JP7334685B2 - 蓄電池制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池制御装置に関する。

この種の制御装置として、特許文献１では、蓄電池と、蓄電池に流れる電流を検出する電流センサと、蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサと、蓄電池の温度を検出する温度センサとを備える電源システムに適用される蓄電池制御装置が開示されている。蓄電池制御装置は、蓄電池の放電側及び充電側のうち少なくとも一方の最大電力を算出する。最大電力は、蓄電池のＳＯＣに基づいて算出される。

特開２００７－２２１８８６号公報

蓄電池制御装置は、ＳＯＣ算出部と、電力算出部とを備えている。電力算出部は、温度センサの検出温度と、ＳＯＣ算出部により算出されたＳＯＣとに基づいて、最大電力を算出する。最大電力は、蓄電池の信頼性の低下を防止するために、電流センサの検出電流、電圧センサの検出電圧及び温度センサの検出温度のうち少なくとも１つである制限パラメータが閾値を跨がないように算出される。

蓄電池のＳＯＣは直接計測することができないため、ＳＯＣ算出部は、電流センサの検出電流と、蓄電池の劣化度合いとに基づいてＳＯＣを算出する。そのため、電流センサの検出電流の誤差や、蓄電池の劣化度合いの誤差が大きくなることにより、ＳＯＣの誤差が増大する。

ここで、最大電力の算出に用いられるＳＯＣの誤差や、温度センサの検出温度の誤差が大きくなることに起因して、電力算出部により算出される最大電力が、制限パラメータが閾値を跨がないようにできる適切な最大電力から大きくずれ得る。

電力算出部により算出される最大電力が適切な最大電力から大きくずれると、制限パラメータが閾値を跨いでしまい、蓄電池の信頼性が低下する懸念がある。そこで、蓄電池制御装置は低減部を備え、低減部は、制限パラメータが閾値を跨いだ場合、電力算出部により算出された最大電力を低減する低減処理を実施する。しかし、低減処理が実施されると、蓄電池の放電電力及び充電電力の少なくとも一方が制限されてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、蓄電池の放電電力及び充電電力の少なくとも一方が制限される事態の発生を抑制することができる蓄電池制御装置を提供することである。

本発明は、蓄電池と、前記蓄電池に流れる電流を検出する電流センサと、前記蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサと、前記蓄電池の温度を検出する温度センサと、を備える電源システムに適用される蓄電池制御装置において、前記電流センサの検出電流と、前記蓄電池の劣化度合いとに基づいて、前記蓄電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、算出された前記ＳＯＣと、前記温度センサの検出温度とに基づいて、前記蓄電池の放電側及び充電側のうち少なくとも一方の最大電力を算出する電力算出部と、前記電流センサの検出電流、前記電圧センサの検出電圧及び前記温度センサの検出温度のうち少なくとも１つである制限パラメータが閾値を跨いだ場合、前記電力算出部により算出された前記最大電力を低減する低減処理を実施する低減部と、前記低減処理が実施された場合、前記電力算出部で用いられる前記ＳＯＣ及び前記ＳＯＣ算出部で用いられる前記劣化度合いのうち少なくとも一方を補正する補正部と、を備える。

本発明では、低減処理が実施された場合、電力算出部で用いられるＳＯＣ、及びＳＯＣ算出部で用いられる劣化度合いのうち少なくとも一方が補正される。これにより、電力算出部により算出される最大電力が適切な最大電力から大きくずれることを防止できる。その結果、その後に低減処理が実施される事態の発生を抑制でき、蓄電池の放電電力及び充電電力の少なくとも一方が制限される事態の発生を抑制することができる。

第１実施形態に係る車両システムの概略図。 ＢＭＵの構成図。 低減係数の算出方法を示す図。 蓄電池の放電中におけるＳＯＣ等の推移を示すタイムチャート。 蓄電池のＳＯＣが補正される場合の一例を示すタイムチャート。 蓄電池のＳＯＨが補正される場合の一例を示すタイムチャート。 補正部が実施する処理のフローチャート。 第２実施形態に係る電圧センサの検出電圧の推移を示すタイムチャート。 第３実施形態に係る低減係数の算出方法を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る蓄電池制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、走行動力源としてモータを有する電気自動車に適用されるものとしており、先ずは図１により車両システムの概要を説明する。

図１において、車両システムは、蓄電池１１と、蓄電池１１の直流電力を交流電力に変換するインバータ１２と、インバータ１２から出力される交流電力により駆動される走行駆動源としてのモータ１３とを備えている。車両の走行時には、運転者によるアクセル操作に応じて、蓄電池１１からインバータ１２を介してモータ１３に電力が供給され、その電力供給に伴うモータ１３の力行駆動により車両に走行動力が付与される。モータ１３は、力行機能に加えて発電機能を有する回転電機（モータジェネレータ）であり、例えば車両の減速時には、回生発電により生じる発電電力がインバータ１２を介して蓄電池１１に供給される。この場合、モータ１３は、発電機として機能し、その発電電力により蓄電池１１が充電される。

車両システムは、補機１４を備えている。補機１４には、蓄電池１１の電力が供給される。補機１４は、例えば車室内の空調を行う空調装置の電動コンプレッサを含み、蓄電池１１からの供給電力により駆動される。蓄電池１１には、蓄電池１１の温度を検出する温度センサ１５が設けられている。なお、蓄電池１１は、例えばリチウムイオン蓄電池である。

車両システムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータを主体とするＢＭＵ（Battery Management Unit）２０を備えている。ＢＭＵ２０には、上述した温度センサ１５以外に、蓄電池１１の端子電圧を検出する電圧センサ１６、蓄電池１１の充放電電流を検出する電流センサ１７が接続されている。ＢＭＵ２０は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂ及び電流センサ１７の検出電流Ｉｂに基づいて、許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎを算出する。許容放電電力Ｗｏｕｔは、蓄電池１１が放電可能な最大電力であり、許容充電電力Ｗｉｎは、蓄電池１１が充電可能な最大電力である。ＢＭＵ２０は、蓄電池１１の端子電圧が使用電圧範囲内にあるように、許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎを算出する。許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎの算出方法については、後に詳述する。本実施形態において、ＢＭＵ２０が「蓄電池制御装置」に相当する。

車両システムは、ＣＰＵや各種メモリを有するマイクロコンピュータを主体とするＥＣＵ３０を備えている。ＥＣＵ３０には、許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎが入力される。ＥＣＵ３０は、入力された許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎに基づいて、インバータ１２及び補機１４の制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ３０は、蓄電池１１の放電電力を許容放電電力Ｗｏｕｔ以下にするようにインバータ１２及び補機１４を制御したり、蓄電池１１の充電電力を許容充電電力Ｗｉｎ以下にするようにインバータ１２及び補機１４を制御したりする。

続いて、図２を用いて、許容放電電力Ｗｏｕｔ及び許容充電電力Ｗｉｎの算出方法を説明する。

ＢＭＵ２０は、ＳＯＣ算出部２１及びＳＯＨ算出部２６を備えている。ＳＯＨ算出部２６は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂ及び電流センサ１７の検出電流Ｉｂに基づいて、蓄電池１１の劣化度合いを示す情報であるＳＯＨを算出する。ＳＯＨは、蓄電池１１の初期の満充電容量に対する劣化後の満充電容量の比率、又は蓄電池１１の初期の内部抵抗に対する劣化後の内部抵抗の比率を示す情報である。

ＳＯＣ算出部２１は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂ、電流センサ１７の検出電流Ｉｂ及びＳＯＨ算出部２６により算出されたＳＯＨに基づいて、蓄電池１１のＳＯＣを算出する。

詳しくは、まず、ＳＯＣ算出部２１は、蓄電池１１の充放電停止中における検出電圧Ｖｂである蓄電池１１の開路電圧（ＯＣＶ）を取得する。ＳＯＣ算出部２１は、蓄電池１１の開路電圧及び検出温度Ｔｂと、ＳＯＣとが予め対応付けられた対応情報（例えば、マップ情報又は数式情報）を用いて、蓄電池１１のＳＯＣの初期値ＳＯＣｉを算出する。次に、ＳＯＣ算出部２１は、蓄電池１１が充放電を開始してからの電流センサ１７の検出電流の時間積算値と、ＳＯＨに基づいて算出した蓄電池１１の現在の満充電容量とに基づいて、充放電を開始してからの蓄電池１１のＳＯＣの増減分を算出する。ＳＯＣ算出部２１は、算出した増減分を初期値ＳＯＣｉに加算することで、蓄電池１１のＳＯＣを算出する。なお、対応情報は、例えば、ＢＭＵ２０が備える記憶部に記憶されている。記憶部は、ＲＯＭ以外の非遷移的実体的記録媒体（例えば、ＲＯＭ以外の不揮発性メモリ）である。

ＳＯＣ算出部２１で算出される蓄電池１１のＳＯＣに誤差が生じる可能性がある。ＳＯＣの誤差は、電流センサ１７の検出電流Ｉｂの誤差に起因して増大する。詳しくは、電流センサ１７の検出電流ＩｂがＳＯＣの算出過程において積算されるため、検出電流Ｉｂの誤差が積算される。積算された誤差が大きくなることに起因して、ＳＯＣの誤差が増大する。また、ＳＯＣの誤差は、入力値である蓄電池１１のＳＯＨの誤差が大きくなることに起因して増大する。

ＢＭＵ２０は、電力算出部２２を備えている。電力算出部２２には、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ及びＳＯＣ算出部２１により算出された蓄電池１１のＳＯＣが入力される。電力算出部２２は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ及びＳＯＣ算出部２１により算出された蓄電池１１のＳＯＣに基づいて、放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍを算出する。詳しくは、電力算出部２２には、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ及び蓄電池１１のＳＯＣと、放電電力基準値Ｗｏｍとが予め対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて放電電力基準値Ｗｏｍを算出する。また、電力算出部２２には、温度センサ１５の検出温度Ｔｂ及び蓄電池１１のＳＯＣと、充電電力基準値Ｗｉｍとがあらかじめ対応付けられた対応情報が記憶されており、この対応情報を用いて充電電力基準値Ｗｉｍを算出する。放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍそれぞれに関する対応情報は、例えば、ＢＭＵ２０が備える記憶部に記憶されている。

本実施形態において、電力算出部２２は、所定の放電時間にわたって蓄電池１１の放電を継続しても、蓄電池１１の端子電圧が使用下限電圧ＶＬを下回らない最大の放電電力を放電電力基準値Ｗｏｍとして算出する。所定の放電時間は、数秒（例えば５秒）から数十秒（例えば２０秒）までの時間に設定され、本実施形態では、１０秒に設定されている。

本実施形態において、電力算出部２２は、所定の充電時間にわたって蓄電池１１の充電を継続しても、蓄電池１１の端子電圧が使用上限電圧ＶＨ（＞ＶＬ）を上回らない最大の充電電力を充電電力基準値Ｗｉｍとして算出する。所定の充電時間は、数秒（例えば５秒）から数十秒（例えば２０秒）までの時間に設定され、本実施形態では、１０秒に設定されている。なお、本実施形態において、放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍが「最大電力」に相当する。

ＢＭＵ２０は係数算出部２３及び乗算部２４を備えている。係数算出部２３及び乗算部２４は、電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍを低減する低減処理を実施する。低減処理とは、蓄電池１１の端子電圧が使用下限電圧ＶＬを下回った場合、蓄電池１１を保護するために実施される処理である。具体的には、低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂに基づいて放電側低減係数ｋо（０≦ｋо≦１）が算出され、放電側低減係数ｋоに基づいて、放電電力基準値Ｗｏｍが低減される処理である。また、低減処理とは、蓄電池１１の端子電圧が使用上限電圧ＶＨを上回った場合、蓄電池１１を保護するために実施される処理である。具体的には、低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂに基づいて充電側低減係数ｋｉ（０≦ｋｉ≦１）が算出され、充電側低減係数ｋｉに基づいて、充電電力基準値Ｗｉｍが低減される処理である。本実施形態において、係数算出部２３及び乗算部２４が「低減部」に相当する。

乗算部２４には、電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍと、係数算出部２３の各低減係数ｋо，ｋｉとが入力される。乗算部２４は、電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍに放電側低減係数ｋоを乗じることで許容放電電力Ｗｏｕｔを算出する。乗算部２４は、算出された許容放電電力ＷｏｕｔをＥＣＵ３０に通知する。また、乗算部２４は、電力算出部２２の充電電力基準値Ｗｉｍに充電側低減係数ｋｉを乗じることで許容充電電力Ｗｉｎを算出する。乗算部２４は、算出された許容充電電力ＷｉｎをＥＣＵ３０に通知する。つまり、各低減係数ｋо，ｋｉが０≦ｋо，ｋｉ＜１の場合、放電電力基準値Ｗｏｍ及び充電電力基準値Ｗｉｍが低減される低減処理が実施される。これにより、蓄電池１１の充放電可能な電力が低減される。

図３（ａ）に、蓄電池１１の放電中における放電側低減係数ｋоの算出方法の一例を示す。蓄電池１１の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋ以上の場合、放電側低減係数ｋоは１に設定される。この場合、電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍが、そのまま許容放電電力ＷｏｕｔとしてＥＣＵ３０に通知される。一方、蓄電池１１の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋより小さい場合、放電側低減係数ｋоは０≦ｋо＜１に設定される。詳しくは、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが小さいほど、放電側低減係数ｋоも小さい値に設定され、検出電圧Ｖｂが０の場合に放電側低減係数ｋоが０に設定される。この場合、電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍに放電側低減係数ｋоを乗じた値が、許容放電電力ＷｏｕｔとしてＥＣＵ３０に通知される。本実施形態において、放電閾値Ｖｋは、使用下限電圧ＶＬに設定されている。なお、本実施形態において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが「制限パラメータ」に相当する。

図４を用いて、蓄電池１１の放電中に、ＳＯＣの誤差が増大することにより低減処理が実施される比較例について説明する。

図４（ａ）において、実線Ａは、蓄電池１１における実際のＳＯＣの推移を示し、破線Ｂは、ＳＯＣ算出部２１により算出されたＳＯＣの推移を示す。破線Ｂで示す蓄電池１１のＳＯＣには、実線Ａで示す実際の蓄電池１１のＳＯＣよりも大きくなるような誤差が生じている。

図４（ｂ）において、実線Ｃは、図４（ａ）の実線ＡのＳＯＣから算出される許容放電電力Ｗｏｕｔにより、蓄電池１１が放電された場合における電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂの推移を示す。電力算出部２２は、蓄電池１１の端子電圧が使用下限電圧ＶＬである放電閾値Ｖｋを下回らないように、放電電力基準値Ｗｏｍを算出する。そのため、実線ＡのＳＯＣに基づいて放電電力基準値Ｗｏｍが算出された場合、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂは放電閾値Ｖｋを下回らない。一方、図４（ｂ）において、点線Ｄは，図４（ａ）の破線ＢのＳＯＣから算出される許容放電電力Ｗｏｕｔにより、蓄電池１１が放電された場合における電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂの推移を示す。この場合、誤差により、蓄電池１１のＳＯＣが実際の蓄電池１１のＳＯＣよりも過度に大きく算出される。これにより、蓄電池１１の端子電圧が放電閾値Ｖｋを下回らないようにできる適切な放電電力基準値Ｗｏｍよりも、放電電力基準値Ｗｏｍが過度に大きく算出される。これにより、時刻ｔ１において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回り、低減処理が実施される。

図４（ｃ）は、図４（ａ）の破線ＢのＳＯＣから算出される許容放電電力Ｗｏｕｔにより、蓄電池１１が放電された場合における放電電流Ｉの推移である。時刻ｔ１において、低減処理が実施されることに伴い、蓄電池１１の放電電流Ｉが低減される。低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋ以上になるまで継続される。時刻ｔ２において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋ以上になるため、低減処理が解除される。これにより、蓄電池１１の放電電流Ｉは低減処理を実施する前の値に戻る。しかし、蓄電池１１のＳＯＣの誤差が残存している場合、許容放電電力Ｗｏｕｔが過度に大きく算出されることにより、その後再び低減処理が実施される可能性がある。以上により、低減処理が実施される際に生じる蓄電池１１の充放電電流の制限により、モータ１３のトルクが制限され、ひいては車両の動作に急な制限が働くことでドライバビリティが悪化する可能性がある。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、ＢＭＵ２０は補正部２５を備えている。補正部２５には、各低減係数ｋо，ｋｉが入力される。補正部２５は、各低減係数ｋо，ｋｉが０≦ｋо，ｋｉ＜１とされた場合、蓄電池１１のＳＯＣ又は蓄電池１１のＳＯＨを補正する。詳しくは、補正部２５は、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過した後に各低減係数ｋо，ｋｉが０≦ｋо，ｋｉ＜１とされた場合、蓄電池１１のＳＯＣの補正量を算出する。ここで、本実施形態において、例えばＢＭＵ２０は、車両システムに備えられたイグニッションスイッチがユーザによりオンされることで起動する。また、例えば所定時間Ｔｓは、所定の放電時間よりも短い時間に設定される。一方、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過するまでの期間に各低減係数ｋо，ｋｉが０≦ｋо，ｋｉ＜１とされた場合、蓄電池１１のＳＯＨの補正量を算出する。補正部２５により算出された補正量は、ＳＯＣ算出部２１及びＳＯＨ算出部２６に入力される。

以下では、蓄電池１１の放電中において、補正部２５によりＳＯＣ又はＳＯＨが補正される場合の制御について説明する。

図５に、蓄電池１１の放電中において、補正部２５により蓄電池１１のＳＯＣが補正される場合のＳＯＣ及び検出電圧Ｖｂの一例を示す。図５（ａ）の実線Ａは、蓄電池１１における実際のＳＯＣの推移を示し、破線Ｂは、蓄電池１１におけるＳＯＣ算出部２１により算出されたＳＯＣの推移を示す。破線Ｂにおける蓄電池１１のＳＯＣには、実線Ａにおける蓄電池１１のＳＯＣよりも大きくなるような誤差が生じている。図５（ｂ）の破線は、図５（ａ）の破線ＢのＳＯＣから算出される許容放電電力Ｗｏｕｔにより、蓄電池１１が放電された場合における電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂの推移を示す。

ＢＭＵ２０の起動時ｔ０からの経過時間が長いほど、ＳＯＣの算出過程において放電電流の積算値の誤差が増大されるため、蓄電池１１のＳＯＣの誤差は増大する。そのため、ＢＭＵ２０の起動時ｔ０では、蓄電池１１のＳＯＣに誤差が生じていないが、ＢＭＵ２０の起動時ｔ０から所定時間Ｔｓ経過後の時刻ｔ１において、実線ＡのＳＯＣに対して破線ＢのＳＯＣが大きくなるようなＳＯＣの誤差が生じる。そのため、放電電力基準値Ｗｏｍが過度に大きく算出されることにより、時刻ｔ１において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回る。この場合、補正部２５は、蓄電池１１のＳＯＣを補正する。

蓄電池１１のＳＯＣの補正は、下式（ｃ１）を満たすように実施される。

ここで、αは補正量を調整するための定数であり、０＜α≦１である。上式（ｃ１）の右辺第１項がＳＯＣの補正に寄与する項である。上式（ｃ１）によれば、補正後のＳＯＣは、α×（１－ｋо）×ＳＯＣだけ低減される。つまり、放電側低減係数ｋоが小さいほど、ＳＯＣが小さくなるように補正される。放電側低減係数ｋоが小さくなる場合とは、蓄電池１１のＳＯＣの誤差が増大し、放電電力基準値Ｗｏｍが過度に大きく算出されることにより、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを大きく下回った場合である。そのため、上式（ｃ１）によれば、蓄電池１１のＳＯＣの誤差が増大されるほど、ＳＯＣの補正量が大きく算出される。

図６に、蓄電池１１の放電中において、補正部２５により蓄電池１１のＳＯＨが補正される場合のＳＯＣ及び検出電圧Ｖｂの一例を示す。図６（ａ）は図５（ａ）に対応し、図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応している。

図６（ａ）では、ＢＭＵ２０の起動時ｔ０において、実線ＡのＳＯＣに対して破線ＢのＳＯＣが大きくなるようなＳＯＣの誤差が生じている。これは、ＳＯＣ算出部２１の入力値である蓄電池１１のＳＯＨに誤差が生じているためである。そのため、ＢＭＵ２０の起動時ｔ０から所定時間Ｔｓ経過するまでの期間以内である時刻ｔ１において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回る。この場合、補正部２５は、蓄電池１１のＳＯＨを補正する。

蓄電池１１のＳＯＨの補正は、上式（ｃ１）のＳＯＣをＳＯＨに置き換えた下式（ｃ２）を満たすように実施される。

上式（ｃ２）によれば、補正後のＳＯＨは、α×（１－ｋо）×ＳＯＨだけ低減される。つまり、放電側低減係数ｋоが小さいほど、ＳＯＨも小さくなるように補正される。放電側低減係数ｋоが小さい場合とは、ＳＯＣ算出部２１の入力値であるＳＯＨの誤差が増大したことで、蓄電池１１のＳＯＣの誤差も増大し、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを大きく下回った場合である。そのため、上式（ｃ２）によれば、蓄電池１１のＳＯＨの誤差が増大されるほど、ＳＯＨの補正量が大きく算出される。

図７に、補正部２５により実施される処理の手順を示す。この処理は、所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ１０において、放電側低減係数ｋоがｋ＜１であるか否かを判定する。ステップＳ１０において否定判定した場合、本処理を終了する。一方、ステップＳ１０において肯定判定した場合、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、ＢＭＵ２０の起動からの経過時間ＴＤが所定時間Ｔｓよりも長いか否かを判定する。ステップＳ１１において肯定判定した場合、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、放電側低減係数ｋоに基づいて、上式（ｃ１）を満たすように蓄電池１１のＳＯＣを補正する。一方、ステップＳ１１において、否定判定した場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、放電側低減係数ｋоに基づいて、上式（ｃ２）を満たすように蓄電池１１のＳＯＨを補正する。

続いて、蓄電池１１の充電中において、補正部２５によりＳＯＣ又はＳＯＨが補正される場合の制御について説明する。

図３（ｂ）に、蓄電池１１の充電中における充電側低減係数ｋｉの算出方法の一例を示す。蓄電池１１の検出電圧Ｖｂが充電閾値Ｖｍ以下の場合、充電側低減係数ｋｉは１に設定される。この場合、電力算出部２２の充電電力基準値Ｗｉｍが、そのまま許容充電電力ＷｉｎとしてＥＣＵ３０に通知される。一方、蓄電池１１の検出電圧Ｖｂが充電閾値Ｖｍより大きい場合、充電側低減係数ｋｉは０≦ｋｉ＜１に設定される。詳しくは、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが大きいほど、充電側低減係数ｋｉも小さい値に設定され、検出電圧Ｖｂが制限値Ｖｎ（＞Ｖｍ）の場合に充電側低減係数ｋｉが０に設定される。この場合、電力算出部２２の充電電力基準値Ｗｉｍに充電側低減係数ｋｉを乗じた値が、許容充電電力ＷｉｎとしてＥＣＵ３０に通知される。本実施形態において、充電閾値Ｖｍは、使用上限電圧ＶＨに設定されている。

蓄電池１１の充電中における低減処理は、実際のＳＯＣに対して、ＳＯＣ算出部２１により算出されたＳＯＣが小さくなるような誤差が生じている場合に実施される可能性がある。これは、誤差により蓄電池１１のＳＯＣが実際のＳＯＣよりも小さく算出されることにより、蓄電池１１の端子電圧が使用上限電圧ＶＨを上回らないようにできる適切な充電電力基準値Ｗｉｍよりも、充電電力基準値Ｗｉｍが過度に大きく算出されるためである。

そこで、補正部２５は、蓄電池１１の充電中において、低減処理が実施された場合、蓄電池１１のＳＯＣが増大するように、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨを補正する。なお、充電中の低減処理も、図７に示した処理と同様に実施されればよい。この場合、例えば、ステップＳ１０で用いられる放電側低減係数ｋоと、ステップＳ１２，Ｓ１３の上式（ｃ１），（ｃ２）で用いられる放電側低減係数ｋоとが充電側低減係数ｋｉに置き換えられればよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

蓄電池１１の放電中において、放電側低減係数ｋｏがｋо＜１の場合、低減処理が実施される。この場合、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回った時刻に基づいて、蓄電池１１のＳＯＣ又は蓄電池１１のＳＯＨが補正される。これにより、蓄電池１１のＳＯＣの誤差の原因となっているＳＯＣ及びＳＯＨのうちいずれか一方が的確に補正される。そのため、電力算出部２２により算出される許容放電電力Ｗｏｕｔが、適切な許容放電電力Ｗｏｕｔから大きくずれることを防止できる。その結果、その後に低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

蓄電池１１のＳＯＣは、充放電電流の積算値に基づいて算出されるため、ＳＯＣの算出過程において放電電流の積算値の誤差が生じる。ＢＭＵ２０の起動からの時間が長いほど、放電電流の積算値の誤差が増大する。この場合、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過した後に、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回る可能性がある。

そこで、本実施形態によれば、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過した後に、低減処理が実施された場合、蓄電池１１のＳＯＣ及びＳＯＨのうち、ＳＯＣが補正される構成とした。これにより、充放電電流の積算値の誤差が原因となって増大した蓄電池１１のＳＯＣの誤差が的確に低減される。その結果、低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

蓄電池１１のＳＯＣは、蓄電池１１のＳＯＨに基づいて算出される。そのため、蓄電池１１のＳＯＨに誤差が生じている場合、ＢＭＵ２０の起動時から蓄電池１１のＳＯＣに誤差が生じる。この場合、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過するまでの期間に、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回る可能性がある。

そこで、本実施形態によれば、ＢＭＵ２０の起動から所定時間Ｔｓ経過するまでの期間に、低減処理が実施された場合、蓄電池１１のＳＯＣ及びＳＯＨのうち、ＳＯＨが補正される構成とした。これにより、蓄電池１１のＳＯＣの誤差が的確に低減される。その結果、低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

蓄電池１１の放電中において、ＳＯＣの誤差が増大されるほど、補正後のＳＯＣが低減される構成とした。これにより、蓄電池１１のＳＯＣの補正量が、ＳＯＣの誤差の大きさに応じて算出されるため、的確に低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

蓄電池１１の放電中において、ＳＯＨの誤差が増大されるほど、補正後のＳＯＨが低減される構成とした。これにより、蓄電池１１のＳＯＨの補正量が、ＳＯＨの誤差の大きさに応じて算出されるため、的確に低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

蓄電池１１の充電中において、低減処理が実施された場合、蓄電池１１のＳＯＣが増大するように、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨを補正する構成とした。これにより、ＳＯＣの誤差が原因となり、電力算出部２２により算出される許容充電電力Ｗｉｎが、適切な許容充電電力Ｗｉｎから大きくずれることを防止できる。その結果、その後に低減処理が実施される事態の発生を抑制することができる。

以上により、低減処理が実施される事態の発生が抑制され、車両のドライバビリティが悪化することを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第１実施形態では、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬに設定された放電閾値Ｖｋを下回ることにより、低減処理と、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨの補正とが実施されたが、これを変更する。本実施形態では、放電閾値Ｖｋが使用下限電圧ＶＬよりも大きく、かつ、使用上限電圧ＶＨよりも低い値に設定される。電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが、放電閾値Ｖｋを下回ることにより、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨの補正が実施される。電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが、使用下限電圧ＶＬを下回ることにより、低減処理が実施される。

図８に、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂの推移を示す。時刻ｔ１において、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが放電閾値Ｖｋを下回る。これにより、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨの補正が実施される。蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨの補正は、例えば、蓄電池１１のＳＯＣが小さくなるように実施されればよい。

以上説明した本実施形態では、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬを下回るよりも前に、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨが補正される構成とした。これにより、低減処理が実施されるよりも前に、蓄電池１１のＳＯＣ又はＳＯＨの補正が実施される。そのため、低減処理が実施されるよりも前に、放電電力基準値Ｗｏｍが適正な値にされ、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬを下回ることが抑制される。その結果、低減処理が実施される事態の発生を抑制することができ、ひいては、車両のドライバビリティが悪化することを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第１実施形態では、低減処理は電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬを下回る場合に実施されたが、本実施形態では、これを変更する。

図９に、蓄電池１１の放電中における放電側低減係数ｋоの算出方法の一例を示す。電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが小さいほど、放電側低減係数ｋоも小さくされる。このため、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬよりも小さい場合に限られず、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬよりも大きい場合においても、放電側低減係数ｋоは０≦ｋо＜１とされる。詳しくは、放電側低減係数ｋоは、検出電圧Ｖｂが高いほど１に漸近し、検出電圧Ｖｂが０になる場合に０とされる。また、検出電圧Ｖｂの単位増加量あたりの放電側低減係数ｋｏの増加量は、検出電圧Ｖｂが高いほど小さくなる。これにより、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが小さい領域では、放電電力基準値Ｗｏｍの低減量の変化が大きな低減処理が実施される。一方、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが大きい領域では、放電電力基準値Ｗｏｍの低減量の変化が小さな低減処理が実施される。これにより、低減処理が実施されることにより急に許容放電電力Ｗｏｕｔが低減される事態を抑制することができる。

以上説明した本実施形態では、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬを下回る場合に限られず、低減処理が実施される構成とした。これにより、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが使用下限電圧ＶＬを下回る場合に低減処理が実施される構成よりも、早期に低減処理を実施することができる。低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂが大きい領域では、検出電圧Ｖｂが小さい領域に比べて、放電電力基準値Ｗｏｍの低減量の変化が小さくされる。そのため、低減処理が緩やかに実施されることにより、モータ１３のトルクが急に制限されることが抑制され、ひいては車両のドライバビリティが悪化することを抑制することができる。

＜その他の実施形態＞
上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・第１実施形態において、低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂに代えて、温度センサ１５の検出温度Ｔｂに基づいて実施されてもよい。本実施形態において、低減処理は、蓄電池１１の温度が過熱閾値を上回った場合、蓄電池１１を過熱から保護するために実施される。係数算出部２３は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂに基づいて、各低減係数ｋо，ｋｉ（０≦ｋо，ｋｉ≦１）を算出すればよい。具体的には、係数算出部２３は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂが過熱閾値以下の場合、各低減係数ｋо，ｋｉを１とすればよい。一方、係数算出部２３は、温度センサ１５の検出温度Ｔｂが過熱閾値よりも高い場合、検出温度Ｔｂが高いほど、各低減係数ｋо，ｋｉ（０≦ｋо，ｋｉ＜１）を小さくすればよい。本実施形態において、温度センサ１５の検出温度Ｔｂが「制限パラメータ」に相当する。

・第１実施形態において、低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂに代えて、電流センサ１７の検出電流Ｉｂに基づいて実施されてもよい。本実施形態において、低減処理は、蓄電池１１の放電電流又は充電電流が過電流閾値を上回った場合、蓄電池１１を過電流から保護するために実施される。係数算出部２３は、電流センサ１７の検出電流Ｉｂに基づいて、各低減係数ｋо，ｋｉ（０≦ｋо，ｋｉ≦１）を算出すればよい。具体的には、係数算出部２３は、電流センサ１７の検出電流Ｉｂの絶対値が過電流閾値以下の場合、各低減係数ｋо，ｋｉを１とすればよい。ここで、本実施形態において、蓄電池１１の放電電流が流れている場合、電流センサ１７の検出電流Ｉｂを正とし、蓄電池１１の充電電流が流れている場合、電流センサ１７の検出電流Ｉｂを負とする。一方、係数算出部２３は、電流センサ１７の検出電流Ｉｂの絶対値が過電流閾値より大きいの場合、検出電流Ｉｂの絶対値が大きいほど各低減係数ｋо，ｋｉ（０≦ｋо，ｋｉ＜１）を小さくすればよい。本実施形態において、電流センサ１７の検出電流Ｉｂが「制限パラメータ」に相当する。

・低減処理は、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂ、電流センサ１７の検出電流Ｉｂ及び温度センサ１５の検出温度Ｔｂのうち少なくとも２つに基づいて実施されてもよい。例えば、電圧センサ１６の検出電圧Ｖｂ及び温度センサ１５の検出温度Ｔｂに基づいて低減処理が実施される場合、検出電圧Ｖｂに基づいて算出される放電側低減係数ｋｏと、検出温度Ｔｂに基づいて算出される低減係数ｋｂとの積（ｋｏ×ｋｂ）が、乗算部２４において放電電力基準値Ｗｏｍに乗算されてもよい。

・第１実施形態において、上式（ｃ１）を用いた方法に代えて、補正部２５は、蓄電池１１の開路電圧に基づいて、蓄電池１１のＳＯＣを補正してもよい。具体的には、補正部２５は、放電側低減係数ｋоが０≦ｋо＜１の場合、蓄電池１１の開路電圧を取得する。補正部２５は、蓄電池１１の開路電圧と、ＳＯＣとが予め対応付けられた対応情報に基づいて、蓄電池１１のＳＯＣを算出する。補正部２５は、ＳＯＣ算出部２１において充放電電流の電流積算から算出される蓄電池１１のＳＯＣを、開路電圧から算出されたＳＯＣに置き換える。これにより、充放電電流の積算値の誤差がリセットされる。なお、蓄電池１１の開路電圧は、車両の停車中や、車両の走行中において蓄電池１１の充放電電流が流れていない場合において取得されればよい。

・第１実施形態において、車両システムは、蓄電池１１のＳＯＣをユーザに通知する通知部を備えていてもよい。通知部は、例えば、蓄電池１１のＳＯＣを視覚や聴覚によりユーザへ通知する。具体的には、通知部は、蓄電池１１のＳＯＣをインストルメントパネル等の表示部にメッセージを表示することで通知したり、音声メッセージにより通知したりすればよい。これにより、補正された蓄電池１１のＳＯＣをユーザに通知することができる。

・ＢＭＵ２０は、車両システムに限らず、車載以外の電源システムに適用されてもよい。

・蓄電池１１は、リチウムイオン蓄電池に限らず、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池等の他の蓄電池であってもよい。

・第１実施形態において、蓄電池１１が複数の単電池から構成される組電池である場合、電圧センサ１６は、例えば、単電池毎に検出電圧Ｖｂを検出すればよい。ＳＯＣ算出部２１は、単電池毎のＳＯＣを算出すればよい。電力算出部２２の放電電力基準値Ｗｏｍとしては、複数の単電池のうちＳＯＣが最小の単電池について、所定の放電時間にわたって蓄電池１１の放電を継続しても、蓄電池１１の端子電圧が使用下限電圧ＶＬを下回らない最大の放電電力が算出されればよい。電力算出部２２の充電電力基準値Ｗｉｍとしては、複数の単電池のうち最大のＳＯＣである単電池について、所定の充電時間にわたって蓄電池１１の充電を継続しても、蓄電池１１の端子電圧が使用上限電圧ＶＨ（＞ＶＬ）を上回らない最大の充電電力が算出されればよい。

・ＢＭＵ２０は、蓄電池１１の放電中の低減処理及び充電中の低減処理のうちいずれかのみ実施してもよい。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１１…蓄電池、１５…温度センサ、１６…電圧センサ、１７…電流センサ、２１…ＳＯＣ算出部、２２…電力算出部、２３…係数算出部、２４…乗算部、２５…補正部。

Claims (6)

1. 蓄電池（１１）と、前記蓄電池に流れる電流を検出する電流センサ（１７）と、前記蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサ（１６）と、前記蓄電池の温度を検出する温度センサ（１５）と、を備える電源システムに適用される蓄電池制御装置（２０）において、
   前記電流センサの検出電流と、前記蓄電池の劣化度合いとに基づいて、前記蓄電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部（２１）と、
   算出された前記ＳＯＣと、前記温度センサの検出温度とに基づいて、前記蓄電池の放電側及び充電側のうち少なくとも一方の最大電力を算出する電力算出部（２２）と、
   前記電流センサの検出電流、前記電圧センサの検出電圧及び前記温度センサの検出温度のうち少なくとも１つである制限パラメータが閾値を跨いだ場合、前記電力算出部により算出された前記最大電力を低減する低減処理を実施する低減部（２３，２４）と、
   前記低減処理が実施された場合、前記電力算出部で用いられる前記ＳＯＣ及び前記ＳＯＣ算出部で用いられる前記劣化度合いのうち少なくとも一方を補正する補正部（２５）と、を備える蓄電池制御装置。
2. 蓄電池（１１）と、前記蓄電池に流れる電流を検出する電流センサ（１７）と、前記蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサ（１６）と、を備える電源システムに適用される蓄電池制御装置（２０）において、
   前記電流センサの検出電流と、前記蓄電池の劣化度合いとに基づいて、前記蓄電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部（２１）と、
   算出された前記ＳＯＣに基づいて、前記蓄電池の放電側及び充電側のうち少なくとも一方の最大電力を算出する電力算出部（２２）と、
   前記電流センサの検出電流及び前記電圧センサの検出電圧のうち少なくとも一方である制限パラメータが閾値を跨いだ場合、前記電力算出部により算出された前記最大電力を低減する低減処理を実施する低減部（２３，２４）と、
   前記低減処理が実施された場合、前記電力算出部で用いられる前記ＳＯＣ及び前記ＳＯＣ算出部で用いられる前記劣化度合いのうち少なくとも一方を補正する補正部（２５）と、を備える蓄電池制御装置。
3. 前記補正部は、前記蓄電池制御装置の起動から所定時間経過するまでの期間に前記低減処理が実施された場合、前記劣化度合いを補正する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
4. 前記ＳＯＣ算出部は、前記電流センサの検出電流の時間積算値と前記劣化度合いとに基づいて、前記ＳＯＣを算出し、
   前記補正部は、前記蓄電池制御装置の起動から所定時間経過した後に前記低減処理が実施された場合、前記ＳＯＣを補正する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
5. 前記ＳＯＣ算出部は、前記電流センサの検出電流の時間積算値と前記劣化度合いとに基づいて、前記ＳＯＣを算出し、
   前記補正部は、前記蓄電池制御装置の起動から所定時間経過するまでの期間に前記低減処理が実施された場合、前記劣化度合いを補正し、前記蓄電池制御装置の起動から前記所定時間経過した後に前記低減処理が実施された場合、前記ＳＯＣを補正する請求項１又は２に記載の蓄電池制御装置。
6. 前記低減部は、前記蓄電池の放電中において、前記制限パラメータとしての前記検出電圧が、前記閾値としての前記蓄電池の使用電圧範囲の下限電圧を下回った場合、前記低減処理を実施する請求項１～５のいずれか一項に記載の蓄電池制御装置。

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