WO2017158727A1 - 電池容量推定装置およびプログラム - Google Patents

電池容量推定装置およびプログラム Download PDF

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WO2017158727A1
WO2017158727A1 PCT/JP2016/058166 JP2016058166W WO2017158727A1 WO 2017158727 A1 WO2017158727 A1 WO 2017158727A1 JP 2016058166 W JP2016058166 W JP 2016058166W WO 2017158727 A1 WO2017158727 A1 WO 2017158727A1
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storage battery
voltage
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Inventor
菊地　祐介
黒田　和人
関野　正宏
高橋　潤
岡部　令
典広 金子
高幸 小野田
Original Assignee
株式会社東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a battery capacity estimation device and a program.
  • the open circuit voltage (OCV) of the storage battery is detected, and the SOC is estimated based on the OCV-SOC characteristics of the storage battery.
  • OCV open circuit voltage
  • the SOC error obtained by the current integration method that estimates the SOC using the current value flowing through the storage battery is corrected. May be used for purposes. For example, when charging / discharging the storage battery, the SOC is estimated by the current integration method. When the storage battery is not charged / discharged, the open voltage of the storage battery is detected, and the SOC is corrected based on the detected open voltage. .
  • the CCV Charged Circuit Voltage
  • the SOC estimation accuracy decreases.
  • the battery voltage of the storage battery immediately after stopping the current flowing through the storage battery does not immediately converge to the OCV, but takes time to converge to the OCV.
  • the time until the battery voltage of the storage battery converges to OCV after the current flowing through the storage battery is stopped tends to become longer as the temperature of the storage battery is lower.
  • the battery capacity estimation device of the embodiment includes a voltage detection unit, a current detection unit, and an estimation unit.
  • the voltage detector detects the battery voltage of the storage battery.
  • the current detection unit detects a current flowing through the storage battery.
  • the estimation unit determines that charging / discharging of the storage battery has stopped without detecting current by the current detection unit, the estimation unit first starts based on the battery voltage of the storage battery detected after the first time after stopping charging / discharging of the storage battery. After estimating the first battery capacity of the storage battery, the first battery capacity is estimated based on the battery voltage of the storage battery detected every second time shorter than the first time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a storage battery system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in the battery voltage of the battery cell detected by the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of processing timing for estimating the battery capacity by the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the flow of battery capacity estimation processing in the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a storage battery system according to the present embodiment.
  • the storage battery system 3 can be broadly divided into a storage battery device 11 that stores electric power, and a power conversion device (PCS: Power) that converts DC power supplied from the storage battery device 11 into AC power having a desired power quality and supplies it to a load. Conditioning System) 12.
  • PCS Power
  • Conditioning System 12.
  • the storage battery device 11 roughly comprises a plurality of battery panel units 21-1 to 21-N (N is a natural number) and a battery terminal board 22 to which the battery panel units 21-1 to 21-N are connected. ing.
  • the battery panel units 21-1 to 21-N include a plurality of battery panels 23-1 to 23-M (M is a natural number) connected in parallel to each other, a gateway device 24, and a BMU (Battery Management Unit: battery described later). And a DC power supply device 25 that supplies a DC power supply for operation to a management device) and a CMU (Cell Monitoring Unit).
  • the battery panels 23-1 to 23-M are connected to output power via a high potential power supply line (high potential power supply line) LH and a low potential power supply line (low potential power supply line) LL, respectively.
  • Lines (output power supply lines; bus lines) LHO and LLO are connected to supply power to the power converter 12 that is the main circuit.
  • the battery panel 23-1 is roughly divided into a plurality (for example, 24) of cell modules 31-1 to 31-24 and a plurality of (for example, 24) provided respectively in the cell modules 31-1 to 31-24.
  • Cell modules 31-1 to 31-24, service disconnect 33, current sensor 34, and contactor 35 are connected in series.
  • the cell modules 31-1 to 31-24 form a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series and parallel.
  • a plurality of cell modules 31-1 to 31-24 connected in series constitute an assembled battery group.
  • the battery panel 23-1 includes a BMU 36, and the communication lines of the CMUs 32-1 to 32-24 and the output line of the current sensor 34 are connected to the BMU 36.
  • the BMU 36 controls the entire battery panel 23-1 under the control of the gateway device 24, and based on the communication results (voltage data and temperature data) with the CMUs 32-1 to 32-24 and the detection results of the current sensor 34. Opening / closing control of the contactor 35 is performed.
  • the battery terminal board 22 is configured as a microcomputer for controlling the plurality of panel breakers 41-1 to 41-N provided corresponding to the battery panel units 21-1 to 21-N and the entire storage battery device 11.
  • a master device 42 for controlling the plurality of panel breakers 41-1 to 41-N provided corresponding to the battery panel units 21-1 to 21-N and the entire storage battery device 11.
  • the master device 42 is configured as a control power line 51 and Ethernet (registered trademark) supplied via the UPS (Uninterruptible Power System) 12A of the power conversion device 12 between the power conversion device 12 and the control data. Are connected to a control communication line 52 that exchanges data.
  • UPS Uninterruptible Power System
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a battery capacity estimation device included in the CMU according to the present embodiment.
  • the battery capacity estimation device according to the present embodiment includes a voltage detection unit 101, a current detection unit 102, a temperature detection unit 103, a first SOC estimation unit 104, a second SOC estimation unit 105, It has a no-current time measurement unit 106, an SOC correction unit 107, an SOC output unit 108, an SOC-OCV table storage unit 109, an SOC correction time table storage unit 110, and an SOC correction ratio table storage unit 111.
  • the SOC-OCV table storage unit 109 associates the open voltage OCV of the battery cell included in the assembled battery with the battery capacity SOC (State Of Charge) _V (t) of the battery cell at the open voltage OCV.
  • SOC State Of Charge
  • the SOC correction time table storage unit 110 stores an SOC correction time table including an elapsed time tc until the battery capacity SOC (t) of the battery cell is estimated after the charge / discharge of the battery cell is stopped.
  • the SOC correction time table includes the elapsed time tc, the cell type of the battery cell, the battery capacity SOC_I (t) estimated by the second SOC estimation unit 105 described later, the temperature of the battery cell, and the battery cell.
  • SOH State Of Health
  • the number of corrections is the number of times that the battery capacity SOC (t) is estimated after stopping the charging and discharging of the battery cells.
  • the elapsed time tc associated with the number of corrections equal to or greater than “1” is the time until the battery capacity SOC (t) is estimated for the first time after charging / discharging of the battery cell is stopped (for example, 200 seconds, It is assumed that the battery capacity SOC (t) is set to be estimated every shorter time (example of first time) (for example, 100 seconds, example of second time). For example, when the elapsed time tc associated with the number of corrections: “0” is 200 seconds, the elapsed time tc associated with the number of corrections: “1” is 300 seconds and corresponds to the number of corrections: “2”. The attached elapsed time tc is 400 seconds, and the elapsed time tc associated with the correction count: “3” is 500 seconds.
  • the SOC correction ratio table storage unit 111 calculates the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) when calculating the weighted average of the battery capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t).
  • An SOC correction ratio table indicating the weight (1-r) is stored.
  • the SOC correction ratio table indicates that the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) and the weight (1-r) of the battery capacity SOC_I (t) include the cell type of the battery cell and the battery capacity SOC_I (t ), The temperature of the battery cell, the SOH of the battery cell, and the number of corrections.
  • the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) may be increased as the number of corrections increases. Further, the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) may be increased as the temperature of the battery cell increases.
  • the voltage detection unit 101 detects each cell voltage of a plurality of battery cells (an example of a storage battery) included in the assembled battery as a battery voltage V (t).
  • the current detection unit 102 detects a current value I (t) of a current flowing through each of the plurality of battery cells included in the assembled battery.
  • the temperature detector 103 detects the temperature T (t) of each of the plurality of battery cells included in the assembled battery.
  • the no-current time measurement unit 106 is a measurement unit that measures a time during which no current flows through the battery cell (hereinafter, referred to as a no-current time) after charging / discharging of the battery cell is stopped.
  • the first SOC estimation unit 104 estimates the battery capacity SOC_V (t) of the battery cell based on the battery voltage V (t) of the battery cell detected by the voltage detection unit 101.
  • the first SOC estimation unit 104 uses the battery voltage V (t) of the battery cell detected by the voltage detection unit 101 as the open circuit voltage OCV, and the SOC-OCV table stored in the SOC-OCV table storage unit 109.
  • the battery capacity SOC__V (t) associated with the detected battery voltage V (t) is estimated as the battery capacity of the battery cell.
  • the second SOC estimation unit 105 estimates the battery capacity SOC_I (t) of the battery cell based on the battery cell current value I (t) detected by the current detection unit 102.
  • the second SOC estimation unit 105 uses the current integration method based on the current value I (t) of the battery cell detected by the current detection unit 102, and based on the current value I (t).
  • the capacity obtained by adding the charge / discharge capacity to the estimated battery capacity SOC_I (t) is estimated as the battery capacity SOC_I (t) of the battery cell.
  • the SOC correction unit 107 determines the battery capacity SOC_I (t) estimated by the second SOC estimation unit 105 when the current detection unit 102 determines that the current is detected and the charging / discharging of the battery cell is not stopped. Battery capacity SOC (t). Further, when the SOC correction unit 107 determines that charging / discharging of the battery cell is stopped without detecting the current by the current detection unit 120, the SOC correction unit 107 uses the battery capacity SOC_V (t) estimated by the first SOC estimation unit 104. The battery capacity SOC (t) of the battery cell is estimated. Therefore, in this embodiment, the 1st SOC estimation part 104, the 2nd SOC estimation part 105, and the SOC correction
  • the SOC correction unit 107 determines the battery capacity SOC_V (t that is estimated first after the charging / discharging of the battery cell is stopped. ) Is used to estimate the battery capacity SOC (t), and the battery capacity SOC_V (t) estimated for each time shorter than the time until the battery capacity SOC (t) is estimated first. The capacity SOC (t) is estimated.
  • the SOC correction unit 107 first reads the elapsed time tc associated with the number of corrections in the SOC correction time table stored in the SOC correction time table storage unit 110. Then, the SOC correction unit 107 uses the battery capacity SOC_V (t) estimated based on the battery voltage detected by the voltage detection unit 101 when the non-current time has elapsed the elapsed time tc, so that the battery capacity SOC ( t) is estimated.
  • the elapsed time tc associated with the correction count “1” or more in the SOC correction time table is the battery capacity SOC (t) for the first time after charging / discharging of the battery cell is stopped.
  • the battery capacity SOC (t) is set so as to be estimated every time shorter than the time until the estimation.
  • the SOC correcting unit 107 stops the charging / discharging of the battery cell after first estimating the battery capacity SOC (t) after stopping the charging / discharging of the battery cell.
  • the battery capacity SOC (t) is estimated using the battery capacity SOC_V (t) estimated every time shorter than the time until the battery capacity SOC (t) is estimated for the first time.
  • the SOC correction unit 107 determines that charging / discharging of the battery cell is stopped, the time interval until the battery capacity SOC (t) is first estimated using the battery capacity SOC_V (t), and first, After estimating the battery capacity SOC (t), the time interval for estimating the battery capacity SOC_V (t) can be changed according to the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103. Specifically, the SOC correction unit 107 increases each time interval as the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103 increases. Thereby, when the temperature of the battery cell is high and the battery voltage V (t) of the battery cell quickly returns to the open voltage, the time interval at which the estimation process of the battery capacity SOC (t) is executed may be lengthened. Therefore, the load due to the estimation process of the battery capacity SOC (t) can be reduced.
  • the SOC correction unit 107 estimates the battery capacity SOC_V (t) estimated by the first SOC estimation unit 104 and the second SOC estimation unit 105.
  • the weighted average with the obtained battery capacity SOC_I (t) is estimated as the battery capacity SOC (t) of the battery cell.
  • the battery capacity SOC (t) is estimated taking into account the battery capacity SOC_I (t) until the battery voltage of the battery cell returns to the open voltage after the charge / discharge of the battery cell is stopped.
  • the estimation accuracy of SOC (t) can be improved.
  • the SOC correction unit 107 determines the battery capacity SOC_V (t) in the weighted average of the battery capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) according to the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103.
  • the weight (r) of the battery and the weight (1-r) of the battery capacity SOC_I (t) may be changed.
  • the SOC correcting unit 107 increases the battery capacity SOC_V (t in the weighted average of the battery capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) as the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103 increases. ) Is increased.
  • the SOC correction unit 107 stores the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) and the battery stored in association with the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103 in the SOC correction ratio table.
  • the weight (1-r) of the capacity SOC_I (t) is read out.
  • the SOC correcting unit 107 estimates the battery estimated after the charge / discharge of the battery cell is stopped according to the read weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) and the weight (1-r) of the battery capacity SOC_I (t).
  • a weighted average of the capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) is estimated as the battery capacity SOC (t) of the battery cell.
  • the SOC correcting unit 107 calculates the weighted average of the battery capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) as the battery capacity SOC (t) of the battery cell when charging / discharging of the battery cell is stopped.
  • the battery capacity SOC_V (t) estimated by the first SOC estimation unit 104 may be estimated as the battery capacity SOC (t) as it is.
  • the SOC correcting unit 107 charges the battery cell after estimating the battery capacity SOC_t (t) that is estimated first after the charging / discharging of the battery cell is stopped.
  • the battery capacity SOC_V (t) estimated every time shorter than the time from when the discharge is stopped to when the battery capacity SOC (t) is first estimated is estimated as the battery capacity SOC (t).
  • the SOC correction unit 107 determines that charging / discharging of the battery cell has stopped, the battery capacity SOC (t) is estimated for the first time after stopping charging / discharging of the battery cell.
  • the battery capacity SOC (t) is estimated using the battery capacity SOC_V (t) estimated every time shorter than the time, the present invention is not limited to this.
  • the SOC correction unit 107 calculates a weighted average of the battery capacity SOC_V (t) estimated after the battery cell charging / discharging is stopped and the battery capacity SOC_I (t) estimated after the battery cell charging / discharging is stopped.
  • the SOC correcting unit 107 determines the battery capacity estimated every time from when the charging / discharging of the battery cell is stopped until the battery capacity SOC (t) is first estimated or every time longer than the time. SOC_V (t) may be used.
  • the SOC correction unit 107 determines that charging / discharging of the battery cell has stopped, the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103 is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 0 ° C.). Regardless of whether or not there is, the battery capacity SOC (t) is estimated every time shorter than the time until the battery capacity SOC (t) is estimated for the first time after stopping the charging / discharging of the battery cell. Although the weighted average of the capacity SOC_V (t) and the battery capacity SOC_I (t) is estimated as the battery capacity SOC (t), it is not limited to this.
  • the SOC correction unit 107 first estimates the battery capacity SOC (t) after stopping charging / discharging of the battery cell after stopping charging / discharging of the battery cell.
  • the battery capacity SOC (t) may be estimated every time until it is performed or every time longer than that time, or the battery capacity SOC_V (t) may be estimated as the battery capacity SOC (t) as it is.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in the battery voltage of the battery cell detected by the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of processing timing for estimating the battery capacity by the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • the change in the cell voltage V (t) of the battery cell shown in FIG. 3 indicates the change in the cell voltage when the battery cell is discharged at a low temperature.
  • the battery voltage V (t) of the battery cell does not immediately become OCV after the discharge of the battery cell is stopped, and it takes time (for example, 600 seconds) to reach the OCV. .
  • the battery voltage V (t) of the battery cell tends to increase in the time required to reach the OCV after stopping the discharge as the temperature of the battery cell decreases. Therefore, in order to estimate the battery capacity SOC with high accuracy based on the battery voltage V (t) of the battery cell, the battery voltage V (t) after a sufficient time has elapsed after stopping the discharge of the battery cell. It is necessary to estimate the battery capacity SOC based on
  • the battery capacity estimation device estimates the battery capacity SOC (t) based on the battery voltage V (t) detected every 100 seconds after stopping the discharge of the battery cell, as shown in FIG. It takes about 500 seconds after the discharge of the battery cell is stopped until the battery capacity close to the original battery capacity of the battery cell is estimated. Further, when the battery capacity estimation device estimates the battery capacity SOC (t) based on the battery voltage V (t) detected every 300 seconds after stopping the discharge of the battery cell, as shown in FIG. The battery capacity close to the original battery capacity of the battery cell cannot be estimated even if 500 seconds or more have elapsed after stopping the discharge of the battery cell.
  • the SOC correction unit 107 of the battery capacity estimation apparatus is detected by the voltage detection unit 101 after a first time (for example, 200 seconds) after stopping the discharge of the battery cell, as shown in FIG.
  • the battery capacity SOC (t) is estimated using the battery capacity SOC_V (t) estimated based on the battery voltage V (t).
  • the SOC correcting unit 107 is estimated based on the battery voltage V (t) detected by the voltage detecting unit 101 every second time (for example, 100 seconds) shorter than the first time, as shown in FIG.
  • the battery capacity SOC (t) is estimated using the obtained battery capacity SOC_V (t).
  • the battery capacity SOC (t) close to the original battery capacity can be estimated about 400 seconds after the discharge of the battery cell is stopped. Therefore, even when the temperature of the battery cell is low, the battery The battery capacity SOC (t) of the battery cell can be estimated with high accuracy in a short time after the cell discharge is stopped.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the flow of battery capacity estimation processing in the battery capacity estimation apparatus according to the present embodiment.
  • the SOC correction unit 107 determines whether or not the non-current time measured by the non-current time measurement unit 106 is 0 second (S401). When the SOC correction unit 107 determines that the no-current time is 0 second (S401: Yes), the SOC correction unit 107 sets the number of corrections to “0” (S402). Furthermore, the SOC correction unit 107 estimates the battery capacity SOC_I (t) estimated by the second SOC estimation unit 105 as the battery capacity (t) of the battery cell (S403).
  • the SOC correction unit 107 determines the cell type and temperature of the battery cell from the SOC correction time table stored in the SOC correction time table storage unit 110.
  • the temperature T (t) detected by the detection unit 103, the battery capacity SOC_I (t), the SOH of the battery cell, and the elapsed time tc associated with the number of corrections “0” are acquired (S404).
  • the SOC correcting unit 107 determines whether or not the no-current time measured by the no-current time measuring unit 106 has reached the acquired elapsed time tc (S405).
  • the SOC correction unit 107 estimates the battery capacity SOC (t) estimated last time as the battery capacity SOC (t) of the battery cell. (S406).
  • the SOC correction unit 107 increments the number of corrections (S407).
  • the SOC correction unit 107 determines the cell type of the battery cell, the temperature T (t) detected by the temperature detection unit 103, the battery capacity SOC_I (t from the SOC correction ratio table stored in the SOC correction ratio table storage unit 111. ), The weight (r) of the battery capacity SOC_V (t) and the weight (1-r) of the battery capacity SOC_I (t) associated with the SOH of the battery cell and the number of corrections before the increment are acquired (S408). ).
  • the SOC correction unit 107 stops charging and discharging the battery cells according to the weight (r) of the battery capacity SOC_V (t): 50% and the weight (1-r): 50% of the battery capacity SOC_I (t).
  • the SOC correction unit 107 estimates the calculated weighted average as the battery capacity SOC (t) of the battery cell (S409).
  • the battery capacity estimation device As described above, according to the battery capacity estimation device according to the present embodiment, even when the temperature of the battery cell is low, the battery capacity SOC (t (t ) Can be estimated.
  • the program executed by the battery capacity estimation apparatus of the present embodiment is provided by being incorporated in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like.
  • the program executed by the battery capacity estimation apparatus of the present embodiment is an installable or executable file, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), etc.
  • the information may be provided by being recorded on a recording medium that can be read by the user.
  • the program executed by the battery capacity estimation device of the present embodiment may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. Moreover, you may comprise so that the program run with the battery capacity estimation apparatus of this embodiment may be provided or distributed via networks, such as the internet.
  • the program executed by the battery capacity estimation device of the present embodiment includes the above-described units (first SOC estimation unit 104, second SOC estimation unit 105, no-current time measurement unit 106, SOC correction unit 107, and SOC output unit 108).
  • a CPU Central Processing Unit
  • the first SOC estimation unit 104, The 2SOC estimation unit 105, the no-current time measurement unit 106, the SOC correction unit 107, and the SOC output unit 108 are generated on the main storage device.

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Abstract

実施形態の電池容量推定装置は、電圧検出部と、電流検出部と、推定部と、を備える。電圧検出部は、蓄電池の電池電圧を検出する。電流検出部は、蓄電池に流れる電流を検出する。推定部は、電流検出部により電流が検出されずに蓄電池の充放電が停止したと判断した場合、蓄電池の充放電を停止してから第１時間後に検出される蓄電池の電池電圧に基づいて最初に蓄電池の第１電池容量を推定した後、第１時間より短い第２時間毎に検出される蓄電池の電池電圧に基づいて第１電池容量を推定する。

Description

電池容量推定装置およびプログラム
　本発明の実施形態は、電池容量推定装置およびプログラムに関する。
　蓄電池に残存する電池容量（ＳＯＣ：State　Of　Charge）を推定する方法として、当該蓄電池の開放電圧（ＯＣＶ：Open　Circuit　Voltage）を検出し、当該蓄電池のＯＣＶ－ＳＯＣ特性に基づいて、ＳＯＣを推定する方法がある。蓄電池の開放電圧を用いてＳＯＣを推定する方法は、蓄電池のＳＯＣの絶対値を推定できるため、蓄電池に流れる電流値を用いてＳＯＣを推定する電流積算法により得られたＳＯＣの誤差を補正する目的で使用されることがある。例えば、蓄電池を充放電中は、電流積算法によってＳＯＣを推定し、蓄電池の充放電を行っていない場合は、蓄電池の開放電圧を検出し、当該検出した開放電圧に基づいて、ＳＯＣを補正する。
国際公開第２０１３／１４１１００号
　ところで、蓄電池の充放電中における当該蓄電池の電池電圧（ＣＣＶ：Closed　Circuit　Voltage）は、当該蓄電池のＳＯＣが同じであっても、当該蓄電池に流れる電流によって変換するため、ＣＣＶをＯＣＶとみなして、ＯＣＶ－ＳＯＣ特性に基づいて、ＳＯＣを推定すると、ＳＯＣの推定精度が下がる。また、蓄電池に流れる電流を止めた直後の蓄電池の電池電圧は、直ちにＯＣＶに収束せず、ＯＣＶに収束するまでに時間を要する。さらに、蓄電池に流れる電流を止めた後に蓄電池の電池電圧がＯＣＶに収束するまでの時間は、蓄電池の温度が低いほど長くなる傾向がある。したがって、ＯＣＶを用いたＳＯＣの推定精度を上げるためには、蓄電池に流れる電流が停止してから、十分な時間が経過した後に検出したＯＣＶを用いてＳＯＣを推定する必要があるが、蓄電池を充放電後のＳＯＣをできるだけ早く補正して、ＳＯＣの誤差を解消することが求められている。
　実施形態の電池容量推定装置は、電圧検出部と、電流検出部と、推定部と、を備える。電圧検出部は、蓄電池の電池電圧を検出する。電流検出部は、蓄電池に流れる電流を検出する。推定部は、電流検出部により電流が検出されずに蓄電池の充放電が停止したと判断した場合、蓄電池の充放電を停止してから第１時間後に検出される蓄電池の電池電圧に基づいて最初に蓄電池の第１電池容量を推定した後、第１時間より短い第２時間毎に検出される蓄電池の電池電圧に基づいて第１電池容量を推定する。
図１は、本実施形態にかかる蓄電池システムの概要構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態にかかる電池容量推定装置の構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態にかかる電池容量推定装置によって検出される電池セルの電池電圧の変化の一例を示す図である。 図４は、本実施形態にかかる電池容量推定装置によって電池容量を推定する処理のタイミングの一例を示す図である。 図５は、本実施形態にかかる電池容量推定装置における電池容量の推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる電池容量推定装置およびプログラムを適用した蓄電池システムについて説明する。
　図１は、本実施形態にかかる蓄電池システムの概要構成の一例を示す図である。蓄電池システム３は、大別すると、電力を蓄える蓄電池装置１１と、蓄電池装置１１から供給された直流電力を所望の電力品質を有する交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置（ＰＣＳ：Power　Conditioning　System）１２と、を備えている。
　蓄電池装置１１は、大別すると、複数の電池盤ユニット２１－１～２１－Ｎ（Ｎは自然数）と、電池盤ユニット２１－１～２１－Ｎが接続された電池端子盤２２と、を備えている。電池盤ユニット２１－１～２１－Ｎは、互いに並列に接続された複数の電池盤２３－１～２３－Ｍ（Ｍは自然数）と、ゲートウェイ装置２４と、後述のＢＭＵ（Battery　Management　Unit：電池管理装置）およびＣＭＵ（Cell　Monitoring　Unit：セル監視装置）に動作用の直流電源を供給する直流電源装置２５と、を備えている。
　ここで、電池ユニットの構成について説明する。電池盤２３－１～２３－Ｍは、それぞれ、高電位側電源供給ライン（高電位側電源供給線）ＬＨおよび低電位側電源供給ライン（低電位側電源供給線）ＬＬを介して、出力電源ライン（出力電源線；母線）ＬＨＯ、ＬＬＯに接続され、主回路である電力変換装置１２に電力を供給している。
　電池盤２３－１～２３－Ｍは、同一構成であるので、電池盤２３－１を例として説明する。電池盤２３－１は、大別すると、複数（例えばは、２４個）のセルモジュール３１－１～３１－２４と、セルモジュール３１－１～３１－２４にそれぞれ設けられた複数（例えば、２４個）のＣＭＵ３２－１～３２－２４と、セルモジュール３１－１２とセルモジュール３１－１３との間に設けられたサービスディスコネクト３３と、電流センサ３４と、コンタクタ３５と、を備え、複数のセルモジュール３１－１～３１－２４、サービスディスコネクト３３、電流センサ３４およびコンタクタ３５は、直列に接続されている。
　ここで、セルモジュール３１－１～３１－２４は、電池セルを複数、直並列に接続されて組電池を構成している。そして、複数の直列接続されたセルモジュール３１－１～３１－２４で組電池群を構成している。
　さらに電池盤２３－１は、ＢＭＵ３６を備え、各ＣＭＵ３２－１～３２－２４の通信ライン、電流センサ３４の出力ラインは、ＢＭＵ３６に接続されている。ＢＭＵ３６は、ゲートウェイ装置２４の制御下で、電池盤２３－１全体を制御し、各ＣＭＵ３２－１～３２－２４との通信結果（電圧データおよび温度データ）および電流センサ３４の検出結果に基づいてコンタクタ３５の開閉制御を行う。
　次に電池端子盤の構成について説明する。電池端子盤２２は、電池盤ユニット２１－１～２１－Ｎに対応させて設けられた複数の盤遮断器４１－１～４１－Ｎと、蓄電池装置１１全体を制御するマイクロコンピュータとして構成されたマスタ（Master）装置４２と、を備えている。
　マスタ装置４２には、電力変換装置１２との間に、電力変換装置１２のＵＰＳ（Uninterruptible　Power　System）１２Ａを介して供給される制御電源線５１と、イーサネット（登録商標）として構成され、制御データのやりとりを行う制御通信線５２と、が接続されている。
　図２は、本実施形態にかかるＣＭＵが有する電池容量推定装置の構成の一例を示す図である。図２に示すように、本実施形態にかかる電池容量推定装置は、電圧検出部１０１と、電流検出部１０２と、温度検出部１０３と、第１ＳＯＣ推定部１０４と、第２ＳＯＣ推定部１０５と、無電流時間計測部１０６と、ＳＯＣ補正部１０７と、ＳＯＣ出力部１０８と、ＳＯＣ－ＯＣＶテーブル記憶部１０９と、ＳＯＣ補正時間テーブル記憶部１１０と、ＳＯＣ補正比率テーブル記憶部１１１と、を有する。
　ＳＯＣ－ＯＣＶテーブル記憶部１０９は、組電池が含む電池セルの開放電圧ＯＣＶと、当該開放電圧ＯＣＶの際の電池セルの電池容量ＳＯＣ（State　Of　Charge）＿Ｖ（ｔ）とを対応付けるＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを記憶する。
　ＳＯＣ補正時間テーブル記憶部１１０は、電池セルの充放電を停止した後に電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定するまでの経過時間ｔｃを含むＳＯＣ補正時間テーブルを記憶する。本実施形態では、ＳＯＣ補正時間テーブルは、経過時間ｔｃを、電池セルのセル種別と、後述する第２ＳＯＣ推定部１０５により推定される電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）と、電池セルの温度と、電池セルのＳＯＨ（State　Of　Health）と、補正回数と、に対応付けられている。ここで、補正回数は、電池セルの充放電を停止した後、電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した回数である。
　そして、補正回数が「１」以上と対応付けられた経過時間ｔｃは、電池セルの充放電が停止された後に最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間（例えば、２００秒、第１時間の一例）より短い時間（例えば、１００秒、第２時間の一例）毎に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるように設定されているものとする。例えば、補正回数：「０」と対応付けられた経過時間ｔｃが２００秒である場合、補正回数：「１」と対応付けられた経過時間ｔｃは３００秒となり、補正回数：「２」と対応付けられた経過時間ｔｃは４００秒となり、補正回数：「３」と対応付けられた経過時間ｔｃは５００秒となる。
　ＳＯＣ補正比率テーブル記憶部１１１は、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の加重平均を算出する場合における、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）および電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）を示すＳＯＣ補正比率テーブルを記憶する。本実施形態では、ＳＯＣ補正比率テーブルは、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）および電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）が、電池セルのセル種別と、電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）と、電池セルの温度と、電池セルのＳＯＨと、補正回数と、に対応付けられている。電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）を、補正回数が増えるに従って、大きくしても良い。また、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）を、電池セルの温度が高くになるに従って、大きくしても良い。
　電圧検出部１０１は、組電池が含む複数の電池セル（蓄電池の一例）それぞれのセル電圧を電池電圧Ｖ（ｔ）として検出する。電流検出部１０２は、組電池が含む複数の電池セルそれぞれに流れる電流の電流値Ｉ（ｔ）を検出する。温度検出部１０３は、組電池が含む複数の電池セルそれぞれの温度Ｔ（ｔ）を検出する。無電流時間計測部１０６は、電池セルの充放電を停止した後、電池セルに電流が流れていない時間（以下、無電流時間と言う）を計測する計測部である。
　第１ＳＯＣ推定部１０４は、電圧検出部１０１により検出される電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて、電池セルの電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を推定する。本実施形態では、第１ＳＯＣ推定部１０４は、電圧検出部１０１により検出された電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）を開放電圧ＯＣＶとして、ＳＯＣ－ＯＣＶテーブル記憶部１０９に記憶されたＳＯＣ－ＯＣＶテーブルにおいて、検出した電池電圧Ｖ（ｔ）と対応付けられた電池容量ＳＯＣ＿＿Ｖ（ｔ）を、電池セルの電池容量と推定する。
　第２ＳＯＣ推定部１０５は、電流検出部１０２により検出される電池セルの電流値Ｉ（ｔ）に基づいて、電池セルの電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）を推定する。本実施形態では、第２ＳＯＣ推定部１０５は、電流検出部１０２により検出された電池セルの電流値Ｉ（ｔ）に基づいて、電流積算法を用いて、電流値Ｉ（ｔ）に基づいて前回推定した電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）に対して、充放電容量を加算した容量を、電池セルの電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）と推定する。
　ＳＯＣ補正部１０７は、電流検出部１０２により電流が検出されて電池セルの充放電が停止されていないと判断した場合、第２ＳＯＣ推定部１０５により推定される電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する。また、ＳＯＣ補正部１０７は、電流検出部１２０により電流が検出されずに電池セルの充放電が停止されたと判断した場合、第１ＳＯＣ推定部１０４により推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。よって、本実施形態では、第１ＳＯＣ推定部１０４、第２ＳＯＣ推定部１０５、およびＳＯＣ補正部１０７が推定部の一例として機能する。
　電流検出部１２０により電流が検出されずに電池セルの充放電が停止されたと判断した場合、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電が停止されてから最初に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した後は、最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて、電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。
　本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、まず、ＳＯＣ補正時間テーブル記憶部１１０に記憶されたＳＯＣ補正時間テーブルにおいて、補正回数と対応付けられた経過時間ｔｃを読み出す。そして、ＳＯＣ補正部１０７は、無電流時間が経過時間ｔｃを経過した際に電圧検出部１０１により検出された電池電圧に基づいて推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて、電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。
　本実施形態では、上述したように、ＳＯＣ補正時間テーブルにおいて補正回数が「１」以上と対応付けられた経過時間ｔｃは、電池セルの充放電が停止されてから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるように設定されている。これにより、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電が停止した場合、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した後は、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて、電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。
　また、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電を停止したと判断した場合に、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定するまでの時間間隔、および最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した以降に電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を推定する時間間隔を、温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）に応じて変更することも可能である。具体的には、ＳＯＣ補正部１０７は、温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）が高くなるに従い、各時間間隔を長くする。これにより、電池セルの温度が高く、電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）が早くに開放電圧に戻る場合には、電池容量ＳＯＣ（ｔ）の推定処理が実行される時間間隔を長くすることができるので、電池容量ＳＯＣ（ｔ）の推定処理による負荷を軽減できる。
　電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する場合、ＳＯＣ補正部１０７は、第１ＳＯＣ推定部１０４により推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と、第２ＳＯＣ推定部１０５により推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）との加重平均を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する。これにより、電池セルの充放電を停止した後、電池セルの電池電圧が開放電圧に戻るまでは、電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）を加味して電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるので、電池容量ＳＯＣ（ｔ）の推定精度を向上させることができる。
　その際、ＳＯＣ補正部１０７は、温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）に応じて、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の加重平均における、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）および電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）を変更しても良い。具体的には、ＳＯＣ補正部１０７は、温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）が上がるに従い、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の加重平均における電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）を大きくする。
　本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、ＳＯＣ補正比率テーブルにおいて温度検出部１０３により検出された温度Ｔ（ｔ）と対応付けて記憶された、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）を読み出す。そして、ＳＯＣ補正部１０７は、読み出した電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）に従って、電池セルの充放電が停止した後に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）との加重平均を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する。
　本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電が停止された場合、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の加重平均を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定しているが、電池セルの充放電が停止された場合、第１ＳＯＣ推定部１０４により推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を、そのまま、電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定しても良い。ただし、この場合も、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電を停止してから最初に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定した後は、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を、電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する。
　また、本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電が停止したと判断した場合、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて、電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定しているが、これに限定するものではない。例えば、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電停止後に推定される電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と、電池セルの充放電停止後に推定される電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）との加重平均を電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定し、かつ温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）に応じて、当該加重平均における、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）および電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）を変更するものであれば良い。この場合には、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間毎または当該時間より長い時間毎に推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いても良い。
　また、本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、電池セルの充放電が停止したと判断した場合、温度検出部１０３により検出される温度Ｔ（ｔ）が所定温度（例えば、０℃）以下であるか否かに関わらず、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間より短い時間毎に電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定したり、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の加重平均を電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定したりしているが、これに限定するものではない。例えば、ＳＯＣ補正部１０７は、温度Ｔ（ｔ）が所定温度より高い場合には、電池セルの充放電停止後、電池セルの充放電を停止してから最初に電池容量ＳＯＣ（ｔ）が推定されるまでの時間毎または当該時間より長い時間毎に電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定したり、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）をそのまま電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定したりしても良い。
　次に、図３および図４を用いて、電池セルの放電を停止した後における、電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）の変化および電池セルの電池容量の変化について説明する。図３は、本実施形態にかかる電池容量推定装置によって検出される電池セルの電池電圧の変化の一例を示す図である。図４は、本実施形態にかかる電池容量推定装置によって電池容量を推定する処理のタイミングの一例を示す図である。
　図３に示す電池セルのセル電圧Ｖ（ｔ）の変化は、電池セルを低温下において放電した場合のセル電圧の変化を示している。図３に示すように、電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）は、電池セルの放電を停止した後、直ちに、ＯＣＶにはならず、ＯＣＶに到達するまでに時間（例えば、６００秒）を要する。そして、電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）は、当該電池セルの温度が低くなるに従い、放電を停止した後にＯＣＶに到達するまでに要する時間が長くなる傾向にある。したがって、電池セルの電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて電池容量ＳＯＣを高精度に推定するためには、電池セルの放電を停止した後、十分な時間が経過した後の電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて電池容量ＳＯＣを推定する必要がある。
　例えば、電池容量推定装置は、電池セルの放電を停止した後、１００秒毎に検出された電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した場合、図４に示すように、電池セルの本来の電池容量に近い電池容量が推定されるまで、電池セルの放電を停止してから、約５００秒かかる。また、電池容量推定装置は、電池セルの放電を停止した後、３００秒毎に検出された電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定した場合、図４に示すように、電池セルの放電を停止してから、５００秒以上経過しても、電池セルの本来の電池容量に近い電池容量を推定することができない。
　そこで、本実施形態にかかる電池容量推定装置のＳＯＣ補正部１０７は、図４に示すように、電池セルの放電を停止してから第１時間（例えば、２００秒）後に電圧検出部１０１により検出された電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。その後、ＳＯＣ補正部１０７は、図４に示すように、第１時間より短い第２時間（例えば、１００秒）毎に電圧検出部１０１により検出された電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）を用いて電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定する。これにより、電池セルの放電を停止してから約４００秒後には、電池セル本来の電池容量に近い電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定することができるので、電池セルの温度が低い場合でも、電池セルの放電を停止してから短時間かつ高精度に電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定することができる。
　次に、図５を用いて、本実施形態にかかる電池容量推定装置における電池容量ＳＯＣ（ｔ）の推定処理の流れの一例について説明する。図５は、本実施形態にかかる電池容量推定装置における電池容量の推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　本実施形態では、ＳＯＣ補正部１０７は、無電流時間計測部１０６により計測される無電流時間が０秒であるか否かを判断する（Ｓ４０１）。ＳＯＣ補正部１０７は、無電流時間が０秒であると判断した場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、補正回数を「０」に設定する（Ｓ４０２）。さらに、ＳＯＣ補正部１０７は、第２ＳＯＣ推定部１０５により推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）を、電池セルの電池容量（ｔ）と推定する（Ｓ４０３）。
　また、無電流時間が０秒でないと判断された場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、ＳＯＣ補正部１０７は、ＳＯＣ補正時間テーブル記憶部１１０に記憶されたＳＯＣ補正時間テーブルから、電池セルのセル種別、温度検出部１０３により検出された温度Ｔ（ｔ）、電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）、当該電池セルのＳＯＨ、および補正回数：「０」と対応付けられた経過時間ｔｃを取得する（Ｓ４０４）。
　次いで、ＳＯＣ補正部１０７は、無電流時間計測部１０６により計測された無電流時間が、取得した経過時間ｔｃに達しているか否かを判断する（Ｓ４０５）。無電流計測時間が、取得した経過時間ｔｃに達していない場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、ＳＯＣ補正部１０７は、前回推定した電池容量ＳＯＣ（ｔ）を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する（Ｓ４０６）。一方、無電流計測時間が、取得した経過時間ｔｃに達している場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、ＳＯＣ補正部１０７は、補正回数をインクリメントする（Ｓ４０７）。さらに、ＳＯＣ補正部１０７は、ＳＯＣ補正比率テーブル記憶部１１１に記憶されたＳＯＣ補正比率テーブルから、電池セルのセル種別、温度検出部１０３により検出された温度Ｔ（ｔ）、電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）、当該電池セルのＳＯＨ、およびインクリメント前の補正回数と対応付けられた、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）を取得する（Ｓ４０８）。
　その後、ＳＯＣ補正部１０７は、電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）の重み（ｒ）：５０％と電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）の重み（１－ｒ）：５０％に従って、電池セルの充放電を停止してから経過時間ｔｃ後に検出された電池電圧Ｖ（ｔ）に基づいて推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｖ（ｔ）と、電池セルの充放電を停止してから経過時間ｔｃ後に検出された電流値Ｉ（ｔ）に基づいて推定された電池容量ＳＯＣ＿Ｉ（ｔ）との加重平均を算出する（Ｓ４０９）。そして、ＳＯＣ補正部１０７は、算出した加重平均を、電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）と推定する（Ｓ４０９）。
　このように、本実施形態にかかる電池容量推定装置によれば、電池セルの温度が低い場合でも、電池セルの充放電を停止してから短時間かつ高精度に電池セルの電池容量ＳＯＣ（ｔ）を推定することができる。
　なお、本実施形態の電池容量推定装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の電池容量推定装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
　さらに、本実施形態の電池容量推定装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の電池容量推定装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
　本実施形態の電池容量推定装置で実行されるプログラムは、上述した各部（第１ＳＯＣ推定部１０４、第２ＳＯＣ推定部１０５、無電流時間計測部１０６、ＳＯＣ補正部１０７、およびＳＯＣ出力部１０８）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central　Processing　Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、第１ＳＯＣ推定部１０４、第２ＳＯＣ推定部１０５、無電流時間計測部１０６、ＳＯＣ補正部１０７、およびＳＯＣ出力部１０８が主記憶装置上に生成されるようになっている。
　本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (7)

  1. 　蓄電池の電池電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記蓄電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部により電流が検出されずに前記蓄電池の充放電が停止したと判断した場合、前記蓄電池の充放電を停止してから第１時間後に検出される前記蓄電池の電池電圧に基づいて最初に前記蓄電池の第１電池容量を推定した後、前記第１時間より短い第２時間毎に検出される前記蓄電池の電池電圧に基づいて前記第１電池容量を推定する推定部と、
    　を備えた電池容量推定装置。
  2. 　前記蓄電池に流れる電流値を検出する電流検出部を備え、
    　前記推定部は、前記第１電池容量と、前記蓄電池の充放電の停止後に前記電流検出部により検出される電流値に基づく前記蓄電池の第２電池容量との加重平均を、前記蓄電池の電池容量と推定する請求項１に記載の電池容量推定装置。
  3. 　前記蓄電池の周囲の温度を検出する温度検出部を備え、
    　前記推定部は、前記温度検出部により検出された温度に応じて、前記加重平均における、前記第１電池容量および前記第２電池容量に対する重みを変更する請求項２に記載の電池容量推定装置。
  4. 　前記推定部は、前記温度検出部により検出される温度が上がるに従い、前記加重平均における、前記第１電池容量に対する重みを大きくする請求項３に記載の電池容量推定装置。
  5. 　蓄電池の電池電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記蓄電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、
    　前記電流検出部により電流が検出されずに前記蓄電池の充放電が停止したと判断した場合、前記蓄電池の充放電の停止後に検出される前記蓄電池の電池電圧に基づく前記蓄電池の第１電池容量と、前記蓄電池の充放電の停止後に前記電流検出部により検出される電流に基づく前記蓄電池の第２電池容量との加重平均を、前記蓄電池の電池容量と推定し、かつ前記温度検出部により検出される温度に応じて、前記加重平均における、前記第１電池容量および前記第２電池容量に対する重みを変更する推定部と、
    　を備えた電池容量推定装置。
  6. 　前記推定部は、前記温度検出部により検出される温度が上がるに従い、前記加重平均における、前記第１電池容量に対する重みを大きくする請求項５に記載の電池容量推定装置。
  7. 　コンピュータを、
    　蓄電池に流れる電流が検出されずに蓄電池の充放電が停止したと判断した場合、前記蓄電池の充放電を停止してから第１時間後に検出される前記蓄電池の電池電圧に基づいて最初に前記蓄電池の第１電池容量を推定した後、前記第１時間より短い第２時間毎に検出される前記蓄電池の電池電圧に基づいて前記第１電池容量を推定する推定部、
    　として機能させるためのプログラム。
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