JP6156029B2

JP6156029B2 - 状態監視装置、状態監視方法

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Publication number: JP6156029B2
Application number: JP2013204841A
Authority: JP
Inventors: 林　英司; 英司林
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015068763A

Description

本発明は、蓄電素子の状態を推定するにあたり、電圧と電流を同時に計測する技術に関する。

蓄電素子の状態監視装置は、蓄電素子の状態を推定するため、一般的に、蓄電素子の電圧と電流を計測する構成になっている。蓄電素子の状態の推定精度を高めるには、電圧と電流の計測タイミングを一致させることが望ましい。下記特許文献１に記載のものでは、制御部にて、電圧計測用のＡＤＣと電流計測用のＡＤＣの同期を図ることで、電圧と電流の計測タイミングを一致させている。

特開２００７−１７８２１５号公報

しかしながら、特許文献１の記載の技術は、制御部が電圧計測部と電流計測部の双方を制御できることが前提となっている場合に、適用可能な技術である。特許文献１に記載の技術は、電流計測部が制御部から独立している場合、すなわち電流計測部が制御部の指令を受けずに、蓄電素子の電流計測を予め決められたタイミングで行い、計測結果だけを制御部に対して送ってくる場合は、適用することができない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電流計測部（あるいは電圧計測部）が制御部から独立している場合でも、電流と電圧の同時計測することにより、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることを目的とする。

本明細書によって開示される状態監視装置は、蓄電素子の状態を監視する状態監視装置であって、電流計測部と通信可能に接続され、前記電流計測部から一定の送信周期で送信される前記蓄電素子の電流計測値を受信する通信部と、前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記電流計測部の電流計測タイミングに対する前記電圧計測部の電圧計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する実行指示処理と、前記電流計測部の電流計測値と前記電圧計測部の電圧計測値とに基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定処理とを行う。

この状態監視装置では、前記制御部は、少なくとも、初回の電圧計測時は、前記実行指示処理を行い、前記実行指示処理の実行時に、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、同制御部内の基準タイミングを設定し、前記基準タイミングを設定した以降は、設定した前記制御部内の基準タイミングから、前記送信周期が経過するごとに、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する。

この状態監視装置では、前記制御部は、前記制御部内の基準のタイミングを設定してから所定時間が経過した場合、前記制御部内の基準タイミングを、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準に再設定する。

この状態監視装置では、前記制御部内の基準タイミングを設定又は再設定する処理を、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信周期が安定している期間に行う。

この状態監視装置では、前記制御部が前記電流計測部から前記電流計測値を受信してから前記電圧計測部に電圧計測の実行を指示するまでの時間をＴ１とし、前記電圧計測部が前記電圧計測の指示を受けてから電圧を計測するまでの時間をＴ２とし、前記電流計測部が前記電流計測値を送信する送信周期をＮとし、前記電流計測部が電流を計測してから送信するまでの時間をＴＡとした場合、前記電圧計測を指示するまでの時間Ｔ１は、前記送信周期Ｎから、前記電流を計測してから送信するまでの時間ＴＡと、前記電圧を計測するまでの時間Ｔ２を引いた時間である。

なお、本明細書に開示される技術は、状態監視装置、状態監視方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

本明細書により開示する発明によれば、蓄電素子の状態の推定誤差を抑えることが可能となる。

実施形態１において、電池パックの構成を示す概略図電流センサ側の電流検出タイミングと電圧計測部側の電圧検出タイミングを示すタイミングチャート図電流センサ側の電流検出タイミングと電圧計測部側の電圧検出タイミングを示すタイミングチャート図内部抵抗の推定シーケンスを示すフローチャート図実施形態２において、内部抵抗の推定シーケンスを示すフローチャート図実施形態３において、内部抵抗の推定シーケンスを示すフローチャート図他の実施形態において、電流センサ側の電流検出タイミングと電圧計測部側の電圧検出タイミングを示すタイミングチャート図

（本実施形態の概要）
初めに、本実施形態の状態監視装置の概要について説明する。本状態監視装置では、電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示することにより、電流計測部の電流計測タイミングに対する電圧計測部の電圧計測タイミングのズレを所定範囲内とする。そのため、電流計測部が制御部から独立している構成でも、電圧と電流の計測タイミングのズレを抑えることが出来るので、蓄電素子の状態の推定精度を高めることが出来る。

本状態監視装置では、前記制御部は、少なくとも、初回の電圧計測時は、前記実行指示処理を行い、前記実行指示処理の実行時に、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、同制御部内の基準タイミングを設定し、前記基準タイミングを設定した以降は、設定した前記制御部内の基準タイミングから、前記送信周期が経過するごとに、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する。このようにすれば、アクセスの集中により、電流計測部と制御部との間の通信に遅れが生じても、電圧計測タイミングが電流計測タイミングに対してズレない。

本状態監視装置では、前記制御部は、前記制御部内の基準タイミングを設定してから所定時間が経過した場合、前記制御部内の基準タイミングを、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準に再設定する。このようにすれば、双方のクロックの誤差の蓄積等により、電圧計測タイミングが電流計測タイミングに対してズレが発生しても、それを補正することが可能となる。

受信周期が安定していない期間に、制御部内の基準タイミングを設定すると、受信周期のズレ分だけ、制御部側と電流計測部側でタイミングにズレが出る。そこで、本状態監視装置では、前記制御部内の基準タイミングを設定又は再設定する処理を、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信周期が安定している期間に行う。このようにすれば、制御部側と電流計測部側との間に生じるタイミングのズレを抑えることが出来る。そのため、電圧計測タイミングと電流計測タイミングのズレを抑えることが出来る。

本状態監視装置では、制御部が電流計測部から電流計測値を受信してから電圧計測部に電圧計測の実行を指示するまでの時間をＴ１とし、電圧計測部が電圧計測の指示を受けてから電圧を計測するまでの時間をＴ２とし、電流計測部が電流計測値を送信する送信周期をＮとし、電流計測部が電流を計測してから送信するまでの時間をＴＡとした場合、電圧計測を指示するまでの時間Ｔ１は、送信周期Ｎから、電流を計測してから送信するまでの時間ＴＡと、電圧を計測するまでの時間Ｔ２を引いた時間である。このようにすれば、時間Ｔ１を簡単に求めることができる。
＜実施形態１＞
実施形態１について図１ないし図４を参照して説明する。
１．電池パックの構成
図１は、本実施形態における電池パック２０の構成を示す図である。本実施形態の電池パック２０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給するものである。

図１に示すように、電池パック２０は、直列接続された複数の二次電池（例えば、リン酸鉄系のリチウムイオン電池）３０と、二次電池３０に流れる電流を検出する電流センサ４０と、二次電池３０を管理するバッテリ−マネージャー（以下、ＢＭ）５０を有する。尚、二次電池３０が「蓄電素子」の一例であり、ＢＭ５０が「状態監視装置」の一例である。

二次電池３０及び電流センサ４０は、配線３５を介して直列に接続されており、電気自動車に搭載された充電器１０又は、電気自動車等の内部に設けられた動力源等の負荷１０に接続される。充電器１０は二次電池３０の電圧を検出して、二次電池３０を充電する機能を果たす。

電流センサ４０は、二次電池３０に流れる電流を検出する機能を果たす。電流センサ４０はＢＭ５０から独立した外部センサであり、図外の制御部を有する。電流センサ４０は、例えば二次電池３０から電力の供給を受けて起動し、起動後は、二次電池３０の電流値を一定周期で自立的に計測し、計測した電流計測値のデータをＢＭ５０に対して一定の送信周期Ｎ（本例では、１０ｍＳ）で送る構成となっている。尚、独立した外部センサ（電流センサ４０）を用いることのメリットは、一般的に計測精度が高い場合が多いということである。また、電流センサ４０が「電流計測部」の一例である。

ＢＭ５０は、制御部６０と、電圧計測部７０と、通信部８０と、温度センサ９０、温度計測部９５とを備える。電圧計測部７０は、検出ラインを介して各二次電池３０の両端にそれぞれ接続され、制御部６０からの指示に応答して、各二次電池３０の電圧Ｖを測定する機能を果たす。通信部８０は、電流センサ４０や車載のＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と通信可能に接続され、電流センサ４０や車載のＥＣＵ１００と通信する機能を果たす。また、温度センサ９０は、接触式あるいは非接触式で二次電池３０の温度Ｄ［℃］を測定する機能を果たす。温度計測部９５は、温度センサ９０からの測定値をデータ処理する機能を果たす。

制御部６０は中央処理装置（以下、ＣＰＵ）６１と、メモリ６３と、カウンタ６５を含む。制御部６０は、電圧計測部７０や温度計測部９０を制御して、各二次電池３０の電圧と温度を検出すると共に、電流センサ４０の計測する電流計測値、電圧計測部７０の計測する電圧計測値に基づいて、二次電池３０の状態（具体的には内部抵抗）を推定する機能を果たす。また、カウンタ６５はクロックをカウントすることにより、電流センサ４０の送信周期Ｎを計時する機能を果たす。

メモリ６３には、ＢＭ５０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されており、ＣＰＵ６１は、メモリ６３から読み出したプログラムに従って、後述する内部抵抗の推定ケーケンスを実行するなど各部の制御を行う。また、メモリ６３には、内部抵抗の推定シーケンスの実行に必要なデータ、例えば、送信周期Ｎや時間Ｔ１、時間Ｔ２、時間ＴＡのデータが記憶されている。

なお、電池パック２０には、この他にユーザからの入力を受け付ける操作部（図示せず）、二次電池３０の状態等を表示する表示部（図示せず）が設けられている。

２．電流と電圧の同時計測
ＢＭ５０は、電流センサ４０の計測する電流計測値と、電圧計測部７０の計測する電圧計測値に基づいて、二次電池３０の内部抵抗を推定する。二次電池３０の内部抵抗の推定精度を高めるには、電流と電圧を同時に計測することが好ましい。

そこで、ＢＭ５０は、電圧計測部７０の電圧計測タイミングが、電流センサ４０の電流計測タイミングと一致するように、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。

具体的に説明すると、図２に示すように、制御部６０が電流センサ４０から電流計測値を受信してから電圧計測部７０に電圧計測を指示するまでの時間を「Ｔ１」とし、電圧計測部７０が計測指示を受けてから電圧を計測するまでの時間を「Ｔ２」とすると、制御部６０が電流計測値を受信した時点から電圧計測部７０が実際に電圧を検出するまでの時間は「Ｔ１＋Ｔ２」である。尚、「Ｔ１」は制御部６０にて制御できる値であり、「Ｔ２」は電圧計測部７０の仕様等により予め決まっている値である。

一方、電流センサ４０が電流計測値を送信する送信周期を「Ｎ」とし、電流センサ４０が電流を計測してから送信するまでの時間を「ＴＡ」とすると、電流センサ４０が制御部６０に電流計測値を送信してから、次に電圧計測部７０が電圧を検出するまでの時間は「Ｎ−ＴＡ」である。

従って、電流計測値を受信してから電圧計測部７０に電圧計測を指示するまでの時間Ｔ１を、以下の（１）式を満足するように設定することで、電圧計測部７０の電圧計測タイミングを、電流センサ４０の電流計測タイミングに一致させることが可能となる。ただし、電流センサ４０と制御部５０との間の通信に遅れはなく、電流センサ４０が電流計測値を送信するタイミングに対して、制御部６０が電流計測値を受信するタイミングは一致しているものとする。

また、下記の（２）式は（１）式を変形して、送信周期Ｎと、時間ＴＡと、時間Ｔ２から、時間Ｔ１を求めた計算式である。
Ｔ１＋Ｔ２＝Ｎ−ＴＡ・・・・・・・・（１）
Ｔ１＝Ｎ−ＴＡ−Ｔ２・・・・・・・・（２）

尚、本例では、電流センサ４０の送信周期Ｎは「１０ｍＳ」、電流センサ４０が電流を計測してから送信するまでの時間ＴＡは「５ｍＳ」、電圧計測部７０が計測指示を受けてから電圧を計測するまでの時間Ｔ２は「３ｍＳ」である。従って、制御部６０が電流センサ４０から電流計測値を受信してから電圧計測部７０に電圧計測を指示するまでの時間Ｔ１を「２ｍＳ」に設定すると、電流センサ４０が電流計測値を送信した時刻から「５ｍＳ」を経過した時に、電流センサ４０と電圧計測部７０がそれぞれ電流と電圧を計測することになるので、電圧計測タイミングと電流計測タイミングが一致する。

また、ＢＭ５０の通信部８０には、電流センサ４０だけでなく、車載のＥＣＵ１００が接続されている。そのため、走行中などＥＣＵ１００とＢＭ５０との間で通信が頻繁に行われる期間は、通信部８０に対して電流センサ４０とＥＣＵ１００のアクセスタイミングが重なることにより、電流センサ４０から送信される電流計測値を、ＢＭ５０側が受信するタイミングに遅れが発生することがある。図３の例では、電流計測値の３回目の送信時に、通信部８０が電流計測値を受信するタイミングに遅れが発生している（図３中のＡ部）。

このように通信部８０に対するアクセスの集中により通信に遅れが生じると、電流計測値の受信タイミングを基準に電圧計測を指示するタイミングを設定しても、通信遅れの分だけ、電圧計測タイミングが電流計測タイミングに対して遅れてしまう。

そこで、ＢＭ５０の制御部６０は、初回の電圧計測時に、電流計測値の受信タイミングに基づいて、制御部６０内の基準タイミングを設定し、初回以降に行う電圧計測時には、設定した「制御部６０内の基準タイミング」に基づいて、制御部単独で、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。尚、「制御部６０内の基準タイミング」とは、制御部６０が電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する時の、基準となるタイミングである。

具体的に説明すると、制御部６０は、「初回の電圧計測指示タイミング」を、制御部６０内の基準タイミングに設定する。

例えば、図３の例では、初回の電圧計測に際し、「時刻ｔ１」で電流センサ４０から電流計測値を受信し、「時刻ｔ１」から「２ｍＳ」経過した「時刻ｔ２」に、電圧計測部７０に対して初回の電圧計測指示を行う。従って、制御部６０は、「時刻ｔ２」を、制御部６０内の基準タイミングとする。そして、初回以降の電圧計測は、送信周期（電流計測値の送信周期）Ｎを、カウンタ６５を用いて計時し、図３に示すように、制御部６０内の基準タイミングである「時刻ｔ２」から、送信周期Ｎが経過するごとに、制御部６０から電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。このようにすることで、通信の遅れに起因して、計測タイミングに誤差が発生することを防止することが出来る。

３．ＢＭ５０による内部抵抗の推定シーケンス
次に内部抵抗の推定シーケンスについて、図３、図４を参照して説明する。内部抵抗の推定シーケンスは、図４に示すようにＳ１０〜Ｓ５０の５ステップから構成されている。

尚、内部抵抗の推定シーケンスは、ＢＭ５０が車載のＥＣＵ１００から実行指令を受けた場合や、前回処理から所定時間が経過した場合に実行される。ここでは、ＢＭ５０が、車載のＥＣＵ１００から実行指令を受けることにより、推定シーケンスが開始され、ＥＣＵ１００から終了指令を受けることにより、推定シーケンスが終了する場合を例にとって説明を行う。また、電流センサ４０は、ＢＭ５０がＥＣＵ１００から実行指令を受ける前に既に起動しており、二次電池３０の電流値を一定周期で計測する処理を行い、その結果をＢＭ５０に対して送信周期Ｎ（１０ｍＳ）で送っているものとする。また、送信周期Ｎや時間Ｔ１、時間Ｔ２、時間ＴＡのデータは、メモリ６３に記憶されているものとする。

内部抵抗の推定シーケンスが、スタートとすると、ＢＭ５０の制御部６０は、これから実行する内部抵抗の推定処理が、初回かどうか、判定する処理を行う（Ｓ１０）。初回の場合は、Ｓ１０にてＹＥＳ判定され、Ｓ２０に移行する。

Ｓ２０では、制御部６０は、電流センサ４０から送信される「電流計測値の受信タイミング」を基準として、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。すなわち、図３の例であれば、制御部６０は、電流計測値を受信したタイミング（時刻ｔ１）を基準とし、それから「２ｍＳ」を経過した時点（時刻ｔ２）で、電圧計測部７０に対して電圧の計測指示を行う。また、Ｓ２０では、制御部６０内の基準タイミングを設定する処理が行われる。本例では、「時刻ｔ２」で初回の電圧計測指示を行うので、制御部６０により、「時刻ｔ２」が、制御部６０内の基準タイミングに設定される。尚、Ｓ２０の処理が実行指示処理の一例である。

そして、電圧計測部７０は計測指示を受けると、その時点（時刻ｔ２）から「３ｍＳ」を経過した時点（時刻ｔ３）で、二次電池３０の電圧を計測する処理を行い、電圧の計測結果を制御部６０に対して通知する。一方、電流センサ４０は、図３に示すように、電圧計測部７０が電圧を計測する時刻ｔ３と同時刻に、二次電池３０の電流を計測し、電流計測から「５ｍＳ」が経過した時点で、電流の計測結果を制御部６０に対して送信する。

その後、制御部６０は、電流センサ４０から送信された電流計測値と、電圧計測部７０から通知された電圧計測値に基づいて、二次電池３０の内部抵抗を推定する処理を実行する（Ｓ４０：推定処理）。具体的には、以下の（３）式に基づいて、二次電池３０の内部抵抗が推定される。尚、開放電圧のデータについては、電圧計測部７０により測定した直近のデータを使用するとよい。

Ｖ＝Ｅ＋ｒ×Ｉ・・・・・・・（３）式
「Ｖ」は、二次電池３０の電圧計測値（端子電圧）である。
「Ｅ」は、二次電池３０の開放電圧である。
「ｒ」は、二次電池３０の内部抵抗である。
「Ｉ」は、二次電池３０の電流計測値である。

Ｓ４０の処理が終了すると、その後、Ｓ５０に移行して、内部抵抗の推定シーケンスは、終了か、判定する処理が行われる。車載のＥＣＵ１００から終了指令を受けていなければ、Ｓ５０にてＮＯ判定されることになる。以上により、１回目の処理（内部抵抗の推定シーケンス）は終了して、Ｓ１０に戻る。

Ｓ１０では、制御部６０により上記した判定処理が行われるが、これから行う内部抵抗の推定処理は２回目であることから、Ｓ１０の判定処理では、ＮＯ判定され、処理の流れとしては、Ｓ３０に移行する。

Ｓ３０に移行すると、制御部６０は、Ｓ２０にて設定した「制御部６０内の基準タイミング」を基準にして、送信周期Ｎが経過するごとに、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。すなわち、制御部６０内の基準タイミング（時刻ｔ２）から送信周期の１０ｍｓが経過した時点（時刻ｔ４）で、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。そして、電圧計測部７０は計測指示を受けると、その時点（時刻ｔ４）から「３ｍＳ」を経過した時点（時刻ｔ５）で、二次電池３０の電圧を計測する処理を行い、電圧の計測結果を制御部６０に対して通知する。一方、電流センサ４０は、図３に示すように、電圧計測部７０が電圧を計測する時刻（時刻ｔ５）と同時刻に、二次電池３０の電流を計測し、電流計測から「５ｍＳ」が経過した時点で、電流の計測結果を制御部６０に対して送信する。

その後、制御部６０は、電流センサ４０から送信された電流計測値と、電圧計測部７０から通知された電圧計測値に基づいて、二次電池３０の内部抵抗を推定する処理を実行する（Ｓ４０：推定処理）。

Ｓ４０の処理が終了すると、車載のＥＣＵ１００から終了指令を受けていなければ、Ｓ５０にてＮＯ判定されることとなる。その後は、Ｓ１０に戻り、３回目の処理（内部抵抗の推定シーケンス）が実行される。

初回を除けば、Ｓ１０の判定処理でＮＯ判定されるため、２回目以降の処理では、「電流計測値の受信タイミング」を基準とせず、「制御部６０内の基準タイミング」を基準として、電圧計測部７０に対する電圧計測の指示が行われる。例えば、３回目の電圧計測では、図３に示すように、制御部６０内の基準タイミング（時刻ｔ２）から、２０ｍｓが経過した時点で、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示され、その後、Ｓ４０にて二次電池の内部抵抗を推定する処理が行われる。

それ以降は、Ｓ１０（ＮＯ）、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０（ＮＯ）の処理を繰り返すループとなり、二次電池３０の内部抵抗を推定する処理が繰り返し行われる。そして、車載のＥＣＵ１００から終了指令を受けると、Ｓ５０の判定処理を行った時にＹＥＳ判定され、一連の処理は終了する。

４．効果説明
以上説明したように、ＢＭ５０によれば、二次電池３０の電流と電圧を同時に計測することが出来るので、内部抵抗の推定精度を高めることが可能となる。

＜実施形態２＞
次に実施形態２を図５によって説明する。
実施形態１のＢＭ５０は、通信の遅れによるタイミングのズレが出ないように、初回以降の電圧計測については、「制御部６０内の基準タイミング」から、送信周期Ｎが経過するごとに、制御部６０から電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示することで、電圧計測タイミングを電流計測タイミングに一致させるようにした。

しかしながら、計測期間が長くなると、電流センサ４０側と制御部６０側のクロックの誤差が蓄積して、電流センサ４０側が計測する送信周期Ｎに対して、制御部６０側が計測する送信周期Ｎにズレが生じる恐れがある。送信周期Ｎにズレが発生すると、必然的に、電流センサ４０側の電流計測タイミングに対して電圧計測部７０の電圧計測タイミングがズレてしまう。

そのため、実施形態２のＢＭ５０では、制御部６０内の基準タイミングを設定してから所定期間が経過した場合、制御部６０内の基準タイミングを、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信タイミングを基準に再設定する。このようにすることで、送信周期Ｎのズレ分が補正されるため、電流センサ４０側の電流計測タイミングに対して電圧計測部７０の電圧計測タイミングが一致する。

図５は、実施形態２の内部抵抗の推定シーケンスを示すフローチャート図である。実施形態２の内部抵抗の推定シーケンスは、実施形態１の内部抵抗の推定シーケンスに対してＳ２５の判定処理が追加されている。Ｓ２５の判定処理は、制御部６０内の基準タイミングを再設定するために設けられた処理である。

具体的に説明すると、Ｓ２５の判定処理は、Ｓ２０にて制御部６０内の基準タイミングを設定してから、所定期間（クロックのズレの蓄積が無視できなくなる期間）が経過したか、判定する処理である。

実施形態２の内部抵抗の推定シーケンスでは、１回目のＳ２０の処理で、制御部６０の基準タイミングを設定してから所定期間が経過するまでは、Ｓ２５でＮＯ判定され、Ｓ３０に移行する。従って、基準タイミングの設定後、所定期間が経過するまでの間は、実施形態１と同様に、制御部６０は「制御部６０内の基準タイミング」を基準にして、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する状態となる。

そして、１回目のＳ２０の処理で、制御部６０の基準タイミングを設定してから所定期間が経過すると、Ｓ２５でＹＥＳ判定され、Ｓ２０に再び移行する。そして、２回目のＳ２０の処理では、制御部６０により、制御部６０内の基準タイミングを再設定する処理が行われる。すなわち、Ｓ２０に移行すると、制御部６０は、まず、電流センサ４０から送信される電流計測値を受信し、受信タイミングから「２ｍＳ」を経過したタイミングを、制御部６０内の基準タイミングに再設定する。

以上のことから、１回目のＳ２０の処理で、制御部６０の基準タイミングを設定してから所定期間が経過した時点で、制御部６０内の基準タイミングは、電流計測値の受信タイミングに基づいて再設定される。

＜実施形態３＞
次に実施形態３を図６によって説明する。実施形態２の内部抵抗の推定シーケンスでは、Ｓ１０にて、これから実行する内部抵抗の推定処理が、初回かどうかを判定し、初回の場合は、電流センサ４０から送信される「電流計測値の受信タイミング」を基準として、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示した。そして、初回以降は、「制御部６０内の基準タイミング」を基準として、電圧計測部７０に対する電圧計測の実行を指示するようにした。

しかしながら、通信部８０に対するアクセスの集中等により、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信周期が不安定な期間と、初回の電圧計測時が重なると、受信周期のズレ分だけ、電圧計測タイミングが電流計測タイミングに対して、ズレてしまう。

そこで、実施形態３では、初回の電圧計測を行う時に、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信周期の安定、非安定を判定し、受信周期が安定している期間に初回の電圧計測を行うこととしている。

具体的に説明すると、実施形態３の内部抵抗の推定シーケンスは、実施形態２の内部抵抗の推定シーケンスに対して図６のＳ１５の処理を追加しており、これから実行する内部抵抗の推定処理が、初回の場合は、Ｓ１０にてＹＥＳ判定され、Ｓ１５に移行する。Ｓ１５に移行すると、制御部６０は、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信周期を、カウンタ６５を用いて、数秒程度計測し、受信周期が安定しているか判定する。

尚、「安定」の判定基準としては、例えば電流センサ４０側の電流計測値の送信周期Ｎに対する受信周期のズレが、数％以下の状態が数秒間継続している場合を、安定とする。本例では、電流センサ４０側の電流計測値の送信周期は、１０ｍＳであることから、例えば、通信部８０側の電流計測値の受信周期が９．９ｍＳ〜１０．１ｍＳになっている状態が、１秒程度続いていれば安定と判断する。

そして、受信周期が非安定な場合（Ｓ１５：ＮＯ）は、受信周期が安定するのを待つ状態となり、受信周期が安定すると、Ｓ１５にてＹＥＳ判定される。

そして、Ｓ１５にＹＥＳ判定されると、Ｓ２０に移行して、実施形態１や実施形態２と同様に、制御部６０は、電流センサ４０から送信される「電流計測値の受信タイミング」を基準として、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示する。そして、電圧計測部７０に対する初回の実行指示タイミングが、制御部６０内の基準タイミングに設定される。

このように、実施形態３では、電流計測値の受信周期が安定している期間に、初回の電圧計測を行って、制御部６０内の基準タイミングを設定する。そのため、初回及びそれ以降の計測時において、電圧と電流の計測タイミングを確実に一致させることが可能となる。

また、実施形態２では、制御部６０内の基準タイミングを設定してから所定期間が経過すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御部６０内の基準タイミングを、電流計測値の受信タイミングに基づいて再設定した（Ｓ２０）。実施形態３では、制御部６０内の基準タイミングを設定してから所定期間が経過すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、Ｓ１５に移行して、受信周期が安定していることを条件（Ｓ１５：ＹＥＳ）に、Ｓ２０に移行することから、基準タイミングを再設定する処理も、電流計測値の受信周期が安定している期間に実行されることになる。そのため、初回だけでなく、基準タイミングを再設定する場合も、電圧と電流の計測タイミングを確実に一致させることが可能となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態１〜３では、蓄電素子の一例としてリチウムイオン二次電池を例示したが、これに限らず、リチウムイオン二次電池以外の二次電池や、電気化学現象を伴うキャパシタ等であってもよい。また、蓄電素子の状態の一例に内部抵抗を計測したが、例えば、ＳＯＣ等を計測してもよい。

（２）上記実施形態１〜３では、制御部６０の一例としてＣＰＵ６１を例に挙げた。制御部６０は複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方を備える構成でもよい。

（３）電流センサ４０や電圧計測部７０は、検出期間内において電流や電圧をサンプリングして、その平均値を計測値とする場合がある。このように、検出期間内の平均値を計測値とする場合、電圧計測タイミングを電流計測タイミングと一致させるには、電流計測値の受信タイミングを基準として、電圧計測部７０の電圧検出期間が、電流センサ４０の電流検出期間に対して重なるように、電圧計測の実行指示タイミングを決定すればよい。好ましくは、電圧計測部７０の電圧検出期間の中心が、電流センサ４０の電流検出期間の中心に一致するように、電圧計測の実行指示タイミングを決定するとよい。

図７の例では、電流センサ４０側は、電流計測値の送信後の「３ｍＳ」から「８ｍＳ」までの「５ｍＳ」の期間を電流検出期間としており、電流検出期間の中心は、電流計測値の送信後から「５ｍＳ」の時点である。一方、電圧計測部７０の電圧検出期間は「３ｍＳ」であり、電圧計測部７０は電圧計測の指示を受けてから、「３ｍＳ」に電圧計測を実行する。

従って、電流計測値を受信した時点から、「１ｍＳ」後に、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行指示を行うと、電流計測値を受信した時点から「５ｍＳ」のところに電圧検出期間の中心が位置する。従って、電圧検出期間の中心を電流検出期間の中心に一致させることが可能となる

（４）上記実施形態１〜３では、初回のみ、「電流計測値の受信タイミング」を基準として電圧計測を行った。「電流計測値の受信タイミング」を基準として電圧計測を行う期間は、少なくとも初回を含めばよく、上記例以外にも、例えば、初回から数回分は、「電流計測値の受信タイミング」を基準として電圧計測を行い、その後に、電圧計測の基準を「制御部内の基準タイミング」に切り換えるようにしてもよい。

（５）上記実施形態１〜３では、電流センサ４０から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、電圧計測部７０に対して電圧計測の実行を指示することにより、電圧計測部７０の電圧計測タイミングを、電流センサ４０の電流計測タイミングに一致させた。本発明は、電圧と電流の計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、タイミングのズレを抑えることが出来ればよく、必ずしも、両計測タイミングの完全な一致を求めるものではない。尚、所定の範囲内とは、例えば、電流センサ４０の送信周期Ｎに対して数％以内程度ある。

（６）上記実施形態１〜３では、電流センサ４０をＢＭ５０から独立した外部センサとし、電圧計測部７０をＢＭ５０の内部に設けた構成としたが、構成を反転して、電圧計測部７０をＢＭ５０から独立した外部センサとし、電流センサ４０をＢＭ５０の内部に設ける構成としてもよい。尚、構成を反転した場合は、電圧計測部７０から送信される電圧計測値の受信タイミングを基準として、電流センサ４０に対して電流計測の実行を指示することにより、電圧と電流の計測タイミングを合わせるようにすればよい。

１０：充電器／負荷、３０：二次電池、４０：電流センサ、５０：バッテリマネージャ、６０：制御部、７０：電圧計測部、８０：通信部

Claims

蓄電素子の状態を監視する状態監視装置であって、
電流計測部と通信可能に接続され、前記電流計測部から一定の送信周期で送信される前記蓄電素子の電流計測値を受信する通信部と、
前記蓄電素子の電圧を計測する電圧計測部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電流計測部の電流計測タイミングに対する前記電圧計測部の電圧計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する実行指示処理と、
前記電流計測部の電流計測値と前記電圧計測部の電圧計測値とに基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定処理とを行う状態監視装置。
請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記制御部は、
少なくとも、初回の電圧計測時は、前記実行指示処理を行い、
前記実行指示処理の実行時に、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、同制御部内の基準タイミングを設定し、
前記基準タイミングを設定した以降は、設定した前記制御部内の基準タイミングから、前記送信周期が経過するごとに、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する状態監視装置。
請求項２に記載の状態監視装置であって、
前記制御部は、前記制御部内の基準タイミングを設定してから所定時間が経過した場合、前記制御部内の基準タイミングを、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準に再設定する状態監視装置。
請求項２又は請求項３に記載の状態監視装置であって、
前記制御部内の基準タイミングを設定又は再設定する処理を、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信周期が安定している期間に行う状態監視装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の状態監視装置であって、
前記制御部が前記電流計測部から前記電流計測値を受信してから前記電圧計測部に電圧計測の実行を指示するまでの時間をＴ１とし、
前記電圧計測部が前記電圧計測の指示を受けてから電圧を計測するまでの時間をＴ２とし、
前記電流計測部が前記電流計測値を送信する送信周期をＮとし、
前記電流計測部が電流を計測してから送信するまでの時間をＴＡとした場合、
前記電圧計測を指示するまでの時間Ｔ１は、
前記送信周期Ｎから、前記電流を計測してから送信するまでの時間ＴＡと、前記電圧を計測するまでの時間Ｔ２を引いた時間である状態監視装置。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の状態監視装置であって、
前記制御部は、前記実行指示処理において、
前記電流計測部から一定の送信周期で送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、次回以降の送信周期において、前記電流計測部の電流計測タイミングに対する前記電圧計測部の電圧計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する状態監視装置。
蓄電素子の状態を監視する状態監視方法であって、
電流計測部の電流計測タイミングに対する電圧計測部の電圧計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電流計測部から送信される電流計測値の受信タイミングを基準として、前記電圧計測部に対して電圧計測の実行を指示する実行指示ステップと、
前記電流計測部の電流計測値と前記電圧計測部の電圧計測値とに基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定ステップとを行う状態監視方法。
蓄電素子の状態を監視する状態監視装置であって、
電圧計測部と通信可能に接続され、前記電圧計測部から一定の送信周期で送信される前記蓄電素子の電圧計測値を受信する通信部と、
前記蓄電素子の電流を計測する電流計測部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電圧計測部の電圧計測タイミングに対する前記電流計測部の電流計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電圧計測部から送信される電圧計測値の受信タイミングを基準として、前記電流計測部に対して電流計測の実行を指示する実行指示処理と、
前記電流計測部の電流計測値と前記電圧計測部の電圧計測値とに基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定処理とを行う状態監視装置。
請求項８に記載の状態監視装置であって、
前記制御部は、前記実行指示処理において、
前記電圧計測部から一定の送信周期で送信される電圧計測値の受信タイミングを基準として、次回以降の送信周期において、前記電圧計測部の電圧計測タイミングに対する前記電流計測部の電流計測タイミングのズレが所定の範囲内になるように、前記電流計測部に対して電流計測の実行を指示する状態監視装置。