JP2021144886A - 電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の劣化度の推定精度を向上させる。【解決手段】電池の開放電圧を取得する開放電圧取得部と、電流値を取得する電流取得部と、開放電圧と電池残量との関係を示す情報に基づき電池残量を取得する電池残量取得部と、充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する電池残量差分算出部と、充電開始時から終了時までの積算電流値を算出する積算電流値算出部と、電池残量の差分及び積算電流値に基づいて、満充電容量を算出する満充電容量算出部と、使用初期における満充電容量に対する、今回の満充電容量との比である劣化度指標を推定する劣化度指標推定部と、を備えた電池管理装置であって、劣化度指標推定部は、使用初期の満充電容量に対する、今回の満充電容量との比として算出される劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づき劣化度指標を推定する。【選択図】図２

Description

本発明は、電池管理装置、電池管理システム及び電池管理方法に関する。

従来、電池の劣化状態を把握するための指標として電池のＳＯＨ（State Of Health：
劣化度又は容量維持率ともいう。）が用いられている。

特許文献１には、ＳＯＨに関連する指標である満充電容量を精度よく算出する技術が開示されている。また、特許文献２には蓄電池の劣化状態を規定するパラメータの推定精度を向上させる技術が開示されている。

電池の劣化状態は、電池のメンテナンス等の上でも重要な指標であることから、さらなる推定精度向上が求められている。

特開２０１８−４８９１０号公報 特開２０１４−２１５１８１号公報

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、電池の劣化度の推定精度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
充電可能な電池の開放電圧を取得する開放電圧取得部と、
前記電池から供給される電流値を取得する電流取得部と、
前記開放電圧と前記電池の電池残量との関係を示す第１関係情報に基づいて、前記電池の電池残量を取得する電池残量取得部と、
前記電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する電池残量差分算出部と、
前記電池の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出する積算電流値算出部と、
算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池の充電による満充電容量を算出する満充電容量算出部と、
前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池の劣化度を示す劣化度指標を推定する劣化度指標推定部と、
を備えた電池管理装置であって、
前記劣化度指標推定部は、前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする。

本発明によれば、開放電圧取得部によって取得された電池の開放電圧と、開放電圧と電池の電池残量の関係を示す第１関係情報とに基づいて、電池残量を取得する。電池の充電
の開始時及び終了時において、それぞれ電池残量を取得することにより、電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する。そして、電池の充電の開始時から終了時まで電流値を積算することにより、積算電流値を算出する。さらに、算出された電池残量の差分及び積算電流値に基づいて、電池の充電による満充電容量を算出する。このようにして得られた満充電容量により、電池の使用の初期における充電による満充電容量と、今回の充電による満充電容量との比で表される、電池の劣化度を示す劣化度指標を推定することができる。そして、電池の使用の初期における充電による満充電容量に対する、電池の今回の充電による満充電容量との比として算出される劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、劣化度指標を推定する。ここで、劣化度指標の推定精度は、その推定の基礎となる電池残量の精度に依存する。従って、電池残量の誤差が小さいほど、劣化度指標の推定精度は高くなる。このとき、電池残量の差分の大きさによって、劣化度指標の推定精度が異なる。このため、劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用することにより、劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
前記電池残量の差分が大きい場合には前記補正値は大きく、前記電池残量の差分が小さい場合には前記補正値は小さいようにしてもよい。

電池残量の差分が大きいほど、劣化度指標の推定精度は良く、電池残量の差分が小さいほど劣化度指標の推定精度は悪い。このような、電池残量の差分の大きさと電池の劣化度指標との関係に基づいて、電池残量の差分が大きい場合には補正値を大きく、電池残量の差分が小さい場合には補正値を小さく設定する。このように設定された補正値を用いて劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用することにより、劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
前記劣化度指標推定部は、今回の充電に対する前記劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する前記劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する前記劣化度指標を推定するようにしてもよい。

劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用する方法として、今回の充電に対する劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する劣化度指標を推定することによって劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
前記直近の充電は、１又は複数の過去の充電であるようにしてもよい。

過去の充電に対する劣化度指標を用いることによって、劣化度指標を推定する際の誤差を平準化することができる。そして、過去の充電に対する劣化度指標として、直近の１又は複数の過去の充電に対する劣化度指標を用いることによって、今回の充電における電池
の劣化状態に近似する状態における劣化度指標が用いられるので、誤差の平準化により精度向上の効果が大きい。

また、本発明においては、
前記電池残量の差分と、該電池残量の差分に応じて変化する、前記劣化度指標を推定する際の補正値との関係を示す第２関係情報を有するようにしてもよい。

電池残量の差分と、該電池残量の差分の増減に応じて増減する、劣化度指標を推定する際の補正値との適切な関係を示す第２関係情報を、テーブル、曲線、算出式等の形で予め求め有しておくことにより、劣化度指標の推定精度を向上させることができる。

また、本発明は、
前記電池管理装置と、
前記電池と、
前記電池の端子間の電圧を検出する電圧センサと、
前記電池から供給される電流を検出する電流センサと、
を含む電池管理システムである。

上述の電池管理装置は、電池と、電池の端子間の電圧を検出する電圧センサと、電池から供給される電流センサと、を含む電池管理システムとして構成することもできる。このような電池管理システムにおいて、電池の劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明は、
充電可能な電池の開放電圧を取得するステップと、
前記開放電圧と前記電池の電池残量との関係を示す第１関係情報に基づいて、前記電池の電池残量を取得するステップと、
前記電池から供給される電流値を取得するステップと、
前記電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出するステップと、
前記電池の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出するステップと
算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池の充電による満充電容量を算出するステップと、
前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池の劣化度を示す劣化度指標を推定するステップと、
を含む電池管理方法であって、
前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする。

本発明によれば、開放電圧取得部によって取得された電池の開放電圧と、開放電圧と電池の電池残量の関係を示す第１関係情報とに基づいて、電池残量を取得する。電池の充電の開始時及び終了時において、それぞれ電池残量を取得することにより、電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する。そして、電池の充電の開始時から終了時まで電流値を積算することにより、積算電流値を算出する。さらに、算出された電池残量の差分及び積算電流値に基づいて、電池の充電による満充電容量を算出する。このようにして得られた満充電容量により、電池の使用の初期における充電による満充電容量と、今回の充電による満充電容量との比で表される、電池の劣化度を示す劣化度指標を推定することができる。そして、電池の使用の初期における充電による満充電容量に対する、電池の今回の充電による満充電容量との比として算出される劣化度指標の測定値と、過去の充電
に対する劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、劣化度指標を推定する。ここで、劣化度指標の推定精度は、その推定の基礎となる電池残量の精度に依存する。従って、電池残量の誤差が小さいほど、劣化度指標の推定精度は高くなる。このとき、電池残量の差分の大きさによって、劣化度指標の推定精度が異なる。このため、劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用することにより、劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
前記電池残量の差分が大きい場合には前記補正値は大きく、前記電池残量の差分が小さい場合には前記補正値は小さいようにしてもよい。

電池残量の差分が大きいほど、劣化度指標の推定精度は良く、電池残量の差分が小さいほど劣化度指標の推定精度は悪い。このような、電池残量の差分の大きさと電池の劣化度指標との関係に基づいて、電池残量の差分が大きい場合には補正値を大きく、電池残量の差分が小さい場合には補正値を小さく設定する。このように設定された補正値を用いて劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用することにより、劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
今回の充電に対する前記劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する前記劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する前記劣化度指標を推定するようにしてもよい。

劣化度指標を推定する際に、今回の充電に対する劣化度指標との測定値に対して今回の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用し、過去の充電に対する劣化度指標の推定値に対して過去の充電における電池残量の差分に応じた補正値を適用する方法として、今回の充電に対する劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する劣化度指標を推定することによって劣化度の推定精度を向上させることができる。

また、本発明においては、
前記直近の充電は、１又は複数の過去の充電であるようにしてもよい。

過去の充電に対する劣化度指標を用いることによって、劣化度指標を推定する際の誤差を平準化することができる。そして、過去の充電に対する劣化度指標として、直近の１又は複数の過去の充電に対する劣化度指標を用いることによって、今回の充電における電池の劣化状態に近似する状態における劣化度指標が用いられるので、誤差の平準化により精度向上の効果が大きい。

本発明によれば、電池の劣化度の推定精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施例１における電池管理システムの一例を示す概略構成図である。 本発明の実施例１における電池管理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施例１における開放電圧と電池残量の関係を示すグラフである。 本発明の実施例１におけるＳＯＨ推定方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１における補正値の設定例を示す表である。 本発明の実施例１における補正値の設定例に対する誤差を示す表である。 本発明の実施例１における補正値の設定例と比較例によるシミュレーション結果を示す表である。 本発明の実施例２における補正値の設定例を示す表である。 本発明の実施例２における電池管理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施例２におけるＳＯＨ推定方法の手順を示すフローチャートである。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る電池管理装置１は、図１に示す電池管理システム１００に適用することができる。電池管理装置１は、充放電可能な電池の劣化度指標であるＳＯＨを推定する。
電池２のＳＯＨは、後述の（３）式に示すように、今回の充電（ｎ回目）のＳＯＨの測定値と、前回の充電（ｎ−１回目）のＳＯＨの推定値ＳＯＨ（ｎ−１）とに対して、それぞれ補正値αと（１−α）とを掛けて和をとることによって推定していた。

このとき、ＳＯＨは後述（１）式のように、現在と初期の満充電容量の比として表され、満充電容量は後述の（２）式のように充電期間における積算電流値と充電開始時と充電終了時のＳＯＣ（電池残量）の差分とによって算出される。従って、ＳＯＨの推定精度は、その推定の基礎となるＳＯＣの精度に依存する。従って、ＳＯＣの誤差が小さいほど、ＳＯＨの推定精度は高くなる。このとき、ＳＯＣの差分の大きさによって、ＳＯＨの推定精度が異なる。具体的には、ＳＯＣの差分が大きいほど、ＳＯＨの推定精度は良く、ＳＯＣの差分が小さいほどＳＯＨの推定精度は悪い。このため、図５に示すように、ＳＯＨを推定する際に、ＳＯＣの差分（ΔＳＯＣ）の大きさが大きいほど補正値αを大きく、ＳＯＣの差分の大きさが小さいほど補正値αを小さくすることによって、ＳＯＨの推定精度を向上させることができる。

また、ＳＯＨは、後述の（６）式のように、今回のＳＯＨの測定値と、直近９回の充電に対するＳＯＨとの加重平均によって推定することもできる。この場合は、図８に示すようにΔＳＯＣが大きいほど重みｆ_ｎを大きく、ΔＳＯＣが小さいほど重みｆ_ｎを小さくすることにより、同様に、ＳＯＨの推定精度を向上させることができる。

〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例に係る電池管理装置について、図面を用いて、より詳細に説明する。

＜装置構成＞
図１は、本実施例に係る電池管理装置１を含む電池管理システム１００の一例を示す概略構成図である。
電池管理システム１００は、電池管理装置１、電池２、電圧センサ３、電流センサ４を含む。電池は、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。図１では、電池２として、単一の電池を例示しているが、複数の電池が直列に接続された組電池であってもよい。この電池管理システム１００は、電池２にユニットとして組み込まれてもよいし、電池２の充放電を制御するパワーコンディショナ等の電力制
御装置に、電池管理装置１、電圧センサ３及び電流センサ４、又は、電池管理装置１が設けられていてもよい。電圧センサ３及び電流センサ４は、公知の機器を適宜採用することができる。

電池管理装置１のハードウェア構成は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）
や、メモリを含む。ここで、メモリは、主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、ＣＰＵの作業領域，プログラムやデータの記憶領域として使用される。主記憶装置は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory），或いはＲＡＭとＲＯＭ（Read Only Memory）との組み合わせで形成される。補助記憶装置は、ＣＰＵによって実行されるプログラム，及びプログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリ，ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などである。ＣＰＵは、単一のプロセッサに限定されるわけではなく、マルチプ
ロセッサ構成であってもよく、マルチコア構成を有していてもよい。また、電池管理装置１の一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field
Programmable Gate Array）等の集積回路によって構成されていてもよい。

図２は、電池管理装置１の機能ブロック図である。電池管理装置１は、開放電圧取得部１１１、電流取得部１１２、ＳＯＣ取得部１１３、ΔＳＯＣ算出部１１４、積算電流値算出部１１５、満充電容量算出部１１６、ＳＯＨ推定部１１７、ＯＣＶ−ＳＯＣテーブル１１８、電流値蓄積部１１９、ＳＯＣ蓄積部１２０、ΔＳＯＣ蓄積部１２１、積算電流値蓄積部１２２、満充電容量蓄積部１２３、ΔＳＯＣ−αテーブル１２４、ＳＯＨ蓄積部１２５を含む。これら各部の機能は、メモリに記憶されたＳＯＨ推定プログラムをＣＰＵによって実行することによって実現される。なお、電流値蓄積部１１９、ＳＯＣ蓄積部１２０、ΔＳＯＣ蓄積部１２１、積算電流値蓄積部１２２、満充電容量蓄積部１２３、ＳＯＨ蓄積部１２５、実際には、これらのデータを記憶するために割り当てられたメモリの所定領域によって構成され、ＯＣＶ−ＳＯＣテーブル１１８、ΔＳＯＣ−αテーブル１２４、メモリの所定領域に記憶されたデータである。これら各部の機能については、後述のＳＯＨ推定方法の説明において併せて説明する。

＜ＳＯＨ推定方法＞
まず、電池の一般的なＳＯＨ推定方法について説明する。
一般的に、電池のＳＯＨの測定値は以下の（１）式により算出される。

このとき、満充電容量（Ａｈ）は、以下の（２）式により算出される。

ここで、ＳＯＣ（State Of Charge）はパーセンテージで示される電池残量である。Ｓ
ＯＣは、電池に負荷が接続されていない上での、電池２の電圧である開放電圧（ＯＣＶ）（Ｖ）と一定の関係にあり、電池の開放電圧からＳＯＣを推定することができる。電池の開放電圧（ＯＣＶ（Ｖ））と、ＳＯＣ（％）との関係は、例えば、図３のグラフに示すような関係にある。ここでえ、図３に示すグラフは、本発明の第１関係情報の一例である。

（１）式により得られたＳＯＨの測定値には推定誤差が含まれる。このため、以下の（３）式のように、ＳＯＨの測定値をそのまま適用するのではなく、ＳＯＨの測定値に補正値α（＜１）を掛けることで、推定誤差を抑えることが行われている。

本実施例では、（３）式の補正値αを、ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）の大きさに応じて変更する。以下、本実施例に係るＳＯＨ推定方法の手順を説明するフローチャートである図４を参照して、本実施例における電池のＳＯＨ推定方法について説明する。

まず、開放電圧取得部１１１が、充電開始時の電池２の開放電圧を取得する（ステップＳ１）。電池２の開放電圧は、電池２に負荷が接続されていない状態の電圧を電圧センサ３で検出することによって取得してもよいし、電池２に負荷が接続された状態で電圧センサ３によって検出された電圧から推定することによって取得してもよい。

次に、ＳＯＣ取得部１１３は、取得された開放電圧と、開放電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣ関係情報１１８とから、ＳＯＣを取得する（ステップＳ２）。ここで取得されたＳＯＣは、（３）式及び図３のＳＯＣ１に対応する。ＳＯＣ取得部１１３は、取得されたＳＯＣをメモリの所定領域に設けられたＳＯＣ蓄積部１２０に記憶する。ここでは、ＳＯＣ取得部１１３は、本発明の電池残量取得部の一例である。
ＯＣＶ−ＳＯＣ関係情報１１８は、メモリの所定領域に記憶されている。ＯＣＶ−ＳＯＣ関係情報は、図３に示すような曲線の形で記憶されていてもよいし、電池の開放電圧とＳＯＣとを関連付けたテーブルの形で記憶されていてもよく、電池の開放電圧からＳＯＣを推定する数式の形で記憶しておいてもよい。

次に、電流取得部１１２は、電流センサ４によって検出された電池２から流れる電流値を取得する（ステップＳ３）。電池２から流れる電流値は、充電している期間中継続して検出し、電流取得部１１２は、継続的に検出された電流値を、メモリの所定領域に設けられた電流値蓄積部１１９に記憶する。

次に、充電終了時に、開放電圧取得部１１１が、充電開始時の電池２の開放電圧を再度取得する（ステップＳ１）。
そして、ＳＯＣ取得部１１３は、取得された開放電圧と、開放電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣ関係情報１１８とから、ＳＯＣを取得する（ステップＳ５）。ここで取得されたＳＯＣは、（３）式及び図３のＳＯＣ２に対応する。ＳＯＣ取得部１１３は、取得されたＳＯＣをメモリの所定領域に設けられたＳＯＣ蓄積部１２０に記憶する。

次に、ΔＳＯＣ算出部１１４は、ＳＯＣ蓄積部１２０から、充電終了時と充電開始時のＳＯＣを読み出し、充電終了時と充電開始時電池残量の差分であるΔＳＯＣを算出する（ステップＳ６）。ここでは、ΔＳＯＣは、ＳＯＣ２−ＳＯＣ１で定義される。ΔＳＯＣ算出部１１４は、このようにして算出されたΔＳＯＣを、メモリの所定領域に設けられたΔＳＯＣ蓄積部１２１に記憶する。ここでは、ΔＳＯＣ算出部１１４は、本発明の電池残量差分算出部の一例である。

図３において、電池が充電されるのに応じて開放電圧が変化する。ＳＯＣは、充電開始時のＳＯＣ１の状態から、充電に伴う開放電圧の変化に応じて増加し、ＳＯＣ２に達して充電を終了する。充電時には、電流センサ４によって、電流が継続的に検出されており、検出された電流値はメモリの電流値蓄積部１１９に蓄積されている。積算電流値算出部１
１５は、電流値蓄積部１１９から読み出して、充電開始時から充電終了時までの充電期間について電流値を積算し、充電期間における積算電流値を算出する（ステップＳ７）。すなわち、電池２の充電によりＳＯＣがＳＯＣ１（％）からＳＯＣ２（％）に至るまでの、積算電流値（Ａｈ）が算出される。積算電流値算出部１１５は、このようにして算出された積算電流値を、メモリの所定領域に設けられた積算電流値蓄積部１２２に記憶する。

次に、満充電容量算出部１１６は、今回の充電に対するΔＳＯＣをΔＳＯＣ蓄積部１２１から、積算電流値を積算電流値蓄積部１２２から、それぞれ読み出し、（２）式に従って、満充電容量を算出する（ステップＳ８）。満充電容量算出部１１６は、このようにして算出された満充電容量を、メモリの所定領域に設けられた満充電容量蓄積部１２３に記憶する。

次に、ＳＯＨ推定部１１７は、満充電容量蓄積部１２３から、今回の充電に対する満充電容量と、電池の使用初期に算出された満充電容量とを読み出し、（１）式に従ってＳＯＨの測定値を算出する。そして、ＳＯＨ推定部１１７は、今回（今回をｎ回目とする。）の充電に対するＳＯＨの測定値と、過去の充電として前回（ｎ−１回目）の充電に対するＳＯＨの推定値Ｓ（ｎ−１）をＳＯＨ蓄積部１２５から読み出し、（３）式に従って、今回のＳＯＨの推定値であるＳＯＨ（ｎ）を算出する（ステップＳ９）。このとき、ＳＯＨ推定部１１７は、ΔＳＯＣ蓄積部１２１から読み出した今回の充電に対するΔＳＯＣに対応する補正値αを、ΔＳＯＣ−αテーブル１２４から取得し、このようにして取得された補正値αを（３）式に適用する。ここでは、ＳＯＨ推定部１１７は、本発明の劣化度指標推定部の一例である。そして、ΔＳＯＣ−αテーブル１２４は、本発明の第２関係情報の一例である。

ΔＳＯＣ−αテーブル１２４の例を図５に示す。本実施例では、図５に示すように、ΔＳＯＣが大きい場合には、補正値αを大きく設定し、ΔＳＯＣが小さい場合には、αを小さく設定する。
ここでは、ΔＳＯＣが０％〜５０％である場合には、αを０とし、５０％＜ΔＳＯＣ≦６０％である場合には、αを０．２とし、６０％＜ΔＳＯＣ≦７０％である場合には、αを０．４とし、７０％＜ΔＳＯＣ≦８０％である場合には、αを０．６４とし、８０％＜ΔＳＯＣ≦９０％である場合には、αを０．８とし、９０％＜ΔＳＯＣ≦１００％である場合には、αを１．０とする。
ΔＳＯＣの大きさと補正値αとの対応関係は、ΔＳＯＣが大きい場合には、補正値αを大きく設定し、ΔＳＯＣが小さい場合には、αを小さく設定するものであれば、上述のものに限られない。また、ΔＳＯＣと補正値αとの対応関係も図のようなテーブルで表現される場合に限られず、ΔＳＯＣと補正値αとの関係を示す曲線であってよいし、ΔＳＯＣから補正値αを算出する算出式で表現されてもよい。

本実施例では、（１）式に従ってＳＯＨを算出する際に用いられる満充電容量を算出する（２）式に含まれる、ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）の値に応じて、（３）式に用いられる補正値αを可変にすることで、ＳＯＨの推定精度を向上させる。

以下に、本実施例によるＳＯＨ推定方法によるＳＯＨ推定精度の向上について説明する。
（１）式及び（２）式から分かるように、ＳＯＨの推定精度はＳＯＣの推定精度に依存するので、ＳＯＣの推定誤差が小さいほどＳＯＨの推定精度が向上する。
このとき、ＳＯＨの推定精度は、ΔＳＯＣの大きさによって異なる。すなわち、ΔＳＯＣが大きい場合には、ＳＯＨの推定精度はよいが、ΔＳＯＣが小さい場合には、ＳＯＨの推定精度は悪い。

以下に、（１）式に（２）式を代入して整理し、ＳＯＨとΔＳＯＣとの関係を表す（４）式を示す。

図６は、ＳＯＨを８０％、ＳＯＣの推定誤差を２％としたときの、ΔＳＯＣとＳＯＨの推定誤差との関係を示す。
図６に示すように、ΔＳＯＣが１００％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０パーセントである場合には、ＳＯＨの推定誤差は、それぞれ３．１％、３．４％、３．８％、４．３％、５．０％、５．９％となる。このように、ΔＳＯＣが大きいとＳＯＨの推定誤差は小さいが、ΔＳＯＣが小さくなるのに応じて、ＳＯＨの推定誤差も大きくなる。すなわち、ΔＳＯＣが大きい場合には、ＳＯＨの推定精度はよいが、ΔＳＯＣが小さい場合には、ＳＯＨの推定精度は悪い。

以下に、本実施例の方法によって推定したＳＯＨとαを固定した場合のＳＯＨの推定値とのシミュレーション結果を示す。ここでは、ＳＯＨは８０％で劣化しない状態を仮定している。ΔＳＯＣの大きさに応じて補正値αを設定した場合の（３）式によるＳＯＨの推定値を図７（Ａ）に示し、補正値αを０．５に固定した場合のＳＯＨの推定値を図７（Ｂ）に示す。ここで、ＳＯＨの測定値は、（１）式によって算出した値を示す。

図７（Ａ）では、ΔＳＯＣが大きい場合に補正値αを大きく、ΔＳＯＣが小さい場合には補正値αを小さく設定している。１回目の充電時には、ΔＳＯＣが８０％であるので、補正値αは０．６に設定され、ＳＯＨの推定値７８．１％となる。２回目の充電時には、ΔＳＯＣが６０％であるので、補正値αは０．２に設定され、ＳＯＨの推定値は７７．８％となる。３回目の充電時には、ΔＳＯＣが７０％であるので、補正値αは０．４に設定され、ＳＯＨの推定値は７７．０％となる。４回目の充電時には、ΔＳＯＣが９０％であるので、補正値αは０．８に設定され、ＳＯＨの推定値は７６．７％となる。５回目の充電時には、ΔＳＯＣが５０％であるので、補正値αは０．２に設定され、ＳＯＨの推定値は７６．２％となる。

図７（Ｂ）では、ΔＳＯＣの大きさにかかわらず補正値αは０．５に固定されている。１回目の充電時のΔＳＯＣが８０％の場合には、ＳＯＨの推定値は７８．５％となる。２回目の充電時のΔＳＯＣが６０％の場合には、ＳＯＨの推定値は７７．５％となる。３回目の充電時のΔＳＯＣが７０％の場合には、ＳＯＨの推定値は７６．６％となる。４回目の充電時のΔＳＯＣが９０％の場合には、ＳＯＨの推定値は７６．６％となる。５回目の充電時のΔＳＯＣが５０％の場合には、ＳＯＨの推定値は７５．４％となる。

このように、ΔＳＯＣの大きさにかかわらず補正値αを固定値とする場合に比べて、ΔＳＯＣの大きさに応じて補正値αを大きく設定することにより、ＳＯＨの推定誤差を最小限に抑え、ＳＯＨの推定精度を向上させることができる。

〔実施例２〕
以下、本発明の実施例２に係る電池管理装置１１について、図面を参照して説明する。実施例１と共通の構成及び手順については、同様の符号を用いて詳細な説明は省略する。
電池管理装置１１を含む電池管理システム１００については、図１に示す実施例１と同様である。また、電池管理装置１１のハードウェア構成についても実施例１に係る電池管理装置１と同様である。
実施例１では、（３）式に従いＳＯＨを推定する際に、補正値αを用いて直近のＳＯＨの測定値ほど比率が高く反映するようにして推定誤差を抑えているが、誤差を平準化する方法としては、直近ｎ回の推定値を平均化して推定することも可能である。
例えば以下の（５）式のように現在のＳＯＨ測定値を含む直近ｍ（ここではｍ＝１０）回分のＳＯＨの推定値の平均値により、ＳＯＨの推定値を算出することもできる。

これに対して、本実施例では、以下の（６）式に示すように、今回（ｎ回目）の充電から複数の過去の充電として直近の（ｎ−１）回目から（ｎ−９）回目までの充電の１０回分のＳＯＨを平均化する際に、各回のＳＯＨの推定値にΔＳＯＣの値に応じた重みを掛けた加重平均をとって平準化する。

ここでは、

であり、ｎ回目の充電時（すなわち、測定時）におけるΔＳＯＣに応じて設定される重みを表す。

このようなｆ（ΔＳＯＣ）は、例えば、図８のΔＳＯＣ−ｆテーブル１２６に示すように、ΔＳＯＣが５０％＜ΔＳＯＣ≦６０％の場合には、ｆ（ΔＳＯＣ）を２とし、ΔＳＯＣが６０％＜ΔＳＯＣ≦７０％の場合には、ｆ（ΔＳＯＣ）を４とし、ΔＳＯＣが７０％＜ΔＳＯＣ≦８０％の場合には、ｆ（ΔＳＯＣ）を６とし、ΔＳＯＣが８０％＜ΔＳＯＣ≦９０％の場合には、ｆ（ΔＳＯＣ）を８とし、ΔＳＯＣが９０％＜ΔＳＯＣ≦１００％の場合には、ｆ（ΔＳＯＣ）を１０とすることができる。ここでは、ΔＳＯＣ−ｆテーブル１２６は、本発明の第２関係情報の一例である。
このように、ΔＳＯＣが大きくなれば当該充電時のＳＯＨの推定値に掛ける重みｆ（ΔＳＯＣ）も大きくなるように、ΔＳＯＣに応じて重みｆ（ΔＳＯＣ）を変更することによって、ＳＯＨの推定誤差を抑えて、推定精度を向上させることができる。
ｆ（ΔＳＯＣ）の値は上述のものに限られず、ΔＳＯＣと重みｆ（ΔＳＯＣ）との対応関係は図８のようにテーブルで表現される場合に限られず、ΔＳＯＣと重みｆ（ΔＳＯＣ）との関係を示す曲線であってよいし、ΔＳＯＣから重みｆ（ΔＳＯＣ）を算出する算出式で表現されてもよい。

＜装置構成＞
図９は実施例２に係る電池管理装置１１の機能ブロック図である。電池管理装置１１は、ΔＳＯＣ−αテーブル１２４に替えて、図８に示すようなΔＳＯＣとｆ（ΔＳＯＣ）の対応関係を示すΔＳＯＣ−ｆテーブルを、メモリの所定領域に記憶している。

＜ＳＯＨ推定方法＞
図１０は実施例２に係るＳＯＨ推定方法の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１からステップＳ８までは、実施例１と同様であり、ＳＯＣ、ΔＳＯＣ、積算電流値、満充電容量は実施例１と同様の手順で取得又は算出する。

ステップＳ８に続いて、本実施例では、ＳＯＨ推定部１１７は、今回（ｎ回目）の充電に対してＳＯＨの測定値を（１）式に従って算出する。そして、ＳＯＨ推定部１１７は、過去９回分（ｎ−９回目からｎ−１回目）の充電に対するΔＳＯＣをΔＳＯＣ蓄積部１２１から取得する。さらに、ＳＯＨ推定部１１７は、今回を含め各回の充電に対するΔＳＯＣに対応するｆ（ΔＳＯＣ）の値、すなわちｆ_ｎ〜ｆ_ｎ−９を、ΔＳＯＣ−ｆテーブル１２６から取得する。そして、ＳＯＨ推定部１１７は、今回のＳＯＨ測定値及び過去９回分のＳＯＨ推定値並びにｆ_ｎ〜ｆ_ｎ−９を用いて（６）式に従いＳＯＨ推定値を算出する。

このように、ΔＳＯＣが大きくなれば当該充電時のＳＯＨの推定値に掛ける重みｆ（ΔＳＯＣ）も大きくなるように、ΔＳＯＣに応じて重みｆ（ΔＳＯＣ）を変更することによって、ＳＯＨの推定誤差を抑えて、推定精度を向上させることができる。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
充電可能な電池（２）の開放電圧を取得する開放電圧取得部（１１１）と、
前記電池（２）から供給される電流値を取得する電流取得部（１１９）と、
前記開放電圧と前記電池（２）の電池残量との関係を示す第１関係情報（１１８）に基づいて、前記電池（２）の電池残量を取得する電池残量取得部（１１３）と、
前記電池（２）の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する電池残量差分算出部（１１４）と、
前記電池（２）の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出する積算電流値算出部（１１５）と、
算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池（２）の充電による満充電容量を算出する満充電容量算出部（１１６）と、
前記電池（２）の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池（２）の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池（２）の劣化度を示す劣化度指標を推定する劣化度指標推定部（１１７）と、
を備えた電池管理装置（１）であって、
前記劣化度指標推定部（１１７）は、前記電池（２）の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池（２）の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする電池管理装置（１）。
＜発明２＞
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池管理装置（１）と、
前記電池（２）と、
前記電池（２）の端子間の電圧を検出する電圧センサ（３）と、
前記電池（２）から供給される電流を検出する電流センサ（４）と、
を含む電池管理システム（１００）。
＜発明３＞
充電可能な電池（２）の開放電圧を取得するステップ（Ｓ１、Ｓ４）と、
前記開放電圧と前記電池（２）の電池残量との関係を示す第１関係情報（１１８）に基づいて、前記電池（２）の電池残量を取得するステップ（Ｓ２、Ｓ５）と、
前記電池（２）から供給される電流値を取得するステップ（Ｓ３）と、
前記電池（２）の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出するステップ（Ｓ６６）と、
前記電池（２）の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出するステップ（Ｓ７）と
算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池（２）の充電による満充電容量を算出するステップ（Ｓ８）と、
前記電池（２）の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池（２）の劣化度を示す劣化度指標を推定するステップ（Ｓ９）と、
を含む電池管理方法であって、
前記電池（２）の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池（２）の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする電池管理方法。

１ ：電池管理装置
２ ：電池
３ ：電圧センサ
４ ：電流センサ
１１１ ：開放電圧取得部
１１２ ：電流取得部
１１３ ：ＳＯＣ取得部
１１４ ：ΔＳＯＣ算出部
１１５ ：積算電流値算出部
１１６ ：満充電容量算出部
１１７ ：ＳＯＨ推定部
１１８ ：ＯＣＶ−ＳＯＣ関係情報
１２４ ：ΔＳＯＣ−αテーブル
１２６ ：ΔＳＯＣ−ｆテーブル

Claims (10)

1. 充電可能な電池の開放電圧を取得する開放電圧取得部と、
   前記電池から供給される電流値を取得する電流取得部と、
   前記開放電圧と前記電池の電池残量との関係を示す第１関係情報に基づいて、前記電池の電池残量を取得する電池残量取得部と、
   前記電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出する電池残量差分算出部と、
   前記電池の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出する積算電流値算出部と、
   算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池の充電による満充電容量を算出する満充電容量算出部と、
   前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池の劣化度を示す劣化度指標を推定する劣化度指標推定部と、
   を備えた電池管理装置であって、
   前記劣化度指標推定部は、前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする電池管理装置。
2. 前記電池残量の差分が大きい場合には前記補正値は大きく、前記電池残量の差分が小さい場合には前記補正値は小さいことを特徴とする請求項１に記載の電池管理装置。
3. 前記劣化度指標推定部は、今回の充電に対する前記劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する前記劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する前記劣化度指標を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池管理装置。
4. 前記直近の充電は、１又は複数の過去の充電であることを特徴とする請求項３に記載の電池管理装置。
5. 前記電池残量の差分と、該電池残量の差分に応じて変化する、前記劣化度指標を推定する際の補正値との関係を示す第２関係情報を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池管理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池管理装置と、
   前記電池と、
   前記電池の端子間の電圧を検出する電圧センサと、
   前記電池から供給される電流を検出する電流センサと、
   を含む電池管理システム。
7. 充電可能な電池の開放電圧を取得するステップと、
   前記電池から供給される電流値を取得するステップと、
   前記開放電圧と前記電池の電池残量との関係を示す第１関係情報に基づいて、前記電池の電池残量を取得するステップと、
   前記電池の充電の開始時と終了時との電池残量の差分を算出するステップと、
   前記電池の充電の開始時から終了時までの積算電流値を算出するステップと
   算出された前記電池残量の差分及び前記積算電流値に基づいて、前記電池の充電による満充電容量を算出するステップと、
   前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比で表される、前記電池の劣化度を示す劣化度指標を推定するステップと、
   を含む電池管理方法であって、
   前記電池の使用の初期における充電による前記満充電容量に対する、前記電池の今回の充電による前記満充電容量との比として算出される前記劣化度指標の測定値と、過去の充電に対する前記劣化度指標の推定値と、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じて変化する補正値とに基づいて、前記劣化度指標を推定することを特徴とする電池管理方法。
8. 前記電池残量の差分が大きい場合には前記補正値は大きく、前記電池残量の差分が小さい場合には前記補正値は小さいことを特徴とする請求項７に記載の電池管理方法。
9. 今回の充電に対する前記劣化度指標の測定値と、直近の充電に対する前記劣化度指標の推定値とに、それぞれの充電における前記電池残量の差分に応じた補正値を掛けた加重平均によって、今回の充電に対する前記劣化度指標を推定することを特徴とする請求項７又は８に記載の電池管理方法。
10. 前記直近の充電は、１又は複数の過去の充電であることを特徴とする請求項９に記載の電池管理方法。
    

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