WO2018131651A1 - 電池パック及び電源システム - Google Patents

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WO2018131651A1
WO2018131651A1 PCT/JP2018/000496 JP2018000496W WO2018131651A1 WO 2018131651 A1 WO2018131651 A1 WO 2018131651A1 JP 2018000496 W JP2018000496 W JP 2018000496W WO 2018131651 A1 WO2018131651 A1 WO 2018131651A1
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charge
secondary battery
battery pack
calculation unit
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勇樹 橘
大和 宇都宮
佐田　岳士
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株式会社デンソー
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a battery pack and a power supply system.
  • Patent Document 1 discloses a configuration of a control device for a secondary battery mounted on a vehicle. In the configuration disclosed in Patent Document 1, in the trip period from the ignition on to the off of the vehicle, the difference in the control center of the SOC in the first trip and the second trip is about 10% before and after the trip of the second trip. ⁇ SOC is calculated, and the full charge capacity of the secondary battery is calculated from the ⁇ SOC and the integrated current amount ⁇ Idt.
  • the current sensor used for calculating the integrated current amount ⁇ Idt has an offset error.
  • both charging and discharging of the secondary battery are performed during the trip period to be measured. For this reason, the measurement period of the current value by the current sensor is long, and the offset error of the current sensor is accumulated in the integrated current amount. As a result, since the error included in the integrated current amount is large, there is room for improvement in accurately calculating the full charge capacity.
  • the present disclosure is intended to provide a battery pack having a secondary battery and capable of accurately calculating the full charge capacity of the secondary battery.
  • One embodiment of the present disclosure includes a secondary battery, A voltage detector for detecting a terminal voltage of the secondary battery; A charging state calculation unit that calculates a charging state of the secondary battery based on the terminal voltage detected by the voltage detection unit; A current detector for detecting a current flowing in the secondary battery; A charge / discharge control unit for controlling charge / discharge of the secondary battery; The first charge state calculated based on the first terminal voltage detected at the first detection timing by the voltage detection unit, and the second terminal voltage detected by the voltage detection unit at the second detection timing.
  • a differential charge state calculation unit for calculating a differential charge state from the second charge state;
  • An integrated current amount calculation unit that calculates an integrated amount of current detected by the current detection unit in a target period from the first detection timing to the second detection timing;
  • a full charge capacity calculation unit for calculating a full charge capacity of the secondary battery based on the differential charge state calculated by the differential charge state calculation unit and the integrated current amount calculated by the integrated current amount calculation unit; ,
  • the charge / discharge control unit is in a battery pack configured to regulate either charging or discharging of the secondary battery in the target period.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a battery pack and a power supply system in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a control flow diagram of the battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a time chart in the battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the SOC change in the state where charging is regulated in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a change in SOC in the state where discharge is regulated in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a control flow diagram in the battery pack according to the first modification.
  • FIG. 7 is a control flow diagram of the battery pack according to the second modification.
  • FIG. 8 is a control flow diagram in the battery pack according to the third modification.
  • FIG. 9 is a control flow diagram in the battery pack according to the fourth modification.
  • the battery pack 1 of the present embodiment includes a secondary battery 10, a voltage detection unit 11, a current detection unit 12, a charge state calculation unit 13, an integrated current amount calculation unit 14, a differential charge state calculation unit 15, A full charge capacity calculation unit 16 and a charge / discharge control unit 20 are provided.
  • the voltage detection unit 11 detects the terminal voltage of the secondary battery 10.
  • the charging state calculation unit 13 calculates the charging state SOC, that is, State Of Charge, based on the terminal voltage of the secondary battery 10.
  • the current detection unit 12 detects the current that flows through the secondary battery 10.
  • the charge / discharge control unit 20 controls charge / discharge of the secondary battery 10.
  • the differential charge state calculation unit 15 includes a first charge state SOC1 calculated based on the first terminal voltage OCV1 detected by the voltage detection unit 11 at the first detection timing t2, and the voltage detection unit 11 at the second detection timing t7. A difference state of charge ⁇ SOC with respect to the second state of charge SOC2 calculated based on the detected second terminal voltage OCV2 is calculated.
  • the integrated current amount calculation unit 14 calculates the integrated amount ⁇ Idt of the current detected by the current detection unit 12 in the target period T from the first detection timing t2 to the second detection timing t7.
  • the full charge capacity calculation unit 16 is based on the difference charge state ⁇ SOC calculated by the difference charge state calculation unit 15 and the accumulated current amount ⁇ Idt calculated by the accumulated current amount calculation unit 14. Calculate the charge capacity.
  • the charge / discharge control unit 20 is configured to regulate either charging or discharging of the secondary battery 10 during the target period t2 to t7.
  • the battery pack 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle, and as shown in FIG. 1, a vehicle rotating machine 101 is connected via a pack terminal 30 provided in the battery pack 1, and the pack terminal 31 is used.
  • the electric load 102 and the Pb battery 103 are connected. Thereby, the power supply system 100 is configured.
  • the secondary battery 10 provided in the battery pack 1 is connected to pack terminals 30 and 31 via switches 104 and 105. On / off of the charge / discharge restriction switch 104 and the charge / discharge prohibition switch 105 is controlled by the charge / discharge control unit 20 included in the control unit 2 of the battery pack 1.
  • the kind of the secondary battery 10 is not limited, for example, it can be a non-aqueous secondary battery. In the present embodiment, a lithium ion battery is adopted as the secondary battery 10.
  • a voltage detector 11 is connected to the secondary battery 10.
  • a known voltage sensor can be used as the voltage detector 11, and the voltage detector 11 can detect the terminal voltage OCV of the secondary battery 10, that is, the Open Circuit Voltage, at a predetermined detection timing.
  • the terminal voltage detected by the voltage detection unit 11 is stored in the OCV storage unit 41 included in the storage unit 4 of the battery pack 1.
  • the charging state calculation unit 13 provided in the calculation unit 3 of the battery pack 1 charges the secondary battery 10 at the predetermined detection timing based on the terminal voltage at the predetermined detection timing stored in the OCV storage unit 41.
  • a state SOC is calculated.
  • the charging state calculation unit 13 stores in advance OCV-SOC conversion means based on the correspondence between the terminal voltage OCV and the charging state SOC in the secondary battery 10.
  • the charging state calculation unit 13 can calculate the SOC at the predetermined detection timing from the OCV at the predetermined detection timing based on the OCV-SOC conversion means.
  • the SOC calculated by the charging state calculation unit 13 is stored in the SOC storage unit 42 included in the storage unit 4.
  • a current detector 12 is connected to the secondary battery 10.
  • a known current sensor can be used as the current detection unit 12, and the current detection unit 12 can detect the current I flowing in the secondary battery 10 in a predetermined period.
  • the current I detected by the current detection unit 12 is stored in the current amount storage unit 43 included in the storage unit 4.
  • the accumulated current amount calculation unit 14 provided in the calculation unit 3 of the battery pack 1 integrates the secondary battery 10 in the predetermined period based on the current I that flows in the predetermined period stored in the current storage unit.
  • the amount of current ⁇ Idt can be calculated.
  • the integrated current amount ⁇ Idt calculated by the integrated current amount calculation unit 14 is stored in the ⁇ Idt storage unit 44 of the storage unit 4.
  • the calculation unit 3 of the battery pack 1 includes a differential charge state calculation unit 15.
  • the differential charge state calculation unit 15 calculates a differential charge state ⁇ SOC that is a difference between the SOC1 at the first detection timing and the SOC2 at the second detection timing, which is stored in the SOC storage unit 42.
  • the calculated ⁇ SOC is stored in the ⁇ SOC storage unit 45 included in the storage unit 4.
  • the full charge capacity calculation unit 16 included in the calculation unit 3 reads ⁇ Idt in a predetermined period stored in the ⁇ Idt storage unit 44 and ⁇ SOC in a predetermined period stored in the ⁇ SOC storage unit 45, and from these Calculate the full charge capacity.
  • the calculation of the full charge capacity in the full charge capacity calculation unit 16 is calculated from the following formula 1, which is a relational expression of the full charge capacity, ⁇ Idt, and ⁇ SOC.
  • Full charge capacity ( ⁇ Idt / ⁇ SOC) ⁇ 100 (Equation 1)
  • FIG. The battery pack 1 includes a determination unit 5 that performs a determination described later based on the calculated value.
  • the battery pack 1 has a charge / discharge control unit 20 in the control unit 2.
  • the charge / discharge control unit 20 can regulate one of charging and discharging of the secondary battery 10 in a target period described later.
  • the charge / discharge control unit 20 performs the regulation by turning on or off the switches 104 and 105 and permitting or regulating the generation of regenerative energy in the rotating machine 101.
  • a charge / discharge prohibition switch 105 described later is turned on and the charge / discharge restriction switch 104 is turned off to supply power to the electric load 102 and the Pb battery 103. And the generation of regenerative energy by the rotating machine 101 is permitted.
  • the regenerative energy output from the rotating machine 101 is input to the secondary battery 10, and the secondary battery 10 is charged.
  • the generation of regenerative energy by the rotating machine 101 is regulated, and the electric load 102, the Pb battery 103, It is possible to supply power to the rotating machine 101. Thereby, the charge to the secondary battery 10 will be controlled.
  • the charge / discharge control unit 20 can control the on / off of the charge / discharge prohibition switch 105 connected to the secondary battery 10. As a result, the charge / discharge control unit 20 can simultaneously inhibit both charging and discharging of the secondary battery 10.
  • step S1 the ignition IG of the vehicle is turned ON.
  • step S2 the timing when the IG is turned on is t1.
  • step S2 the voltage detection unit 11 acquires the first terminal voltage OCV1 of the secondary battery 10 in step S2 shown in FIG.
  • step S3 shown in FIG. 2 it is determined whether or not the polarization of the secondary battery 10 has been eliminated.
  • the polarization of the secondary battery 10 is eliminated when one hour or more has elapsed since the end of the previous use of the secondary battery 10.
  • the elapsed time can be measured using a counter (not shown) provided in the vehicle.
  • the polarization may be forcibly eliminated by applying power to the secondary battery 10 or the like.
  • step S3 If it is determined in step S3 that the polarization is not eliminated, the control is terminated. On the other hand, if it is determined in step S3 that the polarization has been eliminated, the charging state calculation unit 13 calculates the first charging state SOC1 based on OCV1 in step S4 shown in FIG. The timing for calculating the SOC1 is t3 shown in FIG. Note that step S3 may be performed before step S2 and step S4 may be performed after step S2.
  • step S5 shown in FIG. 2 it is determined whether or not the absolute value of the difference between the SOC1 and the use lower limit SOC is equal to or greater than the required differential charge state, that is, the required ⁇ SOC.
  • the necessary ⁇ SOC is a ⁇ SOC used for calculating the full charge capacity, and defines the size required to reduce the calculation error.
  • the required ⁇ SOC includes the type of the secondary battery 10, the configuration of the power supply system 100, It can be set in advance as appropriate according to the usage environment of the battery pack 1 and the like.
  • step S6 the charge / discharge control unit 20 selects to perform control to restrict charging. Then, at the timing t4 shown in FIG. 3C, the charging regulation of the charging / discharging regulation control is turned ON. Thereby, only the discharge of the secondary battery 10 is permitted. In addition, in the state where charge regulation is ON, the state where discharge is not performed is also permitted. That is, as shown in FIG. 4, there may be a state in which discharge does not occur and the SOC does not decrease and remains flat after t5 when the charging regulation is turned on.
  • step S5 the charge / discharge control unit 20 performs control for regulating discharge in step S7. Choose that. Then, the discharge regulation of the charge / discharge regulation control is turned ON. Thereby, only charging of the secondary battery 10 is permitted. In the state where the discharge regulation is ON, a state where charging is not performed is also allowed. That is, as shown in FIG. 5, there may be a state in which charging does not occur after t5 when the discharge regulation is turned on and the SOC is leveled off without increasing.
  • step S8 it is determined whether or not charging of the secondary battery 10 is started. In the present embodiment, it is determined whether regenerative energy from the rotating machine 101 is applied to the secondary battery 10.
  • step S9 the integrated current amount calculation unit 14 starts integrating the amount of current and starts the counter 17.
  • FIG. 3D shows the current when charging is restricted, and the timing at which the current starts to be detected is t5. Then, as shown in FIG. 3 (e), current amount integration and a counter are started at t5.
  • step S10 shown in FIG. 2 it is determined whether or not the terminal voltage of the secondary battery 10 has reached a predetermined end voltage X.
  • the end voltage X can be set as appropriate.
  • the end voltage X is an OCV equivalent to the use lower limit SOC or the use upper limit SOC derived by the OCV-SOC conversion means based on the use lower limit SOC or the use upper limit SOC.
  • the OCV corresponding to the use lower limit SOC is set as the end voltage X
  • the discharge regulation is performed
  • the OCV corresponding to the use upper limit SOC is set as the end voltage X.
  • FIG. 3 (f) shows the SOC change when charging regulation is performed, and it is determined that the terminal voltage of the secondary battery 10 has reached the end voltage X when the SOC has reached the use lower limit SOC at t6. is doing.
  • Step S10 shown in FIG. 2 when it is determined that the terminal voltage of the secondary battery 10 has not reached the end voltage X, the process returns to Step S10 again. If it is determined in step S10 that the terminal voltage of the secondary battery 10 has reached the end voltage X, both charging and discharging of the secondary battery 10 are prohibited in step S11. That is, as shown in FIG. 3B, the charge / discharge inhibition control is turned ON at t6. As a result, as shown in FIG. 3D, the current value is not detected at t6.
  • step S12 shown in FIG. 2 as shown in FIG. 3E, the integration of the current amount and the counter 17 are finished at t6.
  • step S13 shown in FIG. 2 at t6, as shown in FIG. 3C, when the charge regulation of step S6 is performed, the charge regulation is canceled, and when the discharge regulation of step S7 is performed, the discharge regulation is performed. Is released.
  • step S14 shown in FIG. 2 it is determined whether or not the polarization of the secondary battery 10 has been eliminated.
  • the voltage detection unit 11 detects the second terminal voltage OCV2 that is the terminal voltage of the secondary battery 10 in step S15 shown in FIG. To do. That is, in FIGS.
  • t7 is set as the second detection timing t7.
  • step S16 shown in FIG. 2 the charge / discharge prohibition is canceled. That is, as shown in FIG. 3B, the charge / discharge inhibition control is turned off at t8.
  • step S17 shown in FIG. 2 the charge condition calculation part 13 acquires 2nd charge condition SOC2 based on OCV2. Further, in step S18, a difference ⁇ SOC between SOC1 and SOC2 is calculated. The acquisition of SOC2 and the calculation of ⁇ SOC may be performed after t7 in FIG.
  • step S19 shown in FIG. 2 the accumulated time calculated by the accumulated time calculating unit 18 is equal to or greater than the predetermined value C, the voltage detecting unit 11 is abnormal, and the current detecting unit 12 is abnormal. It is determined whether or not any of the three determination items. If it is determined in step S19 that any of the above determination items is met, the control is terminated.
  • the determination method of the presence or absence of abnormality in the voltage detection part 11 and the current detection part 12 is not specifically limited, For example, the detection value by the voltage detection part 11 and the current detection part 12 by the determination part 5 and the normal set in advance By comparing with the value range, when the detected value is within the normal value range, it can be determined that there is no abnormality, and when the detected value is not within the normal value range, it can be determined that there is an abnormality.
  • step S20 the full charge capacity calculation unit 16 calculates the full charge capacity, and the control for calculating the full charge capacity ends. To do. Thereafter, in step S21, after t9 shown in FIG. 3, charging / discharging of the secondary battery 10 is started under normal control.
  • the effect in the battery pack 1 of this embodiment is explained in full detail.
  • charging / discharging of the secondary battery 10 is restricted to one during the target period t5 to t6 in which the accumulated current amount is calculated.
  • the charge / discharge period required to obtain the predetermined ⁇ SOC can be shortened, so that the offset error of the current sensor accumulated in the integrated current amount ⁇ Idt can be reduced.
  • the full charge capacity of the secondary battery 10 can be accurately calculated from the relational expression between ⁇ SOC and the integrated current amount ⁇ Idt.
  • the second terminal voltage is detected as the second detection timing t7 when the differential charge state ⁇ SOC is equal to or greater than the required ⁇ SOC, and the charge / discharge control unit 20 detects the first charge state SOC1 and the required ⁇ SOC. Based on the above, it is configured to determine which of charging and discharging is to be regulated. As a result, ⁇ SOC can always be greater than or equal to the required ⁇ SOC, so that the value of ⁇ SOC can be increased. As a result, an error in calculating the full charge capacity can be reduced as compared with a case where ⁇ SOC is small.
  • the charge / discharge control unit 20 has an absolute value of a difference between the first charge state SOC1 and the lower limit charge state in which the use of the secondary battery 10 is allowed, that is, the use lower limit SOC is greater than or equal to the required ⁇ SOC.
  • the charging of the secondary battery 10 is restricted.
  • ⁇ SOC that is greater than or equal to the required ⁇ SOC can be acquired in a short time, so that an error in calculating the full charge capacity can be reduced.
  • the charge / discharge control unit 20 is configured such that the absolute value of the difference between the first charge state SOC1 and the upper limit charge state in which the use of the secondary battery 10 is allowed, that is, the use upper limit SOC is greater than or equal to the required ⁇ SOC.
  • the secondary battery 10 is configured to be restricted from discharging. As a result, when the first state of charge SOC1 is relatively small, ⁇ SOC that is greater than or equal to the required ⁇ SOC can be acquired in a short time, and therefore an error in calculating the full charge capacity can be reduced.
  • the secondary battery 10 is in an unloaded state and the polarization of the secondary battery 10 is eliminated. It has become. Thereby, since the detection error of the terminal voltage resulting from the polarization of the secondary battery 10 can be reduced, the error in calculating the full charge capacity can be reduced. In particular, in the present embodiment, since both the first detection timing t2 and the second detection timing t7 are in a no-load state and the polarization of the secondary battery 10 is eliminated, The error in calculating the full charge capacity can be further reduced. Note that the polarization of the secondary battery 10 does not necessarily have to be completely eliminated, and may be eliminated to the extent that required SOC accuracy can be ensured.
  • the charge / discharge control unit 20 is configured to release the charge regulation and the discharge regulation at the second detection timing t7. As a result, normal charge / discharge control can be performed at an early stage, and no waste occurs. In this embodiment mounted on a vehicle, a reduction in fuel consumption of the vehicle can be suppressed.
  • the current detection unit 12 has an integration time calculation unit 18 that calculates the integration time when the current is detected, and when the integration time calculated by the integration time calculation unit 18 is a predetermined value C or more, When it is determined that there is an abnormality in the detection unit 11 and / or when it is determined that there is an abnormality in the current detection unit 12, the charge / discharge control unit 20 does not regulate the above.
  • the full charge capacity calculation unit 16 is configured not to calculate the full charge capacity. When the accumulated time at which the current is detected is equal to or greater than the predetermined value C, the offset error of the current sensor accumulated in the accumulated current amount ⁇ Idt becomes relatively large.
  • the magnitude of the predetermined value C is not particularly limited, but in the present embodiment, a value in the range of 20 to 30 minutes is set.
  • the battery pack 1, the rotating machine 101 that is electrically connected to the battery pack 1 and capable of generating power input to the battery pack 1, and the battery pack 1 are electrically connected.
  • the power supply system 100 having such a configuration it is possible to efficiently use energy in the entire power supply system 100 by accurately calculating the full charge capacity of the battery pack 1.
  • the power supply system 100 since the power supply system 100 is mounted on the vehicle, the fuel efficiency can be improved by efficiently using energy by the power supply system 100.
  • the battery pack 1 capable of accurately calculating the full charge capacity of the secondary battery 10.
  • step S5 when it is determined in step S5 that the absolute value of the difference between the SOC1 and the use lower limit SOC is equal to or greater than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S6. It was decided to proceed to S7.
  • the charge / discharge control unit 20 may restrict one of charging and discharging and not the other as in Modification 1 and Modification 2 below.
  • step S51 shown in FIG. 6 instead of going to step S5. If it is determined in step S51 that the absolute value of the difference between the SOC1 and the use lower limit SOC is equal to or greater than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S6 and subsequent steps as in the present embodiment, but the SOC1 and the use lower limit SOC If it is determined that the absolute value of the difference is not equal to or greater than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S21 shown in FIG. 2 instead of proceeding to step S7, and charging / discharging is started under normal control to calculate the full charge capacity. To finish the control. Therefore, in the first modification, the charge / discharge control unit 20 regulates charging, but does not regulate discharging.
  • step S52 shown in FIG. 7 instead of going to step S5. If it is determined in step S52 that the absolute value of the difference between the SOC1 and the use upper limit SOC is equal to or larger than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S7 and subsequent steps shown in FIG. If it is determined that the absolute value of the difference from the use upper limit SOC is not equal to or greater than the required ⁇ SOC, the control is terminated. Therefore, in the second modification, the charge / discharge control unit 20 regulates discharging but does not regulate charging.
  • the charge / discharge control unit 20 since the charge / discharge control unit 20 performs only discharge regulation or charge regulation, the charge / discharge control unit 20 has a configuration for implementing both charge regulation and discharge regulation. Compared to the above, the configuration of the charge / discharge control unit 20 can be simplified, and charge / discharge control is also facilitated.
  • step S53 if it is determined that the absolute value of the difference between SOC1 and the lower limit of use SOC is greater than or equal to the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S6 and subsequent steps as in the present embodiment. If it is determined that the absolute value of the difference is not greater than or equal to the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S54.
  • step S54 If it is determined in step S54 that the absolute value of the difference between the SOC1 and the use upper limit SOC is equal to or greater than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S7 and subsequent steps shown in FIG. When it is determined that the absolute value of the difference from the use upper limit SOC is not equal to or greater than the required ⁇ SOC, the process proceeds to step S21 shown in FIG. 2, and charging / discharging is started by normal control, and the control for calculating the full charge capacity is ended. .
  • step S54 is performed, and if it is determined in step S54 that the absolute value of the difference between SOC1 and the use upper limit SOC is not greater than or equal to the required ⁇ SOC, step S53 is performed. If it is determined in step S53 that the absolute value of the difference between SOC1 and the lower limit of use SOC is not greater than or equal to the required ⁇ SOC, the process may proceed to step S21 shown in FIG.
  • the control flow according to the third modification is suitable when the required ⁇ SOC is larger than the median value between the upper limit SOC and the lower limit SOC.
  • the absolute value of the difference between the value of SOC1 from both the upper limit SOC and the lower limit SOC is less than the required ⁇ SOC.
  • control is performed so as not to calculate the full charge capacity.
  • ⁇ SOC is a relatively large value greater than or equal to the required ⁇ SOC
  • the full charge capacity is calculated, so that ⁇ SOC is close to the full charge capacity and the error in calculating the full charge capacity is reduced. be able to.
  • step S201 it is determined whether or not the first detection timing t2 corresponds to a specific timing.
  • the process proceeds to step S2 and subsequent steps shown in FIG. 2, and after step S2 is performed as in the present embodiment, control for calculating the full charge capacity is performed.
  • step S21 shown in FIG. 2, and normal charging / discharging is started to calculate the full charge capacity. End control.
  • the calculation of the full charge capacity is performed when the first detection timing t2 corresponds to the specific timing, and is not performed in other cases. As a result, it is possible to prevent the opportunity for calculating the full charge capacity from being increased more than necessary, and to efficiently use energy.
  • the setting of the specific timing can be appropriately adjusted according to the required calculation frequency of the full charge capacity.
  • a state in which the number of arrivals of the trip period from on to off of the IG reaches a predetermined number can be set as the specific timing.
  • the full charge capacity is calculated when it falls under a specific trip at a specific timing, and the full charge capacity is not calculated for other trips. This can prevent unnecessary fuel consumption reduction.

Abstract

本実施形態の電池パック（１）は、二次電池（１０）、充電状態算出部（１３）、積算電流量算出部（１４）、差分充電状態算出部（１５）、満充電容量算出部（１６）、充放電制御部（２０）を備える。差分充電状態算出部（１５）は第１検出タイミングでの第１充電状態（ＳＯＣ１）と第２検出タイミングでの第２充電状態（ＳＯＣ２）との差分充電状態（ΔＳＯＣ）を算出する。積算電流量算出部（１４）は、第１検出タイミング～第２検出タイミングの対象期間において、二次電池（１０）に流れた電流の積算量（∫Ｉｄｔ）を算出する。満充電容量算出部（１６）は、差分充電状態（ΔＳＯＣ）と積算電流量（∫Ｉｄｔ）とに基づき、二次電池（１０）の満充電容量を算出する。充放電制御部（２０）は対象期間において二次電池（１０）の充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている。

Description

電池パック及び電源システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１月１３日に出願された日本出願番号２０１７－３８３７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、電池パック及び電源システムに関する。
　従来、二次電池を有する電池パックにおいて、当該二次電池の満充電容量を算出する方法として、第１検出タイミングにおける二次電池の充電状態であるＳＯＣ１と、その後の第２検出タイミングにおける充電状態であるＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣと、第１検出タイミングから第２検出タイミングまでの二次電池における積算電流量∫Ｉｄｔとの関係式を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１には、車両に搭載された二次電池の制御装置の構成が開示されている。特許文献１に開示の構成では、車両のイグニッションオンからオフまでのトリップ期間において、第１トリップと第２トリップにおけるＳＯＣの制御中心に差を付けることで第２トリップのトリップ前後で１０％程度のΔＳＯＣを算出し、当該ΔＳＯＣと積算電流量∫Ｉｄｔとから二次電池の満充電容量を算出している。
特開２００３－１３４６７８号公報
　特許文献１に開示の構成では、積算電流量∫Ｉｄｔの算出に使用される電流センサはオフセット誤差を有する。そして、特許文献１に開示の構成では、測定対象となるトリップ期間中に二次電池の充電と放電の両方を行っている。そのため、電流センサによる電流値の測定期間が長くなっており、電流センサのオフセット誤差が積算電流量において積み上がっている。その結果、積算電流量に含まれる誤差が大きくなっているため、満充電容量を正確に算出するには改善の余地がある。
　本開示は、二次電池を有する電池パックであって、当該二次電池の満充電容量を正確に算出することができる電池パックを提供しようとするものである。
　本開示の一態様は、二次電池と、
　該二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
　上記電圧検出部が検出した端子電圧に基づいて上記二次電池の充電状態を算出する充電状態算出部と、
　上記二次電池に流れた電流を検出する電流検出部と、
　上記二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、
　上記電圧検出部が第１検出タイミングで検出した第１端子電圧に基づいて算出された第１充電状態と、上記電圧検出部が第２検出タイミングで検出した第２端子電圧に基づいて算出された第２充電状態との差分充電状態を算出する差分充電状態算出部と、
　上記第１検出タイミングから上記第２検出タイミングまでの対象期間において、上記電流検出部で検出された電流の積算量を算出する積算電流量算出部と、
　上記差分充電状態算出部により算出された差分充電状態と、上記積算電流量算出部により算出された積算電流量とに基づいて、上記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出部と、
を備え、
　上記充放電制御部は、上記対象期間において上記二次電池における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている、電池パックにある。
　上記電池パックにおいては、積算電流量が算出される対象期間において、二次電池の充放電が一方に規制されている。これにより、所定の差分充電状態ΔＳＯＣを取得するのに要する充放電の時間を短くすることができるため、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差を小さくすることができる。その結果、ΔＳＯＣと∫Ｉｄｔとの関係式から二次電池の満充電容量を正確に算出することができる。
　以上のごとく、本開示によれば、二次電池を有し、当該二次電池の満充電容量を正確に算出することができる電池パックを提供することができる。
　なお、請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図は、
図１は、実施形態１における、電池パックと電源システムの構成を示すブロック図であり、 図２は、実施形態１における、電池パックにおける制御フロー図であり、 図３は、実施形態１における、電池パックにおけるタイムチャートを示す図であり、 図４は、実施形態１における、充電が規制された状態でのＳＯＣ変化を表す図であり、 図５は、実施形態１における、放電が規制された状態でのＳＯＣ変化を表す図であり、 図６は、変形形態１における、電池パックにおける制御フロー図であり、 図７は、変形形態２における、電池パックにおける制御フロー図であり、 図８は、変形形態３における、電池パックにおける制御フロー図であり、 図９は、変形形態４における、電池パックにおける制御フロー図である。
（実施形態１）
上記電池パックの実施形態について、図１～図５を用いて説明する。
　本実施形態の電池パック１は、図１に示すように二次電池１０、電圧検出部１１、電流検出部１２、充電状態算出部１３、積算電流量算出部１４、差分充電状態算出部１５、満充電容量算出部１６、充放電制御部２０を備える。
　電圧検出部１１は、二次電池１０の端子電圧を検出する。
　充電状態算出部１３は、二次電池１０の端子電圧に基づいて充電状態ＳＯＣ、すなわちＳｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅを算出する。
　電流検出部１２は、二次電池１０に流れた電流を検出する。
　充放電制御部２０は、二次電池１０の充放電を制御する。
　差分充電状態算出部１５は、電圧検出部１１が第１検出タイミングｔ２で検出した第１端子電圧ＯＣＶ１に基づいて算出された第１充電状態ＳＯＣ１と、電圧検出部１１が第２検出タイミングｔ７で検出した第２端子電圧ＯＣＶ２に基づいて算出された第２充電状態ＳＯＣ２との差分充電状態ΔＳＯＣを算出する。
　積算電流量算出部１４は、第１検出タイミングｔ２から第２検出タイミングｔ７までの対象期間Ｔにおいて、電流検出部１２で検出された電流の積算量∫Ｉｄｔを算出する。
　満充電容量算出部１６は、差分充電状態算出部１５により算出された差分充電状態ΔＳＯＣと、積算電流量算出部１４により算出された積算電流量∫Ｉｄｔとに基づいて、二次電池１０の満充電容量を算出する。
　そして、充放電制御部２０は、対象期間ｔ２～ｔ７において、二次電池１０における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている。
　以下、本実施形態の電池パック１について、詳述する。
　本実施形態では電池パック１は車両に搭載され、図１に示すように、電池パック１に設けられたパック端子３０を介して、車両の回転機１０１が接続されており、パック端子３１を介して電気負荷１０２、Ｐｂ電池１０３が接続されている。これにより、電源システム１００が構成されている。
　図１に示すように、電池パック１に備えられる二次電池１０は、スイッチ１０４、１０５を介してパック端子３０、３１に接続されている。充放電規制スイッチ１０４、充放電禁止スイッチ１０５におけるオンオフは、電池パック１の制御部２が有する充放電制御部２０により制御される。二次電池１０の種類は限定されないが、例えば、非水系二次電池とすることができ、本実施形態では、二次電池１０としてリチウムイオン電池を採用している。
　図１に示すように、二次電池１０には電圧検出部１１が接続されている。電圧検出部１１として公知の電圧センサを用いることができ、電圧検出部１１によって所定の検出タイミングで当該二次電池１０の端子電圧ＯＣＶ、すなわちＯｐｅｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｖｏｌｔａｇｅを検出することができる。電圧検出部１１によって検出された端子電圧は、電池パック１の記憶部４が有するＯＣＶ記憶部４１に記憶される。
　そして、電池パック１の演算部３に備えられた充電状態算出部１３により、ＯＣＶ記憶部４１に記憶された所定検出タイミングでの端子電圧に基づいて、所定検出タイミングでの二次電池１０の充電状態ＳＯＣが算出される。充電状態算出部１３には二次電池１０における端子電圧ＯＣＶと充電状態ＳＯＣとの対応関係に基づいたＯＣＶ－ＳＯＣ変換手段が予め記憶されている。充電状態算出部１３はＯＣＶ－ＳＯＣ変換手段に基づいて、所定検出タイミングでのＯＣＶから所定検出タイミングでのＳＯＣを算出することができる。充電状態算出部１３により算出されたＳＯＣは記憶部４が有するＳＯＣ記憶部４２に記憶される。
　図１に示すように、二次電池１０には電流検出部１２が接続されている。電流検出部１２として公知の電流センサを用いることができ、電流検出部１２によって所定期間において二次電池１０に流れた電流Ｉを検出することができる。電流検出部１２によって検出された電流Ｉは、記憶部４が有する電流量記憶部４３に記憶される。
　そして、電池パック１の演算部３に備えられた積算電流量算出部１４により、電流記憶部に記憶された所定期間に流れた電流Ｉに基づいて、所定期間における二次電池１０に流れた積算電流量∫Ｉｄｔを算出することができる。積算電流量算出部１４によって算出された積算電流量∫Ｉｄｔは記憶部４が有する∫Ｉｄｔ記憶部４４に記憶される。
　図１に示すように、電池パック１の演算部３には差分充電状態算出部１５が備えられている。差分充電状態算出部１５は、ＳＯＣ記憶部４２に記憶された、第１検出タイミングにおけるＳＯＣ１と第２検出タイミングにおけるＳＯＣ２との差分である差分充電状態ΔＳＯＣを算出する。そして、算出されたΔＳＯＣは記憶部４が有するΔＳＯＣ記憶部４５に記憶される。
　そして、演算部３が有する満充電容量算出部１６は、∫Ｉｄｔ記憶部４４に記憶された所定期間における∫Ｉｄｔと、ΔＳＯＣ記憶部４５に記憶された所定期間におけるΔＳＯＣとを読み出すとともに、これらから満充電容量を算出する。満充電容量算出部１６における満充電容量の算出は、満充電容量と∫Ｉｄｔと及びΔＳＯＣとの関係式である以下の式１から算出される。
　満充電容量＝（∫Ｉｄｔ／ΔＳＯＣ）×１００　　　　（式１）
　また、本実施形態では、図１に示すように、二次電池１０に電流が流れた時間を計測するためのカウンタ１７と、積算電流量算出部１４の算出対象となる積算時間を算出する積算時間算出部１８と、積算時間算出部１８の算出結果を記憶する積算時間記憶部４６とを有する。そして、電池パック１には、上記算出された値に基づいて後述の判定を行う判定部５が備えられている。
　図１に示すように、電池パック１は制御部２に充放電制御部２０を有する。充放電制御部２０は後述の対象期間において、二次電池１０の充電及び放電の一方を規制することができる。本実施形態では、上述のように、充放電制御部２０はスイッチ１０４、１０５をオンまたはオフすること及び回転機１０１における回生エネルギーの発生を許可または規制することにより、上記規制を行う。具体的には、二次電池１０の放電を規制する場合には、後述する充放電禁止スイッチ１０５をオンにするとともに充放電規制スイッチ１０４をオフにして電気負荷１０２やＰｂ電池１０３への電力供給を遮断し、回転機１０１による回生エネルギーの発生を許可する。これにより、回転機１０１から出力される回生エネルギーが二次電池１０に入力されて二次電池１０の充電が行われる。一方、二次電池１０の充電を規制する場合には、回転機１０１による回生エネルギーの発生を規制し、充放電禁止スイッチ１０５及び充放電規制スイッチ１０４をオンにして電気負荷１０２、Ｐｂ電池１０３や回転機１０１への電力供給を可能とする。これにより、二次電池１０への充電は規制されることとなる。
　本実施形態では、図１に示すように、充放電制御部２０は、二次電池１０に接続された充放電禁止スイッチ１０５のオンオフを制御することができる。これにより、充放電制御部２０は、二次電池１０における充電及び放電の両方を同時禁止することができるようになっている。
　次に、電池パック１における二次電池１０の満充電容量を算出するための制御について、図２及び図３を用いて説明する。
　図２に示すように、まず、ステップＳ１において、車両のイグニッションＩＧをＯＮにする。図３（ａ）に示すように、ＩＧがＯＮとなるタイミングをｔ１とする。その後、第１検出タイミングｔ２が到来すると、図２に示すステップＳ２において、電圧検出部１１により二次電池１０の第１端子電圧ＯＣＶ１を取得する。
　次に、図２に示すステップＳ３において、二次電池１０の分極が解消した状態であるか判定する。本実施形態では、二次電池１０の前回の使用終了時から１時間以上経過している場合に二次電池１０の分極が解消した状態であると判定する。当該経過時間の計測は、車両に備えられた図示しないカウンタを用いて行うことができる。なお、二次電池１０に電力を印加する等して強制的に分極を解消するようにしてもよい。
　そして、ステップＳ３において分極が解消した状態ではないと判定した場合は、当該制御を終了する。一方、ステップＳ３において分極が解消した状態であると判定した場合は、図２に示すステップＳ４において、充電状態算出部１３によりＯＣＶ１に基づいて第１充電状態ＳＯＣ１を算出する。ＳＯＣ１を算出するタイミングを図２に示すｔ３とする。なお、ステップＳ３はステップＳ２の前に実施するとともにステップＳ２の後にステップＳ４を実施するようにしてもよい。
　その後、図２に示すステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が、必要差分充電状態、すなわち必要ΔＳＯＣ以上か否か判定する。必要ΔＳＯＣは、満充電容量の算出に利用されるΔＳＯＣとして、算出誤差を小さくするために必要とされる大きさを規定するものであって、二次電池１０の種類、電源システム１００の構成、電池パック１の使用環境等に応じて、適宜予め設定することができる。ステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、ステップＳ６において、充放電制御部２０において、充電を規制する制御を行うことを選択する。そして、図３（ｃ）に示すタイミングｔ４において、充放電規制制御の充電規制をＯＮにする。これにより、二次電池１０の放電のみが許可される。なお、充電規制がＯＮの状態では、放電が行われていない状態も許容される。すなわち、図４に示すように、充電規制がＯＮとなったｔ５以降に、放電が生じず、ＳＯＣが低下せずに横ばいとなる状態があってもよい。
　一方、図２に示すステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上でないと判定した場合は、ステップＳ７において、充放電制御部２０において、放電を規制する制御を行うことを選択する。そして、充放電規制制御の放電規制をＯＮにする。これにより、二次電池１０の充電のみが許可される。なお、放電規制がＯＮの状態では、充電が行われていない状態も許容される。すなわち、図５に示すように、放電規制がＯＮとなったｔ５以降に充電が生じず、ＳＯＣが上昇せずに横ばいとなる状態があってもよい。
　その後、ステップＳ８において、二次電池１０の充電が開始されたか否かを判定する。本実施形態では、回転機１０１による回生エネルギーが二次電池１０に印加されたか否かを判定する。ステップＳ８において二次電池１０の充電が開始されたと判定した場合、すなわち、図３（ｄ）に示すようにｔ５において、電流検出部１２により二次電池１０に流れる電流が検出された場合には、図２に示すステップＳ９において、積算電流量算出部１４により電流量の積算を開始し、カウンタ１７をスタートさせる。図３（ｄ）では充電が規制される場合の電流を表しており、電流が検出され始めたタイミングをｔ５とする。そして、図３（ｅ）に示すようにｔ５において電流量の積算とカウンタを開始する。
　そして、図２に示すステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が所定の終了電圧Ｘに到達したか否か判定する。終了電圧Ｘは適宜設定することができるが、本実施形態では、使用下限ＳＯＣ又は使用上限ＳＯＣに基づいて、ＯＣＶ－ＳＯＣ変換手段により導き出される使用下限ＳＯＣ又は使用上限ＳＯＣ相当のＯＣＶとしている。そして、充電規制を行った場合は使用下限ＳＯＣ相当のＯＣＶを終了電圧Ｘとし、放電規制を行った場合は使用上限ＳＯＣ相当のＯＣＶを終了電圧Ｘとする。図３（ｆ）では、充電規制を行った場合のＳＯＣ変化を示しており、ｔ６においてＳＯＣが使用下限ＳＯＣに到達したときを、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達したと判定している。
　図２に示すステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達していないと判定した場合は、再度ステップＳ１０に戻る。そして、ステップＳ１０において、二次電池１０の端子電圧が終了電圧Ｘに到達したと判定した場合は、ステップＳ１１において、二次電池１０の充電及び放電の両方を禁止する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、ｔ６において充放電禁止制御をＯＮとする。これにより、図３（ｄ）に示すように、ｔ６において電流値が検出されなくなる。
　そして、図２に示すステップＳ１２において、図３（ｅ）に示すようにｔ６で電流量の積算及びカウンタ１７を終了する。これとともに図２に示すステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すようにｔ６で、ステップＳ６の充電規制を行った場合は充電規制を解除し、ステップＳ７の放電規制を行った場合は放電規制を解除する。
　その後、図２に示すステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消した否か判定する。本実施形態では、ステップＳ１１における二次電池１０の充放電の禁止開始から５分以上経過している場合に二次電池１０の分極が解消した状態であると判定する。ステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消していないと判断した場合は、再度ステップＳ１４に戻る。一方、ステップＳ１４において、二次電池１０の分極が解消したと判断した場合は、図２に示すステップＳ１５において、電圧検出部１１により二次電池１０の端子電圧である第２端子電圧ＯＣＶ２を検出する。すなわち、図３（ａ）～（ｆ）において、ｔ７を第２検出タイミングｔ７とする。そして、図２に示すステップＳ１６において、充放電の禁止を解除する。すなわち、図３（ｂ）に示すようにｔ８で充放電の禁止制御をＯＦＦにする。
　そして、図２に示すステップＳ１７において、充電状態算出部１３によりＯＣＶ２に基づいて第２充電状態ＳＯＣ２を取得する。さらにステップＳ１８において、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との差分ΔＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣ２の取得及びΔＳＯＣの算出は、図３（ｆ）におけるｔ７以降であればよい。
　その後、図２に示すステップＳ１９において、積算時間算出部１８により算出された積算時間が所定値Ｃ以上であること、電圧検出部１１に異常があること、及び電流検出部１２に異常があることの３つの判定事項のいずれかに該当するか否か判定する。ステップＳ１９において、上記判定事項のいずれかに該当すると判定された場合は、制御を終了する。なお、電圧検出部１１及び電流検出部１２における異常の有無の判定方法は特に限定されないが、例えば、判定部５により、電圧検出部１１及び電流検出部１２による検出値と、予め設定された正常値範囲とを比較して、検出値が当該正常値範囲内である場合は異常がないと判定し、当該正常値範囲内でない場合は異常があると判定することができる。
　一方、ステップＳ１９において、上記判定事項のいずれにも該当しないと判定された場合は、ステップＳ２０において、満充電容量算出部１６により満充電容量を算出し、満充電容量の算出を行う制御が終了する。その後は、ステップＳ２１において、図３に示すｔ９以降は、通常制御で二次電池１０の充放電を開始する。
　次に、本実施形態の電池パック１における作用効果について、詳述する。
　電池パック１では、積算電流量が算出される対象期間ｔ５～ｔ６において、二次電池１０の充放電が一方に規制されている。これにより、所定のΔＳＯＣを取得するのに要する充放電の期間を短くすることができるため、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差を小さくすることができる。その結果、ΔＳＯＣと積算電流量∫Ｉｄｔとの関係式から二次電池１０の満充電容量を正確に算出することができる。
　また、本実施形態では、差分充電状態ΔＳＯＣが必要ΔＳＯＣ以上であるときを第２検出タイミングｔ７として、第２端子電圧を検出するとともに、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と必要ΔＳＯＣとに基づいて、充電及び放電のいずれを規制するかを決定するように構成されている。これにより、ΔＳＯＣを必ず必要ΔＳＯＣ以上とすることができるため、ΔＳＯＣの値を大きくすることができる。その結果、ΔＳＯＣが小さい場合に比べて、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
　また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と、二次電池１０の使用が許容される下限の充電状態すなわち使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であるときは、二次電池１０の充電を規制するように構成されている。これにより、第１充電状態ＳＯＣ１が比較的大きい場合において、短い時間で必要ΔＳＯＣ以上のΔＳＯＣを取得することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
　また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第１充電状態ＳＯＣ１と、二次電池１０の使用が許容される上限の充電状態すなわち使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であるときは、二次電池１０の放電を規制するように構成されている。これにより、第１充電状態ＳＯＣ１が比較的小さい場合において、短い時間で必要ΔＳＯＣ以上のΔＳＯＣを取得することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。
　また、本実施形態では、第１検出タイミングｔ２及び第２検出タイミングｔ７の少なくとも一方において、二次電池１０は無負荷の状態であって、かつ、二次電池１０の分極が解消している状態となっている。これにより、二次電池１０の分極に起因して生じる端子電圧の検出誤差を低減することができるため、満充電容量を算出する際の誤差を小さくすることができる。特に、本実施形態では、第１検出タイミングｔ２及び第２検出タイミングｔ７の両方において、無負荷の状態であって、かつ、二次電池１０の分極が解消している状態となっているため、満充電容量の算出の誤差を一層小さくできる。なお、二次電池１０の分極は必ずしも完全に解消していなくてもよく、必要なＳＯＣ精度を確保できる程度に解消していればよい。
　また、本実施形態では、充放電制御部２０は、第２検出タイミングｔ７において、充電規制及び放電規制が解除されている状態にするように構成されている。これにより早期に通常の充放電制御とすることができるため、無駄が生じない。車両に搭載された本実施形態においては、車両の燃費の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態では、電流検出部１２が電流を検出した積算時間を算出する積算時間算出部１８を有し、積算時間算出部１８が算出した積算時間が所定値Ｃ以上であるとき、電圧検出部１１に異常があると判定されたとき、及び電流検出部１２に異常があると判定されたときの少なくともいずれか一つに該当するときは、充放電制御部２０が上記規制をせずに満充電容量算出部１６が満充電容量を算出しないように構成されている。電流を検出した積算時間が所定値Ｃ以上であるときは、積算電流量∫Ｉｄｔに積み上がる電流センサのオフセット誤差が比較的大きくなる。また、電圧検出部１１又は電流検出部１２に異常があるときには、算出される満充電容量の精度が低くなる。そのため、これらの場合には、満充電容量を算出しないことにより、満充電容量の算出精度を高い状態で維持することができる。なお、所定値Ｃの大きさは特に限定されないが、本実施形態では２０～３０分の範囲の値が設定されている。
　また、本実施形態では、電池パック１と、電池パック１に電気的に接続されるとともに電池パック１に入力される電力を発生可能な電力発生部である回転機１０１と、電池パック１に電気的に接続されるとともに、電池パック１から出力される電力を消費可能な電気負荷１０２とを有する電源システム１００を構成している。かかる構成を有する電源システム１００において、電池パック１の満充電容量を正確に算出することにより、電源システム１００全体においてエネルギーを効率的に利用することができる。さらに、本実施形態では、電源システム１００が車両に搭載されているため、電源システム１００によりエネルギーを効率的に利用することにより、燃費の向上を図ることができる。
　以上のごとく、本実施形態によれば、二次電池１０の満充電容量を正確に算出することができる電池パック１を提供することができる。
　なお、本実施形態では、図２に示すように、ステップＳ５において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合はステップＳ６へ進み、そうでない場合はステップＳ７に進むこととした。これに替えて、以下の変形形態１及び変形形態２のように充放電制御部２０が充電及び放電の一方を規制し、他方を規制しないようにしてもよい。
　変形形態１では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１～ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図６に示すステップＳ５１に進む。そして、ステップＳ５１において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様にステップＳ６以降に進むが、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、ステップＳ７に進むのに替えて、図２に示すステップＳ２１に進み、通常制御で充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。従って、変形形態１では、充放電制御部２０は充電の規制を行うが、放電の規制は行わない。
　また、変形形態２では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１～ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図７に示すステップＳ５２に進む。そして、ステップＳ５２において、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ７以降に進むが、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、制御を終了する。従って、変形形態２では、充放電制御部２０は放電の規制を行うが、充電の規制は行わない。
　以上のように、変形形態１、２では、充放電制御部２０は放電規制又は充電規制しか行わないため、充放電制御部２０が充電規制及び放電規制の両方を実施するために構成を有する場合に比べて、充放電制御部２０の構成を簡素化することができ、充放電制御も容易となる。
　また、以下の変形形態３のようにしてもよい。変形形態３では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１～ステップＳ４を実施した後、ステップＳ５に進むのに替えて、図８に示すステップＳ５３に進む。そして、ステップＳ５３において、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様にステップＳ６以降に進むが、ＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、ステップＳ５４に進む。そして、ステップＳ５４において、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上であると判定した場合は、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ７以降に進むが、ＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合は、図２に示すステップＳ２１に進み、通常制御で充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。
　なお、変形形態３において、ステップＳ４の後、ステップＳ５４を実施し、ステップＳ５４でＳＯＣ１と使用上限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合にはステップＳ５３を実施し、ステップＳ５３でＳＯＣ１と使用下限ＳＯＣとの差分の絶対値が必要ΔＳＯＣ以上ではないと判定した場合には図２に示すステップＳ２１に進むようにしてもよい。
　変形形態３の制御フローでは、必要ΔＳＯＣが、使用上限ＳＯＣと使用下限ＳＯＣとの中央値よりも大きい場合に適している。かかる場合には、ＳＯＣ１の値が使用上限ＳＯＣ及び使用下限ＳＯＣのどちらとの差分の絶対値も必要ΔＳＯＣ未満となる場合が生じうる。そして、このような場合には、ΔＳＯＣを必要ΔＳＯＣ以上にすることができないため、満充電容量の算出を行わないように制御する。これにより、ΔＳＯＣが必要ΔＳＯＣ以上の比較的大きな値である場合に満充電容量の算出を行うことにより、ΔＳＯＣを満充電容量に近い値にして、満充電容量の算出の際の誤差を小さくすることができる。
　また、以下の変形形態４のようにしてもよい。変形形態４では、本実施形態の場合と同様に図２に示すステップＳ１を実施した後、ステップＳ２に進むのに替えて、図９に示すステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、第１検出タイミングｔ２が特定タイミングに該当するか否かを判定する。第１検出タイミングｔ２が特定タイミングに該当するときは、図２に示すステップＳ２以降に進み、本実施形態と同様にステップＳ２以降を実施して、満充電容量の算出を行う制御をする。一方、図９に示すように、第１検出タイミングｔ２が特定タイミングに該当しないと判定した場合は、図２に示すステップＳ２１に進み、通常の充放電を開始して、満充電容量を算出する制御を終了する。
　変形形態４の制御フローによれば、満充電容量の算出は、第１検出タイミングｔ２が特定タイミングに該当したときに行われ、それ以外の場合には行われないこととなる。その結果、満充電容量の算出を行う機会が必要以上に多くなることを防止して、エネルギーの効率的な利用を図ることができる。
　特定タイミングの設定は、要求される満充電容量の算出頻度に応じて適宜調整することができる。例えば、本実施形態のように車両に搭載された電池パック１においては、ＩＧのオンからオフまでのトリップ期間の到来数が所定数に達した状態を特定タイミングとすることができる。この場合には、特定タイミングである特定のトリップに該当する場合に満充電容量の算出が行われ、その他のトリップでは満充電容量の算出が行われないため、必要以上に満充電容量を算出することが防止でき、不要な燃費低下を防止できる。
　本開示は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態及び変形形態に適用することが可能である。
　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形形態や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

  1. 　二次電池（１０）と、
    　該二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部（１１）と、
    　上記電圧検出部が検出した端子電圧に基づいて上記二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を算出する充電状態算出部（１３）と、
    　上記二次電池に流れた電流を検出する電流検出部（１２）と、
    　上記二次電池の充放電を制御する充放電制御部（２０）と、
    　上記電圧検出部が第１検出タイミング（ｔ２）で検出した第１端子電圧（ＯＣＶ１）に基づいて算出された第１充電状態（ＳＯＣ１）と、上記電圧検出部が第２検出タイミング（ｔ７）で検出した第２端子電圧（ＯＣＶ２）に基づいて算出された第２充電状態（ＳＯＣ２）との差分充電状態（ΔＳＯＣ）を算出する差分充電状態算出部（１５）と、
    　上記第１検出タイミングから上記第２検出タイミングまでの対象期間において、上記電流検出部で検出された電流の積算量（∫Ｉｄｔ）を算出する積算電流量算出部（１４）と、
    　上記差分充電状態算出部により算出された差分充電状態と、上記積算電流量算出部により算出された積算電流量とに基づいて、上記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出部（１６）と、
    を備え、
    　上記充放電制御部は、上記対象期間において上記二次電池における充電及び放電のいずれか一方を規制するように構成されている、電池パック（１）。
  2. 　上記差分充電状態が所定の必要差分充電状態以上となるときを上記第２検出タイミングとするとともに、上記充放電制御部は上記第１充電状態と上記必要差分充電状態とに基づいて、上記充電及び上記放電のいずれを規制するかを決定するように構成されている、請求項１に記載の電池パック。
  3. 　上記充放電制御部は、上記第１充電状態と、上記二次電池の使用が許容される下限の充電状態との差分の絶対値が上記必要差分充電状態以上であるときは、上記二次電池の充電を規制するように構成されている、請求項２に記載の電池パック。
  4. 　上記充放電制御部は、上記第１充電状態と、上記二次電池の使用が許容される上限の充電状態との差分の絶対値が上記必要差分充電状態以上であるときは、上記二次電池の放電を規制するように構成されている、請求項２に記載の電池パック。
  5. 　上記第１検出タイミング及び上記第２検出タイミングの少なくとも一方において、上記二次電池は無負荷の状態であって、かつ、上記二次電池の分極が解消している状態となるように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の電池パック。
  6. 　上記充放電制御部は、上記第２検出タイミングにおいて上記規制が解除されている状態にするように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パック。
  7. 　上記電流検出部が上記電流を検出した積算時間を算出する積算時間算出部（１８）を有し、
    　該積算時間算出部が算出した上記積算時間が所定値以上であるとき、上記電圧検出部に異常があると判定されたとき、及び上記電流検出部に異常があると判定されたときの少なくともいずれか一つに該当するときは、上記充放電制御部が上記規制をせずに上記満充電算出部が上記満充電容量を算出しないように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の電池パック。
  8. 　上記第１検出タイミングが特定タイミングに該当するとき、上記充放電制御部は上記規制をするとともに、上記満充電算出部が上記満充電容量を算出し、
    　上記第１検出タイミングが上記特定タイミングに該当しないとき、上記充放電制御部が上記規制をしないとともに上記満充電算出部は上記満充電容量を算出しないように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の上記電池パックと、該電池パックに電気的に接続されるとともに上記電池パックに入力される電力を発生可能な電力発生部と、上記電池パックに電気的に接続されるとともに、上記電池パックから出力される電力を消費可能な電気負荷と、を有する電源システム（１００）。
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