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WO2015115044A1 - 電池状態推定装置、及び電源装置 - Google Patents

電池状態推定装置、及び電源装置 Download PDF

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WO2015115044A1
WO2015115044A1 PCT/JP2015/000173 JP2015000173W WO2015115044A1 WO 2015115044 A1 WO2015115044 A1 WO 2015115044A1 JP 2015000173 W JP2015000173 W JP 2015000173W WO 2015115044 A1 WO2015115044 A1 WO 2015115044A1
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WO
WIPO (PCT)
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secondary battery
soh
unit
charge
soc
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/000173
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕 天明
真一 湯淺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to US15/110,171 priority Critical patent/US20160327613A1/en
Priority to JP2015559800A priority patent/JP6439146B2/ja
Publication of WO2015115044A1 publication Critical patent/WO2015115044A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery state estimation device and a power supply device.
  • a backup power supply device that includes a secondary battery such as a lithium ion battery and supplies power from the secondary battery when a commercial AC power supply fails is known.
  • a secondary battery such as a lithium ion battery and supplies power from the secondary battery when a commercial AC power supply fails.
  • secondary batteries used in backup power supply devices are often kept fully charged, and the full charge capacity may not be detected by complete discharge or charging.
  • One conventional method is based on the change rate of the SOC (state of charge, also referred to as charge rate) of the secondary battery detected at the timing when the secondary battery is unloaded and the amount of change in the integrated charge / discharge current value. The charge capacity is calculated (see Patent Document 1 below).
  • the battery state estimation device includes a first estimation unit that estimates an internal resistance of a secondary battery at a predetermined timing, an internal resistance of the secondary battery at an initial state, and an internal resistance of the secondary battery at the predetermined timing.
  • a first calculation unit that calculates a first ratio between the internal resistance of the secondary battery in the initial state and the internal resistance ratio of the secondary battery in the deteriorated state, and a secondary in the initial state
  • a storage unit storing related data associating a full charge capacity ratio that is a ratio of a full charge capacity of the battery and a full charge capacity of the secondary battery in the deteriorated state; and referring to the related data, the first calculation unit
  • a second estimation unit that estimates the full charge capacity of the secondary battery at the predetermined timing based on the first ratio calculated in (1).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a power supply device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a correspondence relationship between the internal resistance ratio and the full charge capacity ratio.
  • FIG. 3 is a table describing the correspondence between the internal resistance ratio and the full charge capacity ratio.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the state detection unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation flowchart relating to estimation of the full charge capacity according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a power supply device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an operation flowchart related to break-in charging / discharging during the storage period of the secondary battery according to the second embodiment of the present invention.
  • the conventional method for calculating the full charge capacity of the secondary battery is based on the change rate of the SOC of the secondary battery detected at the timing when the secondary battery is unloaded and the amount of change in the integrated charge / discharge current value. For this reason, the conventional method sometimes fails to calculate the full charge capacity because the secondary battery is no longer loaded when the commercial AC power supply fails and power supply is started from the backup power supply device. In addition, the conventional method needs to detect the rate of change of SOC at the timing when the secondary battery is unloaded and the amount of change in the integrated charge / discharge current value, and the time required for calculation may be increased. is there.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a power supply device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the power supply device 1 is assumed to be a backup power supply device that is connected to the commercial AC power supply 10 and supplies AC power to the load 11 when the commercial AC power supply 10 is powered off.
  • the power supply device 1 includes a battery module 20, a current sensor 30, a voltage sensor 31, a temperature sensor 32, a converter 40, an inverter 50, a power supply switching unit 60, a storage unit 70, and a control unit 80.
  • the battery module 20 is composed of one or more secondary batteries.
  • the secondary battery included in the battery module 20 is, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the battery module 20 is constituted by a plurality of secondary batteries connected in series, but the number of secondary batteries constituting the battery module 20 may be one. Further, some or all of the secondary batteries included in the battery module 20 may be connected in parallel to each other.
  • discharging and charging mean discharging and charging of the battery module 20 unless otherwise specified.
  • the current sensor 30 (for example, shunt resistor, Hall element) is disposed between the battery module 20 and the converter 40 and the inverter 50, and measures the current value Id of the current flowing through the battery module 20.
  • the current sensor 30 outputs the detected current value Id to the control unit 80.
  • the voltage sensor 31 detects the voltage value Vd of each terminal voltage (potential difference between each positive electrode and negative electrode of the plurality of secondary batteries) of each of the plurality of secondary batteries constituting the battery module 20.
  • the voltage sensor 31 outputs the detected voltage value Vd of each secondary battery to the control unit 80.
  • the temperature sensor 32 (for example, the thermistor) detects the temperature Td of the battery module 20 (for example, the surface temperature of the battery module 20). The temperature sensor 32 outputs the detected temperature Td to the control unit 80.
  • the converter 40 converts AC power supplied from the commercial AC power supply 10 into DC power according to an instruction from the control unit 80, supplies the DC power to the battery module 20, and charges the battery module 20. Further, when charging, converter 40 manages the charging voltage and charging current in accordance with an instruction from control unit 80.
  • the inverter 50 discharges the battery module 20 in accordance with an instruction from the control unit 80, converts the DC power supplied from the battery module 20 into AC power, and supplies the AC power to the power supply switching unit 60. Further, when discharging, the inverter 50 manages the discharge voltage and the discharge current in accordance with an instruction from the control unit 80. It can be considered that the converter 40 and the inverter 50 constitute a power conversion unit of the power supply device 1.
  • the power supply switching unit 60 receives supply of AC power from the commercial AC power supply 10. Further, the power supply switching unit 60 receives supply of AC power from the inverter 50. Furthermore, the power supply switching unit 60 selects either AC power supplied from the commercial AC power supply 10 or AC power supplied from the inverter 50 in accordance with an instruction from the control unit 80 and supplies the selected power to the load 11. To do.
  • the storage unit 70 holds a program executed by the control unit 80 and data used in the program.
  • the storage unit 70 holds SOC, SOH, FCC, and the like calculated and estimated by the state detection unit 81.
  • the storage unit 70 includes an SOC-OCV table and an SOH_R-SOH_C table.
  • the SOC-OCV table is a table describing the relationship between the SOC of the secondary battery and the OCV (Open Circuit Voltage, also referred to as open voltage) of the secondary battery.
  • the SOC-OCV table is generated from SOC and OCV data acquired when the secondary battery is gradually charged from a state where the charging rate of the secondary battery is 0%, for example, by a prior experiment or simulation.
  • the SOH_R-SOH_C table includes SOH_R (State Of Health_Resistance), which is a ratio between the internal resistance of the secondary battery in the initial state and the internal resistance in the deteriorated state, and the FCC (Full Charge Capacity, full charge capacity of the secondary battery in the initial state And SOH_C (State Of Health_Capacity), which is a ratio of the FCC in a deteriorated state of the secondary battery.
  • the initial state refers to a state in which the secondary battery has not deteriorated, for example, a state immediately after manufacturing the secondary battery.
  • a deterioration state means the state which has generate
  • the SOH_R-SOH_C table is generated from SOH_R and SOH_C data acquired when the secondary battery gradually deteriorates from the initial state by a prior experiment or simulation. A detailed configuration example of the SOH_R-SOH_C table will be described later.
  • the control unit 80 manages the entire power supply device 1. For example, the control unit 80 instructs the power supply switching unit 60 to switch the AC power supplied to the load 11 to the AC power supplied from the inverter 50 when the commercial AC power supply 10 is abnormal such as a power failure. In addition, when the commercial AC power supply 10 is restored, the control unit 80 instructs the power supply switching unit 60 to switch the AC power supplied to the load 11 to the AC power supplied from the commercial AC power supply 10.
  • the control unit 80 includes a state detection unit 81 and a charge / discharge control unit 82.
  • the state detection unit 81 uses the battery state data including the current value Id received from the current sensor 30, the voltage value Vd received from the voltage sensor 31, and the temperature Td received from the temperature sensor 32 to use the SOC, SOH of the secondary battery. , FCC, etc. are detected.
  • the charge / discharge control unit 82 causes the converter 40 to execute charge control or the inverter 50 to execute discharge control due to the SOC detected by the state detection unit 81 or a user operation.
  • the charge / discharge control unit 82 stores the SOC, SOH, FCC, and the like received from the state detection unit 81 in the storage unit 70 at a timing when the discharge or charging of the battery module 20 is stopped or started. Further, the charge / discharge control unit 82 stops the discharging or charging of the battery module 20 and measures the elapsed time from the start of storage of the battery module 20 with a timer or the like. It can also be considered that the battery state estimation device including the storage unit 70 and the state detection unit 81 is included in the power supply device 1.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the correspondence between SOH_R and SOH_C.
  • the points indicated by triangles in FIG. 2 are a plurality of secondary batteries having different degrees of deterioration by charging a secondary battery in an initial state to a predetermined charging rate (SOCa%) and storing it while changing storage conditions such as temperature and period.
  • a battery is produced, and (SOH_R, SOH_C) obtained for each of the plurality of secondary batteries are plotted.
  • the points indicated by the squares are charged at a charging rate (SOCb%) lower than SOCa%, and similarly stored while changing the storage conditions to produce a plurality of secondary batteries having different degrees of deterioration. (SOH_R, SOH_C) obtained for each secondary battery is plotted.
  • SOH_R is obtained from the estimated internal resistance, and this is applied to the characteristic function to obtain the FCC.
  • FCC can be calculated
  • the correspondence relationship between the characteristic functions is defined by the SOH_R-SOH_C table that associates SOH_R and SOH_C.
  • the characteristic function shown by a dotted line in FIG. 2 and also referred to as the first characteristic function
  • the secondary battery are lower than SOCa%.
  • SOCb% for example, SOC 50%
  • the SOH_R-SOH_C table according to the first embodiment of the present invention includes a correction amount for correcting the correspondence relationship of the characteristic function according to the SOC size when the secondary battery is stored. Therefore, it becomes possible to define the correspondence between SOH_R and SOH_C suitable for the length of the storage period of the secondary battery, and the FCC estimation accuracy can be improved.
  • the SOH_R-SOH_C table describes SOH_C associated with SOH_R by a combination of a reference value and a correction amount corresponding to the SOC size at the time of storage.
  • n values of SOH_R sori i is an integer from 1 to n
  • the corresponding SOH_C reference value sohci and the correction amount dij can be determined. Then, by adding the correction amount dij to the reference value sohci, the correspondence relationship between SOH_R and SOH_C can be corrected according to the SOC size when the secondary battery is stored.
  • the state detection unit 81 includes an SOC estimation unit 810, an internal resistance estimation unit 811, an SOH_R calculation unit 812, an SOH_C calculation unit 813, and an FCC estimation unit 814.
  • the SOC estimation unit 810 estimates the SOC_i of the battery cell by integrating the current value Id received from the current sensor 30. Specifically, SOC_i is estimated by the following equation (1).
  • SOC_i SOC0 ⁇ (Q / FCC) ⁇ 100 (1)
  • SOC0 is the SOC before the start of charging or discharging
  • Q is the integrated current value
  • FCC is the full charge capacity. + Indicates charging and-indicates discharging.
  • the SOC estimation unit 810 reads the SOC and FCC stored in the storage unit 70, integrates the current value Id, calculates Q, and estimates SOC_i according to (1) above.
  • the SOC estimation unit 810 uses the current value Id received from the current sensor 30, the voltage value Vd of each secondary battery received from the voltage sensor 31, and the internal resistance R of each secondary battery received from the internal resistance estimation unit 811. Then, the OCV of each secondary battery is estimated, and the SOC corresponding to the OCV is specified. In the first embodiment, it is assumed that the OCV is estimated by the following equation (2).
  • OCV Vd ⁇ Id ⁇ R (2)
  • the above equation (2) is an example of the OCV estimation equation, and other estimation equations may be used. For example, an estimation formula in which temperature correction is introduced may be used.
  • the SOC estimation unit 810 specifies SOC_v corresponding to the calculated OCV with reference to the SOC-OCV table. Specifically, the SOC corresponding to the calculated OCV is read with reference to the SOC-OCV table.
  • the SOC estimation part 810 determines SOC which should be employ
  • the internal resistance estimation unit 811 estimates the internal resistance R of each secondary battery from the current value Id received from the current sensor 30 and the voltage value Vd of each secondary battery received from the voltage sensor 31.
  • the internal resistance value may be specified with reference to map information obtained in advance, or may be estimated from an IV relationship between a current value and a voltage value detected during charging / discharging.
  • the SOH_R calculation unit 812 calculates SOH_R at a predetermined timing t from the internal resistance R of each secondary battery received from the internal resistance estimation unit 811 according to the following equation (3).
  • Ri represents the internal resistance in the initial state. In the first embodiment, it is assumed that Ri is measured in advance through experiments or the like and stored in the storage unit 70.
  • the SOH_C calculation unit 813 refers to the SOH_R-SOH_C table, and obtains a predetermined timing from the SOH_R of each secondary battery received from the SOH_R calculation unit 812 and the SOC at the time of storage of each secondary battery stored in the storage unit 70. Specify SOH_C at t. Specifically, the SOH_C calculation unit 813 refers to the SOH_R-SOH_C table and reads the calculated SOH_R and the reference value and correction amount of SOH_C corresponding to the SOC at the time of storage.
  • the SOH_C calculation unit 813 has at least two reference values adjacent to the calculated SOH_R and at least four correction amounts adjacent to the SOC at the time of storage. , And a reference value and correction amount corresponding to the calculated SOH_R and the SOC at the time of storage are calculated by interpolation.
  • the SOH_C calculation unit 813 adds the calculated reference value and the correction amount, and specifies SOH_C at a predetermined timing t.
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC at a predetermined timing t from the SOH_C of each secondary battery received from the SOH_C calculation unit 813 according to the following equation (4).
  • FCC SOH_C ⁇ FCCi (4)
  • FCCi indicates the full charge capacity in the initial state. Similar to Ri, in the first embodiment, it is assumed that FCCi is stored in the storage unit 70.
  • the FCC estimation unit 814 outputs the estimated FCC to the charge / discharge control unit 82.
  • FIG. 5 is an operation flowchart relating to estimation of the full charge capacity according to the first embodiment of the present invention.
  • the internal resistance estimation unit 811 receives the current value Id received from the current sensor 30.
  • the internal resistance of each secondary battery is estimated from the voltage value Vd received from the voltage sensor 31 (S10).
  • the SOH_R calculation unit 812 calculates SOH_R at a predetermined timing using the internal resistance of each secondary battery estimated by the internal resistance estimation unit 811 and the internal resistance Ri in the initial state read from the storage unit 70 (S11).
  • the SOH_C calculation unit 813 refers to the SOH_R-SOH_C table read from the storage unit 70 using the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the SOC at the time of storage stored in the storage unit 70, and at a predetermined timing.
  • SOH_C is calculated (S12).
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC at a predetermined timing using the SOH_C calculated by the SOH_C calculation unit 813, and the charge / discharge control unit 82 stores the FCC received from the FCC estimation unit 814 in the storage unit 70.
  • the FCC is updated (S13).
  • the SOC estimation unit 810 reads the updated FCC from the storage unit 70 and estimates the SOC.
  • the charge / discharge control unit 82 refers to the SOC or the like received from the SOC estimation unit 810 and continues the charge or discharge control of the battery module 20.
  • the charge / discharge control unit 82 stops the charging or discharging of the battery module 20 and updates the SOC held in the storage unit 70 with the SOC received from the SOC estimation unit 810 before starting the storage of the battery module 20.
  • the internal resistance estimation unit 811 estimates the internal resistance R of the secondary battery.
  • the SOH_R calculation unit 812 calculates SOH_R based on the estimated internal resistance R.
  • the storage unit 70 stores an SOH_R-SOH_C table.
  • the SOH_C calculation unit 813 refers to the SOH_R-SOH_C table and calculates SOH_C based on the calculated SOH_R.
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC based on the calculated SOH_C. For this reason, FCC can be estimated easily and in a short time.
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC based on SOH_C corrected with the correction amount included in the SOH_R-SOH_C table.
  • the SOC estimation unit 810 estimates the SOC using the FCC updated by the FCC estimation unit 814. For this reason, even after being stored for a long time, the state of charge of the secondary battery can be accurately grasped, and the secondary battery can be charged and discharged safely and accurately.
  • a second embodiment will be described.
  • a modification technique of the technique described in the first embodiment will be described.
  • the configuration and operation of the power supply device according to the second embodiment are the same as those of the power supply device according to the first embodiment, except that the secondary battery is charged and discharged during the storage period, and the details described below are associated therewith. .
  • the measured internal resistance may deviate more than the true value.
  • the deviation of the internal resistance from the true value may be alleviated.
  • charging / discharging also referred to as break-in charging / discharging
  • SOH_R is obtained after alleviating the deviation from the true value of the internal resistance. Is applied to the characteristic function to obtain the FCC. As a result, the FCC estimation accuracy is further improved.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the power supply device 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the power supply device 1 according to the second embodiment can be configured by adding the discharge unit 90 to the power supply device 1 according to the first embodiment.
  • the discharge unit 90 includes a switching element SWD and a resistance element RD connected in series.
  • the switching element SWD for example, an n-type MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) which is one of semiconductor switches can be used. Instead of the n-type MOSFET, an IGBT (Insulated GateGBipolar Transistor), GaN transistor, SiC transistor, or the like may be used.
  • the switching element SWD is turned on / off according to a control signal from the charge / discharge control unit 82.
  • the discharge unit 90 discharges the battery module 20 via the resistance element RD by turning on the switching element SWD.
  • the charge / discharge control unit 82 performs preliminary discharge of the battery module 20 in order to calculate SOH_R every time a predetermined period elapses during the storage period. Specifically, the charge / discharge control unit 82 performs control to turn on the switching element SWD of the discharge unit 90, or controls to turn on a switching element (not shown) so that the control unit 80 receives power directly from the battery module 20. I do.
  • the charge / discharge control unit 82 calculates a difference value between the SOH_R (also referred to as a first SOH_R) calculated by the SOH_R calculation unit 812 by the preliminary discharge and the SOH_R (also referred to as a second SOH_R) stored in the storage unit 70 as a difference value.
  • a threshold value also referred to as a first threshold value.
  • the charge / discharge control unit 82 determines that the deviation of the measured internal resistance from the true value has increased, and turns on the switching element SWD of the discharge unit 90. Control is performed and discharging of the battery module 20 is started.
  • SOCc% for example, SOC 80%
  • the charge / discharge control unit 82 controls the switching element SWD of the discharge unit 90 to be turned off, and controls the converter 40, so that the battery module 20 Start charging.
  • the charge / discharge control unit 82 stops charging when the battery module 20 is charged until SOCd% (for example, SOC 100%) is reached.
  • the charge / discharge control unit 82 repeats such break-in charge / discharge control a predetermined number of times.
  • the charge / discharge control unit acquires the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the FCC estimated by the FCC estimation unit 814 based on the SOH_R.
  • the charge / discharge control unit 82 updates the SOH_R and FCC held in the storage unit 70 by using the SOH_R and FCC acquired at the timing of starting the last discharge in the break-in charge / discharge control repeated a predetermined number of times. To do.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires SOH_R (also referred to as third SOH_R) calculated by the SOH_R calculation unit 812 at a timing before stopping charging for each break-in charge / discharge control, and a difference value between the first SOH_R and the third SOH_R If it is smaller than the first threshold value, the break-in charge / discharge control may be terminated. Thereby, efficient running-in charge / discharge control can be performed.
  • the charge / discharge control unit 82 determines whether to continue the break-in charge / discharge control for each break-in charge / discharge control, the difference value between the first SOH_R and the third SOH_R even if the charge / discharge control is performed a specified number of times.
  • FIG. 7 is an operation flowchart relating to break-in charge / discharge during the storage period of the secondary battery according to the second embodiment of the present invention.
  • the charge / discharge control unit 82 measures an elapsed time since the previous charge / discharge control was performed during the storage period, and determines whether a predetermined period has elapsed (S20). When the predetermined period has elapsed (Y in S20), the charge / discharge control unit 82 acquires the second SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812. The charge / discharge control unit 82 compares the difference value between the first SOH_R and the second SOH_R with the first threshold value (S22).
  • the charge / discharge control unit 82 executes the break-in charge / discharge control a predetermined number of times (S23). Of the running-in / discharge control repeated a predetermined number of times, at the timing when the discharge of the last run-in charge / discharge control is started, the charge / discharge control unit 82 calculates the FCC estimation unit 814 based on the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the SOH_R. The FCC estimated in (1) is acquired. The charge / discharge control unit 82 updates the SOH_R and FCC stored in the storage unit 70 with the acquired SOH_R and FCC.
  • the charge / discharge control unit 82 sets the difference value between the first SOH_R stored in the storage unit 70 and the second SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 as the first threshold value. Compare. When the difference value becomes larger than the first threshold value, the charge / discharge control unit 82 starts the break-in charge / discharge control.
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC based on the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 at the timing at which the discharge of the last break-in charge / discharge control is started among the running-in / discharge control repeated a predetermined number of times.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the FCC estimated by the FCC estimation unit 814, and updates the SOH_R and FCC stored in the storage unit 70. For this reason, it is possible to estimate the FCC by relaxing the deviation from the true value of the internal resistance by running-in and discharging, and it is possible to further improve the FCC estimation accuracy.
  • a third embodiment will be described.
  • Charging is performed when the dischargeable capacity of the secondary battery is reduced during the storage period, and the configuration and operation of the power supply device according to the third embodiment are the same as those of the power supply according to the second embodiment, except for the contents described later. Same as that of the device.
  • the dischargeable capacity of the secondary battery may decrease due to self-discharge or the like.
  • the charge / discharge control unit 82 charges the secondary battery when the dischargeable capacity of the secondary battery decreases during the storage period, and obtains SOH_R at the timing when the charging starts.
  • the FCC is obtained by applying this to the characteristic function. Thereby, the estimation accuracy of FCC can be further improved.
  • the charge / discharge control unit 82 determines the SOC estimated by the SOC estimation unit 810 every time a predetermined period elapses during the storage period, and a threshold value related to the SOC (also referred to as a second threshold value). Compare. When the estimated SOC becomes smaller than the second threshold value, the charge / discharge control unit 82 determines that the dischargeable capacity has greatly decreased, controls the converter 40, and starts charging the battery module 20. At the timing when charging is started, the charge / discharge control unit 82 acquires the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the FCC estimated by the FCC estimation unit 814 based on the SOH_R.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires the SOC estimated by the SOC estimation unit 810 at every predetermined timing during the charging period. When the acquired SOC reaches an upper limit SOC (for example, SOC 100%) at which charging is stopped, the charge / discharge control unit 82 determines that the dischargeable capacity has recovered to a desired capacity, controls the converter 40, and controls the battery module. Stop charging. At a timing before stopping charging, the charge / discharge control unit 82 updates the SOC held in the storage unit 70 with the SOC acquired at that timing.
  • SOC an upper limit SOC
  • the charge / discharge control unit 82 starts charging the battery module 20 when the SOC estimated by the SOC estimation unit 810 becomes smaller than the second threshold value during the storage period. .
  • the FCC estimation unit 814 estimates the FCC based on the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires the SOH_R calculated by the SOH_R calculation unit 812 and the FCC estimated by the FCC estimation unit 814, and updates the SOH_R and FCC stored in the storage unit 70. For this reason, the deviation from the true value of the internal resistance can be reduced by supplementary charging, and the FCC can be estimated, and the FCC estimation accuracy can be further improved.
  • a fourth embodiment will be described.
  • a modification technique of the technique described in the first to third embodiments will be described.
  • the items described in the fourth embodiment can be applied to the first to third embodiments, and the items described in any two or more of the first to third embodiments are freely combined as long as there is no contradiction.
  • the fourth embodiment can also be applied to things.
  • the secondary battery when a secondary battery is stored for a long period of time in a state close to a full charge, the secondary battery deteriorates.
  • the secondary battery In order to sufficiently supply power to the load 11 when the commercial AC power supply 10 is abnormal, the secondary battery is preferably stored in a charged state close to full charge.
  • the secondary battery even when an abnormality occurs in the commercial AC power supply 10, there is a case where sufficient power can be supplied to the load 11 even when the secondary battery is stored in a low charge state.
  • the SOC fluctuation history associated with the charging or discharging of the secondary battery is stored, and the charge / discharge control unit 82 charges the secondary battery when the SOC fluctuation width is small.
  • the upper limit SOC to be stopped is changed. Thereby, deterioration of a secondary battery can be suppressed, ensuring a suitable dischargeable capacity.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires the SOC estimated by the SOC estimation unit 810 at predetermined intervals (for example, 10 minutes) during the discharge of the secondary battery, and stores the storage unit 70 as the SOC fluctuation history. To remember.
  • the charge / discharge control unit 82 reads the change history from the storage unit 70 at an arbitrary timing after completing the discharge of the secondary battery and starting the charge, and then starting the discharge as the fluctuation range of the SOC during the discharge and then ending DOD (Depthof Discharge, also called depth of discharge) is calculated.
  • DOD Depthof Discharge, also called depth of discharge
  • the charge / discharge control unit 82 changes the upper limit SOC according to the size of the DOD.
  • the charge / discharge control unit 82 changes the upper limit SOC to SOCe% (for example, SOC 50%). Conversely, if the DOD is large (for example, DOD is 50%) and the set upper limit SOC is low (for example, SOC 50%), the charge / discharge control unit 82 changes the upper limit SOC to SOCf% (for example, SOC 100%). To do.
  • the charge / discharge control unit 82 may acquire SOH_C from the SOH_C calculation unit 813 and adjust the upper limit SOC according to the received SOH_C. For example, when the DOD is 30% and the set upper limit SOC is SOC 100%, the charge / discharge control unit 82 is changed to SOCe% on the assumption that SOH_C is 100% in the above description. If SOH_C is 90%, the upper limit SOC may be changed to SOCg% higher than SOCe% (for example, SOC 60%). Thus, by adjusting the upper limit SOC according to SOH_C, it is possible to secure an appropriate dischargeable capacity that is predicted from the past discharge situation, while taking into account a decrease in chargeable capacity due to the progress of battery deterioration.
  • the charge / discharge control unit 82 may obtain a plurality of DODs for each past discharge with reference to the change history, statistically process the plurality of DODs, and change the upper limit SOC. For example, an average value of a plurality of DODs (also referred to as average DOD) may be calculated, and the upper limit SOC may be changed based on the average DOD. A dispersion value (dispersion DOD) of the plurality of DODs may be calculated, The upper limit SOC may be adjusted accordingly. Thus, by statistically processing a plurality of DODs and changing the upper limit SOC, the prediction accuracy from the past discharge situation is improved, and a more appropriate dischargeable capacity can be secured.
  • the charge / discharge control unit 82 acquires the SOC estimated by the SOC estimation unit 810 during discharge, and stores it in the storage unit 70 as the SOC fluctuation history.
  • the charge / discharge control unit 82 reads the change history from the storage unit 70 and changes the upper limit SOC. For this reason, while ensuring the appropriate dischargeable capacity
  • the charge / discharge control unit 82 acquires SOH_C from the SOH_C calculation unit 813 and adjusts the upper limit SOC according to the received SOH_C. For this reason, it is possible to ensure an appropriate dischargeable capacity that is predicted from the past discharge situation, while taking into account a decrease in the chargeable capacity due to the progress of deterioration of the battery.
  • the SOH_R-SOH_C table includes the correction amount for correcting the correspondence relationship of the characteristic function according to the SOC size when the secondary battery is stored
  • the SOH_R-SOH_C table may include a correction amount for correcting the correspondence relationship between the characteristic functions according to the magnitude of the terminal voltage when the secondary battery is stored.
  • the SOH_C to be associated with the sohri is the m correction amounts dij (j) corresponding to the reference value sohci and the terminal voltage at the time of storage (V1 ⁇ V2 ⁇ ... ⁇ Vm-1 ⁇ Vm). Is described as a combination of integers from 1 to m).
  • the charge / discharge control unit 82 stores the voltage value Vd received from the state detection unit 81 in the storage unit 70 at a timing when the discharge or charging of the battery module 20 is stopped.
  • the SOH_C calculation unit 813 refers to the SOH_R-SOH_C table, and determines a predetermined timing t from the SOH_R of each secondary battery received from the SOH_R calculation unit 812 and the voltage value Vd of each secondary battery stored in the storage unit 70. SOH_C in is specified.
  • the SOC at the time of storage the charging or discharging of the battery module 20 is stopped, and the SOC at the timing when the storage of the battery module 20 is started and the dischargeable capacity of the secondary battery are reduced to a desired capacity. It has been described that the SOC at the timing before stopping the charging to be recovered is held in the storage unit 70. In this regard, the SOC estimated at an arbitrary timing from when storage of the battery module 20 is started until SOH_R is calculated may be held in the storage unit 70.
  • a first estimating unit that estimates an internal resistance of the secondary battery at a predetermined timing; and a first ratio that calculates a first ratio between the internal resistance of the secondary battery in the initial state and the internal resistance of the secondary battery at the predetermined timing.
  • a calculation unit an internal resistance ratio that is a ratio of an internal resistance of the secondary battery in the initial state and an internal resistance of the secondary battery in the deteriorated state, a full charge capacity of the secondary battery in the initial state and the deteriorated state
  • a storage unit that stores related data that associates a full charge capacity ratio that is a ratio with a full charge capacity of the secondary battery, and refers to the related data, based on the first ratio calculated by the first calculation unit
  • a battery state estimation device comprising: a second estimation unit that estimates a full charge capacity of a secondary battery at a predetermined timing.
  • the storage unit stores the second ratio calculated by the first calculation unit last time, and the storage unit stores the first ratio calculated by the first calculation unit and the storage during the storage period of the secondary battery.
  • a third estimating unit configured to estimate a charging rate of the secondary battery, wherein the charging rate estimated by the third estimating unit during a storage period of the secondary battery is more than a second threshold value related to the charging rate; When it becomes smaller, the charging / discharging control unit starts charging the secondary battery, and the second estimating unit is in charge of the secondary battery after starting the charging of the secondary battery during the storage period. Estimating the charge capacity, Item 4.
  • the power supply device according to Item 3.
  • the storage unit stores a change history of the charge rate of the secondary battery, and the charge / discharge control unit refers to the change history and changes an upper limit charge rate at which charging of the secondary battery is stopped. 4.
  • the power supply device according to 4.
  • the third ratio between the full charge capacity of the secondary battery in the initial state and the full charge capacity of the secondary battery at the predetermined timing is determined based on the first ratio calculated by the first calculation unit with reference to the related data.
  • the battery state estimation apparatus and power supply apparatus according to the present invention are useful for backup power supplies and the like.

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Abstract

　内部抵抗推定部（８１１）は、二次電池の内部抵抗Ｒを推定する。ＳＯＨ＿Ｒ算出部（８１２）は、推定された二次電池の内部抵抗Ｒに基づきＳＯＨ＿Ｒを算出する。記憶部（７０）は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを記憶する。ＳＯＨ＿Ｃ算出部（８１３）は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照し、算出されたＳＯＨ＿Ｒに基づきＳＯＨ＿Ｃを算出する。ＦＣＣ推定部（８１４）は、算出されたＳＯＨ＿Ｃに基づきＦＣＣを推定する。

Description

電池状態推定装置、及び電源装置
　本発明は、電池状態推定装置及び電源装置に関する。
　リチウムイオン電池などの二次電池を備え、商用交流電源が停電した際に、二次電池から給電を行うバックアップ用の電源装置が知られている。二次電池が過放電や過充電になることを防止するため、二次電池の満充電容量を精度よく算出することが要望される。しかしながら、バックアップ用の電源装置で利用される二次電池は満充電のまま保持されることが多く、完全な放電や充電により満充電容量を検出できないこともある。従来のある方法では、二次電池が無負荷となるタイミングで検出した二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、充電率とも言う）の変化率と、充放電電流積算値の変移量に基づき、満充電容量を算出している（下記特許文献１参照）。
特開２００６－１５５９１５号公報
　本発明に係る電池状態推定装置は、所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗を推定する第１推定部と、初期状態における二次電池の内部抵抗と前記所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗との第１比率を算出する第１算出部と、前記初期状態における二次電池の内部抵抗と劣化状態における二次電池の内部抵抗との比率である内部抵抗比率と、前記初期状態における二次電池の満充電容量と前記劣化状態における二次電池の満充電容量との比である満充電容量比率とを関連付ける関連データを記憶する記憶部と、前記関連データを参照し、前記第１算出部で算出した第１比率に基づき、前記所定のタイミングにおける二次電池の満充電容量を推定する第２推定部と、を備える。
　以上の構成により、二次電池の満充電容量を容易に短時間で算出可能な電池状態推定装置及び電源装置を提供することが可能である。
図１は本発明の第１実施形態に係る電源装置を説明するための図である。 図２は内部抵抗比率と満充電容量比率との対応関係を示す概念図である。 図３は内部抵抗比率と満充電容量比率との対応関係を記述したテーブル図である。 図４は本発明の第１実施形態に係る状態検出部の構成例を示す図である。 図５は本発明の第１実施形態の満充電容量の推定に関わる動作フローチャートである。 図６は本発明の第２実施形態に係る電源装置を説明するための図である。 図７は本発明の第２実施形態に係る二次電池の保存期間中の慣らし充放電に関わる動作フローチャートである。
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の電池状態推定装置及び電源装置における課題を説明する。
　二次電池の満充電容量を算出する従来の方法は、二次電池が無負荷となるタイミングで検出した二次電池のＳＯＣの変化率と、充放電電流積算値の変移量に基づいている。そのため、従来の方法は、商用交流電源が停電し、バックアップ用の電源装置から給電が開始されると二次電池が無負荷でなくなるため、満充電容量を算出できないことがある。また、従来の方法は、二次電池が無負荷となるタイミングのＳＯＣの変化率と、充放電電流積算値の変移量を検出する必要があり、算出されるまでの所要時間が長くなることがある。
　以下、二次電池の満充電容量を容易に短時間で算出可能な電池状態推定装置及び電源装置について説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。
　図１は、本発明の第１実施形態に係る電源装置１を説明するための図である。本第１実施形態では、電源装置１は商用交流電源１０と接続され、商用交流電源１０の停電時に、負荷１１に交流電力を供給するバックアップ用の電源装置を想定する。電源装置１は、電池モジュール２０、電流センサ３０、電圧センサ３１、温度センサ３２、コンバータ４０、インバータ５０、電源切替部６０、記憶部７０及び制御部８０を備える。
　電池モジュール２０は、１つ以上の二次電池から構成される。電池モジュール２０に含まれる二次電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。図１では、直列接続された複数の二次電池にて電池モジュール２０が構成されているが、電池モジュール２０を構成する二次電池の個数は１つでも良い。また、電池モジュール２０に含まれる二次電池の一部又は全部は、互いに並列接続されていても良い。本第１実施形態において、放電及び充電は、特に説明がない限り電池モジュール２０の放電及び充電を意味する。
　電流センサ３０（例えば、シャント抵抗、ホール素子）は、電池モジュール２０とコンバータ４０及びインバータ５０との間に配置され、電池モジュール２０に流れる電流の電流値Ｉｄを測定する。電流センサ３０は、検出した電流値Ｉｄを制御部８０に出力する。
　電圧センサ３１は、電池モジュール２０を構成する各複数の二次電池のそれぞれの端子電圧（複数の二次電池のそれぞれの正極及び負極間の電位差）の電圧値Ｖｄを検出する。電圧センサ３１は、検出した各二次電池の電圧値Ｖｄを制御部８０に出力する。
　温度センサ３２（例えば、サーミスタ）は、電池モジュール２０の温度Ｔｄ（例えば、電池モジュール２０の表面温度）を検出する。温度センサ３２は、検出した温度Ｔｄを制御部８０に出力する。
　コンバータ４０は、制御部８０からの指示に従い、商用交流電源１０から供給される交流電力を直流電力に変換して電池モジュール２０に供給し、電池モジュール２０を充電する。また、充電する際、コンバータ４０は、制御部８０からの指示に従い、充電電圧および充電電流を管理する。
　インバータ５０は、制御部８０からの指示に従い、電池モジュール２０を放電させ、電池モジュール２０から供給される直流電力を交流電力に変換して電源切替部６０に供給する。また、放電する際、インバータ５０は、制御部８０からの指示に従い、放電電圧および放電電流を管理する。なお、コンバータ４０とインバータ５０により、電源装置１の電力変換部が構成されている、と考えることもできる。
　電源切替部６０は、商用交流電源１０から交流電力の供給を受ける。また、電源切替部６０は、インバータ５０から交流電力の供給を受ける。さらに、電源切替部６０は、制御部８０からの指示に従い、商用交流電源１０から供給される交流電力と、インバータ５０から供給される交流電力とのうちいずれか一方を選択し、負荷１１に供給する。
　記憶部７０は、制御部８０で実行されるプログラム、及びそのプログラムで使用されるデータを保持する。例えば、記憶部７０は、状態検出部８１で算出・推定されたＳＯＣ、ＳＯＨ、ＦＣＣ等を保持する。さらに記憶部７０はＳＯＣ－ＯＣＶテーブル及びＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを含む。
　ＳＯＣ－ＯＣＶテーブルは、二次電池のＳＯＣと、二次電池のＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、開放電圧とも言う）との関係を記述したテーブルである。
ＳＯＣ－ＯＣＶテーブルは、例えば、事前の実験またはシミュレーションにより、二次電池の充電率が０％の状態から徐々に充電していく際に取得されるＳＯＣとＯＣＶのデータから生成される。
　ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルは、二次電池の初期状態の内部抵抗と劣化状態の内部抵抗との比であるＳＯＨ＿Ｒ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ＿Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）と、二次電池の初期状態のＦＣＣ（ＦｕｌｌＣｈａｒｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ、満充電容量とも言う）と二次電池の劣化状態のＦＣＣとの比であるＳＯＨ＿Ｃ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ＿Ｃａｐａｃｉｔｙ）との関係を記述したテーブルである。ここで初期状態とは、二次電池の劣化が発生していない状態を言い、例えば、二次電池を製造した直後の状態を言う。また、劣化状態とは、二次電池に劣化が発生している状態を言い、例えば、二次電池を充電あるいは放電した後の状態を言う。ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルは、事前の実験またはシミュレーションにより、二次電池が初期状態から徐々に劣化していく際に取得されるＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃのデータから生成される。ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルの詳細な構成例については後述する。
　制御部８０は、電源装置１全体を管理する。例えば、制御部８０は、商用交流電源１０が停電等の異常時に、負荷１１に供給する交流電力をインバータ５０から供給される交流電力へ切り替えるよう電源切替部６０に指示する。また、制御部８０は、商用交流電源１０の復旧時に、負荷１１に供給する交流電力を商用交流電源１０から供給される交流電力に切り替えるよう電源切替部６０に指示する。
　また、制御部８０は、状態検出部８１及び充放電制御部８２を含む。状態検出部８１は、電流センサ３０から受け取った電流値Ｉｄ、電圧センサ３１から受け取った電圧値Ｖｄ及び温度センサ３２から受け取った温度Ｔｄを含む電池状態データを用いて、二次電池のＳＯＣ、ＳＯＨ、ＦＣＣなどを検出する。充放電制御部８２は、状態検出部８１で検出されたＳＯＣ等やユーザ操作に起因してコンバータ４０に充電制御を実行させ、あるいはインバータ５０に放電制御を実行させる。また、充放電制御部８２は、電池モジュール２０の放電あるいは充電を停止あるいは開始するタイミングで、状態検出部８１から受け取ったＳＯＣ、ＳＯＨ、ＦＣＣ等を記憶部７０に記憶する。さらに、充放電制御部８２は、電池モジュール２０の放電あるいは充電を停止し、電池モジュール２０の保存を開始してからの経過時間をタイマ等で計測する。なお、記憶部７０と状態検出部８１を含む電池状態推定装置が電源装置１に含まれている、と考えることもできる。
　状態検出部８１を具体的に説明する前に、状態検出部８１で実行するＦＣＣの推定動作の概要について述べる。
　図２は、ＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとの対応関係を示す概念図である。図２において三角で示す点は、初期状態の二次電池を所定の充電率（ＳＯＣａ％）に充電し、温度や期間等の保存条件を変えながら保存して、劣化度が異なる複数の二次電池を作製し、それら複数の二次電池ごとに求めた（ＳＯＨ＿Ｒ，ＳＯＨ＿Ｃ）をプロットしたものである。また、四角で示す点は、ＳＯＣａ％より低い充電率（ＳＯＣｂ％）に充電し、同様に保存条件を変えながら保存して、劣化度が異なる複数の二次電池を作製し、それら複数の二次電池ごとに求めた（ＳＯＨ＿Ｒ，ＳＯＨ＿Ｃ）をプロットしたものである。
　図２に示すように、劣化度が異なる二次電池から求めたＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとの間に相関関係があり、関係式として１次関数（単に特性関数とも言う）を適用することができる。この特性関数は、事前の実験で得られたデータに回帰演算等を行うことで、あらかじめ定めておくことができる。ＳＯＨ＿Ｒを求めると、この特性関数に適用することで、ＳＯＨ＿Ｃを求めることができる。初期状態のＦＣＣは既知のため、特性関数を用いることで、ＳＯＨ＿ＲからＦＣＣを求めることができる。
　ＦＣＣを直接求める場合、例えば、一定の期間、二次電池を放電あるいは充電し、ＳＯＣの変化率と放電電流積算値の変移量を検出することが必要である。そのため、そのＦＣＣの精度はＳＯＣの変化率の大きさに依存する。このため、ＦＣＣを直接求めようとするとその所要時間が長くなることもある。一方、ＳＯＨ＿Ｒは内部抵抗を推定することにより求められ、内部抵抗は、事前に求めておいたマップ情報を参照等することで比較的短時間で求めることができる。
　そこで本発明の第１実施形態では、推定した内部抵抗からＳＯＨ＿Ｒを求めて、これを特性関数に適用することでＦＣＣを求める。これにより、ＦＣＣを直接求める場合に比べ、容易かつ短時間でＦＣＣを求めることができる。本発明の第１実施形態では、特性関数の対応関係をＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとを関連付けるＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルで規定することを想定する。
　ところで、図２に示すよう、二次電池をＳＯＣａ％（例えばＳＯＣ１００％）で保存した場合の特性関数（図２において点線で示す。第１特性関数とも言う）と二次電池をＳＯＣａ％より低いＳＯＣｂ％（例えばＳＯＣ５０％）で保存した場合の特性関数（図２において一点鎖線で示す。第２特性関数とも言う）とは異なる対応関係を示す。このため、ＳＯＨ＿Ｒを特性関数に適用してＦＣＣを推定する際、ＦＣＣの推定精度を向上させるためには、二次電池の保存時のＳＯＣに適した特性関数を選択することが望まれる。
　そこで本発明の第１実施形態のＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルは、二次電池の保存時のＳＯＣの大きさに応じて特性関数の対応関係を補正するための補正量を含む。これにより、二次電池の保存期間の長さに適したＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとの対応関係を規定できるようになり、ＦＣＣの推定精度を向上させることができる。
　図３に示すように、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルは、ＳＯＨ＿Ｒに関連付けるＳＯＨ＿Ｃを、基準値と保存時のＳＯＣの大きさに応じた補正量の組み合わせにより記述している。ＳＯＨ＿Ｒ欄に、ｎ個のＳＯＨ＿Ｒの値ｓｏｈｒｉ（ｉは=１からｎの整数）が記述されている。ＳＯＨ＿Ｃ欄に、ｓｏｈｒｉに関連付けるべきＳＯＨ＿Ｃが基準値ｓｏｈｃｉと保存時のＳＯＣの大きさ（ＳＯＣ１＜ＳＯＣ２＜…＜ＳＯＣｍ－１＜ＳＯＣｍ）に応じたｍ個の補正量ｄｉｊ（ｊは=１からｍの整数）の組み合わせが記述されている。ＳＯＨ＿Ｒの値ｓｏｈｒｉと二次電池の保存時のＳＯＣｊを用いて、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照することで、対応するＳＯＨ＿Ｃの基準値ｓｏｈｃｉと補正量ｄｉｊが決定できる。そして、基準値ｓｏｈｃｉに補正量ｄｉｊを加算することにより、二次電池の保存時のＳＯＣの大きさに応じてＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとの対応関係は補正することができる。
　以下、上述の構成を基本とする、状態検出部８１を具体的に説明する。状態検出部８１は、ＳＯＣ推定部８１０、内部抵抗推定部８１１、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３及びＦＣＣ推定部８１４を含む。
　ＳＯＣ推定部８１０は、電流センサ３０から受け取った電流値Ｉｄを積算することにより電池セルのＳＯＣ＿ｉを推定する。具体的には下記（１）式によりＳＯＣ＿ｉを推定する。
　ＳＯＣ＿ｉ＝ＳＯＣ０±（Ｑ／ＦＣＣ）×１００　…（１）
　ここで、ＳＯＣ０は充電あるいは放電開始前のＳＯＣ、Ｑは電流積算値、ＦＣＣは満充電容量をそれぞれ示す。＋は充電、－は放電を示す。ＳＯＣ推定部８１０は、記憶部７０に記憶されているＳＯＣ、ＦＣＣを読み出し、電流値Ｉｄを積算してＱを算出し、上記（１）によりＳＯＣ＿ｉを推定する。
　また、ＳＯＣ推定部８１０は、電流センサ３０から受け取った電流値Ｉｄ、電圧センサ３１から受け取った各二次電池の電圧値Ｖｄ及び内部抵抗推定部８１１から受け取った各二次電池の内部抵抗Ｒから、各二次電池のＯＣＶを推定し、そのＯＣＶに対応するＳＯＣを特定する。本第１実施形態では下記（２）式によりＯＣＶを推定することを想定する。
　ＯＣＶ＝Ｖｄ±Ｉｄ×Ｒ　…（２）
　なお、上記（２）式はＯＣＶ推定式の一例であり、その他の推定式を用いてもよい。例えば、温度補正が導入された推定式を用いてもよい。
　ＳＯＣ推定部８１０は、ＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを参照して、算出したＯＣＶに対応するＳＯＣ＿ｖを特定する。具体的には、ＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを参照して、算出したＯＣＶに対応するＳＯＣを読み出す。
　そして、ＳＯＣ推定部８１０は、算出したＳＯＣ＿ｉとＳＯＣ＿ｖから採用すべきＳＯＣを決定する。例えば、ＳＯＣ推定部８１０は、二次電池が充放電してないときはＳＯＣ＿ｖをそのまま採用し、二次電池が充放電しているときはＳＯＣ＿ｉをそのまま、あるいはＳＯＣ＿ｉをＳＯＣ＿ｖで補正したものを採用する。
　内部抵抗推定部８１１は、電流センサ３０から受け取った電流値Ｉｄ及び電圧センサ３１から受け取った各二次電池の電圧値Ｖｄから、各二次電池の内部抵抗Ｒを推定する。内部抵抗値は事前に求めておいたマップ情報を参照して特定してもよいし、充放電中に検出される電流値と電圧値とのＩ－Ｖ関係から推定してもよい。
　ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２は、内部抵抗推定部８１１から受け取った各二次電池の内部抵抗Ｒから、下記（３）式により所定のタイミングｔにおけるＳＯＨ＿Ｒを算出する。
　ＳＯＨ＿Ｒ＝Ｒ／Ｒｉ　…（３）
　ここで、Ｒｉは、初期状態の内部抵抗を示す。本第１実施形態では、Ｒｉを事前に実験等で測定しておき、記憶部７０に記憶しておくことを想定する。
　ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照し、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２から受け取った各二次電池のＳＯＨ＿Ｒと記憶部７０に記憶されている各二次電池の保存時のＳＯＣから、所定のタイミングｔにおけるＳＯＨ＿Ｃを特定する。具体的には、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照して、算出したＳＯＨ＿Ｒと保存時のＳＯＣに対応するＳＯＨ＿Ｃの基準値と補正量を読み出す。算出したＳＯＨ＿Ｒと保存時のＳＯＣがＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルに記述されていない場合、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、算出したＳＯＨ＿Ｒに隣接する少なくとも二つの基準値と保存時のＳＯＣに隣接する少なく四つの補正量を読み出して、算出したＳＯＨ＿Ｒと保存時のＳＯＣに対応する基準値と補正量を補間により算出する。ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、算出した基準値と補正量を加算し、所定のタイミングｔにおけるＳＯＨ＿Ｃを特定する。
　ＦＣＣ推定部８１４は、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３から受け取った各二次電池のＳＯＨ＿Ｃから、下記（４）式により所定のタイミングｔにおけるＦＣＣを推定する。
　ＦＣＣ＝ＳＯＨ＿Ｃ×ＦＣＣｉ　…（４）
　ここで、ＦＣＣｉは、初期状態の満充電容量を示す。Ｒｉと同様、本第１実施形態において、ＦＣＣｉは記憶部７０に記憶されることを想定する。ＦＣＣ推定部８１４は、推定したＦＣＣを充放電制御部８２に出力する。
　以上の構成による電池状態推定装置の動作を説明する。図５は、本発明の第１実施形態の満充電容量の推定に関わる動作フローチャートである。例えば、インバータ５０を介して負荷１１に交流電力を供給するため充放電制御部８２が電池モジュール２０の充電あるいは放電制御を開始すると、内部抵抗推定部８１１は、電流センサ３０から受け取った電流値Ｉｄと電圧センサ３１から受け取った電圧値Ｖｄから、各二次電池の内部抵抗を推定する（Ｓ１０）。ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２は、内部抵抗推定部８１１で推定された各二次電池の内部抵抗と記憶部７０から読み出した初期状態の内部抵抗Ｒｉを用いて所定のタイミングにおけるＳＯＨ＿Ｒを算出する（Ｓ１１）。ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒと記憶部７０に記憶されている保存時のＳＯＣを用いて、記憶部７０から読み出したＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照し、所定のタイミングにおけるＳＯＨ＿Ｃを算出する（Ｓ１２）。ＦＣＣ推定部８１４は、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３で算出されたＳＯＨ＿Ｃを用いて所定のタイミングにおけるＦＣＣを推定し、充放電制御部８２は、ＦＣＣ推定部８１４から受け取ったＦＣＣで、記憶部７０に保持するＦＣＣを更新する（Ｓ１３）。ＳＯＣ推定部８１０は、更新されたＦＣＣを記憶部７０から読み出し、ＳＯＣの推定を行う。充放電制御部８２は、ＳＯＣ推定部８１０から受け取ったＳＯＣ等を参照し、電池モジュール２０の充電あるいは放電制御を続行する。充放電制御部８２は、電池モジュール２０の充電あるいは放電を停止し、電池モジュール２０の保存を開始する前に、ＳＯＣ推定部８１０から受け取ったＳＯＣで、記憶部７０に保持するＳＯＣを更新する。
　本発明の第１実施形態によれば、内部抵抗推定部８１１は、二次電池の内部抵抗Ｒを推定する。ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２は、推定された内部抵抗Ｒに基づきＳＯＨ＿Ｒを算出する。記憶部７０は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを記憶する。ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照し、算出されたＳＯＨ＿Ｒに基づきＳＯＨ＿Ｃを算出する。ＦＣＣ推定部８１４は、算出されたＳＯＨ＿Ｃに基づきＦＣＣを推定する。このため、容易かつ短時間でＦＣＣを推定することができる。ＦＣＣ推定部８１４は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルに含まれる補正量で補正されたＳＯＨ＿Ｃに基づきＦＣＣを推定する。このため、精度よくＦＣＣを推定することができる。ＳＯＣ推定部８１０は、ＦＣＣ推定部８１４で更新されたＦＣＣを用いてＳＯＣを推定する。このため、長期間保存された後も、二次電池の充電状態を正確に把握することができ、安全かつ的確に二次電池を充放電させることができる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態で述べた技術の変形技術を説明する。保存期間中に二次電池の充放電を行うこと、およびそれに伴う後述の内容を除き、第２実施形態に係る電源装置の構成および動作は、第１実施形態に係る電源装置のそれと同じである。
　一般に、二次電池を長期間保存した後に二次電池の内部抵抗を測定すると、測定された内部抵抗は真値よりも大きくずれていることがある。このような場合、内部抵抗は二次電池の充放電を数回行った後に再度測定されると、内部抵抗の真値からのずれは緩和されることもある。
　そこで本発明の第２実施形態では、保存期間中に二次電池の充放電（慣らし充放電とも言う）は実行され、内部抵抗の真値からのずれを緩和してからＳＯＨ＿Ｒは求められ、これを特性関数に適用することでＦＣＣは求められる。これにより、ＦＣＣの推定精度はさらに向上する。
　図６は、本発明の第２実施形態に係る電源装置１を説明するための図である。第１実施形態に係る電源装置１に放電部９０を追加することで第２実施形態に係る電源装置１を構成できる。
　放電部９０は、直列接続されたスイッチング素子ＳＷＤと抵抗素子ＲＤから構成される。スイッチング素子ＳＷＤとして、例えば、半導体スイッチの一つであるｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)を用いることができる。ｎ型ＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧａＮトランジスタ、ＳｉＣトランジスタなどを用いてもよい。スイッチング素子ＳＷＤは、充放電制御部８２からの制御信号に応じてオン・オフする。放電部９０は、スイッチング素子ＳＷＤをオンすることにより抵抗素子ＲＤを介して電池モジュール２０を放電させる。
　充放電制御部８２は、保存期間中であって所定の期間を経過するごとに、ＳＯＨ＿Ｒを算出するため、電池モジュール２０の予備放電を実行する。具体的には、充放電制御部８２は、放電部９０のスイッチング素子ＳＷＤをオンする制御を行ったり、電池モジュール２０から制御部８０が直接給電を受けるように、図示しないスイッチング素子をオンする制御を行う。充放電制御部８２は、この予備放電によりＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒ（第１ＳＯＨ＿Ｒとも言う）と記憶部７０に記憶されているＳＯＨ＿Ｒ（第２ＳＯＨ＿Ｒとも言う）との差分値を、差分値に関するしきい値（第１しきい値とも言う）と比較する。差分値が第１しきい値より大きくなった場合、充放電制御部８２は、測定された内部抵抗の真値からのずれが大きくなったと判断し、放電部９０のスイッチング素子ＳＷＤをオンとする制御を行い、電池モジュール２０の放電を開始する。充放電制御部８２は、ＳＯＣｃ％（例えば、ＳＯＣ８０％）になるまで電池モジュール２０を放電させると、放電部９０のスイッチング素子ＳＷＤをオフと制御をするとともに、コンバータ４０を制御し、電池モジュール２０の充電を開始する。充放電制御部８２は、ＳＯＣｄ％（例えば、ＳＯＣ１００％）になるまで電池モジュール２０を充電させると充電を停止する。充放電制御部８２はこのような慣らし充放電制御を所定の回数繰り返す。慣らし充放電制御の放電を開始したタイミングごとに、充放電制御部は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒと、そのＳＯＨ＿Ｒに基づきＦＣＣ推定部８１４で推定されたＦＣＣを取得する。そして、所定の回数繰り返す慣らし充放電制御のうち、最後の放電を開始したタイミングで取得したＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを用いて、充放電制御部８２は、記憶部７０で保持されているＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを更新する。
　充放電制御部８２は、慣らし充放電制御ごとの充電を停止する前のタイミングで、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒ（第３ＳＯＨ＿Ｒとも言う）を取得し、第１ＳＯＨ＿Ｒと第３ＳＯＨ＿Ｒとの差分値が第１しきい値より小さければ、慣らし充放電制御を終了してもよい。これにより効率的な慣らし充放電制御を行うことができる。充放電制御部８２は、慣らし充放電制御ごとに、慣らし充放電制御を継続するか否かを判断する場合、規定の回数慣らし充放電制御を実行しても第１ＳＯＨ＿Ｒと第３ＳＯＨ＿Ｒとの差分値が第１しきい値より大きければ慣らし充放電制御を継続せず終了してもよい。第１ＳＯＨ＿Ｒと第３ＳＯＨ＿Ｒとの差分値が第１しきい値より大きい場合、内部抵抗の測定値に対する真値のずれが大きくなっているためでなく、保存期間中に二次電池の劣化が進行したため実際の内部抵抗が大きくなり、ＳＯＨ＿Ｒが大きくなっている可能性があるためである。これにより、無駄な慣らし充放電制御の実行を防止することができる。
　以上の構成による電源装置１の動作を説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る二次電池の保存期間中の慣らし充放電に関わる動作フローチャートである。充放電制御部８２は、保存期間中、前回充放電制御を行ってからの経過時間の計測をし、所定の期間が経過したかを判断する（Ｓ２０）。充放電制御部８２は、所定の期間が経過すると（Ｓ２０のＹ）、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出された第２ＳＯＨ＿Ｒを取得する。充放電制御部８２は、第１ＳＯＨ＿Ｒと第２ＳＯＨ＿Ｒとの差分値を第１しきい値と比較する（Ｓ２２）。差分値が第１しきい値より大きい場合（Ｓ２２のＹ）、充放電制御部８２は、所定の回数、慣らし充放電制御を実行する（Ｓ２３）。所定の回数繰り返す慣らし充放電制御のうち、最後の慣らし充放電制御の放電を開始したタイミングで、充放電制御部８２は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿ＲとそのＳＯＨ＿Ｒに基づきＦＣＣ推定部８１４で推定されたＦＣＣを取得する。充放電制御部８２は、記憶部７０で保持されているＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを、取得したＳＯＨ＿ＲとＦＣＣで更新する。
　本発明の第２実施形態によれば、充放電制御部８２は、記憶部７０に記憶されている第１ＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出された第２ＳＯＨ＿Ｒとの差分値を第１しきい値と比較する。差分値が第１しきい値より大きくなると、充放電制御部８２は、慣らし充放電制御を開始する。所定の回数繰り返す慣らし充放電制御のうち、最後の慣らし充放電制御の放電を開始したタイミングで、ＦＣＣ推定部８１４は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒに基づきＦＣＣを推定する。充放電制御部８２は、そのタイミングで、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿ＲとＦＣＣ推定部８１４で推定されたＦＣＣを取得し、記憶部７０に記憶されているＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを更新する。このため、慣らし充放電により内部抵抗の真値からのずれを緩和してＦＣＣを推定することができ、ＦＣＣの推定精度をさらに向上させることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態を説明する。第３実施形態では、第２実施形態で述べた技術の変形技術を説明する。保存期間中に、二次電池の放電可能容量が減少すると充電を行うこと、およびそれに伴う後述の内容を除き、第３実施形態に係る電源装置の構成および動作は、第２実施形態に係る電源装置のそれと同じである。
　一般に、二次電池を長期間保存していると、自己放電等のため二次電池の放電可能容量が減少することがある。商用交流電源１０の異常時に負荷１１へ十分な給電を行うためには、放電可能容量が減少したときに二次電池を充電（補充電とも言う）することが好ましい。この充電を停止する前のタイミングでＦＣＣ等の推定を行えば、内部抵抗の真値からのずれを緩和してＦＣＣを推定することが可能になる。
　そこで本発明の第３実施形態では、充放電制御部８２は、保存期間中に二次電池の放電可能容量が減少すると二次電池を充電し、その充電を開始したタイミングでＳＯＨ＿Ｒを求めて、これを特性関数に適用することでＦＣＣを求める。これにより、ＦＣＣの推定精度をさらに向上させることができる。
　このため、充放電制御部８２は、保存期間中であって所定の期間を経過するごとにＳＯＣ推定部８１０で推定されたＳＯＣと、ＳＯＣに関するしきい値（第２しきい値とも言う）と比較する。推定されたＳＯＣが第２しきい値より小さくなった場合、充放電制御部８２は、放電可能容量が大きく減少したと判断し、コンバータ４０を制御し、電池モジュール２０の充電を開始する。充電を開始したタイミングで、充放電制御部８２は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒと、そのＳＯＨ＿Ｒに基づきＦＣＣ推定部８１４で推定されたＦＣＣを取得する。そして、記憶部７０で保持されているＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを、取得したＳＯＨ＿ＲとＦＣＣで更新する。充放電制御部８２は、充電期間中の所定のタイミングごとに、ＳＯＣ推定部８１０で推定されたＳＯＣを取得する。取得したＳＯＣが充電を停止する上限ＳＯＣ（例えば、ＳＯＣ１００％）に達した場合、充放電制御部８２は、放電可能容量が所望の容量まで回復したと判断し、コンバータ４０を制御し、電池モジュールの充電を停止する。充電を停止する前のタイミングで、充放電制御部８２は、記憶部７０で保持されているＳＯＣを、そのタイミングで取得したＳＯＣで更新する。
　本発明の第３実施形態によれば、充放電制御部８２は、保存期間中に、ＳＯＣ推定部８１０で推定されたＳＯＣが第２しきい値より小さくなると、電池モジュール２０の充電を開始する。この充電を開始したタイミングで、ＦＣＣ推定部８１４は、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿Ｒに基づきＦＣＣを推定する。充放電制御部８２は、そのタイミングで、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２で算出されたＳＯＨ＿ＲとＦＣＣ推定部８１４で推定されたＦＣＣを取得し、記憶部７０に記憶されているＳＯＨ＿ＲとＦＣＣを更新する。このため、補充電により内部抵抗の真値からのずれを緩和してＦＣＣを推定することができ、ＦＣＣの推定精度をさらに向上させることができる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態を説明する。第４実施形態では、第１～３実施形態で述べた技術の変形技術を説明する。第４実施形態の記載事項を第１～３実施形態に適用することができ、矛盾なき限り、第１～第３実施形態の内の任意の２以上の実施形態の記載事項を自由に組み合わせたものについても第４実施形態を適用することができる。
　一般に、二次電池を満充電に近い状態で長期間保存しておくと二次電池の劣化が進行する。商用交流電源１０の異常時に負荷１１へ十分な給電を行うために、二次電池は満充電に近い充電状態で保存されることが好ましい。一方、商用交流電源１０の異常が発生しても早期に復旧した場合など、二次電池を低い充電状態で保存していても負荷１１に十分な給電が行えることもある。
　そこで本発明の第４実施形態では、二次電池の充電あるいは放電に伴うＳＯＣの変動履歴を記憶しておき、充放電制御部８２は、ＳＯＣの変動幅が小さい場合、二次電池の充電を停止する上限ＳＯＣを変更する。これにより、適切な放電可能容量を確保しながら二次電池の劣化を抑制することができる。
　このため、充放電制御部８２は、二次電池の放電中に所定の間隔（例えば、１０分）ごとに、ＳＯＣ推定部８１０で推定されたＳＯＣを取得し、ＳＯＣの変動履歴として記憶部７０に記憶する。充放電制御部８２は、二次電池の放電を終了し充電を開始してから任意のタイミングで、記憶部７０から変動履歴を読み出し、放電中のＳＯＣの変動幅として放電を開始してから終了するまでのＤＯＤ（Ｄｅｐｔｈｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、放電深度とも言う）を求める。充放電制御部８２は、ＤＯＤの大きさに応じて上限ＳＯＣを変更する。ＤＯＤが小さく（例えば、ＤＯＤが３０％）、設定されている上限ＳＯＣが高ければ（例えば、ＳＯＣ１００％）、充放電制御部８２は、上限ＳＯＣをＳＯＣｅ％（例えば、ＳＯＣ５０％）に変更する。逆に、ＤＯＤが大きく（例えば、ＤＯＤが５０％）、設定されている上限ＳＯＣが低ければ（例えば、ＳＯＣ５０％）充放電制御部８２は、上限ＳＯＣをＳＯＣｆ％（例えば、ＳＯＣ１００％）に変更する。
　充放電制御部８２は、上限ＳＯＣを変更する際、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３からＳＯＨ＿Ｃを取得し、受け取ったＳＯＨ＿Ｃに応じて、上限ＳＯＣを調整してもよい。例えば、充放電制御部８２は、ＤＯＤが３０％で、設定されている上限ＳＯＣがＳＯＣ１００％の場合、上述の説明では、ＳＯＨ＿Ｃが１００％であることを前提にＳＯＣｅ％に変更するとしたが、ＳＯＨ＿Ｃが９０％であれば、上限ＳＯＣをＳＯＣｅ％より高いＳＯＣｇ％（例えば、ＳＯＣ６０％）に変更してもよい。このようにＳＯＨ＿Ｃに応じて上限ＳＯＣを調整することにより、電池の劣化進行による充電可能容量の減少を考慮しつつ、過去の放電状況から予測される適切な放電可能容量を確保することができる。
　また、充放電制御部８２は、変動履歴を参照して、過去の放電ごとのＤＯＤを複数求め、複数のＤＯＤを統計的に処理して上限ＳＯＣを変更してもよい。例えば、複数のＤＯＤの平均値（平均ＤＯＤとも言う）を算出し、平均ＤＯＤに基づいて上限ＳＯＣを変更してもよく、複数のＤＯＤの分散値（分散ＤＯＤ）を算出し、分散ＤＯＤの大きさに応じて、上限ＳＯＣを調整してもよい。このように複数のＤＯＤを統計的に処理して上限ＳＯＣを変更することにより、過去の放電状況からの予測精度が向上し、より適切な放電可能容量を確保することができる。
　本発明の第４実施形態によれば、充放電制御部８２は、放電中にＳＯＣ推定部８１０で推定されたＳＯＣを取得し、ＳＯＣの変動履歴として記憶部７０に記憶する。充放電制御部８２は、記憶部７０から変動履歴を読み出し、上限ＳＯＣを変更する。このため、過去の放電状況から予測される適切な放電可能容量を確保するとともに、不必要に高い充電状態で保存されることが回避され電池の劣化進行を抑制できる。また、充放電制御部８２は、上限ＳＯＣを変更する際、ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３からＳＯＨ＿Ｃを取得し、受け取ったＳＯＨ＿Ｃに応じて、上限ＳＯＣを調整する。このため、電池の劣化進行による充電可能容量の減少を考慮しつつ、過去の放電状況から予測される適切な放電可能容量を確保することができる。
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　上述の実施の形態ではＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルに、二次電池の保存時のＳＯＣの大きさに応じて特性関数の対応関係を補正するための補正量を含む例を説明した。この点、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルは、二次電池の保存時の端子電圧の大きさに応じて特性関数の対応関係を補正するための補正量を含んでもよい。この場合、ＳＯＨ＿Ｃ欄には、ｓｏｈｒｉに関連付けるべきＳＯＨ＿Ｃが基準値ｓｏｈｃｉと保存時の端子電圧の大きさ（Ｖ１＜Ｖ２＜…＜Ｖｍ－１＜Ｖｍ）に応じたｍ個の補正量ｄｉｊ（ｊは=１からｍの整数）の組み合わせで記述される。充放電制御部８２は、電池モジュール２０の放電あるいは充電を停止するタイミングで、状態検出部８１から受け取った電圧値Ｖｄを記憶部７０に記憶する。ＳＯＨ＿Ｃ算出部８１３は、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルを参照し、ＳＯＨ＿Ｒ算出部８１２から受け取った各二次電池のＳＯＨ＿Ｒと記憶部７０に記憶されている各二次電池の電圧値Ｖｄから、所定のタイミングｔにおけるＳＯＨ＿Ｃを特定する。
　また、上述の実施の形態ではＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルに、ＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃとの関係を記述する例を説明した。この点、ＳＯＨ＿Ｒ－ＳＯＨ＿Ｃテーブルの代わりにグラフや数式などでＳＯＨ＿ＲとＳＯＨ＿Ｃの関係について記述してもよい。
　また、上述の実施の形態では、保存時のＳＯＣとして、電池モジュール２０の充電あるいは放電を停止し、電池モジュール２０の保存を開始するタイミングのＳＯＣや二次電池の放電可能容量を所望の容量まで回復させる充電を停止する前のタイミングのＳＯＣを記憶部７０に保持すると説明した。この点、電池モジュール２０の保存を開始してからＳＯＨ＿Ｒを算出するまでの任意のタイミングで推定されたＳＯＣを記憶部７０に保持してもよい。
　なお、本実施の形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
　所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗を推定する第１推定部と、初期状態における二次電池の内部抵抗と前記所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗との第１比率を算出する第１算出部と、前記初期状態における二次電池の内部抵抗と劣化状態における二次電池の内部抵抗との比率である内部抵抗比率と、前記初期状態における二次電池の満充電容量と前記劣化状態における二次電池の満充電容量との比である満充電容量比率とを関連付ける関連データを記憶する記憶部と、前記関連データを参照し、前記第１算出部で算出した第１比率に基づき、前記所定のタイミングにおける二次電池の満充電容量を推定する第２推定部と、を備えた電池状態推定装置。
［項目２］
　前記関連データは、前記二次電池の保存時の充電率の大きさに応じて前記内部抵抗比率と前記満充電容量比率との関連付けを補正する補正量を含む、項目１に記載の電池状態推定装置。
［項目３］
　二次電池と、電力変換部と、項目１～項目２の何れかに記載の電池状態推定装置と、前記電力変換部を制御して前記二次電池を充放電させる充放電制御部とをさらに備え、前記記憶部は、前回第１算出部で算出された第２比率を記憶しており、前記二次電池の保存期間中に、前記第１算出部で算出された第１比率と前記記憶部で記憶している第２比率との差分値が、前記差分値に関する第１しきい値より大きくなると、前記充放電制御部は、前記二次電池の放電を開始し、前記第２推定部は、前記保存期間中であって前記二次電池の放電の開始後に、前記二次電池の満充電容量を推定する、電源装置。
［項目４］
　前記二次電池の充電率を推定する第３推定部をさらに備え、前記二次電池の保存期間中に、前記第３推定部で推定された充電率が前記充電率に関する第２しきい値より小さくなると、前記充放電制御部は、前記二次電池の充電を開始し、前記第２推定部は、前記保存期間中であって前記二次電池の充電の開始後に、前記二次電池の満充電容量を推定する、
　項目３に記載の電源装置。
［項目５］
　前記記憶部は、前記二次電池の充電率の変動履歴を記憶し、前記充放電制御部は、前記変動履歴を参照し、前記二次電池の充電を停止する上限充電率を変更する、項目４に記載の電源装置。
［項目６］
　前記関連データを参照し、前記第１算出部で算出した第１比率に基づき、初期状態における二次電池の満充電容量と前記所定のタイミングにおける二次電池の満充電容量との第３比率を算出する第２算出部をさらに備え、前記充放電制御部は、前記変動履歴および前記第３比率を参照し、前記二次電池の充電を停止する上限充電率を変更する、項目５に記載の電源装置。
　本発明に係る電池状態推定装置及び電源装置は、バックアップ電源等に有用である。
　　１０　　商用交流電源
　　１１　　負荷
　　２０　　電池モジュール
　　３０　　電流センサ
　　３１　　電圧センサ
　　３２　　温度センサ
　　４０　　コンバータ
　　５０　　インバータ
　　６０　　電源切替部
　　７０　　記憶部
　　８０　　制御部
　　８１　　状態検出部
　　８２　　充放電制御部
　８１０　　ＳＯＣ推定部
　８１１　　内部抵抗推定部
　８１２　　ＳＯＨ＿Ｒ算出部
　８１３　　ＳＯＨ＿Ｃ算出部
　８１４　　ＦＣＣ推定部

Claims (6)

  1. 　所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗を推定する第１推定部と、
    　初期状態における二次電池の内部抵抗と前記所定のタイミングにおける二次電池の内部抵抗との第１比率を算出する第１算出部と、
    　前記初期状態における二次電池の内部抵抗と劣化状態における二次電池の内部抵抗との比率である内部抵抗比率と、前記初期状態における二次電池の満充電容量と前記劣化状態における二次電池の満充電容量との比である満充電容量比率とを関連付ける関連データを記憶する記憶部と、
    前記関連データを参照し、前記第１算出部で算出した第１比率に基づき、前記所定のタイミングにおける二次電池の満充電容量を推定する第２推定部と、を備えた電池状態推定装置。
  2. 　前記関連データは、前記二次電池の保存時の充電率の大きさに応じて前記内部抵抗比率と前記満充電容量比率との関連付けを補正する補正量を含む、
    　請求項１に記載の電池状態推定装置。
  3. 　二次電池と、
    　電力変換部と、
    　請求項１～請求項２の何れかに記載の電池状態推定装置と、前記電力変換部を制御して前記二次電池を充放電させる充放電制御部とをさらに備え、
    　前記記憶部は、前回第１算出部で算出された第２比率を記憶しており、
    　前記二次電池の保存期間中に、前記第１算出部で算出された第１比率と前記記憶部で記憶している第２比率との差分値が、前記差分値に関する第１しきい値より大きくなると、前記充放電制御部は、前記二次電池の放電を開始し、
    　前記第２推定部は、前記保存期間中であって前記二次電池の放電の開始後に、前記二次電池の満充電容量を推定する、
    　電源装置。
  4. 　前記二次電池の充電率を推定する第３推定部をさらに備え、
    　前記二次電池の保存期間中に、前記第３推定部で推定された充電率が前記充電率に関する第２しきい値より小さくなると、前記充放電制御部は、前記二次電池の充電を開始し、
    　前記第２推定部は、前記保存期間中であって前記二次電池の充電の開始後に、前記二次電池の満充電容量を推定する、
    　請求項３に記載の電源装置。
  5. 　前記記憶部は、前記二次電池の充電率の変動履歴を記憶し、
    　前記充放電制御部は、前記変動履歴を参照し、前記二次電池の充電を停止する上限充電率を変更する、
    　請求項４に記載の電源装置。
  6. 　前記関連データを参照し、前記第１算出部で算出した第１比率に基づき、初期状態における二次電池の満充電容量と前記所定のタイミングにおける二次電池の満充電容量との第３比率を算出する第２算出部をさらに備え、
    　前記充放電制御部は、前記変動履歴および前記第３比率を参照し、前記二次電池の充電を停止する上限充電率を変更する、
    　請求項５に記載の電源装置。
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