JP5862478B2 - 蓄電システムおよび制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置の満充電容量および電流積算値から算出されるＳＯＣに基づいて、蓄電装置の充放電を制御する蓄電システムおよび制御方法に関する。

二次電池の満充電容量を測定するとともに、二次電池を充放電したときの電流値を積算すれば、満充電容量および電流積算値に基づいて、二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出することができる。ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。そして、算出したＳＯＣに基づいて、二次電池の充放電を制御することができる。

ここで、二次電池の劣化が進行することに応じて、二次電池の満充電容量は低下してしまう。満充電容量を測定する機会を確保し難い状況では、二次電池の劣化が進行することに伴い、現在の二次電池における満充電容量が、直近に測定した満充電容量よりも小さくなってしまう。

特開２０１１−１２２９５１号公報 特開２０１１−０７５４４３号公報 特開２０１０−１９０９０４号公報

二次電池の満充電容量に基づいて、二次電池のＳＯＣを推定するとき、満充電容量が変化してしまうと、二次電池のＳＯＣも変化してしまう。測定した満充電容量に基づいて、二次電池のＳＯＣを推定する場合において、現在の二次電池の満充電容量が、測定した満充電容量よりも小さくなると、推定するＳＯＣは、実際のＳＯＣよりも高くなってしまうことがある。このような状況では、二次電池を過度に放電させてしまうおそれがある。

本願第１の発明である蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置の充放電を制御するコントローラとを有する。コントローラは、蓄電装置の満充電容量と、蓄電装置を充放電したときの電流値を積算した電流積算値とに基づいて、蓄電装置の充電状態を示す基準ＳＯＣを算出し、基準ＳＯＣに基づいて、蓄電装置の充放電を制御する。

ここで、コントローラは、蓄電装置の電流値および電圧値の関係から蓄電装置の開放電圧を算出し、蓄電装置のＳＯＣおよび開放電圧の対応関係を用いて、算出した開放電圧に対応する蓄電装置のＳＯＣ（実測ＳＯＣ）を算出する。そして、実測ＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低いとき、コントローラは、基準ＳＯＣの減少量を設定し、満充電容量および電流積算値から基準ＳＯＣを算出しながら、この基準ＳＯＣを減少量に応じて低下させて蓄電装置を放電させない。

実測ＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低いときにおいて、基準ＳＯＣに基づいて、蓄電装置の充放電を制御すると、蓄電装置が過放電状態となってしまうおそれがある。すなわち、基準ＳＯＣからは、蓄電装置が過放電状態ではないと判別できるが、実測ＳＯＣは、基準ＳＯＣよりも低いために、実際の蓄電装置では、過放電状態となってしまうおそれがある。

そこで、本願第１の発明では、上述したように、基準ＳＯＣを低下させるようにしている。基準ＳＯＣを低下させれば、基準ＳＯＣに基づいて蓄電装置の充放電を制御する上において、蓄電装置を放電させない制御が行われやすくなる。これにより、実測ＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低くても、蓄電装置が過放電状態となってしまうことを抑制することができる。

本願第１の発明において、基準ＳＯＣを減少量に応じて低下させて蓄電装置を放電させないときには、蓄電装置に電力を供給して、蓄電装置を充電する。そして、蓄電装置の充電による蓄電装置のＳＯＣの上昇に応じて、減少量を低下させる。蓄電装置を充電すれば、蓄電装置の状態を過放電状態から遠ざける方向に変化させることができる。例えば、蓄電装置およびエンジンが搭載された車両においては、エンジンの出力を用いて蓄電装置を充電することができる。ここで、蓄電装置から出力された電気エネルギを運動エネルギに変換すれば、この運動エネルギを用いて、車両を走行させることができる。

実測ＳＯＣおよび基準ＳＯＣの差分が所定値以上である条件および、実測ＳＯＣが下限値よりも低い条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしているときには、基準ＳＯＣを低下させることができる。実測ＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低いときにおいて、実測ＳＯＣおよび基準ＳＯＣの差分が所定値以上であるときには、基準ＳＯＣの低下に伴う実測ＳＯＣの低下によって、蓄電装置が過放電状態となりやすい。また、実測ＳＯＣが下限値よりも低いときには、蓄電装置が過放電状態となりやすい。

蓄電装置が過放電状態となりやすいときに、上述したように、基準ＳＯＣを低下させることにより、蓄電装置を放電させないことができ、蓄電装置が過放電状態となることを抑制することができる。

実測ＳＯＣを算出するときの電流値の分散が所定値以上である条件および、蓄電装置の温度が所定温度よりも高い条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしているときには、基準ＳＯＣを低下させることができる。電流値および電圧値の関係から蓄電装置の開放電圧を算出（推定）するときには、電流値の分散が小さいほど、開放電圧を精度良く推定し難くなる。また、蓄電装置の温度が低くなるほど、蓄電装置の抵抗値が上昇し、蓄電装置の開放電圧を精度良く推定し難くなる。

蓄電装置の開放電圧を精度良く推定し難いときには、実測ＳＯＣも精度良く推定し難くなる。この場合には、実測ＳＯＣおよび基準ＳＯＣの関係（高低関係）を特定し難くなり、蓄電装置が過放電状態となることを特定し難い。一方、分散値が所定値以上であるときや、蓄電装置の温度が所定温度よりも高いときには、開放電圧を精度良く推定しやすくなり、実測ＳＯＣおよび基準ＳＯＣの関係を特定しやすくなる。この場合には、基準ＳＯＣを低下させることにより、蓄電装置が過放電状態となることを抑制することができる。

基準ＳＯＣを低下させているときには、基準ＳＯＣを低下させる処理を行う必要がない。このため、基準ＳＯＣを低下させていないときに限り、基準ＳＯＣを低下させる処理を開始させることができる。

基準ＳＯＣを低下させるときには、基準ＳＯＣと、蓄電装置の放電を許容する下限値である下限ＳＯＣとの差分だけ、基準ＳＯＣを低下させることができる。蓄電装置の充放電を制御するときにおいて、蓄電装置のＳＯＣが下限ＳＯＣに到達したときには、蓄電装置を放電させないことになる。このため、上述した差分だけ、基準ＳＯＣを低下させれば、蓄電装置が放電されなくなり、蓄電装置が過放電状態となることを抑制することができる。

蓄電装置は、電気的に接続された複数の蓄電素子によって構成することができる。ここで、複数の蓄電素子は、拘束荷重を与えた状態で支持することができる。このような構成では、蓄電素子の入出力特性などを確保するために、蓄電素子に与えられる拘束荷重は、予め定められた許容範囲内であることが好ましい。蓄電素子に与えられる拘束荷重は、蓄電素子のＳＯＣに応じて変化するため、拘束荷重が許容範囲の下限値であるときには、蓄電素子のＳＯＣも拘束荷重（下限値）に対応した値となる。

このように、複数の蓄電素子に拘束荷重を与えた蓄電装置では、蓄電装置（蓄電素子）のＳＯＣを、拘束荷重（下限値）に対応したＳＯＣよりも高くしておく必要がある。ここで、上述した下限ＳＯＣは、拘束荷重（下限値）に対応したＳＯＣよりも高い値に設定することができる。上述したように、基準ＳＯＣが下限ＳＯＣに到達したときには、蓄電装置が放電されなくなるため、実測ＳＯＣが、拘束荷重（下限値）に対応したＳＯＣよりも低下してしまうことを抑制することができる。

蓄電装置のＳＯＣが、蓄電装置の充電を許容する上限値である上限ＳＯＣよりも高いときには、基準ＳＯＣを低下させないことができる。基準ＳＯＣを低下させるときには、蓄電装置の充電が積極的に許容されることになるため、蓄電装置のＳＯＣが上昇しやすい。ここで、蓄電装置のＳＯＣが上限ＳＯＣよりも高いときにも、蓄電装置の充電を積極的に行わせると、蓄電装置が過充電状態となってしまうおそれがある。

そこで、蓄電装置のＳＯＣが上限ＳＯＣよりも高いときには、基準ＳＯＣを低下させないことができる。すなわち、蓄電装置の充放電を制御するときには、満充電容量および電流積算値から算出された基準ＳＯＣをそのまま用いることができる。

ここで、蓄電装置が、電気的に接続された複数の蓄電素子によって構成されているときには、複数の蓄電素子において、ＳＯＣのバラツキが発生することがある。この場合には、複数の蓄電素子におけるＳＯＣのうち、最も高いＳＯＣが、上限ＳＯＣよりも高いか否かを判別することができる。

経過時間に対する蓄電装置の満充電容量の変化を示す推定曲線を用意しておけば、この推定曲線を用いることにより、現在までの経過時間に対応した蓄電装置の満充電容量を推定することができる。これにより、満充電容量を実際に測定する機会が低下しても、現在の蓄電装置における満充電容量を把握することができる。

現在の蓄電装置における満充電容量は、例えば、以下に説明する方法によって算出することができる。まず、蓄電装置の満充電容量を測定したときには、推定曲線上において、測定した満充電容量に対応する経過時間を特定する。次に、特定した経過時間に対して、満充電容量を測定してからの経過時間を加算した経過時間を算出する。そして、推定曲線上において、加算した経過時間に対応する満充電容量を、現在の蓄電装置における満充電容量と推定することができる。

満充電容量を推定した場合であっても、推定した満充電容量が、実際の蓄電装置における満充電容量よりも大きいおそれがある。この場合には、上述したように、基準ＳＯＣを低下させて、蓄電装置を放電させないことにより、蓄電装置が過放電状態となることを抑制することができる。

本願第２の発明は、充放電を行う蓄電装置の満充電容量と、蓄電装置を充放電したときの電流値を積算した電流積算値とから算出され、蓄電装置の充電状態を示す基準ＳＯＣを用いて、蓄電装置の充放電を制御する制御方法である。ここで、蓄電装置のＳＯＣおよび開放電圧の対応関係を用いて、蓄電装置の電流値および電圧値の関係から算出される蓄電装置の開放電圧に対応した実測ＳＯＣを算出する。また、実測ＳＯＣが基準ＳＯＣよりも低いとき、基準ＳＯＣの減少量を設定し、満充電容量および電流積算値から基準ＳＯＣを算出しながら、この基準ＳＯＣを減少量に応じて低下させて蓄電装置を放電させないとともに、蓄電装置に電力を供給して蓄電装置を充電する。そして、蓄電装置の充電による蓄電装置のＳＯＣの上昇に応じて、減少量を低下させる。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。

電池システムの構成を示す図である。 監視ユニットの構成を主に示す図である。 組電池のＳＯＣ（ｂｓｏｃ）を低下させる処理を示すフローチャートである。 組電池のＳＯＣ（ｂｓｏｃ）を低下させる処理を示すフローチャートである。 組電池のＯＣＶを特定する方法を説明する図である。 補正係数およびＳＯＣの関係を示す図である。 ＳＯＣ（ｂｂ＿ｍａｘ，ｂｂ＿ｍｉｎ，ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ））の変化を示す図である。 組電池のＳＯＣを低下させた後の処理を示すフローチャートである。 ＳＯＣ（ｂｓｏｃ）、補正係数および減少量の変化を示す図である。 実施例２において、組電池の満充電容量を推定する処理を示すフローチャートである。 満充電容量および時間の関係を示す図である。 満充電容量および閾値（時間）の関係を示す図である。 実施例３における電池システムの一部の構成を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１は、本実施例の電池システムの構成を示す図である。図１に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。車両としては、例えば、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）がある。

ＰＨＶでは、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。また、ＰＨＶでは、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。さらに、エンジンを備えたＰＨＶでは、エンジンによって生成された運動エネルギを電気エネルギに変換することにより、この電気エネルギを用いて、組電池を充電することができる。

ＥＶは、車両の動力源として、組電池だけを備えており、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。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（蓄電素子に相当する）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。監視ユニット２００の具体的な構成については後述する。

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。

ＥＣＵ（コントローラに相当する）３００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。また、ＥＣＵ３００は、タイマ３０２を有しており、タイマ３０２は、時間の計測に用いられる。本実施例では、メモリ３０１およびタイマ３０２が、ＥＣＵ３００に内蔵されているが、メモリ３０１およびタイマ３０２の少なくとも一方を、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。

正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、充電器２０６が接続されている。具体的には、充電器２０６は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびインバータ２０４を接続する正極ラインＰＬと、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびインバータ２０４を接続する負極ラインＮＬとに接続されている。充電器２０６には、インレット（コネクタ）２０７が接続されている。

充電器２０６およびラインＰＬ，ＮＬを接続するラインには、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２が設けられている。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２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。

インレット２０７には、不図示の外部電源と接続されたプラグ（コネクタ）が接続される。プラグをインレット２０７に接続することにより、外部電源からの電力を、充電器２０６を介して組電池１００に供給することができる。これにより、外部電源を用いて、組電池１００を充電することができる。外部電源が交流電力を供給するとき、充電器２０６は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１００に供給する。ＥＣＵ３００は、充電器２０６の動作を制御することができる。

外部電源の電力を組電池１００に供給するとき、充電器２０６は、電圧を変換することもできる。ここで、外部電源の電力を組電池１００に供給して、組電池１００を充電することを外部充電という。本実施例の電池システムでは、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであるときに、外部電源からの電力が組電池１００に供給されるようになっている。外部充電を行うとき、組電池１００には一定の電流を供給することができ、定電流の下で、組電池１００を充電することができる。

外部電源の電力を組電池１００に供給するシステムは、図１に示すシステムに限るものではない。例えば、充電器２０６は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐ，ＳＭＲ−Ｇを介さずに、組電池１００と接続することができる。具体的には、充電器２０６は、組電池１００およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂを接続する正極ラインＰＬと、組電池１００およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇを接続する負極ラインＮＬとに対して、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を介して接続することができる。この場合には、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオフからオンに切り替えることにより、外部充電を行うことができる。

本実施例では、プラグをインレット２０７に接続することにより、外部充電を行うようにしているが、これに限るものではない。具体的には、いわゆる非接触方式の充電システムを用いることにより、外部電源の電力を組電池１００に供給することができる。非接触方式の充電システムでは、電磁誘導や共振現象を利用することにより、ケーブルを介さずに電力を供給することができる。非接触方式の充電システムとしては、公知の構成を適宜採用することができる。

本実施例では、充電器２０６が車両に搭載されているが、これに限るものではない。すなわち、充電器２０６は、車両の外部において、車両とは別に設置されていてもよい。この場合には、ＥＣＵ３００および充電器２０６の間の通信によって、ＥＣＵ３００は、充電器２０６の動作を制御することができる。

次に、監視ユニット２００の構成について説明する。図２に示すように、監視ユニット２００は、組電池１００を構成する単電池１０の数だけ、電圧監視ＩＣ（Integrated Circuit）２００ａを有しており、各電圧監視ＩＣ２００ａは、各単電池１０に並列に接続されている。電圧監視ＩＣ２００ａは、単電池１０の電圧を検出し、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

本実施例では、各単電池１０に対して電圧監視ＩＣ２００ａを設けているが、これに限るものではない。例えば、組電池１００を構成する複数の単電池１０を、複数の電池ブロックに分けたとき、各電池ブロックに対して電圧監視ＩＣ２００ａを設けることができる。すなわち、各電池ブロックに対して電圧監視ＩＣ２００ａを並列に接続することができる。

ここで、各電池ブロックは、直列に接続された複数の単電池１０によって構成されており、複数の電池ブロックが直列に接続されることにより、組電池１００が構成される。この場合において、電圧監視ＩＣ２００ａは、電池ブロックの電圧を検出し、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。なお、各電池ブロックには、並列に接続された複数の単電池１０を含めることもできる。

本実施例の電池システムでは、外部充電を行うときに、組電池１００の満充電容量を算出することができる。具体的には、外部充電を開始するときの組電池１００のＳＯＣと、外部充電を終了するときの組電池１００のＳＯＣとを算出する。ＳＯＣおよびＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）は、対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、組電池１００のＯＣＶから組電池１００のＳＯＣを特定することができる。

例えば、組電池１００がインバータ２０４と接続されていない状態において、組電池１００に微弱な電流を流し、監視ユニット２００によって検出された組電池１００の電圧値を、組電池１００のＯＣＶと見なすことができる。組電池１００に微弱な電流を流せば、組電池１００の内部抵抗による電圧降下量を発生し難くすることができ、組電池１００のＯＣＶを取得しやすくなる。すなわち、ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００によって検出された電圧値に基づいて、組電池１００のＳＯＣを推定することができる。

次に、外部充電を開始してから終了するまでの間において、組電池１００に流れる電流値を積算する。組電池１００を充電するときの電流値は、電流センサ２０２を用いて取得することができる。すなわち、ＥＣＵ３００は、電流センサ２０２によって検出された電流値に基づいて、外部充電を行っている間の電流積算値を算出することができる。

ＥＣＵ３００は、下記式（１）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（１）において、ｆｃｃは、組電池１００の満充電容量である。Ｉは、外部充電を行うときに、組電池１００に流れる電流値である。外部充電を行うときには、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。ＳＯＣ＿ｓは、外部充電を開始するときの組電池１００のＳＯＣであり、ＳＯＣ＿ｅは、外部充電を終了したときの組電池１００のＳＯＣである。

上記式（１）によれば、組電池１００のＳＯＣが変化する量と、ＳＯＣが変化する間の電流積算値とを取得すれば、組電池１００の満充電容量を算出することができる。このため、外部充電を行っていないときであっても、組電池１００の満充電容量を算出することができる。

ここで、外部充電を行うときに、組電池１００の満充電容量を算出することにより、満充電容量の推定精度を向上させることができる。外部充電を行っていないときには、組電池１００に流れる電流値が変動しやすいため、電流積算値を精度良く取得しにくくなる。一方、外部充電を行うときには、定電流で組電池１００が充電されるため、電流値の変動を抑制した状態において、電流積算値を精度良く取得することができる。電流積算値を精度良く取得できれば、組電池１００の満充電容量を精度良く推定することができる。

外部充電が頻繁に行われれば、外部充電が行われるたびに、組電池１００の満充電容量を算出することができ、現在の組電池１００における満充電容量を把握することができる。一方、外部充電が頻繁に行われなければ、組電池１００の満充電容量を算出する頻度が低下し、現在の組電池１００における満充電容量を把握し難くなる。

ここで、組電池１００（単電池１０）は、時間の経過とともに劣化することが知られており、組電池１００（単電池１０）の劣化が進行すると、組電池１００の満充電容量も低下してしまう。例えば、単電池１０がリチウムイオン二次電池であるときには、リチウムを析出させる劣化状態において、組電池１００の満充電容量が低下してしまう。

上述したように、組電池１００の満充電容量を算出する機会が低下すると、直近に算出された満充電容量と、現在の満充電容量とが異なることがある。すなわち、組電池１００の劣化に伴う満充電容量の低下によって、直近に算出された満充電容量は、現在の満充電容量よりも大きくなってしまうことがある。本実施例において、算出された満充電容量を、満充電容量（学習値）といい、現在の組電池１００における実際の満充電容量を、満充電容量（真値）という。

ここで、満充電容量（学習値）は、組電池１００のＳＯＣを推定するために用いられる。具体的には、組電池１００に流れる電流値を積算した値（電流積算値）と、満充電容量（学習値）とを用いて、組電池１００のＳＯＣを推定することができる。すなわち、下記式（２）に基づいて、組電池１００のＳＯＣを算出することができる。

上記式（２）において、ΔＳＯＣは、組電池１００を充放電したときのＳＯＣの変化量であり、ΣＩは、組電池１００を充放電している間の電流積算値である。ｆｃｃは、満充電容量（学習値）である。現在の組電池１００におけるＳＯＣは、組電池１００の充放電を開始する前のＳＯＣに対して、上記式（２）に示す変化量ΔＳＯＣを加算することによって求めることができる。ここで、満充電容量（学習値）が、満充電容量（真値）よりも大きいと、満充電容量（学習値）から推定される組電池１００のＳＯＣは、実際のＳＯＣとは異なってしまう。

例えば、組電池１００を放電したときには、放電容量［Ａｈ］および満充電容量に基づいて、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出することができる。そして、組電池１００を放電する前のＳＯＣから変化量ΔＳＯＣを減算すれば、組電池１００を放電した後のＳＯＣを求めることができる。ここで、組電池１００を放電する前のＳＯＣは、組電池１００を放電する前のＯＣＶから推定することができる。

ここで、満充電容量（真値）から算出されるＳＯＣの変化量は、満充電容量（学習値）から算出されるＳＯＣの変化量よりも大きくなる。このため、満充電容量（真値）を用いて算出される放電後のＳＯＣは、満充電容量（学習値）を用いて算出される放電後のＳＯＣよりも低くなってしまう。

したがって、満充電容量（学習値）を用いて算出されるＳＯＣが下限値ＳＯＣに到達したときには、満充電容量（真値）を用いて算出されるＳＯＣが下限値ＳＯＣよりも低くなってしまうことがある。この場合には、組電池１００が過放電状態となってしまう。

そこで、本実施例では、後述するように、組電池１００の状態が特定の条件を満たしているときに、実際のＳＯＣが推定したＳＯＣよりも低いと判別し、組電池１００の充放電制御で用いられるＳＯＣを低下させるようにしている。充放電制御で用いられるＳＯＣを低下させておくことにより、実際のＳＯＣが下限値ＳＯＣに到達する前に、放電制御によって、組電池１００を放電させなくすることができ、組電池１００が過放電状態となることを抑制することができる。

組電池１００の充放電制御で用いられるＳＯＣを低下させる処理について、図３および図４に示すフローチャートを用いて説明する。図３および図４に示す処理は、ＥＣＵ３００によって実行される。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ３００は、電流センサ２０２を用いて組電池１００の電流値を検出するとともに、監視ユニット２００を用いて組電池１００の電圧値を検出する。電池システムが起動しているとき、組電池１００の充放電に応じて、電流値および電圧値が変動する。ここで、複数のタイミングにおいて、電流値および電圧値の関係を取得すれば、図５に示すプロットが得られる。

図５において、縦軸は電圧値であり、横軸は電流値である。図５に示す座標系において、電流値および電圧値の関係を複数プロットすれば、近似直線Ｌを算出することができる。ここで、近似直線Ｌが縦軸と交差するときの電圧値、言い換えれば、電流値が０［Ａ］であるときの電圧値は、組電池１００のＯＣＶとなる。このため、ＥＣＵ３００は、電流センサ２０２および監視ユニット２００の検出結果に基づいて、組電池１００のＯＣＶを算出（推定）することができる。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０１の処理で算出したＯＣＶに基づいて、組電池１００のＳＯＣ（ＳＯＣ（Ａ）という）を算出する。ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係を予め求めておけば、この対応関係を用いることにより、ステップＳ１０１の処理で算出したＯＣＶに対応するＳＯＣ（Ａ）を特定することができる。ここで、ＳＯＣ（Ａ）は、実測ＳＯＣに相当する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０１の処理でＯＣＶを算出したときの電流値の分散が所定値以上であるか否かを判別する。電流値の分散が大きくなるほど、図５に示す近似直線Ｌを求めやすくなるが、電流値の分散が小さくなるほど、近似直線Ｌを求め難くなる。近似直線Ｌを求め難い状況において、近似直線Ｌを求めたとしても、近似直線Ｌから特定される組電池１００のＯＣＶは、実際の組電池１００におけるＯＣＶからずれやすくなってしまう。すなわち、ＯＣＶの推定精度が低下してしまう。

そこで、本実施例では、ＯＣＶの推定精度を確保するために、電流値の分散を許容する下限値として、上述した所定値を設定している。分散に関する所定値は、ＯＣＶの推定精度を考慮して、予め定めることができ、所定値に関する情報は、メモリ３０１に予め記憶することができる。電流値の分散が所定値以上であるとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、電流値の分散が所定値よりも小さいとき、ＥＣＵ３００は、図３および図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ３００は、満充電容量（学習値）から推定される組電池１００のＳＯＣ（ｂｓｏｃという）と、ステップＳ１０２の処理で算出されたＳＯＣ（Ａ）との差分が、所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。ここで、ｂｓｏｃ（基準ＳＯＣに相当する）は、組電池１００の充放電制御で用いられるＳＯＣである。

ＳＯＣ（Ａ）がｂｓｏｃよりも低いときには、ｂｓｏｃが下限値ＳＯＣに到達する前に、ＳＯＣ（Ａ）が下限値ＳＯＣに到達しやすくなってしまう。そこで、ＳＯＣ（Ａ）がｂｓｏｃよりも低いときには、後述するように、ｂｓｏｃを低下させるようにしている。

組電池１００の充放電を制御する上では、ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達したときに、組電池１００の過放電を抑制するために、組電池１００を放電させなくすることができる。例えば、組電池１００を放電させないとき、ＥＣＵ３００は、組電池１００の出力を許容する上限電力を０［ｋＷ］に設定することができる。組電池１００の放電を制御するときには、組電池１００の出力電力が上限電力以下となるように、組電池１００の放電が制御される。このため、上限電力を０［ｋＷ］に設定すれば、組電池１００の放電が行われないことになる。

ここで、エンジンを備えた車両では、ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達したときに、エンジンの出力から生成された電気エネルギを用いて、組電池１００を充電することができる。このように、組電池１００を積極的に充電することにより、組電池１００が過放電状態となることを回避することができる。

第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１は、第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも高い値に設定される。第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２とは、組電池１００の充放電を行う上で、組電池１００に要求されるＳＯＣの下限値である。例えば、複数の単電池１０に拘束荷重を与えた構成では、拘束荷重を確保することができるＳＯＣの下限値を、第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２とすることができる。

ここで、複数の単電池１０を所定方向に並べて電池スタックを構成し、所定方向における電池スタックの両端部に配置された一対のエンドプレートを互いに近づく方向に変位させれば、複数の単電池１０に対して拘束荷重を与えることができる。単電池１０に拘束荷重を与えておくことにより、充放電に伴う単電池１０の膨張や収縮を抑制することなどができ、単電池１０の入出力特性が低下してしまうことを抑制することができる。

ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１および第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２の差分以上であるときには、ＳＯＣ（Ａ）が第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達しやすい状態となっている。すなわち、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が上述した関係にあるときには、ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達する前に、ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に到達してしまうおそれがある。

なお、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１および第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２の差分よりも小さいときには、ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達しても、ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に到達してしまうこともない。

ステップＳ１０４の処理で用いられる所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈは、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１および第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２の差分に相当する。第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１および第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２は、組電池１００の入出力特性などを考慮して予め設定されるため、これらの下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１，ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に基づいて、所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈを設定することができる。

ＳＯＣ（Ａ）は、組電池１００を充放電しているときに算出されたＳＯＣであり、組電池１００を放電しているときには、分極に伴う電圧降下量によって、ＳＯＣ（Ａ）は、実際の組電池１００におけるＳＯＣよりも低くなりやすい。すなわち、実際の組電池１００におけるＳＯＣは、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の間に位置していることになる。

本実施例では、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈ以上であるときには、後述するように、ｂｓｏｃを低下させるようにしている。すなわち、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈ以上であるとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０５の処理を行う。一方、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の差分が所定値ΔＳＯＣ＿ｔｈよりも小さいとき、ＥＣＵ３００は、図３および図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０２の処理で算出したＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低いか否かを判別する。上述したように、組電池１００の入出力特性などを確保するためには、組電池１００のＳＯＣを第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも高い状態に維持する必要がある。

ここで、上述したように、ＳＯＣ（Ａ）は、実際の組電池１００におけるＳＯＣよりも低くなりやすいため、ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低いか否かを判別することにより、実際の組電池１００におけるＳＯＣが第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に到達しているか否かを判別することができる。そして、ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低いときには、実際の組電池１００におけるＳＯＣが第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に到達しやすいため、後述するように、ｂｓｏｃを低下させる必要がある。

ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低いとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０６の処理を行う。一方、ＳＯＣ（Ａ）が第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも高いとき、ＥＣＵ３００は、ｂｓｏｃを低下させる必要が無いと判別し、図３および図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ３００は、温度センサ２０１によって検出された温度Ｔｂ＿ｍｉｎが閾値Ｔｂ＿ｔｈよりも高いか否かを判別する。ここで、図５に示す電流値および電圧値の関係を取得しているとき、ＥＣＵ３００は、温度センサ２０１を用いて、組電池１００の温度を検出している。この間、検出温度が変化するときには、最も低い検出温度が上述した温度Ｔｂ＿ｍｉｎとなる。なお、検出温度が変化していないときには、この温度が上述した温度Ｔｂ＿ｍｉｎとなる。

組電池１００の温度が低下するほど、図５に示す関係から組電池１００のＯＣＶを推定するときに、推定誤差が大きくなりやすくなる。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っており、図５に示す電流値および電圧値の関係を取得しているときに、組電池１００の温度が一次的に低下すると、電流値および電圧値の関係が図５に示す近似直線Ｌから大きく外れてしまう。

このような状態で、近似直線Ｌを算出すると、近似直線Ｌから特定されるＯＣＶが、実際のＯＣＶからずれやすくなってしまい、ＯＣＶの推定誤差が大きくなりやすい。ＯＣＶの推定誤差が大きくなるほど、ステップＳ１０２の処理において、ＳＯＣ（Ａ）を推定するときの誤差が大きくなってしまう。

そこで、本実施例では、ＯＣＶ又はＳＯＣ（Ａ）の推定誤差を許容できる温度範囲の下限値を予め設定し、この下限値を閾値Ｔｂ＿ｔｈとしている。閾値Ｔｂ＿ｔｈは、ＯＣＶ又はＳＯＣ（Ａ）の推定誤差を許容する観点に基づいて、適宜設定することができ、閾値Ｔｂ＿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。

検出温度Ｔｂ＿ｍｉｎが閾値Ｔｂ＿ｔｈよりも高いとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０１の処理で算出されたＯＣＶの推定精度を確保できると判別し、ステップＳ１０７の処理を行う。一方、検出温度Ｔｂ＿ｍｉｎが閾値Ｔｂ＿ｔｈよりも低いとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０１の処理で算出されたＯＣＶの推定精度を確保できないと判別し、図３および図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ３００は、ｂｓｏｃを低下させる処理が行われているか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ３００は、後述する減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが０以下であるか否かを判別する。ｂｓｏｃを低下させるときには、後述するように、減少量（目標値）を設定し、ｂｓｏｃが減少量（目標値）の分だけ低下するように、ｂｓｏｃを徐々に低下させる。減少量とは、ｂｓｏｃを低下させる量であり、減少量（現在値）とは、ｂｓｏｃを徐々に低下させるときに、現在の時刻に対応した減少量である。

減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが０よりも大きいときには、ｂｓｏｃを低下させる処理が行われていることになるため、後述するように、ｂｓｏｃを低下させる処理を開始させる必要がない。このため、ステップＳ１０７の処理では、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗの値を確認することにより、ｂｓｏｃを低下させる処理が行われているか否かを判別するようにしている。

減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが０以下であるとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０８の処理を行う。一方、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが０よりも大きいとき、ＥＣＵ３００は、図３および図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ３００は、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇを算出する。具体的には、ＥＣＵ３００は、下記式（３）に基づいて、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇを算出する。

上記式（３）において、ＳＯＣ＿ｍｉｎ１は、上述した第１下限値である。上記式（３）によれば、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇの分だけ、ｂｓｏｃを低下させると、ｂｓｏｃは、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達しやすくなる。ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達すれば、上述したように、組電池１００の放電が行われなくなるため、組電池１００の過放電を抑制することができる。

また、ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達したときに、エンジンの出力を用いて、組電池１００を充電するようにすれば、実際の組電池１００におけるＳＯＣを上昇させることができ、組電池１００が過放電状態となることを回避することができる。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ３００は、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを算出する。ｂｓｏｃを徐々に低下させるときには、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを徐々に増加させることになる。ここで、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇを算出した後においては、できるだけ短い時間でｂｓｏｃを減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇの分だけ低下させることが好ましい。この点を考慮して、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを徐変させる量を予め設定しておくことができる。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを、補正係数ｋを用いて補正する。具体的には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗに補正係数ｋを乗算する。

補正係数ｋは、図６に示すように、組電池１００のＳＯＣが変化することに応じて変化している。ここで、補正係数ｋは、０から１までの範囲内で設定される。補正係数ｋが１であれば、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗがそのまま用いられる。また、補正係数ｋが１よりも小さいときには、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗよりも小さい値が用いられる。補正係数ｋが０であるときには、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが用いられず、ｂｓｏｃを低下させる処理が行われないことになる。

組電池１００のＳＯＣが低下しているときには、補正係数ｋを１に維持しておけばよい。一方、組電池１００のＳＯＣが上昇したときにも、補正係数ｋを１に維持すると、以下に説明する不具合が生じてしまう。

組電池１００は、複数の単電池１０によって構成されており、複数の単電池１０において、各単電池１０のＳＯＣがばらつくことがある。また、上述したように、組電池１００を複数の電池ブロックによって構成したときには、複数の電池ブロックにおいて、各電池ブロックのＳＯＣがばらつくことがある。

このように、複数の単電池１０（又は電池ブロック）におけるＳＯＣには、最も高いＳＯＣと、最も低いＳＯＣとが含まれる。ここで、組電池１００のＳＯＣが上昇したときにも、補正係数ｋを１に維持すると、ｂｓｏｃを低下させていることによって、組電池１００の充電が積極的に許容されてしまう。組電池１００のＳＯＣが上昇したときにも、組電池１００の更なる充電を許容してしまうと、最も高いＳＯＣを示す単電池１０が過充電状態となってしまうおそれがある。

図７を用いて、最も高いＳＯＣを示す単電池１０が過充電状態となってしまうことについて説明する。図７において、縦軸はＳＯＣであり、横軸は時間である。

図７に示すｂｂ＿ｍａｘ，ｂｂ＿ｍｉｎは、組電池１００に含まれる単電池１０のＳＯＣを示す。ｂｂ＿ｍａｘは、最も高いＳＯＣを示す単電池１０におけるＳＯＣの挙動を示し、ｂｂ＿ｍｉｎは、最も低いＳＯＣを示す単電池１０におけるＳＯＣの挙動を示す。図７には、ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）の挙動も示している。

図７において、時刻ｔ１では、上述したように、ｂｓｏｃを低下させる処理が開始される。これにより、ｂｓｏｃを、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１まで低下させることができる。このとき、ＳＯＣ（Ａ）は、第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に到達していることがある。ｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達すると、組電池１００の放電が行われなくなり、組電池１００の充電が積極的に許容されることになる。

このため、組電池１００のＳＯＣは、上昇しやすくなる。ここで、エンジンの出力を用いて、組電池１００を充電するようにすれば、組電池１００のＳＯＣを上昇させることができる。図７において、時刻ｔ１以降では、組電池１００の充電が許容されるため、ｂｂ＿ｍａｘ，ｂｂ＿ｍｉｎ，ｂｓｏｃおよびＳＯＣ（Ａ）は、上昇することになる。

ここで、補正係数ｋが１に維持されたままでは、ｂｂ＿ｍａｘが上昇し続け、ｂｂ＿ｍａｘが上限値ＳＯＣ＿ｍａｘよりも高くなってしまうおそれがある。上限値ＳＯＣ＿ｍａｘは、組電池１００の充電を制御するときにおけるＳＯＣの上限値である。すなわち、単電池１０のＳＯＣが上限値ＳＯＣ＿ｍａｘに到達したときには、組電池１００の充電が行われなくなる。

そこで、本実施例では、図６に示すように、ｂｂ＿ｍａｘが閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも高くなったときには、補正係数ｋを１から低下させるようにしている。図７では、時刻ｔ２において、補正係数ｋを１から低下させている。

補正係数ｋを低下させれば、ｂｓｏｃを低下させる量を減らすことができる。また、補正係数ｋが０に到達すれば、ｂｓｏｃを低下させる処理が行われなくなる。このように、補正係数ｋを低下させれば、ｂｓｏｃの低下を抑制でき、ｂｓｏｃの低下に伴って組電池１００の充電が積極的に行われてしまうことを防止することができる。これにより、組電池１００に含まれる特定の単電池１０（ＳＯＣが高い側の単電池１０）が過充電状態となってしまうことを抑制することができる。

ステップＳ１１１において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１０の処理で補正された減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを用いて、ｂｓｏｃを補正する。具体的には、ＥＣＵ３００は、下記式（４）に基づいて、ｂｓｏｃを補正する。ｂｓｏｃを補正したときには、補正後のｂｓｏｃに基づいて、組電池１００の充放電が制御される。

上記式（４）の左辺に示すｂｓｏｃは、補正後のＳＯＣであり、上記式（４）の右辺に示すｂｓｏｃは、補正前のＳＯＣである。すなわち、補正前のｂｓｏｃは、満充電容量（学習値）に基づいて算出される組電池１００のＳＯＣである。

ステップＳ１１２において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１０８の処理で算出した減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇが、ステップＳ１０９の処理で算出した減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗよりも大きいか否かを判別する。減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇよりも小さいときには、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇに到達していないことになる。

このため、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇよりも小さいとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１３において、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗの変化速度を上昇させる。減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗの変化速度を上昇させることにより、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇに到達するまでの時間を短縮することができる。

一方、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇよりも大きいときには、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇに既に到達していることになる。このため、ＥＣＵ３００は、図３および図４に示す処理を終了する。

次に、ｂｓｏｃを低下させた後の処理について、図８を用いて説明する。図８に示す処理は、ＥＣＵ３００によって実行される。図８に示す処理を行うときには、上述したように、組電池１００の充電が許容されており、組電池１００のＳＯＣは、上昇しやすくなっている。ここで、エンジンの出力を用いて組電池１００を充電するときには、組電池１００のＳＯＣが上昇することになる。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ３００は、補正係数ｋを用いて、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを補正する。上述したように、組電池１００の充電が積極的に許容され、組電池１００のＳＯＣが上昇すると、図６に示すように、補正係数ｋが低下し始める。補正係数ｋが低下することにより、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗも低下することになる。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２０１の処理で補正された減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗを用いて、ｂｓｏｃを補正する。具体的には、ＥＣＵ３００は、上記式（４）に基づいて、ｂｓｏｃを補正する。ここで、補正後の減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗは、組電池１００のＳＯＣが上昇することに応じて減少するため、補正後のｂｓｏｃは、補正前のｂｓｏｃに近づくことになる。

図９には、本実施例で説明した処理を行ったときにおいて、補正前のｂｓｏｃ＿ｒｅｒ、補正後のｂｓｏｃ、補正係数ｋおよび減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗの変化を示している。ここで、図９に示す減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗは、補正係数ｋを用いて補正された後の値である。

図９において、時刻ｔ１は、図３に示すステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の処理で規定する条件を満たした時刻である。これにより、時刻ｔ１において、ｂｓｏｃを低下させる処理が開始される。

ｂｓｏｃを低下させる処理では、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇの分だけ、ｂｓｏｃを低下させる。まず、時刻ｔ１において、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇが算出され、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが上昇し始める。ここで、組電池１００のＳＯＣ、言い換えれば、複数の単電池１０のＳＯＣのうち、最も高いＳＯＣ（図７に示すｂｂ＿ｍａｘ）は、図６に示す閾値ＳＯＣ＿ｔｈよりも低くなっているため、補正係数ｋが１に設定されている。減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが上昇すれば、補正後のｂｓｏｃは、補正前のｂｓｏｃよりも低下し始める。

時刻ｔ２において、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗが減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇに到達すると、補正後のｂｓｏｃは、第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達する。ここで、時刻ｔ２において、補正前のｂｓｏｃおよび補正後のｂｓｏｃの差分は、減少量（目標値）ΔＳＯＣ＿ｔａｇとなる。

補正後のｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達すると、組電池１００の放電が行われなくなり、組電池１００の充電が積極的に許容されることになる。これにより、時刻ｔ２以降においては、組電池１００のＳＯＣ、言い換えれば、ｂｓｏｃを上昇させることができる。

補正後のｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達しているときには、実際の組電池１００のＳＯＣが第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２に近づいていることがある。このため、組電池１００の充電を許容することにより、実際の組電池１００のＳＯＣが第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低下してしまうことを抑制することができる。

ここで、補正後のｂｓｏｃが第１下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ１に到達したときに、エンジンの出力を用いて、組電池１００を充電する場合には、時刻ｔ２以降において、組電池１００のＳＯＣ、言い換えれば、ｂｓｏｃが上昇することになる。組電池１００のＳＯＣが上昇し、ＳＯＣ（図７に示すｂｂ＿ｍａｘ）が図６に示すＳＯＣ＿ｔｈよりも高くなると、補正係数ｋが１よりも低下し始める。図９では、時刻ｔ３において、補正係数ｋが低下し始める。

補正係数ｋが低下すれば、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗも低下することになる。すなわち、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗから算出される補正後のｂｓｏｃは、補正前のｂｓｏｃに近づくことになる。図９では、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間において、補正後のｂｓｏｃが補正前のｂｓｏｃに近づくことになる。時刻ｔ４では、補正係数ｋが０に設定され、減少量（現在値）ΔＳＯＣ＿ｎｏｗも０に設定される。これにより、補正後のｂｓｏｃは、補正前のｂｓｏｃと等しくなる。

本実施例によれば、満充電容量（学習値）が満充電容量（真値）よりも大きくなっているときであっても、ｂｓｏｃを低下させることにより、組電池１００の放電を行わせないようにしている。これにより、実際の組電池１００のＳＯＣが、ｂｓｏｃよりも低い状態であっても、組電池１００の放電が許容されて、実際の組電池１００のＳＯＣが第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低下してしまうことを防止することができる。

このように、満充電容量を算出する機会が少なく、満充電容量（学習値）が満充電容量（真値）よりも大きくなってしまっても、組電池１００の実際のＳＯＣが、第２下限値ＳＯＣ＿ｍｉｎ２よりも低くなってしまうことを防止することができる。

本実施例では、ステップＳ１０３からステップＳ１０７の処理で説明した、すべての条件を満たしているときに、ｂｓｏｃを低下させているが、これに限るものではない。すなわち、ステップＳ１０３からステップＳ１０７の処理で説明した条件のうち、少なくとも１つの条件を満たしているときに、ｂｓｏｃを低下させることもできる。

本発明の実施例２について説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

本実施例は、組電池１００の満充電容量を学習する機会が少ないときに、現在の組電池１００における満充電容量を推定するものである。ここで、満充電容量を推定する処理について、図１０を用いて説明する。図１０に示す処理は、ＥＣＵ３００によって行われる。

ステップＳ３０１において、ＥＣＵ３００は、組電池１００の満充電容量ｆｃｃ＿ｓを算出する。実施例１で説明したように、外部充電を行うときにおいて、組電池１００の満充電容量ｆｃｃ＿ｓを算出することができる。ここで、図１１に示すマップを用いることにより、算出した満充電容量ｆｃｃ＿ｓに対応した時刻ｔ＿ｓを特定する。

図１１に示すマップは、時間が経過したときの満充電容量の変化を示し、予め実験などによって求めておくことができる。図１１に示すように、時間が経過するにつれて、言い換えれば、組電池１００の劣化が進行するにつれて、組電池１００の満充電容量が低下することになる。

ＥＣＵ３００は、タイマ３０２を用いることにより、満充電容量ｆｃｃ＿ｓを算出したときからの時間を計測する。ステップＳ３０２において、ＥＣＵ３００は、タイマ３０２の計測時間Δｔが閾値Δｔ＿ｔｈよりも長いか否かを判別する。閾値Δｔ＿ｔｈは、満充電容量ｆｃｃ＿ｓを学習してから満充電容量を推定するまでの時間となる。閾値Δｔ＿ｔｈは、適宜設定することができ、閾値Δｔ＿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。

ここで、閾値Δｔ＿ｔｈは、固定値であっても、変化させてもよい。閾値Δｔ＿ｔｈを変化させる場合には、例えば、満充電容量の変化特性を考慮することができる。一般的に、組電池１００を使用し始めたときには、満充電容量が低下しやすく、組電池１００を使用し続けた後には、満充電容量が低下し難くなりやすい。

満充電容量が低下しやすい期間では、現在の組電池１００における満充電容量の推定精度を向上させるために、満充電容量を頻繁に推定することが好ましい。すなわち、満充電容量を推定するまでの時間を短くすることが好ましい。一方、満充電容量が低下し難い期間では、満充電容量を推定するまでの時間を延ばしたとしても、満充電容量の推定精度は低下しにくい。したがって、満充電容量を推定するまでの時間を延ばすことができる。

このため、ステップＳ３０１の処理で算出した満充電容量ｆｃｃ＿ｓに応じて、閾値Δｔ＿ｔｈを設定することができる。具体的には、図１２に示すマップを用いて、満充電容量ｆｃｃ＿ｓから閾値Δｔ＿ｔｈを設定することができる。図１２において、縦軸は、算出した満充電容量ｆｃｃ＿ｓであり、横軸は、閾値Δｔ＿ｔｈである。図１２に示すマップは、予め求めておき、メモリ３０１に記憶しておくことができる。

計測時間Δｔが閾値Δｔ＿ｔｈよりも長いとき、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３０３の処理を行う。一方、計測時間Δｔが閾値Δｔ＿ｔｈよりも短いとき、ＥＣＵ３００は、図１０に示す処理を終了する。

ステップＳ３０３において、ＥＣＵ３００は、現在の組電池１００における満充電容量を推定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、図１１に示すマップを用いて、現在の組電池１００における満充電容量ｆｃｃ＿ｎｏｗを推定することができる。ステップＳ３０１の処理によって、時刻ｔ＿ｓを特定したとき、ＥＣＵ３００は、時刻ｔ＿ｓに計測時間Δｔを加算することにより、時刻ｔ＿ｎｏｗを算出する。時刻ｔ＿ｎｏｗは、現在の時刻となる。

次に、図１１に示すマップを用いて、時刻ｔ＿ｎｏｗに対応した満充電容量ｆｃｃ＿ｎｏｗを特定する。ＥＣＵ３００は、満充電容量ｆｃｃ＿ｎｏｗが、現在の組電池１００における満充電容量であると推定することができる。

本実施例によれば、組電池１００の満充電容量を学習する機会が少なくても、現在の組電池１００における満充電容量を推定することができる。これにより、満充電容量（学習値）と、現在の組電池１００における満充電容量（真値）との差が広がってしまうことを抑制することができる。そして、満充電容量ｆｃｃ＿ｓに基づいてＳＯＣを推定するよりも、満充電容量ｆｃｃ＿ｎｏｗに基づいてＳＯＣを推定するほうが、ＳＯＣの推定精度を向上させることができる。

満充電容量を推定した後に、満充電容量を新たに学習したときには、現在の組電池１００における満充電容量として、新たに学習した満充電容量を用いることができる。ここで、新たに学習した満充電容量には、算出誤差が含まれることがある。このため、満充電容量（学習値）と、直近に推定した満充電容量とを考慮して、現在の組電池１００における満充電容量を算出することもできる。

具体的には、下記式（５）に基づいて、現在の組電池１００における満充電容量を推定することができる。

上記式（５）において、ｆｃｃ＿ｎｏｗは、現在の組電池１００における満充電容量を示す。また、ｆｃｃ＿ｓは、満充電容量（学習値）を示し、ｆｃｃ＿ｅは、直近に推定した満充電容量を示す。ｍは、重み付け係数であり、０から１までの範囲内の値である。

係数ｍは、予め定めておくことができ、係数ｍに関する情報は、メモリ３０１に記憶しておくことができる。満充電容量（学習値）ｆｃｃ＿ｓは、測定によって得られた値であるため、満充電容量（推定値）ｆｃｃ＿ｅよりも信頼性が高くなりやすい。このため、係数ｍは、０．５よりも大きな値に設定することができる。

本実施例において、現在の組電池１００における満充電容量を推定した場合であっても、推定した満充電容量が、実際の満充電容量よりも大きくなっているおそれもある。そこで、本実施例で説明した処理によって、組電池１００の満充電容量を推定したときにも、実施例１で説明した処理を行うことができる。これにより、満充電容量（推定値）が満充電容量（真値）よりも大きくなっていることにより、組電池１００が過度に放電されてしまうことを抑制することができる。

本発明の実施例３について説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

実施例１で説明したように、外部充電を行ったときに、組電池１００の満充電容量ｆｃｃを算出すると、満充電容量ｆｃｃに関する情報は、メモリ３０１に記憶される。これにより、ＥＣＵ３００は、メモリ３０１に記憶された満充電容量ｆｃｃに関する情報を用いて、組電池１００のＳＯＣを推定することができる。

ここで、ＥＣＵ３００を交換したとき、新たなＥＣＵ３００のメモリ３０１には、交換前の満充電容量ｆｃｃに関する情報ではなく、組電池１００が初期状態にあるときの満充電容量ｆｃｃに関する情報が記憶されていることがある。初期状態とは、組電池１００を製造した直後の状態であり、組電池１００が劣化していない状態である。

ＥＣＵ３００を交換するときには、組電池１００の劣化が進行しており、組電池１００の満充電容量も低下している。このため、新たなＥＣＵ３００のメモリ３０１に記憶されている満充電容量ｆｃｃは、現在の組電池１００における満充電容量（真値）よりも大きくなってしまう。この場合には、実施例１で説明したように、満充電容量を用いて推定される組電池１００のＳＯＣが、実際のＳＯＣよりも低くなってしまうことがある。

そこで、本実施例では、図１３に示すように、ＥＣＵ３００とは別のＥＣＵ４００を設けている。ＥＣＵ４００は、ＥＣＵ３００と通信が可能であり、ＥＣＵ３００からの情報を受信したり、ＥＣＵ３００に情報を送信したりする。ＥＣＵ４００は、メモリ４０１を有しており、メモリ４０１は、特定の情報を記憶する。

ＥＣＵ３００を交換するときには、メモリ３０１に記憶された情報を、ＥＣＵ４００のメモリ４０１に転送することができる。具体的には、ＥＣＵ３００を交換することを示す情報をＥＣＵ３００に送信すれば、ＥＣＵ３００は、事前に、メモリ３０１に記憶された情報をメモリ４０１に転送することができる。

そして、新たなＥＣＵ３００が組み込まれたとき、メモリ４０１に記憶された情報を、新たなＥＣＵ３００のメモリ３０１に転送することができる。例えば、交換後のＥＣＵ３００は、メモリ３０１に記憶された情報が初期値であるか否かを判別し、記憶情報が初期値であるときには、ＥＣＵ４００に対して、メモリ４０１に記憶された情報の送信を要求することができる。

現在の組電池１００における満充電容量の情報は、メモリ４０１に記憶されているため、新たなＥＣＵ３００は、ＥＣＵ４００から、現在の組電池１００における満充電容量の情報を取得することができる。そして、新たなＥＣＵ３００は、取得した満充電容量を用いて、組電池１００のＳＯＣを推定することができる。

これにより、ＥＣＵ３００を交換したときであっても、ＥＣＵ３００を交換する前後において、満充電容量が異なってしまうことを防止することができる。そして、最新の満充電容量を用いてＳＯＣを推定することができるため、ＳＯＣの推定精度を向上させることができる。

なお、ＥＣＵ３００を交換することによって、新たなＥＣＵ３００のメモリ３０１に記憶されている満充電容量が、現在の組電池１００における満充電容量（真値）よりも大きいときには、ＥＣＵ３００がＥＣＵ４００から満充電容量の情報を取得しなくても、実施例１で説明した技術を用いることができる。

また、ＥＣＵ３００がＥＣＵ４００から満充電容量の情報を取得したときであっても、実施例１で説明した技術を用いることができる。すなわち、ＥＣＵ４００から満充電容量の情報を取得しても、取得した満充電容量が、現在の組電池１００における満充電容量（真値）よりも大きいおそれもある。この場合には、実施例１で説明した技術を用いることにより、組電池１００が過放電状態となってしまうことを防止することができる。

１０：単電池、１００：組電池、２００：監視ユニット、２００ａ：電圧監視ＩＣ、
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、２０６：充電器、
２０７：インレット、３００：ＥＣＵ、３０１：メモリ、３０２：タイマ、
４００：ＥＣＵ、４０１：メモリ、
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 (11)

1. 充放電を行う蓄電装置と、
   前記蓄電装置の満充電容量と、前記蓄電装置を充放電したときの電流値を積算した電流積算値とから算出され、前記蓄電装置の充電状態を示す基準ＳＯＣを用いて、前記蓄電装置の充放電を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記蓄電装置のＳＯＣおよび開放電圧の対応関係を用いて、前記蓄電装置の電流値および電圧値の関係から算出される前記蓄電装置の開放電圧に対応した実測ＳＯＣを算出し、
   前記実測ＳＯＣが前記基準ＳＯＣよりも低いとき、前記基準ＳＯＣの減少量を設定し、前記満充電容量および前記電流積算値から前記基準ＳＯＣを算出しながら、この基準ＳＯＣを前記減少量に応じて低下させて前記蓄電装置を放電させないとともに、前記蓄電装置に電力を供給して前記蓄電装置を充電し、
   前記蓄電装置の充電による前記蓄電装置のＳＯＣの上昇に応じて、前記減少量を低下させることを特徴とする蓄電システム。
2. 前記コントローラは、前記実測ＳＯＣおよび前記基準ＳＯＣの差分が所定値以上である条件および、前記実測ＳＯＣが下限値よりも低い条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしているとき、前記基準ＳＯＣを低下させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記コントローラは、前記実測ＳＯＣを算出するときの電流値の分散が所定値以上である条件および、前記蓄電装置の温度が所定温度よりも高い条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしているとき、前記基準ＳＯＣを低下させ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、前記基準ＳＯＣを低下させていないときに、前記基準ＳＯＣを低下させる処理を開始させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
5. 前記コントローラは、前記基準ＳＯＣと、前記蓄電装置の放電を許容する下限値である下限ＳＯＣとの差分だけ、前記基準ＳＯＣを低下させ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. 前記蓄電装置は、拘束荷重を与えられた状態で支持され、電気的に接続された複数の蓄電素子を有しており、
   前記下限ＳＯＣは、前記蓄電素子に与えられる拘束荷重の許容範囲のうち、下限値に対応したＳＯＣよりも高いことを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。
7. 前記コントローラは、前記蓄電装置のＳＯＣが、前記蓄電装置の充電を許容する上限値である上限ＳＯＣよりも高いとき、前記減少量を設定しないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。
8. 前記コントローラは、経過時間に対する前記蓄電装置の満充電容量の変化を示す推定曲線を用いて、現在までの経過時間に対応した前記蓄電装置の満充電容量を推定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
9. 前記コントローラは、
   前記蓄電装置の満充電容量を測定したとき、前記推定曲線において、測定した満充電容量に対応する経過時間を特定し、
   特定した前記経過時間に対して、満充電容量を測定してからの経過時間を加算した経過時間において、前記推定曲線上に位置する満充電容量を、前記蓄電装置の現在における満充電容量と推定することを特徴とする請求項８に記載の蓄電システム。
10. 前記蓄電装置は、車両を走行させる運動エネルギに変換される電気エネルギを出力することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の蓄電システム。
11. 充放電を行う蓄電装置の満充電容量と、前記蓄電装置を充放電したときの電流値を積算した電流積算値とから算出され、前記蓄電装置の充電状態を示す基準ＳＯＣを用いて、前記蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
    前記蓄電装置のＳＯＣおよび開放電圧の対応関係を用いて、前記蓄電装置の電流値および電圧値の関係から算出される前記蓄電装置の開放電圧に対応した実測ＳＯＣを算出し、
    前記実測ＳＯＣが前記基準ＳＯＣよりも低いとき、前記基準ＳＯＣの減少量を設定し、前記満充電容量および前記電流積算値から前記基準ＳＯＣを算出しながら、この基準ＳＯＣを前記減少量に応じて低下させて前記蓄電装置を放電させないとともに、前記蓄電装置に電力を供給して前記蓄電装置を充電し、
    前記蓄電装置の充電による前記蓄電装置のＳＯＣの上昇に応じて、前記減少量を低下させることを特徴とする制御方法。