WO2017183241A1 - 充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法 - Google Patents

充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法 Download PDF

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裕章 武智
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Definitions

  • the present invention relates to a charge amount calculation device, a computer program, and a charge amount calculation method.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2016-082913, Japanese Application No. 2016-082914, and Japanese Application No. 2016-082915 filed on Apr. 18, 2016, and is described in the aforementioned Japanese application. All described contents are incorporated.
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • EV Electric Vehicle
  • SOC amount of charge
  • the charge / discharge current of the secondary battery is detected to calculate the current integrated value, and the first charge amount is calculated based on the calculated current integrated value. Then, the second charge amount is calculated based on the voltage of the secondary battery when there is no load, and the second charge is performed when the difference between the first charge amount and the second charge amount is equal to or greater than a predetermined value.
  • a charge amount calculation method for correcting the first charge amount based on the amount is disclosed (see Patent Document 1).
  • a charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates a charge amount of a secondary battery, a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current acquisition that acquires a current of the secondary battery.
  • a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquired by the current acquisition unit
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on an equivalent circuit model of the secondary battery, and a determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied, the determination unit If it is determined that the predetermined condition is not satisfied, the first charge amount is set as the charge amount of the secondary battery. If the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied, the second charge amount is determined as the secondary battery amount. The amount of charge of the battery.
  • a charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates a charge amount of a secondary battery, a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current acquisition that acquires a current of the secondary battery.
  • a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquired by the current acquisition unit
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on an equivalent circuit model of the secondary battery, and switching between charging and discharging of the secondary battery based on the current acquired by the current acquisition unit
  • a switching determination unit that determines whether or not there is a charge / discharge when the switching determination unit determines that there is no charge / discharge switching, the charge amount of the secondary battery is set as the first charge amount, and the charge / discharge is performed by the switch determination unit. When it is determined that there has been switching, the second charge amount is The amount of charge of the next battery.
  • a charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates a charge amount of a secondary battery, a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current acquisition that acquires a current of the secondary battery.
  • a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquired by the current acquisition unit
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on an equivalent circuit model of the secondary battery, a first charge amount calculated by the first calculation unit, and a calculation by the second calculation unit
  • a charge amount difference calculation unit that calculates a charge amount difference of the second charge amount, a condition determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit, When it is determined that the predetermined condition is satisfied by the condition determination unit, based on the second charge amount And a correcting section that corrects the first charge amount.
  • a computer program of the present disclosure is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer including a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current of the secondary battery. Based on the acquired current acquisition unit, the first calculation unit that integrates the acquired current to calculate the first charge amount of the secondary battery, the acquired voltage, current, and the equivalent circuit model of the secondary battery, When the second calculation unit that calculates the second charge amount of the secondary battery and the determination unit that determines whether or not the predetermined condition is satisfied are determined and it is determined that the predetermined condition is not satisfied, the first charge amount Is the amount of charge of the secondary battery, and when it is determined that the predetermined condition is satisfied, the second amount of charge is processed as the amount of charge of the secondary battery.
  • a computer program of the present disclosure is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer including a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current of the secondary battery.
  • the first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the acquired current, the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery It functions as a second calculation unit that calculates the second charge amount of the secondary battery and a switching determination unit that determines whether or not the secondary battery is charged / discharged based on the acquired current, and there is no charge / discharge switching. If it is determined that the first charge amount is the charge amount of the secondary battery, and if it is determined that charging / discharging has been switched, the second charge amount is processed as the charge amount of the secondary battery.
  • a computer program of the present disclosure is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer including a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery, and a current of the secondary battery. Based on the acquired current acquisition unit, the first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the acquired current, the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery Based on the second calculation unit that calculates the second charge amount of the secondary battery, the charge amount difference calculation unit that calculates the charge amount difference between the calculated first charge amount and the second charge amount, and the calculated charge amount difference A condition determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied and a correction unit that corrects the first charge amount based on the second charge amount when it is determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the charge amount calculation method of the present disclosure is a charge amount calculation method for calculating a charge amount of a secondary battery, wherein a voltage acquisition unit acquires a voltage of the secondary battery, and a current acquisition unit acquires a current of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by accumulating the acquired current and calculating the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the determination unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied, and when it is determined that the predetermined condition is not satisfied, the first charge amount is calculated as the second charge amount.
  • the second charge amount is set as the charge amount of the secondary battery.
  • the charge amount calculation method of the present disclosure is a charge amount calculation method for calculating a charge amount of a secondary battery, wherein a voltage acquisition unit acquires a voltage of the secondary battery, and a current acquisition unit acquires a current of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by accumulating the acquired current and calculating the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the battery, and the switching determination unit determines whether or not the secondary battery is switched between charging and discharging based on the acquired current, and is determined that there is no switching between charging and discharging.
  • the first charge amount is set as the charge amount of the secondary battery, and when it is determined that charging / discharging is switched, the second charge amount is set as the charge amount of the secondary battery.
  • the charge amount calculation method of the present disclosure is a charge amount calculation device that calculates the charge amount of a secondary battery, wherein the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current acquisition unit acquires the current of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by accumulating the acquired current and calculating the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the battery
  • the charge amount difference calculation unit calculates the charge amount difference between the calculated first charge amount and the second charge amount, and based on the calculated charge amount difference
  • the condition determination unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied, and when it is determined that the predetermined condition is satisfied, the correction unit corrects the first charge amount based on the second charge amount.
  • a charge amount calculation device capable of accurately calculating the charge amount of the secondary battery even when a charge / discharge current flows through the secondary battery, a computer program for realizing the charge amount calculation device, and a charge amount calculation It aims to provide a method.
  • the charge amount of the secondary battery can be accurately calculated even when a charge / discharge current flows through the secondary battery.
  • the charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates a charge amount of a secondary battery, and acquires a voltage of a secondary battery and a current of the secondary battery.
  • a current acquisition unit a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquisition unit
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on the acquired current and an equivalent circuit model of the secondary battery, and a determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied, When the determination unit determines that the predetermined condition is not satisfied, the first charge amount is set as the charge amount of the secondary battery, and when the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied, the second charge amount is It is set as the charge amount of the said secondary battery.
  • a computer program is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer acquiring a voltage of a secondary battery, and the secondary battery.
  • a current acquisition unit that acquires the current of the first
  • a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the acquired current, and the acquired voltage, current, and equivalent circuit model of the secondary battery
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on the second calculation unit, and a determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied, and when it is determined that the predetermined condition is not satisfied, When it is determined that one charge amount is the charge amount of the secondary battery and the predetermined condition is satisfied, the second charge amount is processed as the charge amount of the secondary battery.
  • the charge amount calculation method is a charge amount calculation method for calculating the charge amount of a secondary battery, in which a voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current of the secondary battery is the current.
  • the acquisition unit acquires, integrates the acquired current, and the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery, and based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery
  • the determination unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied, and when it is determined that the predetermined condition is not satisfied, the first charge amount Is the charge amount of the secondary battery, and when it is determined that the predetermined condition is satisfied, the second charge amount is the charge amount of the secondary battery.
  • the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current acquisition unit acquires the current (including charging current and discharging current) of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by a current value error that gradually increases in the process of integrating the current.
  • the equivalent circuit model is an equivalent circuit representing the impedance of the secondary battery, and can be represented by, for example, an impedance constituted by a combination of a voltage source having an open circuit voltage OCV, a resistor, a parallel circuit of a resistor and a capacitor, and the like.
  • the voltage and current are values when the secondary battery is charged or discharged, and the secondary battery is not in a no-load state.
  • the determination unit determines whether or not a predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition can be, for example, a condition indicating whether or not the current integration error exceeds an allowable range. That is, when the current integration error exceeds the allowable range, it can be determined that the predetermined condition is satisfied, and when it does not exceed the allowable range, it can be determined that the predetermined condition is not satisfied.
  • the first charge amount is set as the charge amount of the secondary battery
  • the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied
  • the second charge amount is set to the charge amount of the secondary battery in order to correct the first charge amount (the first charge amount is replaced with the second charge amount).
  • the first charge amount based on the current integration is set as the charge amount, and when the current integration error exceeds the allowable range, the current integration is not affected.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model can be used as the charge amount, and the charge amount of the secondary battery can be accurately calculated even when the charge / discharge current flows through the secondary battery.
  • the charge amount calculation apparatus determines that the predetermined condition is not satisfied when the time for integrating the current of the secondary battery is less than a predetermined integration time.
  • the determination unit determines that the predetermined condition is not satisfied when the time for integrating the current of the secondary battery is less than the predetermined integration time.
  • the predetermined integration time is determined when the current of the secondary battery is detected by the current sensor at a predetermined sampling period and the current integration is performed. It can be the time considered to exceed.
  • the starting point of the predetermined integration time is, for example, the time when the secondary battery is energized or the most recent (previous) correction time when the first charge amount is corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount. It can be.
  • the first charge amount based on current integration can be used more accurately than the accuracy of the second charge amount based on the equivalent circuit model. Therefore, the charge amount of the secondary battery can be calculated with high accuracy.
  • the charge amount calculation apparatus includes a switching determination unit that determines whether charging / discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit. When the time for integrating the current of the secondary battery is equal to or longer than the integration time, it is determined whether or not the predetermined condition is satisfied according to the presence or absence of switching determined by the switching determination unit.
  • the switching determination unit determines whether charging / discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the determination unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied according to whether or not the charge / discharge switching determined by the switching determination unit is performed. For example, when the switching determination unit determines that charging / discharging has been switched, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the internal impedance of the secondary battery is reset once, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high. Therefore, when the current integration error exceeds the allowable range and the charge / discharge of the secondary battery is switched, the equivalent circuit model has a higher accuracy than the accuracy of the first charge amount based on the current integration. Since the second charge amount can be used, the charge amount of the secondary battery can be calculated with high accuracy.
  • the second calculation unit determines that there is charge / discharge switching by the switching determination unit, the voltage acquisition unit after a predetermined time has elapsed since the charge / discharge switching time point.
  • the second charge amount of the secondary battery is calculated based on the voltage acquired in step 1 and the current acquired by the current acquisition unit.
  • the second calculation unit is based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit after elapse of a predetermined time from the charging / discharging switching time. A second charge amount of the secondary battery is calculated. Since the impedance of the secondary battery is stabilized according to the energization time after switching between charge and discharge and the influence of overvoltage can be reduced, the accuracy of the second charge amount based on the equivalent circuit model can be increased.
  • the charge amount calculation device has the first charge amount calculated by the first calculation unit and the second charge amount calculated by the second calculation unit as the charge amount of the secondary battery.
  • a unit for calculating a unit time error amount per unit time of the charge amount based on the charge amount difference calculation unit calculating the charge amount difference of the second charge amount and the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit A time error amount calculation unit, wherein the determination unit is based on the elapsed time from the time when the second charge amount calculated by the second calculation unit is the charge amount of the secondary battery and the unit time error amount. It is determined whether or not the predetermined condition is satisfied.
  • the unit time error amount calculation unit calculates a unit time error amount per unit time of the charge amount based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit.
  • the unit time error amount is ⁇ Et and the capacity ⁇ EAh corresponding to the charge amount difference ⁇ SOC is Te
  • ⁇ EAh FCC ⁇ ⁇ SOC / 100. That is, the capacity ⁇ EAh is obtained by converting the charge amount difference ⁇ SOC in units of% into Ah units.
  • the determination unit is predetermined based on the elapsed time and the unit time error amount from the time when the second charge amount calculated by the second calculation unit is the charge amount of the secondary battery (that is, the most recent correction time point of the charge amount). It is determined whether or not the condition is satisfied. For example, when the unit time error amount ⁇ Et ⁇ the elapsed time t is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the predetermined condition is satisfied, assuming that the error amount ( ⁇ Et ⁇ t) is equal to or greater than the predetermined value. Accordingly, it is possible to determine whether or not to correct the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the most recently obtained charge amount difference ⁇ SOC.
  • the charge amount calculation device has the first charge amount calculated by the first calculation unit and the second charge amount calculated by the second calculation unit as the charge amount of the secondary battery.
  • a unit for calculating a unit capacity error amount per unit capacity of the charge amount based on the charge amount difference calculation unit for calculating the charge amount difference of the second charge amount and the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit A capacity error amount calculation unit, and the determination unit includes the charge / discharge capacity of the secondary battery and the unit after the time when the second charge amount calculated by the second calculation unit is the charge amount of the secondary battery. It is determined whether or not the predetermined condition is satisfied based on a capacity error amount.
  • the unit capacity error amount calculation unit calculates a unit capacity error amount per unit capacity of the charge amount based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit.
  • ⁇ Ec ⁇ EAh / Ce.
  • the full charge capacity of the secondary battery is FCC
  • ⁇ EAh FCC ⁇ ⁇ SOC / 100. That is, the capacity ⁇ EAh is obtained by converting the charge amount difference ⁇ SOC in units of% into Ah units.
  • the determination unit determines the secondary battery charge / discharge capacity and unit capacity error amount after the time point when the second charge amount calculated by the second calculation unit is the charge amount of the secondary battery (that is, the most recent correction time point of the charge amount). Based on the above, it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied. For example, when the unit capacity error amount ⁇ Ec ⁇ charge / discharge capacity c (the absolute value of the charge / discharge capacity after the most recent correction time of the charge amount) is equal to or greater than a predetermined value, the error amount ( ⁇ Ec ⁇ c) is equal to or greater than the predetermined value. It can be determined that the predetermined condition is satisfied. Accordingly, it is possible to determine whether or not to correct the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the most recently obtained charge amount difference ⁇ SOC.
  • the charge amount calculation device calculates the open-circuit voltage of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and an equivalent circuit model of the secondary battery.
  • An open-circuit voltage calculation unit that performs the open-circuit voltage calculated by the open-circuit voltage calculation unit and a correspondence relationship between the open-circuit voltage of the secondary battery and the charge amount. 2 Calculate the amount of charge.
  • the overvoltage is also positive during charging and negative during discharging.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the open circuit voltage OCV calculated by the open circuit voltage calculation unit and the correspondence relationship between the open voltage of the secondary battery and the charge amount.
  • the correspondence relationship between the open-circuit voltage OCV and the charge amount SOC of the secondary battery may be stored in advance in the storage unit, or may be configured to calculate the correspondence relationship using an arithmetic circuit. Thereby, it is not necessary to detect the voltage of the secondary battery at the time of no load, and the second charge amount for correcting the first charge amount based on the current integration even when the charge / discharge current flows through the secondary battery. Can be calculated.
  • the charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates the charge amount of a secondary battery, and acquires a voltage of a secondary battery and a current of the secondary battery.
  • a current acquisition unit a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquisition unit
  • a second calculation unit for calculating a second charge amount of the secondary battery based on the acquired current and an equivalent circuit model of the secondary battery; and charging of the secondary battery based on the current acquired by the current acquisition unit.
  • a switching determination unit that determines whether or not switching of discharge is performed, and when the switching determination unit determines that charging / discharging is not switched, the first charging amount is set as a charging amount of the secondary battery, and the switching determination unit If it is determined that charging / discharging has been switched, the second charging The a charging amount of the secondary battery.
  • a computer program is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer acquiring a voltage of a secondary battery, and the secondary battery
  • a current acquisition unit that acquires the current of the first
  • a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the acquired current, the acquired voltage and current, and an equivalent circuit model of the secondary battery.
  • a second determination unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on the obtained current
  • a switching determination unit that determines whether or not the secondary battery is charged / discharged based on the acquired current.
  • the charge amount calculation method is a charge amount calculation method for calculating the charge amount of the secondary battery, in which the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current of the secondary battery is the current.
  • the acquisition unit acquires, integrates the acquired current, and the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery, and based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery, and the switching determination unit determines whether or not the secondary battery is charged / discharged based on the acquired current, and there is no charge / discharge switching.
  • the second charge amount is the charge amount of the secondary battery.
  • the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current acquisition unit acquires the current (including charging current and discharging current) of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by a current value error that gradually increases in the process of integrating the current.
  • the equivalent circuit model is an equivalent circuit representing the impedance of the secondary battery, and can be represented by, for example, an impedance constituted by a combination of a voltage source having an open circuit voltage OCV, a resistor, a parallel circuit of a resistor and a capacitor, and the like.
  • the voltage and current are values when the secondary battery is charged or discharged, and the secondary battery is not in a no-load state.
  • the switching determination unit determines whether charging / discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the switching determination unit determines that there is no charge / discharge switching
  • the first charge amount is set as the charge amount of the secondary battery, and when it is determined that there is charge / discharge switching, the second charge is corrected to correct the first charge amount.
  • the charge amount be the charge amount of the secondary battery (replace the first charge amount with the second charge amount).
  • the internal impedance of the secondary battery When switching from charging to discharging or from discharging to charging, the internal impedance of the secondary battery is reset once, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high.
  • the first charge amount based on current integration is set as the charge amount, and when there is switching of charge / discharge of the secondary battery, the effect of current integration is affected.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not received can be set as the charge amount, and the charge amount of the secondary battery can be accurately calculated even when the charge / discharge current flows through the secondary battery.
  • the charge amount calculation apparatus includes a difference calculation unit that calculates a difference between the first charge amount calculated by the first calculation unit and the second charge amount calculated by the second calculation unit, and the switching When it is determined that charging / discharging has been switched by the determination unit and the difference calculated by the difference calculation unit is not equal to or greater than a predetermined value, the first charging amount is set as the charging amount of the secondary battery, and the switching determination unit When it is determined that charging / discharging has been switched, the second charging amount is set as the charging amount of the secondary battery when the difference calculated by the difference calculation unit is equal to or greater than the predetermined value.
  • the switching determination unit determines whether charging / discharging has been switched. If the difference calculated by the difference calculation unit is not equal to or greater than a predetermined value, the first charging amount is set as the charging amount of the secondary battery. Further, when it is determined that the switching determination unit has switched between charge and discharge, and the difference calculated by the difference calculation unit is equal to or greater than a predetermined value, the second charge amount is set as the charge amount of the secondary battery.
  • the first charge amount based on current integration is Charge amount.
  • the difference in charge amount is greater than or equal to a predetermined value
  • the error in current integration is considered to exceed the allowable range, so the effect of current integration is reduced.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not received is set as the charge amount.
  • the second calculation unit determines that the switching determination unit has switching between charging and discharging, the voltage acquisition unit after a predetermined time has elapsed since the switching point of charging and discharging.
  • the second charge amount of the secondary battery is calculated based on the voltage acquired in step 1 and the current acquired by the current acquisition unit.
  • the second calculation unit is based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit after elapse of a predetermined time from the charging / discharging switching time. A second charge amount of the secondary battery is calculated. Since the impedance of the secondary battery is stabilized according to the energization time after switching between charge and discharge and the influence of overvoltage can be reduced, the accuracy of the second charge amount based on the equivalent circuit model can be increased.
  • the charge amount calculation apparatus calculates the open voltage of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and an equivalent circuit model of the secondary battery.
  • An open-circuit voltage calculation unit that performs the open-circuit voltage calculated by the open-circuit voltage calculation unit and a correspondence relationship between the open-circuit voltage of the secondary battery and the charge amount. 2 Calculate the amount of charge.
  • the overvoltage is also positive during charging and negative during discharging.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the open circuit voltage OCV calculated by the open circuit voltage calculation unit and the correspondence relationship between the open voltage of the secondary battery and the charge amount.
  • the correspondence relationship between the open-circuit voltage OCV and the charge amount SOC of the secondary battery may be stored in advance in the storage unit, or may be configured to calculate the correspondence relationship using an arithmetic circuit. Thereby, it is not necessary to detect the voltage of the secondary battery at the time of no load, and the second charge amount for correcting the first charge amount based on the current integration even when the charge / discharge current flows through the secondary battery. Can be calculated.
  • the charge amount calculation device is a charge amount calculation device that calculates the charge amount of a secondary battery, and acquires a voltage of a secondary battery and a current of the secondary battery.
  • a current acquisition unit, a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit, the voltage acquired by the voltage acquisition unit, and the current acquisition unit A second calculation unit for calculating a second charge amount of the secondary battery based on the acquired current and an equivalent circuit model of the secondary battery; a first charge amount calculated by the first calculation unit; and the second calculation.
  • a charge amount difference calculation unit that calculates a charge amount difference of the second charge amount calculated by the unit, and a condition determination that determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit And the condition determination unit determine that the predetermined condition is satisfied, the second charge amount Based and a correcting section that corrects the first charge amount.
  • a computer program is a computer program for causing a computer to calculate a charge amount of a secondary battery, the computer acquiring a voltage of a secondary battery, and the secondary battery A current acquisition unit that acquires the current of the first, a first calculation unit that calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the acquired current, the acquired voltage and current, and an equivalent circuit model of the secondary battery.
  • a second calculation unit that calculates a second charge amount of the secondary battery based on the charge amount difference calculation unit that calculates a charge amount difference between the calculated first charge amount and the second charge amount; and a calculated charge amount difference
  • a condition determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied, and a correction unit that corrects the first charge amount based on the second charge amount when it is determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the charge amount calculation method is a charge amount calculation device that calculates the charge amount of a secondary battery, wherein the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current of the secondary battery is the current.
  • the acquisition unit acquires, integrates the acquired current, and the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery, and based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery
  • the charge amount difference calculation unit calculates the charge amount difference between the calculated first charge amount and the second charge amount, and the calculated charge amount difference
  • the condition determination unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied based on the first charging amount, and when it is determined that the predetermined condition is satisfied, the correction unit corrects the first charging amount based on the second charging amount.
  • the voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current acquisition unit acquires the current (including charging current and discharging current) of the secondary battery.
  • the first calculation unit calculates the first charge amount of the secondary battery by integrating the current acquired by the current acquisition unit.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and the equivalent circuit model of the secondary battery.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by a current value error that gradually increases in the process of integrating the current.
  • the equivalent circuit model is an equivalent circuit representing the impedance of the secondary battery, and can be represented by, for example, an impedance constituted by a combination of a voltage source having an open circuit voltage OCV, a resistor, a parallel circuit of a resistor and a capacitor, and the like.
  • the voltage and current are values when the secondary battery is charged or discharged, and the secondary battery is not in a no-load state.
  • the charge amount difference calculation unit calculates a charge amount difference between the first charge amount calculated by the first calculation unit and the second charge amount calculated by the second calculation unit.
  • the condition determination unit determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit.
  • the predetermined condition can be, for example, a condition indicating whether or not the current integration error exceeds an allowable range. That is, when the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit is large, it is considered that the current integration error exceeds the allowable range, and it can be determined that the predetermined condition is satisfied. Conversely, when the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit is small, it can be determined that the predetermined condition is not satisfied.
  • the correction unit corrects the first charge amount based on the second charge amount.
  • Correcting the first charge amount based on the second charge amount is, for example, replacing the first charge amount with the second charge amount, and replacing the charge amount of the secondary battery with the first charge amount. It can be an amount.
  • the first charge amount based on the current integration is set as the charge amount, and when the current integration error exceeds the allowable range, the current integration is affected.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not received can be set as the charge amount, and the charge amount of the secondary battery can be accurately calculated even when the charge / discharge current flows through the secondary battery.
  • the charge amount calculation device includes a switching determination unit that determines whether or not to switch charging / discharging of the secondary battery based on the current acquired by the current acquisition unit, and the condition determination unit includes: It is determined whether or not the predetermined condition is satisfied according to the presence or absence of switching determined by the switching determination unit.
  • the switching determination unit determines whether charging / discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the condition determination unit determines whether or not a predetermined condition is satisfied according to the presence or absence of switching determined by the switching determination unit. For example, when the switching determination unit determines that charging / discharging has been switched, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the internal impedance of the secondary battery is reset once, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high. Therefore, when there is switching between charge and discharge of the secondary battery, it is possible to use the second charge amount based on an equivalent circuit model with better accuracy than the accuracy of the first charge amount based on current integration.
  • the charge amount of the secondary battery can be calculated with high accuracy.
  • the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit at each of the first correction time point corrected by the correction unit and the second correction time point before the first correction time point is calculated.
  • An error amount calculation unit configured to determine whether the predetermined condition is satisfied based on whether the error amount calculated by the error amount calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold. To do.
  • the error amount calculation unit calculates the error amount based on the change amount calculated by the change amount calculation unit and the charge duration or discharge duration after the first correction time. For example, if the time difference between the first correction time point t and the second correction time point (t ⁇ 1) is ⁇ t, the amount of change per unit time is represented by the expression ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / ⁇ t. Can be expressed as When the charge continuation time or discharge continuation time after the first correction time point (t) is represented by Tp, the error amount is represented by, for example, an equation of Tp ⁇ ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / ⁇ t. Can do. That is, the error amount represents an index indicating how much the change amount increases with the lapse of the charge duration time or the discharge duration time.
  • the condition determination unit determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on whether or not the error amount calculated by the error amount calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold. For example, when the error amount is equal to or greater than a predetermined threshold, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the error amount regardless of whether the secondary battery is switched between charge and discharge.
  • the amount of charge for the secondary battery can be accurately calculated.
  • the charge amount calculation device includes a capacity calculation unit that calculates a charged or discharged capacity between the first correction time point and the second correction time point, and the change amount and the capacity calculated by the change amount calculation unit.
  • a unit capacity change amount calculation unit for calculating a unit capacity change amount per unit capacity based on the capacity calculated by the calculation unit, wherein the error amount calculation unit is a unit capacity calculated by the unit capacity change amount calculation unit An error amount is calculated based on the amount of change and the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery after the first correction time point.
  • the capacity calculation unit calculates the charged or discharged capacity between the first correction time and the second correction time.
  • the capacity represents, for example, the integration of the charging current and the charging time between the first correction time and the second correction time, or the integration of the discharge current and the discharging time between the first correction time and the second correction time in Ah units. Is.
  • the unit capacity change amount calculation unit calculates a unit capacity change amount per unit capacity based on the change amount calculated by the change amount calculation unit and the capacity calculated by the capacity calculation unit.
  • the amount of change between the first correction point (t) and the second correction point (t ⁇ 1) is ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1), and the capacity between the first correction point and the second correction point is C.
  • the unit capacity change amount can be expressed by the equation ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C.
  • the error amount calculation unit calculates the error amount based on the unit capacity change amount calculated by the unit capacity change amount calculation unit and the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery after the first correction time point. If the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery after the first correction time is Cp, the error amount can be expressed by an expression of Cp ⁇ ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C ⁇ , for example. it can. That is, the error amount represents an index indicating how much the amount of change increases as the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery increases.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the error amount regardless of whether the secondary battery is switched between charge and discharge.
  • the amount of charge for the secondary battery can be accurately calculated.
  • condition determination unit satisfies the predetermined condition based on whether or not the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit is greater than or equal to a predetermined value. Determine whether or not.
  • the condition determination unit determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on whether or not the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit is equal to or greater than a predetermined value.
  • the charge amount difference ⁇ SOC is considered to increase. Therefore, when the charge amount difference ⁇ SOC is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the charge amount difference ⁇ SOC regardless of whether the secondary battery is switched between charge and discharge.
  • the charge amount of the secondary battery can be calculated with high accuracy.
  • the condition determining unit determines whether or not the predetermined condition is satisfied when the charging duration or the discharging duration after the time corrected by the correcting unit is equal to or longer than the predetermined time. It is considered that the error in current integration increases as the charging duration or discharging duration increases. Therefore, when the charge duration time or the discharge duration time is equal to or longer than the predetermined time, it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied in order to determine whether or not the current integration error exceeds the allowable range. Thereby, it is possible to prevent the current integration error from exceeding the allowable range.
  • the charge amount calculation device calculates the open voltage of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and an equivalent circuit model of the secondary battery.
  • An open-circuit voltage calculation unit that performs the open-circuit voltage calculated by the open-circuit voltage calculation unit and a correspondence relationship between the open-circuit voltage of the secondary battery and the charge amount. 2 Calculate the amount of charge.
  • the overvoltage is also positive during charging and negative during discharging.
  • the second calculation unit calculates the second charge amount of the secondary battery based on the open circuit voltage OCV calculated by the open circuit voltage calculation unit and the correspondence relationship between the open voltage of the secondary battery and the charge amount.
  • the correspondence relationship between the open-circuit voltage OCV and the charge amount SOC of the secondary battery may be stored in advance in the storage unit, or may be configured to calculate the correspondence relationship using an arithmetic circuit. Thereby, it is not necessary to detect the voltage of the secondary battery at the time of no load, and the second charge amount for correcting the first charge amount based on the current integration even when the charge / discharge current flows through the secondary battery. Can be calculated.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a vehicle equipped with a battery monitoring device 100 as a charge amount calculation device of the first embodiment.
  • the vehicle includes a secondary battery unit 50, relays 61 and 63, a generator (ALT) 62, a starter motor (ST) 64, a battery 65, an electric load 66, and the like. Is provided.
  • the secondary battery unit 50 is, for example, a lithium ion battery, and a plurality of cells 51 are connected in series or in series-parallel.
  • the secondary battery unit 50 includes a voltage sensor 52, a current sensor 53, and a temperature sensor 54.
  • the voltage sensor 52 detects the voltage of each cell 51 and the voltage at both ends of the secondary battery unit 50, and outputs the detected voltage to the battery monitoring device 100 via the voltage detection line 50a.
  • the current sensor 53 is composed of, for example, a shunt resistor or a hall sensor, and detects a charging current and a discharging current of the secondary battery unit 50.
  • the current sensor 53 outputs the current detected via the current detection line 50b to the battery monitoring device 100.
  • the temperature sensor 54 is composed of, for example, a thermistor, and detects the temperature of the cell 51.
  • the temperature sensor 54 outputs the temperature detected via the temperature detection line 50c to the battery monitoring device 100.
  • the battery 65 is, for example, a lead battery, and supplies power to the electric load 66 of the vehicle and supplies power for driving the starter motor 64 when the relay 63 is turned on.
  • the generator 62 generates electricity by the rotation of the engine of the vehicle, and outputs a direct current by a rectifier circuit provided inside to charge the battery 65.
  • the generator 62 charges the battery 65 and the secondary battery unit 50 when the relay 61 is on.
  • the relays 61 and 63 are turned on / off by a relay control unit (not shown).
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery monitoring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the battery monitoring apparatus 100 includes a control unit 10, a voltage acquisition unit 11, a current acquisition unit 12, a first charge amount calculation unit 13, a second charge amount calculation unit 14, an open-circuit voltage calculation unit 15, and a condition determination unit that control the entire apparatus. 16, a switching determination unit 17, a charge amount difference calculation unit 18, a unit time error amount calculation unit 19, a unit capacity error amount calculation unit 20, a storage unit 21, a timer 22 for timing, and the like.
  • the voltage acquisition unit 11 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (for example, the voltage across the secondary battery unit 50). Further, the current acquisition unit 12 acquires the current (charging current and discharging current) of the secondary battery unit 50.
  • the control part 10 can control the acquisition frequency of a voltage and an electric current, and the sampling period to acquire.
  • the sampling period can be, for example, 10 ms, but is not limited thereto.
  • the first charge amount calculation unit 13 has a function as a first calculation unit, and calculates the first charge amount of the secondary battery unit 50 by integrating the current acquired by the current acquisition unit 12.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration, and is also referred to as current integration SOC.
  • the amount of charge is also referred to as SOC (State Of Charge) or a charge rate, and represents the ratio of the charged capacity to the full charge capacity.
  • the second charge amount calculation unit 14 has a function as a second calculation unit, and is based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit 11, the current acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. A second charge amount of the secondary battery unit 50 is calculated.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery unit 50, and is also referred to as a battery equivalent circuit model SOC. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by an error in the current value that gradually increases and accumulates in the process of integrating the current (for example, an error of the current sensor 53).
  • the voltage and current are values when the secondary battery unit 50 is charged or discharged, and the secondary battery unit 50 is not in a no-load state.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 of the first embodiment.
  • the equivalent circuit model (also referred to as a battery equivalent circuit model) is an equivalent circuit representing the impedance of the secondary battery unit 50.
  • a parallel circuit shown in FIG. 3 is a configuration in which four parallel circuits of resistors R2 to R5 and capacitors C2 to C5 are connected in series).
  • the secondary battery unit 50 is determined by a voltage source having an open circuit voltage OCV, a series resistance of internal impedance, and the like.
  • the open circuit voltage OCV is determined by static balance of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte, and the internal impedance is determined by a dynamic mechanism.
  • the resistor R1 represents, for example, the resistance of the electrolyte bulk
  • the resistors R2 to R5 represent, for example, the interface charge transfer resistance and the diffusion impedance
  • the capacitors C2 to C5 have, for example, the electric double layer capacitance.
  • the resistance of the electrolytic solution bulk includes conduction resistance of lithium (Li) ions in the electrolytic solution, electronic resistance at the positive electrode and the negative electrode, and the like.
  • the interface charge transfer resistance includes charge transfer resistance and film resistance on the surface of the active material.
  • the diffusion impedance is an impedance resulting from the diffusion process of lithium (Li) ions into the active material particles.
  • the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 is an example, and is not limited to the example of FIG.
  • the condition determination unit 16 has a function as a determination unit and determines whether or not a predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition can be, for example, a condition indicating whether or not an error in current integration exceeds a predetermined allowable range. That is, when the current integration error exceeds the allowable range, it can be determined that the predetermined condition is satisfied, and when it does not exceed the allowable range, it can be determined that the predetermined condition is not satisfied.
  • the control unit 10 sets the first charge amount as the charge amount of the secondary battery unit 50.
  • the control unit 10 sets the second charge amount to the secondary battery to correct the first charge amount.
  • the charge amount of the unit 50 is used (the first charge amount is replaced with the second charge amount). Note that correcting the first charge amount with the second charge amount is also referred to as current integration SOC correction.
  • the first charge amount based on the current integration is set as the charge amount, and when the current integration error exceeds the allowable range, the current integration is affected.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not received can be set as the charge amount.
  • the predetermined condition can be set by, for example, the integration time of current integration or the presence / absence of switching of charge / discharge of the secondary battery unit 50. First, the integration time of current integration will be described.
  • the condition determination unit 16 determines that the predetermined condition is not satisfied when the time for integrating the current of the secondary battery unit 50 is less than the predetermined integration time.
  • the predetermined integration time is an error in the acquired current value (detection error by the current sensor 53) when the current sensor 53 detects the current of the secondary battery unit 50 at a predetermined sampling period and performs current integration, that is, It can be set as the time when the error of current integration is accumulated and considered to exceed the allowable range.
  • the integration time can be, for example, 10 minutes, 20 minutes, etc., but is not limited to these values.
  • the starting point of the predetermined integration time is, for example, the time when the energization (charging or discharging) of the secondary battery unit 50 is started, or the most recent (previous) when the first charging amount is corrected and replaced with the second charging amount. It can be set as the correction time.
  • the first charge amount based on current integration can be used more accurately than the accuracy of the second charge amount based on the equivalent circuit model. Therefore, the charge amount of the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy.
  • the switching determination unit 17 determines whether charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched based on the current acquired by the current acquisition unit 12. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the condition determination unit 16 satisfies the predetermined condition depending on whether or not the charge / discharge switching determined by the switching determination unit 17 is performed when the time for integrating the current of the secondary battery unit 50 is equal to or longer than the integration time. Determine. For example, when the switching determination unit 17 determines that charging / discharging has been switched, it can be determined that the predetermined condition is satisfied. Moreover, when it determines with the switching determination part 17 not having switching of charging / discharging, it can determine with not satisfying predetermined conditions.
  • the internal impedance of the secondary battery unit 50 When switching from charging to discharging or from discharging to charging, the internal impedance of the secondary battery unit 50 is once reset, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high. Therefore, when the current integration error exceeds the allowable range and the charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched, an equivalent circuit with better accuracy than the accuracy of the first charge amount based on the current integration. Since the second charge amount based on the model can be used, the charge amount of the secondary battery unit 50 can be accurately calculated.
  • the second charge amount calculation unit 14 uses the voltage and current acquisition unit 12 acquired by the voltage acquisition unit 11 after a predetermined time has elapsed since the switching point of charge / discharge. Based on the acquired current, the second charge amount of the secondary battery unit 50 is calculated. Different values may be used for the predetermined time when the charging is switched to discharging and when the charging is switched to discharging, or the same value may be used.
  • the predetermined time can be, for example, about 0.1 second to 2 seconds, but is not limited to these numerical values.
  • the overvoltage refers to the difference between the voltage (terminal voltage) of the secondary battery unit 50 and the open circuit voltage OCV (also referred to as open circuit voltage).
  • the open circuit voltage calculation unit 15 calculates the open circuit voltage OCV of the secondary battery unit 50 based on the voltage Vb acquired by the voltage acquisition unit 11, the current Ib acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. To do.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of voltage transition after the start of charging of the secondary battery unit 50 of the first embodiment.
  • the upper diagram in FIG. 4 schematically shows the current Ib of the secondary battery unit 50 after charging is started from a state where neither charging nor discharging is performed.
  • the lower diagram of FIG. 4 schematically shows the relationship between the open circuit voltage OCV, the terminal voltage Vb, and the overvoltage of the secondary battery unit 50 after charging is started.
  • the overvoltage refers to a voltage difference between the voltage Vb of the secondary battery unit 50 and the open circuit voltage OCV.
  • the open-circuit voltage OCV indicates a static state of the terminal voltage of the secondary battery unit 50, and is an equilibrium when an external power source is connected between the electrodes and the current is set to 0 A and relaxed for a long time within a time range in which self-discharge is not caused. It is a potential.
  • FIG. 4 when the charging current Ib flows, the voltage Vb of the secondary battery unit 50 gradually increases due to various electrochemical reaction delays following the stepwise voltage increase.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of voltage transition after the start of discharge of the secondary battery unit 50 of the first embodiment.
  • the upper diagram in FIG. 5 schematically shows the current Ib of the secondary battery unit 50 after the discharge is started from the state where neither charging nor discharging is performed.
  • the lower diagram of FIG. 5 schematically shows the relationship between the open-circuit voltage OCV, the terminal voltage Vb, and the overvoltage of the secondary battery unit 50 after charging is started.
  • the overvoltage is also positive during charging and negative during discharging.
  • the second charge amount calculation unit 14 2 Calculate the amount of charge.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the correlation between the open circuit voltage and the charge amount of the secondary battery unit 50 of the first embodiment.
  • the horizontal axis indicates the open circuit voltage OCV
  • the vertical axis indicates the charge amount SOC.
  • the amount of charge increases as the open circuit voltage of the secondary battery unit 50 increases.
  • the correlation between the open circuit voltage and the charge amount illustrated in FIG. 6 may be stored in the storage unit 21 or may be calculated by an arithmetic circuit.
  • the second charge amount can be calculated.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the main part of the calculation process of the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring apparatus 100 of the first embodiment.
  • the first charge amount calculation unit 13 performs a current integration process and performs the sampling period.
  • the first charge amount is calculated.
  • the control unit 10 outputs the calculated first charge capacity as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the current Ib of the secondary battery unit 50 and the battery equivalent circuit model, and subtracts the calculated overvoltage from the voltage Vb of the secondary battery unit 50. Then, the open circuit voltage OCV is calculated.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the second charge amount by converting the calculated open circuit voltage OCV based on the OCV-SOC characteristic illustrated in FIG.
  • the calculation frequency of the second charge amount may be every time the above-described sampling period (for example, 10 ms) or every time a trigger described later is generated.
  • the switching determination unit 17 Based on the current Ib of the secondary battery unit 50, the switching determination unit 17 performs a zero cross determination process (a determination process for the presence or absence of a current zero cross, that is, a determination process for the presence or absence of switching between charge and discharge), and there is a current zero cross.
  • a predetermined time lapse trigger generation process is performed in which a trigger (also referred to as a predetermined time lapse trigger) is generated when a predetermined time (for example, about 0.1 second to 2 seconds) elapses from the time (charge / discharge switching time).
  • the control unit 10 corrects the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount when the predetermined time passage trigger is generated. That is, the control unit 10 outputs the second charge amount calculated by the second charge amount calculation unit 14 when the predetermined time passage trigger is generated as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a current waveform of the secondary battery unit 50 of the first embodiment.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates current.
  • the current is positive, the battery is charged, and when the current is negative, the battery is discharged.
  • the transition of the current during several hours is shown, and it can be seen that the current zero cross occurs at the timing of switching from charging to discharging and from discharging to charging.
  • the current waveform is an example, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of each charge amount calculated by the battery monitoring device 100 of the first embodiment.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the charge amount SOC.
  • the graph indicated by “current integration (with current error)” shows a transition from time 0 of the first charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 8.
  • the graph shown by “battery equivalent circuit model” shows the transition from time 0 of the second charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 8.
  • a graph indicated by “No current accumulated current error” indicates a transition from time 0 when the current illustrated in FIG. 8 is accumulated without error, and represents a true value of current accumulation.
  • the first charge amount based on the current integration has a large deviation from the true value of the current integration with time, and the error gradually increases.
  • the difference between the first charge amount based on the current integration and the true value of the current integration is small, and the first charge amount accurately represents the charge amount of the secondary battery unit 50.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring device 100 according to the first embodiment.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the charge amount SOC.
  • the predetermined time passage trigger is generated four times. It can be seen that the charge amount of the secondary battery unit 50 is corrected as indicated by the symbols A, B, C and D in the drawing at the timing when the predetermined time passage trigger is generated.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of an error in the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring device 100 of the first embodiment.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the charge amount SOC error.
  • the true value of current integration is represented by the horizontal axis with an error of 0%.
  • the graph indicated by “error before correction” indicates the ratio (error) of the difference between the first charge amount and the true value of current integration with respect to the true value of current integration.
  • the graph indicated by “error after correction” indicates the ratio (error) of the charge amount after correction to the true value of current integration. As shown in FIG. 11, it can be seen that the charge amount of the secondary battery unit 50 is corrected so that the error becomes small at the timing when the predetermined time passage trigger is generated.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a first example of a processing procedure for calculating a charge amount by the battery monitoring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S11).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example. Details of the calculation process of the current integration SOC will be described later.
  • the control unit 10 determines whether or not the integration time T1 has elapsed from the start of energization (S12).
  • the integration time T1 can be set to, for example, 10 minutes or 20 minutes.
  • the integration time T1 may be set as appropriate according to the type and model of the secondary battery unit 50.
  • the control unit 10 determines whether or not there is a current zero cross (S13), and when there is a current zero cross (YES in S13), switching from charging to discharging is performed. It is determined whether or not (S14).
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S15).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds. If the predetermined time Tcd has not elapsed (NO in S15), the control unit 10 continues the process of step S15.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S17). Details of the battery equivalent circuit model SOC calculation process will be described later.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S16).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds. If the predetermined time Tdc has not elapsed (NO in S16), the control unit 10 continues the process of step S16. When the predetermined time Tdc has elapsed (YES in S16), the control unit 10 performs the process of step S17.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S18).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 resets the accumulated time T1 (S19), outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S20), and ends the process.
  • the control unit 10 uses the calculated current integration SOC to charge the secondary battery unit 50. It outputs as SOC (S20), and ends processing. Note that the process shown in FIG. 12 can be repeatedly performed when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure for calculating the current integrated SOC by the battery monitoring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 10 acquires the current Ib of the secondary battery unit 50 at a predetermined sampling period (for example, 10 ms) (S101), and integrates the acquired current values (S102).
  • the control unit 10 divides the integrated current value by the full charge capacity to calculate the current integrated SOC (S103), and ends the process.
  • the initial value of the SOC is, for example, the voltage obtained when the ignition is off or immediately after the ignition is turned on, that is, when the current of the secondary battery unit 50 is not flowing, as the OCV, and the SOC obtained from the OCV is the initial value. It can be a value.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a processing procedure of battery equivalent circuit model SOC calculation by the battery monitoring apparatus 100 of the first embodiment.
  • the control unit 10 acquires the voltage Vb of the secondary battery unit 50 (S111), and acquires the current Ib (S112).
  • the timing of acquiring the voltage Vb and the current Ib may be every predetermined sampling period (for example, 10 ms), or may be after averaging values sampled a plurality of times.
  • the control unit 10 calculates an overvoltage based on the acquired current Ib and the battery equivalent circuit model (S113), and calculates an open circuit voltage OCV based on the acquired voltage Vb and the calculated overvoltage (S114).
  • the control unit 10 converts the calculated open circuit voltage OCV to calculate the battery equivalent circuit model SOC (S115), and ends the process.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a second example of the processing procedure for calculating the amount of charge by the battery monitoring apparatus 100 of the first embodiment.
  • the difference from the first example shown in FIG. 12 is that the starting point of the integration time is different.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S31).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example.
  • the calculation process of current integration SOC is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 determines whether or not the integration time T2 has elapsed since the previous (most recent) correction time (S32).
  • the integration time T2 can be, for example, 10 minutes, 20 minutes, and the like.
  • the integration time T2 may be set as appropriate according to the type and model of the secondary battery unit 50.
  • the control unit 10 determines whether or not there is a current zero cross (S33), and when there is a current zero cross (YES in S33), from charging to discharging. It is determined whether or not the switch is made (S34).
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S35).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 continues the process of step S35.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S37).
  • the battery equivalent circuit model SOC calculation process is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S36).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 continues the process of step S36.
  • the control unit 10 performs the process of step S37.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S38).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 resets the accumulated time T2 (S39), outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S40), and ends the process.
  • integration time T2 has not elapsed since the previous correction time (NO in S32), or when there is no current zero cross (NO in S33)
  • control unit 10 calculates calculated current integration SOC of secondary battery unit 50.
  • the charge amount SOC is output (S40), and the process is terminated. Note that the process shown in FIG. 15 can be repeated when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • the unit time error amount calculation unit 19 calculates a unit time error amount per unit time of the charge amount based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18.
  • the unit time error amount is ⁇ Et and the capacity ⁇ EAh corresponding to the charge amount difference ⁇ SOC is Te
  • ⁇ Et ⁇ EAh / Te.
  • the full charge capacity of the secondary battery unit 50 is FCC
  • ⁇ EAh FCC ⁇ ⁇ SOC / 100. That is, the capacity ⁇ EAh is obtained by converting the charge amount difference ⁇ SOC in units of% into Ah units.
  • the condition determination unit 16 uses the second charge amount calculated by the second charge amount calculation unit 14 as the charge amount of the secondary battery unit 50 (that is, the elapsed time and unit time since the most recent correction time point of the charge amount). Whether or not a predetermined condition is satisfied is determined based on the error amount.
  • the unit time error amount ⁇ Et ⁇ the elapsed time t is equal to or greater than a predetermined value
  • it can be determined that the predetermined condition is satisfied assuming that the error amount ( ⁇ Et ⁇ t) is equal to or greater than the predetermined value. Accordingly, it is possible to determine whether or not to correct the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the most recently obtained charge amount difference ⁇ SOC.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a third example of the processing procedure for calculating the amount of charge by the battery monitoring apparatus 100 of the first embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S51).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example.
  • the calculation process of current integration SOC is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 calculates an error amount per unit time (unit time error amount ⁇ Et) (S52), and determines whether the error amount ( ⁇ Et ⁇ elapsed time t) is equal to or greater than a predetermined value (S53).
  • the predetermined value can be about 5% to 10% of the SOC at the time of determination, but is not limited to these values.
  • the control unit 10 determines whether or not there is a current zero cross (S54), and if there is a current zero cross (YES in S54). Then, it is determined whether or not the switching is from charging to discharging (S55).
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S56).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 continues the process of step S56.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S57).
  • the battery equivalent circuit model SOC calculation process is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S58).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds. If the predetermined time Tdc has not elapsed (NO in S58), the control unit 10 continues the process of step S58. When the predetermined time Tdc has elapsed (YES in S58), the control unit 10 performs the process of step S57.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S59).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S60), and ends the process.
  • the error amount ( ⁇ Et ⁇ elapsed time t) is not equal to or greater than the predetermined value (NO in S53), or when there is no current zero cross (NO in S54)
  • the control unit 10 uses the calculated current integration SOC as the secondary battery unit 50. (S60), and the process is terminated. Note that the process shown in FIG. 16 can be repeatedly performed when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • steps S53, S54, S55, S56, and S58 can be omitted. That is, when the error amount ( ⁇ Et ⁇ elapsed time t) is equal to or greater than the predetermined value (YES in S53), the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S57). Also good.
  • the unit capacity error amount calculation unit 20 calculates a unit capacity error amount per unit capacity of the charge amount based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18.
  • ⁇ Ec ⁇ EAh / Ce.
  • the full charge capacity of the secondary battery unit 50 is FCC
  • ⁇ EAh FCC ⁇ ⁇ SOC / 100. That is, the capacity ⁇ EAh is obtained by converting the charge amount difference ⁇ SOC in units of% into Ah units.
  • the condition determination unit 16 uses the second charge amount calculated by the second charge amount calculation unit 14 as the charge amount of the secondary battery unit 50 (that is, the secondary battery unit 50 after the time when the charge amount is immediately corrected). Whether or not a predetermined condition is satisfied is determined based on the charge / discharge capacity and the unit capacity error amount.
  • the unit capacity error amount ⁇ Ec ⁇ charge / discharge capacity c (the absolute value of the charge / discharge capacity after the most recent correction time of the charge amount) is equal to or greater than a predetermined value
  • the error amount ( ⁇ Ec ⁇ c) is equal to or greater than the predetermined value. It can be determined that the predetermined condition is satisfied. Accordingly, it is possible to determine whether or not to correct the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the most recently obtained charge amount difference ⁇ SOC.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a fourth example of the processing procedure for calculating the amount of charge by the battery monitoring apparatus 100 of the first embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S71).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example.
  • the calculation process of current integration SOC is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 calculates an error amount (unit capacity error amount ⁇ Ec) per unit charge / discharge capacity (S72), and determines whether the error amount ( ⁇ Ec ⁇ charge / discharge capacity c) is equal to or greater than a predetermined value ( S73).
  • the predetermined value can be about 5% to 10% of the SOC at the time of determination, but is not limited to these values.
  • the control unit 10 determines whether or not there is a current zero cross (S74), and if there is a current zero cross (YES in S74). ), Whether to switch from charging to discharging is determined (S75).
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S76).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 continues the process of step S76.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S77).
  • the battery equivalent circuit model SOC calculation process is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S78).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds. If the predetermined time Tdc has not elapsed (NO in S78), the control unit 10 continues the process of step S78. When the predetermined time Tdc has elapsed (YES in S78), the control unit 10 performs the process of step S77.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S79).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S80), and ends the process.
  • the error amount ( ⁇ Ec ⁇ charge / discharge capacity c) is not equal to or greater than the predetermined value (NO in S73), or when there is no current zero cross (NO in S74)
  • the control unit 10 uses the calculated current integration SOC as the secondary battery unit. 50 is output as a charge amount SOC (S80), and the process is terminated. Note that the process shown in FIG. 17 can be repeated when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • steps S73, S74, S75, S76, and S78 can be omitted. That is, when the error amount ( ⁇ Ec ⁇ charge / discharge capacity c) is equal to or greater than a predetermined value (YES in S73), the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S77). May be.
  • the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer including a CPU (processor), a RAM (memory), and the like. That is, as shown in FIGS. 12 to 17, a computer program that defines the procedure of each process is loaded into a RAM (memory) provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor). Thus, the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) can be realized.
  • the secondary battery unit does not have to be in a no-load state, and even when a current flows through the secondary battery unit.
  • the charge amount based on the current integration can be replaced with the charge amount based on the battery equivalent circuit model to correct the charge amount based on the current integration, and the charge amount of the secondary battery unit can be accurately calculated.
  • an open circuit voltage is calculated from a characteristic line obtained by performing a linear regression operation from a terminal voltage and current of a secondary battery, and a charge amount calculated based on the open circuit voltage and a charge amount based on current integration
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment it is not necessary to obtain the primary regression calculation, and at the switching timing of charging / discharging of the secondary battery unit (more precisely, when a predetermined time elapses after switching of charging / discharging). The charge amount of the secondary battery unit can be corrected.
  • the open circuit voltage is calculated from the terminal voltage, current, and internal resistance of the secondary battery, and the difference between the charge amount calculated based on the open circuit voltage and the charge amount based on current integration is equal to or greater than a predetermined value.
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment since the influence of polarization is included in the battery equivalent circuit model, an error due to polarization does not occur by using the battery equivalent circuit model.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery monitoring apparatus 100 of the second embodiment.
  • the battery monitoring apparatus 100 includes a control unit 10 that controls the entire apparatus, a voltage acquisition unit 11, a current acquisition unit 12, a first charge amount calculation unit 13, a second charge amount calculation unit 14, an open-circuit voltage calculation unit 15, and a switching determination unit. 17, a difference calculation unit 23, a storage unit 21, and a timer 22 for timing.
  • the voltage acquisition unit 11 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (for example, the voltage across the secondary battery unit 50). Further, the current acquisition unit 12 acquires the current (charging current and discharging current) of the secondary battery unit 50.
  • the control part 10 can control the acquisition frequency of a voltage and an electric current, and the sampling period to acquire.
  • the sampling period can be, for example, 10 ms, but is not limited thereto.
  • the first charge amount calculation unit 13 has a function as a first calculation unit, and calculates the first charge amount of the secondary battery unit 50 by integrating the current acquired by the current acquisition unit 12.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration, and is also referred to as current integration SOC.
  • the amount of charge is also referred to as SOC (State Of Charge) or charge rate, and represents the ratio of the charged capacity to the full charge capacity.
  • the second charge amount calculation unit 14 has a function as a second calculation unit, and is based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit 11, the current acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. A second charge amount of the secondary battery unit 50 is calculated.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery unit 50, and is also referred to as a battery equivalent circuit model SOC. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by an error in the current value that gradually increases and accumulates in the process of integrating the current (for example, an error of the current sensor 53).
  • the voltage and current are values when the secondary battery unit 50 is charged or discharged, and the secondary battery unit 50 is not in a no-load state.
  • the switching determination unit 17 determines whether charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched based on the current acquired by the current acquisition unit 12. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the control unit 10 sets the first charge amount as the charge amount of the secondary battery unit 50 when the switch determination unit 17 determines that there is no charge / discharge switching. Moreover, when it determines with the switching determination part 17 having switched charging / discharging, the control part 10 makes 2nd charge amount the charge amount of the secondary battery unit 50 in order to correct
  • the internal impedance of the secondary battery unit 50 When switching from charging to discharging or from discharging to charging, the internal impedance of the secondary battery unit 50 is once reset, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high. Thereby, when there is no switching of charging / discharging of the secondary battery unit 50, the first charging amount based on the current integration is set as the charging amount, and when charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched, the current is The second charge amount based on the equivalent circuit model that is not affected by the integration can be set as the charge amount, and the charge amount of the secondary battery unit 50 can be accurately determined even when the charge / discharge current flows through the secondary battery unit 50. Can be calculated.
  • the second charge amount calculation unit 14 uses the voltage and current acquisition unit 12 acquired by the voltage acquisition unit 11 after a predetermined time has elapsed since the switching point of charge / discharge. Based on the acquired current, the second charge amount of the secondary battery unit 50 is calculated. Different values may be used for the predetermined time when the charging is switched to discharging and when the charging is switched to discharging, or the same value may be used.
  • the predetermined time can be, for example, about 0.1 second to 2 seconds, but is not limited to these numerical values.
  • the overvoltage refers to the difference between the voltage (terminal voltage) of the secondary battery unit 50 and the open circuit voltage OCV (also referred to as open circuit voltage).
  • the open circuit voltage calculation unit 15 calculates the open circuit voltage OCV of the secondary battery unit 50 based on the voltage Vb acquired by the voltage acquisition unit 11, the current Ib acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. To do.
  • the second charge amount calculation unit 14 2 Calculate the amount of charge.
  • the first based on current integration is used.
  • a second charge amount for correcting the charge amount can be calculated.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing the main part of the calculation process of the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring apparatus 100 of the second embodiment.
  • the first charge amount calculation unit 13 performs a current integration process and performs the sampling period.
  • the first charge amount is calculated.
  • the control unit 10 outputs the calculated first charge capacity as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the current Ib of the secondary battery unit 50 and the battery equivalent circuit model, and subtracts the calculated overvoltage from the voltage Vb of the secondary battery unit 50. Then, the open circuit voltage OCV is calculated.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the second charge amount by converting the calculated open circuit voltage OCV based on the OCV-SOC characteristic illustrated in FIG.
  • the calculation frequency of the second charge amount may be every time the above-described sampling period (for example, 10 ms) or every time a trigger described later is generated.
  • the switching determination unit 17 Based on the current Ib of the secondary battery unit 50, the switching determination unit 17 performs a zero cross determination process (a determination process for the presence or absence of a current zero cross, that is, a determination process for the presence or absence of switching between charge and discharge), and there is a current zero cross.
  • a predetermined time lapse trigger generation process is performed in which a trigger (also referred to as a predetermined time lapse trigger) is generated when a predetermined time (for example, about 0.1 second to 2 seconds) elapses from the time (charge / discharge switching time).
  • the control unit 10 corrects the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount when the predetermined time passage trigger is generated. That is, the control unit 10 outputs the second charge amount calculated by the second charge amount calculation unit 14 when the predetermined time passage trigger is generated as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of a current waveform of the secondary battery unit 50 of the second embodiment.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates current.
  • the current is positive, the battery is charged, and when the current is negative, the battery is discharged.
  • the transition of the current during several hours is shown, and it can be seen that the current zero cross occurs at the timing of switching from charging to discharging and from discharging to charging.
  • the current waveform is an example, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of each charge amount calculated by the battery monitoring device 100 of the second embodiment.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the charge amount SOC.
  • a graph indicated by “current integration (with current error)” indicates a transition from time 0 of the first charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 20.
  • the graph indicated by “battery equivalent circuit model” shows a transition from time 0 of the second charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 20.
  • a graph indicated by “No current accumulated current error” indicates a transition from time 0 when the current illustrated in FIG. 20 is accumulated without error, and represents a true value of current accumulation.
  • the difference between the first charge amount based on the current integration and the true value of the current integration is small while the time elapsed from time 0 is short, and the first charge amount is the charge of the secondary battery unit 50. It can be seen that the quantity is accurately represented. It can also be seen that the second charge amount tends to approach the true value of the current integration at the timing when the charge / discharge switching occurs.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of the amount of charge of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring device 100 of the second embodiment.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the charge amount SOC.
  • a predetermined time elapsed trigger is generated every time charging / discharging is switched. And it turns out that the charge amount of the secondary battery unit 50 is correct
  • the charging amount of the secondary battery unit 50 can be corrected every time charging / discharging is switched, and the calculation accuracy of the charging amount of the secondary battery unit 50 is improved in a vehicle in which charging / discharging is frequently repeated. be able to.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating an example of an error in the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring device 100 according to the second embodiment.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates an error in the charge amount SOC.
  • the true value of the current integration is represented by the horizontal axis with an error of 0%.
  • the graph indicated by “error before correction” indicates the ratio (error) of the difference between the first charge amount and the true value of current integration with respect to the true value of current integration.
  • the graph indicated by “error after correction” indicates the ratio (error) of the charge amount after correction to the true value of current integration.
  • FIG. 23 it can be seen that the charge amount of the secondary battery unit 50 is corrected so that the error becomes smaller than the pre-correction error at the timing when the predetermined time elapsed trigger is generated.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a first example of a charging amount calculation processing procedure performed by the battery monitoring apparatus 100 according to the second embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S211).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example. Details of the calculation process of the current integration SOC will be described later.
  • the controller 10 determines whether or not there is a current zero cross (S212), and if there is a current zero cross (YES in S212), it determines whether or not it is switching from charging to discharging (S213). In the case of switching from charging to discharging (YES in S213), the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S214).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the time when the current zero cross occurred. (S215).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S216). . Details of the battery equivalent circuit model SOC calculation process will be described later.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S217).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S218), and ends the process.
  • the control unit 10 outputs the calculated current integration SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S218), and ends the process. Note that the process shown in FIG. 24 can be repeated when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure for calculating the current integrated SOC by the battery monitoring apparatus 100 according to the second embodiment.
  • the control unit 10 acquires the current Ib of the secondary battery unit 50 at a predetermined sampling period (for example, 10 ms) (S101), and integrates the acquired current values (S102).
  • the control unit 10 divides the integrated current value by the full charge capacity to calculate the current integrated SOC (S103), and ends the process.
  • the initial value of the SOC is, for example, the voltage obtained when the ignition is off or immediately after the ignition is turned on, that is, when the current of the secondary battery unit 50 is not flowing, as the OCV, and the SOC obtained from the OCV is the initial value. It can be a value.
  • FIG. 26 is a flowchart showing an example of a processing procedure of battery equivalent circuit model SOC calculation by the battery monitoring apparatus 100 of the second embodiment.
  • the control unit 10 acquires the voltage Vb of the secondary battery unit 50 (S111), and acquires the current Ib (S112).
  • the timing of acquiring the voltage Vb and the current Ib may be every predetermined sampling period (for example, 10 ms), or may be after averaging values sampled a plurality of times.
  • the control unit 10 calculates an overvoltage based on the acquired current Ib and the battery equivalent circuit model (S113), and calculates an open circuit voltage OCV based on the acquired voltage Vb and the calculated overvoltage (S114).
  • the control unit 10 converts the calculated open circuit voltage OCV to calculate the battery equivalent circuit model SOC (S115), and ends the process.
  • the configuration is such that the current integration SOC is corrected when charging / discharging is switched, but the present invention is not limited to this.
  • it can be determined whether or not to correct the current integration SOC according to the difference between the current integration SOC and the battery equivalent circuit model SOC. Details will be described below.
  • the control unit 10 When it is determined that the switching determination unit 17 has switched between charging and discharging, and the difference calculated by the difference calculation unit 23 is not equal to or greater than a predetermined value, the control unit 10 charges the secondary battery unit 50 with the first charge amount. Amount. In addition, when the control unit 10 determines that the switching determination unit 17 has switched between charge and discharge, and the difference calculated by the difference calculation unit 23 is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 10 sets the second charge amount to the secondary battery unit. The charge amount is 50.
  • the predetermined value can be about 5% to 10% of the SOC at the time of determination, but is not limited to these values.
  • the difference in charge amount is not greater than or equal to a predetermined value, it is considered that the error in current integration does not exceed the allowable range, so the first charge based on current integration
  • the amount is the charge amount.
  • the charge / discharge of the secondary battery unit 50 is switched, if the difference in charge amount is equal to or greater than a predetermined value, it is considered that the current integration error exceeds the allowable range.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not affected is set as the charge amount.
  • FIG. 27 is a flowchart showing a second example of the processing procedure for calculating the amount of charge by the battery monitoring apparatus 100 of the second embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S231).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example.
  • the calculation process of current integration SOC is the same as the process of FIG.
  • the controller 10 determines whether or not there is a current zero cross (S232), and if there is a current zero cross (YES in S232), it determines whether or not it is a switch from charging to discharging (S233). In the case of switching from charging to discharging (YES in S233), the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S234).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the time when the current zero cross occurred. (S235).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (S36).
  • the battery equivalent circuit model SOC calculation process is the same as the process of FIG.
  • the control unit 10 calculates the difference between the current integration SOC and the battery equivalent circuit model SOC (S237).
  • the current integration SOC used in step S237 can be a current integration SOC calculated at a timing closest to the timing at which the battery equivalent circuit model SOC is calculated. For example, when a predetermined time Tcd or Tdc has elapsed, The most recently calculated current integrated SOC can be obtained.
  • the control unit 10 determines whether or not the calculated difference is greater than or equal to a predetermined value (S238). If the difference is greater than or equal to the predetermined value (YES in S238), the current integration SOC is corrected (S239).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S240), and ends the process.
  • the control unit 10 outputs the calculated current integration SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 ( S240), the process is terminated. Note that the process shown in FIG. 27 can be repeated when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer including a CPU (processor), a RAM (memory), and the like. That is, as shown in FIGS. 24 to 27, a computer program that defines the procedure of each process is loaded into a RAM (memory) provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor). Thus, the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) can be realized.
  • the secondary battery unit does not have to be in a no-load state, and even when a current flows through the secondary battery unit.
  • the charge amount based on the current integration can be replaced with the charge amount based on the battery equivalent circuit model to correct the charge amount based on the current integration, and the charge amount of the secondary battery unit can be accurately calculated.
  • an open circuit voltage is calculated from a characteristic line obtained by performing a linear regression operation from a terminal voltage and current of a secondary battery, and a charge amount calculated based on the open circuit voltage and a charge amount based on current integration
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment it is not necessary to obtain the primary regression calculation, and at the switching timing of charging / discharging of the secondary battery unit (more precisely, when a predetermined time elapses after switching of charging / discharging). The charge amount of the secondary battery unit can be corrected.
  • the open circuit voltage is calculated from the terminal voltage, current, and internal resistance of the secondary battery, and the difference between the charge amount calculated based on the open circuit voltage and the charge amount based on current integration is equal to or greater than a predetermined value.
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment since the influence of polarization is included in the battery equivalent circuit model, an error due to polarization does not occur by using the battery equivalent circuit model.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the battery monitoring apparatus 100 includes a control unit 10, a voltage acquisition unit 11, a current acquisition unit 12, a first charge amount calculation unit 13, a second charge amount calculation unit 14, an open-circuit voltage calculation unit 15, and a condition determination unit that control the entire apparatus. 16, a switching determination unit 17, a charge amount difference calculation unit 18, an error amount calculation unit 24, a capacity calculation unit 25, a unit capacity change amount calculation unit 26, a storage unit 21, a timer 22 for timing, and the like.
  • the voltage acquisition unit 11 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (for example, the voltage across the secondary battery unit 50). Further, the current acquisition unit 12 acquires the current (charging current and discharging current) of the secondary battery unit 50.
  • the control part 10 can control the sampling period which acquires a voltage and an electric current. The sampling period can be, for example, 10 ms, but is not limited thereto.
  • the first charge amount calculation unit 13 has a function as a first calculation unit, and calculates the first charge amount of the secondary battery unit 50 by integrating the current acquired by the current acquisition unit 12.
  • the first charge amount is a charge amount based on current integration, and is also referred to as current integration SOC.
  • the amount of charge is also referred to as SOC (State Of Charge) or a charge rate, and represents the ratio of the charged capacity to the full charge capacity.
  • the second charge amount calculation unit 14 has a function as a second calculation unit, and is based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit 11, the current acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. A second charge amount of the secondary battery unit 50 is calculated.
  • the second charge amount is a charge amount based on an equivalent circuit model of the secondary battery unit 50, and is also referred to as a battery equivalent circuit model SOC. Since the second charge amount does not employ current integration, the second charge amount is not affected by an error in the current value that gradually increases and accumulates in the process of integrating the current (for example, an error of the current sensor 53).
  • the voltage and current are values when the secondary battery unit 50 is charged or discharged, and the secondary battery unit 50 is not in a no-load state.
  • the charge amount difference calculation unit 18 includes a first charge amount (current integrated SOC) calculated by the first charge amount calculation unit 13 and a second charge amount (battery equivalent circuit model SOC) calculated by the second charge amount calculation unit 14.
  • the charge amount difference is calculated.
  • the condition determination unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18.
  • the predetermined condition can be, for example, a condition indicating whether or not the current integration error exceeds an allowable range. That is, when the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18 is large, it is considered that the current integration error exceeds the allowable range, and it can be determined that the predetermined condition is satisfied. Conversely, when the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18 is small, it can be determined that the predetermined condition is not satisfied.
  • the control unit 10 has a function as a correction unit, and corrects the first charge amount based on the second charge amount when the condition determination unit 16 determines that the predetermined condition is satisfied. Correcting the first charge amount based on the second charge amount is, for example, replacing the first charge amount with the second charge amount, and replacing the charge amount of the secondary battery unit 50 with the first charge amount.
  • the amount of charge can be two.
  • control unit 10 determines that the predetermined condition is not satisfied by the condition determination unit 16 (when the current integration error is considered not to exceed the allowable range)
  • the control unit 10 sets the first charge amount to the secondary battery.
  • the amount of charge of the unit 50 is assumed.
  • the control unit 10 replaces the first charge amount with the second charge amount as the secondary charge.
  • the charge amount of the battery unit 50 is used (the first charge amount is replaced with the second charge amount). Note that correcting the first charge amount with the second charge amount is also referred to as current integration SOC correction.
  • the first charge amount based on the current integration is set as the charge amount, and when the current integration error exceeds the allowable range, the current integration is affected.
  • the second charge amount based on the equivalent circuit model that is not received can be used as the charge amount, and the charge amount of the secondary battery unit 50 can be accurately calculated even when the charge / discharge current flows through the secondary battery unit 50. it can.
  • the switching determination unit 17 determines whether charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched based on the current acquired by the current acquisition unit 12. For example, it is possible to determine that charging / discharging has been switched when one of charging or discharging is determined as positive and the current changes from positive to negative, or when the current changes from negative to positive.
  • the condition determination unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied according to the presence or absence of switching determined by the switching determination unit 17. For example, when the switching determination unit 17 determines that charging / discharging has been switched, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the internal impedance of the secondary battery unit 50 is once reset, and the accuracy of the equivalent circuit model is considered to be high. Therefore, when the charging / discharging of the secondary battery unit 50 is switched, the second charge amount based on the equivalent circuit model with higher accuracy than the accuracy of the first charge amount based on the current integration is used. Therefore, the charge amount of the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy.
  • the switching determination unit 17 determines that there is no charge / discharge switching
  • the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18 is large, the current integration error falls within the allowable range. Since it is determined that the predetermined condition is satisfied, the first charge amount is corrected by the second charge amount. Compared to the case where the current integrated SOC correction is performed only when switching between charge and discharge, the current integrated SOC is corrected. The number of corrections can be increased, and the charge amount of the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy even when a charge / discharge current flows through the secondary battery unit 50.
  • the second charge amount calculation unit 14 acquires the voltage and current acquisition unit acquired by the voltage acquisition unit 11 after a predetermined time has elapsed since the charging / discharging switching time.
  • the second charge amount of the secondary battery unit 50 can be calculated based on the current acquired at 12. Different values may be used for the predetermined time when the charging is switched to discharging and when the charging is switched to discharging, or the same value may be used.
  • the predetermined time can be, for example, about 0.1 second to 2 seconds, but is not limited to these numerical values.
  • the overvoltage refers to the difference between the voltage (terminal voltage) of the secondary battery unit 50 and the open circuit voltage OCV (also referred to as open circuit voltage).
  • the open circuit voltage calculation unit 15 calculates the open circuit voltage OCV of the secondary battery unit 50 based on the voltage Vb acquired by the voltage acquisition unit 11, the current Ib acquired by the current acquisition unit 12, and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. To do.
  • the second charge amount calculation unit 14 2 Calculate the amount of charge.
  • the first based on current integration is used.
  • a second charge amount for correcting the charge amount can be calculated.
  • the control unit 10 performs the current integration SOC correction at each of the first correction time and the second correction time before the first correction time.
  • the charge amount difference calculation unit 18 functions as a change amount calculation unit, and changes in the charge amount difference based on the charge amount differences calculated at the first correction time point and the second correction time point corrected by the control unit 10, respectively. Calculate the amount.
  • the change amount is ⁇ SOC (t) ⁇ SOC ( It can be calculated by the equation t-1).
  • the capacity calculation unit 25 calculates the charged or discharged capacity between the first correction time point and the second correction time point.
  • the capacity represents, for example, the integration of the charging current and the charging time between the first correction time and the second correction time, or the integration of the discharge current and the discharging time between the first correction time and the second correction time in Ah units. Is.
  • the unit capacity change amount calculation unit 26 calculates a unit capacity change amount per unit capacity based on the change amount calculated by the charge amount difference calculation unit 18 (change amount calculation unit) and the capacity calculated by the capacity calculation unit 25. .
  • the amount of change between the first correction point (t) and the second correction point (t ⁇ 1) is ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1), and the capacity between the first correction point and the second correction point is C.
  • the unit capacity change amount can be expressed by the equation ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C.
  • FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of a unit capacity change calculation method by the battery monitoring apparatus 100 according to the third embodiment.
  • the upper diagram shows the current flowing through the secondary battery unit 50
  • the lower diagram shows the change of the charge amount difference ⁇ SOC.
  • the graph indicated by the solid line represents the current integrated SOC (first charge amount)
  • the graph indicated by the broken line represents the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount).
  • switching from discharging to charging is performed at the second correction time point (t ⁇ 1)
  • current integration SOC correction is performed at the second correction time point (t ⁇ 1).
  • the charging state continues after the second correction time point (t ⁇ 1), and switching from charging to discharging is performed at the first correction time point t, and current integration SOC correction is performed at the first correction time point t.
  • the hatched area in the upper diagram represents the capacity C charged between the first correction time and the second correction time.
  • the unit of the capacity C is Ah.
  • the charge amount difference at the first correction time t is ⁇ SOC (t)
  • the charge amount difference at the second correction time point (t ⁇ 1) is ⁇ SOC (t ⁇ 1)
  • the first correction time point and the second correction time point are
  • the amount of change in the charge amount difference can be calculated by the equation ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1).
  • the unit capacity change amount can be expressed by the equation ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C.
  • the error amount calculation unit 24 calculates an error amount based on the unit capacity change amount calculated by the unit capacity change amount calculation unit 26 and the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery unit 50 after the first correction time.
  • the error amount is expressed by, for example, an expression of Cp ⁇ ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C ⁇ . be able to. That is, the error amount represents an index indicating how much the amount of change increases as the charge capacity or discharge capacity of the secondary battery unit 50 increases.
  • the condition determination unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on whether or not the error amount calculated by the error amount calculation unit 24 is equal to or greater than a predetermined threshold. For example, when the error amount is equal to or greater than a predetermined threshold, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the error amount regardless of whether the secondary battery unit 50 is switched between charge and discharge.
  • the amount of charge in the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy.
  • the error amount calculation unit 24 can also calculate the error amount based on the change amount calculated by the charge amount difference calculation unit 18 and the charge duration or discharge duration after the first correction point. For example, if the time difference between the first correction time point t and the second correction time point (t ⁇ 1) is ⁇ t, the amount of change per unit time is represented by the expression ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / ⁇ t. Can be expressed as When the charge continuation time or discharge continuation time after the first correction time point (t) is represented by Tp, the error amount is represented by, for example, an equation of Tp ⁇ ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / ⁇ t. Can do. That is, the error amount represents an index indicating how much the change amount increases with the lapse of the charge duration time or the discharge duration time.
  • condition determination unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on whether or not the error amount calculated by the error amount calculation unit 24 is equal to or greater than a predetermined threshold value. For example, when the error amount is equal to or greater than a predetermined threshold, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the error amount regardless of whether the secondary battery unit 50 is switched between charge and discharge.
  • the amount of charge in the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy.
  • condition determination unit 16 determines whether or not the predetermined condition is satisfied when the control unit 10 performs the charge continuation time or the discharge continuation time after the correction time when the current integrated SOC correction is performed for a predetermined time or more.
  • the predetermined time can be, for example, 1 minute, 2 minutes, 5 minutes, or the like, but is not limited to these numerical values.
  • the error in current integration increases when the charge duration or the discharge duration is long after the charge / discharge of the secondary battery unit 50 is switched. Therefore, when the charge duration time or the discharge duration time is equal to or longer than the predetermined time, it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied in order to determine whether or not the current integration error exceeds the allowable range. Thereby, it is possible to prevent the current integration error from exceeding the allowable range.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing the main part of the calculation process of the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the first charge amount calculation unit 13 performs a current integration process and performs the sampling period.
  • the first charge amount is calculated.
  • the control unit 10 outputs the calculated first charge capacity as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the current Ib of the secondary battery unit 50 and the battery equivalent circuit model, and subtracts the calculated overvoltage from the voltage Vb of the secondary battery unit 50. Then, the open circuit voltage OCV is calculated.
  • the second charge amount calculation unit 14 calculates the second charge amount by converting the calculated open circuit voltage OCV based on the OCV-SOC characteristic illustrated in FIG.
  • the calculation frequency of the second charge amount may be every time the above-described sampling period (for example, 10 ms) or every time a trigger described later is generated.
  • the switching determination unit 17 Based on the current Ib of the secondary battery unit 50, the switching determination unit 17 performs a zero cross determination process (a determination process for the presence or absence of a current zero cross, that is, a determination process for the presence or absence of switching between charge and discharge), and there is a current zero cross.
  • a predetermined time lapse trigger generation process is performed in which a trigger (also referred to as a predetermined time lapse trigger) is generated when a predetermined time (for example, about 0.1 second to 2 seconds) elapses from the time (charge / discharge switching time).
  • the error amount calculation unit 24 is the difference between the charge amount of the first charge amount calculated by the first charge amount calculation unit 13 and the second charge amount calculated by the second charge amount calculation unit 14 at the timing when the current integration SOC correction is performed. (SOC difference) is calculated, and the change amount of the charge amount difference is calculated using the charge amount difference calculated at the timing of the previous current integration SOC correction.
  • the error amount calculation unit 24 is based on the amount of change in the charge amount difference and the capacity charged or discharged in the secondary battery unit 50 between the previous current integrated SOC correction timing and the current current SOC correction timing.
  • the unit capacity change amount is calculated, the error amount is calculated using the capacity charged or discharged to the secondary battery unit 50 after the current current SOC correction timing, and the calculated error amount and a predetermined threshold value are calculated. Compare
  • the control unit 10 corrects the first charge amount by replacing the first charge amount with the second charge amount when the predetermined time passage trigger is generated or when the error amount becomes equal to or greater than a predetermined threshold. . That is, the control unit 10 performs the current integration SOC correction when the predetermined time passage trigger is generated or when the error amount becomes equal to or greater than the predetermined threshold, and the second charge amount calculation unit 14 calculates The two charge amounts are output as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50.
  • FIG. 31 is an explanatory diagram showing an example of a current waveform of the secondary battery unit 50 of the third embodiment.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates current.
  • the current is positive, the battery is charged, and when the current is negative, the battery is discharged.
  • the transition of the current during several hours is shown, and it can be seen that the current zero crossing occurs at the timing of switching from charging to discharging and from discharging to charging.
  • the current waveform is an example, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 32 is an explanatory diagram showing an example of each charge amount calculated by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the charge amount SOC.
  • a graph indicated by “current integration (with current error)” indicates a transition from time 0 of the first charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 31.
  • the graph shown by “battery equivalent circuit model” shows the transition from time 0 of the second charge amount calculated based on the current illustrated in FIG. 31.
  • the graph indicated by “current integration (no current error)” indicates a transition from time 0 when the currents illustrated in FIG. 31 are integrated without error, and represents a true value of current integration.
  • the first charge amount based on the current integration has a large deviation from the true value of the current integration with the passage of time, and the error gradually increases.
  • the difference between the first charge amount based on the current integration and the true value of the current integration is small, and the first charge amount accurately represents the charge amount of the secondary battery unit 50.
  • the second charge amount tends to approach the true value of the current integration at the timing when the charge / discharge switching occurs.
  • FIG. 33 is an explanatory diagram showing an example of the charge amount of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the charge amount SOC.
  • the predetermined time passage trigger is generated many times. Further, it can be seen that when the discharge state continues and the error amount becomes equal to or greater than a predetermined threshold, the charge amount of the secondary battery unit 50 is corrected as indicated by symbol A in the figure.
  • FIG. 33 illustrates that the charging state of the secondary battery unit 50 is corrected when the discharging state continues and the error amount becomes equal to or greater than a predetermined threshold, but the charging state continues. The same applies to the case. Also, in FIG. 33, for the sake of simplicity, only one point in time when the error amount is equal to or greater than a predetermined threshold is illustrated by reference symbol A. May appear multiple times.
  • FIG. 34 is an explanatory diagram showing an example of the charge amount error of the secondary battery unit 50 by the battery monitoring device 100 of the third embodiment.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the charge amount SOC error.
  • the true value of the current integration is represented by the horizontal axis with an error of 0%.
  • the graph indicated by “error before correction” indicates the ratio (error) of the difference between the first charge amount and the true value of current integration with respect to the true value of current integration.
  • the graph indicated by “error after correction” indicates the ratio (error) of the charge amount after correction to the true value of current integration. As shown in FIG.
  • FIG. 35 and FIG. 36 are flowcharts showing a first example of a processing procedure of charge amount calculation by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S311).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example. Details of the calculation process of the current integration SOC will be described later.
  • the control unit 10 determines whether or not there is a current zero cross (S312), and if there is a current zero cross (YES in S312), it determines whether or not the switching is from charging to discharging (S313). In the case of switching from charging to discharging (YES in S313), the controller 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S314).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • step S314 If the predetermined time Tcd has not elapsed (NO in S314), the control unit 10 continues the process of step S314. When the predetermined time Tcd has elapsed (YES in S314), the control unit 10 performs a process in step S316 described later.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S315).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • the control unit 10 continues the process of step S315.
  • the control unit 10 performs a process in step S316 described later.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S316). Details of the battery equivalent circuit model SOC calculation process will be described later.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S317).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 calculates a unit capacity change amount (S318). Details of the unit capacity change amount calculation processing will be described later.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S319).
  • the control unit 10 determines whether or not the charge duration time or the discharge duration time is equal to or longer than a predetermined time (S320).
  • the predetermined time can be, for example, 1 minute, 2 minutes, 5 minutes, or the like, but is not limited to these numerical values.
  • the control unit 10 calculates an error amount (S321). Details of the error amount calculation process will be described later.
  • the control unit 10 determines whether or not the calculated error amount is equal to or greater than the threshold value (S322).
  • the current integration SOC is corrected (S323).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the error amount becomes equal to or greater than the threshold value.
  • the threshold value can be a numerical value corresponding to about 5% to 10% of the SOC at the time of determination, but is not limited to this.
  • the control unit 10 calculates the unit capacity change amount (S324), and outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S325).
  • the control unit 10 When there is no current zero cross (NO in S312), when the charge duration or discharge duration is not longer than the predetermined time (NO in S320), or when the error amount is not equal to or greater than the threshold (NO in S322), the control unit 10 The calculated current integration SOC is output as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S325).
  • the control unit 10 determines whether or not to end the process (S326). If the process is not ended (NO in S326), the process from step S311 is continued and the process is ended (YES in S326). Exit. 35 and 36 can be repeatedly performed when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • FIG. 37 is a flowchart showing an example of a processing procedure for calculating the current integrated SOC by the battery monitoring apparatus 100 according to the third embodiment.
  • the control unit 10 acquires the current Ib of the secondary battery unit 50 at a predetermined sampling period (for example, 10 ms) (S101), and integrates the acquired current values (S102).
  • the control unit 10 divides the integrated current value by the full charge capacity to calculate the current integrated SOC (S103), and ends the process.
  • the initial value of the SOC is, for example, the voltage obtained when the ignition is off or immediately after the ignition is turned on, that is, when the current of the secondary battery unit 50 is not flowing, as the OCV, and the SOC obtained from the OCV is the initial value. It can be a value.
  • FIG. 38 is a flowchart showing an example of a processing procedure of battery equivalent circuit model SOC calculation by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the control unit 10 acquires the voltage Vb of the secondary battery unit 50 (S111), and acquires the current Ib (S112).
  • the timing of acquiring the voltage Vb and the current Ib may be every predetermined sampling period (for example, 10 ms), or may be after averaging values sampled a plurality of times.
  • the control unit 10 calculates an overvoltage based on the acquired current Ib and the battery equivalent circuit model (S113), and calculates an open circuit voltage OCV based on the acquired voltage Vb and the calculated overvoltage (S114).
  • the control unit 10 converts the calculated open circuit voltage OCV to calculate the battery equivalent circuit model SOC (S115), and ends the process.
  • FIG. 39 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of unit capacity change amount calculation by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the control unit 10 obtains a correction amount (SOC difference between the current integrated SOC and the battery equivalent circuit model SOC) at the first correction time point when the current integrated SOC is corrected this time (S121), and the first current integrated SOC is corrected.
  • a correction amount (SOC difference between the current integrated SOC and the battery equivalent circuit model SOC) at the second correction time (before the first correction time) is acquired (S122).
  • the control unit 10 calculates the amount of change in the charge amount difference between the correction amount (charge amount difference) at the first correction point and the correction amount (charge amount difference) at the second correction point (S123). If the charge amount difference at the first correction time t is ⁇ SOC (t) and the charge amount difference at the second correction time point (t ⁇ 1) is ⁇ SOC (t ⁇ 1), the change amount is ⁇ SOC (t) ⁇ SOC ( It can be calculated by the equation t-1).
  • the control unit 10 calculates the capacity charged or discharged between the first correction time and the second correction time (S124), and calculates the unit capacity change amount based on the change amount of the charge amount difference and the calculated capacity ( S125), the process ends. If the capacity C is charged or discharged between the first correction time and the second correction time, the unit capacity change amount can be calculated by the equation ⁇ SOC (t) ⁇ SOC (t ⁇ 1) ⁇ / C. it can.
  • FIG. 40 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure for calculating an error amount by the battery monitoring apparatus 100 according to the third embodiment.
  • the control unit 10 acquires the unit capacity change amount calculated by the process illustrated in FIG. 39 (S131), and acquires the charge duration or the discharge duration after the first correction time when the current accumulated SOC is corrected (S132). ).
  • the control unit 10 acquires the charging current or discharging current after the first correction time (S133).
  • the charging current and the charging duration after the first correction time are integrated, the capacity charged in the secondary battery unit 50 after the first correction time can be obtained. Further, by integrating the discharge current and the discharge duration after the first correction time, the capacity discharged from the secondary battery unit 50 after the first correction time can be obtained.
  • the control unit 10 calculates an error amount based on the unit capacity change amount and the capacity charged in the secondary battery unit 50 after the first correction time or the capacity discharged from the secondary battery unit 50 (S134), and processing Exit.
  • the amount of charge is corrected by replacing the current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC using the error amount, but the present invention is not limited to this.
  • the SOC difference charge amount difference
  • the second example will be described.
  • the condition determination unit 16 determines whether or not a predetermined condition is satisfied based on whether or not the charge amount difference calculated by the charge amount difference calculation unit 18 is greater than or equal to a predetermined value. When the current integration error exceeds the allowable range, the charge amount difference ⁇ SOC is considered to increase. Therefore, when the charge amount difference ⁇ SOC is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the control unit 10 corrects the first charge amount based on the second charge amount. Correcting the first charge amount based on the second charge amount is, for example, replacing the first charge amount with the second charge amount, and replacing the charge amount of the secondary battery unit 50 with the first charge amount.
  • the amount of charge can be two.
  • the first charge amount can be corrected by replacing the first charge amount with the second charge amount based on the charge amount difference ⁇ SOC regardless of whether the secondary battery unit 50 is switched between charge and discharge. Therefore, the charge amount of the secondary battery unit 50 can be calculated with high accuracy.
  • FIG. 41 is a flowchart showing a second example of the processing procedure for calculating the amount of charge by the battery monitoring apparatus 100 of the third embodiment.
  • the control unit 10 calculates the current integration SOC (first charge amount) (S331).
  • the calculation frequency of the current integration SOC can be synchronized with the current detection sampling period of the secondary battery unit 50, and can be set to 10 ms, for example.
  • the calculation process of current integration SOC is the same as the process shown in FIG.
  • the controller 10 determines whether or not there is a current zero cross (S332), and if there is a current zero cross (YES in S332), it determines whether or not switching from charging to discharging (S333). In the case of switching from charging to discharging (YES in S333), the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tcd has elapsed since the occurrence of the current zero cross (S334).
  • the predetermined time Tcd can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds.
  • step S334 If the predetermined time Tcd has not elapsed (NO in S334), the control unit 10 continues the process of step S334. When the predetermined time Tcd has elapsed (YES in S334), the control unit 10 performs a process in step S336 described later.
  • the control unit 10 determines whether or not a predetermined time Tdc has elapsed since the occurrence of the current zero cross. (S335).
  • the predetermined time Tdc can be set to, for example, about 0.1 second to 2 seconds. If the predetermined time Tdc has not elapsed (NO in S335), the control unit 10 continues the process of step S335. When the predetermined time Tdc has elapsed (YES in S335), the control unit 10 performs a process in step S336 described later.
  • the control unit 10 calculates the battery equivalent circuit model SOC (second charge amount) (S336).
  • the battery equivalent circuit model SOC calculation process is the same as the process shown in FIG.
  • the control unit 10 calculates the SOC difference between the current integration SOC and the battery equivalent circuit model SOC (S337), and determines whether the SOC difference is equal to or greater than a predetermined value (S338).
  • the predetermined value can be about 5% to 10% of the SOC at the time of determination, but is not limited to these values.
  • the control unit 10 corrects the current integration SOC (S339).
  • the correction of the current integration SOC is a process of replacing the most recently calculated current integration SOC with the battery equivalent circuit model SOC when the predetermined time Tcd or Tdc has elapsed.
  • the control unit 10 outputs the replaced battery equivalent circuit model SOC as the charge amount SOC of the secondary battery unit 50 (S340), and ends the process.
  • the control unit 10 determines whether the charge duration time or the discharge duration time is equal to or longer than a predetermined time (S341).
  • the predetermined time can be, for example, 1 minute, 2 minutes, 5 minutes, etc., but is not limited to these transition values.
  • the control unit 10 When the charge duration time or the discharge duration time is equal to or longer than the predetermined time (YES in S341), the control unit 10 performs the process of step S336. If the SOC difference is not greater than or equal to the predetermined value (NO in S338), or if the charge duration or discharge duration is not greater than the predetermined time (NO in S341), the control unit 10 uses the calculated current integration SOC as the secondary battery unit. 50 is output as a charge amount SOC (S340), and the process is terminated. Note that the process shown in FIG. 41 can be repeated when the secondary battery unit 50 continues to be charged or discharged.
  • the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer including a CPU (processor), a RAM (memory), and the like. That is, as shown in FIGS. 35 to 41, a computer program that defines the procedure of each process is loaded into a RAM (memory) provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor). Thus, the charge amount calculation device (battery monitoring device 100) can be realized.
  • the secondary battery unit does not have to be in a no-load state, and even when a current flows through the secondary battery unit.
  • the charge amount based on the current integration can be replaced with the charge amount based on the battery equivalent circuit model to correct the charge amount based on the current integration, and the charge amount of the secondary battery unit can be accurately calculated.
  • an open circuit voltage is calculated from a characteristic line obtained by performing a linear regression operation from a terminal voltage and current of a secondary battery, and a charge amount calculated based on the open circuit voltage and a charge amount based on current integration
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment it is not necessary to obtain the primary regression calculation, and at the switching timing of charging / discharging of the secondary battery unit (more precisely, when a predetermined time elapses after switching of charging / discharging). The charge amount of the secondary battery unit can be corrected.
  • the open circuit voltage is calculated from the terminal voltage, current, and internal resistance of the secondary battery, and the difference between the charge amount calculated based on the open circuit voltage and the charge amount based on current integration is equal to or greater than a predetermined value.
  • the open circuit voltage cannot be obtained with high accuracy and the charge amount cannot be corrected.
  • the battery monitoring apparatus 100 of the present embodiment since the influence of polarization is included in the battery equivalent circuit model, an error due to polarization does not occur by using the battery equivalent circuit model.
  • the secondary battery has been described as a lithium ion battery.
  • the secondary battery is not limited to a lithium ion battery, and can be provided, for example, as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. .

Abstract

充電量算出装置は、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧、電流及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、所定条件を充足するか否かを判定する判定部とを備え、判定部で所定条件を充足しないと判定した場合、第1充電量を二次電池の充電量とし、判定部で所定条件を充足すると判定した場合、第2充電量を二次電池の充電量とする。

Description

充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法
 本発明は、充電量算出装置、コンピュータプログラム及び充電量算出方法に関する。
 本出願は、2016年4月18日出願の日本出願第2016-082913号、日本出願第2016-082914号、及び日本出願第2016-082915号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 近年、HEV(Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド自動車)及びEV(Electric Vehicle:電気自動車)等の車両が普及しつつある。HEV及びEVは二次電池を搭載している。このような車両では、走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが繰り返される。そして、車両の走行中の充放電によって二次電池の充電状態が大きく変動するため、二次電池の充電量(SOC)を精度よく求める必要がある。
 二次電池の充電量を算出する方法として、例えば、二次電池の充放電電流を検出して電流積算値を算出し、算出した電流積算値に基づいて第1の充電量を算出する。そして、無負荷時の二次電池の電圧に基づいて第2の充電量を算出し、第1の充電量と第2の充電量との差が所定値以上となったときに第2の充電量に基づいて第1の充電量を補正する充電量演算方法が開示されている(特許文献1参照)。
特開2000-150003号公報
 本開示の充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、所定条件を充足するか否かを判定する判定部とを備え、前記判定部で前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 本開示の充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部とを備え、前記切替判定部で充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 本開示の充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2算出部で算出した第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、該条件判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部とを備える。
 本開示のコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧、電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、所定条件を充足するか否かを判定する判定部として機能させ、前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理する。
 本開示のコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部として機能させ、充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理する。
 本開示のコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、算出した第1充電量及び第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部として機能させる。
 本開示の充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、所定条件を充足するか否かを判定部が判定し、前記所定条件を充足しないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 本開示の充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、充放電の切り替えがないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、充放電の切り替えがあったと判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 本開示の充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、算出された第1充電量及び第2充電量の充電量差を充電量差算出部が算出し、算出された充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを条件判定部が判定し、前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正部が補正する。
第1実施形態の充電量算出装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。 第1実施形態の電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。 第1実施形態の二次電池ユニットの等価回路モデルの一例を示す説明図である。 第1実施形態の二次電池ユニット50の充電開始後の電圧の推移の一例を示す模式図である。 第1実施形態の二次電池ユニット50の放電開始後の電圧の推移の一例を示す模式図である。 第1実施形態の二次電池ユニットの開放電圧と充電量との相関関係の一例を示す説明図である。 第1実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の算出処理の要部を示す模式図である。 第1実施形態の二次電池ユニットの電流波形の一例を示す説明図である。 第1実施形態の電池監視装置が算出する各充電量の一例を示す説明図である。 第1実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の一例を示す説明図である。 第1実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の誤差の一例を示す説明図である。 第1実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。 第1実施形態の電池監視装置による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第1実施形態の電池監視装置による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第1実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。 第1実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第3例を示すフローチャートである。 第1実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第4例を示すフローチャートである。 第2実施形態の電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。 第2実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の算出処理の要部を示す模式図である。 第2実施形態の二次電池ユニットの電流波形の一例を示す説明図である。 第2実施形態の電池監視装置が算出する各充電量の一例を示す説明図である。 第2実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の一例を示す説明図である。 第2実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の誤差の一例を示す説明図である。 第2実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。 第2実施形態の電池監視装置による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第2実施形態の電池監視装置による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第2実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。 第3実施形態の電池監視装置による単位容量変化量の算出方法の一例を示す説明図である。 第3実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の算出処理の要部を示す模式図である。 第3実施形態の二次電池ユニットの電流波形の一例を示す説明図である。 第3実施形態の電池監視装置が算出する各充電量の一例を示す説明図である。 第3実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の一例を示す説明図である。 第3実施形態の電池監視装置による二次電池ユニットの充電量の誤差の一例を示す説明図である。 第3実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による電流積算SOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による単位容量変化量算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による誤差量算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第3実施形態の電池監視装置による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。
[本開示が解決しようとする課題]
 特許文献1の方法にあっては、無負荷時の二次電池の電圧を検出する必要がある。無負荷時の二次電池の電圧を検出することができる条件は、例えば、車両を停止し、イグニション(IG)をオフ状態にするか、あるいは二次電池への充放電を強制的に停止させなければならない。このため、イグニション(IG)が長時間連続オンの状態では、無負荷時の二次電池の電圧を検出することができない。また、二次電池への充放電を強制的に停止させると、二次電池からの放電によるモータの駆動が得られない場合や、モータからの回生電力を用いて二次電池を充電することができない場合が生じ、エネルギー損失及び回生ブレーキ力損失を招く。
 そこで、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる充電量算出装置、該充電量算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び充電量算出方法を提供することを目的とする。
[本開示の効果]
 本開示によれば、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
[本願発明の第1実施形態の説明]
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、所定条件を充足するか否かを判定する判定部とを備え、前記判定部で前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 第1実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧、電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、所定条件を充足するか否かを判定する判定部として機能させ、前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理する。
 第1実施形態に係る充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、所定条件を充足するか否かを判定部が判定し、前記所定条件を充足しないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 電圧取得部は二次電池の電圧を取得し、電流取得部は二次電池の電流(充電電流及び放電電流を含む)を取得する。第1算出部は、電流取得部で取得した電流を積算して二次電池の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量である。電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2算出部は、電圧取得部で取得した電圧、電流取得部で取得した電流及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池の等価回路モデルに基づく充電量である。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加する電流値の誤差の影響を受けない。等価回路モデルは、二次電池のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗、抵抗とキャパシタとの並列回路などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。なお、電圧、電流は、二次電池が充電又は放電しているときの値であり、二次電池は、無負荷状態ではない。
 判定部は、所定条件を充足するか否かを判定する。所定条件は、例えば、電流積算の誤差が許容範囲を超えるか否かを表す条件とすることができる。すなわち、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、所定条件を充足すると判定することができ、許容範囲を超えない場合には、所定条件を充足しないと判定することができる。
 判定部で所定条件を充足しないと判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超えない場合)、第1充電量を二次電池の充電量とし、判定部で所定条件を充足すると判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超える場合)、第1充電量を補正すべく、第2充電量を二次電池の充電量とする(第1充電量を第2充電量で置き換える)。これにより、電流積算の誤差が許容範囲内にある場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができ、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記判定部は、前記二次電池の電流を積算する時間が所定の積算時間未満である場合、前記所定条件を充足しないと判定する。
 判定部は、二次電池の電流を積算する時間が所定の積算時間未満である場合、所定条件を充足しないと判定する。所定の積算時間は、所定のサンプリング周期で二次電池の電流を電流センサで検出して、電流積算を行う場合に、取得した電流値の誤差、すなわち電流積算の誤差が累積されて許容範囲を超えると考えられる時間とすることができる。また、所定の積算時間の起点は、例えば、二次電池の通電を開始した時点、あるいは第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正した、直近(前回)の補正時点とすることができる。
 上述の構成により、電流積算の誤差が許容範囲を超えない場合には、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度に比べて、精度がよい電流積算に基づく第1充電量を用いることができるので、二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部を備え、前記判定部は、前記二次電池の電流を積算する時間が前記積算時間以上である場合、前記切替判定部で判定した切り替えの有無に応じて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 切替判定部は、電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 判定部は、二次電池の電流を積算する時間が積算時間以上である場合、切替判定部で判定した充放電の切り替えの有無に応じて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。そこで、電流積算の誤差が許容範囲を超え、かつ二次電池の充放電の切り替えが有った場合には、電流積算に基づく第1充電量の精度に比べて、精度がよい等価回路モデルに基づく第2充電量を用いることができるので、二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記第2算出部は、前記切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する。
 第2算出部は、切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、電圧取得部で取得した電圧及び電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の第2充電量を算出する。充放電の切替後の通電時間に応じて二次電池のインピーダンスが安定し、過電圧の影響を少なくすることができるので、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度を高くすることができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点で、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位時間当たりの単位時間誤差量を算出する単位時間誤差量算出部とを備え、前記判定部は、前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点からの経過時間及び前記単位時間誤差量に基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 充電量差算出部は、第2算出部で算出した第2充電量を二次電池の充電量とした時点(すなわち、第1充電量を第2充電量で置き換えることで第1充電量を補正した補正時点)で、第1算出部で算出した第1充電量及び第2充電量の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 単位時間誤差量算出部は、充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位時間当たりの単位時間誤差量を算出する。単位時間誤差量をΔEtとし、充電量差ΔSOCに相当する容量ΔEAhを充電又は放電に要する時間をTeとすると、ΔEt=ΔEAh/Teという式で算出することができる。ここで、二次電池の満充電容量をFCCとすると、ΔEAh=FCC×ΔSOC/100である。すなわち、容量ΔEAhは、単位が%である充電量差ΔSOCを、Ah単位に換算したものである。
 判定部は、第2算出部で算出した第2充電量を二次電池の充電量とした時点(すなわち、充電量の直近の補正時点)からの経過時間及び単位時間誤差量に基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、単位時間誤差量ΔEt×経過時間tが、所定値以上となった場合、誤差量(ΔEt×t)が所定値以上となったとして、所定条件を充足すると判定することができる。これにより、直近に求めた充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正するか否かを判定することができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点で、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位容量当たりの単位容量誤差量を算出する単位容量誤差量算出部とを備え、前記判定部は、前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点以降の前記二次電池の充放電容量及び前記単位容量誤差量に基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 充電量差算出部は、第2算出部で算出した第2充電量を二次電池の充電量とした時点(すなわち、第1充電量を第2充電量で置き換えることで第1充電量を補正した補正時点)で、第1算出部で算出した第1充電量及び第2充電量の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 単位容量誤差量算出部は、充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位容量当たりの単位容量誤差量を算出する。単位容量誤差量をΔEcとし、充電量差ΔSOCに相当する容量ΔEAhに達する充放電容量絶対値をCaとすると、ΔEc=ΔEAh/Ceという式で算出することができる。ここで、二次電池の満充電容量をFCCとすると、ΔEAh=FCC×ΔSOC/100である。すなわち、容量ΔEAhは、単位が%である充電量差ΔSOCを、Ah単位に換算したものである。
 判定部は、第2算出部で算出した第2充電量を二次電池の充電量とした時点(すなわち、充電量の直近の補正時点)以降の二次電池の充放電容量及び単位容量誤差量に基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、単位容量誤差量ΔEc×充放電容量c(充電量の直近の補正時点以降の充放電容量の絶対値)が、所定値以上となった場合、誤差量(ΔEc×c)が所定値以上となったとして、所定条件を充足すると判定することができる。これにより、直近に求めた充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正するか否かを判定することができる。
 第1実施形態に係る充電量算出装置は、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、前記第2算出部は、前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する。
 開放電圧算出部は、電圧取得部で取得した電圧Vb、電流取得部で取得した電流Ib及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の開放電圧OCVを算出する。例えば、等価回路モデル(等価回路モデルで表現されるインピーダンス)に流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2算出部は、開放電圧算出部で算出した開放電圧OCV及び二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、二次電池の第2充電量を算出する。二次電池の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係は、予め記憶部に記憶する構成でもよく、対応関係を演算回路で演算する構成でもよい。これにより、無負荷時の二次電池の電圧を検出する必要がなく、二次電池に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
[本願発明の第2実施形態の説明]
 第2実施形態に係る充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部とを備え、前記切替判定部で充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 第2実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部として機能させ、充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理する。
 第2実施形態に係る充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、充放電の切り替えがないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、充放電の切り替えがあったと判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 電圧取得部は二次電池の電圧を取得し、電流取得部は二次電池の電流(充電電流及び放電電流を含む)を取得する。第1算出部は、電流取得部で取得した電流を積算して二次電池の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量である。電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2算出部は、電圧取得部で取得した電圧、電流取得部で取得した電流及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池の等価回路モデルに基づく充電量である。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加する電流値の誤差の影響を受けない。等価回路モデルは、二次電池のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗、抵抗とキャパシタとの並列回路などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。なお、電圧、電流は、二次電池が充電又は放電しているときの値であり、二次電池は、無負荷状態ではない。
 切替判定部は、電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 切替判定部で充放電の切り替えがないと判定した場合、第1充電量を二次電池の充電量とし、充放電の切り替えがあったと判定した場合、第1充電量を補正すべく、第2充電量を二次電池の充電量とする(第1充電量を第2充電量で置き換える)。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。これにより、二次電池の充放電の切り替えがない場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、二次電池の充放電の切り替えがあった場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができ、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第2実施形態に係る充電量算出装置は、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2算出部で算出した第2充電量の差分を算出する差分算出部を備え、前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、前記差分算出部で算出した差分が所定値以上でないときは、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、前記差分算出部で算出した差分が前記所定値以上であるときは、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする。
 差分算出部は、第1算出部で算出した第1充電量及び第2算出部で算出した第2充電量の差分を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、差分ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、差分算出部で算出した差分が所定値以上でないときは、第1充電量を二次電池の充電量とする。また、切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、差分算出部で算出した差分が所定値以上であるときは、第2充電量を二次電池の充電量とする。
 二次電池の充放電の切り替えがあった場合に、充電量の差分が所定値以上でないときは、電流積算の誤差が許容範囲を超えないと考えられるので、電流積算に基づく第1充電量を充電量とする。一方、二次電池の充放電の切り替えがあった場合に、充電量の差分が所定値以上であるときは、電流積算の誤差が許容範囲を超えていると考えられるので、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とする。これにより、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第2実施形態に係る充電量算出装置は、前記第2算出部は、前記切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する。
 第2算出部は、切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、電圧取得部で取得した電圧及び電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の第2充電量を算出する。充放電の切替後の通電時間に応じて二次電池のインピーダンスが安定し、過電圧の影響を少なくすることができるので、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度を高くすることができる。
 第2実施形態に係る充電量算出装置は、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、前記第2算出部は、前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する。
 開放電圧算出部は、電圧取得部で取得した電圧Vb、電流取得部で取得した電流Ib及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の開放電圧OCVを算出する。例えば、等価回路モデル(等価回路モデルで表されるインピーダンス)に流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2算出部は、開放電圧算出部で算出した開放電圧OCV及び二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、二次電池の第2充電量を算出する。二次電池の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係は、予め記憶部に記憶する構成でもよく、対応関係を演算回路で演算する構成でもよい。これにより、無負荷時の二次電池の電圧を検出する必要がなく、二次電池に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
[本願発明の第3実施形態の説明]
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2算出部で算出した第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、該条件判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部とを備える。
 第3実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、算出した第1充電量及び第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部として機能させる。
 第3実施形態に係る充電量算出方法は、二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、算出された第1充電量及び第2充電量の充電量差を充電量差算出部が算出し、算出された充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを条件判定部が判定し、前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正部が補正する。
 電圧取得部は二次電池の電圧を取得し、電流取得部は二次電池の電流(充電電流及び放電電流を含む)を取得する。第1算出部は、電流取得部で取得した電流を積算して二次電池の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量である。電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2算出部は、電圧取得部で取得した電圧、電流取得部で取得した電流及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池の等価回路モデルに基づく充電量である。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加する電流値の誤差の影響を受けない。等価回路モデルは、二次電池のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗、抵抗とキャパシタとの並列回路などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。なお、電圧、電流は、二次電池が充電又は放電しているときの値であり、二次電池は、無負荷状態ではない。
 充電量差算出部は、第1算出部で算出した第1充電量及び第2算出部で算出した第2充電量の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、例えば、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で算出することができる。
 条件判定部は、充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する。所定条件は、例えば、電流積算の誤差が許容範囲を超えるか否かを表す条件とすることができる。すなわち、充電量差算出部で算出した充電量差が大きい場合は、電流積算の誤差が許容範囲を超えると考えられ、所定条件を充足すると判定することができる。逆に、充電量差算出部で算出した充電量差が小さい場合は、所定条件を充足しないと判定することができる。
 補正部は、条件判定部で所定条件を充足すると判定した場合、第2充電量に基づいて第1充電量を補正する。第2充電量に基づいて第1充電量を補正するとは、例えば、第1充電量を第2充電量で置き換えることであり、二次電池の充電量を第1充電量に代えて第2充電量とすることができる。
 上述の構成により、電流積算の誤差が許容範囲内にある場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができ、二次電池に充放電電流が流れている場合でも二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部を備え、前記条件判定部は、前記切替判定部で判定した切り替えの有無に応じて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 切替判定部は、電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 条件判定部は、切替判定部で判定した切り替えの有無に応じて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。そこで、二次電池の充放電の切り替えが有った場合には、電流積算に基づく第1充電量の精度に比べて、精度がよい等価回路モデルに基づく第2充電量を用いることができるので、二次電池の充電量を精度よく算出することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記補正部が補正した第1補正時点及び該第1補正時点より前の第2補正時点それぞれで前記充電量差算出部が算出した充電量差に基づいて、充電量差の変化量を算出する変化量算出部と、該変化量算出部で算出した変化量及び前記第1補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間に基づいて誤差量を算出する誤差量算出部とを備え、前記条件判定部は、前記誤差量算出部で算出した誤差量が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 変化量算出部は、補正部が補正した第1補正時点及び第1補正時点より前の第2補正時点それぞれで充電量差算出部が算出した充電量差に基づいて、充電量差の変化量を算出する。第1補正時点tにおける充電量差をΔSOC(t)とし、第2補正時点(t-1)における充電量差をΔSOC(t-1)とすると、変化量は、ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)という式で算出することができる。ここで、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1で算出することができる。
 誤差量算出部は、変化量算出部で算出した変化量及び第1補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間に基づいて誤差量を算出する。例えば、第1補正時点tと第2補正時点(t-1)との時間差をΔtとすると、単位時間当たりの変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Δtという式で表すことができる。第1補正時点(t)以降の充電継続時間又は放電継続時間をTpで表すと、誤差量は、例えば、Tp×{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Δtという式で表すことができる。すなわち、誤差量は、充電継続時間又は放電継続時間の経過とともに変化量がどの程度増加するかを示す指標を表す。
 条件判定部は、誤差量算出部で算出した誤差量が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、誤差量が所定の閾値以上である場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 上述の構成により、二次電池の充放電の切り替えの有無に関わらず、誤差量に基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池に充電量を精度よく算出することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量を算出する容量算出部と、前記変化量算出部で算出した変化量及び前記容量算出部で算出した容量に基づいて、単位容量当たりの単位容量変化量を算出する単位容量変化量算出部とを備え、前記誤差量算出部は、前記単位容量変化量算出部で算出した単位容量変化量、及び前記第1補正時点以降の前記二次電池の充電容量又は放電容量に基づいて誤差量を算出する。
 容量算出部は、第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量を算出する。容量は、例えば、第1補正時点及び第2補正時点間の充電電流と充電時間との積算、又は第1補正時点及び第2補正時点間の放電電流と放電時間との積算をAh単位で表すものである。
 単位容量変化量算出部は、変化量算出部で算出した変化量及び容量算出部で算出した容量に基づいて、単位容量当たりの単位容量変化量を算出する。第1補正時点(t)及び第2補正時点(t-1)間の変化量をΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)とし、第1補正時点及び第2補正時点間の容量をCとすると、単位容量変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Cという式で表すことができる。
 誤差量算出部は、単位容量変化量算出部で算出した単位容量変化量、及び第1補正時点以降の二次電池の充電容量又は放電容量に基づいて誤差量を算出する。第1補正時点以降の二次電池の充電容量又は放電容量をCpとすると、誤差量は、例えば、Cp×{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/C}という式で表すことができる。すなわち、誤差量は、二次電池の充電容量又は放電容量の増加とともに変化量がどの程度増加するかを示す指標を表す。
 上述の構成により、二次電池の充放電の切り替えの有無に関わらず、誤差量に基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池に充電量を精度よく算出することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記条件判定部は、前記充電量差算出部で算出した充電量差が所定値以上であるか否かに基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 条件判定部は、充電量差算出部で算出した充電量差が所定値以上であるか否かに基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、充電量差ΔSOCが大きくなると考えられる。そこで、充電量差ΔSOCが所定値以上である場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 上述の構成により、二次電池の充放電の切り替えの有無に関わらず、充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池に充電量を精度よく算出することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記条件判定部は、前記補正部で補正した時点以降の充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合、前記所定条件を充足するか否かを判定する。
 条件判定部は、補正部で補正した時点以降の充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合、所定条件を充足するか否かを判定する。充電継続時間又は放電継続時間が長くなると、電流積算の誤差が増加すると考えられる。そこで、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合には、電流積算の誤差が許容範囲を超えるか否かを判別すべく、所定条件を充足するか否かを判定する。これにより、電流積算の誤差が許容範囲を超えることを防止することができる。
 第3実施形態に係る充電量算出装置は、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、前記第2算出部は、前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する。
 開放電圧算出部は、電圧取得部で取得した電圧Vb、電流取得部で取得した電流Ib及び二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の開放電圧OCVを算出する。例えば、等価回路モデル(等価回路モデルで表現されるインピーダンス)に流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2算出部は、開放電圧算出部で算出した開放電圧OCV及び二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、二次電池の第2充電量を算出する。二次電池の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係は、予め記憶部に記憶する構成でもよく、対応関係を演算回路で演算する構成でもよい。これにより、無負荷時の二次電池の電圧を検出する必要がなく、二次電池に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
(第1実施形態)
 以下、本発明に係る充電量算出装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は第1実施形態の充電量算出装置としての電池監視装置100を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、車両は、電池監視装置100の他に、二次電池ユニット50、リレー61、63、発電機(ALT)62、スタータモータ(ST)64、電池65、電気負荷66などを備える。
 二次電池ユニット50は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル51が直列又は直並列に接続されている。二次電池ユニット50には、電圧センサ52、電流センサ53、温度センサ54を備える。電圧センサ52は、各セル51の電圧、二次電池ユニット50の両端の電圧を検出し、電圧検出線50aを介して検出した電圧を電池監視装置100へ出力する。電流センサ53は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池ユニット50の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ53は、電流検出線50bを介して検出した電流を電池監視装置100へ出力する。温度センサ54は、例えば、サーミスタで構成され、セル51の温度を検出する。温度センサ54は、温度検出線50cを介して検出した温度を電池監視装置100へ出力する。
 電池65は、例えば、鉛電池であり、車両の電気負荷66への電力供給を行うとともに、リレー63がオンした場合には、スタータモータ64を駆動するための電力供給を行う。発電機62は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力して電池65を充電する。また、発電機62は、リレー61がオンしている場合、電池65及び二次電池ユニット50を充電する。なお、リレー61、63のオン・オフは不図示のリレー制御部が行う。
 図2は第1実施形態の電池監視装置100の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置100は、装置全体を制御する制御部10、電圧取得部11、電流取得部12、第1充電量算出部13、第2充電量算出部14、開放電圧算出部15、条件判定部16、切替判定部17、充電量差算出部18、単位時間誤差量算出部19、単位容量誤差量算出部20、記憶部21、及び計時のためのタイマ22などを備える。
 電圧取得部11は、二次電池ユニット50の電圧(例えば、二次電池ユニット50の両端電圧)を取得する。また、電流取得部12は、二次電池ユニット50の電流(充電電流及び放電電流)を取得する。なお、電圧、電流の取得頻度、取得するサンプリング周期は、制御部10が制御することができる。サンプリング周期は、例えば、10msとすることができるが、これに限定されるものではない。
 第1充電量算出部13は、第1算出部としての機能を有し、電流取得部12で取得した電流を積算して二次電池ユニット50の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量であり、電流積算SOCとも称する。なお、本実施の形態において、充電量は、SOC(State Of Charge)又は充電率とも称し、満充電容量に対する充電されている容量の比率を表す。電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2充電量算出部14は、第2算出部としての機能を有し、電圧取得部11で取得した電圧、電流取得部12で取得した電流及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づく充電量であり、電池等価回路モデルSOCとも称する。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加して累積する電流値の誤差(例えば、電流センサ53の誤差)の影響を受けない。なお、電圧、電流は、二次電池ユニット50が充電又は放電しているときの値であり、二次電池ユニット50は、無負荷状態ではない。
 図3は第1実施形態の二次電池ユニット50の等価回路モデルの一例を示す説明図である。等価回路モデル(電池等価回路モデルとも称する)は、二次電池ユニット50のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、図3に示すように、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗R1、抵抗とキャパシタとの並列回路(図3では、抵抗R2~R5それぞれとキャパシタC2~C5それぞれとの並列回路が4個直列に接続された構成を示す)などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。二次電池ユニット50は、開放電圧OCVを有する電圧源、内部インピーダンスの直列抵抗などで決定される。開放電圧OCVは、正極、負極及び電解質の静的なつり合いで決まり、内部インピーダンスは動的なメカニズムで決まる。
 より具体的には、抵抗R1は、例えば、電解液バルクの抵抗を表し、抵抗R2~R5は、例えば、界面電荷移動抵抗及び拡散インピーダンスを表し、キャパシタC2~C5は、例えば、電気二重層キャパシタンスを表す。電解液バルクの抵抗は、電解液中でのリチウム(Li)イオンの伝導抵抗、正極及び負極での電子抵抗などを含む。界面電荷移動抵抗は、活物質表面における電荷移動抵抗及び被膜抵抗などを含む。拡散インピーダンスは、活物質粒子内部へのリチウム(Li)イオンの拡散過程に起因するインピーダンスである。なお、二次電池ユニット50の等価回路モデルは一例であって、図3の例に限定されない。
 条件判定部16は、判定部としての機能を有し、所定条件を充足するか否かを判定する。所定条件は、例えば、電流積算の誤差が所定の許容範囲を超えるか否かを表す条件とすることができる。すなわち、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、所定条件を充足すると判定することができ、許容範囲を超えない場合には、所定条件を充足しないと判定することができる。
 制御部10は、条件判定部16で所定条件を充足しないと判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超えない場合)、第1充電量を二次電池ユニット50の充電量とする。また、制御部10は、条件判定部16で所定条件を充足すると判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超える場合)、第1充電量を補正すべく、第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とする(第1充電量を第2充電量で置き換える)。なお、第2充電量で第1充電量を補正することを電流積算SOC補正とも称する。
 上述の構成により、電流積算の誤差が許容範囲内にある場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができる。これにより、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 次に、上述の所定条件について説明する。所定条件は、例えば、電流積算の積算時間、あるいは二次電池ユニット50の充放電の切替の有無などによって設定することができる。まず、電流積算の積算時間について説明する。
 条件判定部16は、二次電池ユニット50の電流を積算する時間が所定の積算時間未満である場合、所定条件を充足しないと判定する。所定の積算時間は、所定のサンプリング周期で二次電池ユニット50の電流を電流センサ53で検出して、電流積算を行う場合に、取得した電流値の誤差(電流センサ53による検出誤差)、すなわち電流積算の誤差が累積されて許容範囲を超えると考えられる時間とすることができる。積算時間は、例えば、10分、20分などとすることができるが、これらの値に限定されない。また、所定の積算時間の起点は、例えば、二次電池ユニット50の通電(充電又は放電)を開始した時点、あるいは第1充電量を補正して第2充電量で置き換えた、直近(前回)の補正時点とすることができる。
 上述の構成により、電流積算の誤差が許容範囲を超えない場合には、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度に比べて、精度がよい電流積算に基づく第1充電量を用いることができるので、二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 次に、所定条件を二次電池ユニット50の充放電の切替の有無に基づいて設定する場合ついて説明する。
 切替判定部17は、電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 条件判定部16は、二次電池ユニット50の電流を積算する時間が積算時間以上である場合、切替判定部17で判定した充放電の切り替えの有無に応じて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、切替判定部17で充放電の切り替えがあったと判定した場合、所定条件を充足すると判定することができる。また、切替判定部17で充放電の切り替えがないと判定した場合、所定条件を充足しないと判定することができる。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池ユニット50の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。そこで、電流積算の誤差が許容範囲を超え、かつ二次電池ユニット50の充放電の切り替えが有った場合には、電流積算に基づく第1充電量の精度に比べて、精度がよい等価回路モデルに基づく第2充電量を用いることができるので、二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 第2充電量算出部14は、切替判定部17で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、電圧取得部11で取得した電圧及び電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。所定時間は、充電から放電に切り替わった場合と、放電から充電に切り替わった場合とで異なる値を用いてもよく、同じ値を用いてもよい。所定時間は、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができるが、これらの数値に限定されない。
 充放電の切替後の通電時間(充電時間又は放電時間)に応じて二次電池ユニット50のインピーダンスが安定し、過電圧の影響を少なくすることができるので、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度を高くすることができる。なお、過電圧は、二次電池ユニット50の電圧(端子電圧)と開放電圧OCV(開回路電圧とも称する)との差をいう。
 次に、第2充電量の算出方法について、より具体的に説明する。
 開放電圧算出部15は、電圧取得部11で取得した電圧Vb、電流取得部12で取得した電流Ib及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の開放電圧OCVを算出する。
 図4は第1実施形態の二次電池ユニット50の充電開始後の電圧の推移の一例を示す模式図である。図4の上段の図は、充電も放電を行われていない状態から充電が開始された以降の、二次電池ユニット50の電流Ibを模式的に示す。図4の下段の図は、充電が開始された以降の、二次電池ユニット50の開放電圧OCV、端子電圧である電圧Vb、及び過電圧の関係を模式的に示す。過電圧は、二次電池ユニット50の電圧Vbと開放電圧OCVとの差の電圧をいう。開放電圧OCVは、二次電池ユニット50の端子電圧の静的な状態を示し、電極間に外部電源を接続し、電流を0Aにして自己放電しない時間範囲内で長時間緩和させたときの平衡電位である。図4に示すように、充電電流Ibが流れると、二次電池ユニット50の電圧Vbは、ステップ的な電圧上昇に続いて、様々な電気化学反応の遅れにより緩やかに上昇する。図4に示すように、取得(検出)される電圧Vb、過電圧及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。充電時には、電流Ibは正、過電圧も正となる。
 図5は第1実施形態の二次電池ユニット50の放電開始後の電圧の推移の一例を示す模式図である。図5の上段の図は、充電も放電を行われていない状態から放電が開始された以降の、二次電池ユニット50の電流Ibを模式的に示す。図5の下段の図は、充電が開始された以降の、二次電池ユニット50の開放電圧OCV、端子電圧である電圧Vb、及び過電圧の関係を模式的に示す。図5に示すように、放電電流Ibが流れると、二次電池ユニット50の電圧Vbは、ステップ的な電圧降下に続いて、様々な電気化学反応の遅れにより緩やかに低下する。取得(検出)される電圧Vb、過電圧及び開放電圧OCVの間には、OCV=Vb-過電圧、という関係が成り立つ。放電時には、電流Ibは負、過電圧も負となるので、(OCV=Vb-過電圧)、という関係は、図5に示すように、(OCV=Vb+過電圧)、と表すことができる。
 上述のように、等価回路モデルに流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2充電量算出部14は、開放電圧算出部15で算出した開放電圧OCV、及び二次電池ユニット50の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係に基づいて、二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。
 図6は第1実施形態の二次電池ユニット50の開放電圧と充電量との相関関係の一例を示す説明図である。図6において、横軸は開放電圧OCVを示し、縦軸は充電量SOCを示す。図6に示すように、二次電池ユニット50の開放電圧が大きいほど充電量が増加する。なお、図6に例示する開放電圧と充電量との相関関係は、記憶部21に記憶してもよく、あるいは演算回路で演算するようにしてもよい。
 上述の構成により、無負荷時の二次電池ユニット50の電圧を検出する必要がなく、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
 図7は第1実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の算出処理の要部を示す模式図である。二次電池ユニット50の電圧Vb、及び電流Ibが、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で取得されると、第1充電量算出部13は、電流積算の処理を行って、当該サンプリング周期で第1充電量を算出する。制御部10は、算出された第1充電容量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 第2充電量算出部14は、二次電池ユニット50の電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出し、二次電池ユニット50の電圧Vbから算出した過電圧を減算して開放電圧OCVを算出する。第2充電量算出部14は、算出した開放電圧OCVを、図6に例示したようなOCV-SOC特性に基づいて変換することにより、第2充電量を算出する。第2充電量の算出頻度は、前述のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、後述のトリガが生成される都度でもよい。
 切替判定部17は、二次電池ユニット50の電流Ibに基づいて、ゼロクロス判定処理(電流ゼロクロスの有無の判定処理、すなわち、充放電の切替の有無の判定処理)を行い、電流ゼロクロスがあった時点(充放電の切替時点)から所定時間(例えば、0.1秒~2秒程度など)経過した時点でトリガ(所定時間経過トリガとも称する)を生成する、所定時間経過トリガ生成処理を行う。
 制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点で、第1充電量を第2充電量に置き換えることにより第1充電量を補正する。すなわち、制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点で第2充電量算出部14が算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 図8は第1実施形態の二次電池ユニット50の電流波形の一例を示す説明図である。図8において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電状態であり、電流が負の場合は放電状態である。図8の例では、数時間程度の間での電流の推移を表しており、充電から放電、及び放電から充電に切り替わるタイミングで電流ゼロクロスが発生していることが分かる。なお、電流波形は一例であり、これに限定されない。
 図9は第1実施形態の電池監視装置100が算出する各充電量の一例を示す説明図である。図9において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図9中、「電流積算(電流誤差あり)」で示すグラフは、図8に例示した電流に基づいて算出した第1充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電池等価回路モデル」で示すグラフは、図8に例示した電流に基づいて算出した第2充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電流積算電流誤差なし)」で示すグラフは、図8に例示した電流を誤差がない状態で積算した場合の時刻0からの推移を示し、電流積算の真値を表す。
 図9から分かるように、電流積算に基づく第1充電量は、時間の経過とともに電流積算の真値からの乖離が大きくなり、誤差が徐々に増大していくことがわかる。また、時刻0からの時間経過が短い間では、電流積算に基づく第1充電量と電流積算の真値との差が小さく、第1充電量が二次電池ユニット50の充電量を精度よく表していることがわかる。また、充放電の切替が発生したタイミングで、第2充電量が電流積算の真値に近づく傾向があることも分かる。
 図10は第1実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の一例を示す説明図である。図10において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図10では、所定時間経過トリガが4回生成されている。所定時間経過トリガが生成されるタイミングで、図中符号A、B、C及びDで示すように二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。
 図11は第1実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の誤差の一例を示す説明図である。図11において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCの誤差を示す。図11中、電流積算の真値は、誤差0%の横軸により表される。「補正前誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する第1充電量と電流積算の真値との差の割合(誤差)を示す。また、「補正後誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する補正後の充電量の割合(誤差)を示す。図11に示すように、所定時間経過トリガが生成されるタイミングで、誤差が小さくなるように二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。
 次に、本実施の形態の電池監視装置100の動作について説明する。図12は第1実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部10として説明する。制御部10は、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S11)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理の詳細は後述する。
 制御部10は、通電開始から積算時間T1が経過したか否かを判定する(S12)。積算時間T1は、例えば、10分、20分などとすることができる。積算時間T1は、二次電池ユニット50の種類、型式などに応じて適宜設定すればよい。通電開始から積算時間T1が経過した場合(S12でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S13)、電流ゼロクロスがあった場合(S13でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S14)。
 充電から放電への切替である場合(S14でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S15)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tcdが経過していない場合(S15でNO)、制御部10は、ステップS15の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S15でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S17)。電池等価回路モデルSOCの算出処理の詳細は後述する。
 充電から放電への切替でない場合(S14でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S16)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S16でNO)、制御部10は、ステップS16の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S16でYES)、制御部10は、ステップS17の処理を行う。
 制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S18)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、積算時間T1をリセットし(S19)、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S20)、処理を終了する。通電開始から積算時間T1が経過していない場合(S12でNO)、あるいは、電流ゼロクロスがない場合(S13でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S20)、処理を終了する。なお、図12に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 図13は第1実施形態の電池監視装置100による電流積算SOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で二次電池ユニット50の電流Ibを取得し(S101)、取得した電流値を積算する(S102)。制御部10は、積算した電流値を満充電容量で除算して、電流積算SOCを算出し(S103)、処理を終了する。なお、SOCの初期値は、例えば、イグニッションがオフ時、あるいはイグニッションのオン直後、つまり二次電池ユニット50の電流が流れていないときに取得した電圧をOCVとし、当該OCVから求めたSOCを初期値とすればよい。
 図14は第1実施形態の電池監視装置100による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、二次電池ユニット50の電圧Vbを取得し(S111)、電流Ibを取得する(S112)。電圧Vb及び電流Ibの取得のタイミングは、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、あるいは、複数回サンプリングした値を平均化した後でもよい。
 制御部10は、取得した電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて過電圧を算出し(S113)、取得した電圧Vb及び算出した過電圧に基づいて開放電圧OCVを算出する(S114)。制御部10は、算出した開放電圧OCVを変換して、電池等価回路モデルSOCを算出し(S115)、処理を終了する。
 図15は第1実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。図12に示す第1例との相違点は、積算時間の起点が異なる点である。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S31)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理は、図13に示す処理と同じである。
 制御部10は、前回(直近)の補正時点から積算時間T2が経過したか否かを判定する(S32)。積算時間T2は、例えば、10分、20分などとすることができる。積算時間T2は、二次電池ユニット50の種類、型式などに応じて適宜設定すればよい。前回の補正時点から積算時間T2が経過した場合(S32でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S33)、電流ゼロクロスがあった場合(S33でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S34)。
 充電から放電への切替である場合(S34でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S35)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tcdが経過していない場合(S35でNO)、制御部10は、ステップS35の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S35でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S37)。電池等価回路モデルSOCの算出処理は、図14に示す処理を同じである。
 充電から放電への切替でない場合(S34でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S36)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S36でNO)、制御部10は、ステップS36の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S36でYES)、制御部10は、ステップS37の処理を行う。
 制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S38)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、積算時間T2をリセットし(S39)、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S40)、処理を終了する。前回の補正時点から積算時間T2が経過していない場合(S32でNO)、あるいは、電流ゼロクロスがない場合(S33でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S40)、処理を終了する。なお、図15に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 次に、前回(直近)の充電量の補正量(充電量差)に基づいて二次電池ユニット50の充電量SOCを算出する方法について、第3例として単位時間誤差量を用いる場合、及び第4例として単位容量誤差量を用いる場合について説明する。まず、第3例として単位時間誤差量を用いる場合について説明する。
 充電量差算出部18は、第2充電量算出部14で算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とした時点(すなわち、第1充電量を第2充電量で置き換えることで第1充電量を補正した補正時点)で、第1充電量算出部13で算出した第1充電量及び置き換えた第2充電量の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 単位時間誤差量算出部19は、充電量差算出部18で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位時間当たりの単位時間誤差量を算出する。単位時間誤差量をΔEtとし、充電量差ΔSOCに相当する容量ΔEAhを充電又は放電に要する時間をTeとすると、ΔEt=ΔEAh/Teという式で算出することができる。ここで、二次電池ユニット50の満充電容量をFCCとすると、ΔEAh=FCC×ΔSOC/100である。すなわち、容量ΔEAhは、単位が%である充電量差ΔSOCを、Ah単位に換算したものである。
 条件判定部16は、第2充電量算出部14で算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とした時点(すなわち、充電量の直近の補正時点)からの経過時間及び単位時間誤差量に基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。
 例えば、単位時間誤差量ΔEt×経過時間tが、所定値以上となった場合、誤差量(ΔEt×t)が所定値以上となったとして、所定条件を充足すると判定することができる。これにより、直近に求めた充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正するか否かを判定することができる。
 図16は第1実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第3例を示すフローチャートである。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S51)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理は、図13に示す処理と同じである。
 制御部10は、単位時間当たりの誤差量(単位時間誤差量ΔEt)を算出し(S52)、誤差量(ΔEt×経過時間t)が所定値以上となったか否かを判定する(S53)。なお、所定値は、判定時点のSOCの5%~10%程度とすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。
 誤差量(ΔEt×経過時間t)が所定値以上となった場合(S53でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S54)、電流ゼロクロスがあった場合(S54でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S55)。
 充電から放電への切替である場合(S55でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S56)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tcdが経過していない場合(S56でNO)、制御部10は、ステップS56の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S56でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S57)。電池等価回路モデルSOCの算出処理は、図14に示す処理と同じである。
 充電から放電への切替でない場合(S55でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S58)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S58でNO)、制御部10は、ステップS58の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S58でYES)、制御部10は、ステップS57の処理を行う。
 制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S59)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S60)、処理を終了する。誤差量(ΔEt×経過時間t)が所定値以上でない場合(S53でNO)、あるいは、電流ゼロクロスがない場合(S54でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S60)、処理を終了する。なお、図16に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 図16に示す処理において、ステップS53、S54、S55、S56、及びS58の処理を省略することもできる。すなわち、誤差量(ΔEt×経過時間t)が所定値以上となった場合(S53でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S57)ようにしてもよい。
 次に、第4例として単位容量誤差量を用いる場合について説明する。
 第3例の場合と同様、充電量差算出部18は、第2充電量算出部14で算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とした時点(すなわち、第1充電量を第2充電量で置き換えることで第1充電量を補正した補正時点)で、第1充電量算出部13で算出した第1充電量及び置き換えた第2充電量の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 単位容量誤差量算出部20は、充電量差算出部18で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位容量当たりの単位容量誤差量を算出する。単位容量誤差量をΔEcとし、充電量差ΔSOCに相当する容量ΔEAhに達する充放電容量絶対値をCaとすると、ΔEc=ΔEAh/Ceという式で算出することができる。ここで、二次電池ユニット50の満充電容量をFCCとすると、ΔEAh=FCC×ΔSOC/100である。すなわち、容量ΔEAhは、単位が%である充電量差ΔSOCを、Ah単位に換算したものである。
 条件判定部16は、第2充電量算出部14で算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とした時点(すなわち、充電量の直近の補正時点)以降の二次電池ユニット50の充放電容量及び単位容量誤差量に基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。
 例えば、単位容量誤差量ΔEc×充放電容量c(充電量の直近の補正時点以降の充放電容量の絶対値)が、所定値以上となった場合、誤差量(ΔEc×c)が所定値以上となったとして、所定条件を充足すると判定することができる。これにより、直近に求めた充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正するか否かを判定することができる。
 図17は第1実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第4例を示すフローチャートである。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S71)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理は、図13に示す処理と同じである。
 制御部10は、単位充放電容量当たりの誤差量(単位容量誤差量ΔEc)を算出し(S72)、誤差量(ΔEc×充放電容量c)が所定値以上となったか否かを判定する(S73)。なお、所定値は、判定時点のSOCの5%~10%程度とすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。
 誤差量(ΔEc×充放電容量c)が所定値以上となった場合(S73でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S74)、電流ゼロクロスがあった場合(S74でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S75)。
 充電から放電への切替である場合(S75でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S76)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tcdが経過していない場合(S76でNO)、制御部10は、ステップS76の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S76でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S77)。電池等価回路モデルSOCの算出処理は、図14に示す処理を同じである。
 充電から放電への切替でない場合(S75でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S78)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S78でNO)、制御部10は、ステップS78の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S78でYES)、制御部10は、ステップS77の処理を行う。
 制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S79)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S80)、処理を終了する。誤差量(ΔEc×充放電容量c)が所定値以上でない場合(S73でNO)、あるいは、電流ゼロクロスがない場合(S74でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S80)、処理を終了する。なお、図17に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 図17に示す処理において、ステップS73、S74、S75、S76、及びS78の処理を省略することもできる。すなわち、誤差量(ΔEc×充放電容量c)が所定値以上となった場合(S73でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S77)ようにしてもよい。
 本実施の形態の充電量算出装置(電池監視装置100)は、CPU(プロセッサ)、RAM(メモリ)などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図12から図17に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAM(メモリ)にロードし、コンピュータプログラムをCPU(プロセッサ)で実行することにより、コンピュータ上で充電量算出装置(電池監視装置100)を実現することができる。
 上述のように、本実施の形態の電池監視装置100(充電量算出装置)によれば、二次電池ユニットが無負荷状態である必要がなく、二次電池ユニットに電流が流れている場合でも、電流積算に基づく充電量を電池等価回路モデルに基づく充電量に置き換えて、電流積算に基づく充電量を補正することができ、二次電池ユニットの充電量を精度よく算出することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧及び電流から一次回帰演算して得られる特性直線から開放電圧を算出し、当該開放電圧に基づいて算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、一次回帰演算して精度の高い特性直線を得るためには、電圧及び電流のサンプリングを多くする必要があるとともに、サンプリングした電圧及び電流にある程度のばらつきが必要となり、例えば、車両が一定の速度で走行する機会が多い場合には、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、一次回帰演算を得る必要がなく、二次電池ユニットの充放電の切替タイミング(正確には、充放電の切替後所定時間経過時点)で二次電池ユニットの充電量を補正することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧、電流、及び内部抵抗から開放電圧を算出し、当該開放電圧算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、開放電圧を算出する場合に、二次電池の分極の影響が考慮されていないため、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、電池等価回路モデルの中に分極の影響も含んでいるので、電池等価回路モデルを用いることにより、分極による誤差は生じない。
(第2実施形態)
 次に、第2実施形態について説明する。なお、二次電池ユニット50については、第1実施形態と同様である。
 図18は第2実施形態の電池監視装置100の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置100は、装置全体を制御する制御部10、電圧取得部11、電流取得部12、第1充電量算出部13、第2充電量算出部14、開放電圧算出部15、切替判定部17、差分算出部23、記憶部21、及び計時のためのタイマ22などを備える。
 電圧取得部11は、二次電池ユニット50の電圧(例えば、二次電池ユニット50の両端電圧)を取得する。また、電流取得部12は、二次電池ユニット50の電流(充電電流及び放電電流)を取得する。なお、電圧、電流の取得頻度、取得するサンプリング周期は、制御部10が制御することができる。サンプリング周期は、例えば、10msとすることができるが、これに限定されるものではない。
 第1充電量算出部13は、第1算出部としての機能を有し、電流取得部12で取得した電流を積算して二次電池ユニット50の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量であり、電流積算SOCとも称する。なお、本実施の形態において、充電量は、SOC(State Of Charge)又は充電率とも称し、満充電容量に対する充電されて
いる容量の比率を表す。電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2充電量算出部14は、第2算出部としての機能を有し、電圧取得部11で取得した電圧、電流取得部12で取得した電流及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づく充電量であり、電池等価回路モデルSOCとも称する。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加して累積する電流値の誤差(例えば、電流センサ53の誤差)の影響を受けない。なお、電圧、電流は、二次電池ユニット50が充電又は放電しているときの値であり、二次電池ユニット50は、無負荷状態ではない。
 切替判定部17は、電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 制御部10は、切替判定部17で充放電の切り替えがないと判定した場合、第1充電量を二次電池ユニット50の充電量とする。また、制御部10は、切替判定部17で充放電の切り替えがあったと判定した場合、第1充電量を補正すべく、第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とする(第1充電量を第2充電量で置き換える)。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池ユニット50の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。これにより、二次電池ユニット50の充放電の切り替えがない場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、二次電池ユニット50の充放電の切り替えがあった場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができ、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 第2充電量算出部14は、切替判定部17で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、電圧取得部11で取得した電圧及び電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。所定時間は、充電から放電に切り替わった場合と、放電から充電に切り替わった場合とで異なる値を用いてもよく、同じ値を用いてもよい。所定時間は、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができるが、これらの数値に限定されない。
 充放電の切替後の通電時間(充電時間又は放電時間)に応じて二次電池ユニット50のインピーダンスが安定し、過電圧の影響を少なくすることができるので、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度を高くすることができる。なお、過電圧は、二次電池ユニット50の電圧(端子電圧)と開放電圧OCV(開回路電圧とも称する)との差をいう。
 次に、第2充電量の算出方法について、より具体的に説明する。
 開放電圧算出部15は、電圧取得部11で取得した電圧Vb、電流取得部12で取得した電流Ib及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の開放電圧OCVを算出する。
 第1実施形態の図4及び図5で説明したように、等価回路モデルに流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2充電量算出部14は、開放電圧算出部15で算出した開放電圧OCV、及び二次電池ユニット50の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係に基づいて、二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。
 第1実施形態の場合と同様に、無負荷時の二次電池ユニット50の電圧を検出する必要がなく、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
 図19は第2実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の算出処理の要部を示す模式図である。二次電池ユニット50の電圧Vb、及び電流Ibが、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で取得されると、第1充電量算出部13は、電流積算の処理を行って、当該サンプリング周期で第1充電量を算出する。制御部10は、算出された第1充電容量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 第2充電量算出部14は、二次電池ユニット50の電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出し、二次電池ユニット50の電圧Vbから算出した過電圧を減算して開放電圧OCVを算出する。第2充電量算出部14は、算出した開放電圧OCVを、図6に例示したようなOCV-SOC特性に基づいて変換することにより、第2充電量を算出する。第2充電量の算出頻度は、前述のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、後述のトリガが生成される都度でもよい。
 切替判定部17は、二次電池ユニット50の電流Ibに基づいて、ゼロクロス判定処理(電流ゼロクロスの有無の判定処理、すなわち、充放電の切替の有無の判定処理)を行い、電流ゼロクロスがあった時点(充放電の切替時点)から所定時間(例えば、0.1秒~2秒程度など)経過した時点でトリガ(所定時間経過トリガとも称する)を生成する、所定時間経過トリガ生成処理を行う。
 制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点で、第1充電量を第2充電量に置き換えることにより第1充電量を補正する。すなわち、制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点で第2充電量算出部14が算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 図20は第2実施形態の二次電池ユニット50の電流波形の一例を示す説明図である。図20において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電状態であり、電流が負の場合は放電状態である。図20の例では、数時間程度の間での電流の推移を表しており、充電から放電、及び放電から充電に切り替わるタイミングで電流ゼロクロスが発生していることが分かる。なお、電流波形は一例であり、これに限定されない。
 図21は第2実施形態の電池監視装置100が算出する各充電量の一例を示す説明図である。図21において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図21中、「電流積算(電流誤差あり)」で示すグラフは、図20に例示した電流に基づいて算出した第1充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電池等価回路モデル」で示すグラフは、図20に例示した電流に基づいて算出した第2充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電流積算電流誤差なし)」で示すグラフは、図20に例示した電流を誤差がない状態で積算した場合の時刻0からの推移を示し、電流積算の真値を表す。
 図21から分かるように、時刻0からの時間経過が短い間では、電流積算に基づく第1充電量と電流積算の真値との差が小さく、第1充電量が二次電池ユニット50の充電量を精度よく表していることがわかる。また、充放電の切替が発生したタイミングで、第2充電量が電流積算の真値に近づく傾向があることも分かる。
 図22は第2実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の一例を示す説明図である。図22において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図22では、充放電の切り替えがあった都度、所定時間経過トリガが生成されている。そして、所定時間経過トリガが生成されるタイミングで、二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。また、充放電の切り替えがあった都度、二次電池ユニット50の充電量を補正することができ、頻繁に充放電が繰り返される車両において、二次電池ユニット50の充電量の算出精度を向上することができる。
 図23は第2実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の誤差の一例を示す説明図である。図23において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCの誤差を示す。図23中、電流積算の真値は、誤差0%の横軸により表される。「補正前誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する第1充電量と電流積算の真値との差の割合(誤差)を示す。また、「補正後誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する補正後の充電量の割合(誤差)を示す。図23に示すように、所定時間経過トリガが生成されるタイミングで、補正前誤差に比べて、誤差が小さくなるように二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。
 次に、第2実施形態の電池監視装置100の動作について説明する。図24は第2実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部10として説明する。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S211)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理の詳細は後述する。
 制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S212)、電流ゼロクロスがあった場合(S212でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S213)。充電から放電への切替である場合(S213でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S214)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。
 所定時間Tcdが経過していない場合(S214でNO)、制御部10は、ステップS214の処理を続ける。充電から放電への切替でない場合(S213でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S215)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S215でNO)、制御部10は、ステップS215の処理を続ける。
 所定時間Tcdが経過した場合(S214でYES)、あるいは、所定時間Tdcが経過した場合(S215でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S216)。電池等価回路モデルSOCの算出処理の詳細は後述する。
 制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S217)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S218)、処理を終了する。電流ゼロクロスがない場合(S212でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S218)、処理を終了する。なお、図24に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 図25は第2実施形態の電池監視装置100による電流積算SOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で二次電池ユニット50の電流Ibを取得し(S101)、取得した電流値を積算する(S102)。制御部10は、積算した電流値を満充電容量で除算して、電流積算SOCを算出し(S103)、処理を終了する。なお、SOCの初期値は、例えば、イグニッションがオフ時、あるいはイグニッションのオン直後、つまり二次電池ユニット50の電流が流れていないときに取得した電圧をOCVとし、当該OCVから求めたSOCを初期値とすればよい。
 図26は第2実施形態の電池監視装置100による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、二次電池ユニット50の電圧Vbを取得し(S111)、電流Ibを取得する(S112)。電圧Vb及び電流Ibの取得のタイミングは、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、あるいは、複数回サンプリングした値を平均化した後でもよい。
 制御部10は、取得した電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて過電圧を算出し(S113)、取得した電圧Vb及び算出した過電圧に基づいて開放電圧OCVを算出する(S114)。制御部10は、算出した開放電圧OCVを変換して、電池等価回路モデルSOCを算出し(S115)、処理を終了する。
 上述の例では、充放電の切り替えがあった場合に、電流積算SOCを補正する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、第2例として、充放電の切り替えがあった場合に、電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとの差分に応じて、電流積算SOCを補正するか否かを決定することもできる。以下、詳細に説明する。
 差分算出部23は、第1充電量算出部13で算出した第1充電量(電流積算SOC)及び第2充電量算出部14で算出した第2充電量(電池等価回路モデルSOC)の差分を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、差分ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で表すことができる。
 制御部10は、切替判定部17で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、差分算出部23で算出した差分が所定値以上でないときは、第1充電量を二次電池ユニット50の充電量とする。また、制御部10は、切替判定部17で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、差分算出部23で算出した差分が所定値以上であるときは、第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とする。所定値は、判定時点のSOCの5%~10%程度とすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。
 二次電池ユニット50の充放電の切り替えがあった場合に、充電量の差分が所定値以上でないときは、電流積算の誤差が許容範囲を超えないと考えられるので、電流積算に基づく第1充電量を充電量とする。一方、二次電池ユニット50の充放電の切り替えがあった場合に、充電量の差分が所定値以上であるときは、電流積算の誤差が許容範囲を超えていると考えられるので、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とする。これにより、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 図27は第2実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S231)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理は、図25の処理と同様である。
 制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S232)、電流ゼロクロスがあった場合(S232でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S233)。充電から放電への切替である場合(S233でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S234)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。
 所定時間Tcdが経過していない場合(S234でNO)、制御部10は、ステップS234の処理を続ける。充電から放電への切替でない場合(S233でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S235)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S235でNO)、制御部10は、ステップS235の処理を続ける。
 所定時間Tcdが経過した場合(S234でYES)、あるいは、所定時間Tdcが経過した場合(S235でYES)、制御部10は、電池等価回路モデルSOCを算出する(S36)。電池等価回路モデルSOCの算出処理は、図26の処理と同様である。
 制御部10は、電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとの差分を算出する(S237)。なお、ステップS237で用いる電流積算SOCは、電池等価回路モデルSOCを算出したタイミングに最も近いタイミングで算出された電流積算SOCとすることができ、例えば、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCとすることができる。
 制御部10は、算出した差分が所定値以上であるか否かを判定し(S238)、差分が所定値以上である場合(S238でYES)、電流積算SOCの補正を行う(S239)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S240)、処理を終了する。電流ゼロクロスがない場合(S232でNO)、あるいは、差分が所定値以上でない場合(S238でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S240)、処理を終了する。なお、図27に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 本実施の形態の充電量算出装置(電池監視装置100)は、CPU(プロセッサ)、RAM(メモリ)などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図24から図27に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAM(メモリ)にロードし、コンピュータプログラムをCPU(プロセッサ)で実行することにより、コンピュータ上で充電量算出装置(電池監視装置100)を実現することができる。
 上述のように、本実施の形態の電池監視装置100(充電量算出装置)によれば、二次電池ユニットが無負荷状態である必要がなく、二次電池ユニットに電流が流れている場合でも、電流積算に基づく充電量を電池等価回路モデルに基づく充電量に置き換えて、電流積算に基づく充電量を補正することができ、二次電池ユニットの充電量を精度よく算出することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧及び電流から一次回帰演算して得られる特性直線から開放電圧を算出し、当該開放電圧に基づいて算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、一次回帰演算して精度の高い特性直線を得るためには、電圧及び電流のサンプリングを多くする必要があるとともに、サンプリングした電圧及び電流にある程度のばらつきが必要となり、例えば、車両が一定の速度で走行する機会が多い場合には、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、一次回帰演算を得る必要がなく、二次電池ユニットの充放電の切替タイミング(正確には、充放電の切替後所定時間経過時点)で二次電池ユニットの充電量を補正することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧、電流、及び内部抵抗から開放電圧を算出し、当該開放電圧算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、開放電圧を算出する場合に、二次電池の分極の影響が考慮されていないため、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、電池等価回路モデルの中に分極の影響も含んでいるので、電池等価回路モデルを用いることにより、分極による誤差は生じない。
(第3実施形態)
 次に、第3実施形態について説明する。なお、二次電池ユニット50については、第1実施形態と同様である。
 図28は第3実施形態の電池監視装置100の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置100は、装置全体を制御する制御部10、電圧取得部11、電流取得部12、第1充電量算出部13、第2充電量算出部14、開放電圧算出部15、条件判定部16、切替判定部17、充電量差算出部18、誤差量算出部24、容量算出部25、単位容量変化量算出部26、記憶部21、及び計時のためのタイマ22などを備える。
 電圧取得部11は、二次電池ユニット50の電圧(例えば、二次電池ユニット50の両端電圧)を取得する。また、電流取得部12は、二次電池ユニット50の電流(充電電流及び放電電流)を取得する。なお、電圧、電流を取得するサンプリング周期は、制御部10が制御することができる。サンプリング周期は、例えば、10msとすることができるが、これに限定されるものではない。
 第1充電量算出部13は、第1算出部としての機能を有し、電流取得部12で取得した電流を積算して二次電池ユニット50の第1充電量を算出する。第1充電量は、電流積算に基づく充電量であり、電流積算SOCとも称する。なお、本実施の形態において、充電量は、SOC(State Of Charge)又は充電率とも称し、満充電容量に対する充電されている容量の比率を表す。
 電流積算は、電流を時間で積分したものであり、例えば、電流取得のサンプリング間隔をΔtとし、サンプリングの都度、取得した電流値をIbi(i=1、2、…)とすると、電流積算は、ΣIbi×Δt(i=1、2、…)に基づいて算出することができる。直近に求めた充電量をSOCinとし、第1充電量をSOC1とすると、第1充電量は、SOC1=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。なお、当該式において、符号±は、充電時は+、放電時は-を用いる。
 第2充電量算出部14は、第2算出部としての機能を有し、電圧取得部11で取得した電圧、電流取得部12で取得した電流及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。第2充電量は、二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づく充電量であり、電池等価回路モデルSOCとも称する。第2充電量は、電流積算を採用しないので、電流を積算する過程で徐々に増加して累積する電流値の誤差(例えば、電流センサ53の誤差)の影響を受けない。なお、電圧、電流は、二次電池ユニット50が充電又は放電しているときの値であり、二次電池ユニット50は、無負荷状態ではない。
 充電量差算出部18は、第1充電量算出部13で算出した第1充電量(電流積算SOC)及び第2充電量算出部14で算出した第2充電量(電池等価回路モデルSOC)の充電量差を算出する。第1充電量をSOC1、第2充電量をSOC2とすると、充電量差ΔSOCは、例えば、ΔSOC=SOC2-SOC1という式で算出することができる。
 条件判定部16は、充電量差算出部18で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する。所定条件は、例えば、電流積算の誤差が許容範囲を超えるか否かを表す条件とすることができる。すなわち、充電量差算出部18で算出した充電量差が大きい場合は、電流積算の誤差が許容範囲を超えると考えられ、所定条件を充足すると判定することができる。逆に、充電量差算出部18で算出した充電量差が小さい場合は、所定条件を充足しないと判定することができる。
 制御部10は、補正部としての機能を有し、条件判定部16で所定条件を充足すると判定した場合、第2充電量に基づいて第1充電量を補正する。第2充電量に基づいて第1充電量を補正するとは、例えば、第1充電量を第2充電量で置き換えることであり、二次電池ユニット50の充電量を第1充電量に代えて第2充電量とすることができる。
 より具体的には、制御部10は、条件判定部16で所定条件を充足しないと判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超えないと考えられる場合)、第1充電量を二次電池ユニット50の充電量とする。また、制御部10は、条件判定部16で所定条件を充足すると判定した場合(電流積算の誤差が許容範囲を超えると考えられる場合)、第1充電量に代えて第2充電量を二次電池ユニット50の充電量とする(第1充電量を第2充電量で置き換える)。なお、第2充電量で第1充電量を補正することを電流積算SOC補正とも称する。
 上述の構成により、電流積算の誤差が許容範囲内にある場合には、電流積算に基づく第1充電量を充電量とし、電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、電流積算の影響を受けない等価回路モデルに基づく第2充電量を充電量とすることができ、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 切替判定部17は、電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負になった場合、あるいは電流が負から正になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。
 条件判定部16は、切替判定部17で判定した切り替えの有無に応じて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、切替判定部17で充放電の切り替えがあったと判定した場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池ユニット50の内部インピーダンスが一旦リセットされ、等価回路モデルの精度が高くなると考えられる。そこで、二次電池ユニット50の充放電の切り替えが有った場合には、電流積算に基づく第1充電量の精度に比べて、精度がよい等価回路モデルに基づく第2充電量を用いることができるので、二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 なお、本実施の形態では、切替判定部17で充放電の切り替えがないと判定した場合でも、充電量差算出部18で算出した充電量差が大きい場合は、電流積算の誤差が許容範囲を超えると考えられ、所定条件を充足すると判定するので、第2充電量で第1充電量を補正することになり、充放電の切替時にのみ電流積算SOC補正を行う場合に比べて、電流積算SOC補正の回数を増やすことができ、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。
 また、第2充電量算出部14は、切替判定部17で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、電圧取得部11で取得した電圧及び電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の第2充電量を算出することができる。所定時間は、充電から放電に切り替わった場合と、放電から充電に切り替わった場合とで異なる値を用いてもよく、同じ値を用いてもよい。所定時間は、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができるが、これらの数値に限定されない。
 充放電の切替後の通電時間(充電時間又は放電時間)に応じて二次電池ユニット50のインピーダンスが安定し、過電圧の影響を少なくすることができるので、等価回路モデルに基づく第2充電量の精度を高くすることができる。なお、過電圧は、二次電池ユニット50の電圧(端子電圧)と開放電圧OCV(開回路電圧とも称する)との差をいう。
 次に、第2充電量の算出方法について、より具体的に説明する。
 開放電圧算出部15は、電圧取得部11で取得した電圧Vb、電流取得部12で取得した電流Ib及び二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の開放電圧OCVを算出する。
  第1実施形態の図4及び図5で説明したように、等価回路モデルに流れる電流Ibにより生じる過電圧、取得(検出)される電圧Vb、及び開放電圧OCVの間には、(OCV=Vb-過電圧)、という関係が成り立つ。ここで、電流Ibは、充電時には正、放電時には負とすると、過電圧も充電時は正、放電時は負となる。
 第2充電量算出部14は、開放電圧算出部15で算出した開放電圧OCV、及び二次電池ユニット50の開放電圧OCVと充電量SOCとの対応関係に基づいて、二次電池ユニット50の第2充電量を算出する。
  第1実施形態の場合と同様に、無負荷時の二次電池ユニット50の電圧を検出する必要がなく、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも、電流積算に基づく第1充電量を補正するための第2充電量を算出することができる。
 次に、充電量差算出部18で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する処理について説明する。具体的には、電流積算SOC補正を行ったときの充電量差が、前回の電流積算SOC補正を行ったときの充電量差からどの程度変化したかを示す充電量差の変化量を用いる。まず、単位容量変化量を用いる場合について説明する。
 制御部10が、第1補正時点及び第1補正時点より前の第2補正時点それぞれにおいて電流積算SOC補正を行ったとする。充電量差算出部18は、変化量算出部としての機能を有し、制御部10が補正した第1補正時点及び第2補正時点それぞれにおいて算出した充電量差に基づいて、充電量差の変化量を算出する。
 第1補正時点tにおける充電量差をΔSOC(t)とし、第2補正時点(t-1)における充電量差をΔSOC(t-1)とすると、変化量は、ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)という式で算出することができる。ここで、充電量差ΔSOCは、ΔSOC=SOC2-SOC1で算出することができる。
 容量算出部25は、第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量を算出する。容量は、例えば、第1補正時点及び第2補正時点間の充電電流と充電時間との積算、又は第1補正時点及び第2補正時点間の放電電流と放電時間との積算をAh単位で表すものである。
 単位容量変化量算出部26は、充電量差算出部18(変化量算出部)で算出した変化量及び容量算出部25で算出した容量に基づいて、単位容量当たりの単位容量変化量を算出する。第1補正時点(t)及び第2補正時点(t-1)間の変化量をΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)とし、第1補正時点及び第2補正時点間の容量をCとすると、単位容量変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Cという式で表すことができる。
 図29は第3実施態の電池監視装置100による単位容量変化量の算出方法の一例を示す説明図である。上段の図は二次電池ユニット50に流れる電流を示し、下段の図は充電量差ΔSOCの変化の推移を示す。下段の図において、実線で示すグラフは電流積算SOC(第1充電量)を表し、破線で示すグラフは電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を表す。図29の例では、第2補正時点(t-1)において、放電から充電に切り替わり、第2補正時点(t-1)で電流積算SOC補正を行っている。第2補正時点(t-1)以降、充電状態が続き、第1補正時点tにおいて、充電から放電に切り替わり、第1補正時点tで電流積算SOC補正を行っている。
 上段の図の斜線で示す領域は、第1補正時点及び第2補正時点間に充電した容量Cを表す。なお、容量Cの単位はAhである。第1補正時点tにおける充電量差をΔSOC(t)とし、第2補正時点(t-1)における充電量差をΔSOC(t-1)とすると、第1補正時点及び第2補正時点間の充電量差の変化量は、ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)という式で算出することができる。そして、単位容量変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Cという式で表すことができる。
 誤差量算出部24は、単位容量変化量算出部26で算出した単位容量変化量、及び第1補正時点以降の二次電池ユニット50の充電容量又は放電容量に基づいて誤差量を算出する。第1補正時点以降の二次電池ユニット50の充電容量又は放電容量をCpとすると、誤差量は、例えば、Cp×{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/C}という式で表すことができる。すなわち、誤差量は、二次電池ユニット50の充電容量又は放電容量の増加とともに変化量がどの程度増加するかを示す指標を表す。
 条件判定部16は、誤差量算出部24で算出した誤差量が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、誤差量が所定の閾値以上である場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 上述の構成により、二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無に関わらず、誤差量に基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池ユニット50に充電量を精度よく算出することができる。
 上述の例では、単位容量変化量を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。以下、別の例について説明する。
 すなわち、誤差量算出部24は、充電量差算出部18で算出した変化量及び第1補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間に基づいて誤差量を算出することもできる。例えば、第1補正時点tと第2補正時点(t-1)との時間差をΔtとすると、単位時間当たりの変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Δtという式で表すことができる。第1補正時点(t)以降の充電継続時間又は放電継続時間をTpで表すと、誤差量は、例えば、Tp×{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Δtという式で表すことができる。すなわち、誤差量は、充電継続時間又は放電継続時間の経過とともに変化量がどの程度増加するかを示す指標を表す。
 この場合も、条件判定部16は、誤差量算出部24で算出した誤差量が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。例えば、誤差量が所定の閾値以上である場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 上述の構成により、二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無に関わらず、誤差量に基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池ユニット50に充電量を精度よく算出することができる。
 また、条件判定部16による判定処理をいつ行うかを設定することもできる。例えば、条件判定部16は、制御部10が電流積算SOC補正を行った補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合、所定条件を充足するか否かを判定することができる。所定時間は、例えば、1分、2分、5分などとすることができるが、これらの数値に限定されない。
 二次電池ユニット50の充放電の切り替え後、充電継続時間又は放電継続時間が長くなると、電流積算の誤差が増加すると考えられる。そこで、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合には、電流積算の誤差が許容範囲を超えるか否かを判別すべく、所定条件を充足するか否かを判定する。これにより、電流積算の誤差が許容範囲を超えることを防止することができる。
 図30は第3実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の算出処理の要部を示す模式図である。二次電池ユニット50の電圧Vb、及び電流Ibが、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で取得されると、第1充電量算出部13は、電流積算の処理を行って、当該サンプリング周期で第1充電量を算出する。制御部10は、算出された第1充電容量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 第2充電量算出部14は、二次電池ユニット50の電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出し、二次電池ユニット50の電圧Vbから算出した過電圧を減算して開放電圧OCVを算出する。第2充電量算出部14は、算出した開放電圧OCVを、図6に例示したようなOCV-SOC特性に基づいて変換することにより、第2充電量を算出する。第2充電量の算出頻度は、前述のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、後述のトリガが生成される都度でもよい。
 切替判定部17は、二次電池ユニット50の電流Ibに基づいて、ゼロクロス判定処理(電流ゼロクロスの有無の判定処理、すなわち、充放電の切替の有無の判定処理)を行い、電流ゼロクロスがあった時点(充放電の切替時点)から所定時間(例えば、0.1秒~2秒程度など)経過した時点でトリガ(所定時間経過トリガとも称する)を生成する、所定時間経過トリガ生成処理を行う。
 誤差量算出部24は、電流積算SOC補正が行われるタイミングで、第1充電量算出部13で算出した第1充電量及び第2充電量算出部14で算出した第2充電量の充電量差(SOC差)を算出し、前回の電流積算SOC補正のタイミングで算出した充電量差を用いて充電量差の変化量を算出する。誤差量算出部24は、充電量差の変化量、及び前回の電流積算SOC補正のタイミングから今回の電流積算SOC補正のタイミングまでの間に二次電池ユニット50に充電又は放電された容量に基づいて、単位容量変化量を算出し、今回の電流積算SOC補正のタイミング以降の二次電池ユニット50に充電又は放電された容量を用いて誤差量を算出し、算出した誤差量と所定の閾値とを比較する。
 制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点、あるいは、誤差量が所定の閾値以上となった時点で、第1充電量を第2充電量に置き換えることにより第1充電量を補正する。すなわち、制御部10は、所定時間経過トリガが生成された時点、あるいは、誤差量が所定の閾値以上となった時点で、電流積算SOC補正を行い、第2充電量算出部14が算出した第2充電量を二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する。
 図31は第3実施形態の二次電池ユニット50の電流波形の一例を示す説明図である。図31において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電状態であり、電流が負の場合は放電状態である。図31の例では、数時間程度の間での電流の推移を表しており、充電から放電、及び放電から充電に切り替わるタイミングで電流ゼロクロスが発生していることが分かる。なお、電流波形は一例であり、これに限定されない。
 図32は第3実施形態の電池監視装置100が算出する各充電量の一例を示す説明図である。図32において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図32中、「電流積算(電流誤差あり)」で示すグラフは、図31に例示した電流に基づいて算出した第1充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電池等価回路モデル」で示すグラフは、図31に例示した電流に基づいて算出した第2充電量の時刻0からの推移を示す。また、「電流積算(電流誤差なし)」で示すグラフは、図31に例示した電流を誤差がない状態で積算した場合の時刻0からの推移を示し、電流積算の真値を表す。
 図32から分かるように、電流積算に基づく第1充電量は、時間の経過とともに電流積算の真値からの乖離が大きくなり、誤差が徐々に増大していくことがわかる。また、時刻0からの時間経過が短い間では、電流積算に基づく第1充電量と電流積算の真値との差が小さく、第1充電量が二次電池ユニット50の充電量を精度よく表していることがわかる。また、充放電の切替が発生したタイミングで、第2充電量が電流積算の真値に近づく傾向があることも分かる。
 図33は第3実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の一例を示す説明図である。図33において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCを示す。図33では、所定時間経過トリガが多数回生成されている。また、放電状態が継続し、誤差量が所定の閾値以上となった時点で、図中符号Aで示すように二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。このように、充放電の切替時にのみ電流積算SOC補正を行う場合に比べて、電流積算SOC補正の回数を増やすことができ、二次電池ユニット50に充放電電流が流れている場合でも二次電池ユニット50の充電量を精度よく算出することができる。なお、図33では、放電状態が継続し、誤差量が所定の閾値以上となった時点で二次電池ユニット50の充電量が補正されていることを図示しているが、充電状態が継続する場合も同様である。また、図33では、簡便のため、誤差量が所定の閾値以上となった時点を符号Aで1つだけ例示しているが、実際には、誤差量が所定の閾値以上となった時点は、複数回現れる場合もある。
 図34は第3実施形態の電池監視装置100による二次電池ユニット50の充電量の誤差の一例を示す説明図である。図34において、横軸は時間を示し、縦軸は充電量SOCの誤差を示す。図34中、電流積算の真値は、誤差0%の横軸により表される。「補正前誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する第1充電量と電流積算の真値との差の割合(誤差)を示す。また、「補正後誤差」で示すグラフは、電流積算の真値に対する補正後の充電量の割合(誤差)を示す。図34に示すように、所定時間経過トリガが生成されるタイミングだけでなく、放電状態が継続し、誤差量が所定の閾値以上となった時点で、誤差が小さくなるように二次電池ユニット50の充電量が補正されていることが分かる。
 次に、本実施の形態の電池監視装置100の動作について説明する。図35及び図36は第3実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第1例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部10として説明する。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S311)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、例えば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理の詳細は後述する。
 制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S312)、電流ゼロクロスがあった場合(S312でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S313)。充電から放電への切替である場合(S313でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S314)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。
 所定時間Tcdが経過していない場合(S314でNO)、制御部10は、ステップS314の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S314でYES)、制御部10は、後述のステップS316の処理を行う。
 充電から放電への切替でない場合(S313でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S315)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S315でNO)、制御部10は、ステップS315の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S315でYES)、制御部10は、後述のステップS316の処理を行う。
 制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S316)。電池等価回路モデルSOCの算出処理の詳細は後述する。制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S317)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、単位容量変化量算出を行う(S318)。なお、単位容量変化量算出処理の詳細は後述する。制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する(S319)。
 制御部10は、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上であるか否かを判定する(S320)。所定時間は、例えば、1分、2分、5分などとすることができるが、これらの数値に限定されない。充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合(S320でYES)、制御部10は、誤差量算出を行う(S321)。なお、誤差量算出処理の詳細は後述する。
 制御部10は、算出した誤差量が閾値以上であるか否かを判定し(S322)、誤差量が閾値以上である場合(S322でYES)、電流積算SOCの補正を行う(S323)。電流積算SOCの補正は、誤差量が閾値以上となった時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。なお、閾値は、判定時点のSOCの5%~10%程度に相当する数値とすることができるが、これらに限定されるものではない。
 制御部10は、単位容量変化量算出を行い(S324)、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する(S325)。電流ゼロクロスがない場合(S312でNO)、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上でない場合(S320でNO)、あるいは、誤差量が閾値以上でない場合(S322でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力する(S325)。
 制御部10は、処理を終了するか否かを判定し(S326)、処理を終了しない場合(S326でNO)、ステップS311以降の処理を続け、処理を終了する場合(S326でYES)、処理を終了する。なお、図35及び図36に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 図37は第3実施形態の電池監視装置100による電流積算SOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)で二次電池ユニット50の電流Ibを取得し(S101)、取得した電流値を積算する(S102)。制御部10は、積算した電流値を満充電容量で除算して、電流積算SOCを算出し(S103)、処理を終了する。なお、SOCの初期値は、例えば、イグニッションがオフ時、あるいはイグニッションのオン直後、つまり二次電池ユニット50の電流が流れていないときに取得した電圧をOCVとし、当該OCVから求めたSOCを初期値とすればよい。
 図38は第3実施形態の電池監視装置100による電池等価回路モデルSOC算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、二次電池ユニット50の電圧Vbを取得し(S111)、電流Ibを取得する(S112)。電圧Vb及び電流Ibの取得のタイミングは、所定のサンプリング周期(例えば、10ms)の都度でもよく、あるいは、複数回サンプリングした値を平均化した後でもよい。
 制御部10は、取得した電流Ib及び電池等価回路モデルに基づいて過電圧を算出し(S113)、取得した電圧Vb及び算出した過電圧に基づいて開放電圧OCVを算出する(S114)。制御部10は、算出した開放電圧OCVを変換して、電池等価回路モデルSOCを算出し(S115)、処理を終了する。
 図39は第3実施形態の電池監視装置100による単位容量変化量算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、今回電流積算SOCを補正した第1補正時点での補正量(電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとのSOC差)を取得し(S121)、前回電流積算SOCを補正した第2補正時点(第1補正時点より前)での補正量(電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとのSOC差)を取得する(S122)。
 制御部10は、第1補正時点の補正量(充電量差)と第2補正時点での補正量(充電量差)との充電量差の変化量を算出する(S123)。第1補正時点tにおける充電量差をΔSOC(t)とし、第2補正時点(t-1)における充電量差をΔSOC(t-1)とすると、変化量は、ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)という式で算出することができる。
 制御部10は、第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量を算出し(S124)、充電量差の変化量及び算出した容量に基づいて、単位容量変化量を算出し(S125)、処理を終了する。なお、第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量Cとすると、単位容量変化量は、{ΔSOC(t)-ΔSOC(t-1)}/Cという式で算出することができる。
 図40は第3実施形態の電池監視装置100による誤差量算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、図39に例示した処理で算出した単位容量変化量を取得し(S131)、今回電流積算SOCを補正した第1補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間を取得する(S132)。
 制御部10は、第1補正時点以降の充電電流又は放電電流を取得する(S133)。第1補正時点以降の充電電流と充電継続時間とを積算すると、第1補正時点以降二次電池ユニット50に充電される容量を求めることができる。また、第1補正時点以降の放電電流と放電継続時間とを積算すると、第1補正時点以降二次電池ユニット50から放電される容量を求めることができる。
 制御部10は、単位容量変化量及び第1補正時点以降二次電池ユニット50に充電される容量又は二次電池ユニット50から放電される容量に基づいて、誤差量を算出し(S134)、処理を終了する。
 上述の第1例では、誤差量を用いて電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換えて充電量を補正する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、第2例として、電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとのSOC差(充電量差)を用いることもできる。以下、第2例について説明する。
 条件判定部16は、充電量差算出部18で算出した充電量差が所定値以上であるか否かに基づいて、所定条件を充足するか否かを判定する。電流積算の誤差が許容範囲を超える場合には、充電量差ΔSOCが大きくなると考えられる。そこで、充電量差ΔSOCが所定値以上である場合、所定条件を充足すると判定することができる。
 制御部10は、条件判定部16で所定条件を充足すると判定した場合、第2充電量に基づいて第1充電量を補正する。第2充電量に基づいて第1充電量を補正するとは、例えば、第1充電量を第2充電量で置き換えることであり、二次電池ユニット50の充電量を第1充電量に代えて第2充電量とすることができる。
 上述の構成により、二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無に関わらず、充電量差ΔSOCに基づいて、第1充電量を第2充電量で置き換えて第1充電量を補正することができるので、二次電池ユニット50に充電量を精度よく算出することができる。
 図41は第3実施形態の電池監視装置100による充電量算出の処理手順の第2例を示すフローチャートである。制御部10、電流積算SOC(第1充電量)を算出する(S331)。電流積算SOCの算出頻度は、二次電池ユニット50の電流検出のサンプリング周期と同期させることができ、たとえば、10msとすることができる。電流積算SOCの算出処理は、図37に示す処理と同じである。
 制御部10は、電流ゼロクロスの有無を判定し(S332)、電流ゼロクロスがあった場合(S332でYES)、充電から放電への切替であるか否かを判定する(S333)。充電から放電への切替である場合(S333でYES)、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tcdが経過したか否かを判定する(S334)。所定時間Tcdは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。
 所定時間Tcdが経過していない場合(S334でNO)、制御部10は、ステップS334の処理を続ける。所定時間Tcdが経過した場合(S334でYES)、制御部10は、後述のステップS336の処理を行う。
 充電から放電への切替でない場合(S333でNO)、すなわち、放電から充電への切替である場合、制御部10は、電流ゼロクロスが発生した時点から所定時間Tdcが経過したか否かを判定する(S335)。所定時間Tdcは、例えば、0.1秒~2秒程度とすることができる。所定時間Tdcが経過していない場合(S335でNO)、制御部10は、ステップS335の処理を続ける。所定時間Tdcが経過した場合(S335でYES)、制御部10は、後述のステップS336の処理を行う。
 制御部10は、電池等価回路モデルSOC(第2充電量)を算出する(S336)。電池等価回路モデルSOCの算出処理は、図38に示す処理を同じである。制御部10は、電流積算SOCと電池等価回路モデルSOCとのSOC差を算出し(S337)、SOC差が所定値以上であるか否かを判定する(S338)。なお、所定値は、判定時点のSOCの5%~10%程度とすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。
 SOC差が所定値以上である場合(S338でYES)、制御部10は、電流積算SOCの補正を行う(S339)。電流積算SOCの補正は、所定時間Tcd又はTdcが経過した時点において、直近に算出された電流積算SOCを電池等価回路モデルSOCで置き換える処理である。
 制御部10は、置き換えた電池等価回路モデルSOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S340)、処理を終了する。電流ゼロクロスがない場合(S332でNO)、制御部10は、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上であるか否かを判定する(S341)。所定時間は、例えば、1分、2分、5分などとすることができるが、これらの推移値に限定されない。
 充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合(S341でYES)、制御部10は、ステップS336の処理を行う。SOC差が所定値以上でない場合(S338でNO)、あるいは、充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上でない場合(S341でNO)、制御部10は、算出した電流積算SOCを二次電池ユニット50の充電量SOCとして出力し(S340)、処理を終了する。なお、図41に示す処理は、二次電池ユニット50の充電又は放電が続く場合、繰り返し行うことができる。
 本実施の形態の充電量算出装置(電池監視装置100)は、CPU(プロセッサ)、RAM(メモリ)などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図35から図41に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAM(メモリ)にロードし、コンピュータプログラムをCPU(プロセッサ)で実行することにより、コンピュータ上で充電量算出装置(電池監視装置100)を実現することができる。
 上述のように、本実施の形態の電池監視装置100(充電量算出装置)によれば、二次電池ユニットが無負荷状態である必要がなく、二次電池ユニットに電流が流れている場合でも、電流積算に基づく充電量を電池等価回路モデルに基づく充電量に置き換えて、電流積算に基づく充電量を補正することができ、二次電池ユニットの充電量を精度よく算出することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧及び電流から一次回帰演算して得られる特性直線から開放電圧を算出し、当該開放電圧に基づいて算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、一次回帰演算して精度の高い特性直線を得るためには、電圧及び電流のサンプリングを多くする必要があるとともに、サンプリングした電圧及び電流にある程度のばらつきが必要となり、例えば、車両が一定の速度で走行する機会が多い場合には、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、一次回帰演算を得る必要がなく、二次電池ユニットの充放電の切替タイミング(正確には、充放電の切替後所定時間経過時点)で二次電池ユニットの充電量を補正することができる。
 また、比較例として、二次電池の端子電圧、電流、及び内部抵抗から開放電圧を算出し、当該開放電圧算出される充電量と電流積算に基づく充電量との差が所定値以上となった場合に、開放電圧に基づいて算出される充電量に置き換える方法がある。しかし、かかる方法では、開放電圧を算出する場合に、二次電池の分極の影響が考慮されていないため、精度良く開放電圧を求めることができず、充電量の補正を行うことができない。しかし、本実施の形態の電池監視装置100によれば、電池等価回路モデルの中に分極の影響も含んでいるので、電池等価回路モデルを用いることにより、分極による誤差は生じない。
 上述の実施の形態では、二次電池をリチウムイオン電池として説明したが、二次電池はリチウムイオン電池に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池、ニッカド電池などにも提供することができる。
 開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10 制御部
 11 電圧取得部
 12 電流取得部
 13 第1充電量算出部
 14 第2充電量算出部
 15 開放電圧算出部
 16 条件判定部
 17 切替判定部
 18 充電量差算出部
 19 単位時間誤差量算出部
 20 単位容量誤差量算出部
 21 記憶部
 22 タイマ
 23 差分算出部
 24 誤差量算出部
 25 容量算出部
 26 単位容量変化量算出部
 50 二次電池ユニット
 51 セル
 52 電圧センサ
 53 電流センサ
 100 電池監視装置

Claims (24)

  1.  二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     所定条件を充足するか否かを判定する判定部と
     を備え、
     前記判定部で前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     前記判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする充電量算出装置。
  2.  前記判定部は、
     前記二次電池の電流を積算する時間が所定の積算時間未満である場合、前記所定条件を充足しないと判定する請求項1に記載の充電量算出装置。
  3.  前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部を備え、
     前記判定部は、
     前記二次電池の電流を積算する時間が前記積算時間以上である場合、前記切替判定部で判定した切り替えの有無に応じて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項2に記載の充電量算出装置。
  4.  前記第2算出部は、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する請求項3に記載の充電量算出装置。
  5.  前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点で、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、
     該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位時間当たりの単位時間誤差量を算出する単位時間誤差量算出部と
     を備え、
     前記判定部は、
     前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点からの経過時間及び前記単位時間誤差量に基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  6.  前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点で、前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、
     該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて、充電量の単位容量当たりの単位容量誤差量を算出する単位容量誤差量算出部と
     を備え、
     前記判定部は、
     前記第2算出部で算出した第2充電量を前記二次電池の充電量とした時点以降の前記二次電池の充放電容量及び前記単位容量誤差量に基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  7.   前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、
     前記第2算出部は、
     前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  8.  二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と
     を備え、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする充電量算出装置。
  9.  前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2算出部で算出した第2充電量の差分を算出する差分算出部を備え、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、前記差分算出部で算出した差分が所定値以上でないときは、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがあったと判定した場合に、前記差分算出部で算出した差分が前記所定値以上であるときは、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする請求項8に記載の充電量算出装置。
  10.  前記第2算出部は、
     前記切替判定部で充放電の切り替えがあると判定した場合、充放電の切替時点から所定時間経過後に、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する請求項8又は請求項9に記載の充電量算出装置。
  11.  前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、
     前記第2算出部は、
     前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  12.  二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     該電流取得部で取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     前記第1算出部で算出した第1充電量及び前記第2算出部で算出した第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、
     該充電量差算出部で算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、
     該条件判定部で前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部と
     を備える充電量算出装置。
  13.  前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部を備え、
     前記条件判定部は、
     前記切替判定部で判定した切り替えの有無に応じて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項12に記載の充電量算出装置。
  14.  前記補正部が補正した第1補正時点及び該第1補正時点より前の第2補正時点それぞれで前記充電量差算出部が算出した充電量差に基づいて、充電量差の変化量を算出する変化量算出部と、
     該変化量算出部で算出した変化量及び前記第1補正時点以降の充電継続時間又は放電継続時間に基づいて誤差量を算出する誤差量算出部と
     を備え、
     前記条件判定部は、
     前記誤差量算出部で算出した誤差量が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項12又は請求項13に記載の充電量算出装置。
  15.  前記第1補正時点及び第2補正時点間に充電又は放電した容量を算出する容量算出部と、
     前記変化量算出部で算出した変化量及び前記容量算出部で算出した容量に基づいて、単位容量当たりの単位容量変化量を算出する単位容量変化量算出部と
     を備え、
     前記誤差量算出部は、
     前記単位容量変化量算出部で算出した単位容量変化量、及び前記第1補正時点以降の前記二次電池の充電容量又は放電容量に基づいて誤差量を算出する請求項14に記載の充電量算出装置。
  16.  前記条件判定部は、
     前記充電量差算出部で算出した充電量差が所定値以上であるか否かに基づいて、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項12又は請求項13に記載の充電量算出装置。
  17.  前記条件判定部は、
     前記補正部で補正した時点以降の充電継続時間又は放電継続時間が所定時間以上である場合、前記所定条件を充足するか否かを判定する請求項12から請求項16のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  18.  前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部を備え、
     前記第2算出部は、
     前記開放電圧算出部で算出した開放電圧及び前記二次電池の開放電圧と充電量との対応関係に基づいて、前記二次電池の第2充電量を算出する請求項12から請求項17のいずれか一項に記載の充電量算出装置。
  19.  コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、
     コンピュータを、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     取得した電圧、電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     所定条件を充足するか否かを判定する判定部と
     して機能させ、
     前記所定条件を充足しないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理するコンピュータプログラム。
  20.  コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、
     コンピュータを、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と
     して機能させ、
     充放電の切り替えがないと判定した場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     充放電の切り替えがあったと判定した場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量として処理するコンピュータプログラム。
  21.  コンピュータに、二次電池の充電量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、
     コンピュータを、
     二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
     前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
     取得した電流を積算して前記二次電池の第1充電量を算出する第1算出部と、
     取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を算出する第2算出部と、
     算出した第1充電量及び第2充電量の充電量差を算出する充電量差算出部と、
     算出した充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを判定する条件判定部と、
     前記所定条件を充足すると判定した場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正する補正部と
     して機能させるコンピュータプログラム。
  22.  二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、
     二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、
     前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、
     取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、
     取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、
     所定条件を充足するか否かを判定部が判定し、
     前記所定条件を充足しないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする充電量算出方法。
  23.  二次電池の充電量を算出する充電量算出方法であって、
     二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、
     前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、
     取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、
     取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、
     取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、
     充放電の切り替えがないと判定された場合、前記第1充電量を前記二次電池の充電量とし、
     充放電の切り替えがあったと判定された場合、前記第2充電量を前記二次電池の充電量とする充電量算出方法。
  24.  二次電池の充電量を算出する充電量算出装置であって、
     二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、
     前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、
     取得された電流を積算して前記二次電池の第1充電量を第1算出部が算出し、
     取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2充電量を第2算出部が算出し、
     算出された第1充電量及び第2充電量の充電量差を充電量差算出部が算出し、
     算出された充電量差に基づいて所定条件を充足するか否かを条件判定部が判定し、
     前記所定条件を充足すると判定された場合、前記第2充電量に基づいて前記第1充電量を補正部が補正する充電量算出方法。
     
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