギを、車輪に伝達することにより、車両を走行させることができる。

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２０５は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２０４は、モータ・ジェネレータ２０５が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１００に出力する。これにより、組電池１００は、回生電力を蓄えることができる。

本実施例では、組電池１００をインバータ２０４に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１００を昇圧回路に接続するとともに、昇圧回路をインバータ２０４に接続することができる。昇圧回路を用いることにより、組電池１００の出力電圧を昇圧することができる。また、昇圧回路は、インバータ２０４から組電池１００への出力電圧を降圧することができる。

ディスプレイ３０２は、ＥＣＵ３００からの制御信号を受けて、所定の情報を表示する。所定の情報としては、例えば、車両の走行速度、航続可能距離、組電池１００のＳＯＣが含まれる。走行速度、航続可能距離やＳＯＣなどは、これらの内容が乗員に理解される状態でディスプレイ３０２に表示される。すなわち、走行速度、航続可能距離やＳＯＣなどをディスプレイ３０２に表示させるときの形態は、適宜設定することができる。言い換えれば、ディスプレイ３０２に表示される情報は、走行速度、航続可能距離やＳＯＣに関する情報となる。

本実施例において、航続可能距離とは、組電池１００の出力を用いて車両を走行させることができる距離である。電気自動車では、車両の動力源として、組電池１００だけが搭載されているため、航続可能距離は、組電池１００のＳＯＣだけに基づいて算出される。一方、ハイブリッド自動車では、組電池１００以外にも、他の動力源が搭載されている。この場合において、航続可能距離とは、組電池１００の出力だけを用いて車両を走行させることができる距離である。

ハイブリッド自動車では、組電池１００の出力だけを用いて、車両を走行させることができるモード（ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードという）を設定できることがある。ここで、ＥＶ走行モードが設定されているときには、航続可能距離を表示することができる。

車両を加速するときには、組電池１００の放電が行われ、組電池１００から出力された電気エネルギが、モータ・ジェネレータ２０５によって、車両を走行させるための運動エネルギに変換される。ここで、組電池１００の放電に伴い、組電池１００のＳＯＣは低下することになる。

本実施例では、ディスプレイ３０２に航続可能距離を表示させているが、ＥＣＵ３００は、表示用ＳＯＣに基づいて、航続可能距離を算出している。表示用ＳＯＣとは、ディスプレイ３０２に表示される組電池１００のＳＯＣ（State of Charge）であって、航続可能距離を算出するために用いられるＳＯＣである。ここで、ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。

表示用ＳＯＣおよび航続可能距離の対応関係を予め求めておけば、表示用ＳＯＣから航続可能距離を算出することができる。ここで、表示用ＳＯＣおよび航続可能距離の対応関係は、マップ又は演算式として用意しておくことができ、この対応関係に関する情報は、メモリ３０１に記憶しておくことができる。

組電池１００の充放電を制御するときには、組電池１００のＳＯＣを把握する必要がある。すなわち、組電池１００の過充電又は過放電を抑制するために、組電池１００のＳＯＣが上限ＳＯＣおよび下限ＳＯＣの間で変化するように、組電池１００の充放電を制御する必要がある。組電池１００の充放電制御で用いられるＳＯＣを、制御用ＳＯＣという。

本実施例では、組電池１００のＳＯＣとして、表示用ＳＯＣおよび制御用ＳＯＣを用いている。ここで、表示用ＳＯＣは、ディスプレイ３０２に表示されるものであるため、車両の乗員に対して、組電池１００のＳＯＣを把握しやすくする観点に基づいて算出される。

一方、制御用ＳＯＣは、組電池１００の充放電制御で用いられるものであり、組電池１００を保護する観点に基づいて算出される。このため、表示用ＳＯＣおよび制御用ＳＯＣは、互いに異なる算出方法によって算出している。後述するように、表示用ＳＯＣは、制御用ＳＯＣを考慮して算出されており、制御用ＳＯＣとは異なることがある。

上限ＳＯＣは、組電池１００の充電を許容するＳＯＣの上限値であり、下限ＳＯＣは、組電池１００の放電を許容するＳＯＣの下限値である。組電池１００のＳＯＣが上限ＳＯＣに到達したときには、組電池１００を充電しないようにすることができる。また、組電池１００のＳＯＣが下限ＳＯＣに到達したときには、組電池１００を放電しないようにすることができる。

制御用ＳＯＣは、例えば、組電池１００を充放電したときの電流値を積算することによって算出することができる。また、組電池１００のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を測定すれば、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係に基づいて、制御用ＳＯＣを算出することができる。ここで、ＯＣＶおよびＳＯＣは、特定の対応関係があり、予め求めておくことができる。

組電池１００のＯＣＶは、組電池１００が負荷（インバータ２０４）と接続されていないときに、組電池１００に微弱な電流を流すことによって検出することができる。ここで、微弱な電流としては、組電池１００の内部抵抗に伴う電圧降下を抑制できる程度の電流を用いることができる。

一方、組電池１００が負荷（インバータ２０４）と接続されているときでも、組電池１００のＯＣＶを算出することができる。具体的には、まず、組電池１００を充放電している間に、電流値および電圧値の関係を複数取得し、これらの関係を、電流値および電圧値のそれぞれを座標軸とした座標系にプロットする。この座標系において、複数のプロットに近似する直線を算出し、電流値を０［Ａ］としたときに近似直線が取り得る電圧値を、組電池１００のＯＣＶと見なすことができる。

組電池１００を充放電しているときには、制御用ＳＯＣを正確に把握することは難しい。すなわち、組電池１００を充放電しているときには、組電池１００の分極などが発生しており、制御用ＳＯＣを把握しにくい。一方、組電池１００を負荷（インバータ２０４）と接続していないときには、組電池１００のＯＣＶを精度良く算出することができ、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係に基づいて、組電池１００のＳＯＣも精度良く推定することができる。

ここで、組電池１００を負荷（インバータ２０４）と接続しているときには、組電池１００のＯＣＶを把握することができない。また、上述したように、近似直線からＯＣＶを算出するときでも、電流値が分散していなければ、近似直線を算出しにくくなり、近似直線から算出されるＯＣＶが、実際のＯＣＶからずれやすくなってしまう。

また、組電池１００の温度が低下するほど、組電池１００の抵抗値が増加しやすくなる。このため、組電池１００の温度が一時的に低下したときには、電流値および電圧値の関係が、本来の近似直線から大きく外れてしまい、近似直線を算出しにくくなってしまう。近似直線を算出しにくくなれば、近似直線から算出されるＯＣＶが、実際のＯＣＶからずれやすくなってしまう。

ここで、組電池１００のＯＣＶからＳＯＣを推定したときには、組電池１００の充放電中に推定したＳＯＣとずれていないか否かを判別することができる。そして、ＯＣＶから推定したＳＯＣと、充放電中に推定したＳＯＣとがずれているときには、制御用ＳＯＣとして、ＯＣＶから推定したＳＯＣを用いることができる。これにより、制御用ＳＯＣの精度を向上させることができる。

このように制御用ＳＯＣを算出するときには、組電池１００を充電しているにもかかわらず、制御用ＳＯＣが低下したり、組電池１００を放電しているにもかかわらず、制御用ＳＯＣが上昇したりしてしまうおそれがある。ここで、表示用ＳＯＣとして、制御用ＳＯＣを用いると、制御用ＳＯＣが切り替わったときに、表示用ＳＯＣも切り替わってしまうことになる。

制御用ＳＯＣの上昇に伴って表示用ＳＯＣを上昇させる場合において、組電池１００を放電しているときに、表示用ＳＯＣを上昇させてしまうと、表示用ＳＯＣを確認する乗員に違和感を与えてしまう。また、制御用ＳＯＣの低下に伴って表示用ＳＯＣを低下させる場合において、組電池１００を充電しているときに、表示用ＳＯＣを低下させてしまうと、表示用ＳＯＣを確認する乗員に違和感を与えてしまう。

組電池１００を充電しているにもかかわらず、表示用ＳＯＣが低下すれば、航続可能距離も減少してしまうことがある。また、組電池１００を放電しているにもかかわらず、表示用ＳＯＣが上昇すれば、航続可能距離も増加してしまうことがある。

このような場合には、ディスプレイ３０２に表示された表示用ＳＯＣや航続可能距離を確認する乗員に対して違和感を与えてしまうことになる。そこで、本実施例では、表示用ＳＯＣとして、制御用ＳＯＣを用いず、乗員に違和感を与えないように、表示用ＳＯＣを変化させるようにしている。なお、表示用ＳＯＣの算出方法については、後述する。

車両を加速すれば、組電池１００の放電に伴って、組電池１００のＳＯＣが低下するとともに、航続可能距離も減少することになる。ここで、車両を加速するほど、組電池１００の放電量が増加するため、組電池１００のＳＯＣが極端に低下したり、航続可能距離が極端に減少したりしてしまうことがある。

車両を加速した後には、通常、車両を減速することになる。車両を減速すれば、減速時に発生する運動エネルギが、モータ・ジェネレータ２０５によって電気エネルギに変換され、この電気エネルギを組電池１００に蓄えることができる。組電池１００を充電すれば、組電池１００のＳＯＣが上昇するとともに、航続可能距離も増加することになる。ここで、車速が高いほど、減速によって組電池１００に蓄えられる電力が増加するため、組電池１００のＳＯＣが極端に上昇したり、航続可能距離が極端に増加したりしてしまうことがある。

このように、車両の加速および減速に応じて、ディスプレイ３０２に表示されるＳＯＣや航続可能距離が変化してしまうと、車両の乗員（特に、運転者）は、組電池１００のＳＯＣや航続可能距離を把握しにくくなってしまう。特に、航続可能距離が極端に減少した後に、極端に増加するとき、乗員は、航続可能距離の把握が困難となってしまう。

乗員は、ディスプレイ３０２に表示された航続可能距離を確認することにより、実際に車両を走行させることができる距離を把握している。このため、航続可能距離の減少および増加が頻繁に繰り返されると、航続可能距離に関して、乗員が必要としている情報を提供しにくくなってしまう。

そこで、本実施例では、車速を考慮して表示用ＳＯＣを補正することにより、車両が加速および減速しても、ディスプレイ３０２に表示されるＳＯＣや航続可能距離の変動を抑制するようにしている。以下、具体的に説明する。

車両を加速した後に減速するときには、車両の走行に用いられている運動エネルギが電気エネルギに変換され、この電気エネルギが組電池１００に蓄えられることになる。すなわち、車両を走行させている運動エネルギには、電気エネルギに変換される運動エネルギが含まれており、電気エネルギに変換される運動エネルギは、組電池１００のＳＯＣを上昇させる成分と見なすことができる。

このため、本実施例では、電気エネルギに変換される運動エネルギを考慮して、表示用ＳＯＣを補正するようにしている。ディスプレイ３０２に表示されるＳＯＣとして、電気エネルギに変換される運動エネルギを予め考慮しておけば、車両の加速および減速に伴って、ディスプレイ３０２に表示されるＳＯＣが変動してしまうことを抑制できる。

これにより、ディスプレイ３０２を確認する乗員は、組電池１００のＳＯＣを把握しやすくなる。また、ディスプレイ３０２に表示されるＳＯＣの変動を抑制することにより、航続可能距離の変動も抑制でき、ディスプレイ３０２を確認する乗員は、航続可能距離を把握しやすくなる。

次に、航続可能距離の算出に用いられる表示用ＳＯＣを補正する処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示す処理は、ＥＣＵ３００によって実行される。図２に示す処理は、所定の期間で繰り返して行われる。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ３００は、表示用ＳＯＣの基準値を算出する。組電池１００を放電するとき、ＥＣＵ３００は、下記式（１）に基づいて、表示用ＳＯＣ（基準値）を算出する。また、組電池１００を充電するとき、ＥＣＵ３００は、下記式（２）に基づいて、表示用ＳＯＣ（基準値）を算出する。なお、組電池１００を充放電しないとき、ＥＣＵ３００は、今回の表示用ＳＯＣ（基準値）として、前回の表示用ＳＯＣ（基準値）を用いる。

上記式（１），（２）において、ＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ）は、今回の表示用ＳＯＣであり、ＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ−１）は、前回算出された表示用ＳＯＣである。ΣＩは、前回から今回までの間において、組電池１００の電流値を積算した値であり、組電池１００の電流値は、電流センサ２０２を用いて取得することができる。

ＦＣＣは、組電池１００の満充電容量であり、予め測定しておくことができる。ここで、組電池１００の劣化によって、組電池１００の満充電容量が低下することもあるため、ＦＣＣとしては、劣化後の組電池１００における満充電容量を用いることができる。

劣化後の組電池１００における満充電容量は、例えば、組電池１００の充電又は放電によって、組電池１００のＳＯＣを０％から１００％の間で変化させたときの電流積算値から算出することができる。また、外部電源からの電力を用いて、組電池１００を充電することができるときには、下記式（３）に基づいて、組電池１００の満充電容量を算出することができる。

上記式（３）において、ＦＣＣは、組電池１００の満充電容量である。Ｉは、組電池１００を充電するときに、組電池１００に流れる電流値である。ここで、外部電源からの電力を組電池１００に供給するときには、一定の充電電流を組電池１００に流すことができるため、電流値を一定とすることができる。ΣＩは、組電池１００を充電している間の電流値の積算値である。ＳＯＣ＿ｓは、充電を開始するときの組電池１００のＳＯＣであり、ＳＯＣ＿ｅは、充電を終了したときの組電池１００のＳＯＣである。

上記式（１），（２）において、ΣＩ／ＦＣＣの値は、前回から今回までの間における組電池１００のＳＯＣの変化量を示す。そして、上記式（１），（２）では、ＳＯＣの変化量に対してゲインを乗算している。上記式（１）において、ゲインは、ＳＯＣ＿ｍｉｎ、ＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ−１）およびＳＯＣ（ｎ−１）から算出している。また、上記式（２）において、ゲインは、ＳＯＣ＿ｍａｘ、ＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ−１）およびＳＯＣ（ｎ−１）から算出している。

上記式（１）において、ＳＯＣ＿ｍｉｎは、組電池１００を放電するときの目標値である。例えば、ＳＯＣ＿ｍｉｎとしては、航続可能距離が０［ｋｍ］となるときの組電池１００のＳＯＣとすることができる。ＳＯＣ（ｎ−１）は、前回における制御用ＳＯＣである。

上記式（１）によれば、組電池１００を放電するときには、前回のＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ−１）から、ゲインを乗算したＳＯＣ変化量を減算することによって、今回のＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ）を算出することができる。

ここで、組電池１００を放電するときには、制御用ＳＯＣに対して、表示用ＳＯＣを図３に示すように変化させることができる。図３では、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも高い場合と、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも低い場合とを併せて示している。

表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも高いときには、表示用ＳＯＣの変化量は、制御用ＳＯＣの変化量よりも大きくなる。ここでいう変化量とは、所定時間あたりのＳＯＣの変化量（低下量）である。一方、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも低いときには、表示用ＳＯＣの変化量は、制御用ＳＯＣの変化量よりも小さくなる。そして、図３に示すように、表示用ＳＯＣは、目標値ＳＯＣ＿ｍｉｎにおいて、制御用ＳＯＣと一致するようになっている。

上記式（２）において、ＳＯＣ＿ｍａｘは、組電池１００を充電するときの目標値である。例えば、ＳＯＣ＿ｍａｘとしては、組電池１００の充電制御で用いられる上限ＳＯＣとすることができる。ＳＯＣ（ｎ−１）は、前回における制御用ＳＯＣである。

上記式（２）によれば、組電池１００を充電するときには、前回のＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ−１）に、ゲインを乗算したＳＯＣ変化量を加算することによって、今回のＳＯＣ＿ｄｉｓ（ｎ）を算出することができる。

ここで、組電池１００を充電するときには、制御用ＳＯＣに対して、表示用ＳＯＣを図４に示すように変化させることができる。図４では、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも高い場合と、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも低い場合とを併せて示している。

表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも高いときには、表示用ＳＯＣの変化量は、制御用ＳＯＣの変化量よりも小さくなる。ここでいう変化量とは、所定時間あたりのＳＯＣの変化量（上昇量）である。一方、表示用ＳＯＣが制御用ＳＯＣよりも低いときには、表示用ＳＯＣの変化量は、制御用ＳＯＣの変化量よりも大きくなる。そして、図４に示すように、表示用ＳＯＣは、目標値ＳＯＣ＿ｍａｘにおいて、制御用ＳＯＣと一致するようになっている。

上記式（１）に示すように、組電池１００を放電するときには、前回の表示用ＳＯＣに対して、ＳＯＣ変化量（ΣＩ／ＦＣＣ）を減算することにより、今回の表示用ＳＯＣを算出しているため、組電池１００を放電するときに、表示用ＳＯＣが上昇してしまうことはない。これにより、表示用ＳＯＣを確認する乗員に対して、違和感を与えてしまうことを防止できる。また、組電池１００を放電しているときに、表示用ＳＯＣから算出される航続可能距離が増加してしまうこともなく、乗員に違和感を与えてしまうことを防止できる。

また、上記式（１）では、ＳＯＣ変化量に対してゲインを乗算することにより、図３を用いて説明したように、表示用ＳＯＣを制御用ＳＯＣに近づけることができる。これにより、表示用ＳＯＣおよび制御用ＳＯＣが乖離したままとなることを抑制できる。

一方、上記式（２）に示すように、組電池１００を充電するときには、前回の表示用ＳＯＣに対して、ＳＯＣ変化量（ΣＩ／ＦＣＣ）を加算することにより、今回の表示用ＳＯＣを算出しているため、組電池１００を充電するときに、表示用ＳＯＣが低下してしまうことはない。これにより、表示用ＳＯＣを確認する乗員に対して、違和感を与えてしまうことを防止できる。また、組電池１００を充電しているときに、表示用ＳＯＣから算出される航続可能距離が減少してしまうこともなく、乗員に違和感を与えてしまうことを防止できる。

また、上記式（２）では、ＳＯＣ変化量に対してゲインを乗算することにより、図４を用いて説明したように、表示用ＳＯＣを制御用ＳＯＣに近づけることができる。これにより、表示用ＳＯＣおよび制御用ＳＯＣが乖離したままとなることを抑制できる。

図２に示すステップＳ１０２において、ＥＣＵ３００は、車速に応じたＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出する。車速は、スピードセンサを用いて取得することができる。変化量ΔＳＯＣは、現在の車両の走行状態において、減速によって運動エネルギから変換される電気エネルギの量に相当する。すなわち、運動エネルギから変換される電気エネルギの量を、ＳＯＣに換算したものが、変化量ΔＳＯＣとなる。

具体的には、ＥＣＵ３００は、図５に示すマップを用いて、現在の車速に対応した変化量ΔＳＯＣを算出することができる。図５に示すマップは、予め求めておくことができ、マップに関する情報は、メモリ３０１に記憶することができる。図５に示すように、車速が高くなるほど、変化量ΔＳＯＣが大きくなる。言い換えれば、車速が低くなるほど、変化量ΔＳＯＣが小さくなる。

車速が高いほど、車両を減速したときに組電池１００に流れる充電電流は多くなる。充電電流が多くなるほど、組電池１００のＳＯＣは上昇しやすくなるため、図５に示すように、車速が高いほど、変化量ΔＳＯＣを大きくしている。

一方、車速が低いほど、車両を減速したときに組電池１００に流れる充電電流は少なくなる。充電電流が少なくなるほど、組電池１００のＳＯＣは上昇しにくくなるため、図５に示すように、車速が低いほど、変化量ΔＳＯＣを小さくしている。

車両が特定の速度で走行し続けている状態（定常状態）から、車両が停止するまでの間に、組電池１００に蓄えることができる回生電力は、予め測定しておくことができる。この回生電力は、車速毎に測定しておくことができる。一般的に、車速が高くなるほど、回生電力が高くなる。

車速毎の回生電力を測定しておけば、この回生電力が組電池１００に供給されたときのＳＯＣの変化量（増加量）ΔＳＯＣを算出することができる。具体的には、組電池１００の満充電容量と、組電池１００に入力される回生電力とに基づいて、組電池１００におけるＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出することができる。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ３００は、表示用ＳＯＣ（基準値）を補正する。具体的には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０１の処理で算出した表示用ＳＯＣ（基準値）に対して、ステップＳ１０２の処理で算出した変化量ΔＳＯＣを加算することにより、表示用ＳＯＣ（補正値）を算出する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０３の処理で算出した表示用ＳＯＣ（補正値）に関する情報をディスプレイ３０２に表示する。また、ＥＣＵ３００は、表示用ＳＯＣ（補正値）に基づいて、航続可能距離を算出し、この航続可能距離に関する情報をディスプレイ３０２に表示する。

本実施例によれば、現在の表示用ＳＯＣ（基準値）に対して、車速に応じた回生電力を考慮した表示用ＳＯＣ（補正値）を用いることにより、車両の加速および減速に応じて、表示用ＳＯＣが変動することを抑制できる。すなわち、車両が加速している状態において、組電池１００に蓄えられると予測される回生電力も考慮して、表示用ＳＯＣ（補正値）を算出しているため、車両の加速後に減速したときの表示用ＳＯＣの変動を抑制することができる。

これにより、表示用ＳＯＣに関する情報をディスプレイ３０２に表示するとき、乗員は、組電池１００のＳＯＣを把握しやすくなる。表示用ＳＯＣが変動しすぎると、乗員は、組電池１００のＳＯＣを把握しにくくなるが、表示用ＳＯＣの変動を抑制することにより、乗員は、組電池１００のＳＯＣを把握しやすくなる。

表示用ＳＯＣの変動を抑制できれば、表示用ＳＯＣから算出される航続可能距離の変動も抑制することができる。これにより、航続可能距離に関する情報をディスプレイ３０２に表示するとき、乗員は、航続可能距離を把握しやすくなる。

一方、本実施例では、車速に基づいて、変化量ΔＳＯＣを算出しているが、これに限るものではない。ここで、組電池１００に入力される回生電力は、車両の重量、車両が走行しているときの抵抗（空気抵抗や摩擦抵抗）、車両を減速させるときのブレーキの操作量などの影響を受ける。

そこで、実際の車両の走行状態を考慮することにより、車速に応じた航続可能距離を算出（学習）することができる。この処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理は、ＥＣＵ３００によって実行される。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ３００は、所定時間あたりの車速の変動量ΔＳｐｄを算出して、この変動量ΔＳｐｄを閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈと比較する。閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈは、車両が略一定の速度で走行しているか否かを判別するものであり、予め設定しておくことができる。

一般的に、車速は変動しやすいため、閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈは、０よりも大きい値とすることが好ましい。また、閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈを大きくしすぎると、車両が一定の速度で走行していることを判別しにくくなる。この点に基づいて、閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈを適宜設定することができる。閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３０１に記憶しておくことができる。

変動量ΔＳｐｄが閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈ以下であるときには、ステップＳ２０２の処理に進み、変動量ΔＳｐｄが閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈよりも大きいときには、図６に示す処理を終了する。変動量ΔＳｐｄが閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈよりも大きいとき、ＥＣＵ３００は、車速が定常状態ではなく、車速に応じた航続可能距離の学習を行うことができないと判別する。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ３００は、変動量ΔＳｐｄが閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈ以下となっている間の時間（継続時間）Δｔ１を測定する。継続時間Δｔ１は、タイマを用いて測定することができる。そして、ＥＣＵ３００は、継続時間Δｔ１が、閾値Δｔ１＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。

閾値Δｔ１＿ｔｈは、車速が一定の速度で継続しているか否かを判別するために用いられる。閾値Δｔ１＿ｔｈは、適宜設定することができ、閾値Δｔ１＿ｔｈに関する情報は、メモリ３０１に記憶することができる。

継続時間Δｔ１が閾値Δｔ１＿ｔｈ以上であるときには、ステップＳ２０３の処理に進み、継続時間Δｔ１が閾値Δｔ１＿ｔｈよりも短いときには、図６に示す処理を終了する。継続時間Δｔ１が閾値Δｔ１＿ｔｈよりも短いとき、ＥＣＵ３００は、車速が定常状態ではなく、車速に応じた航続可能距離の学習を行うことができないと判別する。

ステップＳ２０３において、ＥＣＵ３００は、現時点において、ディスプレイ３０２に表示されている航続可能距離ｄｉｓ１に関する情報をメモリ３０１に記憶する。ここでの航続可能距離ｄｉｓ１は、本実施例で説明した表示用ＳＯＣ（基準値）から算出される航続可能距離である。また、ステップＳ２０３において、ＥＣＵ３００は、継続時間Δｔ１を測定している間における車速の平均値Ｓｐｄ＿ａｖｅを算出し、平均値Ｓｐｄ＿ａｖｅに関する情報をメモリ３０１に記憶する。

変動量ΔＳｐｄが閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈ以下であっても、閾値ΔＳｐｄ＿ｔｈの範囲内において、車速は変動しやすいことがある。そこで、ステップＳ２０３の処理では、車速が変動することを考慮して、車速の平均値Ｓｐｄ＿ａｖｅを算出するようにしている。なお、当然のことながら、継続時間Δｔ１の間において、車速が変化しないときには、このときの車速に関する情報がメモリ３０１に記憶される。

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ３００は、現在における車速Ｓｐｄ＿ｃを検出し、車速Ｓｐｄ＿ｃが閾値Ｓｐｄ＿ｔｈ以下であるか否かを判別する。閾値Ｓｐｄ＿ｔｈは、車両が停止しているか否かを判別するために用いられる。閾値Ｓｐｄ＿ｔｈは、予め定めておくことができ、閾値Ｓｐｄ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３０１に記憶しておくことができる。

例えば、閾値Ｓｐｄ＿ｔｈとしては、０［ｋｍ／ｈ］に設定することができる。ここで、閾値Ｓｐｄ＿ｔｈは、０［ｋｍ／ｈ］よりも高くてもよい。すなわち、車両が停止したと見なせる状態を判別できるだけでもよい。

車速Ｓｐｄ＿ｃが閾値Ｓｐｄ＿ｔｈ以下であるときには、ステップＳ２０５の処理に進み、車速Ｓｐｄ＿ｃが閾値Ｓｐｄ＿ｔｈよりも高いときには、図６に示す処理を終了する。車速Ｓｐｄ＿ｃが閾値Ｓｐｄ＿ｔｈよりも高いとき、ＥＣＵ３００は、車両が未だ走行しており、車速に応じた航続可能距離の学習を行うことができないと判別する。

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ３００は、車速Ｓｐｄ＿ｃが閾値Ｓｐｄ＿ｔｈ以下となっている間の時間（継続時間）Δｔ２を測定する。継続時間Δｔ２は、タイマを用いて測定することができる。そして、ＥＣＵ３００は、継続時間Δｔ２が、閾値Δｔ２＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。

閾値Δｔ２＿ｔｈは、車両が停止しているか否かを判別するために用いられる。閾値Δｔ２＿ｔｈは、適宜設定することができ、閾値Δｔ２＿ｔｈに関する情報は、メモリ３０１に記憶することができる。

継続時間Δｔ２が閾値Δｔ２＿ｔｈ以上であるときには、ステップＳ２０６の処理に進み、継続時間Δｔ２が閾値Δｔ２＿ｔｈよりも短いときには、図６に示す処理を終了する。継続時間Δｔ２が閾値Δｔ２＿ｔｈよりも短いとき、ＥＣＵ３００は、車両が停止していなく、車速に応じた航続可能距離の学習を行うことができないと判別する。

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ３００は、現時点において、ディスプレイ３０２に表示されている航続可能距離ｄｉｓ２に関する情報をメモリ３０１に記憶する。ここでの航続可能距離ｄｉｓ２は、本実施例で説明した表示用ＳＯＣ（基準値）から算出される航続可能距離である。

ステップＳ２０７において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２０６の処理で得られた航続可能距離ｄｉｓ２から、ステップＳ２０３の処理で得られた航続可能距離ｄｉｓ１を減算する。ここで、航続可能距離ｄｉｓ２は、車両を減速した後に算出される航続可能距離であり、減速に伴う回生電力の分だけ、航続可能距離ｄｉｓ１よりも長くなる。

このため、航続可能距離ｄｉｓ２から航続可能距離ｄｉｓ１を減算することにより、組電池１００に蓄えられる回生電力を用いた航続可能距離を算出することができる。そして、減算して得られた航続可能距離Δｄｉｓ（ｄｉｓ２−ｄｉｓ１）は、ステップＳ２０３の処理で得られた平均速度（車速）Ｓｐｄ＿ａｖｅに対応する航続可能距離となる。

車速Ｓｐｄ＿ａｖｅに対応する航続可能距離Δｄｉｓ（ｄｉｓ２−ｄｉｓ１）を算出したとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２０８において、図５に示すマップを更新する。具体的には、ＥＣＵ３００は、航続可能距離Δｄｉｓ（ｄｉｓ２−ｄｉｓ１）を、組電池１００におけるＳＯＣの変化量ΔＳＯＣに変換する。

車両の電費を考慮すれば、航続可能距離Δｄｉｓ（ｄｉｓ２−ｄｉｓ１）を変化量ΔＳＯＣに変換することができる。すなわち、航続可能距離Δｄｉｓ（ｄｉｓ２−ｄｉｓ１）に電費を乗算すれば、車速Ｓｐｄ＿ａｖｅに対応した回生電力を算出することができる。回生電力を算出できれば、上述したように、組電池１００におけるＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出することができる。ＥＣＵ３００は、図５に示すマップにおいて、車速Ｓｐｄ＿ａｖｅに対応する変化量ΔＳＯＣとして、新たに算出された変化量ΔＳＯＣに置き換える。

このように、変化量ΔＳＯＣを学習して、図５に示すマップを更新することにより、車速に対応した変化量ΔＳＯＣの精度を向上させることができる。すなわち、変化量ΔＳＯＣとして、実際の車両の走行状態を考慮した値を用いることができる。また、変化量ΔＳＯＣの精度を向上させることができれば、図２に示す処理において、表示用ＳＯＣ（補正値）の精度を向上させることができるとともに、航続可能距離の精度も向上させることができる。

１０：単電池、１００：組電池、２００：監視ユニット、２０１：温度センサ、
２０２：電流センサ、２０３：電流制限抵抗、２０４：インバータ、
２０５：モータ・ジェネレータ、３００：ＥＣＵ、３０１：メモリ、
３０２：ディスプレイ、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐ，ＳＭＲ−Ｇ：システムメインリレー、
ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン

Claims (6)

1. 車両を走行させるための運動エネルギに変換される電気エネルギを出力する蓄電装置と、
   前記蓄電装置の充放電制御で用いられる前記蓄電装置のＳＯＣである制御用ＳＯＣと、前記車両のディスプレイに表示する前記蓄電装置のＳＯＣである表示用ＳＯＣとをそれぞれ算出するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記車両の走行速度に応じて変化し、前記車両の減速によって前記蓄電装置に充電されると予測される電力量に応じたＳＯＣの変化量を、前記車両の現在の走行速度から算出するとともに、前記蓄電装置における現在までの電流積算値から算出される前記表示用ＳＯＣの基準値に対して、前記ＳＯＣの変化量を加算することにより、前記表示用ＳＯＣを算出し、
   前記表示用ＳＯＣに基づいて、前記ディスプレイに表示され、前記蓄電装置の出力を用いて前記車両を走行させることができる航続可能距離を算出することを特徴とする蓄電システム。
2. 前記電力量は、前記走行速度が定常状態にあるときから、前記車両を停止させるまでの間に、前記蓄電装置に充電される電力量であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記車両の走行速度と、前記ＳＯＣの変化量との対応関係に関する情報を記憶するメモリを有しており、
   前記コントローラは、前記メモリに記憶された情報を用いて、現在の走行速度に対応した前記ＳＯＣの変化量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
4. 前記コントローラは、前記車両が走行した後の履歴情報に基づいて、前記変化量を算出し、算出した前記変化量を用いて、前記メモリに記憶された情報を更新することを特徴とする請求項３に記載の蓄電システム。
5. 前記制御用ＳＯＣは、前記蓄電装置の充放電にかかわらず、前記制御用ＳＯＣの推定結果に応じて変化し、
   前記表示用ＳＯＣは、前記蓄電装置の充放電に応じて変化することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
6. 前記コントローラは、前記制御用ＳＯＣおよび前記表示用ＳＯＣが互いに異なるとき、これらのＳＯＣの差を、目標ＳＯＣに近づくにつれて減少させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電システム。