JP2010266221A - 電池状態推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてプラトー領域を有する電池であっても、電池の状態を高精度に推定することができる電池状態推定装置を提供する。
【解決手段】電池２００がプラトー領域を複数段有し、劣化時にＳＯＣ−ＯＣＶマップが高ＳＯＣ側から変化する電池の状態を推定する電池状態推定装置１００。プラトー領域毎に容量を記憶する情報記憶部１３０と、ＯＣＶを推定する開路電圧推定部１１０と、ＯＣＶが属するプラトー領域を判定する領域判定部１２０と、充放電電流を検出する電流センサ１４０と、所定のプラトー領域における充放電量を算出する充放電量算出部１５０と、情報記憶部に記憶された、ＯＣＶが属すると判定されたプラトー領域よりも低ＳＯＣ側の各プラトー領域における容量と、ＯＣＶが属すると判定されたプラトー領域において充放電量算出部により算出された充放電量との和を電池の容量として推定する電池容量推定部１６１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池状態推定装置に関し、特に、電池が所定範囲の充電率の場合に開路電圧が略一定となるプラトー領域を複数段有し、劣化時に電池の充電率と開路電圧との特性が高充電率側から変化する電池の状態を推定する電池状態推定装置に関する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等の車両には、モータ等に電力を供給する蓄電器が搭載される。車両に搭載される蓄電器には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの蓄電池が搭載される。

従来、蓄電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を推定する場合には、蓄電池の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）とＳＯＣとの関係性をあらかじめ把握しておき、ＯＣＶの値を蓄電池の内部抵抗値から推定した後に、ＳＯＣを推定することが行われている。図５は、蓄電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係性を示すＳＯＣ−ＯＣＶマップの一例を示す図である。

このように蓄電池の充電率を推定する方法として、蓄電池を搭載した車両の始動直後に蓄電池の電圧を用いてＳＯＣ−ＯＣＶマップから初期ＳＯＣを決定し、以降電流積算によりＳＯＣを算出し、走行中所定時間出力が一定値の時、蓄電池の電流と電圧の特性や蓄電池のＳＯＣと電圧の特性を用いてＳＯＣを補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、以下の推定方法も知られている。蓄電池の電流と電圧から蓄電池の内部抵抗値を算出し、算出した内部抵抗値を用いてＯＣＶ及びＳＯＣを推定する。その一方、電流積算により電流容量を算出しておき、蓄電池の電流が所定範囲内にある場合には推定ＳＯＣを最終的なＳＯＣとし、蓄電池の電流が所定範囲外にある場合には、所定範囲外に逸脱する直前に求めたＳＯＣに対して、所定範囲外に逸脱した時点以降に算出された電流容量を加算して最終的なＳＯＣとする（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−３０６６１３号公報 特開２０００−１２５４１５号公報

図５に示すＯＣＶ−ＳＯＣマップでは、ＯＣＶとＳＯＣが一対一に対応している。そのために、ＯＣＶが決定されると、ＳＯＣも一意的に定まる。しかしながら、例えば、正負極材料の設計自由度の高いリチウムイオン電池では、今後新規材料が開発され、ＳＯＣ−ＯＣＶマップが一部に平坦部であるプラトー領域（同一のＯＣＶに対してＳＯＣが複数存在する領域）を持った電池が開発される可能性があり、このようなプラトー領域を有する特性を有する蓄電池の場合、ＯＣＶが決定されても、ＳＯＣを一意的に定めることができない。今後はＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてこのようなプラトー領域を有する電池が増産される可能性がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、ＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてプラトー領域を有する電池であっても、電池の状態を高精度に推定することができる電池状態推定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の電池状態推定装置は、電池（例えば、実施形態での電池２００）が所定範囲の充電率（例えば、実施形態でのＳＯＣ）の場合に開路電圧（例えば、実施形態でのＯＣＶ）が略一定となるプラトー領域（例えば、実施形態での第１領域、第２領域、及び第３領域）を複数段有し、劣化時に前記電池の充電率と開路電圧との特性（例えば、実施形態でのＳＯＣ−ＯＣＶマップ）が高充電率側から変化する前記電池の状態を推定する電池状態推定装置（例えば、実施形態での電池状態推定装置１００）であって、前記プラトー領域毎に前記プラトー領域における前記電池の容量を記憶する電池容量記憶部（例えば、実施形態での電池情報記憶部１３０）と、前記電池の開路電圧を推定する開路電圧推定部（例えば、実施形態での開路電圧推定部１１０）と、前記開路電圧推定部により推定された電池の開路電圧が属するプラトー領域を判定する領域判定部（例えば、実施形態での領域判定部１２０）と、前記電池の充放電電流を検出する電流検出部（例えば、実施形態での電流センサ１４０）と、前記電流検出部により検出された充放電電流を積算することによって、所定のプラトー領域における充放電量を算出する充放電量算出部（例えば、実施形態での充放電量算出部１５０）と、前記電池容量記憶部に記憶された、前記領域判定部により前記電池の開路電圧が属すると判定されたプラトー領域よりも前記電池の充電率が低い各プラトー領域における前記電池の容量と、前記領域判定部により前記電池の開路電圧が属すると判定されたプラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量と、の和を、前記電池の容量として推定する電池容量推定部（例えば、実施形態での電池容量推定部１６１）と、を備えることを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明の電池状態推定装置は、前記領域判定部により前記電池の開路電圧が前記電池の充電率が最大である最大プラトー領域（例えば、実施形態での第３領域）に属すると判定されたときに、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量が、前記電池容量記憶部により記憶された前記最大プラトー領域における電池の容量よりも小さい場合、前記電池容量推定部が、前記最大プラトー領域以外の各プラトー領域における前記電池の容量と、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量と、の和を、前記電池の全容量として推定することを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明の電池状態推定装置は、前記電池容量記憶部に記憶された前記最大プラトー領域における前記電池の容量の値を、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量の値に更新する電池容量更新部（例えば、実施形態の電池容量更新部１７０）を備えることを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明の電池状態推定装置は、前記領域判定部が、前記電池の開路電圧が第１のプラトー領域に属すると判定される頻度が、前記電池の開路電圧が前記第１のプラトー領域に隣接する第２のプラトー領域に属すると判定される頻度よりも高くなったとき、前記電池の開路電圧が前記第１のプラトー領域から前記第２のプラトー領域に移行したと判定することを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明の電池状態推定装置は、前記電池容量推定部により推定された前記電池の容量を前記電池容量記憶部に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和で除した値を、前記電池の充電率として推定する充電率推定部（例えば、実施形態での充電率推定部１６２）を備えることを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明の電池状態推定装置は、前記電池容量記憶部に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和を、前記電池記憶部に最初に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和で除した値を、前記電池の劣化率として推定する劣化率推定部（例えば、実施形態で劣化率推定部１６３）を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明の充電制御装置によれば、ＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてプラトー領域を有する電池であっても、電池の状態を高精度に推定することができる。例えば電池に劣化が生じている場合であっても、電池の容量（残容量）を高精度に推定可能である。

請求項２に記載の発明の充電制御装置によれば、電池に劣化が生じている場合であっても、電池の全容量（満充電容量）を高精度に推定可能である。

請求項３に記載の発明の充電制御装置によれば、電池に劣化が生じている場合であっても、劣化を加味した電池の容量を記憶し、参照可能な状態を維持することができる。

請求項４に記載の発明の充電制御装置によれば、電池の開放電圧の値が隣接するプラトー領域の境界付近の値である場合であっても、好適なプラトー領域に属するとして領域判定を行うことができる。

請求項５に記載の発明の充電制御装置によれば、ＳＯＣ−ＯＣＶマップによるとＳＯＣの推定に誤差が生じる場合であっても、高精度にＳＯＣの推定を行うことができる。

請求項６に記載の発明の充電制御装置によれば、電池の劣化率推定を高精度に行うことができる。

本発明の実施形態における電池状態推定装置の一例を示すブロック図 本発明の実施形態における複数段のプラトー領域を有する電池のＳＯＣ−ＯＣＶマップの一例を示す図 本発明の実施形態における電池の初期状態及び劣化状態（劣化後）における電池状態の一例を示す図 本発明の実施形態における電池状態推定装置が電池状態を推定する際の動作の一例を示すフローチャート 従来のプラトー領域を有しない電池のＳＯＣ−ＯＣＶマップを示す図

本発明の実施形態における電池状態推定装置について、図面を参照しながら以下に説明する。

図１は本発明の実施形態における電池状態推定装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電池状態推定装置１００は、開路電圧推定部１１０、領域判定部１２０、電池情報記憶部１３０、電流センサ１４０、充放電量算出部１５０、電池状態推定部１６０、電池容量更新部１７０、劣化判定部１８０を備える。さらに、電池状態推定部１６０は、電池容量推定部１６１、充電率推定部１６２、劣化率推定部１６３を備える。電池状態推定装置１００は、電池２００の容量（残容量）、全容量（満充電容量）、充電率（ＳＯＣ）、劣化率等の電池２００の状態を推定する。電池状態推定装置１は、例えば電池２００が搭載されるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等の車両に搭載され、バッテリＥＣＵとして機能する。

ここで、電池状態推定装置１００の構成について具体的に説明する前に、電池２００について説明する。電池２００は、図２に示すように、所定範囲の充電率（ＳＯＣ）の場合には開路電圧（ＯＣＶ）が略一定となるプラトー領域を複数段有する。図２は、電池２００のＳＯＣとＯＣＶとの関係性を示すＳＯＣ−ＯＣＶマップの一例を示す図である。略一定であるとは、例えば、電池２００の満充電時のＯＣＶが１．５（Ｖ）である場合に、±５ｍＶ程度つまり１０ｍＶ程度の幅を有して一定であることを示している。

また、電池２００は、劣化時にはＳＯＣ−ＯＣＶマップに示す電池２００の特性が高ＳＯＣ側から変化する。つまり、電池２００の劣化が進むにつれて、ＳＯＣ−ＯＣＶマップの高ＳＯＣ側から消失する特性を有している。図２では、初期状態の電池２００の特性を実線で示しており、劣化状態の電池２００の特性を点線で示している。

また、電池２００は、プラトー領域を有する電池であればよく、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などがあるが、電池の種類は特に限定されない。本実施形態では、一例として、正極にオリビン型リン酸鉄リチウム、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池を想定している。なお、オリビン型リン酸鉄リチウムを用いた場合には電池の安全性が向上し、グラファイトを用いた場合には電池の容量が大きくなるため、上記一例として示した電池は高容量・高安全性を具備したリチウムイオン電池としてすでに開発されている。

次に、図１を参照しながら、電池状態推定装置１００の構成について具体的に説明する。
電池状態推定装置１００は、あらかじめ電池２００の初期状態でプラトー領域毎（例えば図２の第１領域、第２領域、第３領域）に領域分けし、各プラトー領域の容量（例えば図２のＣ１、Ｃ２、Ｃ３）を電池情報記憶部１３０によりあらかじめ記憶している。

開路電圧推定部１１０は、電池２００の内部抵抗値を取得し、現在の電池の開路電圧を推定しており、その手法としては、例えば電池の電流・電圧・温度の挙動から内部抵抗を推定し、この内部抵抗値に基づいて、開路電圧（ＯＣＶ）を推定する方法を用いている。

電池情報記憶部１３０は、ＳＯＣ−ＯＣＶマップを記憶している。また、電池情報記憶部１３０は、あらかじめ初期状態のプラトー領域毎の容量を記憶している。例えば、図２に示す第１領域における容量Ｃ１、第２領域における容量Ｃ２、第３領域における容量Ｃ３を各々記憶している。そして、電池２００が劣化すると電池容量更新部１７０により劣化したプラトー領域の容量が逐次更新される。この更新により、電池情報記憶部１３０には、常に劣化を加味した容量の情報が記憶されていることになる。なお、各プラトー領域における初期状態の容量は、電池劣化後においても参照可能となるように電池情報記憶部１３０に継続して記憶される。

領域判定部１２０は、電池情報記憶部１３０に記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶマップを参照し、開路電圧推定部１１０により推定されたＯＣＶが属するプラトー領域を判定する。また、領域判定部１２０は、電池２００のＯＣＶがプラトー領域を移行したことを検出する。例えば、領域判定部１２０により逐次プラトー領域の判定を行い、電池２００のＯＣＶが第１領域に属すると判定される頻度が第２領域に属すると判定される頻度よりも高くなった場合には、電池２００のＯＣＶが第１領域から第２領域に移行したものと判定する。

劣化判定部１８０は、領域判定部１２０により電池２００のＯＣＶが最も高ＳＯＣ側のプラトー領域である最大プラトー領域（例えば図２の第３領域）に属すると判定されたときに、最大プラトー領域において充放電量算出部１５０により算出された充放電量が、電池情報記憶部１３０に記憶された最大プラトー領域における容量よりも小さい状態で充放電量の算出が完了したか否か、つまり満充電に達したか否かを判定する。上記条件で満充電に達している場合には、電池２００は劣化していると判定する。

電流センサ１４０は、電池２００への充電電流及び電池２００からの放電電流の少なくとも一方の電流（以下、充放電電流と称する）を検出する。充放電量算出部１５０は、電流センサ１４０により検出された充放電電流を積算することにより、任意のプラトー領域における充放電量（積算電流量）を算出する。この算出方法は電流積算法と呼ばれるものである。例えば、図２に示す第１領域から第２領域へ電池２００のＯＣＶが移行したと領域判定部１２０が判定したときに、充放電量算出部１５０は電池２００の充放電電流の積算を開始又はリセットし、第２領域移行時からの充放電量を算出する。

電池状態推定部１６０は、電池２００の様々な状態を推定する。
電池容量推定部１６１は、電池２００の容量を推定する。例えば、図２のＡ点が現時点の電池２００の容量であるとする。この場合、領域判定部１２０により電池２００のＯＣＶが第２領域に属すると判定され、電池容量推定部１６１は、第２領域よりも電池２００のＳＯＣが低い第１領域の容量（例えば図２のＣ１）を電池情報記憶部１３０から取得する。そして、電池容量推定部１６１は、第２領域において充放電量算出部１５０により算出された充放電量（例えば図２のＣ’）を取得する。そして、電池容量推定部１６１は、現時点の電池２００の容量をこれらの和、つまり（Ｃ１＋Ｃ’）であると推定する。

また、電池容量推定部１６１は、電池２００の全容量を推定する。例えば、劣化判定部１８０により電池２００が劣化していると判定された場合、電池容量推定部１６１は、最大プラトー領域（例えば図２の第３領域）以外の各プラトー領域（例えば図２の第１領域及び第２領域）における電池２００の容量（例えば図２のＣ１及びＣ２）を電池情報記憶部１３０から取得する。そして、電池容量推定部１６１は、最大プラトー領域において充放電量算出部１５０により算出された充放電量（例えば図２のＣ３’）を取得する。そして、電池容量推定部１６１は、電池２００の全容量をこれらの和、つまり（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）であると推定する。

充電率推定部１６２は、電池２００のＳＯＣを推定する。例えば、図２のＡ点が現時点の電池２００の容量であるとする。この場合、充電率推定部１６２は、電池容量推定部１６１により推定された現時点の電池２００の容量の値（例えば図２のＣ１＋Ｃ’）を取得する。そして、充電率推定部１６２は、電池情報記憶部１３０により各プラトー領域の電池２００の容量の和つまり全容量（例えば初期状態では図２のＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３、劣化状態では図２のＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）を取得する。そして、充電率推定部１６２は、電池２００のＳＯＣを、取得した容量の値を電池２００の全容量で除した値、つまり初期状態では（Ｃ１＋Ｃ’／Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）、劣化状態では（Ｃ１＋Ｃ’／Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）であると推定する。

劣化率推定部１６３は、電池２００の初期状態からの劣化率を推定する。例えば、現時点で図２の初期状態から劣化状態に電池２００が劣化しているとする。この場合、劣化率推定部１６３は、現時点での各プラトー領域の電池２００の容量の和つまり全容量（例えば図２のＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）を電池情報記憶部１３０から取得する。そして、劣化率推定部１６３は、初期状態での各プラトー領域の電池２００の容量の和つまり全容量（例えば図２のＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３）を電池情報記憶部１３０から取得する。そして、劣化率推定部１６３は、電池２００の劣化率を、取得した現時点での電池２００の全容量を初期状態での電池２００の全容量で除した値、つまり（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’／Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）であると推定する。

電池容量更新部１７０は、電池情報記憶部１３０に記憶された最大プラトー領域（例えば図２の第３領域）における電池２００の容量の値（例えば図２のＣ３）を、最大プラトー領域において充放電量算出部１５０により算出された充放電量の値（例えば図２のＣ３’）に更新する。これにより、劣化後の電池の容量、特に全容量を、電池情報記憶部１３０を参照することで常に正確に把握することができる。

図３は本実施形態における電池状態の一例を示す図である。図３では、電池２００の容量（残容量）は第２領域のＡ点にある状態であり、容量Ｃである。電池２００の全容量（満充電容量）は、初期状態においては（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）であり、劣化状態（劣化後）においては（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）である。また、電池２００のＳＯＣは、初期状態においてはＣ／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）すなわち（Ｃ１＋Ｃ’）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）であり、劣化状態においてはＣ（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）すなわち（Ｃ１＋Ｃ’）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）である。また、電池２００が初期状態から劣化状態に劣化した場合の容量劣化率は、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）である。

次に、電池状態推定装置１が電池状態を推定する際の動作について説明する。
図４は、電池状態推定装置１が電池状態を推定する際の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、開路電圧推定部１１０が、電池２００のＯＣＶを推定する。そして、領域判定部１２０が、電池２００のＯＣＶが属するプラトー領域を判定する。そして、電池状態推定部１６０は、電池２００のＯＣＶが属するプラトー領域に基づいて、電池情報記憶部１３０から電池２００の容量（一部）を取得する。具体的には、電池状態推定部１６０は、電池２００のＯＣＶが属すると判定されたプラトー領域（例えば図２の第２領域）よりもＳＯＣが低い各プラトー領域（例えば図２の第１領域）における電池２００の容量（一部）（例えば図２のＣ１）を取得する（ステップＳ１０１）。

続いて、充放電量算出部１５０は、電池２００のＯＣＶが属すると判定されたプラトー領域（例えば図２の第２領域）における電池２００の充放電電流を積算して充放電量（例えば図２のＣ’）を算出する。そして、電池容量推定部１６１は、電池２００の容量（例えば図２のＣ１＋Ｃ’）を推定する。そして、充電率推定部１６２は、電池２００のＳＯＣ（例えば図２のＣ１＋Ｃ’／Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）を推定する（ステップＳ１０２）。

続いて、領域判定部１２０は、電池２００への充電又は電池２００からの放電が行われることにより、電池２００のＯＣＶが属するプラトー領域が移行したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

プラトー領域が移行したと判定された場合、領域判定部１２０は、移行後のプラトー領域における位置が、隣接するプラトー領域の高ＳＯＣ側であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。移行後のプラトー領域における位置が低ＳＯＣ側である場合、充放電量算出部１５０は、移行後のプラトー領域における充放電量（領域残容量）を０に設定する（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０２に戻り、充放電電流の積算を継続する。一方、移行後のプラトー領域における位置が高ＳＯＣ側である場合、充放電量算出部１５０は、移行後のプラトー領域における充放電量（領域残容量）を電池情報記憶部１３０に記憶された移行後のプラトー領域の容量（領域容量）に設定する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０２に戻り、充放電電流の積算を継続する。

一方、プラトー領域が移行していないと判定された場合、電池２００のＯＣＶが属するプラトー領域が最大プラトー領域であるか否かを判定する。最大プラトー領域に属する場合、劣化判定部１８０は、最大プラトー領域の容量算出が完了したか否かを判定する。具体的には、最大プラトー領域において充放電量算出部１５０により算出された充放電量（例えば図２のＣ３’）が、電池情報記憶部１３０に記憶された最大プラトー領域における容量（例えば図２のＣ３）よりも小さい状態で充放電量の算出が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

最大プラトー領域における充放電量の算出が上記状態で完了した場合には、劣化判定部１８０は、電池２００が劣化していると判定する。そして、電池容量更新部１７０は、劣化したプラトー領域の容量（例えば図２のＣ３）を充放電量算出部１５０により算出された充放電量（例えば図２のＣ３’）により更新する（ステップＳ１０８）。そして、電池容量推定部１６１は、電池２００の全容量（例えば図２のＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）を推定する。そして、劣化率推定部１６３は、電池２００の劣化率（例えば図２の（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３’）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３））を推定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の処理、ステップＳ１０２に戻り、充放電電流の積算を継続する。

一方、最大プラトー領域における充放電量の算出が上記状態で完了しなかった場合には、ステップＳ１０２に戻り、充放電電流の積算を継続する。

このような電池状態推定装置１００によれば、ＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてプラトー領域を有する電池２００の状態を高精度に推定することが可能である。

なお、電池２００のＳＯＣ−ＯＣＶマップは高ＳＯＣ側から変化するが、電池２００の劣化により最大プラトー領域（例えば図２の第３領域）が消失した場合には、一段下位のプラトー領域（例えば図２の第２領域）が最大プラトー領域となる。このように電池２００が劣化した後であっても、電池状態推定装置１００は図４の処理を行うことができる。

本発明は、ＳＯＣ−ＯＣＶマップにおいてプラトー領域を有する電池であっても、電池の状態を高精度に推定することができる電池状態推定装置等に有用である。

１００ 電池状態推定装置
１１０ 開路電圧推定部
１２０ 領域判定部
１３０ 電池情報記憶部
１４０ 電流センサ
１５０ 充放電量算出部
１６０ 電池状態推定部
１６１ 電池容量推定部
１６２ 充電率推定部
１６３ 劣化率推定部
１７０ 電池容量更新部
１８０ 劣化判定部
２００ 電池

Claims (6)

1. 電池が所定範囲の充電率の場合に開路電圧が略一定となるプラトー領域を複数段有し、劣化時に前記電池の充電率と開路電圧との特性が高充電率側から変化する前記電池の状態を推定する電池状態推定装置であって、
   前記プラトー領域毎に前記プラトー領域における前記電池の容量を記憶する電池容量記憶部と、
   前記電池の開路電圧を推定する開路電圧推定部と、
   前記開路電圧推定部により推定された電池の開路電圧が属するプラトー領域を判定する領域判定部と、
   前記電池の充放電電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部により検出された充放電電流を積算することによって、所定のプラトー領域における充放電量を算出する充放電量算出部と、
   前記電池容量記憶部に記憶された、前記領域判定部により前記電池の開路電圧が属すると判定されたプラトー領域よりも前記電池の充電率が低い各プラトー領域における前記電池の容量と、前記領域判定部により前記電池の開路電圧が属すると判定されたプラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量と、の和を、前記電池の容量として推定する電池容量推定部と、
   を備える電池状態推定装置。
2. 請求項１に記載の電池状態推定装置であって、
   前記領域判定部により前記電池の開路電圧が前記電池の充電率が最大である最大プラトー領域に属すると判定されたときに、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量が、前記電池容量記憶部により記憶された前記最大プラトー領域における電池の容量よりも小さい場合、
   前記電池容量推定部は、前記最大プラトー領域以外の各プラトー領域における前記電池の容量と、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量と、の和を、前記電池の全容量として推定する
   電池状態推定装置。
3. 請求項２に記載の電池状態推定装置であって、更に、
   前記電池容量記憶部に記憶された前記最大プラトー領域における前記電池の容量の値を、前記最大プラトー領域において前記充放電量算出部により算出された充放電量の値に更新する電池容量更新部を備える
   電池状態推定装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電池状態推定装置であって、
   前記領域判定部は、前記電池の開路電圧が第１のプラトー領域に属すると判定される頻度が、前記電池の開路電圧が前記第１のプラトー領域に隣接する第２のプラトー領域に属すると判定される頻度よりも高くなったとき、前記電池の開路電圧が前記第１のプラトー領域から前記第２のプラトー領域に移行したと判定する
   電池状態推定装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電池状態推定装置であって、更に、
   前記電池容量推定部により推定された前記電池の容量を前記電池容量記憶部に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和で除した値を、前記電池の充電率として推定する充電率推定部を備える
   電池状態推定装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電池状態推定装置であって、更に、
   前記電池容量記憶部に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和を、前記電池記憶部に最初に記憶された各プラトー領域の前記電池の容量の和で除した値を、前記電池の劣化率として推定する劣化率推定部を備える
   電池状態推定装置。

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