JP2024061199A - 容量推定方法及び容量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よくＳＯＣを推定する。【解決手段】容量推定方法は、直列接続された第１電池と第２電池のうち、前記第１電池に関する電気的特性を測定する測定工程と、前記第１電池に関する第１特性を取得する特性取得工程と、測定された前記第１電池に関する電気的特性と、取得された前記第１特性とに基づいて、前記第１電池のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する第１推定工程と、推定された前記第１電池のＳＯＣに基づき、前記第２電池のＳＯＣを推定する第２推定工程とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、容量推定方法及び容量推定装置に関する。

従来、リチウムイオン電池として、正極にリン酸鉄リチウム等を用いた鉄系電池が知られている。鉄系電池はレアメタルを用いていないため比較的安価であるということができる。また、鉄系電池は、電池内部で発熱があったとしても熱暴走が起こりにくい構造のため安全であるということができる。ここで、リチウムイオン電池の残容量を推定するために、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）－ＳＯＣ（State Of Charge）特性が用いられることがある。一般的なリチウムイオン電池は、ＯＣＶ－ＳＯＣ特性に相関があり、ＯＣＶを測定することによりＳＯＣが求められる。しかしながら、鉄系電池のＯＣＶ－ＳＯＣ特性は、ＳＯＣが変化してもＯＣＶが変化しない区間であるプラトー領域が存在するため、ＯＣＶからＳＯＣを正確に予測することは困難である。そこで、ＳＯＣが１００％又は０％である場合（ＯＣＶとＳＯＣに相関がある点）を基準とし、電流の積算値に基づいてＳＯＣを推定する方法が知られている。このような技術を開示した文献として、例えば、特許文献１を挙げることができる。

特開２０１４―１６００１５号公報

上述したような技術によれば、積算電流からＳＯＣを推定することができる。しかしながら充放電の繰り返しに伴い積算電流の誤差が蓄積されるため、充放電を繰り返すことによりＳＯＣの推定精度が悪くなってしまう。そこで、このような誤差の蓄積を一旦リセットするため、定期的な満充電動作を行っていた。定期的な満充電動作を行うことにより、ＳＯＣが１００％である点に一旦戻し、誤差の蓄積をリセットすることができる。しかしながら定期的な満充電動作を行うためには、（１）電池を充電用及び放電用の２系統備える、又は（２）ＳＯＣを中間で使うが定期的にＳＯＣ補正する時間をとる等の工夫をした上での運用が求められていた。これらの運用には、（１）装置の多重化に伴うコスト増加や、（２）途中でシステムを止めなければならない等の課題があった。

そこで、本発明は、精度よくＳＯＣを推定することが可能な容量推定方法及び容量推定装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様は、直列接続された第１電池と第２電池のうち、前記第１電池に関する電気的特性を測定する測定工程と、前記第１電池に関する第１特性を取得する特性取得工程と、測定された前記第１電池に関する電気的特性と、取得された前記第１特性とに基づいて、前記第１電池のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する第１推定工程と、推定された前記第１電池のＳＯＣに基づき、前記第２電池のＳＯＣを推定する第２推定工程とを有する容量推定方法である。

（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の容量推定方法において、前記第２推定工程は、前記第１電池のＳＯＣから前記第１電池の放電量を算出し、算出された前記第１電池の放電量に基づき前記第２電池のＳＯＣを推定するものである。

（３）本発明の一態様は、上記（１）又は（２）に記載の容量推定方法において、前記第２推定工程は、前記第１電池の放電量と前記第２電池の放電量とが同一であるとみなして前記第２電池のＳＯＣを推定するものである。

（４）本発明の一態様は、上記（１）から（３）のいずれかに記載の容量推定方法において、前記測定工程において測定される前記第１電池に関する電気的特性とは、開放電圧であり、前記第１特性とは、前記第１電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性であるものである。

（５）本発明の一態様は、上記（４）に記載の容量推定方法において、前記第２電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、前記第１特性よりＳＯＣの変化に応じた開放電圧の変化が小さい箇所が存在するものである。

（６）本発明の一態様は、上記（５）に記載の容量推定方法において、前記第２電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、ＳＯＣが２０％から８０％の間で、開放電圧の変化量が０．１５［Ｖ（ボルト）］以内となるものである。

（７）本発明の一態様は、上記（１）から（６）のいずれかに記載の容量推定方法は、温度情報を取得する温度情報取得工程を更に有し、前記第１推定工程は、取得した前記温度情報に応じた前記第１特性に基づいて、前記第１電池のＳＯＣを推定するものである。

（８）本発明の一態様は、上記（１）から（７）のいずれかに記載の容量推定方法は、推定された前記第１電池のＳＯＣと、推定された前記第２電池のＳＯＣとに基づいて、前記第１電池と前記第２電池とを含む電池のＳＯＣを推定する第３推定工程を更に有するものである。

（９）本発明の一態様は、上記（１）から（８）のいずれかに記載の容量推定方法において、前記第１電池とは、正極に三元系材料を含む畜電池である。

（１０）本発明の一態様は、上記（１）から（９）のいずれかに記載の容量推定方法において、前記第２電池とは、正極に鉄系材料を含む畜電池である。

（１１）本発明の一態様は、直列接続された第１電池と第２電池のうち、前記第１電池に関する電気的特性を測定する測定部と、前記第１電池に関する第１特性を取得する特性取得部と、測定された前記第１電池に関する電気的特性と、取得された前記第１特性とに基づいて、前記第１電池のＳＯＣを推定する第１推定部と、推定された前記第１電池のＳＯＣに基づき、前記第２電池のＳＯＣを推定する第２推定部とを有する容量推定装置である。

本発明によれば、精度よくＳＯＣを推定することができる。

第１の実施形態に係る電池システムの機能構成の一例を示す機能構成図である。 第１の実施形態に係る容量推定装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。 第１の実施形態に係る容量推定装置が用いるＯＣＶ－ＳＯＣカーブの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る容量推定方法の概要について説明するための図である。 第１の実施形態に係る容量推定方法の一連の動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る容量推定装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。

以下、本発明の態様に係る容量推定方法及び容量推定装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。

［第１の実施形態］
まず、図１から図５を参照しながら、第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態に係る電池システムの機能構成の一例を示す機能構成図である。同図を参照しながら、電池システム１の機能構成の一例について説明する。電池システム１は、容量推定装置１０と、蓄電池２０と、負荷３０とを少なくとも含んで構成される。電池システム１は、その他、蓄電池２０の駆動を制御する駆動制御部等の機能部を含んで構成されていてもよい。

負荷３０は、蓄電池２０から供給される電力を用いて駆動される。蓄電池２０から負荷３０へは、直流電力が供給される。負荷３０は、供給された直流電流をそのまま消費して駆動される負荷であってもよいし、直流電力を一旦交流電力に変換し、変換された交流電力を消費して駆動される負荷であってもよい。負荷３０は、例えばスマートフォンや、タブレット端末、ノートパソコン等の端末装置であってもよいし、電気自動車や電動自動車等の移動体であってもよい。負荷３０には、その他電力を用いて駆動される装置が広く含まれる。

蓄電池２０は、充放電可能な二次電池である。蓄電池２０は、二次電池のうち、特にリチウムイオン電池（リチウムイオンバッテリー）であってもよい。蓄電池２０には複数のセルが含まれる。蓄電池２０に含まれるセルは、少なくとも２以上であればよい。蓄電池２０に含まれる２以上のセルのうち、１つを第１電池２１と記載する。また、蓄電池２０に含まれる２以上のセルのうち、他の１つを第２電池２２と記載する。第１電池２１及び第２電池２２は、それぞれ複数のセルを含んで構成されていてもよい。

第１電池２１及び第２電池２２は、いずれも正極側端子と負極側端子を備える。第１電池２１及び第２電池２２は、互いに直列接続される。図示する一例では、第１電池２１の負極側端子と、第２電池２２の正極側端子とが、接点２１２において互いに接続される。また、図示する一例では、第１電池２１の正極側端子と負荷３０とが接点２１１において互いに接続され、第２電池２２の負極側端子と負荷３０とが接点２１３において互いに接続される。すなわち蓄電池２０は、第１電池２１と第２電池２２とが直列接続された電力を負荷３０に供給する。

第１電池２１及び第２電池２２は、それぞれ異なる材料が正極に用いられる。リチウムイオン電池の正極に用いられる材料としては、一般に、ニッケル系、コバルト系、マンガン系、三元系、鉄系（例えばリン酸鉄系）等を例示することができる。このうち、鉄系以外の材料を用いた場合、一般にＯＣＶ（Open Circuit Voltage）－ＳＯＣ（State Of Charge）特性には相関があることが知られている。すなわち、鉄系以外の材料であれば、電池の開放電圧（すなわち、ＯＣＶ）を測定することにより、ＳＯＣを推定することができる。しかしながら鉄系電池のＯＣＶ－ＳＯＣ特性は、ＳＯＣの変化に伴いＯＣＶが変化する区間が少ない（換言すれば、ＳＯＣが変化してもＯＣＶが変化しない区間であるプラトー領域が存在する）。したがって、鉄系電池は、電池の開放電圧を測定することにより、ＳＯＣを推定することが容易でない。蓄電池２０は、このような鉄系以外の材料を正極に用いた電池と、鉄系の材料を正極に用いた電池とを組み合わせて用いるものである。なお、本実施形態において負極に用いる材料は限定されず、一般に用いられている材料を広く含むものとする。

第１電池２１とは、ＯＣＶ－ＳＯＣ特性に相関がある電池である。換言すれば、第１電池２１とは、鉄系材料（例えばリン酸鉄系の材料）以外の材料を正極に用いたリチウムイオン電池であるということもできる。鉄系以外の材料とは、例えば三元系材料であってもよい。第２電池２２とは、ＯＣＶ－ＳＯＣ特性のうち一部に相関がない区間を有する電池である。換言すれば、第２電池２２とは、鉄系材料（例えばリン酸鉄系の材料）を正極に用いたリチウムイオン電池であるということもできる。

第１電池２１及び第２電池２２は、それぞれ１以上のセルを有していればよいが、例えば第１電池２１のセル数に比べて第２電池２２のセル数は多い方が好適である。例えば第１電池２１のセル数は１程度であってもよく、第２電池２２のセル数は５００程度であってもよい。

なお、以下の実施形態では、蓄電池２０が２種類の異なる電池を用いる場合について説明するが、蓄電池２０は、３種類以上の異なる電池を含んでいてもよい。

容量推定装置１０は、蓄電池２０から情報を取得し、取得した情報に基づき蓄電池２０の残容量を推定する。具体的には、容量推定装置１０は、蓄電池２０の接点２１１及び接点２１２に接続され、当該区間における電圧（すなわち第１電池２１の開放電圧）を取得する。容量推定装置１０は、取得した電圧に基づいて蓄電池２０全体のＳＯＣを推定する。

ここで、第１電池２１及び第２電池２２は直列接続されているため、第１電池２１の消費電流と、第２電池２２の消費電流とは略同一である。略同一の範囲には、内部回路や接続回路等における消費が含まれる。第１電池２１の消費電流と第２電池２２の消費電流とが同一であるため、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量が同一であるとみなすことができる。容量推定装置１０は、まず、取得した接点２１１及び接点２１２間の電圧を、第１電池２１の開放電圧とし、第１電池２１のＯＣＶ－ＳＯＣに照らして第１電池２１のＳＯＣを推定する。次に、容量推定装置１０は、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量が同一であるとみなして、第２電池２２のＳＯＣを推定する。容量推定装置１０は、推定した第１電池２１のＳＯＣと第２電池２２のＳＯＣとに基づき、蓄電池２０全体のＳＯＣを推定する。

図２は、第１の実施形態に係る容量推定装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。同図を参照しながら、容量推定装置１０の機能構成の一例について説明する。容量推定装置１０は、測定部１１と、特性取得部１２と、特性記憶部１３と、第１推定部１４と、第２推定部１５と、第３推定部１６とを含んで構成される。これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現される。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、コンピュータ及びソフトウェアによって実現するようにしてもよい。

測定部１１は、直列接続された第１電池２１と第２電池２２のうち、第１電池２１に関する電気的特性を測定する。ここで、第１電池２１に関する電気的特性とは、具体的にはＳＯＣと相関のある特性である。第１電池２１に関する電気的特性の一例として、例えば第１電池２１の開放電圧を例示することができる。その他の例として、第１電池２１に関する電気的特性は、ＳＯＣに相関があるものであればよい。測定部１１は、測定した情報を測定情報ＭＩとして第１推定部１４に出力する。測定情報ＭＩは、測定結果そのものであってもよいし、測定結果を含む情報であってもよい。

特性取得部１２は、第１電池２１に関する第１特性Ｓ１を取得する。第１特性Ｓ１は、例えば特性記憶部１３に記憶される。第１特性Ｓ１とは、測定部１１により測定された第１電池２１の電気的特性とＳＯＣの関係を示す特性である。具体的に第１特性Ｓ１とは、第１電池２１のＯＣＶ（開放電圧）とＳＯＣとの関係を示す特性（すなわち、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブ）であってもよい。より具体的には、第１特性Ｓ１は、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブを示す数式で与えられてもよいし、ＯＣＶの範囲と、ＳＯＣの値とが対応付けられた表で与えられていてもよい。特性取得部１２は、取得した第１特性Ｓ１を第１推定部１４に出力する。

図３は、第１の実施形態に係る容量推定装置が用いるＯＣＶ－ＳＯＣカーブの一例を示す図である。同図を参照しながら、第１電池２１のＯＣＶ－ＳＯＣ特性について説明する。換言すれば、同図は第１特性Ｓ１を図示したものということもできる。同図の横軸は、ＳＯＣを０％から１００％で示し、同図の縦軸は、ＳＯＣに対応するＯＣＶ（開放電圧）を電圧［Ｖ（ボルト）］で示す。曲線Ｗ１は、第１電池２１のＯＣＶ－ＳＯＣ特性を示す。曲線Ｗ１に図示するように、第１特性Ｓ１によれば、ＳＯＣが１００％から０％の範囲でＯＣＶに変化がある。第１特性Ｓ１のＯＣＶとＳＯＣとは相関があるということもできる。すなわち、第１特性Ｓ１に基づけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することが可能である。

図２に戻り、第１推定部１４は、測定部１１から第１電池２１に関する電気的特性が含まれる情報を測定情報ＭＩとして取得し、特性取得部１２から第１特性Ｓ１を取得する。第１推定部１４は、取得された測定情報ＭＩと、取得された第１特性Ｓ１とに基づいて、第１電池２１のＳＯＣ（state of charge）を推定する。第１特性Ｓ１によれば、第１電池２１に関する電気的特性とＳＯＣとの間には相関があるため、第１電池２１に関する電気的特性が与えられれば、ＳＯＣが求まる。第１推定部１４は、推定した第１電池２１のＳＯＣに関する情報を、第１推定情報ＥＩ１として第２推定部１５及び第３推定部１６に出力する。

第２推定部１５は、第１推定部１４から第１推定情報ＥＩ１を取得する。第１推定情報ＥＩ１には、推定された第１電池２１のＳＯＣに関する情報が含まれる。第２推定部１５は、推定された第１電池２１のＳＯＣに基づき、第２電池２２のＳＯＣを推定する。以下、第２電池２２のＳＯＣを推定する具体的な手順について説明する。まず、第２推定部１５は、第１電池２１のＳＯＣから第１電池２１の放電量を算出する。ここで、本実施形態において第１電池２１と第２電池２２とは直列接続されている。したがって、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量とは略同一である。第２推定部１５は、この特性を利用して、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量とが同一であるとみなして第２電池２２のＳＯＣを推定する。換言すれば、第２推定部１５は、算出された第１電池２１の放電量に基づき第２電池２２のＳＯＣを推定するということもできる。第２推定部１５は、推定した第２電池２２のＳＯＣに関する情報を、第２推定情報ＥＩ２として第３推定部１６に出力する。

図４は、第１の実施形態に係る容量推定方法の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、第２電池２２のＳＯＣの推定について説明する。同図には、第１特性Ｓ１の一例と、第２電池２２のＳＯＣと開放電圧との関係の一例（以下、第２特性Ｓ２と記載する。）とを示す。具体的には、図示する曲線Ｗ１は、第１電池２１のＯＣＶ－ＳＯＣ特性を示し、曲線Ｗ２は、第２電池２２のＯＣＶ－ＳＯＣ特性を示す。換言すれば、同図は、上述した第１特性Ｓ１に加え、第２特性Ｓ２を図示したものということもできる。同図の横軸は、ＳＯＣを０％から１００％で示し、同図の横軸は、ＳＯＣに対応するＯＣＶ（開放電圧）を電圧［Ｖ（ボルト）］で示す。

曲線Ｗ２に図示するように、第２特性Ｓ２によれば、ＳＯＣが１００％から９０％程度及び２０％程度から０％の範囲でＯＣＶに変化があるものの、９０％程度から２０％程度の範囲ではＯＣＶが３．２［Ｖ］程度で変化が一時的に横ばいとなっており、ＳＯＣが変化してもＯＣＶはほとんど変化しない。当該範囲をプラトー領域ＰＡと記載する。プラトー領域ＰＡの範囲では、ＯＣＶの値からＳＯＣを特定することができないため、ＯＣＶからＳＯＣを予測することが容易でない。図示するように第２電池２２のＯＣＶ－ＳＯＣ特性は広い範囲でプラトー領域ＰＡを有するため、ＯＣＶからＳＯＣを予測することが容易でない。

ここで、正極に鉄系が使われている電池のＯＣＶ－ＳＯＣ特性は、基本的には図示する曲線Ｗ２のような変化をする。しかしながら負極に使われる炭素素材の種類により、ＯＣＶ－ＳＯＣ特性が異なる場合がある。一般的な組み合わせによれば、プラトー領域は、ＳＯＣが２０％から８０％である領域において、ＯＣＶの変化量は０．１［Ｖ］以下に収まる電池が多い。しかしながら、特定の組み合わせによれば、ＯＣＶの変化量は０．２［Ｖ］程度である場合もある。本実施形態に係る第２電池２２が有する第２特性Ｓ２としては、ＳＯＣが２０％から８０％の間で、開放電圧の変化量が０．２［Ｖ］以内となるような電池を特に対象としている。なお、本実施形態において第２特性Ｓ２はこの一例に限定されるものではなく、第２電池２２がどのような特性を有していても本実施形態を適用することができる。

曲線Ｗ１に図示するように、第１電池２１の場合は、ＳＯＣがどの範囲であっても、ＯＣＶの変化に応じてＳＯＣが変化するため、ＯＣＶとＳＯＣとは相関を有しているということができる。換言すれば、第１電池２１のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性には、プラトー領域が存在しないということもできる。第２電池２２の第２特性Ｓ２は、プラトー領域ＰＡ（第１特性Ｓ１よりＳＯＣの変化に応じた開放電圧の変化が小さい箇所）が存在するため、プラトー領域ＰＡの範囲ではＯＣＶからＳＯＣを予測することが容易でない。したがって、本実施形態において、第２電池２２のＳＯＣは、第１電池２１のＳＯＣに基づいて推定される。具体的には、本実施形態において第１電池２１と第２電池２２とは直列接続されているため、第１電池２１の電流と第２電池２２の電流は略同一であり、第１電池２１のＳＯＣから第２電池２２のＳＯＣを推定することができる。すなわち、第２推定部１５は、曲線Ｗ１と曲線Ｗ２の情報から、第２電池２２のＳＯＣを推定することができる。

図２に戻り、第３推定部１６は、第１電池２１のＳＯＣについての情報が含まれる第１推定情報ＥＩ１を第１推定部１４から取得し、第２電池２２のＳＯＣについての情報が含まれる第２推定情報ＥＩ２を第２推定部１５から取得する。第３推定部１６は、推定された第１電池２１のＳＯＣと、推定された第２電池２２のＳＯＣとに基づいて、第１電池２１と第２電池２２とを含む電池（蓄電池２０）のＳＯＣを推定する。第３推定部１６は、予め第１電池２１の容量と、第２電池２２の容量とを記憶しておき、第１電池２１の容量及びＳＯＣ、並びに第２電池２２の容量とＳＯＣとに基づき、蓄電池２０全体のＳＯＣを推定してもよい。

なお、第３推定部１６により推定された蓄電池２０全体のＳＯＣについての情報は、ユーザーに提示するため視覚的又は聴覚的に認知可能な方法等により出力されてもよいし、蓄電池２０の駆動制御等のため用いられてもよい。

図５は、第１の実施形態に係る容量推定方法の一連の動作の一例を示すフローチャートである。同図を参照しながら、容量推定装置１０による容量推定方法の一連の動作の一例について説明する。

（ステップＳ１１）まず、測定部１１により、直列接続された第１電池２１と第２電池２２のうち、第１電池２１に関する電気的特性を測定する。第１電池２１に関する電気的特性とは、例えば第１電池２１のＯＣＶであってもよい。当該ステップ又は工程を、測定ステップ又は測定工程とも記載する。

（ステップＳ１１）次に、特性取得部１２は、第１電池２１に関する第１特性Ｓ１を取得する。第１特性Ｓ１とは、測定部１１により測定された第１電池２１の電気的特性とＳＯＣの関係を示す特性であり、具体的には、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブ（又はＯＣＶ－ＳＯＣカーブを示す数式）であってもよい。当該ステップ又は工程を、特性取得ステップ又は特性取得工程とも記載する。

（ステップＳ１１）次に、第１推定部１４は、測定された第１電池２１に関する電気的特性と、取得された第１特性Ｓ１とに基づいて、第１電池２１のＳＯＣを推定する。一例としては、第１推定部１４は、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブを用いて、測定されたＯＣＶからＳＯＣを算出する。当該ステップ又は工程を、第１推定ステップ又は第１推定工程とも記載する。

（ステップＳ１１）次に、第２推定部１５は、推定された第１電池２１のＳＯＣに基づき、第２電池２２のＳＯＣを推定する。具体的には、第２推定部１５は、第１電池２１のＳＯＣから第１電池２１の放電量を算出し、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量とが同一であるとみなして第２電池２２のＳＯＣを推定する。当該ステップ又は工程を、第２推定ステップ又は第２推定工程とも記載する。

その後、推定された第２電池２２のＳＯＣは、第３推定部１６により蓄電池２０全体のＳＯＣの推定に用いられてもよい。また、推定された第２電池２２のＳＯＣは、不図示の蓄電池駆動部により、第２電池２２の駆動に用いられてもよい。

［第１の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）は、測定工程を有することにより（又は測定部１１を備えることにより）、第１電池２１に関する電気的特性を測定する。第１電池２１は、第２電池２２と直列接続される。また、本実施形態に係る容量推定方法は、特性取得工程を有することにより（又は特性取得部１２を備えることにより）、第１電池２１に関する第１特性Ｓ１を、例えば特性記憶部１３から取得する。特性記憶部１３は容量推定装置１０に記憶されていてもよいし、その他、所定の通信ネットワークを介して接続可能な記憶部等に記憶されていてもよい。また、本実施形態に係る容量推定方法は、第１推定工程を有することにより（又は第１推定部１４を備えることにより）、測定された第１電池２１に関する電気的特性と、取得された第１特性Ｓ１とに基づいて、第１電池２１のＳＯＣを推定する。更に本実施形態に係る容量推定方法は、第２推定工程を有することにより（又は第２推定部１５を備えることにより）、推定された第１電池２１のＳＯＣに基づき、第２電池２２のＳＯＣを推定する。すなわち本実施形態に係る容量推定方法によれば、ＳＯＣと相関を有する第１電池２１の電気的特性を測定し、測定した電気的特性に基づき第１電池２１のＳＯＣを推定し、推定した第１電池２１のＳＯＣから第２電池２２のＳＯＣを推定する。したがって、本実施形態によれば、第２電池２２のＯＣＶ－ＳＯＣカーブに相関がない場合であっても、第２電池２２のＳＯＣを精度よく推定することができる。したがって本実施形態によれば、精度よくＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第２推定工程（又は第２推定部１５）は、第１電池２１のＳＯＣから第１電池２１の放電量を算出し、算出された第１電池２１の放電量に基づき第２電池２２のＳＯＣを推定する。第１電池２１の放電量は、第１電池２１の満充電容量と、ＳＯＣの値から算出することができる。したがって、本実施形態によれば、容易にＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法によれば、第２推定工程（又は第２推定部１５）は、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量とが同一であるとみなして第２電池２２のＳＯＣを推定する。本実施形態によれば、第１電池２１と第２電池２２とが直列接続されているため、第１電池２１の放電量と第２電池２２の放電量とを同一であるとみなすことができる。したがって、本実施形態によれば、容易にＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、測定工程（測定部１１）において測定される第１電池２１に関する電気的特性とは、ＯＣＶ（開放電圧）であり、第１特性Ｓ１とは、第１電池２１のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性（ＯＣＶ－ＳＯＣカーブ）である。第１電池２１のＯＣＶとＳＯＣとの間には相関があるため、ＯＣＶに基づきＳＯＣを特定することができる。したがって、本実施形態によれば、測定されたＯＣＶから容易にＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第２電池２２のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、第１特性Ｓ１よりＳＯＣの変化に応じた開放電圧の変化が小さい箇所が存在する。すなわち、第２電池２２の第２特性Ｓ２は、プラトー領域ＰＡを有する。したがって第２電池２２とは、従来技術によれば誤差の蓄積により精度よくＳＯＣを推定することができなかった電池である。しかしながら本実施形態によれば、このような電池であっても、ＳＯＣを精度よく推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第２電池２２のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、ＳＯＣが２０％から８０％の間で、開放電圧の変化量が０．２［Ｖ］以内であってもよい。すなわち、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）は、ＳＯＣが２０％から８０％の間で、開放電圧の変化量が０．２［Ｖ］以内となるようなプラトー領域ＰＡを有する第２電池２２に対しても適用することができる。したがって第２電池２２とは、従来技術によれば誤差の蓄積により精度よくＳＯＣを推定することができなかった電池である。しかしながら本実施形態によれば、このような電池であっても、ＳＯＣを精度よく推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第３推定工程を有することにより（第３推定部１６を備えることにより）、推定された第１電池２１のＳＯＣと、推定された第２電池２２のＳＯＣとに基づいて、第１電池２１と第２電池２２とを含む蓄電池２０のＳＯＣを推定する。したがって、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第１電池２１の電気的特性から、第１電池２１と第２電池２２とを含む蓄電池２０全体のＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第１電池２１とは、正極に三元系材料を含む畜電池である。すなわち、第１電池２１は、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブに相関を有する。したがって、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第１電池２１の電気的特性から、第２電池２２のＳＯＣを推定することができる。

また、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、第２電池２２とは、正極に鉄系材料を含む畜電池である。すなわち、第２電池２２は、安全で安価な電池である。したがって、本実施形態に係る容量推定方法（又は容量推定装置１０）によれば、安全で安価な電池のＳＯＣを精度よく推定することができる。

［第２の実施形態］
次に、図６を参照しながら、第２の実施形態について説明する。

図６は、第２の実施形態に係る容量推定装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。同図を参照しながら、容量推定装置１０Ａの機能構成の一例について説明する。容量推定装置１０Ａは、容量推定装置１０の変形例である。容量推定装置１０Ａは、温度情報取得部１７を更に備える点において容量推定装置１０とは異なる。容量推定装置１０Ａの説明において、容量推定装置１０と共通の構成については同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。容量推定装置１０Ａは、温度情報取得部１７を更に備える点において容量推定装置１０とは異なる。

温度情報取得部１７は、温度センサ４１から温度情報ＴＩを取得する。温度センサ４１は、蓄電池２０の温度を測定するセンサである。例えば、温度センサ４１はサーミスタであってもよい。温度情報取得部１７はサーミスタである温度センサ４１に所定の電流を与え、ＡＤコンバータを備えることによりサーミスタ両端のアナログ電圧をデジタル値に変換してもよい。温度情報取得部１７はサーミスタである温度センサ４１の両端の電圧に関する情報を温度情報ＴＩとして取得する。なお、温度センサ４１は、第１電池２１の温度を測定するため、蓄電池２０のうち第１電池２１の近傍に備えられることが好適である。温度情報取得部１７は、取得した温度情報ＴＩを第１推定部１４に出力する。温度情報ＴＩは、温度情報を示す電圧値であってもよいし、温度情報を含むデジタル値であってもよい。

ここで、ＯＣＶ－ＳＯＣカーブは電池の温度に応じて変化することが知られている。そこで、本実施形態においては、電池の温度を考慮してＯＣＶからＳＯＣを推定する。例えば第１電池２１の温度（又は温度範囲）に応じて異なる第１特性Ｓ１が用意されていてもよいし、第１特性Ｓ１は温度に依存する数式であってもよい。この場合、第１推定部１４は、例えば温度情報取得部１７から温度情報ＴＩを取得し、取得した温度情報ＴＩに応じた第１特性ＳＩに基づいて、第１電池２１のＳＯＣを推定する。

［第２の実施形態のまとめ］
以上説明したように、容量推定装置１０Ａは、温度情報取得工程を更に有することにより（又は温度情報取得部１７を更に備えることにより）、温度センサ４１により測定された温度情報ＴＩを取得する。第１推定工程（又は第１推定部１４）は、取得した温度情報ＴＩに応じた第１特性Ｓ１に基づいて、第１電池２１のＳＯＣを推定する。したがって、本実施形態によれば、より精度よくＳＯＣを推定することができる。

なお、上述した実施形態における容量推定装置１０が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…電池システム、１０…容量推定装置、１１…測定部、１２…特性取得部、１３…特性記憶部、１４…第１推定部、１５…第２推定部、１６…第３推定部、１７…温度情報取得部、２０…蓄電池、２１…第１電池、２２…第２電池、３０…負荷、４１…温度センサ、ＰＡ…プラトー領域、ＭＩ…測定情報、Ｓ１…第１特性、Ｓ２…第２特性、ＥＩ１…第１推定情報、ＥＩ２…第２推定情報、ＴＩ…温度情報

Claims (11)

1. 直列接続された第１電池と第２電池のうち、前記第１電池に関する電気的特性を測定する測定工程と、
   前記第１電池に関する第１特性を取得する特性取得工程と、
   測定された前記第１電池に関する電気的特性と、取得された前記第１特性とに基づいて、前記第１電池のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する第１推定工程と、
   推定された前記第１電池のＳＯＣに基づき、前記第２電池のＳＯＣを推定する第２推定工程と
   を有する容量推定方法。
2. 前記第２推定工程は、前記第１電池のＳＯＣから前記第１電池の放電量を算出し、算出された前記第１電池の放電量に基づき前記第２電池のＳＯＣを推定する
   請求項１に記載の容量推定方法。
3. 前記第２推定工程は、前記第１電池の放電量と前記第２電池の放電量とが同一であるとみなして前記第２電池のＳＯＣを推定する
   請求項２に記載の容量推定方法。
4. 前記測定工程において測定される前記第１電池に関する電気的特性とは、開放電圧であり、
   前記第１特性とは、前記第１電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性である
   請求項１に記載の容量推定方法。
5. 前記第２電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、前記第１特性よりＳＯＣの変化に応じた開放電圧の変化が小さい箇所が存在する
   請求項４に記載の容量推定方法。
6. 前記第２電池のＳＯＣと開放電圧との関係を示す特性は、ＳＯＣが２０％から８０％の間で、開放電圧の変化量が０．２［Ｖ（ボルト）］以内となる
   請求項５に記載の容量推定方法。
7. 温度情報を取得する温度情報取得工程を更に有し、
   前記第１推定工程は、取得した前記温度情報に応じた前記第１特性に基づいて、前記第１電池のＳＯＣを推定する
   請求項１に記載の容量推定方法。
8. 推定された前記第１電池のＳＯＣと、推定された前記第２電池のＳＯＣとに基づいて、前記第１電池と前記第２電池とを含む電池のＳＯＣを推定する第３推定工程を更に有する
   請求項１に記載の容量推定方法。
9. 前記第１電池とは、正極に三元系材料を含む畜電池である
   請求項１に記載の容量推定方法。
10. 前記第２電池とは、正極に鉄系材料を含む畜電池である
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の容量推定方法。
11. 直列接続された第１電池と第２電池のうち、前記第１電池に関する電気的特性を測定する測定部と、
    前記第１電池に関する第１特性を取得する特性取得部と、
    測定された前記第１電池に関する電気的特性と、取得された前記第１特性とに基づいて、前記第１電池のＳＯＣを推定する第１推定部と、
    推定された前記第１電池のＳＯＣに基づき、前記第２電池のＳＯＣを推定する第２推定部と
    を有する容量推定装置。

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