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技術 蓄電素子の監視装置、蓄電素子モジュール、SOCの推定方法

出願人 株式会社GSユアサ
発明者 白石剛之
出願日 2016年3月1日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2016-038758
公開日 2017年9月7日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2017-156187
状態 特許登録済
技術分野 遮断器と発電機・電動機と電池等の試験 電池等の充放電回路 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード ハーネス端子 車両発電機 総消費電流 輸送期間 個体バラツキ 前回補正 三輪自動車 mA未満
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図面 (12)

課題

駐車中におけるSOCの推定精度が低下することを抑制する。

解決手段

車両に搭載される蓄電素子31の監視装置50であって、記憶部73と、演算処理部71と、を備え、前記記憶部73は、駐車時に前記蓄電素子が放電する駐車時放電電流Icの推定値のデータ又は前記駐車時放電電流Icの前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、記演算処理部71は、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部73に記憶された前記データに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値を積算することにより、前記蓄電素子31のSOCを推定する第1SOC推定処理を行う。

概要

背景

駐車時にバッテリ放電する駐車時放電電流には、車両暗電流電池管理装置消費電流自己放電電流等がある。車両暗電流は、駐車時にバッテリから車両の特定の電気負荷に流れる電流である。特定の電気負荷としては、バックアップ用メモリや、セキュリティ機器などを例示することが出来る。また、自己放電電流とは、バッテリ内部の反応(例えば、活物質電解液の反応など)によって消費される電流であり、バッテリの使用状態に関係なく常時消費される電流である。

こうした駐車時放電電流は、通常100mA以下の微小電流であることから、電流センサに広い電流計測範囲が求められる場合、計測誤差が大きいという問題がある。駐車時放電電流の計測誤差を抑えるには、高感度電流検出部を専用に設ける方法が考えられる。しかし、そのような電流検出部(電流センサ)を専用に設けることは部品点数が増え、コスト増となる。また、下記特許文献1には、車両暗電流の計測精度を高めるため、電流検出部の感度ゲイン)を調整する点が記載されている。特許文献1に記載のように感度調整が可能な電流検出部は高機能で高価であることから、やはり、コスト増となる。

概要

駐車中におけるSOCの推定精度が低下することを抑制する。 車両に搭載される蓄電素子31の監視装置50であって、記憶部73と、演算処理部71と、を備え、前記記憶部73は、駐車時に前記蓄電素子が放電する駐車時放電電流Icの推定値のデータ又は前記駐車時放電電流Icの前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、記演算処理部71は、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部73に記憶された前記データに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値を積算することにより、前記蓄電素子31のSOCを推定する第1SOC推定処理を行う。

目的

本発明は、上記のような事情に基づいて完成させたものであって、駐車時に蓄電素子が放電する駐車時放電電流の誤差を抑えることにより、駐車中におけるSOCの推定精度が低下することを抑制することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両に搭載される蓄電素子監視装置であって、記憶部と、演算処理部と、を備え、前記記憶部は、駐車時に前記蓄電素子が放電する駐車時放電電流推定値のデータ又は前記駐車時放電電流の前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、前記演算処理部は、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定する第1SOC推定処理を行う蓄電素子の監視装置。

請求項2

請求項1に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記駐車時放電電流は、前記蓄電素子が常に放電する常時放電電流と、駐車時に前記蓄電素子から車両の特定の電気負荷に流れる車両暗電流との合計電流であり、前記記憶部は、少なくとも、前記常時放電電流の推定値のデータと、前記車両暗電流の推定値のデータとを記憶する、蓄電素子の監視装置。

請求項3

請求項2に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記演算処理部は、前記蓄電素子が車両に搭載されたことを検知しない場合、前記常時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定し、前記蓄電素子が車両に搭載されたことを検知した後、その車両が駐車状態に移行した場合に、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより前記蓄電素子のSOCを推定する前記第1SOC推定処理を実行する、蓄電素子の監視装置。

請求項4

請求項2又は請求項3に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記蓄電素子の電流計測する電流センサと接続されており、前記演算処理部は、前記電流センサの計測値に基づいて前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値以下の電流が流れているかを判断し、前記車両が駐車状態であり、かつ前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値以下の電流が流れている場合、前記第1SOC推定処理を行い、前記車両が駐車状態であり、かつ前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値より大きい電流が流れている場合、前記電流センサにより計測される前記蓄電素子の電流を積算することより、前記蓄電素子のSOCを推定する第2SOC推定処理を行う、蓄電素子の監視装置。

請求項5

請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記記憶部に記憶された前記車両暗電流の前記推定値は、前記車両の種類又はグレードにより異なる値である、蓄電素子の監視装置。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記演算処理部は、前記駐車時放電電流の推定値の誤差量を、外部から取得する又は内部的に演算する処理と、前記記憶部に記憶された前記駐車時放電電流の前記推定値を、取得又は演算した前記誤差量に基づいて補正する補正処理を行う、蓄電素子の監視装置。

請求項7

請求項6に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記演算処理部は、前記車両の駐車中においてOCV法と前記駐車時放電電流の前記推定値を積算する電流積算法により推定したSOCの差分、又はOCV法と前記駐車時放電電流の前記推定値を積算する電流積算法により推定した容量の差分と、前記推定値の積算時間Tと、に基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値の誤差量を算出する、蓄電素子の監視装置。

請求項8

請求項7に記載の蓄電素子の監視装置であって、前記演算処理部は、単位時間あたりの前記SOCの差分、又は前記容量の差分の大きさが基準値を超えた場合、前記蓄電素子の異常と判断する、蓄電素子の監視装置。

請求項9

蓄電素子と、前記蓄電素子に流れる電流を計測する電流センサと、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の蓄電素子の監視装置と、を含む蓄電素子モジュール

請求項10

請求項9に記載の蓄電素子モジュールであって、前記蓄電素子は、リチウムイオン二次電池である、蓄電素子モジュール。

請求項11

車両に搭載される蓄電素子のSOC推定方法であって、記憶部に対して駐車時に蓄電素子が放電する駐車時放電電流の推定値のデータ又は前記駐車時放電電流の前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定するSOCの推定方法

技術分野

0001

本発明は、蓄電素子のSOC(State of charge)を推定する技術である。

背景技術

0002

駐車時にバッテリ放電する駐車時放電電流には、車両暗電流電池管理装置消費電流自己放電電流等がある。車両暗電流は、駐車時にバッテリから車両の特定の電気負荷に流れる電流である。特定の電気負荷としては、バックアップ用メモリや、セキュリティ機器などを例示することが出来る。また、自己放電電流とは、バッテリ内部の反応(例えば、活物質電解液の反応など)によって消費される電流であり、バッテリの使用状態に関係なく常時消費される電流である。

0003

こうした駐車時放電電流は、通常100mA以下の微小電流であることから、電流センサに広い電流計測範囲が求められる場合、計測誤差が大きいという問題がある。駐車時放電電流の計測誤差を抑えるには、高感度電流検出部を専用に設ける方法が考えられる。しかし、そのような電流検出部(電流センサ)を専用に設けることは部品点数が増え、コスト増となる。また、下記特許文献1には、車両暗電流の計測精度を高めるため、電流検出部の感度ゲイン)を調整する点が記載されている。特許文献1に記載のように感度調整が可能な電流検出部は高機能で高価であることから、やはり、コスト増となる。

先行技術

0004

特許第5141424号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記したように電流センサに広い電流計測範囲が求められる場合、駐車時放電電流の計測誤差が大きい。電流積算法は積算により、計測誤差が蓄積するため、駐車中におけるバッテリのSOCの推定精度を向上させるには、駐車時放電電流の誤差を抑えることが必要である。
本発明は、上記のような事情に基づいて完成させたものであって、駐車時に蓄電素子が放電する駐車時放電電流の誤差を抑えることにより、駐車中におけるSOCの推定精度が低下することを抑制することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本明細書によって開示される監視装置は、車両に搭載される蓄電素子の監視装置であって、記憶部と、演算処理部と、を備え、前記記憶部は、駐車時に前記蓄電素子が放電する駐車時放電電流の推定値のデータ又は前記駐車時放電電流の前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、前記演算処理部は、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定する第1SOC推定処理を行う。尚、駐車時放電電流の推定値は、例えば、蓄電素子の自己放電電流や車両暗電流の推定値に基づいて推定されたものであり、電流センサによる計測値実測値)を含まない。

発明の効果

0007

本明細書によって開示される監視装置によれば、駐車中におけるSOCの推定精度が低下することを抑制することが出来る。

図面の簡単な説明

0008

実施形態1に適用された車両の側面図
バッテリモジュールの斜視図
バッテリモジュールの分解斜視図
バッテリモジュールの電気的構成を示すブロック図
メモリ記憶内容を示す図
SOC推定処理の流れを示すフローチャート
バッテリ搭載時における電流の時間推移を示すグラフ
実施形態2において、二次電池OCV−SOCの相関特性を示すグラフ
補正処理動作フローを示すフローチャート図
駐車時放電電流の補正処理のフローチャート図
実施形態3に適用されたSOC推定処理の流れを示すフローチャート図

実施例

0009

(本実施形態の概要
初めに、本実施形態にて開示する蓄電素子の監視装置の概要について説明する。
蓄電素子の監視装置は、車両に搭載される蓄電素子の監視装置であって、記憶部と、演算処理部とを備え、前記記憶部は、駐車時に前記蓄電素子が放電する駐車時放電電流の推定値のデータ又は前記駐車時放電電流の前記推定値を算出するためのデータのうち、少なくともいずれか一方のデータを記憶し、前記演算処理部は、前記車両が駐車状態である場合、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定する第1SOC推定処理を行う。

0010

駐車時放電電流は微弱であることから、電流センサに広い電流計測範囲が求められる場合、電流センサの計測値よりも、推定値の方が却って誤差が小さい場合がある。この構成では、車両が駐車状態である場合、駐車時放電電流の推定値を積算して、蓄電素子のSOCを推定する。そのため、電流センサに広い電流計測範囲が求められる場合について、駐車時放電電流を実際に計測してSOCを推定する場合に比べて、駐車時放電電流の誤差を抑えることが出来、SOCの推定精度が向上することが期待できる。

0011

また、本実施形態にて開示する蓄電素子の監視装置は、以下の構成が好ましい。
前記駐車時放電電流は、前記蓄電素子が常に放電する常時放電電流と、駐車時に前記蓄電素子から車両の特定の電気負荷に流れる車両暗電流との合計電流であり、前記記憶部は、少なくとも、前記常時放電電流の推定値と、前記車両暗電流の推定値とを記憶する。

0012

この構成では、駐車時放電電流に常時放電電流を含めているので、駐車時におけるSOCの推定精度が高くなる。すなわち、駐車時放電電流の推定値に、常時放電電流の推定値を含めず、車両暗電流の推定値だけを含める場合に比べて、常時放電電流分の誤差を抑えることが可能であり、駐車時におけるSOCの推定精度が高くなる。

0013

前記演算処理部は、前記蓄電素子が車両に搭載されたことを検知しない場合、前記常時放電電流の前記推定値を積算することにより、前記蓄電素子のSOCを推定し、前記蓄電素子が車両に搭載されたことを検知した後、その車両が駐車状態に移行した場合に、前記駐車時放電電流の前記推定値を積算することにより前記蓄電素子のSOCを推定する前記第1SOC推定処理を実行する。この構成では、バッテリモジュールが車載されていない期間、車両暗電流を除いた常時消費電流のみを積算してSOCの推定誤差を求めるので、バッテリモジュールが車載されていない期間のSOCの推定誤差が抑えられる。また、バッテリモジュールが車載されていない期間のSOCの推定誤差が抑えられるので、バッテリモジュールが搭載された以降についても、SOCの推定精度が一層高まる。すなわち、バッテリモジュールを車載した時点でのSOCの推定精度が高いので、それ以降についても、必然的にSOCの推定精度が高くなる。

0014

前記蓄電素子の電流を計測する電流センサと接続されており、前記演算処理部は、前記電流センサの計測値に基づいて、前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値以下の電流が流れているかを判断し、前記車両が駐車状態であり、かつ前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値以下の電流が流れている場合、前記第1SOC推定処理を行い、前記車両が駐車状態であり、かつ前記蓄電素子から前記車両に対して前記車両暗電流の上限値より大きい電流が流れている場合、前記電流センサにより計測される前記蓄電素子の電流を積算することより、前記蓄電素子のSOCを推定する第2SOC推定処理を行う。

0015

この構成では、車両が駐車状態で、蓄電素子から車両に対して車両暗電流の上限値以下の電流が流れている場合、駐車時放電電流の推定値を積算してSOCを推定する(第1SOC推定処理)。一方、車両が駐車状態で、蓄電素子から車両に対して車両暗電流の上限値より大きい電流が流れている場合、電流センサで計測される電流を積算してSOCを推定する(第2SOC推定処理)。すなわち、蓄電素子から車両に対して流れる電流と、車両暗電流の上限値との大小関係により、2つの推定方法切り換えるので、SOCの推定精度が更に向上することが期待できる。

0016

前記記憶部に記憶された前記駐車時放電電流の前記推定値は、前記車両の種類又はグレードにより異なる値である。本構成では、駐車時放電電流の推定値を、車両の種類又はグレードにより変えることから、駐車時放電電流の推定値を一律の設定にする場合と比べて、駐車時放電電流の誤差を抑えることが出来る。

0017

前記演算処理部は、前記駐車時放電電流の推定値の誤差量を、外部から取得する又は内部的に演算する処理と、前記記憶部に記憶された前記駐車時放電電流の前記推定値を、取得又は演算した前記誤差量に基づいて、補正する補正処理を行う。本構成では、駐車時放電電流の推定値を補正するので、仮に、駐車時放電電流に個体ばらつき(その車両ごとの個体ばらつき)がある場合でも、駐車時放電電流の推定値を真値に近づけることが出来、駐車中におけるSOCの推定精度を向上させることが出来る。尚、推定値の誤差量を外部から取得して補正する例としては、電装品等が追加された場合を例示することが出来る。すなわち、追加した電装品が消費する暗電流の値を、例えば電装品の製造元などの外部から取得して、駐車時放電電流の推定値を補正することにより、駐車時放電電流の誤差を抑えることが出来る。

0018

前記演算処理部は、前記車両の駐車中においてOCV法と前記駐車時放電電流の前記推定値を積算する電流積算法により推定したSOCの差分、又はOCV法と前記駐車時放電電流の前記推定値を積算する電流積算法により推定した容量の差分と、前記推定値の積算時間Tと、に基づいて、前記駐車時放電電流の前記推定値の誤差量を算出する。

0019

この構成では、電流センサを用いることなく、駐車時放電電流の推定値の誤差量を求めることが可能であり、求めた誤差量に基づいて、駐車時放電電流の推定値を補正する補正処理を行うことができる。

0020

前記演算処理部は、単位時間にあたりの前記SOCの差分、又は前記容量の差分の大きさが基準値を超えた場合、前記蓄電素子の異常と判断する。この構成では、蓄電素子の異常を判断することが出来る。

0021

尚、本技術は、SOCの推定方法、SOCの推定プログラムに適用することが出来る。

0022

<実施形態1>
次に、本発明の実施形態1を図1から図6によって説明する。

0023

1.バッテリモジュールの説明
図1は車両の側面図、図2はバッテリモジュールの斜視図、図3はバッテリモジュールの分解斜視図、図4はバッテリモジュールの電気的構成を示すブロック図である。

0024

自動車(以下、車両の一例)1は、図1に示すように、バッテリモジュール(本発明の「蓄電素子モジュール」の一例)20を備えている。

0025

バッテリモジュール20は、図2に示すように、ブロック状の電池ケース21を有しており、電池ケース21内には、複数の二次電池31からなる組電池30や制御基板28が収容されている。尚、以下の説明において、図2および図3を参照する場合、電池ケース21が設置面に対して傾きなく水平に置かれた時の電池ケース21の上下方向をY方向とし、電池ケース21の長辺方向に沿う方向をX方向とし、電池ケース21の奥行き方向をZ方向をとして説明する。

0026

電池ケース21は、図3に示すように、上方に開口する箱型ケース本体23と、複数の二次電池31を位置決めする位置決め部材24と、ケース本体23の上部に装着される中蓋25と、中蓋25の上部に装着される上蓋26とを備えて構成されている。ケース本体23内には、図3に示すように、各二次電池31が個別に収容される複数のセル室23AがX方向に並んで設けられている。

0027

位置決め部材24は、図3に示すように、複数のバスバー27が上面に配置されており、位置決め部材24がケース本体23内に配置された複数の二次電池31の上部に配置されることで、複数の二次電池31が、位置決めされると共に複数のバスバー27によって直列に接続されるようになっている。

0028

中蓋25は、図2に示すように、平面視略矩形状をなし、Y方向に高低差を付けた形状とされている。中蓋25のX方向両端部には、図示しないハーネス端子が接続される一対の端子部22P、22Nが設けられている。一対の端子部22P、22Nは、例えば、鉛合金等の金属からなり、22Pが正極側端子部、22Nが負極側端子部である。

0029

また、中蓋25は、図3に示すように、制御基板28が内部に収容可能とされており、中蓋25がケース本体23に装着されることで、二次電池31と制御基板28とが接続されるようになっている。

0030

次に図4を参照して、自動車1の電気負荷10及びバッテリモジュール20の電気的構成を説明する。自動車1の電気負荷10は、セルモータ等のエンジン始動装置10A、自動車1の制御を行う車両ECU(Electronic Control Unit)10B、装備品10C、10Dを含む。装備品10C、10Dには、ヘッドライド車内灯オーディオ時計セキュリティ装置が含まれている。

0031

これら電気負荷10は、電源ライン36P、グランドライン36Nを介して、バッテリモジュール20及び車両発電機15と接続されており、バッテリモジュール20及び車両発電機15から電力供給される。すなわち、駐車中や停車中(アイドリングストップ時を含む)など、車両発電機15が発電していない時は、バッテリモジュール20から電力が供給される。また、例えば、走行中で、負荷発電量が上回っている時は、車両発電機15から電力が供給され、その余剰の電力によりバッテリモジュール20は充電される。また、負荷を発電量が下回っている時は、その不足分を補うため、車両発電機15だけでなく、バッテリモジュール20からも電力が供給される。

0032

バッテリモジュール20は、組電池30と、電流センサ41と、温度センサ43と、電流遮断装置45と、組電池30を管理する電池管理装置(以下、BM)50と、コネクタ接続部90を有する。組電池30は、直列接続された複数のリチウムイオン二次電池(本発明の「蓄電素子」の一例)31から構成されている。

0033

組電池30、電流センサ41、電流遮断装置45は、接続ライン35を介して、直列に接続されている。本例では、電流センサ41を負極側、電流遮断装置45を正極側に配置しており、電流センサ41は負極側端子部22N、電流遮断装置45は、正極側端子部22Pにそれぞれ接続されている。

0034

電流センサ41は、電池ケース21の内部に設けられており、二次電池31に流れる電流を検出する機能を果たす。温度センサ43は接触式あるいは非接触式で、二次電池31の温度[℃]を測定する機能を果たす。

0035

電流センサ41と温度センサ43は、信号線によって、BM50に電気的に接続されており、電流センサ41や温度センサ43の検出値は、BM50に取り込まれる構成になっている。電流センサ41は、電池ケース21内に設けられている。

0036

電流遮断装置45は、電池ケース21の内部に設けられている。電流遮断装置45は、例えば、FET等の半導体スイッチやリレーであり、BM50からの指令制御信号)に応答して、正極側の電力ライン35を開放することで、二次電池31の電流を遮断する機能を果たす。

0037

コネクタ接続部90は、ケース本体23の外面に設けられている。コネクタ接続部90に対して通信用コネクタ95を接続することで、BM50は、通信線Lを介して車両ECU10Bとの間で通信可能に接続される構造になっている。

0038

BM50は、電圧検出回路60と制御部70とを備えており、制御基板28に設けられている。また、図4に示すように、BM50の電源ラインは組電池30の正極側の接続点J1に接続され、グランドラインは負極側の接続点J2に接続されており、BM50は組電池30から電力の供給を受ける。

0039

電圧検出回路60は、検出ラインを介して、各二次電池31の両端にそれぞれ接続され、制御部70からの指示に応答して、各二次電池31の電圧及び組電池30の総電圧を測定する機能を果たす。

0040

制御部70は、中央処理装置であるCPU(本発明の「演算処理部」の一例)71と、メモリ(本発明の「記憶部」の一例)73と、通信部75とを含む。CPU71は、電流センサ41、電圧検出回路60、温度センサ43の出力から、二次電池31の電流、電圧、温度を監視しており、異常を検出した場合には、電流遮断装置45を作動して二次電池31が危険な状態になることを防いでいる。

0041

また、CPU71は、二次電池31のSOCを電流積算法により推定する処理を行っている。SOC(State of charge)とは、二次電池31の充電状態を示すものであり、本明細書では「SOC」を以下の数式1により定義する。

0042

0043

尚、数式1において、「Y」は二次電池31の充電量(残存容量)[Ah]であり、「Yo」は二次電池31の満充電容量[Ah]である。

0044

電流積算法は、二次電池31の充放電電流Iを計測し、その時のSOCに積算することで、次の時点のSOCを推定するものである。すなわち、電流センサ41の出力する電流Iを積算して累積充放電量を算出する。そして、累積充放電量から算出したSOCの変化量を、SOCの現在値加算することで、次の時点のSOCを推定するものである。

0045

0046

尚、数式2の右辺第1項はSOCの現在値、右辺第2項は現在値からのSOC変化量を示している。

0047

また、メモリ73は、フラッシュメモリやEEPROM等の不揮発性である。メモリ73には、二次電池31を監視するための監視プログラムやSOC推定処理を実行するプログラム、及びそれらプログラムの実行に必要なデータが記憶されている。また、これらデータの他に、常時放電電流Ic1の推定値のデータ、車両暗電流Ic2の推定値のデータ、駐車時放電電流Icの推定値のデータが予め記憶されている(図5参照)。

0048

2.電流センサの計測誤差と駐車時放電電流の推定値
電流積算法は電流値を積算してSOCを推定するため、SOCの推定精度を向上させるには、電流の計測誤差を抑えることが必要である。しかし、二次電池31の「駐車時放電電流Ic」は、100mA未満微小な電流であることから、電流センサ41に広い電流計測範囲が求められる場合、正確に計測することが難しい。

0049

特に、二次電池31はエンジン始動用であることから、1000A近いクランキング電流が流れるものがある。そのため、1つの電流センサで、駐車時放電電流Icからクランキング電流の全範囲を計測しようとすると、広い電流計測範囲が求められることになり、センサ分解能が大きくなる(粗くなる)。そのため、駐車時放電電流Icの計測誤差が大きくなり、駐車時において、積算による計測誤差の蓄積により、SOCの推定精度が低下することが懸念された。

0050

尚、「駐車時放電電流Ic」とは、駐車中に二次電池31が放電する電流である。本明細書では、駐車時放電電流Icを、下記の数式3式に示すように、常時放電電流Ic1と、車両暗電流Ic2の合計電流としている。

0051

0052

「常時放電電流」とは、二次電池31の使用状態、例えば車載の有無に関係なく、二次電池31が常に放電する電流である。常時放電電流Ic1には、自己放電電流と、BM50の消費電流とが含まれる。

0053

「自己放電電流」は、電池内部の反応(例えば、活物質と電解液の反応など)によって自己放電される電流である。

0054

「BM50の消費電流」は、二次電池31からBM50に流れて消費される電流である。すなわち、BM50は二次電池31を電源としており、二次電池31から電力の供給を受けて動作している。BM50は、二次電池31が単体の状態にあるか、車載された状態にあるかなど、使用状態に関係なく、二次電池31を常に監視することから、BM50の消費電流は、常時消費される。

0055

「車両暗電流」は、下記の(A)かつ(B)の状態において、二次電池31からその自動車1に搭載された特定の電気負荷に流れて消費される電流である。特定の電気負荷としては、例えば、時計、オーディオ、セキュリティ装置や車両ECUのメモリなどを例示することが出来る。尚、特定の電気負荷とは、駐車時に二次電池31を電源として電力を消費する電気負荷である。

0056

(A)イグニッションキーを自動車のイグニッションキーシリンダから抜いた状態
(B)自動車の全てのドアを閉め、自動車の全スイッチ類をOFFにした状態
(C)車両との無線通信が不能となる動作範囲外に電子キーがある状態

0057

尚、上記(A)、(B)の条件は、自動車1のキーシリンダに挿入するタイプの場合を想定したものであるが、自動車1のキーをシリンダに挿入しないタイプの電子キー(動作範囲内で保持するだけでドアロック解錠したり、ボタン操作でエンジン始動が可能なタイプのキー)の場合は、(A)の条件に変えて、(C)の条件を適用し、(B)かつ(C)の状態において、二次電池31からその自動車1に搭載された特定の電気負荷に流れて消費される電流を車両暗電流とする。

0058

駐車時放電電流Icは、電流センサ41で計測するよりも、常時放電電流Ic1や車両暗電流Ic2の推定値(予測値)から求めた推定値の方が、却って誤差が小さい場合がある。すなわち、電流センサ41で駐車時放電電流Icを計測した時の真値に対する誤差ε1と、駐車時放電電流Icの推定値の真値に対する誤差ε2とを比較すると、電流センサ41で計測した時の誤差ε1よりも、推定値の誤差ε2の方が小さい場合がある。

0059

そこで、本実施形態では、電流センサ41の分解能や駐車時放電電流Icの大きさ等の条件から、電流センサ41で計測した時の誤差ε1よりも推定値の誤差ε2の方が小さいことが予想される車両の場合、メモリ73に対して駐車時放電電流Icの「推定値」を予め書き込んで記憶しておき、駐車中は、予め記憶した駐車時放電電流Icの推定値を積算して、二次電池31のSOCを推定する。

0060

このようにすることで、電流センサ41で駐車時放電電流Icを実際に計測してその計測値を用いる場合に比べて、駐車時放電電流Icの誤差を抑えることが可能となることから、駐車時において、積算による計測誤差の蓄積により、SOCの推定精度が低下することを抑制することが出来る。

0061

尚、車両暗電流Ic2は、上記したように、駐車時に特定の電気負荷が消費する電流であることから、本実施形態では、メモリ73に書き込む車両暗電流Ic2の推定値を、これら電気負荷の消費電流から算出している。具体的には、上記の(A)かつ(B)の状態において、その自動車1に搭載された特定の電気負荷にて、消費することが予想される各消費電流を合計した総消費電流としている。車両暗電流Ic2の推定値は、一例として、50mAである。

0062

また、二次電池31の自己放電電流は、例えば、電池を満充電にした後、一定期間、室温雰囲気等で放置した後に端子電圧の低下分を測定することにより、求めることが可能である。二次電池31の自己放電電流は過去のデータから概ね1mA未満である。また、BM50の予想消費電流も概ね1mA程度であることから、本実施形態では、常時放電電流Ic1の推定値を一例として2mAとしている。

0063

尚、図5に示すように、制御部70のメモリ73には、駐車時放電電流Icの推定値のデータだけでなく、常時放電電流Ic1の推定値のデータと、車両暗電流Ic2の推定値のデータもそれぞれ記憶されている。

0064

これら各電流Ic、Ic1、Ic2の推定値のデータをメモリ73に書き込むタイミングは、バッテリモジュール20を自動車1に搭載する以前であることが好ましく、本実施形態では、出荷検査時(車両メーカーにバッテリモジュール20を出荷する際に行う出荷検査時)にバッテリモジュール20の検査と併せて書き込むようにしている。

0065

また、自動車1の種類が異なれば、装備されている電気負荷が異なる。そのため、本実施形態では、車載対象の自動車1に装備された電気負荷に応じて車両暗電流Ic2の推定値を変えており、メモリ73には、その自動車1の種類に応じて、異なる車両暗電流Ic2の推定値が記憶されている。また、駐車時放電電流Icは、常時放電電流Ic1と車両暗電流Ic2の推定値を合計したものであるから、駐車時放電電流Icについても、その自動車1の種類に応じて、異なる駐車時放電電流Icの推定値が書き込まれる。逆に言えば、自動車1の種類が同じであれば、車両暗電流Ic2や駐車時放電電流Icの推定値は一律である。このように、メモリ73に書き込む車両暗電流Ic2と駐車時放電電流Icの推定値を、自動車1の種類に応じて異なる値にすることで、車両暗電流Ic2の推定値の誤差及び駐車時放電電流Icの推定値の誤差を抑えることが出来る。

0066

また、自己放電電流やBM50の消費電流は、バッテリモジュール20に依存する電流であり、自動車1の種類やグレードに関係なく同じ値であることから、図5に示すように、常時放電電流Ic1は、固定値としてある。

0067

以下、図6を参照して、BM50のCPU71にて実行されるSOC推定処理について説明を行う。図6に示すSOC推定処理はS10〜S70の7ステップから構成されており、例えば、BM50の起動後に実行される。尚、BM50の起動前に、各電流Ic、Ic1、Ic2の推定値は、メモリ73に対して書き込み済みである。

0068

SOC推定処理がスタートすると、CPU71は、電流センサ41、電圧検出回路60、温度センサ43の出力をモニタして、二次電池31の電流、電圧、温度を監視する処理を開始する(S10)。

0069

その後、CPU71は、バッテリモジュール20が車載されたかどうか、判断する処理を行う。尚、車載されたか否かの判断は、例えば、電流センサ41の出力から瞬間的に大きな放電電流が検出されたか、どうかを検出することにより判断することが出来る。

0070

すなわち、バッテリモジュール20が自動車1に車載されると、車両側回路に設けられたコンデンサ(図略)を充電するため、二次電池31からコンデンサに対して瞬間的に所定値Ix以上の大きな放電電流が流れる(図7参照)。そのため、電流センサ41の計測値から瞬間的に所定値Ix以上の大きな放電電流が検出されれば、二次電池31が自動車1に車載されたと判断することが出来る。尚、放電電流が瞬間的であるか否かは、電流値が所定値Ixを超えている時間から判断することが出来る。

0071

瞬間的に大きな放電電流が検出されない間は、バッテリモジュール20は車載されていないと判断され(S20:NO)、この場合、CPU71は、メモリ73に記憶された常時放電電流Ic1の推定値を積算することで、SOCを推定する処理を行う(S30)。

0072

そして、瞬間的に大きな放電電流が検出されると、CPU71はバッテリモジュール20が車載されたと判断し(S20:YES)、その後、車両が駐車状態か判断する処理を行う(S40)。

0073

自動車1が駐車状態であるか否かの判断は、例えば、BM50と車両ECU10Bとの間で、通信が停止しているか否かにより、判断することが出来る。すなわち、車両ECU10Bはイグニッションスイッチドアスイッチ及び自動車に設けられた他のスイッチの状態等に基づいて、自動車1が駐車状態であるか否かを検出する。そして、自動車1が駐車状態であると判断すると、車両ECU10Bは停止状態となり、BM50との通信をストップする。従って、CPU71は、車両ECU10Bとの間で通信が停止しているか、否かを検出することで、自動車1が駐車状態であるか、否か判断することが出来る。

0074

本実施形態では、車両ECU10Bとの間で、通信が所定期間以上、停止した状態が検出されると、CPU71は、自動車1は駐車状態であると判断する。尚、駐車とは、「上記した(A)、(B)の条件、又は(B)、(C)の条件のいずれかを満たし、所定の時間、車両に動きがない状態」のことである。

0075

そして、自動車1が駐車状態であると判断される場合、CPU71は、メモリ73に記憶された駐車時放電電流Icの推定値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する処理を行う(S50)。尚、S50の処理が本発明の第1SOC推定処理に相当する。

0076

一方、自動車1が駐車状態でない場合(例えば、走行中や停車中の場合)、電流センサ41の計測値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する(S60)。そして、S50、S60の処理の実行後、CPU71は、前回のSOC推定時から計測周期が経過したか判断する処理を行う(S70)。

0077

計測周期が経過するまでは、待機状態となる。そして、前回のSOC推定時から計測周期が経過すると、処理の流れとしては、S40に戻り、上記と同様に、自動車1が駐車状態であるか否かにより、2つの推定方法にてSOCが推定される。すなわち、自動車1が駐車状態の場合、駐車時放電電流Icの推定値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する(S50)。一方、自動車1が駐車状態でない場合(例えば、走行中や停車中の場合)、電流センサ41の計測値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する(S60)。そして、このような処理が、計測周期ごとに繰り返さる。

0078

3.効果
本実施形態のBM50は、自動車1が駐車状態である場合、メモリ73に予め記憶した駐車時放電電流Icの推定値を積算して、二次電池31のSOCを推定する。このようにすることで、駐車時放電電流Icの誤差を抑えることが出来、SOCの推定精度が向上することが期待できる。具体的には、電流計測範囲の広い電流センサ41で、駐車時放電電流Icを計測してSOCを推定する場合に比べて、駐車時放電電流Icの誤差を抑えることが可能となることから、SOCの推定精度が低下することを抑制できる。

0079

また、メモリ73に予め記憶する駐車時放電電流Icの推定値は、二次電池31が常に放電する常時放電電流Ic1を含んでいる。そのため、駐車時におけるSOCの推定精度が高くなる。すなわち、駐車時放電電流Icの推定値に、常時放電電流Ic1を含めず、車両暗電流Ic2だけを含める場合に比べて、常時放電電流分の誤差を抑えることが可能であり、駐車時におけるSOCの推定精度が高くなる。

0080

また、本実施形態のBM50は、バッテリモジュール20が自動車1に車載されていない場合(S20:NO)、車両暗電流流Ic2を除いた、常時放電電流Ic1の推定値のみを積算して、二次電池31のSOCを推定する。このようにすることで、バッテリモジュール20が車載されていない期間、二次電池31が放電することによるSOCの低下分を算出することが可能となり、バッテリモジュール20が自動車1に車載されていない期間について、SOCの推定精度が高まる。また、バッテリモジュール20が自動車1に車載されていな期間のSOCの推定誤差が抑えられるので、バッテリモジュール20が搭載された以降についても、SOCの推定精度が一層高まる。すなわち、バッテリモジュール20を車載した時点でのSOCの推定精度が高くなるので、それ以降についても、必然的にSOCの推定精度が高くなる。

0081

本実施形態のバッテリモジュール20は監視対象の組電池30とBM50とを電池ケース21内に収容してモジュール化している。このようにすれば、特定の組電池30と特定のBM50を1対1の対応関係で組み合わせて使用することが出来、例えば、その組電池30に固有の常時放電電流Ic1を、組電池30とモジュール化されたBM50のメモリ73に予め記憶させておくことが可能となる。従って、その組電池30に固有の常時放電電流Ic1を用いてSOCの推定を行うことが出来ることから、SOCの推定精度が向上することが期待できる。

0082

<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図8図10によって説明する。
駐車時放電電流Icは、自動車1の種類が同じであっても、自動車1ごとにバラツキ個体バラツキ)がある。理由は、駐車時放電電流Icの大半を占める車両暗電流Ic2に、自動車1ごとにバラつきがあるからである。実施形態2では、駐車時放電電流Icの推定値の誤差量εを算出して、駐車時放電電流Icの推定値を補正する。このようにすることで、駐車中において、SOCの推定精度を向上させることが可能となる。

0083

1.二次電池の特性
二次電池31は、正極活物質リン酸鉄リチウム(LiFePO4)、負極活物質グラファイトを用いたリン酸鉄系のリチウムイオン電池である。図8は、横軸をSOC[%]、縦軸をOCV[V]とした、二次電池31のSOC−OCV相関特性を示している。二次電池31は、図8に示すように、SOCの変化量に対するOCVの変化量が相対的に低い低変化領域と、相対的に高い高変化領域を含む複数の充電領域を有している。

0084

具体的には2つの低変化領域L1、L2と、3つの高変化領域H1、H2、H3を有している。図8に示すように、低変化領域L1はSOCの値で31[%]〜62[%]の範囲に位置している。低変化領域L2は、SOCの値で68[%]〜97[%]の範囲に位置している。低変化領域L1は、SOCの変化量に対するOCVの変化量が非常に小さくOCVが3.3[V]で略一定のプラトー領域となっている。また、低変化領域L2も、同様であり、OCVが3.34[V]で略一定のプラトー領域となっている。尚、プラトー領域とは、SOCの変化量に対するOCVの変化量が2[mV/%]以下の領域である。

0085

第1高変化領域H1は、SOCの値で62[%]〜68[%]の範囲にあり、2つの低変化領域L1、L2の間に位置している。第2高変化領域H2は、SOCの値で31[%]未満の範囲にあり、低変化領域L1よりも低SOC側に位置している。第3高変化領域H3は、SOCの値で97[%]より大きい範囲にあり、低変化領域L2よりも高SOC側に位置している。尚、第1〜第3高変化領域H1〜H3は、低変化領域L1、L2に比べてSOCの変化量に対するOCVの変化量(図8に示すグラフの傾き)が相対的に高い関係となっている。

0086

2.駐車時放電電流Icの推定値の補正処理
図9は、駐車時放電電流Icの推定値を補正する補正処理の動作フローを示す図である。補正処理の動作フローはS81、S83、S85の3つの処理から構成されており、例えば、バッテリモジュール20が自動車1に車載された後に実行される。

0087

補正処理の動作フローがスタートすると、まず、CPU71は自動車1が駐車状態か判断する処理を行う(S81)。

0088

自動車1が駐車状態であるか否かの判断は、例えば、BM50と車両ECU10Bとの間で、通信が停止しているか否かにより判断することが出来る。本実施形態では、実施形態1で説明したS40の場合と同様に、車両ECU10Bとの間で、通信が所定期間以上、停止した状態が検出されると、CPU71は、自動車1は駐車状態であると判断する。

0089

そして、自動車1が駐車状態であると判断されると、その後、S83に移行して、CPU71は、駐車時放電電流Icの推定値を補正する補正処理を行う。駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理は、図10に示すS100〜S150の6ステップにより行うことが出来る。また、S100〜S150の6ステップからなる補正処理は、実施形態1にて図6を参照して説明したSOCの推定処理並行して行われる。具体的には、S40、S50、S70の処理を繰り返す期間中に、これらS40、S50、S70の処理と並行して実行される。

0090

以下の説明において、OCV法とは、SOC−OCVの相関性を利用してSOCを推定する方法である。本実施形態では、図8に示すSOC−OCVの相関性を示すデータがメモリ73に予め記憶されている。尚、OCV(OpenCircuit Voltage)とは、二次電池31の開放電圧、具体的には無電流又は無電流とみなせる場合の二次電池31の電圧である。本例では、二次電池31の電流が、所定値以下(一例として、100mA)の時は、実質的に無電流であると判断している。

0091

(S100)駐車中において二次電池31のSOCをOCV法で推定
CPU71は、車両ECU10Bとの通信により、自動車1が駐車状態であることを検出すると、電圧検出回路60の出力から二次電池31のOCVを計測し、二次電池31が低変化領域L1、L2又は高変化領域H1、H2、H3のどちらの領域に含まれているかを判断する。

0092

OCV法によるSOCの推定は、高変化領域H1、H2、H3で行うことが好ましく、CPU71は、二次電池31のOCVが高変化領域H1〜H3のいずれかに含まれていると判断した場合、SOC−OCVの相関性を利用してSOCを推定する。図8の例では、第1時刻t1において、高変化領域H3でSOCを推定しており、SOCの推定値は「X1」である。

0093

(S110)積算開始
その後、CPU71は、メモリ73に記憶された駐車時放電電流Icの推定値を積算して、第1時刻t1からの累積充放電量Qsを算出する。

0094

(S120)積算開始後、二次電池31のSOCを「OCV法」と「電流積算法」によりそれぞれ推定
CPU71は、積算開始後、自動車1の駐車中に、再度OCV法により、二次電池31のSOCを推定する。OCV法によるSOCの推定は、初回のSOC推定と同様に、高変化領域H1、H2、H3で行うことが好ましい。図8の例では、第2時刻t2において高変化領域H1にてSOCを推定しており、OCV法によるSOCの推定値は「X2a」である。

0095

また、CPU71は、OCV法によるSOCの推定時刻である第2時刻t2にて、電流積算法により、二次電池31のSOCを推定する。すなわち、第1時刻t1から第2時刻t2までの累積充放電量(具体的には、駐車時放電電流Icの推定値を積算して得た累積充放電量)Qsより、第1時刻t1以降のSOCの変化量を算出する。そして、第1時刻t1でのSOCの推定値X1に対して「SOCの変化量」を加算することで、第2時刻t2のSOCが得られる。図8の例では、電流積算法によるSOCの推定値は「X2b」である。

0096

(S130)SOCの差分を算出
次に、CPU71は、OCV法と電流積算法により推定したSOCの差分ΔSOCを算出する。差分ΔSOCは、駐車時放電電流Icの推定値の誤差によって生ずるものであり、駐車時放電電流Icの推定値に誤差がない場合は、ゼロまたはそれに近い値となる。

0097

0098

尚、数式4において、「X2a」は第2時刻t2においてOCV法により推定したSOCの値であり、「X2b」は第2時刻t2において電流積算法で推定したSOCの値である。

0099

(S140)駐車時放電電流Icの推定値の誤差量εを算出
次に、CPU71は、差分ΔSOCと、積算時間Tと、満充電容量Yoに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値の誤差量εを算出する。例えば、駐車時放電電流Icの推定値の誤差量εは、下記の数式5にて算出することが出来る。

0100

0101

尚、数式5において、積算時間Tは推定値Icを積算した時間、すなわち積算開始からSOCを推定するまでの時間(t2−t1)である。

0102

(S150)駐車時放電電流Icの推定値を補正
その後、CPU71は、メモリ73に記憶された駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理を行う。具体的には、駐車時放電電流Icの推定値を、誤差量εに基づいて補正する。例えば、駐車時放電電流Icの補正式は、下記の数式6とすることが出来る。

0103

0104

尚、「Icr」は駐車時放電電流Icの補正後の推定値を示し、「Ico」は駐車時放電電流Icの推定値(初期値)を示している。

0105

このようにS100〜S150の6ステップにより、駐車時放電電流Icの推定値を補正することが出来る。

0106

そして、CPU71は、駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理を行うと、それ以降、補正後の推定値を適用してSOCの推定を行う。すなわち、自動車1が駐車状態である場合(図6のS40:YES)、補正後の推定値Icrを積算することで、SOCを推定する(図6のS50)。

0107

尚、S150の実行後、処理の流れとしては、図9に示すようにS85に移行する。S85では、前回補正時から所定期間が経過したか、判定する処理が実行される。所定期間が経過すると、S85でYES判定となり、S83に移行する。そのため、前回補正時から所定期間が経過することに、駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理を繰り返なわれることになる。

0108

このように、実施形態2では、駐車時放電電流Icの推定値を補正するので、駐車時放電電流Icの推定値を真値に近づけることが出来る。そのため、駐車時における、SOCの推定精度を向上させることが出来る。特に、バッテリモジュール20を実際に自動車1に車載した状態で、駐車時放電電流Icの推定値の誤差量εを求めていることから、自動車1ごとの駐車時放電電流Icのバラツキによる推定値の誤差を抑えることが可能となる。また、本方法では、電流センサ41を用いることなく、駐車時放電電流Icを補正することが出来る。

0109

また、駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理(初回補正)は、製造された自動車1がエンドユーザに渡る前(例えば、製造された車両を販売店輸送する期間など)に行うことが好ましい。そのようにすることで、駐車時放電電流Icの推定値の誤差を抑えた状態で、エンドユーザに自動車1を渡すことが可能であり、輸送期間に補正処理を行うことが出来るので、製造工程(出荷前の補正処理工程)を削減することが出来る。

0110

また、本実施形態では、前回補正時から所定期間が経過することに、駐車時放電電流Icの推定値を補正する処理を繰り返し行う。このようにすることで、駐車時放電電流Icの推定値は所定期間ごと更新されるので、駐車時放電電流Icの推定値の誤差をより一層抑えることが可能となる。そのため、駐車中におけるSOCの推定精度が向上する。

0111

尚、駐車時放電電流Icの更新周期は、例えば1日や2日であり、SOCの計測周期)に比べて十分に長い。そのため、駐車時放電電流Icを更新すると、その後、更新周期が経過するまでの期間は、駐車時放電電流Icの推定値として、同じ値を用いてSOCの推定が行われる。

0112

また、実施形態2において、CPU71は、S130にて算出したSOCの差分ΔSOCから、バッテリモジュール20の異常を判断する。具体的には、差分ΔSOCを積算時間Tで除して、単位時間あたりの差分ΔSOCの大きさを算出する。

0113

そして、算出した単位時間あたりの差分ΔSOCを所定の基準値と比較する処理を行い、単位時間あたりの差分ΔSOCが基準値よりも小さければ、バッテリモジュール20は正常と判断する。一方、単位時間あたりの差分ΔSOCが基準値よりも大きい場合、バッテリモジュール20は異常と判断する。このようにすることで、例えば、バッテリモジュール20に内部短絡があり、駐車中に、駐車時放電電流Icを超える電流を二次電池31が放電する異常を検出することが出来る。

0114

<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図11によって説明する。
図11は実施形態3に適用されるSOC推定処理のフローチャート図であり、実施形態1にて図6を参照したSOC推定処理に対して、「S45」の処理が追加されている。

0115

具体的に説明すると、「S45」の処理は、駐車状態への移行後、二次電池31から自動車1に流れている電流が、車両暗電流Ic2とみなせるレベルかどうかを判断する処理となっている。すなわち、CPU71は、電流センサ41により検出される電流値を、閾値と比較する処理を行う。閾値は、特定の電気負荷の消費電流及びそのバラツキから予想される車両暗電流Ic2の上限値である。

0116

そして、電流センサ41により検出される電流値が、閾値以下の場合(S45:YES)、すなわち、二次電池31から自動車1に流れている電流が、車両暗電流Ic2の上限値より小さい場合、CPU71は、メモリ73に記憶した駐車時放電電流Icの推定値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する(S50)。尚、S50の処理が本発明の第1SOC推定処理に相当する。

0117

一方、電流センサ41により検出される電流値が閾値より大きい場合(S45:NO)、すなわち、車両暗電流Ic2の上限値より大きい電流が二次電池31から車両に流れている場合、CPU71は、電流センサ41の計測値を積算することで、二次電池31のSOCを推定する(S60)。尚、S60の処理が本発明の第2SOC推定処理に相当する。

0118

このように実施形態3では、駐車中であっても、車両暗電流Ic2の上限値より大きな電流が二次電池31から自動車1に流れている場合(例えば、駐車時にオフする電気負荷が、何らかの理由で駐車後にもオンしていた場合)には、電流センサ41の計測値を積算することでSOCを推定する。そのため、駐車期間中、常に駐車時放電電流Icの推定値を用いてSOCを推定する場合に比べて、SOCの推定精度を向上させることが可能となる。

0119

<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態1〜3では、「蓄電素子」の一例に、リチウムイオン二次電池を例示したが、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、例えば、鉛蓄電池など、他の二次電池であってもよい。また、キャパシタであってもよい。

0120

(2)上記実施形態1〜3では、「車両」の一例に、自動車1を例示したが、三輪自動車や軽車両など自動車1以外の車両に本技術を適用することが出来る。また、バス等にも適用することが出来る。

0121

(3)上記実施形態1では、自動車1が駐車状態であるか否かを、車両ECU10Bとの通信に基づいて、判断する例を示した。駐車状態であるか否かの判断は、実施形態1で例示したものに限定されるものではなく、他の方法であってもよい。例えば、二次電池31の電流値から判断するようにしてもよい。

0122

(4)上記実施形態1では、メモリ73に対して、駐車時放電電流Icの推定値を予め記憶した例を示した。駐車時放電電流Icは、必ずしも記憶しておく必要はなく、メモリ73に対して、常時放電電流Ic1の推定値と車両暗電流Ic2の推定値のデータだけを記憶しておき、駐車時放電電流Icをメモリ73に記憶した常時放電電流Ic1の推定値と車両暗電流Ic2の推定値の合計値として算出するようにしてもよい。すなわち、メモリ73に対して駐車時放電電流Icの推定値を求めるためのデータ(上記の例では、常時放電電流Ic1の推定値と車両暗電流Ic2の推定値)を記憶しておき、それらデータから駐車時放電電流Icを求めるようにしてもよい。尚、常時放電電流Ic1の推定値のデータと車両暗電流Ic2の推定値のデータは、駐車時放電電流Icを算出するためのデータの一例である。

0123

(5)上記実施形態1では、メモリ73に対して、常時放電電流Ic1の推定値と、車両暗電流Ic2の推定値と、駐車時放電電流Icの推定値の3つのデータを予め記憶した例を示したが、S30の処理を実行しない場合には、駐車時放電電流Icの推定値だけをメモリ73に記憶しておくようにしてもよい。

0124

(6)常時放電電流Ic1は二次電池31の使用状態に関係なく、二次電池31が常に放電する電流であり、これには、自己放電電流とBM50の消費電流とが含まれる。自己放電電流やBM50の消費電流は二次電池31の電池電圧やSOCが低い程、小さくなる傾向があり、電池電圧やSOCに依存して値が変動する。上記実施形態1では、常時放電電流Ic1を固定値としたが、二次電池31の電池電圧ごとに常時放電電流Ic1を記憶する、又はSOCごとに常時放電電流Ic1を記憶するなど、常時放電電流Ic1として電池電圧やSOCに応じた値をメモリ73に対して記憶する構成にしてもよい。そして、駐車時にSOCを推定する場合には、電池電圧やSOCの値に応じた常時放電電流Ic1を読み出して、車両暗電流Ic2に加算することにより、駐車時放電電流Icを求めるようにしてもよい。

0125

(7)実施形態1では、走行中や停車中など自動車1が駐車状態でない場合、電流センサ41の計測値を積算することで、二次電池31のSOCを推定した例(S60)を示した。これ以外にも、走行中や停車中など自動車1が駐車状態でない場合において、電流センサ41の計測値に常時放電電流Ic1を加えた電流を積算することで、二次電池31のSOCを推定するようにしてもよい。このようにすることで、SOCの推定精度がより高くなる。

0126

(8)実施形態1では、SOCの推定処理を、所定の計測周期で行う例を説明した。計測周期は自動車1の状態によって変更するようにしてもよい。例えば、駐車中の計測周期を走行中の計測周期よりも長くして、駐車中は、SOCの推定処理を行う頻度下げるようにしてもよい。このようにすることで、駐車中の消費電流を抑え、過放電防止に寄与できる。

0127

(9)実施形態1では、BM50のグランドラインを、電流センサ41の組電池30側の接続点J2に接続した例を示したが、例えば、電流センサ41の端子部22N側の接続点J3に接続するようにしてもよい。尚、グランドラインを接続点J2に接続する場合、電流センサ41の計測値には、組電池30から車両に流れる電流だけが含まれ、BM50の消費電流は含まれない。しかし、接続点J3に接続する場合、電流センサ41の計測値には、組電池30から車両に流れる電流と、BM50の消費電流の双方が含まれることになる。

0128

(10)上記実施形態2では、OCV法と電流積算法の2つの方法で推定したSOCの差分ΔSOCに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値を補正する例を示した。駐車時放電電流Icの推定値の補正方法は、実施形態2で例示した方法に限定されるものではなく、それ以外の方法であってもよい。例えば、駐車時放電電流Icの推定値のメモリ73への書き込み後、駐車中に電流消費する特定の電気負荷を自動車1に後付けした場合、後付けした電気負荷の消費電流が車両暗電流Ic2及び駐車時放電電流Icの誤差となる。そのため、後付けした電気負荷があった場合、車両暗電流Ic2及び駐車時放電電流Icの推定値を補正して、追加した電気負荷の消費電流を、追加前の各電流Ic2、Icの推定値に対して加えるようにしてもよい。すなわち、BM50は、駐車時放電電流Icの推定値の誤差量(この場合、追加された電気負荷の消費電流)を外部から取得して、駐車時電流の推定値Icを補正するようにしてもよい。

0129

(11)上記実施形態2では、OCV法と電流積算法の2つの方法で推定したSOCの差分ΔSOCと、積算時間Tに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値を補正する例を示した。これ以外にも、OCV法と電流積算法の2つの方法で推定した容量Yの差分ΔYと、積算時間Tに基づいて、駐車時放電電流Icの推定値を補正するようにしてもよい。

0130

また、実施形態2で説明した補正処理(S100〜S150)は、実施形態3のようにS45の処理を行う場合にも適用することが出来る。

0131

(12)自動車1の種類が異なれば、装備されている電気負荷が異なる。そのため、実施形態1では、車載対象の自動車1の種類に応じて、車両暗電流Ic2と駐車時放電電流Icの推定値を変更した例を示した。自動車に装備される電気負荷は、自動車の種類が同じであっても、グレードによって異なる場合がある。そのため、グレードによって装備されている電気負荷が異なる場合は、車載対象の自動車のグレードに応じて、メモリ73に書き込む車両暗電流Ic2と駐車時放電電流Icの推定値を変更してもよい。

0132

(13)実施形態1では、電流センサ41の出力から瞬間的に大きな放電電流が検出されたか、どうかを検出することにより、バッテリモジュール20が車載されたか、否かを判断するようにした。バッテリモジュール20が車載されたか否かを判断する方法は、上記方法に限定されるものではなく、例えば、コネクタ接続部90に対して通信用コネクタ95が接続されたか、否かにより判断してもよい。

0133

1...自動車(本発明の「車両」の一例)
20...バッテリモジュール(本発明の「蓄電素子モジュール」の一例)
30...組電池
31...二次電池(本発明の「蓄電素子」の一例)
41...電流センサ
45...電流遮断装置
50...バッテリマネージャ(本発明の「監視装置」の一例)
60...電圧検出回路
70...制御部
71...CPU(本発明の「演算処理部」の一例)
73...メモリ(本発明の「記憶部」の一例)

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