WO2018037761A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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西垣　研治
順一 波多野
俊雄 小田切
裕人 佐藤
真一 会沢
隆介 長谷
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株式会社豊田自動織機
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device that estimates the open circuit voltage of a battery.
  • OCV Open Circuit Voltage
  • Patent Document 1 As related techniques, there are techniques such as Patent Document 1 and Patent Document 2.
  • the depolarization time of the battery differs depending on the temperature of the battery
  • the voltage transition of the battery also differs depending on the temperature of the battery. Therefore, if the open circuit voltage after polarization elimination is not estimated according to the temperature of the battery, the estimation accuracy is reduced.
  • An object according to one aspect of the present invention is to provide a power storage device that improves the estimation accuracy of an open circuit voltage after polarization elimination.
  • An electricity storage device includes a battery and a control circuit that controls charge and discharge of the battery.
  • the control circuit is set according to the temperature of the battery in the polarization elimination time from the charge / discharge termination time of the battery to the polarization elimination time when the charge / discharge of the battery is terminated and the polarization of the battery is eliminated.
  • the difference between the voltage measured at one time and the voltage measured at a second time set according to the temperature of the battery at a time after the first time is determined as the amount of change, and the estimation coefficient is used as the amount of change
  • the voltage measured at the first time or the voltage measured at the second time are added to estimate the open circuit voltage of the battery after the polarization of the battery is eliminated.
  • the first time is set closer to the charge / discharge end time.
  • the first time when the battery temperature is a second temperature higher than the first temperature is higher than the first time when the battery temperature is the first temperature Is set to a time close to the charge / discharge end time.
  • the battery temperature is a first temperature
  • the interval is set shorter than the interval between the first time and the second time.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a power storage device 1.
  • Power storage device 1 shown in FIG. 1 may be, for example, a battery pack, and may be mounted on a vehicle.
  • the storage device 1 measures the current flowing through the assembled battery 2 having one or more batteries 4, the control circuit 3 for controlling the storage device 1, the voltmeter 5 for measuring the voltage of the battery 4, and the assembled battery 2.
  • the ammeter 6 has a thermometer 7 for measuring the temperature of the battery pack 2 or the temperature of the battery 4.
  • the battery 4 included in the assembled battery 2 is, for example, a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery, a storage element, or the like.
  • the control circuit 3 is a circuit that controls charging and discharging of the power storage device 1 and the battery 4 and is, for example, a central processing unit (CPU), a multi-core CPU, a programmable device (field programmable gate array (FPGA)) or a programmable logic device (PLD). ) Can be considered. Further, the control circuit 3 includes a storage unit provided internally or externally, and reads and executes a program for controlling each unit of the power storage device 1 stored in the storage unit. In the present embodiment, although the control circuit 3 is used, the control performed by the control circuit 3 may be performed by, for example, one or more ECUs (Electronic Control Units) mounted on a vehicle. .
  • ECUs Electronic Control Units
  • control circuit 3 sets the temperature of the battery 4 at the polarization elimination time from the charge / discharge termination time of the battery 4 to the polarization elimination time at which the charge / discharge of the battery 4 is finished and the polarization of the battery 4 is eliminated.
  • the difference between the voltage measured at the first time set accordingly and the voltage measured at the second time set according to the temperature of the battery 4 later than the first time The open circuit voltage of the battery 4 after the polarization of the battery 4 is eliminated by adding the value obtained by multiplying the change amount by the estimation coefficient and the voltage measured at the first time or the voltage measured at the second time presume.
  • FIG. 2 is a diagram showing voltage transition of the discharge period and the polarization elimination time after the end of the discharge.
  • FIG. 3 is a diagram showing a voltage transition at the polarization elimination time after the end of the discharge for each temperature.
  • FIG. 4 is a diagram showing voltage transition of the discharge period and the polarization elimination time after the end of the discharge.
  • FIG. 5 is a diagram showing voltage transition of the charging period and the polarization elimination time after the end of charging.
  • FIG. 6 is a diagram showing voltage transition at the polarization elimination time after the end of charging for each temperature.
  • FIG. 7 is a diagram showing voltage transition of the charging period and the polarization elimination time after the end of the charging.
  • the voltage of the battery 4 is shown on the vertical axis of FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, 7 and the time is shown on the horizontal axis.
  • the control circuit 3 measures the battery 4 or the battery pack measured by the thermometer 7 after the discharge end time t0 shown in FIG. 2 after the discharge of the battery 4 is completed.
  • the temperature of 2 is obtained from the thermometer 7.
  • the control circuit 3 refers to discharge temperature time information using the measured temperature, and acquires a first time t1 and a second time t2 associated with the temperature.
  • the discharge temperature time information includes the temperature of the battery 4 after the end of the discharge, the first time t1 for measuring the first voltage Vd1, and the second voltage Vd2 for measuring the second voltage Vd2 after the first time t1.
  • Information associated with time t2 is stored in a storage unit such as the control circuit 3 or the like.
  • the polarization elimination time T2 is the time from the discharge end time t0 to the polarization elimination time t3 at which it is considered that the polarization of the battery 4 has been eliminated.
  • the higher the temperature the easier the chemical reaction takes place, so the depolarization becomes quicker, and the lower the temperature, the more difficult the chemical reaction is, so the depolarization becomes late. Therefore, as the temperature of the battery 4 increases, the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after elimination of polarization at a time close to the discharge end time t0 after the discharge end time t0 of the battery 4 and the temperature of the battery 4 is lower.
  • the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after elimination of polarization at a time distant from the discharge end time t0 after the discharge end time t0 of the battery 4.
  • the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after polarization elimination near the discharge end time t0, and the temperature of the battery 4 is 0
  • the voltage of the battery 4 is closer to the open circuit voltage after the polarization cancellation at a time far from the discharge end time t 0 than in the case where the temperature of the battery 4 is 60 [° C.] .
  • the first time t1 is set to a time closer to the discharge end time t0, and as the temperature of the battery 4 is lower, the first time t1 Is set to a time far from the discharge end time t0.
  • the first time when the temperature of the battery 4 is high is set closer to the discharge end time t0 than the first time when the temperature of the battery 4 is low.
  • the temperature of the battery 4 is the first temperature at the first time t1 when the temperature of the battery 4 is the second temperature higher than the first temperature.
  • the first time t1 is set to the time ta, and when the temperature of the battery 4 is 0 ° C., the first time t1 is tc (> When the temperature of the battery 4 is ⁇ 30 ° C., the first time t1 is set to the time te (> tc> ta).
  • the voltage of battery 4 changes to a predetermined magnitude in a period close to discharge finish time t0 after discharge finish time t0 of battery 4, but if the temperature of battery 4 is lower, In the period near the discharge end time t0, the voltage of the battery 4 does not change to a predetermined magnitude. That is, since the change in voltage is small when the temperature of the battery 4 is low, the voltage of the battery 4 does not change to a predetermined magnitude unless a long period is required. For example, as shown in FIG.
  • the voltage of the battery 4 changes to a predetermined magnitude in a period TA (period from time ta to time tb) close to the discharge end time t0.
  • the voltage of the battery 4 changes to a predetermined magnitude in the period TB (period from time tc to time td, ie, a period longer than the period TA).
  • the voltage of the battery 4 changes to a predetermined magnitude in a period TC (a period from time te to time tf, ie, a period longer than the periods TA and TB) when the temperature of -30.degree.
  • the periods TA, TB, and TC are, for example, periods in which a change amount (Vd2-Vd1) indicating a change in voltage of a predetermined magnitude can be obtained.
  • the interval between the first time t1 and the second time t2 is set shorter, and as the temperature of the battery 4 is lower, the first The interval between the time t1 and the second time t2 is set long. In other words, the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is high is set shorter than the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is low Do.
  • the interval between the first time t1 and the second time t2 when the temperature of the battery 4 is a second temperature higher than the first temperature is the battery
  • the temperature of 4 is set to an interval shorter than the interval between the first time t1 and the second time t2 at the first temperature.
  • the second time t2 is set to the time tb at which the change amount of the predetermined voltage is obtained, and when the temperature of the battery 4 is 0 ° C.
  • Time t2 is set to time td (> tb) at which the change amount of the predetermined voltage can be obtained, and when the temperature of the battery 4 is -30 [.degree. C.] second time t2 is the time tf at which the change amount of the predetermined voltage is obtained It is set to (> td> tb).
  • the control circuit 3 responds to the temperature of the battery 4 at a time after the first time t1 and the voltage Vd1 measured at the first time t1 set according to the temperature.
  • the difference between the voltage Vd2 measured at the second time t2 set and the voltage Vd2 is obtained as the change amount (Vd2-Vd1), and the value obtained by multiplying the change amount by the estimation coefficient a and the voltage measured at the first time
  • the addition is performed to estimate the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 after the polarization of the battery 4 is eliminated. See Equation 1.
  • OCV1 Vd1 + (Vd2-Vd1) ⁇ a (Expression 1)
  • the estimation coefficient a is obtained in advance based on the high-precision open circuit voltage OCV2 measured after passing the polarization elimination time T2 (after the polarization elimination) before the current discharge end time t0. See Equation 2.
  • the control circuit 3 responds to the temperature of the battery 4 at a time after the first time t1 and the voltage Vd1 measured at the first time t1 set according to the temperature.
  • the difference between the voltage Vd2 measured at the second time t2 to be set is determined, and the amount of change (Vd2 ⁇ Vd1) is obtained, and the change amount is multiplied by the estimation coefficient a ′ and the voltage Vd2 measured at the second time t2
  • the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 after the polarization of the battery 4 is eliminated. See equation 1 '.
  • OCV1 Vd2 + (Vd2 ⁇ Vd1) ⁇ a ′ (Expression 1 ′)
  • the estimation coefficient a ' is obtained in advance based on the high-precision open circuit voltage OCV2 measured after the polarization elimination time T2 has elapsed (after the polarization elimination) before the current discharge end time t0. See Equation 2 '.
  • the estimated coefficient a or the estimated coefficient a ′ may be changed using at least one of the temperature of the battery 4, the charging rate, and the degree of deterioration.
  • the open circuit voltage OCV1 with high accuracy can be used when obtaining the charge ratio (SOC: Stat Of Charge) of the battery 4 in the polarization elimination time, it is possible to obtain the charge ratio with high accuracy in the polarization elimination time. it can.
  • the control circuit 3 measures the battery 4 or the battery pack measured by the thermometer 7 after the charging end time t4 shown in FIG. 5 after the charging of the battery 4 is completed.
  • the temperature of 2 is obtained from the thermometer 7.
  • the control circuit 3 refers to the charging temperature time information using the measured temperature, and acquires a first time t5 and a second time t6 associated with the temperature.
  • the charging temperature time information includes the temperature of the battery 4 after the end of charging, the first time t5 for measuring the first voltage Vc1, and the second voltage Vc2 for measuring the second voltage Vc2 after the first time t5.
  • Information associated with time t6 is stored in a storage unit such as the control circuit 3 or the like.
  • the polarization elimination time T3 is a time from the charge end time t4 to the polarization elimination time t7 at which it is considered that the polarization of the battery 4 is eliminated.
  • the higher the temperature the easier the chemical reaction takes place, so the depolarization becomes quicker, and the lower the temperature, the more difficult the chemical reaction is, so the depolarization becomes late. Therefore, as the temperature of the battery 4 increases, after the charge end time t4 of the battery 4, the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after elimination of polarization at a time close to the charge end time t4, and the temperature of the battery 4 is low.
  • the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after the elimination of polarization at a time distant from the charge end time t4 after the charge end time t4 of the battery 4.
  • the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after polarization elimination near the charge end time t4, and the temperature of the battery 4 is 0
  • the voltage of the battery 4 approaches the open circuit voltage after polarization cancellation at a time point far from the charge end time t 4 compared to the case where the temperature of the cell 4 is 60 ° C. .
  • the first time t5 is set closer to the charge end time t4, and as the temperature of the battery 4 is lower, the first time t5 is set. Is set to a time far from the charge end time t4. In other words, the first time when the temperature of the battery 4 is high is set to a time closer to the charge end time t4 than the first time when the temperature of the battery 4 is low. In other words, after the charging end time t4 of the battery 4, when the temperature of the battery 4 is a second temperature higher than the first temperature, the temperature of the battery 4 is the first temperature at a first time t5.
  • the first time t5 is set to the time ta ′, and when the temperature of the battery 4 is 0 ° C., the first time t5 is set to the time tc ′ It is set to (> ta '), and when the temperature of the battery 4 is -30 [° C.], the first time t5 is set to time te' (> tc '> ta').
  • the voltage of the battery 4 changes to a predetermined magnitude in a period close to the charge end time t4, but if the temperature of the battery 4 is lower, The voltage of the battery 4 does not change to a predetermined magnitude in a period near the charge end time t4. That is, since the change in voltage is small when the temperature of the battery 4 is low, the voltage of the battery 4 does not change to a predetermined magnitude unless a long period is required. For example, as shown in FIG.
  • the voltage of the battery 4 has a predetermined magnitude in a period TA ′ (period from time ta ′ to time tb ′) close to the charge end time t4.
  • the voltage of the battery 4 is set to a predetermined value in the period TB ′ (period from time tc ′ to time td ′, ie, a period longer than TA ′).
  • the voltage of battery 4 has a predetermined magnitude in period TC ′ (period from time te ′ to time tf ′, ie, a period longer than TA ′ and TB ′).
  • the periods TA ′, TB ′, and TC ′ are, for example, periods in which it is possible to obtain a variation (Vc2-Vc1) indicating a change in voltage of a predetermined magnitude.
  • the interval between the first time t5 and the second time t6 is set shorter, and as the temperature of the battery 4 is lower, the first The interval between time t5 and second time t6 is set long. In other words, the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is high is set shorter than the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is low Do.
  • the interval between the first time t5 and the second time t6 when the temperature of the battery 4 is a second temperature higher than the first temperature is the battery
  • the temperature of 4 is set to an interval shorter than the interval between the first time t5 and the second time t6 at the first temperature.
  • the second time t6 is set to the time tb ′ at which the amount of change of the predetermined voltage is obtained, and when the temperature of the battery 4 is 0 ° C.
  • the second time t6 is set to a time td '(> tb') at which the change amount of the predetermined voltage can be obtained, and when the temperature of the battery 4 is -30 [° C.] Time tf '(> td'> tb ') is set.
  • the control circuit 3 responds to the temperature of the battery 4 at a time after the first time t5 and the voltage Vc1 measured at the first time t5 set according to the temperature.
  • the difference between the measured value and the voltage Vc2 measured at the second time t6 is obtained as the change amount (Vc2-Vc1), and the value obtained by multiplying the change amount by the estimation coefficient b and the voltage measured at the first time t5
  • Equation 3 the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 after the polarization of the battery 4 has been eliminated.
  • OCV1 Vc1 + (Vc2-Vc1) ⁇ b (Equation 3)
  • the estimation coefficient b is obtained in advance based on the high accuracy open circuit voltage OCV2 measured after the polarization elimination time T3 has elapsed (after the polarization elimination) before the current charging end time t4. See Equation 4.
  • the control circuit 3 responds to the temperature of the battery 4 at a time after the first time t5 and the voltage Vc1 measured at the first time t5 set according to the temperature.
  • the difference between the voltage Vc2 measured at the second time t6 to be set is obtained as a variation (Vc2-Vc1), and the value obtained by multiplying the variation by the estimation coefficient b 'and the voltage Vc2 measured at the second time t6
  • Equation 3 ' the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 after the polarization of the battery 4 is eliminated.
  • OCV1 Vc2 + (Vc2 ⁇ Vc1) ⁇ b ′ (Expression 3 ')
  • the estimation coefficient b ' is obtained in advance based on the high-precision open circuit voltage OCV2 measured after passing the polarization elimination time T3 (after the polarization elimination) before the current charging end time t4. See equation 4 '.
  • the estimated coefficient b or the estimated coefficient b ′ may be changed using at least one of the temperature of the battery 4, the charging rate, and the degree of deterioration.
  • the open circuit voltage OCV1 with high accuracy can be used when obtaining the charge rate of the battery 4 in the polarization elimination time, the charge rate with high accuracy can be obtained in the polarization elimination time.
  • FIG. 8 is a flow chart showing an example of the operation of power storage device 1.
  • step S1 the control circuit 3 detects that the charge and discharge of the battery 4 have been completed.
  • step S2 the control circuit 3 obtains the temperature of the battery 4 from the thermometer 7.
  • step S3 the control circuit 3 acquires a first time and a second time corresponding to the temperature of the battery 4. If it is after the end of the discharge, the first time t1 and the second time t2 are acquired using the discharge temperature time information. When the charging is completed, the first time t5 and the second time t6 are acquired using the charging temperature time information.
  • the first time is set closer to the charge / discharge end time as the temperature of the battery 4 is higher after the charge / discharge end time of the battery 4. Furthermore, after the charge / discharge end time of the battery 4, the interval between the first time and the second time is set shorter as the temperature of the battery 4 is higher.
  • step S4 the control circuit 3 acquires the voltage Vd1 (Vc1 after charge) at the first time, and acquires the voltage Vd2 (Vc2 after charge) at the second time.
  • step S5 the control circuit 3 determines that the charge and discharge of the battery 4 are finished and the polarization of the battery 4 is eliminated from the charge / discharge finish time of the battery 4 (t0 of FIG. 2 or t4 of FIG. 5) In the polarization elimination time up to the time (t3 in FIG. 2 or t7 in FIG.
  • the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 is estimated. That is, the open circuit voltage OCV1 is estimated using Equation 1 or Equation 3.
  • step S5 it can be regarded that the control circuit 3 ends charging / discharging of the battery 4 from the charging / discharging end time of the battery 4 (t0 in FIG. 2 or t4 in FIG. 5) and the polarization of the battery 4 is eliminated.
  • the polarization elimination time up to the polarization elimination time (t3 in FIG. 2 or t7 in FIG.
  • step S6 an estimated coefficient (a in formula 2, a 'in formula 2', a 'in formula 2', using open circuit voltage OCV2 measured after the control circuit 3 has elapsed the polarization elimination time (T2 in FIG. 2 or T3 in FIG. 5).
  • the open circuit voltage OCV1 with high accuracy can be used when obtaining the charge rate of the battery 4 in the polarization elimination time, the charge rate with high accuracy can be obtained in the polarization elimination time.
  • the first time is set to a time closer to the charge / discharge end time as the temperature of the battery 4 is higher, and after the charge / discharge end time of the battery 4,
  • the open circuit voltage OCV1 of the battery 4 can be estimated earlier by setting the interval between the first time and the second time shorter as the temperature is higher.
  • the battery 4 When the ambient temperature is normal and the temperature of the battery 4 is high, the battery 4 is likely to be deteriorated. Therefore, if the open circuit voltage OCV1 can be estimated quickly, the charge rate, the degree of deterioration, the battery abnormality, etc. are known quickly. be able to.
  • the first time may not be set differently for each temperature. For example, 0 [° C.] and ⁇ 30 [° C.] may be the same time.
  • the interval between the first time and the second time may not be different for each temperature, and may be the same interval, for example, 0 [° C.] and ⁇ 30 [° C.].
  • the control circuit 3 sets the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is high, and the first time when the temperature of the battery 4 is low To set the first time when the temperature of the battery 4 is high and the first time when the temperature of the battery 4 is low at the same time. You may configure it.
  • the control circuit 3 sets the first time when the temperature of the battery 4 is high to the charge / discharge finish time as compared to the first time when the temperature of the battery 4 is low.
  • the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is high, and the interval between the first time and the second time when the temperature of the battery 4 is low May be set to be the same as each other.
  • the open circuit voltage OCV1 can be estimated earlier, and the charging rate, the degree of deterioration, the abnormality, etc. of the battery 4 can be known earlier.

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Abstract

電池４と電池４の充放電を制御する制御回路３とを備え、制御回路３は、電池４の充放電終了時刻から、電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻までの分極解消時間において、電池４の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧と、第一の時刻より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧との差を求めて変化量とし、変化量に推定係数を乗算した値と第一の時刻に計測した電圧または第二の時刻に計測した電圧とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧を推定する、蓄電装置１である。

Description

蓄電装置
　本発明は、電池の開回路電圧を推定する蓄電装置に関する。
　電池の充放電終了時刻から電池の分極が解消したと見做せる分極解消時刻までの時間である分極解消時間において、分極解消後の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を推定する方法として、充放電終了後の分極解消時間における電池の電圧推移を用いて推定する方法が知られている。
　関連する技術として、特許文献１及び特許文献２などの技術がある。
特開２０１４－１３２２４３号公報 特開２０１６－０６５８４４号公報
　しかしながら、電池の分極解消時間は電池の温度により異なるため、電池の電圧推移も電池の温度ごとに異なる。そのため電池の温度に応じて、分極解消後の開回路電圧の推定を行わないと推定精度が低下する。
　本発明の一側面に係る目的は、分極解消後の開回路電圧の推定精度を向上させる蓄電装置を提供することである。
　本発明に係る一つの形態である蓄電装置は電池と電池の充放電を制御する制御回路とを備える。
　制御回路は、電池の充放電終了時刻から、電池の充放電が終了して電池の分極が解消したと見做せる分極解消時刻までの分極解消時間において、電池の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧と、第一の時刻より後の時刻で電池の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧との差を求めて変化量とし、変化量に推定係数を乗算した値と第一の時刻に計測した電圧または第二の時刻に計測した電圧とを加算し、電池の分極が解消した後の電池の開回路電圧を推定する。
　電池の充放電終了時刻後、電池の温度が高いほど、第一の時刻は充放電終了時刻に近い時刻に設定される。または、電池の充放電終了時刻後、電池の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻は、電池の温度が第一の温度のときの第一の時刻よりも充放電終了時刻に近い時刻に設定される。
　電池の充放電終了時刻後、電池の温度が高いほど、第一の時刻と第二の時刻との間隔は短く設定される。または、電池の充放電終了時刻後、電池の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻と第二の時刻との間隔は、電池の温度が第一の温度のときの第一の時刻と第二の時刻との間隔よりも短い間隔に設定される。
　分極が解消したときの開回路電圧の推定精度を向上させることができる。
蓄電装置の一実施例を示す図である。 放電期間及び放電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。 温度ごとの放電終了後の分極解消時間における電圧推移を示す図である。 放電期間及び放電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。 充電期間及び充電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。 温度ごとの充電終了後の分極解消時間における電圧推移を示す図である。 充電期間及び充電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。 蓄電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
　以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
　図１は、蓄電装置１の一実施例を示す図である。図１に示す蓄電装置１は、例えば電池パックで、車両に搭載することが考えられる。本例において蓄電装置１は、一つ以上の電池４を有する組電池２、蓄電装置１を制御する制御回路３、電池４の電圧を計測する電圧計５、組電池２に流れる電流を計測する電流計６、組電池２の温度又は電池４の温度を計測する温度計７を有している。組電池２が有する電池４は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池又は蓄電素子などである。
　制御回路３は蓄電装置１及び電池４の充放電を制御する回路で、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられる。また、制御回路３は、内部又は外部に備えられている記憶部を備え、記憶部に記憶されている蓄電装置１の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本例においては制御回路３を用いて説明をするが、制御回路３が実行する制御を、例えば車両に搭載されている一つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などに行わせてもよい。
　また、制御回路３は、電池４の充放電終了時刻から電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻までの分極解消時間において、電池４の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧と、第一の時刻より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧との差を求めて変化量とし、変化量に推定係数を乗算した値と第一の時刻に計測した電圧または第二の時刻に計測した電圧とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧を推定する。
　（Ａ）放電終了後の分極解消前に行う分極解消後の開回路電圧の推定と、（Ｂ）充電終了後の分極解消前に行う分極解消後の開回路電圧の推定と、について図２、図３、図４、図５、図６、図７を用いて説明をする。図２は、放電期間及び放電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。図３は、温度ごとの放電終了後の分極解消時間における電圧推移を示す図である。図４は、放電期間及び放電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。図５は、充電期間及び充電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。図６は、温度ごとの充電終了後の分極解消時間における電圧推移を示す図である。図７は、充電期間及び充電終了後の分極解消時間の電圧推移を示す図である。図２、図３、図４、図５、図６、図７の縦軸には電池４の電圧が示され、横軸には時間が示されている。
　（Ａ）放電が終了してからの推定開回路電圧の推定について
　制御回路３は、電池４の放電終了後、図２に示す放電終了時刻ｔ０後に、温度計７が計測した電池４又は組電池２の温度を温度計７から取得する。
　続いて、制御回路３は、計測した温度を用いて、放電温度時刻情報を参照し、温度と対応付けられる第一の時刻ｔ１と第二の時刻ｔ２を取得する。放電温度時刻情報は、放電終了後の電池４の温度それぞれと、第一の電圧Ｖｄ１を計測する第一の時刻ｔ１及び第一の時刻ｔ１より後の第二の電圧Ｖｄ２を計測する第二の時刻ｔ２とが関連付けられている情報で、制御回路３などの記憶部に記憶されている。
　電池４の電圧は温度により変化するため、温度ごとに分極解消時間Ｔ２の長さが異なる。分極解消時間Ｔ２は、放電終了時刻ｔ０から、電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻ｔ３までの時間である。電池４は、温度が高いほど化学反応がし易いため分極解消が早くなり、温度が低いほど化学反応がし難いため分極解消が遅くなる。そのため、電池４の温度が高いほど、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、放電終了時刻ｔ０に近い時刻に、電池４の電圧は分極解消後の開回路電圧に近づき、電池４の温度が低いほど、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、放電終了時刻ｔ０から遠い時刻に、電池４の電圧は分極解消後の開回路電圧に近づく。
　例えば、図３に示すように、電池４の温度が６０［℃］の場合、電池４の電圧は放電終了時刻ｔ０に近い時刻に分極解消後の開回路電圧に近づき、電池４の温度が０［℃］、－３０［℃］の場合、電池４の温度が６０［℃］の場合に比べ、電池４の電圧は放電終了時刻ｔ０から遠い時刻に分極解消後の開回路電圧に近づいている。
　従って、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻ｔ１は放電終了時刻ｔ０に近い時刻に設定し、電池４の温度が低いほど、第一の時刻ｔ１は放電終了時刻ｔ０に遠い時刻に設定する。言い換えると、電池４の温度が高いときの第一の時刻は、電池４の温度が低いときの第一の時刻に比べて、放電終了時刻ｔ０に近い時刻に設定する。さらに言い換えると、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、電池４の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻ｔ１は、電池４の温度が第一の温度のときの第一の時刻ｔ１よりも充放電終了時刻ｔ０に近い時刻に設定される。図３の例では、電池４の温度が６０［℃］のとき第一の時刻ｔ１を時刻ｔａに設定し、電池４の温度が０［℃］のとき第一の時刻ｔ１を時刻ｔｃ（＞ｔａ）に設定し、電池４の温度が－３０［℃］のとき第一の時刻ｔ１を時刻ｔｅ（＞ｔｃ＞ｔａ）に設定している。
　また、電池４の温度が高いほど、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、放電終了時刻ｔ０に近い期間で電池４の電圧は所定の大きさに変化するが、電池４の温度が低いと、放電終了時刻ｔ０に近い期間では電池４の電圧は所定の大きさに変化をしない。すなわち、電池４の温度が低い場合には電圧の変化が小さいため、長い期間を要しないと電池４の電圧は所定の大きさまで変化をしない。例えば、図３に示すように、電池４の温度が６０［℃］の場合、放電終了時刻ｔ０に近い期間ＴＡ（時刻ｔａから時刻ｔｂの期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をし、電池４の温度が０［℃］の場合、期間ＴＢ（時刻ｔｃから時刻ｔｄの期間、すなわち期間ＴＡより長い期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をし、電池４の温度が－３０［℃］の場合、期間ＴＣ（時刻ｔｅから時刻ｔｆの期間、すなわち期間ＴＡ、ＴＢより長い期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をする。なお、期間ＴＡ、ＴＢ、ＴＣは、例えば、所定の大きさの電圧の変化を示す変化量（Ｖｄ２－Ｖｄ１）を得ることができる期間である。
　従って、電池４の充放電終了時刻ｔ０の後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻ｔ１と第二の時刻ｔ２との間隔は短く設定し、電池４の温度が低いほど、第一の時刻ｔ１と第二の時刻ｔ２との間隔は長く設定する。言い換えると、電池４の温度が高いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔は、電池４の温度が低いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔に比べて短く設定する。さらに言い換えると、電池４の放電終了時刻ｔ０の後、電池４の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻ｔ１と第二の時刻ｔ２との間隔は、電池４の温度が第一の温度のときの第一の時刻ｔ１と第二の時刻ｔ２との間隔よりも短い間隔に設定される。図３の例では、電池４の温度が６０［℃］のとき第二の時刻ｔ２は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｂに設定し、電池４の温度が０［℃］のとき第二の時刻ｔ２は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｄ（＞ｔｂ）に設定し、電池４の温度が－３０［℃］のとき第二の時刻ｔ２は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｆ（＞ｔｄ＞ｔｂ）に設定している。
　続いて、制御回路３は、図２に示すように、温度に応じて設定される第一の時刻ｔ１に計測した電圧Ｖｄ１と、第一の時刻ｔ１より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻ｔ２に計測した電圧Ｖｄ２との差を求めて変化量（Ｖｄ２－Ｖｄ１）とし、変化量に推定係数ａを乗算した値と第一の時刻に計測した電圧とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。式１を参照。
　　　ＯＣＶ１＝Ｖｄ１＋（Ｖｄ２－Ｖｄ１）×ａ　　　　　（式１）
　推定係数ａは、今回の放電終了時刻ｔ０より以前において、分極解消時間Ｔ２を経過した後（分極解消後）に計測した精度の高い開回路電圧ＯＣＶ２に基づいて予め求められる。式２を参照。
　　　ａ＝（ＯＣＶ２－Ｖｄ１）／（Ｖｄ２－Ｖｄ１）　　　（式２）
　または、制御回路３は、図４に示すように、温度に応じて設定される第一の時刻ｔ１に計測した電圧Ｖｄ１と、第一の時刻ｔ１より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻ｔ２に計測した電圧Ｖｄ２との差を求めて変化量（Ｖｄ２－Ｖｄ１）とし、変化量に推定係数ａ´を乗算した値と第二の時刻ｔ２に計測した電圧Ｖｄ２とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。式１´を参照。
　　　ＯＣＶ１＝Ｖｄ２＋（Ｖｄ２－Ｖｄ１）×ａ´　　　　（式１´）
　推定係数ａ´は、今回の放電終了時刻ｔ０より以前において、分極解消時間Ｔ２を経過した後（分極解消後）に計測した精度の高い開回路電圧ＯＣＶ２に基づいて予め求められる。式２´を参照。
　　　ａ´＝（ＯＣＶ２－Ｖｄ２）／（Ｖｄ２－Ｖｄ１）　　（式２´）
　また、求めた推定係数ａまたは推定係数ａ´は、電池４の温度、充電率、及び劣化度の少なくとも１つを用いて変更してもよい。
　上記のように開回路電圧ＯＣＶ１を推定することで、放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を求めることができる。
　また、分極解消時間において電池４の充電率（ＳＯＣ：Stat Of Charge）を求める際に、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を用いることができるので、分極解消時間において精度のよい充電率を求めることができる。
　（Ｂ）充電が終了してからの推定開回路電圧の推定について
　制御回路３は、電池４の充電終了後、図５に示す充電終了時刻ｔ４後に、温度計７が計測した電池４又は組電池２の温度を温度計７から取得する。
　続いて、制御回路３は、計測した温度を用いて、充電温度時刻情報を参照し、温度と対応付けられる第一の時刻ｔ５と第二の時刻ｔ６を取得する。充電温度時刻情報は、充電終了後の電池４の温度それぞれと、第一の電圧Ｖｃ１を計測する第一の時刻ｔ５及び第一の時刻ｔ５より後の第二の電圧Ｖｃ２を計測する第二の時刻ｔ６とが関連付けられている情報で、制御回路３などの記憶部に記憶されている。
　電池４の電圧は温度により変化するため、温度ごとに分極解消時間Ｔ３の長さが異なる。分極解消時間Ｔ３は、充電終了時刻ｔ４から、電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻ｔ７までの時間である。電池４は、温度が高いほど化学反応がし易いため分極解消が早くなり、温度が低いほど化学反応がし難いため分極解消が遅くなる。そのため、電池４の温度が高いほど、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、充電終了時刻ｔ４に近い時刻に、電池４の電圧は分極解消後の開回路電圧に近づき、電池４の温度が低いほど、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、充電終了時刻ｔ４から遠い時刻に、電池４の電圧は分極解消後の開回路電圧に近づく。例えば、図６に示すように、電池４の温度が６０［℃］の場合、電池４の電圧は充電終了時刻ｔ４に近い時刻に分極解消後の開回路電圧に近づき、電池４の温度が０［℃］、－３０［℃］の場合、電池４の温度が６０［℃］の場合に比べ、電池４の電圧は充電終了時刻ｔ４から遠い時刻に分極解消後の開回路電圧に近づいている。
　従って、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻ｔ５は充電終了時刻ｔ４に近い時刻に設定し、電池４の温度が低いほど、第一の時刻ｔ５は充電終了時刻ｔ４に遠い時刻に設定する。言い換えると、電池４の温度が高いときの第一の時刻は、電池４の温度が低いときの第一の時刻に比べて、充電終了時刻ｔ４に近い時刻に設定する。さらに言い換えると、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、電池４の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻ｔ５は、電池４の温度が第一の温度のときの第一の時刻ｔ５よりも充電終了時刻ｔ４に近い時刻に設定される。図６の例では、電池４の温度が６０［℃］のとき第一の時刻ｔ５を時刻ｔａ′に設定し、電池４の温度が０［℃］のとき第一の時刻ｔ５を時刻ｔｃ′（＞ｔａ′）に設定し、電池４の温度が－３０［℃］のとき第一の時刻ｔ５を時刻ｔｅ′（＞ｔｃ′＞ｔａ′）に設定している。
　また、電池４の温度が高いほど、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、充電終了時刻ｔ４に近い期間で電池４の電圧は所定の大きさに変化するが、電池４の温度が低いと、充電終了時刻ｔ４に近い期間では電池４の電圧は所定の大きさに変化をしない。すなわち、電池４の温度が低い場合には電圧の変化が小さいため、長い期間を要しないと電池４の電圧は所定の大きさまで変化をしない。例えば、図６に示すように、電池４の温度が６０［℃］の場合、充電終了時刻ｔ４に近い期間ＴＡ′（時刻ｔａ′から時刻ｔｂ′の期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をし、電池４の温度が０［℃］の場合、期間ＴＢ′（時刻ｔｃ′から時刻ｔｄ′の期間、すなわちＴＡ′より長い期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をし、電池４の温度が－３０［℃］の場合、期間ＴＣ′（時刻ｔｅ′から時刻ｔｆ′の期間、すなわちＴＡ′、ＴＢ′より長い期間）において電池４の電圧は所定の大きさに変化をする。なお、期間ＴＡ′、ＴＢ′、ＴＣ′は、例えば、所定の大きさの電圧の変化を示す変化量（Ｖｃ２－Ｖｃ１）を得ることができる期間である。
　従って、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻ｔ５と第二の時刻ｔ６との間隔は短く設定し、電池４の温度が低いほど、第一の時刻ｔ５と第二の時刻ｔ６との間隔は長く設定する。言い換えると、電池４の温度が高いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔は、電池４の温度が低いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔に比べて短く設定する。さらに言い換えると、電池４の充電終了時刻ｔ４の後、電池４の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの第一の時刻ｔ５と第二の時刻ｔ６との間隔は、電池４の温度が第一の温度のときの第一の時刻ｔ５と第二の時刻ｔ６との間隔よりも短い間隔に設定される。図６の例では、電池４の温度が６０［℃］のとき第二の時刻ｔ６は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｂ′に設定し、電池４の温度が０［℃］のとき第二の時刻ｔ６は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｄ′（＞ｔｂ′）に設定し、電池４の温度が－３０［℃］のとき第二の時刻ｔ６は所定電圧の変化量を得られる時刻ｔｆ′（＞ｔｄ′＞ｔｂ′）に設定している。
　続いて、制御回路３は、図５に示すように、温度に応じて設定される第一の時刻ｔ５に計測した電圧Ｖｃ１と、第一の時刻ｔ５より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻ｔ６に計測した電圧Ｖｃ２との差を求めて変化量（Ｖｃ２－Ｖｃ１）とし、変化量に推定係数ｂを乗算した値と第一の時刻ｔ５に計測した電圧とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。式３を参照。
　　　ＯＣＶ１＝Ｖｃ１＋（Ｖｃ２－Ｖｃ１）×ｂ　　　　　（式３）
　推定係数ｂは、今回の充電終了時刻ｔ４より以前において、分極解消時間Ｔ３を経過した後（分極解消後）に計測した精度の高い開回路電圧ＯＣＶ２に基づいて予め求められる。式４を参照。
　　　ｂ＝（ＯＣＶ２－Ｖｃ１）／（Ｖｃ２－Ｖｃ１）　　　（式４）
　または、制御回路３は、図７に示すように、温度に応じて設定される第一の時刻ｔ５に計測した電圧Ｖｃ１と、第一の時刻ｔ５より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻ｔ６に計測した電圧Ｖｃ２との差を求めて変化量（Ｖｃ２－Ｖｃ１）とし、変化量に推定係数ｂ´を乗算した値と第二の時刻ｔ６に計測した電圧Ｖｃ２とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。式３´を参照。
　　　ＯＣＶ１＝Ｖｃ２＋（Ｖｃ２－Ｖｃ１）×ｂ´　　　　（式３´）
　推定係数ｂ´は、今回の充電終了時刻ｔ４より以前において、分極解消時間Ｔ３を経過した後（分極解消後）に計測した精度の高い開回路電圧ＯＣＶ２に基づいて予め求められる。式４´を参照。
　　　ｂ´＝（ＯＣＶ２－Ｖｃ２）／（Ｖｃ２－Ｖｃ１）　　（式４´）
　また、求めた推定係数ｂまたは推定係数ｂ´は、電池４の温度、充電率、及び劣化度の少なくとも１つを用いて変更してもよい。
　上記のように開回路電圧ＯＣＶ１を推定することで、充電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を求めることができる。
　また、分極解消時間において電池４の充電率を求める際に、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を用いることができるので、分極解消時間において精度のよい充電率を求めることができる。
　（Ｃ）蓄電装置の動作について
　図８は、蓄電装置１の動作の一実施例を示すフロー図である。
　ステップＳ１では、制御回路３が電池４の充放電が終了をしたことを検出する。
　ステップＳ２では、制御回路３が電池４の温度を温度計７から取得する。
　ステップＳ３では、制御回路３が電池４の温度に対応した第一の時刻及び第二の時刻を取得する。放電終了後である場合、放電温度時刻情報を用いて第一の時刻ｔ１及び第二の時刻ｔ２を取得する。また、充電終了後である場合、充電温度時刻情報を用いて第一の時刻ｔ５及び第二の時刻ｔ６を取得する。
　なお、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻は充放電終了時刻に近い時刻に設定する。更に、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻と第二の時刻との間隔は短く設定する。
　ステップＳ４では、制御回路３が第一の時刻に電圧Ｖｄ１（充電後はＶｃ１）を取得し、第二の時刻に電圧Ｖｄ２（充電後はＶｃ２）を取得する。
　ステップＳ５では、制御回路３が電池４の充放電終了時刻（図２のｔ０又は図５のｔ４）から、電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻（図２のｔ３又は図５のｔ７）までの分極解消時間において、電池４の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧Ｖｄ１（充電後はＶｃ１）と、第一の時刻より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧Ｖｄ２（充電後はＶｃ２）との差を求めて変化量（Ｖｄ２－Ｖｄ１）（充電後はＶｃ２－Ｖｃ１）とし、変化量に推定係数（式１のａ又は式３のｂ）を乗算した値と第一の時刻に計測した電圧Ｖｄ１（充電後はＶｃ１）とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。すなわち、式１又は式３を用いて開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。
　または、ステップＳ５では、制御回路３が電池４の充放電終了時刻（図２のｔ０又は図５のｔ４）から、電池４の充放電が終了して電池４の分極が解消したと見做せる分極解消時刻（図２のｔ３又は図５のｔ７）までの分極解消時間において、電池４の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧Ｖｄ１（充電後はＶｃ１）と、第一の時刻より後の時刻で電池４の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧Ｖｄ２（充電後はＶｃ２）との差を求めて変化量（Ｖｄ２－Ｖｄ１）（充電後はＶｃ２－Ｖｃ１）とし、変化量に推定係数（式１´のａ´又は式３´のｂ´）を乗算した値と第二の時刻に計測した電圧Ｖｄ２（充電後はＶｃ２）とを加算し、電池４の分極が解消した後の電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。すなわち、式１´又は式３´を用いて開回路電圧ＯＣＶ１を推定する。
　ステップＳ６では、制御回路３が分極解消時間（図２のＴ２又は図５のＴ３）を経過した後に計測した開回路電圧ＯＣＶ２を用いて推定係数（式２のａ、式２´のａ´、式４のｂ、又は、式４のｂ´）を更新する。すなわち、式２、式２´、式４、又は、式４´を用いて推定係数を更新する。
　上記のように開回路電圧ＯＣＶ１を推定することで、充放電を終了した後に、分極が解消する前でも、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を求めることができる。
　また、分極解消時間において電池４の充電率を求める際に、精度のよい開回路電圧ＯＣＶ１を用いることができるので、分極解消時間において精度のよい充電率を求めることができる。
　なお、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻は充放電終了時刻に近い時刻に設定すること、及び、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いほど、第一の時刻と第二の時刻との間隔は短く設定することで電池４の開回路電圧ＯＣＶ１を早く推定できる。
　また、周辺温度が常温で電池４の温度が高い場合、電池４は劣化をしている可能性が高いので、早く開回路電圧ＯＣＶ１を推定できれば、充電率、劣化度、電池異常などを早く知ることができる。
　また、第一の時刻は、温度ごとに異なる時刻を設定しなくてもよく、例えば、０［℃］と－３０［℃］で同じ時刻としてもよい。
　また、第一の時刻と第二の時刻との間隔は、温度ごとに異なる間隔を設定しなくてもよく、例えば、０［℃］と－３０［℃］で同じ間隔としてもよい。
　すなわち、制御回路３は、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔を、電池４の温度が低いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔に比べて短く設定する場合、電池４の温度が高いときの第一の時刻と電池４の温度が低いときの第一の時刻とを互いに同じ時刻に設定するように構成してもよい。
　または、制御回路３は、電池４の充放電終了時刻後、電池４の温度が高いときの第一の時刻を、電池４の温度が低いときの第一の時刻よりも、充放電終了時刻に近い時刻に設定する場合、電池４の温度が高いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔と、電池４の温度が低いときの第一の時刻と第二の時刻との間隔とを互いに同じ間隔に設定するように構成してもよい。
　このように構成しても、電池４の温度が高いほど、開回路電圧ＯＣＶ１を早く推定することができ、電池４の充電率、劣化度、異常などを早く知ることができる。
　また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
１　蓄電装置
２　組電池
３　制御回路
４　電池
５　電圧計
６　電流計
７　温度計

Claims (5)

  1. 　電池と、前記電池の充放電を制御する制御回路と、を備える蓄電装置であって、
    　前記制御回路は、
    　前記電池の充放電終了時刻から、前記電池の充放電が終了して前記電池の分極が解消したと見做せる分極解消時刻までの分極解消時間において、前記電池の温度に応じて設定される第一の時刻に計測した電圧と、前記第一の時刻より後の時刻で前記電池の温度に応じて設定される第二の時刻に計測した電圧との差を求めて変化量とし、前記変化量に推定係数を乗算した値と前記第一の時刻に計測した電圧または前記第二の時刻に測定した電圧とを加算し、前記電池の分極が解消した後の前記電池の開回路電圧を推定する、
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  2. 　請求項１に記載の蓄電装置であって、
    　前記電池の前記充放電終了時刻後、前記電池の温度が高いほど、前記第一の時刻は前記充放電終了時刻に近い時刻に設定される、
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  3. 　請求項１に記載の蓄電装置であって、
    　前記電池の前記充放電終了時刻後、前記電池の温度が高いほど、前記第一の時刻と前記第二の時刻との間隔は短く設定される、
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  4. 　請求項１に記載の蓄電装置であって、
    　前記電池の前記充放電終了時刻後、前記電池の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの前記第一の時刻は、前記電池の温度が前記第一の温度のときの前記第一の時刻よりも前記充放電終了時刻に近い時刻に設定される、
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  5. 　請求項１に記載の蓄電装置であって、
    　前記電池の前記充放電終了時刻後、前記電池の温度が第一の温度よりも高い第二の温度のときの前記第一の時刻と前記第二の時刻との間隔は、前記電池の温度が前記第一の温度のときの前記第一の時刻と前記第二の時刻との間隔よりも短い間隔に設定される、
    　ことを特徴とする蓄電装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234557A (ja) * 2007-11-14 2009-10-15 Autonetworks Technologies Ltd 開放電圧値推定方法及び開放電圧値推定装置
WO2013054414A1 (ja) * 2011-10-13 2013-04-18 トヨタ自動車株式会社 二次電池の制御装置および制御方法
JP2015081855A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 スズキ株式会社 充電状態算出装置
JP2016139525A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社豊田自動織機 蓄電装置および蓄電装置の制御方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160953B1 (en) * 2000-05-29 2009-12-02 Panasonic Corporation Method for charging battery
US6850038B2 (en) * 2002-05-14 2005-02-01 Yazaki Corporation Method of estimating state of charge and open circuit voltage of battery, and method and device for computing degradation degree of battery
KR100805116B1 (ko) * 2006-09-08 2008-02-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
KR20090094006A (ko) * 2006-12-26 2009-09-02 파나소닉 주식회사 비수계 전해질 2차 전지의 충전 방법, 전자 기기, 전지 팩 및 충전기
JP4375458B2 (ja) * 2007-08-01 2009-12-02 株式会社デンソー ２次電池の充電状態推定装置及び充電制御システム
JP5155701B2 (ja) * 2008-03-12 2013-03-06 富士重工業株式会社 車両用電源装置
US8552693B2 (en) * 2009-07-17 2013-10-08 Tesla Motors, Inc. Low temperature charging of Li-ion cells
JP5633227B2 (ja) * 2009-10-14 2014-12-03 ソニー株式会社 電池パックおよび電池パックの劣化度検出方法
US8346495B2 (en) * 2010-04-22 2013-01-01 Battelle Energy Alliance, Llc Systems, methods and computer-readable media to model kinetic performance of rechargeable electrochemical devices
JP2011257219A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の内部抵抗又は開放電圧を演算する演算装置
JP5541112B2 (ja) * 2010-11-22 2014-07-09 ミツミ電機株式会社 電池監視装置、及び電池監視方法
US20120310565A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Laszlo Redey Apparatus and method for determining battery/cell's performance, age, and health
US9157966B2 (en) * 2011-11-25 2015-10-13 Honeywell International Inc. Method and apparatus for online determination of battery state of charge and state of health
JP5825236B2 (ja) * 2012-09-19 2015-12-02 株式会社デンソー 組電池制御装置
JP5999048B2 (ja) * 2012-10-24 2016-09-28 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP2014132243A (ja) 2013-01-07 2014-07-17 Toshiba Corp 二次電池装置、二次電池装置の残容量測定方法及びプログラム
US10732228B2 (en) * 2013-01-31 2020-08-04 Utopus Insights, Inc. Estimating condition of battery, related system and vehicle
WO2014119328A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 三洋電機株式会社 電池状態推定装置
JP6098496B2 (ja) * 2013-12-06 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP6132788B2 (ja) * 2014-02-28 2017-05-24 株式会社日立製作所 蓄電池システムおよび蓄電池のｓｏｃ推定方法
CN104977534A (zh) * 2014-04-02 2015-10-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电池健康状态的估算方法及其装置
JP6350174B2 (ja) 2014-09-26 2018-07-04 日立化成株式会社 電池システム用制御装置および電池システムの制御方法
GB2518759A (en) * 2014-09-29 2015-04-01 Daimler Ag Battery management system for a motor vehicle
CN105548898B (zh) * 2015-12-25 2018-09-14 华南理工大学 一种离线数据分段矫正的锂电池soc估计方法
US10845417B2 (en) * 2016-01-29 2020-11-24 Vehicle Energy Japan, Inc. Battery state estimation device, battery control device, battery system, battery state estimation method
JP6326452B2 (ja) * 2016-06-15 2018-05-16 本田技研工業株式会社 電池状態推定装置および電池状態推定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234557A (ja) * 2007-11-14 2009-10-15 Autonetworks Technologies Ltd 開放電圧値推定方法及び開放電圧値推定装置
WO2013054414A1 (ja) * 2011-10-13 2013-04-18 トヨタ自動車株式会社 二次電池の制御装置および制御方法
JP2015081855A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 スズキ株式会社 充電状態算出装置
JP2016139525A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社豊田自動織機 蓄電装置および蓄電装置の制御方法

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