WO2024257748A1 - 予測装置、蓄電装置、予測方法及び予測プログラム - Google Patents

予測装置、蓄電装置、予測方法及び予測プログラム Download PDF

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a prediction device, a power storage device, a prediction method, and a prediction program.
  • the battery control device disclosed in Patent Document 1 calculates the chargeable and dischargeable power of a storage battery by treating the storage battery as an electrical equivalent circuit and simulating its charging and discharging behavior.
  • the current pattern is divided into specified unit times, and the voltage for each specified time is calculated.
  • the unit time that divides the current pattern the number of calculations can be reduced and the prediction time can be shortened, but on the other hand, the prediction accuracy deteriorates.
  • a prediction device includes a first prediction unit that predicts the voltage behavior of a storage element when a current is applied in a predetermined current application pattern using a storage element model, and a second prediction unit that predicts the charge/discharge performance of the storage element based on the voltage behavior predicted by the first prediction unit.
  • the first prediction unit predicts the voltage behavior for each interval that divides the current application pattern by a time width, and the first prediction unit stops predicting the voltage behavior in an interval in which the amount of change in current in the current application pattern is less than a threshold value.
  • the first prediction unit does not predict the voltage behavior in an intermediate interval among multiple temporally consecutive intervals in which the amount of change in current in the current application pattern is less than a threshold value.
  • the “energy storage element” may be a power storage cell or a power storage unit having a plurality of power storage cells.
  • the “energization pattern” may be, for example, a current pattern based on a current value and an energization time.
  • the energy storage elements mounted on moving objects are required to be able to constantly exert a specified charging or discharging capacity. For example, whenever discharging is requested, the energy storage elements are required to exert a specified discharging capacity on the electrical load connected to them.
  • the prediction device is required to predict whether or not current can be passed according to a specified current passing pattern at a preset calculation period.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a discharge pattern
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of discharge pattern data corresponding to the discharge pattern of FIG. 1.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 1 is current (unit: ampere (A)), and the horizontal axis is elapsed time (unit: seconds (s)).
  • the discharge pattern is shown as a current flow pattern.
  • the positive side of the current is charging power
  • the negative side is discharging power.
  • the current value at the start (0 seconds) is zero, and the discharge current value (absolute current value) gradually increases from 0 seconds to 0.15 seconds, gradually decreases from 0.15 seconds to 0.3 seconds, the current value is constant from 0.3 seconds to 0.65 seconds, gradually increases from 0.65 seconds to 0.75 seconds, and gradually decreases from 0.75 seconds to the end (1 second).
  • the storage element model predicts the voltage value after a constant current is passed for a specified period of time.
  • the voltage value within each time interval is recognized as constant.
  • the white circles and dashed dotted lines indicate the recognition pattern recognized during calculation based on the discharge pattern.
  • the division time of the discharge pattern shown in Figure 1 is set to 0.1 seconds
  • the discharge pattern data will be -200A at 0.1 seconds, followed by -250A at 0.2 seconds, and the -300A at 0.3 seconds will not be reflected.
  • the minimum predicted voltage value will be higher than with a division time of 0.05 seconds, leading to a deterioration in prediction accuracy of whether discharge is possible.
  • the prediction device described in (1) above in a period in which the amount of change in current in the current flow pattern is less than the threshold, calculation processing for voltage prediction is not performed in the middle of the period, so that the overall number of calculations can be reduced. By shortening the division time, it is possible to shorten the prediction time while improving prediction accuracy.
  • the prediction device may predict the voltage behavior across multiple consecutive intervals in a single calculation process by connecting multiple temporally consecutive intervals in which the amount of change in current is less than the threshold to create a single new interval. By reducing the number of calculations only in the period in which the amount of change in current is less than the threshold, it is possible to perform calculations efficiently while suppressing deterioration of prediction accuracy. Based on the voltage behavior predicted in this way, charge/discharge performance can be predicted efficiently and accurately.
  • the prediction device described in (2) above can improve prediction accuracy and reduce computational load for current patterns that include sections where the current is constant.
  • the first prediction unit may adjust the current conduction pattern based on the current at a switching point where the consumption capacity or the direction of increase or decrease of the current switches in a section where the amount of change in the current in the current conduction pattern is equal to or greater than a threshold, and predict the voltage behavior based on the adjusted current conduction pattern.
  • the section in which the amount of change in current in the current pattern is equal to or greater than a threshold value includes a section in which the direction of increase/decrease in current switches and a section in which the direction of increase/decrease in current does not switch, and the first prediction unit may adjust the current pattern based on the current at the switching point in the section in which the direction of increase/decrease in current switches and the consumption capacity in the section in which the direction of increase/decrease in current does not switch.
  • the prediction device described in (5) above can improve prediction accuracy and reduce computational load for current patterns that include periods in which the current barely changes and periods in which the current changes. It can efficiently and accurately determine charge/discharge performance for a variety of current patterns.
  • the prediction device described in (6) above can reliably notify an external device of the determined charging and discharging performance.
  • a power storage device includes a power storage element and a prediction device according to any one of (1) to (6) above.
  • a prediction program causes a computer to execute a process of predicting the voltage behavior of a storage element when a current is applied in a predetermined current pattern using a storage element model, predicting the charge/discharge performance of the storage element based on the predicted voltage behavior, predicting the voltage behavior for each interval that divides the current pattern in the time axis direction, and stopping the prediction of the voltage behavior in an interval where the amount of change in current in the current pattern is less than a threshold value.
  • a configuration in which four storage cells 2 are connected in series by a bus bar 41 is described. Alternatively, some or all of the storage cells 2 may be connected in parallel.
  • the temperature sensor 63 is, for example, a thermistor, a thermocouple, etc.
  • the temperature sensor 63 measures the temperature related to the energy storage device 1.
  • the temperature sensor 63 is disposed at a position sufficiently separated from the energized heating element (for example, the interrupter circuit 62, the bus bars 41, 66, the fastener 43, etc.) on the circuit board 61.
  • the temperature data measured by the temperature sensor 63 represents the ambient temperature of the energy storage device 1 (the temperature around the energy storage cell 2).
  • the energy storage element may further include a temperature sensor 63 disposed near the energized heating element on the circuit board 61 and measuring the temperature of the energized heating element on the circuit board 61. In this case, the temperature of the energy storage device 1 may be determined based on the ambient temperature of the energy storage device 1 and the temperature of the energized heating element on the circuit board 61.
  • the input/output unit 33 has an input/output interface for connecting to an external device.
  • a cutoff circuit 62, a temperature sensor 63, a current sensor 64, a voltage sensor 65, etc. are connected to the input/output unit 33.
  • the current sensor 64 is, for example, a shunt resistor, and is connected in series to the storage cell 2.
  • the current sensor 64 measures the current flowing through the storage cell 2 in a time series manner based on the voltage across the storage cell 2. Discharging and charging can be determined from the polarity (positive or negative) of the voltage across both ends.
  • the current sensor 64 may be a magnetic sensor.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a storage element model.
  • the storage element model is used to predict the voltage behavior of the storage device 1.
  • the storage element model shown in Figure 6 is an equivalent circuit model that combines the voltage source of the storage cell 2 and circuit elements such as resistors and capacitors to simulate the charging and discharging behavior of the storage cell 2.
  • the equivalent circuit model includes, for example, a constant voltage source, a DC resistor, and an RC parallel circuit that are connected in series between the positive and negative terminals.
  • Figure 6 shows an equivalent circuit model in which two RC parallel circuits, a first RC parallel circuit and a second RC parallel circuit, are connected in series, but the RC parallel circuit is not limited to two stages.
  • the constant voltage source is a voltage source that outputs a DC voltage.
  • the voltage output by the constant voltage source is the open circuit voltage (OCV) of the storage cell 2, and is denoted as V OCV .
  • the open circuit voltage V OCV is given as a function of the SOC, for example.
  • the open circuit voltage V OCV may be given as a function of the actual capacity of the storage cell 2.
  • the two RC parallel circuits are circuit elements for describing the transient polarization characteristics of the storage cell 2.
  • the first RC parallel circuit is composed of a resistive element R1 and a capacitive element C1 connected in parallel.
  • the second RC parallel circuit is composed of a resistive element R2 and a capacitive element C2 connected in parallel.
  • the values of the resistive elements R1 , R2 and the capacitive elements C1 , C2 are given as values that vary depending on the current flow, SOC, temperature, etc.
  • the impedances of the first RC parallel circuit and the second RC parallel circuit are determined by the resistive elements R1 , R2 and the capacitive elements C1 , C2.
  • the terminal voltage (predicted voltage value) V cell between the positive and negative terminals of the storage cell 2 after t seconds can be expressed by the following equation (1) using the current I, the open circuit voltage V OCV , the polarization voltage V 1 , the polarization voltage V 2 , the resistance elements R 0 , R 1 , R 2 , and the capacitance elements C 1 , C 2 .
  • the prediction device 3 obtains information on the discharge pattern to be predicted.
  • the discharge pattern information is specified, for example, by a higher-level device.
  • the discharge pattern information may include the current flow value, current flow time, and operating voltage range related to the discharge pattern.
  • the current flow value and current flow time are given, for example, in the form of discharge pattern data.
  • the discharge pattern data may be data in which the discharge pattern is divided into time widths corresponding to predetermined division times, and the time corresponding to each division point (the elapsed time from the start point) is associated with the current value at that time.
  • the operating voltage range is the lower limit voltage of the storage device 1 during discharging, and the upper limit voltage of the storage device 1 during charging.
  • the discharge patterns in Figures 5 and 6 described above are assumed to be predicted.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a discharge pattern after adjustment
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of discharge pattern data after adjustment corresponding to the discharge pattern in FIG. 7.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 7 is current (unit: A), and the horizontal axis is elapsed time (unit: seconds).
  • black squares and solid lines represent the discharge pattern before adjustment
  • white circles and dashed lines represent the discharge pattern after adjustment and the recognition pattern at the time of calculation recognized based on the discharge pattern.
  • the prediction device 3 omits data for intermediate sections of the constant current period from the discharge pattern data.
  • the constant current period multiple consecutive sections included in the current change period are regarded as a single section, and a prediction calculation is performed only once for that single section using the storage element model.
  • the period from 0.3 seconds to 0.65 seconds is a constant current period, so the data for the intermediate period from 0.35 seconds to 0.6 seconds is removed.
  • the prediction calculation the calculation for the intermediate period (intermediate section) is omitted, and the predicted voltage value is calculated when a constant current value is applied during the current change period over the total time obtained by adding up the division times for multiple sections.
  • the prediction device 3 predicts whether or not discharge will occur according to the discharge pattern at a preset calculation period based on the adjusted discharge pattern obtained.
  • the current flow pattern is a discharge pattern.
  • the charging pattern can be adjusted by applying the above-mentioned method. It is possible to predict whether or not charging will be accepted by determining whether or not the predicted voltage value when charging with the adjusted charging pattern is equal to or lower than a preset upper limit voltage.
  • the control unit 31 of the prediction device 3 acquires the current pattern data (step S11).
  • the current pattern data is transmitted, for example, from a higher-level device (for example, the vehicle ECU 71).
  • the control unit 31 calculates the amount of current change for each section based on the acquired current pattern data, and classifies all sections of the current pattern data into sections where the amount of current change is not zero and sections where the amount of current change is zero (step S12).
  • the control unit 31 determines whether the current pattern data includes a constant current period based on the classification result (step S13). If it is determined that the current pattern data does not include a constant current period (S13: NO), the control unit 31 advances the process to step S15.
  • the control unit 31 determines whether the current pattern data includes a current change period based on the classification result (step S15). If it is determined that the current pattern data does not include a current change period (S15: NO), the control unit 31 ends the process.
  • the control unit 31 determines whether the section included in the current change period is a section where the direction of increase or decrease of the current switches (step S16).
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of a procedure for predicting whether or not power can be applied, which is executed by the prediction device 3.
  • the control unit 31 of the prediction device 3 repeatedly executes the following process, for example, at a preset calculation period.
  • the control unit 31 of the prediction device 3 acquires measurement data including the temperature, current, and voltage of the storage device 1 (step S21).
  • the control unit 31 using its function as an output unit, outputs information based on the prediction result of whether or not electricity can be applied to an external device (e.g., the vehicle ECU 71) (step S24), and ends the series of processes.
  • an external device e.g., the vehicle ECU 71
  • the prediction device, prediction method, and prediction program may be applicable to applications other than vehicles, and may be applied to flying objects such as aircraft, flying vehicles, and HAPS (High Altitude Platform Stations), as well as ships and submarines.
  • the power storage device 1 may be a high-voltage battery.

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Abstract

蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する第２予測部とを備える。前記第１予測部は、前記通電パターンを時間幅で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する。

Description

予測装置、蓄電装置、予測方法及び予測プログラム
　本発明は、予測装置、蓄電装置、予測方法及び予測プログラムに関する。
　移動体における自動運転機能及び安全機能を実現するために、車両などへ搭載される蓄電素子の電力供給性能を推定することに対するニーズがある。
　特許文献１に開示される電池制御装置は、蓄電池を電気的な等価回路に見立ててその充放電挙動を模擬することにより、蓄電池の充放電可能電力を算出する。
特開２０１５－１１４１３５号公報
　等価回路のような蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の充放電挙動を予測する場合には、通電パターンを所定の単位時間で区切り、所定時間毎の電圧を求めることが行われる。通電パターンを区切る単位時間を長くすることで、計算回数を低減し、予測時間の短縮化を図ることができるが、一方で、予測精度が悪くなる。予測時間の短縮と予測精度の向上とを両立できる技術が望まれる。
　本開示の目的は、予測時間の短縮と予測精度の向上とを両立できる技術を提供することである。
　本開示の一態様に係る予測装置は、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する第２予測部とを備え、前記第１予測部は、前記通電パターンを時間幅で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する。
　本開示によれば、予測時間の短縮と予測精度の向上とを両立できる。
放電パターンの一例を示す図である。 図１の放電パターンに対応する放電パターンデータの一例を示す図である。 蓄電装置の構成例を示す斜視図である。 蓄電装置の分解斜視図である。 予測装置を備える蓄電装置の構成例を示すブロック図である。 蓄電素子モデルの一例を示す回路図である。 調整後の放電パターンの一例を示す図である。 図７の放電パターンに対応する調整後の放電パターンデータの一例を示す図である。 予測装置が実行する通電パターンの調整処理手順の一例を示すフローチャートである。 予測装置が実行する通電可否の予測処理手順の一例を示すフローチャートである。
　（１）本開示の一態様に係る予測装置は、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する第２予測部とを備える。前記第１予測部は、前記通電パターンを時間幅で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する。言い換えれば、前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である時間的に連続する複数区間の途中区間において前記電圧挙動を予測しない。
　ここで、「蓄電素子」は、蓄電セルであってもよいし、複数の蓄電セルを有する蓄電ユニットであってもよい。
　「通電パターン」は、例えば、電流値及び通電時間に基づく電流パターンであってもよい。
　移動体に搭載される蓄電素子には、自動運転機能及び安全機能を確実に動作させるため、所定の充電能力又は放電能力を常に発揮し得ることが求められる。例えば、いつ放電を要求されても、蓄電素子に接続されている電気負荷に対し所定の放電能力を発揮することが求められる。予測装置は、予め設定される計算周期で、所定の通電パターンによる通電の可否を予測することが求められる。
　予測装置は、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の予測電圧値を求め、求めた予測電圧値に基づいて放電の可否を予測する。予測電圧値の算出では、通電パターンを、時間幅を有する区切り時間で区切り、区間毎に順次予測電圧値が算出される。
　図１は放電パターンの一例を示す図であり、図２は図１の放電パターンに対応する放電パターンデータの一例を示す図である。図１に示すグラフの縦軸は電流（単位はアンペア（Ａ））、横軸は経過時間（単位は秒（ｓ））である。図１及び図２では通電パターンとして放電パターンを示す。図１及び図２において、電流のプラス側が充電電力であり、マイナス側が放電電力である。
　図１中の黒四角及び実線に示す放電パターンにおいて、開始時点（０秒）の電流値をゼロとして、０秒から０．１５秒までは徐々に放電電流値（電流値の絶対値）が増大し、０．１５秒から０．３秒までは徐々に放電電流値が減少し、０．３秒から０．６５秒までは電流値一定であり、０．６５秒から０．７５秒までは徐々に放電電流値が増大し、０．７５秒から終了時点（１秒）までは徐々に放電電流値が減少する。
　放電パターンにおける電流値を、所定の区切り時間毎に記録することで、図２の放電パターンデータが得られる。図１及び図２の例では、区切り時間は０．０５秒である。
　蓄電素子モデルでは、一定の電流値を所定時間通電させた場合における通電後の電圧値が予測される。蓄電素子モデルを用いた予測電圧の計算時には、各区切り時間内の電圧値は一定と認識される。図１中、白丸及び一点鎖線は放電パターンに基づき認識される計算時の認識パターンを示す。
　０秒から０．０５秒までの放電電流値は、実際の放電パターンでは０Ａから１００Ａへと徐々に増大するが、計算時には一定の１００Ａと認識される。電流値の認識のずれにより、放電パターンの消費容量と、計算時の消費容量とにずれが生じる。消費容量のずれは、蓄電素子モデルによる予測電圧値の予測精度の悪化の原因となる。通電パターンに電流が変化する区間が含まれる場合、予測電圧値の予測精度が悪化する。電流変化を伴う通電パターンに起因する予測精度の悪化は、通電パターンの総通電時間が長い程、消費容量のずれが大きくなるため、その度合いが大きくなる。
　電流変化を伴う通電パターンの予測精度を向上するためには、区切り時間を短くすることが好ましいが、区切り時間を短くすると計算回数が増加するため、計算コストが増大し、予測時間が長くなる。予測対象となる通電パターンが複数種類の場合には、通電パターン毎に予測が必要であり、さらに負荷が増大する。
　計算回数が増加すると、放電可否の予測処理に許容される許容時間内に、特定の計算周期で全時点の予測を完了できないおそれがある。許容時間内に予測を完了するためには、計算周期を短くする、又は、放電パターンの区切り時間を長くして計算回数を低減することが考えられる。計算周期を短くすることは、予測装置の負荷を増大させるため望ましくなく、性能面の観点からも限りがある。区切り時間を長くすると、本来の通電パターンが適正に反映されず、予測精度の悪化につながる。例えば、図１に示す放電パターンの区切り時間を０．１秒にした場合、放電パターンデータとしては、０．１秒で－２００Ａの次は、０．２秒で－２５０Ａとなり、０．３秒の－３００Ａが反映されない。区切り時間０．１秒の場合、区切り時間０．０５秒よりも予測電圧値の最低値が高くなり、放電可否の予測精度の悪化につながる。
　上記（１）に記載の予測装置によれば、通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である期間においては、期間の途中区間で電圧予測のための計算処理を行わないため、全体としての計算回数を低減することができる。区切り時間を短くすることにより予測精度を向上しつつ、予測時間を短縮できる。予測装置は、電流の変化量が閾値未満である時間的に連続する複数区間をつないで１つの新たな区間とすることにより、連続する複数区間にわたる電圧挙動を１回の計算処理で予測してもよい。電流の変化量が閾値未満である期間に限り計算回数を削減することで、予測精度の悪化を抑制しつつ、効率的に演算を行うことができる。このように予測された電圧挙動に基づいて、効率的且つ精度よく充放電性能を予測できる。
　（２）上記（１）に記載の予測装置において、前記通電パターンは電流が一定である区間を含んでもよい。
　上記（２）に記載の予測装置によれば、電流が一定である区間を含む通電パターンに関する予測精度の向上及び演算負荷の低減を図ることができる。
　（３）上記（１）又は（２）に記載の予測装置において、前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値以上である区間における消費容量又は電流の増減方向が切り替わる切替点の電流に基づいて前記通電パターンを調整し、調整後の通電パターンに基づいて前記電圧挙動を予測してもよい。
　上記（３）に記載の予測装置によれば、通電パターンにおける消費容量を考慮して、通電パターンの電流値を調整できる。通電パターンを調整することで、通電パターンと計算時の認識との消費容量のずれを解消できる。また、電流の増減方向が切り替わる切替点の電流を考慮して通電パターンの電流値を調整できる。通電パターンの調整に電流の最大値又は最小値を反映できるため、最低電圧値を実際よりも高く又は最高電圧値を実際よりも低く予測することを抑制できる。電流が変化する区間を含む通電パターンに関する予測精度が向上される。
　（４）上記（３）に記載の予測装置において、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値以上である区間は、電流の増減方向が切り替わる区間と、電流の増減方向が切り替わらないと区間を含み、前記第１予測部は、前記電流の増減方向が切り替わる区間における前記切替点の電流と、前記電流の増減方向が切り替わらない区間における前記消費容量とに基づいて前記通電パターンを調整してもよい。
　上記（４）に記載の予測装置によれば、電流の増減方向が切り替わらない区間では、消費容量に応じた電力値を用いることで、消費容量のずれを解消する。また電流の増減方向が切り替わる区間では、消費容量を考慮した調整に代えて実際の電流値を用いることで、予測電圧値の最小値又は最大値を精度よく予測できる。
　（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の予測装置において、前記通電パターンは、前記通電パターンにおける電流の変化量が所定値未満である区間と、電流の変化量が所定以上である区間とを含んでもよい。
　上記（５）に記載の予測装置によれば、電流がほぼ変化しない期間と、電流が変化する期間とを含む通電パターンに関する予測精度の向上及び演算負荷の低減を図ることができる。多様な通電パターンについて、効率的且つ精度よく充放電性能を判定できる。
　（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の予測装置において、前記第２予測部で予測した前記蓄電素子の充放電性能を外部装置へ出力する出力部を備えてもよい。
　上記（６）に記載の予測装置によれば、判定した充放電性能を外部装置へ確実に報知できる。
　（７）本開示の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の予測装置とを備える。
　（８）本開示の一態様に係る予測方法は、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測し、予測した前記電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測し、前記通電パターンを時間軸方向で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する。
　（９）本開示の一態様に係る予測プログラムは、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測し、予測した前記電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測し、前記通電パターンを時間軸方向で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する処理をコンピュータに実行させる。
　（１０）本開示の一態様に係る予測装置は、蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する予測部とを備え、前記第１予測部は、前記通電パターンを複数の期間に区切り、前記期間毎に前記電圧挙動を予測し、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である期間の時間幅は、前記通電パターンにおける電流の変化量が所定値以上である期間の時間幅よりも長い。
　上記（１０）に記載の予測装置によれば、通電パターンにおける電流変化の有無に応じて、電圧挙動の予測計算を実行する時間幅の長さを可変できる。予測精度の悪化を抑制しつつ、計算効率を向上できる。
　本開示をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施形態）
　図３は蓄電装置１の構成例を示す斜視図、図４は蓄電装置１の分解斜視図である。以下では、図中に示す「前後」、「左右」、及び「上下」の各方向を参照しながら、蓄電装置１の構成例について説明する。
　蓄電装置１は、例えば、エンジン車両、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等に好適に搭載されるバッテリーである。蓄電装置１は、例えば１２ボルト（Ｖ）バッテリー又は４８Ｖバッテリーである。
　蓄電装置１は、複数の蓄電セル２、予測装置３、及びバスバーユニット４を備える。蓄電装置１は、蓄電素子の一例である。蓄電セル２、予測装置３、及びバスバーユニット４は、収容ケース１０の内部に収容される。蓄電セル２は、例えばリチウムイオン二次電池による電池セルである。
　実施の形態において、蓄電素子は、複数の蓄電セル２を有する蓄電ユニットである。代替的に、蓄電素子は単一の蓄電セル２であってもよい。
　予測装置３は、例えば電池管理システム（ＢＭＳ：Battery Management system）である。予測装置３は、蓄電装置１が所定の通電パターンに係る充電能力又は放電能力を満たすか否か、すなわち蓄電装置１の充放電性能を予測する充放電可否予測を行う。
　実施の形態において、予測装置３は、蓄電装置１の内部に搭載されている。代替的に、予測装置３は、蓄電装置１から離隔して設置されてもよい。予測装置３は、蓄電装置１の外部に接続されるサーバ装置、端末装置又は車両ＥＣＵなどのコンピュータであってもよい。この場合、蓄電装置１に関して計測される計測データは、通信によりサーバ装置等へ送信されるとよい。
　収容ケース１０は合成樹脂製である。収容ケース１０は、上面が開口したケース本体１１と、ケース本体１１の開口を覆うカバー１２とを備える。ケース本体１１及びカバー１２は、蓄電セル２、予測装置３、及びバスバーユニット４を収容した状態にて、ネジ等の締結具、接着剤又は溶着等により液密に固着される。収容ケース１０の一側面には、極性が異なる一対の外部端子１３Ａ，１３Ｂが設けられる。
　蓄電セル２は、中空直方体状のケース２１を備える。ケース２１の上面には蓄電セル２の正端子２２及び負端子２３が設けられている。ケース２１の内部には図示を省略する電極体及び電解液等が収容される。
　電極体は、シート状の正極と、負極とを、２枚のシート状のセパレータを介して重ね合わせ、これらを巻回（縦巻き又は横巻き）することにより構成される。セパレータは、多孔性の樹脂フィルムにより形成される。多孔性の樹脂フィルムとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂からなる多孔性樹脂フィルムを使用できる。
　正極は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる長尺帯状の正極基材の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。正極活物質としては、例えばＬｉＦｅＰＯ4が挙げられる。正極活物質層は、導電助剤、バインダ等を更に含んでもよい。
　負極は、例えば銅又は銅合金等からなる長尺帯状の負極基材の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。負極活物質としては、例えば黒鉛（グラファイト）、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。負極活物質層は、バインダ、増粘剤等を更に含んでもよい。
　電解質には、従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用できる。例えば、電解質として、有機溶媒中に支持塩を含有させた電解質を使用できる。有機溶媒として、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類等の非プロトン性溶媒が用いられる。支持塩として、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩が好適に用いら
れる。電解質は、例えば、ガス発生剤、被膜形成剤、分散剤、増粘剤等の各種添加剤を含んでもよい。
　実施の形態において、蓄電セル２は、リチウムイオン二次電池による電池セルである。代替的に、蓄電セル２は、全固体電池、鉛電池、レドックスフロー電池、亜鉛空気電池、アルカリマンガン電池、リチウム硫黄電池、ナトリウム硫黄電池、酸化銀亜鉛電池、ニッケル水素電池、溶融塩熱電池などによる電池セルであってもよいし、キャパシタであってもよい。
　実施の形態において、蓄電セル２は、巻回型の電極体を備えた角型の電池セルである。代替的に、蓄電セル２は、円筒型の電池セル、又はラミネート型（パウチ型）の電池セルであってもよく、積層型の電極体を備えた電池セルであってもよい。
　実施の形態において、ケース本体１１に収容されている蓄電セル２の数は４個である。代替的に、ケース本体１１に収容される蓄電セル２の数は、１個以上４個未満であってもよく、４個超であってもよい。以下の説明では、蓄電セル２を、ケース本体１１の前側から順に、第１蓄電セル２Ａ、第２蓄電セル２Ｂ、第３蓄電セル２Ｃ、第４蓄電セル２Ｄとも記載する。
　図４に示すように、各蓄電セル２は、隣り合う蓄電セル２の正端子２２及び負端子２３の向きが逆となるようケース本体１１に収容される。
　蓄電セル２の端子面上に、バスバーユニット４を介して予測装置３が配置される。バスバーユニット４は、複数のバスバー４１と、これらのバスバー４１を保持する樹脂製のバスバーフレーム４２とを備える。各バスバー４１は、ネジ等の締結具４３によって予測装置３の下面に連結される。バスバー４１を介して、蓄電セル２と予測装置３とが接続される。
　バスバー４１は、蓄電セル２に対する充放電経路を構成する。バスバー４１は、金属製であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の導電性に優れ、熱伝導性が高い材料により形成される。バスバー４１により、隣り合う蓄電セル２において、一方の蓄電セル２の正端子２２と、他方の蓄電セル２の負端子２３とが電気的に接続される。また、バスバー４１により、第１蓄電セル２Ａの負端子２３と一方の外部端子１３Ａとが接続されるとともに、第４蓄電セル２Ｄの正端子２２と他方の外部端子１３Ｂとが接続される。
　図３及び図４では、４個の蓄電セル２がバスバー４１により直列に接続されている構成を説明した。代替的に、蓄電セル２は一部又は全部が並列に接続されてもよい。
　予測装置３は、平板状の回路基板６１を備える。回路基板６１の上面にはまた、遮断回路６２、温度センサ６３、電流センサ６４及び電圧センサ６５（図５参照）などが搭載される。予測装置３は、遮断回路６２、温度センサ６３、電流センサ６４及び電圧センサ６５を回路基板６１上に搭載した回路基板ユニットとして構成されてもよい。
　遮断回路６２は、第４蓄電セル２Ｄの正端子２２に接続されるバスバー４１と、外部端子１３Ｂに接続されるバスバー６６との間の導通路を接続又は遮断するための回路である。遮断回路６２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体スイッチにより構成される。遮断回路６２をオン状態からオフ状態に切り替えることで、蓄電セル２から外部への電流の流出、及び外部から蓄電セル２への電流の流入を遮断できる。代替的に、遮断回路６２は、リレースイッチにより構成されてもよい。
　温度センサ６３は、例えばサーミスタ、熱電対等である。温度センサ６３は、蓄電装置１に関する温度を計測する。図４では、温度センサ６３は、回路基板６１上の通電発熱体（例えば遮断回路６２、バスバー４１，６６、締結具４３等）から十分に離隔した位置に配置される。温度センサ６３により計測される温度データは、蓄電装置１の雰囲気温度（蓄電セル２の周囲の温度）を表す。蓄電素子はさらに、回路基板６１上の通電発熱体の近傍に配置され、回路基板６１上の通電発熱体の温度を計測する温度センサ６３を備えてもよい。この場合、蓄電装置１の雰囲気温度と、回路基板６１上の通電発熱体の温度とに基づいて、蓄電装置１の温度を特定してもよい。
　図５は、予測装置３を備える蓄電装置１の構成例を示すブロック図である。蓄電装置１は、外部端子１３Ａ，１３Ｂを介して、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７１、電装品等の電気負荷７２、及び不図示のオルタネータに接続されている。
　車両がエンジン車の場合、エンジンの駆動中において、オルタネータの発電量が電気負荷７２の電力消費量より大きい場合、蓄電装置１はオルタネータにより充電される。オルタネータの発電量が電気負荷７２の電力消費量より小さい場合、蓄電装置１は、その不足分を補うため、放電する。車両の駐車中、オルタネータは発電を停止するため、蓄電装置１は、充電されない状態となり、車両ＥＣＵ７１や電気負荷７２に対して放電のみ行う状態となる。
　車両が、内燃機関に代えて、高電圧システム（駆動用蓄電装置）によって走行を開始可能なものである場合、蓄電装置１は、高電圧システムを始動可能とするための電力を供給する。車両の駐車中、蓄電装置１は、車両ＥＣＵ７１や電気負荷７２に対して放電を行うとともに、高電圧システムによる充電が可能である。
　車両ＥＣＵ７１は、車両を制御する車両制御部である。車両ＥＣＵ７１は、電気負荷７２を制御する。車両ＥＣＵ７１は、予測装置３から受け付けた充放電可否の予測結果に基づいて、電気負荷７２を制御することにより蓄電装置１の充電又は放電量を制御する。車両ＥＣＵ７１は、上位装置の一例である。
　予測装置３は、コンピュータであり、制御部３１、記憶部３２、入出力部３３及び通信部３４等を備える。本実施形態では、予測装置３は回路基板で実現されるが、代替的に、予測装置３は、複数台のコンピュータで構成し分散処理する構成でもよく、１台のサーバ内に設けられた複数の仮想マシンによって実現されてもよく、クラウドサーバを用いて実現されてもよい。
　制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える演算回路である。制御部３１が備えるＣＰＵ又はＧＰＵは、ＲＯＭや記憶部３２に格納された各種コンピュータプログラムを実行し、上述したハードウェア各部の動作を制御する。制御部３１は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ、日時情報を出力するクロック等の機能を備えてもよい。
　記憶部３２は、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等の不揮発性記憶装置を備える。記憶部３２は、制御部３１が参照する各種コンピュータプログラム及びデータ等を記憶する。記憶部３２は、予測装置３に接続された外部記憶装置であってもよい。
　本実施形態の記憶部３２は、充放電可否の予測に関する処理をコンピュータに実行させるための予測プログラム３２１と、当該予測プログラム３２１の実行に必要なデータとしての予測データ３２２とを記憶している。予測データ３２２には、シミュレーションで用いられる蓄電素子モデルが含まれる。蓄電素子モデルは、回路構成を示す構成情報、および蓄電素子モデルを構成する各素子の値等により記述される。記憶部３２には、蓄電素子モデルの回路構成を示す構成情報及び蓄電素子モデルを構成する各素子の値等が記憶される。
　予測プログラム３２１を含むコンピュータプログラム（コンピュータプログラム製品）は、当該コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体３Ａにより提供されてもよい。記録媒体３Ａは、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の可搬型メモリである。制御部３１は、図示しない読取装置を用いて、記録媒体３Ａから所望のコンピュータプログラムを読み取り、読み取ったコンピュータプログラムを記憶部３２に記憶させる。代替的に、上記コンピュータプログラムは通信により提供されてもよい。予測プログラム３２１は、単一のコンピュータプログラムでも複数のコンピュータプログラムにより構成されるものでもよく、また、単一のコンピュータ上で実行されても通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されてもよい。
　入出力部３３は、外部装置を接続するための入出力インタフェースを備える。入出力部３３には、遮断回路６２、温度センサ６３、電流センサ６４及び電圧センサ６５等が接続されている。
　制御部３１は、入出力部３３を通じて、遮断回路６２へ制御信号を出力することにより、遮断回路６２のオン状態とオフ状態を切り替える。また制御部３１は、入出力部３３を通じて、温度センサ６３により計測される温度のデータと、電流センサ６４により計測される電流のデータと、電圧センサ６５により計測される電圧のデータとを随時取得する。
　電流センサ６４は、例えばシャント抵抗であり、蓄電セル２に直列に接続されている。電流センサ６４は、蓄電セル２の両端電圧に基づいて、蓄電セル２に流れる電流を時系列的に計測する。両端電圧の極性（正負）から放電と充電が判別できる。代替的に、電流センサ６４は磁気センサでもよい。
　電圧センサ６５は、各蓄電セル２に並列に接続されている。電圧センサ６５は、各蓄電セル２の両端に夫々接続されており、各蓄電セル２の端子間電圧を時系列的に計測する。制御部３１は、入出力部３３を通じて、電圧センサ６５により計測される各蓄電セル２の電圧や蓄電装置１の総電圧のデータを取得する。
　入出力部３３には、液晶ディスプレイ装置のような表示装置が接続されてもよい。制御部３１は、入出力部３３を介して使用可能ＳＯＣ範囲の推定結果を出力し、表示装置へ表示させてもよい。
　通信部３４は、車両ＥＣＵ７１又は他の外部装置との通信を実現する通信インタフェースを備える。制御部３１は、通信部３４を通じて、車両ＥＣＵ７１又は他の外部装置との間で充放電可否の予測結果を含む各種データを送受信する。
　図６は、蓄電素子モデルの一例を示す回路図である。蓄電素子モデルは、蓄電装置１の電圧挙動の予測に用いられる。
　図６に示す蓄電素子モデルは、等価回路モデルであり、蓄電セル２の電圧源及び抵抗やコンデンサなどの回路素子を組合せ、蓄電セル２の充放電挙動を模擬するものである。等価回路モデルは、例えば、正極端子と負極端子との間に直列に接続される定電圧源、直流抵抗器、及びＲＣ並列回路を備える。図６では、第１ＲＣ並列回路と第２ＲＣ並列回路との２つのＲＣ並列回路が直列に接続されている等価回路モデルを示すが、ＲＣ並列回路は２段に限らない。
　定電圧源は、直流電圧を出力する電圧源である。定電圧源が出力する電圧は、蓄電セル２の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）であり、ＶOCVと記載する。開放電圧ＶOCVは、例えばＳＯＣの関数として与えられる。開放電圧ＶOCVは、蓄電セル２の実容量の関数として与えられてもよい。
　直流抵抗器は、蓄電セル２の直流抵抗成分（直流インピーダンス）を記述するためのものであり、抵抗素子Ｒ0を含む。抵抗素子Ｒ0の値は、通電電流、電圧、ＳＯＣ、温度などに応じて変化する値として与えられる。抵抗素子Ｒ0の値が定まれば、等価回路モデルに電流Ｉが流れたときに直流抵抗器に発生する電圧を計算できる。直流抵抗器に発生する電圧を、直流抵抗電圧ＶR0とする。
　２つのＲＣ並列回路は、蓄電セル２の過渡的な分極特性を記述するための回路要素である。第１ＲＣ並列回路は、並列に接続された抵抗素子Ｒ1及び容量素子Ｃ1から構成される。第２ＲＣ並列回路は、並列に接続された抵抗素子Ｒ2及び容量素子Ｃ2から構成される。抵抗素子Ｒ1，Ｒ2及び容量素子Ｃ1，Ｃ2の各値は、通電電流、ＳＯＣ、温度などに応じて変動する値として与えられる。抵抗素子Ｒ1，Ｒ2及び容量素子Ｃ1，Ｃ2によって、第１ＲＣ並列回路及び第２ＲＣ並列回路のインピーダンスが定まる。第１ＲＣ並列回路及び第２ＲＣ並列回路のインピーダンスが定まれば、等価回路モデルに電流Ｉが流れたときに第１ＲＣ並列回路及び第２ＲＣ並列回路に発生する電圧（分極電圧）を計算できる。分極電圧は、第１ＲＣ並列回路に発生する分極電圧Ｖ1と、第２ＲＣ並列回路に発生する分極電圧Ｖ2との合計電圧である。
　以上の等価回路モデルにおいて、ｔ秒後の時点における蓄電セル２の正極端子と負極端子との間の端子電圧（予測電圧値）Ｖcellは、電流Ｉ、開放電圧ＶOCV、分極電圧Ｖ1、分極電圧Ｖ2、抵抗素子Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2、及び容量素子Ｃ1，Ｃ2を用いて、下記式（１）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　等価回路モデルに用いられる抵抗素子Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2、及び容量素子Ｃ1，Ｃ2の各値は、予め実測データ等に基づき得られる。
　上記式（１）により求められる各蓄電セル２の予測電圧値Ｖcellの合計値を計算することで、蓄電装置１の予測電圧値が求められる。蓄電装置１の予測電圧値は、蓄電装置１における導電部材の抵抗成分（例えばバスバー４１，６６、遮断回路６２等）に起因する電圧を加味した値としてもよい。
　予測装置３が実行する上記蓄電素子モデルを用いた充放電可否の予測方法を説明する。以下では、通電パターンが放電パターンであり、所定の電力を供給することができるか否か（ＳＯＦ：State Of Function）を予測する場合を例に挙げて、充放電可否の予測方法を説明する。
　予測装置３は、充放電可否の予測に際し、予測対象となる放電パターンの情報を取得する。放電パターンの情報は、例えば上位装置から指定される。放電パターンの情報は、放電パターンに関する通電電流値、通電時間、及び動作電圧範囲を含んでもよい。通電電流値及び通電時間は、例えば放電パターンデータの形式で与えられる。放電パターンデータは、放電パターンを、所定の区切り時間に対応する時間幅で区切り、各区切り点に対応する時間（開始時点からの経過時間）と、当該時間の電流値とを対応付けたデータであってもよい。動作電圧範囲は、放電時には蓄電装置１の下限電圧であり、充電時には蓄電装置１の上限電圧が与えられる。一例として、前述した図５及び図６の放電パターンが予測対象であるものとする。
　予測装置３は、上述の蓄電素子モデルを用いて、指定された放電パターンで放電した際の予測電圧値を求める。本実施形態の予測装置３は、上位装置から取得した放電パターンを、予測処理に適するよう調整し、調整後の放電パターンに基づいて予測電圧値を予測する。予測装置３は、放電パターンの電流一定期間における計算回数を削減する。さらに、放電パターンの電流変化期間における電流値を調整する。
　図７は調整後の放電パターンの一例を示す図であり、図８は図７の放電パターンに対応する調整後の放電パターンデータの一例を示す図である。図７に示すグラフの縦軸は電流（単位はＡ）、横軸は経過時間（単位は秒）である。図７中、黒四角及び実線は調整前の放電パターンを表し、白丸及び一点鎖線は調整後の放電パターン及び放電パターンに基づき認識される計算時の認識パターンを示す。
　予測装置３は、調整前の放電パターンデータに基づいて、時間的に連続する電流値同士の差分を算出することにより、各区間における電流の変化量を求める。調整前の放電パターンデータには、図６に示すように、一定の区切り時間で区切られた時間毎に、電流値が記録されている。予測装置３は、算出結果に基づいて、放電パターンデータの全区間を、電流の変化量がゼロでない区間と、電流の変化量がゼロである区間とに分類する。本実施形態の放電パターンにおいて、０秒から０．１５秒まで及び０．６５秒から０．７５秒までの区間は電流の変化量がゼロでない区間であり、０．３秒から０．６５秒までの区間は電流の変化量がゼロである区間である。
　放電パターンデータに、時間的に連続する複数の区間であって、電流の変化量がゼロである複数の区間を含む電流一定期間が含まれる場合、予測装置３は、放電パターンデータから電流一定期間の途中区間のデータを省略する。電流一定期間では、電流変化期間に含まれる時間的に連続する複数区間を１まとまりの区間とみなし、当該１まとまりの区間について蓄電素子モデルによる予測計算を１回のみ実行する。
　図７及び図８に示すように、０．３秒から０．６５秒までは電流一定期間であるため、０．３５秒から０．６秒までの途中の時間のデータが取り除かれる。予測計算においては、途中の時間（途中区間）の計算を省略し、複数区間分の区切り時間を合計した合計時間にわたり、電流変化期間における一定電流値を通電した場合の予測電圧値を求める。
　上記では、電流値の変化量がゼロである区間を求めたが、電流値の変化量が閾値未満である区間を電流一定区間とみなしてもよい。
　さらに、放電パターンデータに、電流の変化量がゼロでない区間を含む電流変化期間が含まれる場合、予測装置３は、放電パターンの電流値を調整する。予測装置３は、電流変化期間に含まれる各区間を、電流の増減方向が切り替わらない区間と、電流の増減方向が切り替わる区間とに分類する。
　電流の増減方向が切り替わらない区間では、当該区間における放電パターンの消費容量を算出し、算出した消費容量に対応するよう、放電パターンの電流値が調整される。予測装置３は、区切り時間にわたり一定の電流値で放電した場合の消費容量が、放電パターンの消費容量に等しくなるよう、調整電流値を求める。
　電流の増減方向が切り替わる区間では、電流の増減方向が切り替わる切替点に対応する放電パターンの電流値を、そのまま調整電流値として用いる。図７及び図８に示す例にて、０．１５秒及び０．７５秒が切替点に相当するため、０．１５秒から０．２秒及び０．７５秒から０．８秒の区間では、各切替点に対応する電流値がそのまま適用される。電流値の調整は、電流変化期間に含まれる区間毎に行われる。上述の処理により、図８に示すように、データ点数が削減され、且つ電流値が調整された放電パターンデータが生成される。
　予測装置３は、得られた調整後の放電パターンに基づいて、予め設定される計算周期で、放電パターンによる放電の可否を予測する。
　予測装置３は、蓄電素子モデルを用いて、調整後の放電パターンで放電した際の蓄電装置１の予測電圧値を求める。予測電圧値は、調整後の放電パターンの区間毎に算出される。予測装置３は、求めた予測電圧値に基づいて放電の可否を予測する。放電の可否は、予測電圧値が予め設定される下限電圧以上であるか否かを判定することにより予測される。放電パターンに係る全期間において、予測電圧値が下限電圧以上である場合、放電可能と判定できる。予測電圧値が下限電圧未満である場合、放電不可と判定できる。
　上記では通電パターンが放電パターンである場合を例に挙げて説明した。通電パターンが充電パターンである場合も同様に、上述の手法を適用することにより充電パターンを調整できる。調整後の充電パターンで充電した際の予測電圧値が、予め設定される上限電圧以下であるか否かを判定することにより、充電受け入れの可否を予測できる。
　図９は、予測装置３が実行する通電パターンの調整処理手順の一例を示すフローチャートである。以下のフローチャートにおける処理は、予測装置３の記憶部３２に記憶する予測プログラム３２１に従って制御部３１によって実行される。
　予測装置３の制御部３１は、通電パターンデータを取得する（ステップＳ１１）。通電パターンデータは、例えば上位装置（例えば車両ＥＣＵ７１）から送信される。
　制御部３１は、取得した通電パターンデータに基づいて、各区間の電流変化量を算出することにより、通電パターンデータの全区間を、電流の変化量がゼロでない区間と、電流の変化量がゼロである区間とに分類する（ステップＳ１２）。
　制御部３１は、分類結果に基づいて、通電パターンデータが電流一定期間を含むか否かを判定する（ステップＳ１３）。通電パターンデータが電流一定期間を含まないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、制御部３１は、処理をステップＳ１５へ進める。
　通電パターンデータが電流一定期間を含むと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部３１は、通電パターンデータから電流一定期間における途中の区間のデータを省略する（ステップＳ１４）。
　制御部３１は、分類結果に基づいて、通電パターンデータが電流変化期間を含むか否かを判定する（ステップＳ１５）。通電パターンデータが電流変化期間を含まないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部３１は、処理を終了する。
　通電パターンデータが電流変化期間を含むと判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御部３１は、電流変化期間に含まれる区間が、電流の増減方向が切り替わる区間であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。
　電流の増減方向が切り替わる区間でない、すなわち電流の増減方向が切り替わらない区間であると判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、制御部３１は、当該区間における消費容量に基づいて、放電パターンデータを調整するための調整電流値を算出する（ステップＳ１７）。制御部３１は、放電パターンの消費容量を算出し、算出した消費容量と、区切り時間にわたり調整電流値で放電した場合の消費容量とが等しくなるよう、調整電流値を求める。
　電流の増減方向が切り替わる区間であると判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部３１は、増減方向の切替点に対応する通電パターンの電流値に基づいて、調整電流値を決定する（ステップＳ１８）。制御部３１は、切替点の電流値を調整電流値として用いる。制御部３１は、電流変化期間に含まれる区間毎にステップＳ１６からステップＳ１８の処理を実行する。制御部３１は、省略後のデータ点数及び調整電流値により定義される放電パターンを、調整後の通電パターンとして記憶部３２に記憶し、一連の処理を終了する。
　図１０は、予測装置３が実行する通電可否の予測処理手順の一例を示すフローチャートである。予測装置３の制御部３１は、例えば予め設定される計算周期で以下の処理を繰り返し実行する。
　予測装置３の制御部３１は、蓄電装置１の温度、電流及び電圧を含む計測データを取得する（ステップＳ２１）。
　制御部３１は、第１予測部としての機能により、取得した計測データに基づいて、調整後の通電パターンで通電した際の蓄電装置１の予測電圧値を予測する（ステップＳ２２）。予測電圧値の予測は、蓄電素子モデルを用いて、区間毎に行う。制御部３１は、調整後の通電パターンデータに従い、電流一定期間では複数区間の予測電圧値をまとめて算出することにより、途中区間の計算を省略する。制御部３１は、電流変化期間では、調整後電流値を用いて予測電圧値を予測する。
　制御部３１は、第２予測部としての機能により、予測した予測電圧値に基づいて、通電パターンによる通電の可否を予測する（ステップＳ２３）。通電の可否は、予測した予測電圧値が、予め設定される下限電圧以上又は上限電圧以下であるか否かを判定することにより予測される。予測電圧値が下限電圧以上又は上限電圧以下である場合、通電可能であると予測される。予測電圧値が下限電圧以上又は上限電圧以下でない場合、通電不可であると予測される。
　制御部３１は、出力部としての機能により、通電可否の予測結果に基づく情報を、外部装置（例えば車両ＥＣＵ７１）に出力し（ステップＳ２４）、一連の処理を終了する。
　予測装置、予測方法及び予測プログラムは、車両以外の用途にも適用可能であり、例えば航空機、フライイングビークル、ＨＡＰＳ（High Altitude Platform Station）等の飛行体に適用されてもよいし、船舶や潜水艦に適用されてもよい。蓄電装置１は、高電圧バッテリーであってもよい。
　本実施形態によれば、放電パターンを調整することで、予測電圧値及び充放電性能の予測精度の向上と予測時間の短縮とを両立できる。
　今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
　各実施形態に示すシーケンスは限定されるものではなく、矛盾の無い範囲で、各処理手順はその順序を変更して実行されてもよく、また並行して複数の処理が実行されてもよい。各処理の処理主体は限定されるものではなく、矛盾の無い範囲で、各装置の処理を他の装置が実行してもよい。
　各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。
　１　蓄電装置（蓄電素子）
　２　蓄電セル
　３　予測装置
　３１　制御部
　３２　記憶部
　３３　入出力部
　３４　通信部
　３２１　予測プログラム
　３２２　予測データ
　３Ａ　記録媒体

Claims (10)

  1. 　蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、
    　前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する第２予測部とを備え、
    　前記第１予測部は、前記通電パターンを時間幅で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、
    　前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する
    　予測装置。
  2. 　前記通電パターンは電流が一定である区間を含む
    　請求項１に記載の予測装置。
  3. 　前記第１予測部は、前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値以上である区間における消費容量又は電流の増減方向が切り替わる切替点の電流に基づいて前記通電パターンを調整し、
    　調整後の通電パターンに基づいて前記電圧挙動を予測する
    　請求項１又は請求項２に記載の予測装置。
  4. 　前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値以上である区間は、電流の増減方向が切り替わる区間と、電流の増減方向が切り替わらないと区間を含み、
    　前記第１予測部は、前記電流の増減方向が切り替わる区間における前記切替点の電流と、前記電流の増減方向が切り替わらない区間における前記消費容量とに基づいて前記通電パターンを調整する
    　請求項３に記載の予測装置。
  5. 　前記通電パターンは、前記通電パターンにおける電流の変化量が所定値未満である区間と、電流の変化量が所定以上である区間とを含む
    　請求項１又は請求項２に記載の予測装置。
  6. 　前記第２予測部で予測した前記蓄電素子の充放電性能を外部装置へ出力する出力部を備える
    　請求項１又は請求項２に記載の予測装置。
  7. 　蓄電素子と、請求項１又は請求項２に記載の予測装置とを備える
    　蓄電装置。
  8. 　蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測し、
    　予測した前記電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測し、
    　前記通電パターンを時間軸方向で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、
    　前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する
    　予測方法。
  9. 　蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測し、
    　予測した前記電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測し、
    　前記通電パターンを時間軸方向で区切る区間毎に前記電圧挙動を予測し、
    　前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である区間において前記電圧挙動の予測を停止する
    　処理をコンピュータに実行させる予測プログラム。
  10. 　蓄電素子モデルを用いて所定の通電パターンで通電した際の蓄電素子の電圧挙動を予測する第１予測部と、
    　前記第１予測部で予測した電圧挙動に基づいて前記蓄電素子の充放電性能を予測する予測部とを備え、
    　前記第１予測部は、前記通電パターンを複数の期間に区切り、前記期間毎に前記電圧挙動を予測し、
    　前記通電パターンにおける電流の変化量が閾値未満である期間の時間幅は、前記通電パターンにおける電流の変化量が所定値以上である期間の時間幅よりも長い
    　予測装置。
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