JP6115446B2 - 満充電容量算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される電池の満充電容量を算出する装置に関する。

近年、蓄電池の大容量化が求められ、並列及び直列に接続された電池セルを含む電池パックや、電池パックが更に直列に接続された組電池が用いられている。このような電池パックや組電池では、過充電を回避するため、各電池セルや各電池パックの満充電容量を正確に検出することが求められるが、各電池セルや各電池パックの満充電容量は、電池セルの劣化に伴い次第に減少する。

そこで、特許文献１では、最も劣化の進んだ電池パックが最初に満充電になるように電池パックの均等化を行い、最も劣化の進んだ電池パックが満充電になると、組電池の充電を停止している。そして、最も劣化の進んだ電池パックの残存容量が０％近くになるまで放電し、各電池パックの残存容量の変化量及び積算放電量から満充電容量を算出して、各電池パックの満充電容量を更新している。

特開２０１３−５１８２０号公報

上記電池パックを車両に適用した場合、車両の走行中や停止直後は、電池セルの電圧が安定していないため、電池セルの残存容量を正確に求めることができない。そのため、走行中に、残存容量の変化量及び積算放電量から、電池セルの満充電容量を正確に検出することは困難である。

本発明は、上記実情に鑑み、車両に搭載された電池の満充電容量を高精度に算出することが可能な満充電容量算出装置を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車両に搭載された電池の満充電容量を算出する満充電容量算出装置であって、前記車両の始動スイッチがオンされた直後に、前記電池の開放電圧を検出し、検出した前記開放電圧に基づいて、前記電池の残存容量を算出する残存容量算出手段と、前記始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、前記電池の充放電量を算出する充放電量算出手段と、前記残存容量算出手段により算出された前記電池の残存容量、及び前記充放電量算出手段により算出された前記電池の充放電量を記憶する記憶手段と、を備え、前記残存容量算出手段により今回のトリップ開始時に算出された残存容量と、前記記憶手段に記憶されている前回のトリップ開始時の残存容量との差分が所定量よりも大きいことを条件として、前記差分及び前記記憶手段に記憶されている前回トリップ中の充放電量から前記電池の満充電容量を算出する。

請求項１に記載の発明によれば、車両の始動スイッチがオンされた直後に、電池の開放電圧が検出され、検出された開放電圧に基づいて残存容量が算出される。始動スイッチがオンされた直後は、電池に電流が流れていないため、開放電圧を検出することができる。電池の開放電圧からは、電池の残存容量を高精度に算出することができる。

また、始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、電池の充放電量が算出される。そして、算出された電池の残存容量及び充放電量が記憶される。さらに、今回のトリップ開始時の残存容量と、記憶されていた前回のトリップ開始時の残存容量との差分が所定値よりも大きいことを条件として、残容量の差分、及び記憶されていた前回トリップ中の充放電量から満充電容量が算出される。

よって、算出された残存容量及び充放電量が始動スイッチのオフ期間でも保持されるため、始動スイッチがオンされた直後に高精度に算出された２つの残存容量の差分、及び充放電量を用いて、電池の満充電容量を算出することができる。このとき、残存容量の差分が所定量よりも大きい場合に限って満充電容量が算出されるため、満充電容量の算出誤差を抑制することができる。したがって、電池の満充電容量を高精度に算出することができる。

また、請求項２に記載の発明は、車両に搭載され、互いに直列接続された複数の電池セルを備えた電池の満充電容量を算出する満充電容量算出装置であって、前記車両の始動スイッチがオンされた直後に、各電池セルの開放電圧を検出し、検出した前記開放電圧に基づいて、各電池セルの残存容量を算出する残存容量算出手段と、前記始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、前記電池の充放電量を算出する充放電量算出手段と、前記残存容量算出手段により算出された各電池セルの残存容量、及び前記充放電量算出手段により算出された前記電池の充放電量を記憶する記憶手段と、を備え、各電池セルについて、前記残存容量算出手段により今回のトリップ開始時に算出された残存容量と、前記記憶手段に記憶されている前回のトリップ開始時の残存容量との差分が所定量よりも大きいことを条件として、前記差分及び前記記憶手段に記憶されている前回トリップ中の充放電量から満充電容量を算出し、最も小さい満充電容量を前記電池の満充電容量とする。

請求項２に記載の発明によれば、車両の始動スイッチがオンされた直後に、各電池セルの開放電圧が検出され、検出された開放電圧に基づいて残存容量が算出される。始動スイッチがオンされた直後は、各電池セルに電流が流れていないため、各電池セルの開放電圧を検出することができる。各電池セルの開放電圧からは、各電池セルの残存容量を高精度に算出することができる。

また、始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、電池の充放電量が算出される。複数の電池セルは互いに直列に接続されているため、充放電量は共通である。そして、算出された各電池セルの残存容量及び電池の充放電量が記憶される。さらに、各電池セルについて、今回のトリップ開始時の残存容量と、記憶されていた前回のトリップ開始時の残存容量との差分が所定値よりも大きいことを条件として、残容量の差分、及び記憶されていた前回トリップ中の充放電量から満充電容量が算出される。

よって、算出された残存容量及び充放電量が始動スイッチのオフ期間でも保持されるため、始動スイッチがオンされた直後に高精度に算出された２つの残存容量の差分、及び充放電量を用いて、各電池セルの満充電容量を算出することができる。このとき、残存容量の差分が所定量よりも大きい場合に限って満充電容量が算出されるため、満充電容量の算出誤差を抑制することができる。そして、各電池セルについて算出された満充電容量のうち、最も小さい満充電容量、すなわち最も劣化した電池セルの満充電容量が、互いに直列に接続された電池セルを備える電池の満充電容量とされる。したがって、電池の満充電容量を高精度に算出することができる。

車両に搭載された電池パック及び電池ＥＣＵの構成を示す図。 ＳＯＣ及び充放電量と、満充電容量との関係を示す図。 電池の出力、電池ＥＣＵの動作、及び均等化処理のタイムチャート。 第１実施形態に係る電池セルのＳＯＣの変化を示すグラフ。 満充電容量を算出する処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る電池セルのＳＯＣの変化を示すグラフ。

以下、満充電容量算出装置を、プラグインハイブリッド自動車に搭載されている電池の満充電容量の算出に適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に、電池パック４０、及び電池パック４０を制御する電池ＥＣＵ５０（満充電容量算出装置）の構成を示す。電池パック４０は、電池１０、均等化回路２０、及び監視ＩＣ３０を備える。電池１０は、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの電池セル１０ａ〜１０ｃが互いに直列接続されて構成される。なお、本実施形態では３つの電池セルが直列接続されているが、電池セルの数は任意の数でよい。また、電池パック４０には、複数の電池パック４０が互いに直列に接続されていてもよい。

均等化回路２０は、スイッチ２１ａ〜２１ｃ、及び抵抗２２ａ〜２２ｃを備える。スイッチ２１ａと抵抗２２ａは直列に接続され、直列に接続されたスイッチ２１ａ及び抵抗２２ａは、電池セル１０ａに並列に接続されている。同様に、直接に接続されたスイッチ２１ｂ及び抵抗２２ｂは、電池セル１０ｂに並列に接続されており、直列に接続されたスイッチ２１ｃ及び抵抗２２ｃは、電池セル１０ｃに並列に接続されている。

スイッチ２１ａ〜２１ｃは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング素子やリレーにより構成され、電池ＥＣＵ５０により開閉が制御される。電池ＥＣＵ５０は、複数の電池セル１０ａ〜１０ｃの残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）の均等化を行う際に、ＳＯＣが大きい電池セルに並列に接続されているスイッチを閉じて、ＳＯＣが大きい電池セルを放電させる。なお、電池ＥＣＵ５０及び均等化回路２０により、均等化手段が構成される。

監視ＩＣ３０は、電圧センサ３２ａ〜３２ｃを備え、また外部に備えた均等化抵抗のスイッチ２１ａ〜２１ｃを駆動する回路を備えている。電流センサ３１は、電池１０に直列に接続されており、電池１０に流れる充放電電流Ｉを検出する。電池セル１０ａ〜１０ｃは、互いに直列に接続されているため、電池セル１０ａ〜１０ｃに流れる充放電電流Ｉは、共通の電流となる。また、電圧センサ３２ａ〜３２ｃは、それぞれ電池セル１０ａ〜１０ｃの両端間の電圧Ｖａ〜Ｖｃを検出する。検出された電圧Ｖａ〜Ｖｃは、電池ＥＣＵ５０へ送信される。

電池ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２（記憶装置）、及び図示しないＩ／Ｏ等を備えるコンピュータとして構成される。そして、電池ＥＣＵ５０及び電圧センサ３２ａ〜３２ｃから、残存容量算出手段が構成され、電池ＥＣＵ５０及び電流センサ３１から、充放電量算出手段が構成される。

残存容量算出手段は、電圧センサ３２ａ〜３２ｃにより検出された電池セル１０ａ〜１０ｃの開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に基づいて、電池セル１０ａ〜１０ｃの残存容量を算出する。電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶは、電池セル１０ａ〜１０ｃに電流が流れていないときの電池セル１０ａ〜１０ｃの電圧であり、ＯＣＶとＳＯＣとには相関関係がある。車両の走行中は、電池セル１０ａ〜１０ｃに電流が流れているため、ＯＣＶを検出することはできないが、車両の始動スイッチがオンされた直後は、電池セル１０ａ〜１０ｃに電流が流れていないため、ＯＣＶを検出できる。そこで、残存容量算出手段は、始動スイッチがオンされた直後に、電圧センサ３２ａ〜３２ｃにより検出された電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶと、予め設定されているＯＣＶとＳＯＣとの相関関係から、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを高精度に算出する。

充放電量算出手段は、始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、電流センサ３１により検出された電池１０の充放電電流Ｉを積算し、１トリップ中の電池１０の充放電量を算出する。本実施形態では、始動スイッチのオン期間に、電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化を行わない。そのため、１トリップ中の電池セル１０ａ〜１０ｃの充放電量は等しくなる。

残存容量算出手段により算出された電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣ、及び充放電量算出手段により算出された１トリップ中の充放電量は、メモリ５２に記憶される。なお、ＣＰＵ５１及びメモリ５２から、記憶手段が構成される。

また、電池ＥＣＵ５０は、残存容量算出手段により算出された電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣ、及び充放電量算出手段により算出された電池セル１０ａ〜１０ｃの充放電量から、電池セル１０ａ〜１０ｃの満充電容量を算出する。そして、電池ＥＣＵ５０は、最も少ない満充電容量を電池１０の満充電容量とする。すなわち、電池ＥＣＵ５０は、最も劣化した電池セルの満充電容量を電池１０の満充電容量とする。これにより、電池セル１０ａ〜１０ｃの過充電が防止される。なお、満充電容量は、ＳＯＣ０％の状態からＳＯＣ１００％の状態まで充電を行った場合の充電量に相当する。

次に、電池セル１０ａ〜１０ｃの満充電容量の算出方法について、図２を参照して詳しく説明する。Ｐ１点は、前回トリップ開始時点、Ｐ２点は今回のトリップ開始時点を示す。前回のトリップ終了時から今回のトリップ開始時までの間に、電池セル１０ａ〜１０ｃの充放電が行われていないとすると、今回のトリップ開始時のＳＯＣは、前回のトリップ終了時のＳＯＣと等しくなる。そのため、前回のトリップ開始時のＳＯＣと今回のトリップ開始時のＳＯＣとの差分は、前回のトリップ中の充放電量に対応する。一方、ＳＯＣ１００％とＳＯＣ０％の差分は、満充電容量に対応する。

よって、満充電容量は、前回のトリップ中の充放電量を、Ｐ１点でのＳＯＣとＰ２点でのＳＯＣとの差分で除算し、除算したものに１００を乗算した値となる。ただし、Ｐ１点でのＳＯＣとＰ２点でのＳＯＣの差分が小さい場合は、満充電容量の算出誤差が大きくなるため、Ｐ１点でのＳＯＣとＰ２点でのＳＯＣの差分が所定量よりも大きいことを条件として、満充電容量を算出する。なお、Ｐ１点でのＳＯＣ、及び前回のトリップ中の充放電量は、メモリ５２から読み出して、満充電容量の算出に用いる。ここで、１トリップ中の充放電量は、放電側を正とする。

次に、図３のタイムチャートを参照して、電池ＥＣＵ５０の動作について説明する。Ｒ１時点で、電池１０の充電に際して、始動スイッチがオンされると、電池ＥＣＵ５０が起動する。その直後に、電圧センサ３２ａ〜３２ｃが、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出し、電池ＥＣＵ５０が、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを算出する。続いて、電池ＥＣＵ５０は、外部電源による電池１０の充電を開始し、Ｓ１時点で充電を終了する。図４に示すように、充電に伴い、Ｒ１時点からＳ１時点まで電池セルのＳＯＣは増加する。電池ＥＣＵ５０は、Ｒ１時点からＳ１時点までの充放電量を算出する。

そして、電池１０の充電終了に際して、Ｓ１時点で始動スイッチがオフされると、電池ＥＣＵ５０は停止する。その後の始動スイッチ停止期間Ｔ２では、電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化は禁止される。外部電源による充電後は、最も劣化した電池セルのＳＯＣが高くなっている。そのため、均等化を行うと、最も劣化した電池セルの放電が行われおそれがある。よって、最も劣化した電池セルの放電を抑制するため、外部電源による充電後の均等化は禁止される。

次に、Ｐ１時点で始動スイッチがオンされると、電池ＥＣＵ５０が起動する。その直後に、電圧センサ３２ａ〜３２ｃが、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出し、電池ＥＣＵ５０が、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを算出する。さらに、電池ＥＣＵ５０は、Ｒ１時点及びＰ１時点のＳＯＣ、及びＲ１時点からＳ１時点までの充放電量から、電池セル１０ａ〜１０ｃの満充電容量を算出する。

続いて、Ｐ１時点からＳ２時点まで、ＥＶ走行及びＨＶ走行が行われ、図４に示すように、電池セルのＳＯＣは減少する。電池ＥＣＵ５０は、Ｐ１時点からＳ２時点までの充放電量を算出する。

そして、Ｓ２時点で始動スイッチがオフされると、電池ＥＣＵ５０は停止する。その後の始動スイッチ停止期間Ｔ３は１時間よりも長い期間であるため、電池ＥＣＵ５０は１時間ごとに起動する。そして、電池ＥＣＵ５０の起動時に、電圧センサ３２ａ〜３２ｃが、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出する。また、始動スイッチ停止期間Ｔ３では、電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化を行う。本実施形態では、始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中の放電量が充電量よりも所定量を超えて多いことを条件として、１トリップ終了後の始動スイッチオフ期間に、電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化を行う。均等化は、電圧値が最も低いセルは放電せずに、他のセルを放電して電圧値が最も低いセル電圧に合致するまで放電する。この際に電圧検出誤差による最低電圧セルの誤放電防止のため、最低セル電圧に電圧誤差を加えた電圧まで放電するようにしてもよい。このように均等化を行うと、少なくとも最も劣化した電池セルのＳＯＣは、他の電池セルのＳＯＣよりも小さくなるため、最も劣化した電池セルの放電は通常行われない。

次に、Ｐ２時点で始動スイッチがオンされると、電池ＥＣＵ５０が起動する。その直後に、電圧センサ３２ａ〜３２ｃが、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出し、電池ＥＣＵ５０が、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを算出する。さらに、電池ＥＣＵ５０は、Ｐ１時点及びＰ２時点のＳＯＣ、及びＰ１時点からＳ２時点までの充放電量から、電池セル１０ａ〜１０ｃの満充電容量を算出する。始動スイッチ停止期間Ｔ３で均等化を行うが、均等化中に最も劣化した電池セルの放電は行われないため、最も劣化した電池セルの満充電容量は高精度に算出できる。

次に、図５のフローチャートを参照して、満充電容量を算出する処理手順について説明する。本処理は、電池ＥＣＵ５０が実行する。

まず、Ｓ１１では、始動スイッチがオンされた直後であるか否か判定する。始動スイッチがオンされた直後ではない場合は（ＮＯ）、Ｓ１１を繰り返し実行する。始動スイッチがオンされた直後である場合は（ＹＥＳ）、Ｓ１２の処理に進む。

次に、Ｓ１２では、電流センサ３１、電圧センサ３２ａ〜３２ｃ、及びメモリ５２の少なくとも１つに異常が発生しているか否か判定する。異常が発生している場合は（ＹＥＳ）、満充電容量の誤算出を防止するために、Ｓ１３で、満充電容量の算出を停止する。この場合、前回算出した満充電容量の値を保持して、本処理を終了する。一方、異常が発生していない場合は（ＮＯ）、Ｓ１４の処理に進む。

Ｓ１４では、前回始動スイッチがオフされてから今回始動スイッチがオンされるまでのオフ期間が、時間Ｔａ（第１所定時間）よりも長いか否か判定する。時間Ｔａは、始動スイッチがオフされてから電池セル１０ａ〜１０ｂの特性が安定するまでの時間であり、例えば１５分である。始動スイッチのオン、オフ、オンが続けて繰り返された場合など、始動スイッチのオフ期間が時間Ｔａよりも短い場合は（ＮＯ）、始動スイッチがオンされた時に電池セル１０ａ〜１０ｂの特性が安定していないので、ＯＣＶを検出しない。そこで、次のトリップ開始時に、直前のトリップよりも前のトリップ時の古いＳＯＣ及び充放電量が用いられないように、Ｓ１５において、メモリ５２に記憶されているＳＯＣ及び充放電量を消去する。この場合、前回算出した満充電容量を保持して、本処理を終了する。

一方、始動スイッチのオフ期間が時間Ｔａよりも長い場合は（ＹＥＳ）、始動スイッチがオンされた時に電池セル１０ａ〜１０ｃの特性が安定しているので、Ｓ１６において、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出する。すなわち、前回のトリップ終了時から今回のトリップ開始時までの時間が時間Ｔａよりも長いことを条件として、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出する。

続いて、Ｓ１７では、Ｓ１６で検出した電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶ、及びＯＣＶとＳＯＣとの相関関係から、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを算出する。続いて、Ｓ１８では、Ｓ１７で算出した電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣをメモリ５２に記憶する。

続いて、Ｓ１９では、前回始動スイッチがオフされてから今回始動スイッチがオンされるまでのオフ期間が、時間Ｔｂ（第２所定時間）よりも短いか否か判定する。時間Ｔｂは、時間Ｔａよりも長く設定された時間であるとともに、メモリ５２に記憶されている前回トリップ時の充放電量の信頼性を確保できる時間であり、例えば、数日である。始動スイッチのオフ期間が長いと、オフ期間の間に電池セル１０ａ〜１０ｃの自己放電等が行われ、メモリ５２に記憶されている前回トリップ時の充放電量の信頼性が損なわれる。そこで、始動スイッチのオフ期間がＴｂよりも長い場合は（ＮＯ）、満充電容量の算出は行わず、Ｓ２４の処理に進む。この場合は、前回算出した満充電容量を保持する。

一方、始動スイッチのオフ期間がＴｂよりも短い場合は（ＹＥＳ）、Ｓ２０において、メモリ５２から、前回のトリップ開始時における電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを読み出す。続いて、Ｓ２１において、メモリ５２から、前回のトリップ中における電池１０の充放電量を読み出す。

続いて、Ｓ２２では、電池セル１０ａ〜１０ｃのそれぞれについて、Ｓ２０で読み出した前回のトリップ開始時のＳＯＣと、Ｓ１７で算出した今回のトリップ開始時のＳＯＣとの差分が所定量よりも大きいか否か判定する。差分が所定量よりも小さい場合は、満充電容量の算出誤差が大きくなる。そのため、いずれかの電池セルの差分が所定量よりも小さい場合は（ＮＯ）、満充電容量の算出は行わずに、Ｓ２４の処理に進む。この場合は、前回算出した満充電容量を保持する。

一方、差分が所定量よりも大きい場合は（ＹＥＳ）、Ｓ２３において、満充電容量を算出する。すなわち、差分が所定量よりも大きいことを条件として、満充電容量を算出する。詳しくは、電池セル１０ａ〜１０ｂのそれぞれについて、Ｓ２０で読み出した前回のトリップ開始時のＳＯＣと、Ｓ１７で算出した今回のトリップ開始時のＳＯＣとの差分、及びＳ２１で読み出した充放電量から、満充電容量を算出する（図２参照）。そして、最も小さい満充電容量を、電池１０の満充電容量とする。

続いて、Ｓ２４で、電流センサ３１により検出された充放電電流を積算し、今回のトリップ中における電池１０の充放電量を算出する。この充放電量の算出は、今回のトリップ中に継続して行う。続いて、Ｓ２５では、Ｓ２４で算出した充放電量をメモリ５２に記憶する。

続いて、Ｓ２６では、始動スイッチがオフされたか否か判定する。始動スイッチがオフされていない場合は（ＮＯ）、Ｓ２４の処理に戻って、電池１０の充放電量の算出を繰り返し実行する。一方、始動スイッチがオフされている場合は（ＹＥＳ）、本処理を終了する。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・車両の始動スイッチがオンされた直後に、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶが検出され、検出されたＯＣＶに基づいてＳＯＣが算出される。始動スイッチがオンされた直後は、電池セル１０ａ〜１０ｃに電流が流れていないため、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶを検出することができる。そして、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶからは、電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣを高精度に算出することができる。

・始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、電池の充放電量が算出される。そして、算出された電池セル１０ａ〜１０ｃのＳＯＣ及び充放電量がメモリ５２に記憶される。算出されたＳＯＣ及び充放電量が始動スイッチのオフ期間でも保持されるため、始動スイッチがオンされた直後に高精度に算出された２つのＳＯＣの差分、及び充放電量を用いて、電池セル１０ａ〜１０ｃの満充電容量を算出することができる。このとき、ＳＯＣの差分が所定量よりも大きい場合に限って満充電容量が算出されるため、満充電容量の算出誤差を抑制することができる。そして、電池セル１０ａ〜１０ｃについて算出された満充電容量のうち、最も小さい満充電容量、すなわち最も劣化した電池セルの満充電容量が、電池１０の満充電容量とされる。したがって、電池１０の満充電容量を高精度に算出することができる。

・１トリップ中の放電量が充電量よりも多い場合に限って、始動スイッチのオフ期間に電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化を行う構成においても、最も劣化した電池セルの満充電容量、すなわち電池の満充電容量を高精度に算出することができる。

・始動スイッチをオフしてから時間Ｔａ経過するまでは、電池セル１０ａ〜１０ｃの特性が安定していない。そこで、始動スイッチをオフしてから時間Ｔａよりも長い時間経過した後に、始動スイッチがオンされた場合に限って、始動スイッチがオンされた直後に電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶが検出される。これにより、電池セル１０ａ〜１０ｃのＯＣＶの検出精度を向上させることができ、ひいては満充電容量の算出精度を向上させることができる。

・トリップ開始時にＯＣＶが検出されない場合は、メモリ５２に記憶されている古いＳＯＣ及び充放電量が消去される。これにより、次のトリップ開始時に、直前のトリップよりも前の古いトリップにおけるＳＯＣ及び充放電量を用いて、満充電容量が算出されることを防止できる。ひいては、算出された満充電容量の信頼性を向上させることができる。

・始動スイッチをオフしてから次に始動スイッチをオンするまでの時間が時間Ｔｂよりも長いと、始動スイッチのオフ期間における自己放電等により、満充電容量の算出精度が低下する。そこで、始動スイッチをオフしてから次に始動スイッチをオンするまでの時間が時間Ｔｂよりも短い場合に限って、満充電容量が算出される。これにより、満充電容量の算出精度が低下することを抑制できる。

・電流センサ３１、電圧センサ３２ａ〜３２ｃ、及びメモリ５２の少なくとも１つに異常が発生した場合は、満充電容量の算出を停止することにより、満充電容量を誤算出することを防止できる。また、異常がなくなるまで、異常が発生する前に算出した満充電容量を用いることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点について説明する。第２実施形態では、外部電源による充電後の始動スイッチのオフ期間に、電池セル１０ａ〜１０ｃの均等化を禁止しない。第２実施形態に係る電池セルのＳＯＣの変化を図６に示す。第１実施形態では、前回のトリップ開始時のＳＯＣが今回のトリップ開始時のＳＯＣよりも小さい場合でも大きい場合でも、満充電容量を算出したが、第２実施形態では、前回のトリップ開始時のＳＯＣが今回のトリップ開始時のＳＯＣよりも小さい場合には、満充電容量を算出しない。

図６に示すように、始動スイッチがオンになるＲ１時点から始動スイッチがオフになるＳ１時点まで、外部充電により電池セルのＳＯＣが増加する。Ｓ１時点では、最も劣化した電池セルのＳＯＣが最も大きくなる。その後、Ｓ１時点からＰ１時点までの始動スイッチのオフ期間に均等化が行われる。このとき、最も劣化した電池セルの放電も行われる。そのため、Ｐ１時点のＳＯＣ、Ｒ１時点のＳＯＣ、及びＲ１時点からＳ１時点までの充放電量から電池１０の満充電容量を算出すると、電池１０の満充電容量に誤差が生じるおそれがある。

次に、始動スイッチがオンになるＰ１時点から始動スイッチがオフになるＳ２時点まで、ＥＶ及びＨＶ走行が行われ、ＳＯＣが減少する。Ｓ２時点では、最も劣化した電池セルのＳＯＣが最も小さくなる。その後、Ｓ２時点からＰ２時点までの始動スイッチのオフ期間に均等化が行われる。このとき、最も劣化した電池セルの放電は行われない。そのため、Ｐ２時点のＳＯＣ、Ｐ１時点のＳＯＣ、及びＰ１時点からＳ２時点までの充放電量から電池１０の満充電容量を算出すると、電池１０の満充電容量が高精度に算出される。

そこで、第２実施形態では、前回のトリップ開始時のＳＯＣが、今回のトリップ開始時のＳＯＣよりも所定量を超えて大きいことを条件として、電池１０の満充電容量を算出する。

第２実施形態によれば、前回のトリップ開始時のＳＯＣが、今回のトリップ開始時のＳＯＣよりも所定量を超えて大きい場合に限って、満充電容量が算出される。所定量よりも多く放電が行われると、最も劣化した電池セルのＳＯＣは他の電池セルのＳＯＣよりも小さくなる。そのため、始動スイッチのオフ期間に電池セルの均等化が行われたとしても、均等化中に最も劣化した電池セルの放電は通常行われない。それゆえ、前回のトリップ中に所定量よりも多く放電が行われたことを条件とすることにより、始動スイッチのオフ期間に均等化が行われたか否かに関わらず、最も劣化した電池セルの満充電容量、すなわち電池の満充電容量を高精度に算出することができる。

（他の実施形態）
・上記各実施形態では、電池セル１０ａ〜１０ｃそれぞれの満充電容量を算出して、最も小さい満充電容量を電池１０の満充電容量としたが、最も劣化した電池セル（電池）の満充電容量だけを算出するようにしてもよい。最も劣化した電池セルは、例えば、ＥＶ走行を行った後、次のトリップ開始時のＯＣＶ等から判定する。

・電池ＥＣＵ５０は、プラグインハイブリッド自動車に限らず、ＥＶ自動車に適用してもよい。

１０…電池、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…電池セル、３１…電流センサ、３２ａ、３２ｂ，３２ｃ…電圧センサ、５０…電池ＥＣＵ、５２…メモリ。

Claims (6)

1. 車両に搭載され、互いに直列接続された複数の電池セル（１０ａ〜１０ｃ）を備えた電池（１０）の満充電容量を算出する満充電容量算出装置（５０）であって、
   前記車両の始動スイッチがオンされた直後に、各電池セルの開放電圧を検出し、検出した前記開放電圧に基づいて、各電池セルの残存容量を算出する残存容量算出手段（３２ａ〜３２ｃ，５０）と、
   前記始動スイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップ中に、前記電池の充放電量を算出する充放電量算出手段（３１，５０）と、
   前記残存容量算出手段により算出された各電池セルの残存容量、及び前記充放電量算出手段により算出された前記電池の充放電量を記憶する記憶手段（５１，５２）と、
   前記１トリップ中の放電量が充電量よりも多いことを条件として、前記１トリップの終了後の前記始動スイッチがオフされている期間に、前記複数の電池セルの残存容量を均等化する均等化手段（２０，５０）と、を備え、
   各電池セルについて、前記残存容量算出手段により今回のトリップ開始時に算出された残存容量と、前記記憶手段に記憶されている前回のトリップ開始時の残存容量との差分が所定量よりも大きいことを条件として、前記差分及び前記記憶手段に記憶されている前回トリップ中の充放電量から満充電容量を算出し、最も小さい満充電容量を前記電池の満充電容量とすることを特徴とする満充電容量算出装置。
2. 前記前回のトリップ開始時の残存容量が、前記今回のトリップ開始時の残存容量よりも大きいことを更に条件として、前記電池の満充電容量を算出する請求項１に記載の満充電容量算出装置。
3. 前記残存容量算出手段は、前回のトリップ終了時から前記今回のトリップ開始時までの時間が第１所定時間よりも長いことを条件として、前記開放電圧を検出する請求項１又は２に記載の満充電容量算出装置。
4. 前記残存容量算出手段により、前記開放電圧が検出されなかった場合は、前記記憶手段に記憶されている残存容量及び充放電量を消去する請求項３に記載の満充電容量算出装置。
5. 前記前回のトリップ終了時から前記今回のトリップ開始時までの時間が、前記第１所定時間よりも長く設定された第２所定時間よりも短いことを更に条件として、前記満充電容量を算出する請求項３又は４に記載の満充電容量算出装置。
6. 前記残存容量算出手段は、前記開放電圧を検出する電圧センサ（３２ａ〜３２ｃ）を含み、
   前記充放電量算出手段は、前記電池に流れる電流を検出する電流センサ（３１）を含み、
   前記記憶手段は、記憶装置（５２）を含み、
   前記電圧センサ、前記電流センサ、及び前記記憶装置の少なくとも１つに異常が発生した場合に、前記満充電容量の算出を停止して、前回算出した前記満充電容量を保持する請求項１〜５のいずれかに記載の満充電容量算出装置。

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